系统工程的概述.doc

自动化学院 08200308系统工程的概述摘要：随着化工生产日趋复杂化、大型化和自动化，化工系统工程这门学科正在蓬勃发展并得社会各界的日益关注。本文对系统工程发展现状进行了客观的阐述，及化工生产中的应用及发展趋势地行了分析探讨。关键词：系统工程；发展；应用；特点一、系统工程的综述1、系统工程定义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。直接为系统工程提供理论方法的有运筹学、控制论、信息论、系统学等，还有数学与计算机技术。由于实际系统不同，用到哪类系统上，还要用到与这个系统有关的科学理论、方法与技术。例如，用到社会系统上，就需要社会科学、人文科学方面的知识。从这些特点来看，系统工程不同于其它技术，它是一类综合性的整体技术，一种整体优化的定量技术，一门综合集成的系统技术，是从整体上研究和解决问题的科学方法。2、系统工程的产生是20世纪2O年代美国贝尔实验室在建造美国全国电话网络中首先提出。系统工程的雏形形成于4O年代，在5O年代到6O年代，系统工程迎来了其发展的高潮。电子计算机的出现和应用，则为系统工程提供了强有力的运算工具和信息处理手段，成为实施系统工程的重要物质基础。系统工程可以说是工程活动的总结，是为构建系统的所有工程活动的支持。系统工程标准源自于系统工程实践，是系统工程实践经验的总结。3、系统工程的发展3.3.1系统工程的整体发展系统工程的应用首先是从工程系统开始的，实践已证明了它的有效性，如航天系统工程，我们常把这类系统工程称为工程系统工程，它是组织管理工程系统研究、规划、设计、制造、试验、使用的技术。当我们把系统工程用来组织管理复杂系统和复杂巨系统时，处理工程系统的方法不够用了，它已处理不了复杂系统、复杂巨系统的组织管理问题。在这种情况下，系统工程自身也要发展，由于有了综合集成方法，系统工程便可以用来组织管理复杂系统和复杂巨系统了，我们把这类系统工程称作复杂系统工程。3.3.2我国系统工程发展历程我国系统科学与系统工程研究自60年代起，到80年代初在我国著名科学家钱学森、许国志、宋健等倡导下，在一批优秀中青年科学家的共同努力下，已经蓬勃发展起来，在理论方法和实际应用中取得了突破性进展随着系统工程应用领域不断扩大，从组织管理领域、技术工程应用领域向社会经济领域、自然和社会结合的领域扩展渗透。系统的发展从硬工程系统到软工程系统，从微观分忻到宏观战略，从简单系统到大系统、巨系统直到开放复杂巨系统 在建模、分析、算法、优化、决策、评价、复杂性、智能化等理论方法上己有不少建树和应用。在军事、社会、经济、人口、能源、农业、水利、水资源、生态环境、交通、城市规划等各方面均有成果显著的应用实例，系统工程在国民经济建设中大有可为已得到证实，系统科学与系统工程在中国的发展，也得到了国际系统界的高度评价，协同论创始人哈肯在为许国志主编的系统科学大字典写的序言中说：“系统科学的概念是由中国学者较早提出的。我认为这是很有意义的概括，并在理解和解释现代科学，推动其发展方面是十分重要的”，又说：“中国是充分认识到了系统科学巨大重要性的国家之一”。二、系统工程的应用1、企业中的应用企业战略分析是一项系统工程。有学者认为，系统工程具有以下特点：第一，多学科交叉，专业综合性强；第二，突出系统总体，强调整体优化；第三，以分解一集成思想为基础；第四，包含系统工程技术与系统工程管理两大过程。这几个特点也在企业战略分析的研究中有所体现：第一，影响企业战略的因素复杂而多样，对各种因素的分析要用到不同学科的不同研究方法，这体现了多学科的交叉和综合；第二，企业战略管理理论中强调的是企业战略的整体，而不是单纯考虑各种内外部战略因素的最优化：第三，在企业战略管理研究中，一般都先将影响企业的因素分解为企业内部资源能力因素、外部环境因素、企业文化因素等几个方面去考虑，然后再将几类因素继续细分为更细的子因素，最后对所有因素的影响逐层集成、综合考虑，才能够决定企业的战略。