系统工程-系统分析

南京农业大学工学院 陈青春 制作 系 统 工 程第二章 系统分析与评价 1主要内容 1 系统分析的基本概念1 系统分析的基本概念第二章 系统分析与评价2 系统综合评价3 可行性研究4 运输系统目的的重审（自学）5 运输系统结构的分析（自学）一、评价指标体系二、综合评价方法三、权重确定方法1. 综合系数法2. 功效系数法3. 加权评分法4. 模糊综合评定法21 系统分析的基本概念 一、系统分析概述1 系统分析的基本概念一、系统分析概述二、有关专家或文献的系统分析概念三、系统分析的要素四、系统分析的原则五、系统分析的过程3由 美国兰德公司于 20世纪 40年代末期提出的， 早期用于 大型武器的论证、军事战略决策等 大而复杂的系统中，取得了好的成效，后被 扩展到 企业经营管理系统。目前，它的应用范围正在日益扩大。1 系统分析的基本概念 一、系统分析概述兰德公司简介一、系统分析概述（ 1）由来 （ 2）定义所谓系统分析，是指从 系统的角度 出发 ，对需要改进的现有系统或准备建立的新系统 进行定性和定量的理论分析或试验研究， 从而完成 系统目的重审、系统结构分析、系统性能评价、系统效益评价、系统和环境相互影响分析以及系统发展预测， 为系统规划设计、协调、优化控制和管理提供理论和试验依据 。 （ 2）目的系统分析的目的在于，通过对系统的分析， 认识各种替代方案 的 目的， 比较 各种替代方案的费用、效益、功能、可靠性以及与环境之间的关系等，得出决策者进行决策所需要的资料和信息， 为最优决策提供科学可靠的依据 。 41 系统分析的基本概念 一、系统分析概述兰德公司预测一例2007年 12月 11日，上海交大副校长叶取源访问兰德公司 二战期间，美国一批科学家和工程师参加军事工作，把运筹学运用于军事作战方面，其成绩颇受朝野重视。战后，为了继续这项工作，陆军航空队司令亨利 阿诺德上将提出备忘录： 战后和下次大战时美国研究与发展计划 ，要求利用这批人员，成立一个 “独立的、介于官民之间进行客观分析的研究机构 ”。据这项建议， 1945年底，美国陆军航空队与道格拉斯飞机公司签订一项 1000万美元的 “研究与发展 ”计划合同，即著名的 “兰德（ RAND， Research ANd Development）计划 ”。不久，美国陆军航空队独立成为空军。 1948年 5月，阿诺德在福特基金会捐赠 100万美元的赞助下， “兰德计划 ”脱离道格拉斯飞机公司，正式成立独立的兰德公司（ /）。 兰德公司 为民营公司，但不以盈利为目的，而是由政府资助，就美国国内外政策向政府和国会提供建议。兰德公司51 系统分析的基本概念 一、系统分析概述国际应用系统分析研究所（ IIASA）主要观点举例：（ 1） 中国人民解放军正在进行的现代化改造能够使其兵力投送到中国国境之外的遥远地区。（ 2） 大型两栖作战舰船、远距离运输飞机、空中加油机、海上补给舰船等。为台海冲突做准备的说法解释不了这些装备的用途。61 系统分析的基本概念 一、系统分析概述IIASA 1992-2002 10年研究重点IIASA所长访问华南理工大学国际应用系统分析研究所（ IIASA）（ International Institute for Applied Systems Analysis） IIASA，奥地利，维也纳1972年成立，最初有 12个成员国，包括：美、英、法、苏、意、瑞典、民德、联邦德国、日等。现成员国 20个。IIASA主要采用跨学科、跨部门、跨国界的研究方式，以系统分析方法（ SA）研究世界各国面临的一些共同问题，研究重点在于具有全球性或普遍性的问题。 71 系统分析的基本概念 一、系统分析概述二、有关专家或文献的系统分析概念IIASA 1992-2002 10年研究重点IASA决定将专家集体的智慧、经验知识、各种理论研究方法和先进的计算机技术手段有机地结合起来，开发出解决复杂系统的综合集成方法。在此基础上进行总结完善，形成新的方法论。1全球环境变化首要战略目标是设计一套完整的生态环境评价指标，对人类开发活动与生态环境之间的相互影响进行综合分析和系统评价，动态跟踪人类开发活动对整个生态系统的影响。2全球经济和技术变迁研究经济国际化、技术进步、经济体制的变化规律、机制、趋势，以及外部环境和条件，对执行的政策进行评估。在此基础上，提出政策选择方案。