2025年大学《系统科学与工程》专业题库- 系统工程在建筑设计中的应用

2025年大学《系统科学与工程》专业题库——系统工程在建筑设计中的应用考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项的首字母填在题后的括号内。）1.在系统工程应用于建筑设计中，首要步骤通常是（）。A.系统优化B.问题定义与需求分析C.系统集成D.系统评价2.将建筑视为一个包含结构、围护、设备、空间、服务流程等多个相互关联部分的系统，这体现了系统工程中的（）。A.整体性原理B.简化性原则C.分解原则D.动态性原则3.在建筑设计概念阶段，运用系统工程方法进行方案比选，主要目的是（）。A.确定详细的建筑尺寸B.优化各子系统性能C.平衡功能、成本、环境等多目标D.完成施工图纸设计4.以下哪项不属于系统工程在建筑项目实施阶段的主要关注内容？（）A.子系统间的协调与集成B.资源分配与进度控制C.建筑美学风格的最终确定D.系统测试与性能验证5.建筑全生命周期成本分析（LCC）体现了系统工程思想的（）。A.分解与协调B.整体与权衡C.动态与反馈D.预测与风险6.对于一个复杂的建筑系统，采用系统工程方法有助于（）。A.避免考虑所有可能的影响因素B.将问题简化为单一的技术指标C.全面理解系统各要素及其相互作用D.仅关注建筑物的初始建设成本7.在系统工程中，对设计方案进行可行性研究，属于哪个阶段的工作？（）A.问题定义与需求分析B.系统设计C.系统实施D.系统评价与改进8.流程图、网络图等工具在系统工程中的应用主要是为了（）。A.进行艺术创作B.描述系统结构和信息流动C.估算建筑材料的数量D.自动生成施工计划9.系统工程强调在项目早期识别和评估风险，这有助于（）。A.提高建筑物的设计高度B.降低项目总体的不确定性和风险C.增加建筑物的使用面积D.减少施工过程中的沟通成本10.建筑设计中的可持续性理念，可以被视为系统工程中（）原则在资源环境方面的具体体现。A.整体性B.协调性C.可持续性D.动态性二、填空题（每空1分，共15分。请将答案填在题中的横线上。）1.系统工程的核心思想是__________思维，强调从整体上把握事物，并关注各组成部分之间的相互联系。2.在系统工程方法论中，__________模型常用于描述系统的输入、转换、输出及其相互关系。3.建筑设计的用户需求、功能目标、成本约束、环境要求等都构成了系统工程的__________。4.将一个复杂的建筑系统分解为若干子系统进行分析，是系统工程中的__________原则。5.系统工程不仅关注系统的建设，也关注其整个生命周期的管理，包括__________、使用、维护和废弃等阶段。6.在建筑项目中，运用__________方法可以对不同设计方案进行多目标权衡分析，辅助决策。7.建筑信息模型（BIM）技术可以作为系统工程在建筑设计中支持信息集成与共享的__________。8.系统工程中的__________是指系统在特定环境下，实现其预定目标的能力。9.对于大型复杂的建筑项目，建立有效的__________机制是确保项目顺利实施的关键。10.系统工程强调通过反馈机制，根据系统运行的实际效果对其进行调整和改进，以实现__________。三、名词解释（每题3分，共12分。请给出简洁、准确的定义。）1.系统工程2.系统边界3.系统集成4.整体性四、简答题（每题5分，共20分。请简要回答下列问题。）1.简述系统工程在建筑设计中带来的主要优势。2.系统工程方法在建筑项目前期的需求分析阶段主要包括哪些步骤？3.如何理解“建筑是一个系统”？请列举至少三个建筑系统的子系统。4.在建筑项目实施过程中，系统集成面临的主要挑战有哪些？五、论述题（10分。请结合具体建筑设计场景，论述系统工程方法如何应用于解决一个复杂的建筑问题。）例如，如何运用系统工程的方法论和工具，对一个超高层公共建筑的设计与建造进行系统规划与管理，以应对其在功能、结构、设备、安全、环境等多方面的复杂挑战？试卷答案一、选择题1.B2.A3.C4.C5.B6.C7.A8.B9.B10.B二、填空题1.系统2.黑箱3.约束条件4.分解5.运营6.权衡分析7.平台8.系统效能9.协调10.最优化三、名词解释1.系统工程：是一门组织管理技术，研究和应用系统思想、系统工程理论和方法，以解决系统工程问题，实现系统目标。它强调从整体出发，综合运用多种学科知识和技术手段，对系统的规划、设计、开发、管理、运行和改进进行全过程的协调与控制。2.系统边界：指界定系统范围、区分系统内部要素与外部环境之间的界限。它明确了哪些要素属于系统，哪些属于环境，影响系统分析的范围和视角。3.系统集成：指将系统的各个组成部分（硬件、软件、数据、人员、流程等）通过接口和连接，组合成一个能够正常运转的、具有整体功能的有机整体的过程。4.