系统工程总结.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除第一章1、系统的定义所谓“系统”，就是由相互作用和相互依赖的若干组成部分按照一定的规律结合而成，具有特定功能的有机整体。2、系统的特征集合性系统是由许多元素按照一定的方式组合起来的，系统这特征称为系统的“集合性”。 a）计算机系统：硬件（CPU、存储器、输入输出设备），软件（系统软件：操作系统、编译软件、DBMS等，应用软件），人（user，操作人员） b）人体系统：脑、四肢、躯干、各部位 c）学校：教师、学生、干部、工人、教室（建筑物）、设备（教学仪器、科研设备）等 d）汽车：发动机、传动制动系统、轮胎、车体等（司机？）关联性系统的各组成部分之间是互相联系、互相制约的，这一特征称为系统的“关联性”。 a）人体系统：头脑、四肢、躯干、各部位。骨骼、肌肉、血管、神经连接起来。头疼的原因：感冒、血压不正常、神经衰弱、心脏供血问题等 b）计算机系统：各个硬件之间相互联结，硬件与软件之间，软件与其它软件之间。硬件操作系统编译软件、DBMS等应用软件人c）学校：教师、学生、干部、工人、教室（建筑物）、设备（教学仪器、科研设备） 教师 - 学生 （教学，教与学） 教师、学生 - 设备 （实验、科研；学习、实践） 教师、学生 - 教室 （上课、办公）目的性系统总是具有特定的功能，管是自然系统还是人造系统，系统的存在都具有特定的，即存在的合理性。特别是人创造的大中型改造系统，总有一定的目的性，这一特征称为“目的性” 例，学校以培养人才为目的；工厂则以生产各种产品、获得利润为目的；汽车的功能：交通运输 环境适应性任何系统总是存在并活动于一个特定的环境之中，与环境不断进行物质、能量和信息的交换。系统必须适应环境。例、一个工业企业的环境：原材料市场、技术与劳务市场；产品销售市场、协作单位、竞争单位；政府有关业务管理机关；所处自然地理位置和周围商业、治安的社会条件。例，某个城市是一个系统。它是由交通系统、资源系统、商业系统、市政系统、卫生系统等相互作用着的部件组合而成的一个整体，通过系统的各个部件相互协调运转去完成城市生活和发展的特定目标。它与农村以及其它城市存在着界限，彼此在物质、信息、人员等方面进行交流。 3、系统工程内容体系思想体系:立足于系统概念、系统理论的一系列处理问题的指导原则或基本观念步骤体系: 基于思想体系制定的处理问题的步骤与逻辑程序，它根据实际情况将问题解决划分为规划、研究、设计、试制、生产、安装、运行、更新阶段（硬的工程问题），或规划、设计、组建、运行、改造阶段（软的社会系统问题）；每一阶段问题的解决又由明确问题、确定目标、建立价值指标、拟定解决问题的方案、方案分析评估与优化、决断、方案实施等逻辑程序组成；每一个具体问题的解决及每一种具体方法的实际运用，也要遵循事先确定的明确的步骤。方法体系: 是系统工程的步骤展开的过程中将系统工程的基本原则具体化的各种方法。4、系统工程产生的背景社会实践基础组织管理技术基础理论基础物质（技术手段）基础5、系统工程的应用市场营销：广告预算、媒介的选择、竞争性定价、新产品开发生产计划：在总体计划方面主要是从总体上确定生产、存储和劳动力的配合等计划以适应波动的需求。库存管理：库存理论与计算机的物资管理信息系统相结合，如：MRP、MRP、ERP。运输问题财政和会计：统计分析、数学规划、决策分析、盈亏平衡分析价值分析法。 人事管理：获得和需求估计、教育训练、指派问题、人员合理利用问题、人才评价、工资和津贴的确定等。 设备维修 工程的优化设计 计算机和信息系统 城市管理等对于一个国家来说，可以在5个层次上应用系统工程 宏观的国家整体层次上：部门系统分析：地区系统分析：企业的系统分析：一项工程的系统分析：6、系统论的观点相关性：根据系统的定义，系统内部各子系统之间存在着有机联系，这种联系即是相关性。整体性：a）系统作为一个整体具有与任一组成部分孤立时不同的新的行为。 （b）对于任一组成部分，它在系统中具有与其孤立时不同的行为（功能）。