《系统工程导论》教学大纲

《系统工程导论》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：10130121课程性质：学科基础必修课学分：2.5学分学时：40学时（理论40学时）先修课程：高等数学、线性代数、概率论与数理统计等后续课程：运筹学、系统建模与仿真等适用专业：工业工程开课单位：管理学院一、课程说明《系统工程导论》是工业工程专业的一门学科基础必修课。该课程主要讨论系统决策分析、系统建模、系统仿真和系统评价的基本理论与一般常用方法。通过本课程的学习，使学生掌握系统工程的基本概念、基本理论和基本方法，培养学生的系统思维方式，提高学生采用系统分析、系统建模、系统优化及系统评价方法分析问题、解决问题的能力，同时为后续课程打下基础。本课程注重基本理论知识的深入学习，从实际应用案例分析入手，培养学生分析问题、解决问题的能力，加深对系统工程课程的认识，为学生针对具体问题进行系统动力学建模打下基础。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：理解系统工程概述、系统工程方法论，掌握系统模型化方法、系统动力学建模方法以及系统评价和决策分析方法。课程目标2：掌握ISM解释结构模型的构建方法；掌握使用系统动力学软件Vensim_PLE进行仿真实验设计、因果图和流图的绘制以及DYNAMO方程编写的具体方法和步骤。课程目标3：在实际问题的解决过程中培养学生树立正确的政治理想和政治道德，培养学生管理策划评价能力及思维分析能力，培养学生的系统思维及全局意识，树立正确劳动观和职业观；培养学生的工匠精神和主人翁意识，引导学生互相协作的团体自豪感。三、课程目标与毕业要求《系统工程导论》课程教学目标对工业工程专业学生毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度4.研究4.1能够基于科学原理，通过文献研究或相关方法，调研和分析复杂工程问题获得解决方案。课程目标1：理解系统工程概述、系统工程方法论，掌握系统模型化方法、系统动力学建模方法以及系统评价和决策分析方法。H5.使用现代工具5.2能够选择与使用恰当的工具、方法和模拟软件，对复杂工程问题进行分析、计算与设计。课程目标2：掌握ISM解释结构模型的构建方法；掌握使用系统动力学软件Vensim_PLE进行仿真实验设计、因果图和流图的绘制以及DYNAMO方程编写的具体方法和步骤。H11.项目管理11.2能在多学科环境下（包括模拟环境），运用工程管理与经济决策方法，设计开发解决方案。课程目标2：掌握ISM解释结构模型的构建方法；掌握使用系统动力学软件Vensim_PLE进行仿真实验设计、因果图和流图的绘制以及DYNAMO方程编写的具体方法和步骤。课程目标3：在实际问题的解决过程中培养学生树立正确的政治理想和政治道德，培养学生管理策划评价能力及思维分析能力，培养学生的系统思维及全局意识，树立正确劳动观和职业观；培养学生的工匠精神和主人翁意识，引导学生互相协作的团体自豪感。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时对应的课程目标1.系统工程概述1.1系统工程的产生、发展及应用1.2系统工程的研究对象1.3系统工程的概念与特点1.4系统工程的应用领域教学要求：使学生了解系统工程的产生背景、基本概念、特点和基本思想；通过实例讲解使学生掌握全体最优思想、综合性观点、定性定量相结合的观点以及问题导向与反馈机制的观点。重点：系统工程概念，系统工程的特点。难点：系统工程基本思想以及相关观点。412.系统工程方法论2.1系统工程的基本工作过程2.2系统分析原理2.3创新思维和创新分析方法2.4系统工程方法论的新发展教学要求：使学生了解系统工程理论解决实际问题的步骤与程序；掌握系统分析的原理和思路，培养创新思维和创新分析方法。重点：霍尔三维结构和切克兰德结构的比较。难点：霍尔三维结构和切克兰德模型，创新分析方法。413.系统模型与模型化3.1系统模型与模型化概述3.2系统结构模型化技术3.3主成分分析及聚类分析3.4状态空间模型3.5系统工程模型技术的新进展教学要求：使学生了解系统模型和模型化的相关概念；熟悉建立模型的规范化方法和使用方法；掌握主成分分析和聚类分析方法；通过状态方程应用案例讲解，使学生掌握状态方程的相关知识。重点：系统模型和模型化技术、状态方程。难点：状态方程。61、2、34.