2025年大学《系统科学与工程》专业题库- 工业工程与系统优化

2025年大学《系统科学与工程》专业题库——工业工程与系统优化考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题1.在系统工程的V模型中，系统测试阶段主要验证的是系统的（）。A.可行性B.可靠性C.经济性D.处理速度2.某工厂生产两种产品A和B，需要使用两种资源M和N。已知生产一件A产品需要消耗M2单位、N1单位；生产一件B产品需要消耗M1单位、N2单位。产品A和B的利润分别为每件100元和每件80元。该工厂现有M100单位、N80单位，旨在利润最大化的情况下，应生产产品A和产品B各多少件？（此题仅作选择题用，无需计算）A.A30件，B20件B.A25件，B25件C.A20件，B30件D.A40件，B10件3.在设施规划中，旨在最小化物料搬运成本的布局方法是（）。A.柔性布局B.产品布局C.流程布局D.混合布局4.质量管理中，“检验”与“预防”相比，其主要特点是（）。A.成本更低B.效果更好C.事后补救D.防患未然5.某排队系统服从M/M/1模型，到达率λ=10人/小时，服务率μ=15人/小时，则系统的平均等待时间约为（）。A.0.33小时B.0.67小时C.1小时D.1.5小时6.当决策者面临多种不确定方案，且无法确定各种自然状态发生的概率时，通常采用的方法是（）。A.最大最小收益法B.最大最大收益法C.期望收益法D.决策树法7.经济订货批量（EOQ）模型的核心目标是（）。A.最小化总库存量B.最小化采购成本C.最小化总库存相关成本（订货成本与持有成本）D.最大化供应链效率8.在项目管理中，关键路径是指（）。A.项目中最长的活动序列B.项目中最短的活动序列C.项目中资源最紧张的活动序列D.项目中风险最高的活动序列9.将多个决策者的偏好结构化，并以此进行群体决策的常用方法是（）。A.蒙特卡洛模拟B.层次分析法(AHP)C.敏感性分析D.灵敏度分析10.人因工程的核心关注点是（）。A.提高机器的生产效率B.设计更符合人使用习惯和生理心理特点的系统C.增加设备的自动化程度D.降低生产成本二、填空题1.系统工程的核心思想是______和______。2.工作研究的主要内容包括______和______。3.在线性规划模型中，目标函数通常表示为______的极值。4.图论中的最短路径问题在资源分配中可用于解决______问题。5.排队论中，M表示______分布，1表示______服务台。6.库存管理中，导致库存持有成本增加的主要因素包括______和______。7.项目管理中，______是项目成功的关键。8.运筹学作为系统优化的工具，其基本步骤通常包括______、______、______和______。9.质量管理中，“质量改进”的常用工具之一是______。10.设施选址的目标通常是在满足生产运营需求的前提下，最小化______和______。三、简答题1.简述系统工程与其他学科（如工程学、管理学）的主要区别。2.简述工作研究对提高生产效率的意义。3.简述线性规划模型在解决实际资源分配问题时的一般步骤。4.简述项目管理中风险管理的含义及其主要环节。四、计算题1.某公司生产两种产品X和Y，需要使用A、B两种设备。生产一件X需要设备A2小时、设备B1小时；生产一件Y需要设备A1小时、设备B2小时。产品X和Y的单位利润分别为50元和40元。公司每周可使用设备A100小时、设备B80小时。请建立该问题的线性规划模型，以利润最大化为目标。2.某排队系统为M/M/1/∞/∞模型，顾客到达率λ=5人/小时，服务员服务率μ=6人/小时。求：(1)系统中平均顾客数Ls；(2)队列中平均顾客数Lq；(3)平均等待时间Ws；(4)平均排队等待时间Wq。3.某工厂需要决定下一年度对某种原材料A的采购策略。已知该原材料每次采购的固定订货成本为50元，单位年持有成本为10元，预计全年需求量为1000单位。请计算该材料的经济订货批量（EOQ）以及最小总库存相关成本。五、综合应用题某企业计划引进一条新的生产线，有A、B两种型号可供选择。两种型号的生产效率（件/小时）、购置成本和年维护成本如下表所示：|型号|生产效率(件/小时)|购置成本(元)|年维护成本(元/年)||:---:|:-----------------:|:------------:|:-----------------:||A|100|50000|3000||B|80|35000|4000|该企业预计该生产线使用寿命为5年，年产量稳定在40000件。若基准折现率为10%，请运用相关决策分析方法（如净现值法），分析该企业应选择哪种型号的生产线？（假设购置成本在期初投入，年维护成本在年末支付）---试卷答案一、选择题1.B2.C3.C4.C5.A6.A7.C8.A9.B10.B二、填空题1.系统思维系统方法2.方法研究作业测定3.目标函数变量4.物料搬运5.到达率服务机制6.库存持有量订货成本7.资源管理8.提出问题模型建立模型求解模型检验与应用9.PDCA循环10.总成本总时间三、简答题1.