系统工程方法论原理及应用.ppt

2020 1 21 19 1 系统工程方法论原理及应用 2020 1 21 19 2 上节课重点回顾 阐明问题的问题 目标列表法步骤子问题和子目标的编号规则问题 目标树表示法 2020 1 21 19 3 第五章系统 问题系统与解决问题系统 第一节系统 一 系统的定义定义15 系统 与某个事物可能有关系的事物放在一起的集合称为是系统 记为S System 系统是一个特定 特别确定 组成这个系统S的事物称为是该系统的系统事物要素 定义这个系统的人称为是系统界定主体 其中 1 关系包括数量关系 结构关系 因果关系 函数关系 影响关系等 2 可能有关系的 也用 相关的 来表示 2020 1 21 19 4 3 系统中的 某个事物 分别与系统中的所有其他事物要素之间存在关系 4 除了 某个事物 外 其它系统事物要素相互之间 可能有 也可能没有关系 一般地 记一个系统的命名为S S既可以是符号 也可以是以文字表达的命名 ai 1 2 3 n为组成S系统的n个系统事物要素 R代表事物要素之间可能存在的关系 记为 S系统 a1 a2 a3 R 在S中至少存在一个ai ai与S中的所有其他系统事物要素之间存在关系 2020 1 21 19 5 同时 属于系统S的每个事物要素都刻有属于该系统命名S的标记 即aj aj S 因此 S系统又可表示为 S系统 a1 S a2 S a3 S R 比如 我们将方向盘 发动机 轮子 车厢 座椅 刹车等事物要素 以及事物要素之间的关系事物要素等组合在一起 命名为 汽车系统 简称汽车 我们可以记为 汽车系统 CARS系统 汽车 方向盘 发动机 轮子 车厢 座椅 刹车 R 其中 每一个事物要素都刻有CARS系统的标记 以及系统的系统事物要素之间可能存在某些关系R 2020 1 21 19 6 再比如 我们将与人口总量相关的事物要素出生率 死亡率 期望寿命 人口培养成本 食物营养 养老保障 思想风俗习惯 计划生育政策 生育能力等 与人口总量放在一起组成一个人口总量系统 我们可以记为 人口总量系统 PSS系统 人口总数 出生率 死亡率 国民收入 污染程度 期望寿命 人口培养成本 食物营养 养老保障 思想风俗习惯 计划生育政策 生育能力 医疗保健 R 其中 每一个事物要素都刻有PSS系统的标记 以及系统的系统事物要素之间可能存在某些关系R 2020 1 21 19 7 再比如 我们在定义农业系统时 通常不会将 农机制造 而会将 使用农机数量 设定为组成农业系统的系统事物要素等 可以看出 一个系统的组成系统事物要素 是由系统界定人所确定的 即一个系统的边界是系统界定人所确定 二 系统的特性 内涵 1 多系统事物要素特性 2 系统事物要素标记特性 3 事物属性特定特性 4 关系特定特性 2020 1 21 19 8 5 系统事物要素无限特性 6 主体特性 7 系统边界的主体特性 我们定义一个系统 是为了研究这个系统整体的 以及研究系统中每一个系统事物要素的功能 属性 目的 行为 效率 效果 探索系统事物要素之间的关系 系统事物要素与系统整体之间的关系等 2020 1 21 19 9 三 界定系统的愿幻原因 我们这里用界定表示定义的等价用词 而界定看起来没有定义那么严肃 我们之所以要将与某个事物要素可能有关系的所有其他事物要素 直接或间接关系 放在一起界定为一个系统 主要有以下几个方面的愿幻原因 1 我们有希望弄清与某个系统事物要素可能有关系的 每一个系统事物要素的功能 目的 关系 过程 行为 思维 臆想等系统事物要素的事物属性特定内涵的愿幻 但现状是我们不清楚这些系统事物要素的功能 目的 关系 过程 行为 思维 臆想等事物属性特定的内涵 2020 1 21 19 10 2 我们有希望弄清楚 探索 一个系统的系统事物要素的功能 目的 关系 过程 行为 思维 臆想等事物属性特定相互之间的整体关系或局部关系特定的愿幻 但现状是我们不清楚这些系统事物要素之间可能存在的关系特定 3 我们有希望通过对单个系统事物要素的功能和目的的设定或开发设计 