系统仿真及系统动力学方法4.1系统仿真概述4.2系统动力学结构模型化原理4.3基本反馈回路的DYNAMO仿真分析及DYNAMO函数（1）4.3基本反馈回路的DYNAMO仿真分析及DYNAMO函数（2）教学要求：使学生了解系统仿真的相关概念；熟悉系统动力学结构模型化原理；掌握因果图和流图的建模步骤以及DYNAMO方程和函数；学会使用Vensim_PLE进行案例仿真。重点：DYNAMO方程和函数、因果图和流图。难点：Vensim_PLE仿真以及DYNAMO方程。81、2、35.系统评价方法5.1系统评价原理5.2关联矩阵法5.3层次分析法5.4网络分析法5.5模糊综合评判法教学要求：使学生了解系统评价原理；掌握关联矩阵法、层次分析法、模糊综合评价法的具体步骤和流程；熟悉网络分析法的求解步骤。重点：关联矩阵法、层次分析法。难点：层次分析法和模糊综合评价法。616.决策分析方法6.1管理决策概述6.2风险型决策分析6.3不确定型决策-鲁棒决策分析6.4管理博弈及冲突分析教学要求：使学生了解管理决策相关概念；熟悉决策分析方法的分类；掌握鲁棒决策和最小最大后悔值准则评价方法；理解博弈和冲突的相关概念以及建模求解案例流程。重点：风险型决策、不确定型决策分析方法。难点：冲突建模和分析方法。617.战略研究与管理7.1战略研究与管理概述7.2战略研究方法论7.3互联网时代的企业战略问题7.4柔性战略教学要求：使学生了解战略研究和管理的基本概念；掌握战略研究的方法论；理解并清楚互联网背景下的企业战略问题以及柔性战略。重点：柔性战略。难点：战略研究的方法。218.系统工程应用实例8.1系统工程应用实例（1）8.1系统工程应用实例（2）教学要求：使学生理解系统工程应用实际案例，熟悉系统分析、模型建立、方案提出、战略制定等流程。重点：系统工程理论和方法解决实际应用实例。难点：问题初步分析、模型建立、决策分析、提出方案等。41、2、3合计40五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合案例、讨论、视频资源共享等教学手段完成课程教学任务和相关能力的培养。学生比较全面地理解系统工程的相关基础理论和仿真技术，熟练掌握系统评价方法和决策分析方法。能够运用系统工程的知识对具体社会问题进行描述、建模、分析、评价以及决策。增强学生对系统工程学科的认识，提高自身架构学科知识体系的能力，培养学生的参与感和逻辑思维。六、课程资源1.推荐教材：汪应洛.《系统工程》第5版[M].北京:机械工业出版,2020.05.2.参考书：（1）中国航天系统科学与工程研究院研究生管理部.系统工程讲堂录（第二辑）[M].北京:科学出版社,2017.02.（2）孙东川,孙凯,钟拥军.系统工程引论（第4版）[M].北京:清华大学出版社,2019.11.（3）张晓冬.系统工程[M].北京:科学出版社,2021.08.3.期刊：（1）刘佳,王先甲.系统工程优化决策理论及其发展战略.系统工程理论与实践,2020,40(08):1945-1960.（2）NguyenPH,AliS,YueT.Model-basedsecurityengineeringforcyber-physicalsystems:asystematicmappingstudy.InformationandSoftwareTechnology,2017,83:116-135.（3）朱丹,秦刚.一种提高外测数字引导准确性的系统工程方法.遥测遥控,2019,40(02):57-62.（4）DejaA,PietrusewiczK,KaupM,etal.Designingaship-generatedwastemanagementpl-anaccordingtothemodel-basedsystemsengineeringapproach.2021,XXIV(2B):538-554.（5）丁达文,赵志强.基于模型的系统工程在医学院校管理业务流程设计中的探讨.中国医学装备,2019,16(01):131-134.4.网络资源：（1）朱军.如何用系统工程与体系工程思维？2022年6月10日./p/526754516（2）李刚.系统工程.2019年10月29日./p-1436125996623.html.（3）经管之家.博弈论经典模型全解析.2019年4月30日./p/64311616.（4）吴锋.系统工程,西安交通大学,中国大学MOOC.