答：系统工程强调系统的整体性、相关性、目的性和动态性，注重跨学科协作和系统全过程管理；工程学侧重于具体物理实体或工程系统的设计、建造和运行；管理学关注组织结构、人力资源、决策效率和资源调配。系统工程是更宏观、更综合的跨领域方法论。2.答：工作研究通过方法研究和作业测定，可以科学地分析和改进工作方法，消除不合理动作和等待时间，提高工作效率；优化作业流程，合理配置人力物力；制定科学的工作标准和劳动定额，为绩效评估提供依据；降低生产成本。3.答：一般步骤为：(1)提出问题，明确目标；(2)收集数据，分析现状；(3)建立线性规划模型，包括确定决策变量、目标函数和约束条件；(4)求解模型，可以使用图解法（对于二维问题）或单纯形法（对于多维问题）；(5)解析结果，进行灵敏度分析（如有必要），并得出管理建议。4.答：风险管理是在项目活动中识别、分析和应对风险的过程。主要环节包括：(1)风险识别：找出可能影响项目的潜在风险；(2)风险分析：评估已识别风险发生的可能性和影响程度；(3)风险应对：制定并实施应对策略（规避、转移、减轻、接受）；(4)风险监控：跟踪风险状态和应对措施效果，并根据变化调整。四、计算题1.答：决策变量：x1=产品X的生产件数x2=产品Y的生产件数目标函数：MaxZ=50x1+40x2约束条件：2x1+x2≤100(设备A约束)x1+2x2≤80(设备B约束)x1≥0,x2≥0(非负约束)模型建立完毕。2.答：(1)Ls=λ/μ-λ/μ²=5/6-5/(6²)=5/6-5/36=30/36-5/36=25/36≈0.694人(2)Lq=λ²/μ(μ-λ)=5²/(6*(6-5))=25/6≈4.167人(3)Ws=Ls/λ=(25/36)/5=25/(36*5)=25/180=5/36小时≈8.33分钟(4)Wq=Lq/λ=(25/6)/5=25/(6*5)=25/30=5/6小时≈50分钟3.答：EOQ=√(2DS/H)=√(2*1000*50/10)=√(100000/10)=√10000=100单位最小总成本=√(2DSH)=√(2*1000*50*10)=√10000000=1000元五、综合应用题答：方法一：净现值法(NPV)计算两种型号5年的现金流量现值。对于型号A：购置成本：-50000(发生在Year0)年维护成本：-3000(发生在Year1至Year5)年生产收入：100*P(P为每件产品售价，题目未给，假设售价为P元)年利润：100P-3000年现金流量：100P-3000(发生在Year1至Year5)NPV_A=-50000+Σ[(100P-3000)/(1+0.1)^t](t=1to5)=-50000+(100P-3000)*[1-(1+0.1)^-5]/0.1=-50000+(100P-3000)*[1-0.62092]/0.1=-50000+(100P-3000)*3.7908=-50000+379.08P-11371.4=379.08P-61371.4对于型号B：购置成本：-35000(发生在Year0)年维护成本：-4000(发生在Year1至Year5)年生产收入：80*P年利润：80P-4000年现金流量：80P-4000(发生在Year1至Year5)NPV_B=-35000+Σ[(80P-4000)/(1+0.1)^t](t=1to5)=-35000+(80P-4000)*[1-(1+0.1)^-5]/0.1=-35000+(80P-4000)*3.7908=-35000+303.264P-15123.2=303.264P-50123.2决策：比较NPV_A和NPV_B。若NPV_A>NPV_B，选A；若NPV_A<NPV_B，选B；若相等，可考虑其他因素。由于题目未给出产品售价P，无法计算出具体的NPV数值。但决策规则是选择NPV较大的方案。分析系数可知，型号B的单位售价贡献（303.264）低于型号A（379.08），且初始投资和年维护成本也较低，但总成本较高。具体选择需基于实际售价P的数值。例如，若P足够高使得379.08P-61371.4>303.264P-50123.2，即76.816P>11248，P>145.4元，则选A；否则选B。方法二：年费用法(若题目允许或隐含考虑等年值)等年值(AW)=初始投资*(A/P,i,n)+年运营成本-年收入*(A/F,i,n)其中(A/P,i,n)=i*(1+i)^n/[(1+i)^n-1],(A/F,i,n)=i/[(1+i)^n-1]对于型号A：AW_A=-50000*[0.1*(1.1)^5/((1.1)^5-1)]-3000+100P*[0.1/((1.1)^5-1)]=-50000*[0.1*1.61051/0.61051]-3000+100P*[0.1/0.61051]=-50000*0.26379-3000+100P*0.16379=-13189.5-3000+16.379P=16.379P-16189.5对于型号B：AW_B=-35000*[0.1*1.61051/0.61051]-4000+80P*[0.1/0.61051]=-35000*0.26379-4000+80P*0.16379=-9222.65-4000+13.1032P