系统及系统工程

第一节系统及系统工程系统的定义系统是普遍存在的，在宇宙间，从基本粒子到河外星系，从人类社会到人的思维，从无机界到有机界，从自然科学到社会科学，系统无所不在。按宏观层面分类，它大致可以分为自然系统、人工系统、复合系统。系统泛指由一群有关连的个体组成，根据预先编排好的规则工作，能完成个别元件不能单独完成的工作的群体。系统分为自然系统与人为系统两大类。一群有相互关联的个体组成的集佥称为系统。系统（system）一词来源于拉丁语（sys性ma）意为部分组成的整体。系统的定义应该包含一切系统所共有的特性。尽管系统一词频繁出现在社会生活和学术领域中，但不同的人在不同的场合往往赋予它不同的含义。长期以来，系统概念的定义和其特征的描述尚无统一规范的定论。一般我们采用如下的定义：系统是由一些相互联系、相互制约的若干组成部分结合而成的、具有特定功能的一个有机整体（集合）。而且这个有机整体又是它从属的更大系统的组成部分。钱学森我们可以从三个方面理解系统的概念：系统是由若干要素（部分）组成的。这些要素可能是一些个体、元件、零件，也可能其本身就是一个系统（或称之为子系统）。如运算器、控制器、存储器、输入/输出设备组成了计算机的硬件系统，而硬件系统又是计算机系统的一个子系统。系统有一定的结构。一个系统是其构成要素的集合，这些要素相互联系、相互制约。系统内部各要素之间相对稳定的联系方式、组织秩序及失控关系的内在表现形式，就是系统的结构。例如钟表是由齿轮、发条、指针等零部件按一定的方式装配而成的，但一堆齿轮、发条、指针随意放在一起却不能构成钟表；人体由各个器官组成，单个各器官简单拼凑在一起不能成其为一个有行为能力的人。系统有一定的功能，或者说系统要有一定的目的性。系统的功能是指系统与外部环境相互联系和相互作用中表现出来的性质、能力、和功能。例如信息系统的功能是进行信息的收集、传递、储存、加工、维护和使用，辅助决策者进行决策，帮助企业实现目标。与此同时，我们还要从以下几个方面对系统进行理解：系统由部件组成，部件处于运动之中；部件间存在着联系；系统各主量和的贡献大于各主量贡献的和，即常说的1+1〉2；系统的状态是可以转换、可以控制的。我们说一个系统是由许多相互关联又相互作用的部分所组成的不可分割的整体，较复杂的系统可进一步划分成更小、更简单的次系统，许多系统可组织成更复杂的超系统。那么系统到底有哪些特点呢？我们可以在书上看到，根据系统的具备条件，我们知道，系统有以下这些特点，分别是，系统的集合性，相关性，目的性和可控制性，层次性以及系统的环境适应性。二、系统工程系统工程是一门新兴的交叉型学科，1957年前后正式定名。1960年左右形成体系。是一门高度综合性的管理工程技术，涉及应用数学、基础理论、系统技术以及经济学、管理学、社会学、心理学等各种学科。书本上列举了一些国内外知名学者对系统工程所作的解释，大家可以看看。系统工程尽管经历了半个多世纪的发展，但它仍然是一门年轻的科学，还在不断地发展中。它的普遍适用性吸引了许多原来从事不同学科的学者来研究它，并做出了各自的贡献，于是，系统工程出现了不同的流派。其中主要的流派有两个：管理流派和自动化流派。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。阶段：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。基本方法：系统工程的基本方法是：系统分析、系统设计与系统的综合评价用定量和定性相结合的系统思想和方法处理大型复杂系统的问题，无论是系统的设计或组织建立，还是系统的经营管理，都可以统一的看成是一类工程实践，统称为系统工程。系统工程(SystemsEngineering)是系统科学的一个分支，实际是系统科学的实际应用。可以用于一切有大系统的方面，包括人类社会、生态环境、自然现象、组织管理等，系统工程是以大型复杂系统为研究对象，按一定目的进行设计、开发、管理与控制，以期达到总体效果最优的理论与方法。