七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考试成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表3。表3课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核课堂表现6（1）根据课堂出勤情况和课堂回答问题情况进行考核，满分100分。（2）以课堂表现成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√33分组任务16（1）自选主题，分组讨论并利用系统工程的理论和方法进行问题分析决策，形成汇报PPT，满分100分。（2）最终以教师评价、组间互评、组内互评分数的平均值作为最终成绩。（3）以分组任务成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√3310作业8（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分。（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√26线上资料学习8按时完成线上资源的学习，依据学习比例计分，满分100分。以线上资料学习成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√332线下行为成绩2根据学生线下分组讨论的情况、任务贡献度及课题参与度进行同学互评。根据学生线下小组思政元素搜集情况及行为作风情况进行教师评分。以线下行为成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√11期末考试60以期末考试试卷参考答案及评分标准进行评分。√√√302010合计：100分413623八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、分组任务、作业、线上资料学习、线下行为成绩以及期末考试等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末试卷成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末试卷成绩为100分（权重60%），试题类型为选择题、简答题、计算题、分析题和论述题等类型，试卷中基本知识、基本理论、基本技能的试题分值不超过30%，计算题、分析题和论述题分值不低于70%；课堂表现、分组任务、作业、线上资料学习、线下行为成绩等过程性考核成绩为100分（权重40%）；过程性考核和考试试题分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表5。表5过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60课堂表现15积极参与教学活动，踊跃回答问题，准确率大于90%。认真参与教学活动，回答问题准确率大于80%。偶尔参与教学活动，回答问题准确率大于70%。偶尔参与教学活动。上课不认真，不参与教学活动。分组任务40能够合理地进行组内分工和协作，任务主题明确清晰，流程合理，方法得当，PPT制作精美，阐述清楚。能够较合理地进行组内分工和协作，任务主题较为明确清晰，流程合理，方法较为得当，PPT制作较精美，阐述较清楚。能够基本合理地进行组内分工和协作，任务主题基本明确清晰，流程基本合理，方法基本得当，PPT制作基本精美，阐述基本清楚。进行了简单的组内分工和协作，任务主题不够明确，流程基本合理，方法基本得当，PPT制作应付，阐述重点不突出。没有进行组内分工和协作，任务缺乏主题，流程介绍不清楚，没有突出应用方法，PPT制作应付，阐述含糊。作业20能够全部完成相应知识点的作业，并且回答结果正确率为95%以上。基本能够全部完成相应知识点的作业，并且回答结果正确率为80%以上。能够完成部分相应知识点的作业，并且回答结果正确率为70%以上。能够完成小部分相应知识点的作业，并且回答结果正确率为60%以上。不按时完成作业，或者只完成个别作业，但回答结果不正确。线上资料学习20完成90%以上的线上资源学习。完成80%以上的线上资源学习。完成70%以上的线上资源学习。完成60%以上的线上资源学习。完成不足60%的线上资源学习。线下行为成绩5能够积极地参与分组任务、讨论、建模等各个环节；积极地搜集课程相关思政素材，线下行为端正，处理问题时能够体现