整体性：指系统作为一个整体，其功能或特性不是各组成部分简单相加的结果，而是由各部分之间的相互作用和关系所共同产生。系统工程强调从整体的角度认识和把握系统。四、简答题1.简述系统工程在建筑设计中带来的主要优势。*提供系统化视角：帮助设计者全面、关联地看待建筑问题，超越单一专业或功能的局限。*优化综合效益：能够在多目标（如功能、成本、美观、环境、可持续性等）之间进行权衡，寻求最优或满意解。*提高协调效率：有助于协调建筑系统内部各子系统（结构、设备、空间等）以及建筑与外部环境的关系。*降低风险：通过早期识别风险、进行可行性分析和制定应对策略，减少项目失败的可能性。*支持全生命周期管理：将思想贯穿建筑物的规划、设计、建造、运营、维护和拆除的全过程，实现可持续性。2.系统工程方法在建筑项目前期的需求分析阶段主要包括哪些步骤？*问题识别与定义：明确需要解决的核心建筑问题，理解项目背景和目的。*利益相关者分析：识别所有与项目相关的群体（业主、用户、设计师、承包商、政府等），分析他们的需求、期望和制约因素。*需求收集与整理：通过访谈、问卷、观察等多种方式收集利益相关者的需求，并进行分类、归纳和优先级排序。*需求分析与确认：将原始需求转化为具体、可衡量、可实现、相关且有时间限制（SMART）的系统要求，并与利益相关者确认。*建立系统目标：基于确认的需求，设定清晰、可衡量的项目目标和系统性能指标。3.如何理解“建筑是一个系统”？请列举至少三个建筑系统的子系统。*理解：建筑不仅仅是一个物理实体，它是一个由多个相互关联、相互作用的组成部分构成的复杂系统。它需要满足功能、空间、结构、设备、环境、经济、社会等多重目标，并与其所在的物理和社会环境相互作用。*子系统：*空间系统：包括建筑的不同楼层、房间、大堂、走廊等，满足特定的使用功能。*结构系统：由梁、柱、墙、基础等构成，提供建筑的稳定性和承载力。*设备系统：包括给排水系统、暖通空调系统（HVAC）、电气系统、消防系统等，保障建筑的正常运行和舒适环境。4.在建筑项目实施过程中，系统集成面临的主要挑战有哪些？*多专业协同困难：建筑项目涉及众多专业（建筑、结构、机电、装饰等），各专业间存在知识壁垒和沟通障碍，协调难度大。*接口管理复杂：不同子系统（如结构与机电）之间的接口（如预留孔洞、管道穿越）设计、施工和验收标准复杂，容易出错。*信息集成与共享不足：尤其是在传统模式下，设计、施工、监理等各阶段、各参与方之间的信息传递不及时、不准确，导致冲突和返工。*变更管理困难：项目实施过程中常出现设计变更，如何有效管理变更，协调各方，保证系统整体性的稳定是一个挑战。*质量与进度控制：各子系统施工的相互影响，可能干扰整体进度，并可能引发系统性质量风险。五、论述题如何运用系统工程的方法论和工具，对一个超高层公共建筑的设计与建造进行系统规划与管理，以应对其在功能、结构、设备、安全、环境等多方面的复杂挑战？运用系统工程方法应对超高层公共建筑的复杂挑战，可以遵循以下思路：首先，进行系统规划与定义。明确超高层公共建筑的总目标，例如作为城市地标、提供高品质公共服务空间、实现可持续发展等。识别关键利益相关者（业主、政府、用户、设计师、施工方、设备供应商、消防部门等），分析他们的核心需求和期望。运用系统边界界定项目范围，涵盖从概念设计、施工到运营维护的全生命周期。通过利益相关者分析和需求收集，将模糊的用户需求转化为具体的、可量化的功能需求（如不同业态面积配比、空间利用率）、性能需求（如舒适度标准、能耗指标）、结构安全要求（如抗震设防烈度、抗风性能）、设备运行要求（如供配电可靠性、电梯速度与运量）以及环境与安全要求（如碳排放目标、消防疏散能力、防灾减灾措施）。其次，在系统设计阶段应用系统思维与分解协调。将复杂的超高层建筑系统按照功能、结构、设备、环境等维度进行分解，划分为若干子系统（如空间组织系统、结构承重系统、基础系统、主体结构系统、垂直交通系统、水平交通系统、给排水系统、暖通空调系统、供配电系统、消防系统、智能化系统、围护结构系统、绿色环保系统等）。针对每个子系统进行详细设计，但更要关注子系统间的接口设计，如设备管线与主体结构的协调、不同楼层功能空间的衔接、结构荷载与设备承重的匹配等。运用系统工程工具，如系统建模（如流程图描述人流物流、网络图规划施工顺序）、仿真模拟（如结构风效应分析、消防疏散模拟、能耗模拟），对设计方案进行评估和优化，确保各子系统协调运作，满足整体目标。再次，在系统实施阶段强化集成与控制。制定详细的系统实施计划，运用项目管理方法（如关键路径法、挣值管理）进行进度、成本、质量的控制。重点是系统集成管理，建立有效的沟通协调机制（如例会制度、信息共享平台），确保各参与方（设计、施工、监理、供应商）信息畅通，解决接口问题。推广应用建筑信息模型（BIM）等数字化工具，实现设计、生产、施工一体化，加强信息集成与共享，减少冲突和错误。特别关注风险管理与质量保证，识别