层次性：所谓层次性，是指每一个系统都是由子系统组成的，而它本身又是更大系统的一部分（子系统）。系统的层次性可以从许多角度分析第二章1、系统概念的五个基本要素功能（Function），是指系统将一定的输入（外界对系统的作用）转换为一定的输出（系统对外界的作用）的能力。组元（Component），是指组成系统的成分；作为系统概念要素的“组成”一词，是指系统组元的集合，每个系统都有两个以上的组元。固定组元、运转组元、流动组元结构（Structure），是指系统的诸要素之间在时间、空间、数量的比例等方面的一定关系运行（Operation），在结构的基础上决定运转组元的实际活动，从而决定流动组元的实际变换与流通的机制环境（Environment），由系统功能的定义，必然有与它相互作用（有输入、输出关系）的外界，这个客观存在的与系统有着密切联系的外界就是系统的环境。2、系统的分类（一）自然系统和人造系统自然系统是由自然过程产生的系统，如：生态链系统、水循环系统。人造系统是人们为达到某个目的，按属性和相互关系将有关部件（或元素）组合而成的系统。自然系统与人造系统并没有严格的界限。如：气象系统人造系统对自然系统能够产生影响。如：尼罗河上的阿斯旺水库（二）静态系统和动态系统静态系统是指有结构而无活动，系统的状态不随时间的变化而变化的系统。如：车间平面布置系统等。(static system)动态系统是指系统的状态随时间而变化的系统。如：学校、工厂、交通系统等。 (dynamic system)（三）开环系统和闭环系统（反馈系统）（四）封闭系统和开放系统封闭系统是指系统与环境之间没有物质、能量和信息的交换，由系统的界限将环境与系统隔开，因而呈一种封闭状态。如：封闭容器里发生的化学变化；某个原始部落，生活在一个偏远地方，与外界隔绝，过着自给自足的生活，等等。开放系统是指系统与环境之间具有物质、能量和信息的交换的系统。如：生态系统、工厂生产系统、商业系统等。开放系统通过系统部件的不断调整来适应环境变化以使其在某个阶段保持稳定状态。开放系统具有自调节、自适应功能。例如：人体系统： 摄取：阳光、空气、水、食物等。 输出：排泄物、能量等。 人体自身调整，适应环境变化。商店 ： 输入：货物、供需信息、货币（销售款）等。输出：商品、供应信息、购货款等。 工厂：输入：原材料、设备、能源、市场信息等。输出：产品、服务、产品信息等。工厂自身调整，适应市场变化。国家： 物质：进出口商品、设备等。 信息：先进技术、学术思想、文化的交流。 事理系统是有人参加的，且人通过主观能动性的发挥可以影响其运行与变化的系统。事理系统的基本活动 （1）获取信息 （2）记忆（3）认识 （4）预测 （5）决策 （6）实践（7）自学习 （8）自组织事理系统的特征 有人作为主体，从而表现出很强的信息加工处理能力，特别是可以加工并输出主观信息。反馈系统 是指输入 影响着输出，同时输出又对输入和控制作用存在着直接或间接影响的系统。也即闭环系统，它有一个闭合的回路结构，即反馈系统的控制作用要受它本身的过去的行为的影响负反馈系统的作用： 当由于某种原因被控对象偏离既定目标或预定轨道时,控制者通过获取这种信息并选择减少偏离的控制作用，以使系统状态回到既定目标或预定轨道.负反馈的作用 :消除干扰 , 使系统保持稳定运行状态3、系统功能原理组成、结构、运行与环境是影响系统功能的四要素。它们各自对功能的影响，及它们之间相互联系、相互作用的规律，称为系统功能原理。一、组成与功能、结构、运行、环境之间的关系 如果以 表示系统的组成，其中 为组元；以 表示 系统的功能集合，其中 为某一特定功能，系统功能受其组成影响的规律可以表述为：若 则一般情况下会有观点一：组成对系统功能的影响，首先是通过结构，最后通过运行表现出来的。观点二：组成在一定程度上决定了系统的结构。但是，组成并不能把结构唯一确定，也就是说，组成相同，系统的结构也可能不同。（如，石墨和金刚石）观点三：结构赋予组元以特定的形式相结合，并决定了每一组元在特定的环境条件下工作。观点四：系统功能、结构、运行亦会对组元组成产生反向影响。