3全球问题分析的系统方法81 系统分析的基本概念 1 系统分析的基本概念一、系统分析概述二、有关专家或文献的系统分析概念三、系统分析的要素四、系统分析的原则五、系统分析的过程二、有关专家或文献的系统分析概念91 系统分析的基本概念 二、有关专家或文献的系统分析概念广义地说，任何一项 有次序地 分析研究，用以协助决策者 从若干可行的方案中选择一项最适当的方案 ，均可称为系统分析。 （ 1）美国武器专家夸德（ E. S. Quade） （ 2）克里兰德与柯恩 系统分析是系统思想在管理规划中的应用，是一种 科学的作业程序和方法 。它考虑所有不确定因素，找出能够实现目标的 各种可行方案 ，然后比较各方案的成本效益比，加之决策者对问题的直觉与判断，以 决定最有利的可行方案 。 二、有关专家或文献的系统分析概念二、有关专家或文献的系统分析概念（续）101 系统分析的基本概念 二、有关专家或文献的系统分析概念系统分析对 相关目的 以及为达到该目的所采取的战略方针，做系统的探讨工作，对 替代方案的费用、效益以及风险进行对比，以期获得决策者有可能对未来发展选择 有益的对策 。 （ 3）日本 “OR事典 ” 菲沙尔 （ G. H. Fissher） （ 4）企业管理百科全书（中国台湾版） 为了发挥系统的功能及达到系统的目标，若就费用与效益两种观点，运用逻辑的方法对系统加以周详的分析、比较、考察和试验，而制定一套经济有效的 处理步骤或程序 ， 或对原有的系统 提出改进方案的过程，则称为系统分析。 二、有关专家或文献的系统分析概念各种系统分析给年的共性111 系统分析的基本概念 各种系统分析概念的共性围绕 系统目标 进行分析（整体最优）（ 1）各种系统分析概念的共性三、系统分析的要素从 多个可行方案 中选择一个最满意方案 （ 3）讲究严谨、清晰的 分析程序 （ 2）121 系统分析的基本概念 1 系统分析的基本概念一、系统分析概述二、有关专家或文献的系统分析概念三、系统分析的要素四、系统分析的原则五、系统分析的过程三、系统分析的要素131 系统分析的基本概念 三、系统分析的要素四、 系统分析原则 三、系统分析的要素既先进又合理、既可行又必需 改造或建立系统所需费用数量足够，指标互有长短并可比较 （ 1）目标：（ 3）费用：（ 2）替代方案：（ 4）效果：（ 6）评价准则（ 5）模型：系统达到目标的程度 模型是系统分析的重要手段 评价准则是评价各替代方案优劣的标准 141 系统分析的基本概念 1 系统分析的基本概念一、系统分析概述二、有关专家或文献的系统分析概念三、系统分析的要素四、系统分析的原则五、系统分析的过程四、 系统分析原则 151 系统分析的基本概念 四、 系统分析原则 （ 1）系统内部要素与外部环境相结合四、系统分析的原则（ 1）系统内部要素与外部环境相结合 （ 3）局部效益与整体效益相结合 （ 2）当前效益与长远效益相结合 （ 4）定量分析与定性分析相结合 161 系统分析的基本概念 四、 系统分析原则 （ 2）当前效益与长远效益相结合（ 1）系统内部要素与外部环境相结合 企业分析 任何一个系统都是存在于一定环境中，环境为系统的约束条件。 学校分析 大学生创业 科研选题：边界不清，开题无法通过 171 系统分析的基本概念 四、 系统分析原则 四、系统分析的原则（ 1）系统内部要素与外部环境相结合 （ 3）局部效益与整体效益相结合 （ 2）当前效益与长远效益相结合 （ 4）定量分析与定性分析相结合 （ 2）当前效益与长远效益相结合181 系统分析的基本概念 四、 系统分析原则 （ 3）局部效益与整体效益相结合（ 2）当前效益与长远效益相结合山西省佑义县十五任县委书记带领大家植树造林，使绿化率达到50， 50年后终于开始发挥社会经济效益 ，汇源果汁进驻（中国之声 2010.9.1）系统分析的目的；实现系统的整体最优交通建设项目的经济效益需要经过较长的时间才能够反映出来。 人口系统分析： 中国 21世纪人口发展白皮书 ： 2010年： 14亿； 2050年： 16亿（峰值）。国家在 90年代曾组织专家，从经济发展、人民生活和生态环境三个方面，考虑 20多个因素，进行了定量研究。计算结果：960万平方公里的土地上，最佳人口数是 6.5-7亿，由此提出争取在 2070年以后，使我国的人口基本稳定在 7亿左右。 系统整体最优表现在两个方面：（ i）空间上达到整体最优；（ ii）时间上达到全过程最优。 当前最优不等于将来也最优；局部阶段最优不等于全过程最优。