同时，系统工程也是一门工程技术，但是，系统工程又是一类包括了许多类工程技术的一大工程技术门类，涉及范围很广，不仅要用到数、理、化、生物等自然科学，还要用到社会学、心理学、经济学、医学等与人的思想、行为、能力等有关的学科。因此，系统工程是一门现代化的组织管理技术，是特殊的工程技术，是跨越许多学科的边缘学科。第二节物流系统所谓物流系统是指在一定的时间和空间里，由所需输送的物料和包括有关设备、输送工具、仓储设备、人员以及通信联系等若干相互制约的动态要素构成的具有特定功能的有机整体。一般情况下，可以把物流系统分化物流作业系统和物流信息系统。物流作业系统，在物流作业中使用现金的技能和技术，提高物流活动的效率。是物流系统的子系统。物流信息系统：是指由人员、设备和程序组成的、为物流管理者执行计划、实施、控制等职能提供信息的交互系统，主要是为了提高物流作业系统的效率。它与物流作业系统一样都是物流系统的子系统。物流具有系统性的原因，书28页物流系统的构成要素1.物流系统的一般要素P29一般要素•人的要素人是所有系统的核心要素，也是系统的第一要素。•资金要素资金是所有企业系统的动力。•物的要素包括物流系统的劳动对象，即各种实物。•信息要素包括物流系统所需要处理的信息，即物流信息。功能要素物流系统的功能要素指的是物流系统所具有的基本能力，这些基本能力有效地组合、连结在一起，变成了物流系统的总功能，便能合理、有效地实现物流系统的总目的。•主要包括运输、储存保管、包装、装卸搬运、流通加工、配送、物流信息等要素。物质基础要素•基础设施是组织物流系统运行的基础物质条件，包括物流场站、物流中心、仓库，物流线路，建筑、公路、铁路、港口等等。•物流装备是保证物流系统开动的条件，包括仓库货架、进出库设备、加工设备、运输设备、装卸机械等。•物流工具是物流系统运行的物质条件，包括包装工具、维修保养工具、办公设备等。•信息技术及网络是掌握和传递物流信息的手段，根据所需信息水平不同，包括通讯设备及线路、传真设备，计算机及网络设备等。支撑要素体制、制度，是物流系统的重要保障，有了这个支撑条件，物流系统才能真正的确立。法律制度决定物流系统的结构、组织、领导、管理方式，国家对其控制、指挥，管理方式以及这个系统地位、范畴，是物流系统的重要保障。这个两个支撑要素，现在基本上都合为一个要素。可以不用分开•行政命令决定物流系统正常运转的重要支持要素。•标准化是保证物流环节协调运行，保证物流系统与其它系统在技术上实现联结的重要支撑条件。物流系统的模式物流系统具有舒服，处理。输出。限制、反馈等功能。物流系统的输入包括自然资源（土地、设施、设备）、人、财务和信息资源。物流系统的处理过程就是通过管理主体对物流活动以及这些活动所涉及的资源进行计划、执行、控制，最终高效完成物流任务。物流系统输出就是物流服务，包括组织竞争优势、时间和空间效用以及物资（原材料、在制品、制成品）向客户的有效移动。限制，外部环境会对物流系统才生限制和干扰反馈，信息反馈。物流活动的信息反馈。物流系统的特征二、物流系统的特点1、 物流系统是一个“人一一机”系统。应充分重视人的主体作用，加强职工的服务意识。另外，也应因地制宜，重视利用现代物流技术，处理为“人——机”关系。2、 物流系统是一个大跨度系统。现实物流活动中经常都是跨越不同的地域。这个系统总体要比个别的部分或功能的简单相加更大。这反映在两个方面：一是地域跨度大；二是时间跨度大3、 物流系统的复杂性。物流的对象是物，物资的品种多、数量大；人员的构成复杂，分布广、数量大；占用资金大。是一个非常复杂的问题物流系统是一个可分系统，他可以分为若干个相互联系的子系统。物流系统属于中间层次系统范围，本身具有可分性，可以分解成若干个子系统。4、 物流系统是一个动态系统，因为物流系统必须要是有环境能力，要随着环境的变化而变化。5、 物流系统是一个多目标系统。效益背反”是物流领域中很经常的很普遍的现象，是这一领域中内部矛盾的反映和表现。这是一种此涨彼消，此盈彼亏的现象，虽然在许多领域中这种现象都是存在着的，但物流领域中，这个问题似乎尤其严重。