观点五：组成或组元对环境的影响是通过结构、运行，进而系统整体功能发生作用的。环境决定了系统可能的输入与输出，因而在相当大的程度上决定了系统的流动组元成分。 二、结构与功能、环境之间的关系 如果以C（X）表示组成为X的系统的结构，组成相同、结构不同、功能相异的规律可以表述为： 系统整体功能并不等于其所有子系统功能的简单加和，整体功能可能大于或小于子系统同类功能之和，系统还可能具有子系统都不具有的新的功能，当然也有可能系统做为整体失去了子系统的某些功能。 系统整体功能与子系统功能之间的这一关系被称为整体性原理。4.运行与功能、结构、环境之间的关系 如果以 表示组成为X、结构形式为 的系统的一种运行方式，运行方式不同系统功能相异可以表达为： 如果 则有 系统的运行，是在结构对子系统的组成及其分工，对流动组元变换、流通方向与质的规定基础上，进一步对变换、流通的内 容、数量和时间进行控制的。从结构与运行的基本关系可以引伸出两个重要论断：（1）在结构确定的情况下，改善系统的运行能够增进系统的功能。（2）运行是在结构的基础上发挥作用的，这就使得系统结构上存在的弊端不可能由运行优化取得根本的、完全的、持久的补偿。 5. 系统性能的评价（评价系统性能好坏的4点原则）（1）目标明确： 每个系统都是为某一目标而运动的（2）结构清晰、合理：信息流、物流通畅（3）联系清楚：内部联系清楚，这种联系是通过定义清楚的接口实现的（各部分边界清楚）（4）可控可观：可观：可以观测系统的运行情况可控：可以控制系统的行为第三章1、系统分析的方法和步骤一、问题状况分析与目标的确定二、系统设定和方案设定三、方案评价与最优方案的确定2、目标确定的原则正确性 系统性 可行性 先进性 明确性、具体化3、数学模型（计算）（一）结构模型有向图： 矩阵（如邻接矩阵） （二）数量模型（1）线性模型和非线性模型（2）确定性模型和概率模型（3）静态模型和动态模型（4）模糊模型4、作为备选方案应具备以下特性强壮性 ：在受到干扰的情况下继续维持正常结果的程度适应性：目标经过修正的情况下原来的方案仍能适用可靠性：系统在任何时候正常工作的可能性可操作性：方案实施的可能性第四章1、系统工程方法论一、(兰德公司)系统分析方法论二、(Hall)硬系统工程方法论三、软系统工程方法论四、从定性到定量的综合集成方法论2、系统分析的要素3、三维结构方法体系时间维规划：制订系统工程活动的政策和规划设计：提出具体的计划方案研制：实现系统的研制方案，并作出生产计划生产：生产系统的零部件及整个系统，提出安装计划安装：把系统安装好，通过试验运行订出运行计划运行：系统按照预期目标服务更新：改进或充实旧系统使之变成新系统而更有效地工作逻辑维问题界定 目标确定 方案汇总 模型建立方案优化 评价决策 实施管理 知识维4、从定性到定量的综合集成方法论用于研究开放复杂，巨系统从定性到定量的综合集成方法论的实质第五章1、决策的特点 在决策过程中,由于决策的对象以及其它条件的不同,决策通常具有如下特点：（1）多目标。在复杂的问题中，决策者关心的目标很多，这些目标往往是互相冲突或矛盾的。 （2）时间延续性。重要问题的决策，其影响往往要延续若干年。（3）模糊性。决策中常常有一些模糊的因素，如某种设计外形是否美观、颜色是否满意等，多采用“很好、一般、较差”等这样一些含糊不清的概念来描述。（）不确定性。自然状态存在不确定性。决策者在某个时刻选择一个方案，每个方案又会出现不同的结果，各种结果的出现具有随机性。 （）信息样本的必要性。需要收集信息样本来帮助选定方案，否则选定的方案是不可靠的，如市场预测的信息是制定生产计划的依据；必要的地质资料是决定在某地区进行矿藏钻探的依据。2、决策的分类（）按照决策目标的影响程度，分为战略决策、战术决策和作业决策三个等级。（）按照决策问题的结构化程度，分为结构化决策、半结构化决策和非结构化决策。结构化决策是例行常规、可重复性的决策，有规律可循，可预先做出有序的安排而达到预期的结果，可按程序化步骤和常规的方法处理。非结构化决策是指偶发的、非常规的、或其决策过程过于复杂毫无规律可循。半结构化决策介于二者之间。