191 系统分析的基本概念 四、 系统分析原则 四、系统分析的原则（ 1）系统内部要素与外部环境相结合 （ 3）局部效益与整体效益相结合 （ 2）当前效益与长远效益相结合 （ 4）定量分析与定性分析相结合 （ 3）局部效益与整体效益相结合201 系统分析的基本概念 四、 系统分析原则 “下士 ”导弹（ 3）局部效益与整体效益相结合为系统分析目的（实现系统的整体最优）所要求国家教育战略；教育部；学校、学院；系部211 系统分析的基本概念 四、 系统分析原则 米格 25美国下士导弹与原苏联米格 25飞机的比较下士导弹：钛合金材料。轻型、坚固、昂贵 钱学森担任实验室研究分析组组长，成员包括林家翘、钱伟长、史都华、郭永怀等十多位中外科学家，钱学森被称为美国导弹事业的奠基人之一 美国专栏作家密尔顿 维奥斯特对钱学森在第二次世界大战期间的作用做了如此的评述： “在第二次世界大战期间，在钱的帮助下，使大大落后于德国的非常原始的美国火箭事业过渡到相当成熟的阶段。他对建造美国第一批导弹起过关键性的作用。他穿上了军装随同盟国军队进入德国去研究由希特勒的工程师们设计的可怕的空袭武器。 4年以后，他就成为制定使美国空军从螺旋浆式飞机向喷气机过渡，并最后向遨游太空的无人航天器过渡的长远规划的关键人物。钱的贡献的价值，一次又一次地得到美国官方的赞扬和确认。钱是帮助美国成为世界第一流军事强国的科学家的银河中的一颗明亮的星。 ” 下士导弹：为美国最早成功发射的导弹221 系统分析的基本概念 四、 系统分析原则 波波沙冲锋枪但是，当美日专家检查了别连科的 “米格 -25”以后，他们又一次感到了震惊。为什么？因为他们看到 “米格 -25”的机身和机翼是用旧钢材制作的，焊接是手工进行的，钢板上还覆盖着生锈的斑点。这个使西方世界谈虎色变的 “米格 -25”竟是如此的粗糙，这是他们万万没有想到的。 米格：当原苏联刚刚研制出 “米格 -25”的时候，西方世界曾为之忧心忡忡。因为这种飞机速度快、爬升高度高、载重量大，能够携带四枚重型导弹。所以， 1976年 9月 6日，当原苏联中尉别连科驾驶 “米格 -25”飞机在日本悄悄降落的时候，引起了西方世界的震惊。当然，除了震惊，还有几分惊喜，因为他们终于有机会一睹 “米格 -25”的风采了。 （ 1）先进的计算机系统；（ 2）雷达功能强大，足以 “烧穿 ”敌机干扰信号（ 3）发动机虽然笨重，耗油多，但功率强大，有效可靠，能在 8万英尺的高度飞行，时速高达 3.2马赫（即音速的3.2倍）（ 4）真空管的设计独到，能适应气温的突然剧变；（ 5）非常易于维修和保养231 系统分析的基本概念 四、 系统分析原则 AK-47步枪波波沙冲锋枪设计者沙普金的名言： “要使某些事情变得非常复杂是非常简单的 ,但要使它变得简单将非常复杂。 ” 二战初期，德军的攻势势如破竹，苏联西部工业体系被摧毁，兵工厂搬迁至乌拉尔山区，甚至农村，生产条件极为落后。而前线却迫切需要大量的武器装备，尤其是需求量最大的步枪和冲锋枪。在这种情况下，只有生产 “最简单的结构、最经济的设计、最优良的火力 ”的冲锋枪才是上上之举。 1941年，波波沙冲锋枪诞生了，命名为PPSh41。 德军的枪械由于制造非常精密，反而在苏联寒冷环境下，枪栓拉不开，德军士兵当时千方百计寻找波波沙冲锋枪。 波波沙冲锋枪这种冲锋枪零件少，精度不高，适合于困难形式下的生产，尤其当时后方的主要劳动力为妇女、儿童。 但是，这种枪的性能并不差，初速超过当时有名的汤姆逊冲锋枪，达到 500 m/s。 波波沙冲锋枪被称为斯大林格勒胜利的三大法宝之一。 241 系统分析的基本概念 四、 系统分析原则 AK-47步枪（续）美国称这种枪与德国枪极为相似，但德国人造不出来。 特点：精度不高，容沙能力强，在沙漠、热带雨林、严寒等极度恶劣的环境下仍能保持相当好的效能。据说在越南战争中把它放入水中几个星期然后从水中拿出来上膛后仍能射击。结构简单，分解容易；容易清洁和维修，经久耐用 AK-47步枪设计者：卡拉什尼科夫，被称为 “枪王 ” ，2009.11.17为其 90寿辰。公司 2009.9申请破产70年代俏皮话：美国出口可口可乐，日本出口索尼，苏联出口 AK47。但全球使用的AK47有 90为仿造。卡拉什尼科夫持 1号 AK 47251 系统分析的基本概念 四、 系统分析原则 （ 4）定量分析与定性分析相结合AK-47步枪广泛使用：中印战争期间中国军队配备；中东各派别均配备；越南战争期间美军争抢；海湾战争期间，美军扔掉 M16而争抢。美军海军陆战队也使用AK47相关报道（参考消息 2009.12.8）：美军计划2009中期前完成 M4卡