效益背反说有许多有力的实证予以支持，例如，包装问题，在产品销售市场和销售价格皆不变的前提下，假定其他成本因素也不变，那么包装方面每少花一分钱，这一分钱就必然转到收益上来，包装越省，利润则越高。但是，一旦商品进入流通之后，如果简省的包装降低了产品的防护效果，造成了大量损失，就会造成储存、装卸、运输功能要素的工作劣化和效益大减，显然，包装活动的效益是以其他的损失为代价的，我国流通领域每年因包装不善出现的上百亿的商品损失，就是这种效益背反的实证。三、物流系统化的目标物流系统化的目标就是实现整体的物流合理化。评价物流系统的效果从以下几个方面（简称“7S”）考虑：1、 服务性（service）在为客户服务方面，要求服务项目完善、质量好、费用省，客户满意。2、 速送性（speed）要求把商品按顾客指定的地点、准确迅速地送到目的地。3、 安全性（safe）安全的节约是最大的节约。物流系统的各个环节、过程都应坚持'预防为主”的观点，避免由于安全而导致货运事故，给企业和客户造成损失。4、 规模适当（scaleoptimization）物流设施的集中与分散是否适当；依靠引入机械化、自动化达到省力；信息处理的现代化所要求的电子计算机和通讯技术的应用；以及物流网络的建立与完善等。5、 空间的有效利用（spacesaving）由土地紧张、价格上涨，相应地物流机械（高位货架）和立体化设施不断增加。6、 库存控制（stockcontrol）库存量大小的原则是既能保证供应，又要减少资金占用。物流系统必须具有调整变动库存的功能。7、 总成本最低（sumcostminimum）在物流市场激烈竞争的情况下，价格不能比社会平均成本高出很多，否则会招来更多的竞争者。因此，物流成本只有降低到平均成本以下，才能可能赚取高额利润。另外，单项成本的降低，并不意味着总成本的降低。第三节物流系统分析所谓系统分析，就是对一个系统内的基本问题，用逻辑推理、科学分析的方法，在确定条件与不确定条件下找出各种可行的方案。而物流系统分析是指在特定的时间和空间里，对其所从事的物流服务及其过程作为一个整体来处理，以系统的观点、系统功臣的理论和方法进行分析研究，以实现其空间和时间的经济效应。P33物流系统分析的要点物流系统分析是一种仍在不断发展中的现代科学方法，虽然已在很多领域采用并取得显著成效，但是实际情况下，并不是任何物流系统都可用系统分析的方法来研究，因为要考虑到经济与时效等因素。为此，在采用物流系统分析前，要注意以下几个方面：（1） 物流系统分析是一个长期的工作，它贯穿在物流系统规划、运行评价、优化改善的全过程中。因为物流系统分析的总目标就是寻找物流系统的最优途径，而物流系统运行过程中，它所处的外界环境及其内部构成都不断地变化和运动，系统分析就要抓住这些信息，总结和归纳出这些特征，找到系统达到效益最优的途径和方法。可以说，只是有物流系统存在运行，物流系统分析工作就是时时刻刻地进行。总之，物流系统分析需要有高度能力的分析人员辛勤而漫长的工作。（2） 物流系统分析虽然对制定决策有很大的帮助，但是它不能完成代替想象力、经验和判断力。物流系统分析只能是将研究问题运用数学的方法或模型，推解出相优化的备选方案。在将现实问题归纳成数字模型的过程中，必然舍去了一些无法运用数学方法进行分析的因素，而这些因素可能对系统的实际运行产生影响，因此当管理者进行选择或决策时，必然要运用自己的经验、想象或直觉进行综合判断。（3） 物流系统分析基本上是考虑经济、效益等目标，或者说是以经济学的方法来解决问题。对任何问题，通常均有不同的解决方案，应用物流系统分析研究问题，应对各种解决问题的方案，计算出全部费用，然后再进行比较。但在决策时又要注意费用最少的方案，不一定是最佳选择，因为选择最佳方案的着眼点，不在'省钱”，而是“有效”。作用和要素物流系统分析时要运用科学的分析工具和计算方法，对系统的目的、功能、结构、环境、费用和效益等，进行充分、细致的调查研究，收集、比较、分析和处理有关数据，建立若干个拟定方案，比较和评价物流结果，寻求系统整体效益最佳和有限资源配备最佳的方案，为决策者最后抉择提供科学依据。