（）按照决策问题环境，分为确定型决策、风险型决策和完全不确定型决策。确定型决策是在完全掌握未来的外界状态情况下做出决策。风险型决策是在不完全掌握未来的外界状态，只知道状态的概率分布情况下做出决策。完全不确定型决策是在状态的概率分布也未知的情况下做出决策。（）按照决策问题的求解步骤，分为单步决策和序贯决策。3、随机型决策问题的要素行动集(方案集):可能采用的所有行动的集合自然状态集(状态空间):所有可能的自然状态后果集:决策问题的各种可能的后果信息集(样本空间、观测空间):在决策时为了获取与自然状态有关的信息以减少其不确定性，往往需要进行调查研究，调查所得的结果的集合即信息集。 第六章计算序列决策问题用决策树处理研究第七章1、模型的定义 模型是实体系统本质特征的抽象表述2、系统建模的基本理论(1)黑箱理论 (2)白箱理论 (3)灰箱理论3、常用的几类经济数学模型(1）资源分配型 （2）存储型 （3）输送型（4）等待服务型（5）指派型（6）决策型（7）其他类型，如解释预测型、投入产出型、评价型等等第八章1、系统评价的原则基于系统评价的重要性和复杂性，为了更好的做好系统评价，基本原则如下：评价的客观性 要保证方案的可比性 指标要成系统2、指标要成系统：评价指标自身应为一个系统，具有系统的一切特征。另外评价指标必须反映系统目标，因此应包括系统目标所涉及的一切方面。由于系统目标是多元的、多层次的、多时序的，因此评价指标往往也具有多元、多层次、多时序的特点。但这些指标并不是错乱无章的，而是一个有机的整体。因此制定评价指标必须注意它的系统性，即使对定性问题也应有恰当的评价指标或者规范化的描述，以保证评价不出现片面性。其次，评价指标必须与所在地区和国家的方针、政策、法令的要求相一致，不允许有相悖和疏漏之处。3、构建评价指标体系应遵循的原则评价指标是作为一种尺度来考核各备选方案的，并且要依据考核的结果，来作为系统优选和决策的依据，因此确定指标体系应遵循一些普遍性的基本原则。整体性原则：指标体系是从整体上反映各个方案的效果，所以要构建层次清楚、结构合理、相互关联、协调一致的指标体系，保证对方案评价的全面性和可信度。科学性原则：以科学理论为指导，按照统一标准将指标进行划分层次和类别，使得整体指标体系能将定性指标和定量指标结合，正确反映系统整体和各要素之间的相互联系。可比性原则：指标体系的建立是为了评价，所以建立指标的时候要考虑各个指标的可比性。实用性原则：建立指标体系是为了进行方案评价，所以指标的含义必须明确，还要考虑数据资料的可得性，另外指标设计必须符合国家和地方的方针、政策、法规，口径和计算要与通用的会计、统计、业务核算协调一致。建立系统评价指标体系的方法目标分析法 输出分析法 德尔菲方法5、评价指标的权重相对比较法 连环比率法 判断矩阵法 德尔费法指标权重的确定方法之一：相对比较法1.方法介绍：相对比较法是一种经验评分法。它将所有指标列出来，组成一个N*N的方阵；然后对各指标两两比较并打分；最后对各指标的得分求和，并做规范化处理。需要注意的是方阵的对角上的元素可以不填写，也不参加运算；打分时可采用0-1打分法；方阵中元素可以按照下面的规则进行确定，并满足aij+aji=1。 aij= 2.计算i的权数系数： 3.实际中应注意：各指标间相对重要程度要有可比性：指标体系中任意两个指标能通过主观判断确定彼此重要性的差异；应满足指标比较的传递性：f1比f2 重要，f2比f3重要，则f1 比f3重要。 看课本中的例题P203：专家打分方法确定权重各评价因子权重比例为A：B：C：D=75：57：33：18， 经归一化处理后，权重分配为 A：B：C：D=0.41：0.31：0.18：0.10。 指标权重的确定方法之二：连环比率法1.方法解释：连环比率法以任意顺序排列指标，按此顺序从前到后，相邻两指标比较其相对重要性，依次赋以比率值，并赋以最后一个指标得分值为1。从后到前，按比率值依次求出各指标的修正评分值。最后归一化处理得到各指标的权重。2.步骤： （1）以任意顺序排列n各指标，不妨设为f1，f2，fn。 （2）填写暂定分