以达到构建 开发设计 出具有整体功能和希望能够完成某些任务 目的 的系统的愿幻 4 由于人的技术 能力 资源的限制 在我们不能无限制扩大系统边界的条件下 我们有希望弄清楚在两个不同系统之间的关系 一个作为另一个系统的环境系统 的愿幻 2020 1 21 19 11 愿幻也是人进行系统研究的原动力 将与某个事物属性特定相关的所有事物要素放在一起 探索 弄清楚 一个系统的系统事物要素之间的关系 或构建 开发设计 一个具有整体功能 能够完成某些任务 达到某些目的 的系统等 是我们定义的一个系统的主要愿幻原因或原动力 2020 1 21 19 12 因此 在实际中 我们会根据各种研究需要 愿幻 和研究目的来界定各种各样的系统 并对系统进行研究 探索系统内各要素之间的关系 设计一个能够具有某些特定功能和完成某些特定任务的系统等 其中的研究需要和研究目的 就包括了完成某些特定的任务 具有某些特定的功能 掌握系统事物要素之间的关系等 而研究需要和研究目的本身 就是人对事物属性特定的愿幻 愿望或幻想 这个原动力的一种表达方式 2020 1 21 19 13 四 基于愿幻导出的系统 一 基于愿幻导出的愿幻系统愿幻系统是确定研究需要或确定研究目的 要完成的任务 或研究项目名称 的基础平台 通常 我们会有许多研究需要 或研究目的 或要完成的任务的愿幻 不仅如此 在研究期初 这些研究需要或研究目的可能并十分明确 为此 我们需要将与一个初始愿幻描述相关的所有愿幻描述放在一起 建立一个愿幻系统 也称为是由初始愿幻导出的愿幻系统 2020 1 21 19 14 通过愿幻系统这个基础平台 对这些愿幻进行筛选 比较和对其中的关键词进行组合等 逐步形成我们的研究需要和研究目的 为提出问题或提出研究项目名称提供素材平台 比如 在例8 关于瘾偏执研究项目名称的确定和选择过程 的第一步中 从初始愿幻 我希望弄清楚瘾偏执的负面危害和正面社会价值 开发能够为个人或社会所利用的瘾偏执的正面社会价值 所导出的其它所有相关愿幻描述 将其放在一起 则可形成一个由初始愿幻所导出的 瘾偏执负面与正面社会价值愿幻系统 见第一章表3 2 第一列 2020 1 21 19 15 我们通过对该系统每一个愿幻描述的事物要素的筛选 比较 或对其中的关键词进行组合 关系 来确定我们的研究需要或研究目的 也可以直接决定研究项目名称 2020 1 21 19 16 二 基于愿幻导出的问题系统 对于任何一个初始愿幻 当我们将愿幻描述中的 对参照事物属性特定的预想结果作为问题命名 并在该问题命名后面增加 问题 二字时 可以获得一个初始问题 同时 与这个初始愿幻相关的所有愿幻描述 都有对应的参照事物属性特定和对参照事物属性特定预想结果 将这些参照事物属性特定 或对参照事物属性特定的预想结果作为问题问题命名 并在后面增加 问题 二字所获得的问题 与初始问题放在一起时 我们就可以获得基于愿幻的问题系统 2020 1 21 19 17 在从初始愿幻导出一个愿幻系统 或导出问题系统时 组成系统的系统事物要素之间的结构或 关系 可能并不明显 探索愿幻系统或问题系统的系统事物要素之间的直观结构关系 是系统研究的一项重要内容 它也是进一步研究系统其它关系的基础 五 基于问题阐明导出的系统 一 子问题系统对于任何一个初始问题 在阐明问题的过程中 我们将会获得一系列的 不同层次的子问题 将这些子问题放在一起 我们可以获得基于初始问题阐明过程的子问题系统 在实现解决等价目标的导向下 子问题之间具有层次结构 2020 1 21 19 18 二 子目标系统 在阐明问题的过程中 对于每一子问题 我们都可从子问题导出解决子问题的等价目标 将这些子目标放在一起 我们可以获得基于初始问题阐明过程的子目标系统 这些子目标与子问题具有相同的结构 我们定义各种系统 是因为我们对系统中的某个系统事物要素 或对某些系统事物要素之间的关系等的基点事物属性特定有各种各样的愿幻 这些愿幻又以各种研究目的 研究目标或研究需要等不同形式所表现出来 2020 1 21 19 19 第五章第一节习题一 简