2、化工生产中的应用化工生产足一门历史悠久的生产工艺， 在本世纪初，对化学生产工艺的研究方法还足很原始的，无论是对新生产工艺的开发，还足对己育生产工艺的改造，都是采用逐放火的方法。化工系统工程是应用系统工程的方法来解决化工系统的最优规划、最优设计和最优操作问题：对现有系统(系统结构及单元设各均已知)进行系统分析：对有待设计的系统进行系统的合成：实现过程系统的最优操作。三、 系统工程特点与其他专业技术相比，系统工程具有以下突出特点：1)多学科交叉，专业综合性强系统工程是一门跨学科的边缘性交叉学科，要用到自然科学、系统科学、数学科学、社会科学等多个科学技术门类的知识，需要综合光、机、热、电、可靠性、仿真等多个工程专业的工程技术，需要不同专业、不同部门的专家共同参与，并且紧密配合、协同一致地开展工作。2)突出系统总体，强调整体优化系统工程把整个系统作为研究对象，并突出系统总体层面的研究；充分强调系统的综合优化，而不是单一目标或单个分系统的优化，同时还追求实现目标的具体方法和途径的优化。3)以分解一集成思想为基础系统工程按照从整体出发、分解综合的思路解决问题。先根据任务需求，从整体出发确定系统的性能指标和功能结构；然后再在总体指导下，对系统进行分解与分析研究，确定分系统部件的技术要求和结构方案；最后在分解研究的基础上进行综合集成，实现系统整体功能的涌现。4)包含系统工程技术与系统工程管理两大过程系统工程包含技术与管理两大并行优化的过程。系统工程技术是制定系统工程流程，并按系统工程流程，综合多种专业技术，运用适当的系统工程方法和工具开展系统工程活动，最终成功获得系统的过程；系统工程管理是运用技术状态管理、技术接口管理、技术数据管理、技术风险管理、技术评估管理等手段，对系统工程技术过程、活动及要素进行管理和控制，确保系统工程目标实现的过程。四、我国系统工程存在的不足尽管我国系统科学与系统工程取得了一定成绩，但存在着明显的不足，具体现以下几方面：1)系统工程技术尚未形成完整的规范体系。虽然国内一些企业都围绕自己的业务预域形成了系统工程标准体系，但还很不完善。突出现在没有覆盖系统工程全寿命周期关键活动，如系统工程前端的任务分析及后端的测试与运行管理标准等不系统、不全面； 此外， 没有对系统工程规律、方法、体系进行持续研究，进而形成对系统工程任务长效支持的机制。2)系统工程技术手段尚不完备。国内已研究开发了多类面向系统设计、验证和在线支持的系统设计和仿真系统，具备了演示功能，但与工程实用尚有差距，不能有效支撑全系统集成设计与仿真；此外，我国企业还没成立真正意义上的协同设计部门，无法在协同机制和协同平台的支持下高效开展多类项目的协同设计工作，尤其是总体方案的协同设计工作。3)系统工程实施经验总结与应用不足。我们尚未系统地对5O年的系统工程实践成功经验和失败教训进行总结、提炼和提高、进而建立起完各的、规范的系统工程标准和手册。随着富有经验的老一代人逐渐脱离岗位，面临着系统工程经验流失、系统工程人才严重短缺的问题。针对当前及未来对系统工程技术发展的要求及国内系统工程技术发展的薄弱环节，我国系统工程未来发展态势及目标将是：加强系统工程标准体系研究，加大系统工程标准规范建设力度，提供系统工程各项活动的执行依据：加强系统工程理论创新研究及系统设计专业技术综合研究，持续开展国内系统工程经验总结、国际系统工程技术跟踪调研，形成促进系统工程技术发展和系统T程能力提升的重要理论基础和技术支撑；通过系统工程研究组织体系完善，系统工程师队伍培养和发展机制健全，保障系统工程技