系统工程论文.doc

系统工程的概述及其应用一：系统科学简介概述：系统科学是以系统为研究对象的基础理论和应用开发的学科组成的学科群。它着重考察各类系统的关系和属性，揭示其活动规律，探讨有关系统的各种理论和方法。系统科学的理论和方法正在从自然科学和工程技术向社会科学广泛转移。分类：系统科学即以系统思想为中心、综合多门学科的内容而形成的一个新的综合性科学门类。系统科学按其发展和现状，可分为狭义和广义两种。 l 狭义的系统科学一般是指贝塔朗菲著作一般系统论：基础、发展和应用中所提出的将系统的科学、数学系统论、系统技术、系统哲学三个方面归纳而成的学科体系。 l 广义的系统科学包括系统论、信息论、控制论、耗散结构论、协同学、突变论、运筹学、模糊数学、物元分析、泛系方法论、系统动力学、灰色系统论、系统工程学、计算机科学、人工智能学、知识工程学、传播学等一大批学科在内，是20世纪中叶以来发展最快的一大门综合性科学。 二：系统工程简介定义：系统工程没有一个固定的定义不同的领域，不同的人对其定义和描述不一，但整体的系统工程思想是大致统一的。大英百科全书(1974) ：系统工程是一门把已有学科分支中的知识有效地组合起来用以解决综合化的工程技术。l 日本工业标准JIS8121(1967) ：系统工程是为了更好地达到系统目的，对系统的构成要素、组织结构、信息流动和控制机构等进行分析与设计的技术。l 美国的切斯纳 (1967) :虽然每个系统都是由许多不同的特殊功能部分所组成，而这些功能部分之间又存在着相互关系，但是每一个系统都是完整的整体，每一个系统都有一定数量的目标。 系统工程则是按照各个目标进行权衡，全面求得最优解的方法，并使各组成部分能够最大限度地相互协调。 l 钱学森(1978) ：系统工程是组织管理的技术。把极其复杂的研制对象称为系统，即由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成具有特定功能的有机整体，而且这个系统本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分。系统工程则是组织管理这种系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的科学方法。步骤：系统工程大致可分为系统开发、系统制造和系统运用等3个阶段，而每一个阶段又可分为若干小的阶段或步骤。任务：系统工程的主要任务是根据总体协调的需要 ，把自然科学和社会科学中的基础思想、理论、策略和方法等从横的方面联系起来，应用现代数学和电子计算机等工具 ，对系统的构成要素、组织结构、信息交换和自动控制等功能进行分析研究，借以达到最优化设计，最优控制和最优管理的目标。三：系统工程方法论在从事系统工程的研究中，长期以来逐渐形成一套科学的工作方法，按照这样的方法，一般就可以了解一个系统，对于复杂的系统，按照这样的方法就不会感到无从下手。不同的研究对象因特点各不相同，虽然具体处理方法不尽相同，但仍可提炼出一般方法即方法论。系统工程的方法论有：霍尔三维结构模式，切克兰德学习模式，检查表模式，综合集成研讨厅模式等。有种见解认为系统工程是系统科学的应用领域，一个系统科学体系包括系统学，系统方法学和系统工程学三部分。系统工程的方法是在系统科学的指导下，在系统工程应用的每一个环节中都要用到。三者之间的范围关系应表示为：系统科学系统工程系统工程方法论。四：系统工程解决实际问题的一般步骤系统工程的目的是实现最优化问题，经过系统工程的发展，在解决实际问题时，可以将这个问题看作是一个系统，无论是工业上，农业上，交通，航天，软件工程乃至整个地球都可以看作是一个系统，在解决或者实现这样的系统时，我们归结出了一个用系统工程思想来解决实际问题的一般步骤：建立模型系统分析问题提出 运用方法论系统仿真反馈五：系统工程在的应用实例应用实例一：丁渭筑皇宫在我国古代的北宋年间，有一天皇帝居住的皇城因不慎失火，酿成一场大灾，熊熊大火使鳞次栉比、覆压数里的皇宫，在一夜之间变成断壁残垣。为了修复烧毁的宫殿，皇帝诏令大臣丁渭组织民工限期完工。当时，既无汽车、吊车，又无升降机、搅拌机，一切工作都只能人挑肩扛。加之皇宫的建设不同于寻常民房建筑，它高大宽敞、富丽堂皇、雕梁画栋、十分考究，免不了费时费工，耗费大量的砖、砂、石、瓦和木材等。当时，使丁渭头痛的三个主要问题是：1.京城内烧砖无土，2.大量建筑材料很难运进城内，3.清墟时无处堆放大量的建筑垃圾。丁渭把烧毁了的皇宫前面的一条大街挖成了一条又深又宽的沟渠，用挖出的泥土烧砖，就地取材，解决了无土烧砖的第一个难题；然后，他再把皇城开封附近的汴河水引入挖好的沟渠内，使又深又宽的沟渠变成了一条临时运河，这样，运送砂子、石料、木头的船就能直接驶到建筑工地，解决了大型建筑材料无法运输的问题；最后，当建筑材料齐备后，再将沟里的水放掉，并把建筑皇宫的废杂物建筑垃圾统统填入沟内，这样又恢复了皇宫前面宽阔的大道。显然，这是一个非常杰出的方案。首先，丁渭就地取材烧砖，解决了近处无土烧砖的难题，避免了从更远的地方去取土烧砖；其次，利用河道运送大量建筑材料，既解决了运输难题，又能将各种建筑材料直接水运到工地，这对当时只有马车与船只的时代，节省大量的运力，意义十分重大；最后，本来要运到其他地方去的大量建筑垃圾现在统统埋进了沟中，节省了运力，节省了时间，减少了对环境的污染。这种综合解决问题的思想就是一种典型的朴素系统工程思想。应用实例二：1853 年，英国制造的“大东方号”轮船准备驶往东方。然而好景不长，“大东方号”首次航行就失败了。原因是蒸汽机的动力过小，不能满足船体运动的需要，水加器发生了爆炸，造成10人伤亡。参加过“大东方号”轮船设计的工程师弗德吸取了该船的经验教训，此后他在设计新船之前，先制造一个模型船放在水槽中的铁轨上。计算模型船所遇到的阻力，然后根据这些试验数据的相似关系计算真船需要多大马力来驱动，最后再制造新船。由于真船的实际数据与由使用模型船计算出的数据十分接近，而这种模型化方法是系统科学中解决复杂巨系统非常好的方法。将系统模型化在工程运用中非常常见的，而且在其未来的发展中也是不可或缺的一种方法。系统工程的应用非常广泛，它在各行各业都有用武之地。大至国家系统，社会系统，小到企业的产品研发，生产计划等。六：系统工程的展望当今时代是一个信息化时代，时代的需要必将推动系统工程飞速发展。主要的发展方向有（1）信息系统工程得到飞速的发展，人类对于信息共享和协作的要求愈加迫切，建立数字地球是人类历史上伟大的信息工程系统它将在更深层次上实现计算机科学、信息科学、系统科学的有机融合，从而从更高的层次来集成已有和正在发展的理论、技术和数据，开拓一系列全新的研究、发展与应用领域。（2）系统工程作为一门软科学日益受到人们的重视，社会上出现了从重视硬技术向重视软科学的变化。人们从研究“物理”到研究“事理”，近来又开始探讨“人理”。对系统的研究从研究“硬件”到研究“软件”，现在又开始探讨“斡件”，即协调硬件和软件的技术，还有人提出要探讨“人件”，即探讨人类活动系统。（3）研究与完善系统工程的方法论。系统