第2章-系统工程的基本方法和方法论课件

09August2023PPT

1本章学习目标1.系统工程方法论原则2.霍尔方法论3.切克兰德方法论4.兰德方法论本章学习目标1.系统工程方法论原则09August2023PPT

2章节框架

2.1系统工程的方法论原则及基本方法

2.2霍尔方法论

2.3切克兰德方法论

2.4兰德方法论章节框架2.1系统工程的方法论原则及基本方法09August2023PPT

32.1系统工程的方法论原则及

其基本方法

2.1.1系统工程方法论原则

2.1.2模型方法

2.1.3定量化方法

2.1.4最优化方法2.1系统工程的方法论原则及

其基本方法09August2023PPT

42.1.1系统工程方法论原则

整体性原则有序相关性原则动态性原则目标优化原则可行性原则

2.1.1系统工程方法论原则整体性原则09August2023PPT

52.1.2模型方法

系统工程的对象庞大，一般不可能进行试验或者试验的代价过大而实际上不许可。合理的办法是使用模型方法。模型是对真实系统的抽象和简化。按干不同的标准划分可以有各种各样的模型。建立模型是系统工程关键而困难的一项工作，需要有扎实的理论基础和丰富的实践经验。

2.1.2模型方法系统工程的对象庞大，09August2023PPT

62.1.3定量化方法

系统工程要求把系统原则定量化，运用数学方法处理系统的组建和管理问题。系统工程是工程技术领域中的一种定量化的系统方法。定量化方法的核心是建立系统的数学模型。有了数学模型之后，要寻找适当的数学方法求解模型，分析、评价模型。这些工作需要强有力的数学工具和计算手段。前者是运筹学、计算数学等现代数学的分支，后者是电子计算机。

2.1.3定量化方法系统工程要求把系09August2023PPT

72.1.4最优化方法

最优化思想强烈地反映出人类改造世界的能动性和目的性。采用最优化方法是系统工程成为现代技术的显著特征之一。不同的工程任务实现最优化需要不同的方法和步骤，但共同的理论工具是运筹学和控制论发展的最优化理论。应用最优化方法的一般程序为：选择目标，建立模型，寻求最优解，综合评价。优化的具体目标千差万别，但不外乎求系统的某种效益最大，或费用最小、时间最短。2.1.4最优化方法最优化思想强烈地反映出人09August2023PPT

82.2霍尔方法论

从上世纪50年代起，许多系统工程学者有意识地描述过使计划成功所需要的程序，包括必需的活动以及协调专家工作的方法，即系统工程方法论的有关步骤、工具和方法。这些成果在形式上不尽相同，但基本思想是一致的，其中A.D.霍尔于1962、1969年根据在贝尔实验室的经验，对系统工程一般的工作步骤、阶段划分和常用的知识范围进行了概括总结，提出了著名的霍尔三维结构模型。它最初产生于所谓硬的工程系统，在处理大多数工程项目和一些硬问题时显示出较大的成效，因此受到各国学者的普遍重视。

2.2霍尔方法论从上世纪50年代起09August2023PPT

9霍尔三维结构霍尔三维结构将系统工程活动分为前后紧密连接的7个阶段和7个步骤，同时考虑到为完成各个阶段和步骤所需要的各种专业知识。这样为解决规模大、结构复杂、涉及因素众多的大系统问题提供了科学的思维方法。霍尔三维结构包括时间维、逻辑维和知识维，如下图所示。2.2霍尔方法论霍尔三维结构2.2霍尔方法论09August2023PPT

102.2霍尔方法论霍尔三维结构2.2霍尔方法论霍尔三维结构09August2023PPT

112.3切克兰德方法论

从上世纪70年代起，人们开始注意系统工程推广应用于社会经济方面的政策性问题。由于社会经济系统具有影响因素多、复杂多变和难以进行定量分析的特点，社会经济系统中的许多问题就很难像工程技术系统那样事前就按若干评价标准设计出符合需要的最优系统方案，因而完全按照解决工程技术问题来处理会有许多困难。知道、针对这种情况，英国学者切克兰德在大量实践的基础上提出了所谓“软”系统方法论。这是理论研究的一个较大的更新和转折，为解决社会经济问题提供了新的概念、观点、方法和模式。2.3切克兰德方法论从上世纪70年代09August2023PPT

122.3切克兰德方法论基本观点基于作为客体存在于现实世界的问题的特性，切克兰德把问题分为两类。一类是有结构问题（或称“硬”系统问题）；另一类是无结构问题（或称“软”系统问题）。根据结构的内在特性，切克兰德把系统分为两类：“硬”系统和“软”系统。根据不同方法所决定的问题类型，切克兰德把霍尔方法论和系统分析方法论归结为“硬”系统方法论，把他提出的方法论称为“软”系统方法论，主要针对问题本身就难以定义的“软”系统问题。2.3切克兰德方法论基本观点09August2023PPT

132.3切克兰德方法论基本思路阶段1和阶段2：表达问题阶段3：相关系统的基本定义阶段4：建立概念模型阶段5：概念模型与现实的比较阶段6和阶段7：系统更新

2.3切克兰德方法论基本思路09August2023PPT

142.3切克兰德方法论切克兰德方法论工作流程2.3切克兰德方法论切克兰德方法论工作流程09August2023PPT

152.4兰德方法论

2.4.1基本概念

2.4.2系统分析的要素

2.4.3系统分析程序

2.4.4系统分析原则

2.4.5系统分析方法2.4兰德方法论2.4.1基本概念09August2023PPT

162.4.1基本概念

系统分析就是一个有目的、有步骤的探索和思考问题的过程.系统分析人员应用科学方法对系统的目的、功能、环境、费用效益等进行调查研究，并分别处理有关的资料和数据。在此基础上对有关备选的系统方案建立模型，并进行相应的模拟实验和优化计算，把计算、实验、分析的结果同预定的任务和目标进行比较和评价，最后整理成正确可靠的综合资料，作为决策者选择最优或次优系统方案的主要依据。

2.4.1基本概念系统分析就是一个有09August2023PPT

172.4.2系统分析的要素

系统分析方法论的要素可归结为：（1）希望达到的目的和目标（2）为达到目标所必须的技术和手段（方案）（3）系统方案所需要的费用和可能获得的经济效益（4）建立各种被选系统方案及其相应的模型（5）根据有关技术经济指标确定评价标准。2.4.2系统分析的要素系统分析方法论09August2023PPT

182.4.3系统分析程序

在运用系统分析解决问题的过程中所遵循的一般步骤和要求称为系统分析程序。其中包括：（1）分析问题和确定目标（2）收集资料和调查研究（3）建立系统模型（4）系统最优化（5）系统评价（6）实施方案（7）总结提高2.4.3系统分析程序在运用系统09August2023PPT

192.4.4系统分析原则（1）坚持以系统的目的和目标为中心（2）局部与总体相结合（3）定性与定量相结合（4）把握主要矛盾2.4.4系统分析原则（1）坚持以系统的目的和目标为中心09August2023PPT

202.4.5系统分析方法

在对系统进行描述、设计、优化过程所使用的各种各样的方法，以其特点和作用为标准大致可分为以下三大类：（1）模型化方法（2）定量化方法（3）最优化方法2.4.5系统分析方法在对系统进行描述09August2023PPT

21本章小结

本章在阐述了系统工程遵循的原则以及基本的方法的基础上，主要介绍了霍尔方法论、切克兰德方法论和兰德方法论。系统工程在实施过程中也必须要遵循一定的原则，要遵循一定的方法论的指导。系统工程要遵循的基本原则主要有整体性原则、有序相关性原则、动