物流系统分析的目的在于通过分析，比较各种拟定方案的功能、费用、效益和可靠习惯等各项技术、经济指标，向决策者提供可做出正确决策的资料和信息。所以，物流系统分析实际上就是在明确目的的前提下，来分析和确定系统所应具备的功能和相应的环境条件。根据系统分析的基本含义，物流系统分析的主要内容有系统目的、可行方案、费用和效益、系统模型、系统的评价基准及评价等。系统分析的原则书本上p44一个物流系统由许多要素组成，要素之间相互作用，物流系统与环境互相影响，这些问题涉及面广而又错综复杂，因此进行物流系统分析时，应认真考虑以下一些准则：（1） 物流系统内部与物流系统环境相结合。一个企业的经营管理物流系统，不仅受到企业内部各种因素如企业生产规模、产品技术特征、职工素质、管理制度与管理组织等的作用，而且还受到社会经济动向及市场状况等环境因素的影响。（2） 局部效益与整体效益的结合。在分析物流系统时常常会出现这种情况，局部效益与物流系统整体效益并不一致。其原因就在于物流系统的“二律背反”规律，即某一局部效益的增长可能带来另一局部效益的减少。因此，在选择方案的时候，我们不仅要考虑物流系统的局部效益，更加重要的是物流系统的整体效益。如果局部效益来看是经济的，但整体效益并不理想，则这种方案不可取；反之，局部效益并不经济，但整体效益是好的，这种方案则可取。（3） 当前利益与长远利益相结合。在进行方案的优选时，既要考虑当前利益，又要考虑长远利益。如果所采用的方案对当前和长远都有利，当然最为理想。但如果方案对当前不利，而对长远有利，此时要通过全面分析后再作结论。一般来说，只有兼顾当前利益和长远利益的物流系统才是好的物流系统。（4） 定量分析与定性分析相结合。物流系统分析不仅要进行定量分析，而且要进行定性分析。物流系统分析总是遵循“定性一定量一定性”这一循环往复的过程，不了解物流系统各个方面的性质，就不可能建立起探讨物流系统定量关系的数学模型。定性和定量二者结合起来综合分析，才能达到优化的目的。物流系统分析的实质所谓物流系统分析就是利用科学的分析工具和方法，分析和确定系统的目的、功能、环境、费用与效益等问题，抓住系统中需要决策的若干关键问题，根据其性质和要求，在充分准确的信息基础上，确定系统目标，提出为实现目标的若干可行方案，通过模型进行仿真试验，优化分析和综合评价，最后整理出完整、正确、可行的综合资料，从而为决策提供充分依据。系统分析是一种目的、有步骤的探索过程，通过它可能找到解决问题的方法和途径。由于物流系统是一个复杂的整体，在进行物流系统规划、物流系统评价和物流系统优化过程中，都离不开物流系统分析。物流系统分析作为一种决策的工具，其主要目的在于为决策者提供直接判断和决定最优方案的信息和资料。在进行分析的时候，要把任何研究对象均视为系统（如在分析物流系统中的运输问题时，就需要将运输设施、运输管理方法、运输资源、运输目的等综合成一个整体进行研究，即运输系统，而运输系统又是物流系统的一个子系统），以系统的整体最优化为工作目标，并力求建立数量化的目标函数；并且应用数学的基本知识和优化理论，从而使各种替代方案的比较，不仅有定性的描述，而且基本上都能以数字显示其差异。对无法计量的问题或者有关因素，则运用直觉、判断及经验加以考察和衡量。但在进行这种经验、直觉等决断时也要注意按照科学的推理步骤，力求分析均能符合逻辑的原则和事物的发展规律，而不是凭主观臆断和单纯经验。这样的物流系统分析才能使人们科学地寻找到物流系统的潜力，使之得到优化和最佳效益的体现。影响物流系统分析的因素书P36物流系统分析的因素很多，一般而言，应该注意：明确期望达到的目的和目标；确定达到预期目的和目标所需要的设备、技术条件和相应的资源条件；计算和估计达到各种可行方案所需要的资源、费用和生产的效益；建立各种替代方案所需要的模型，模型中标明目的、技术条件、环境条件、资源条件、时间、费用、元素间的关系；为选择最优化方案，建立一定的判断准则。因此，物流系统分析的五个基本要素有目的、可行方案、模型、费用和效益、评价基准。（1） 目的。目的是决策的出发点，为了正确获得决定最优化