第三章系统工程方法论PPT课件

1、1、第三章系统工程科学方法学，本章要点：一、处理复杂系统问题的基本观点二、系统工程科学方法，二、(一)处理复杂系统问题的基本观点、总体观点水平观点价值观点发展观观点，三、数学描述方法逻辑推理方法工程技术规范社会科学的艺术， 思想方法系统工程方法学的基本特征：研究方法突出整体技术应用突出综合管理决策突出科学性，(4)系统工程方法学、系统工程方法学是解决复杂问题的一般过程、逻辑步骤和通用方法。 五、一、霍尔架构1969年，美国的工程师霍尔认为系统工程的活动过程可以分为前后紧密相连的6个阶段，每个阶段都应遵循一定的思考过程，需要各种专业知识和技能的支持。 它构成了时间维度、逻辑维度和知识维度的“三度

2、空间结构”，概括了系统工程科学的一般过程。 (2)系统工程方法学，6，(2)系统工程方法学，1 .霍尔三次元结构A.D.Hall 1969系统工程活动沉积基质： T-L，7，1 )时间维显示系统从修订版到更新，从开始到时间顺序排列的修订版阶段：调查， 明确目标修订阶段：比较分析方案，选择研发阶段：实现方案，生产修订生产期：整个零配件组装系统的安装阶段：安装，调整运行阶段：运行更新阶段：评价改善和更新， 8以三峡项目工程为例：第一阶段： 1919年孙中山建国方略：利用三峡水利资源，1946年萨奇面包车50年代初期以林一山为首的长江流域规划事务所，9，长江三峡水利枢纽项目工程简称“三峡项目工程”，

3、是目前世界上最大的水利枢纽项目工程。 三峡项目工程位于长江三峡之一的西陵峡中段，水库所在地，位于三峡珠湖北省副省区中心城市宜昌市的三斗坪，三峡项目工程建筑由水库、水电站厂房和通航建筑物三大部分组成。 水库为混凝土重力坝，水库坝顶全长3035米，水库高185米，设修正常蓄水位l75米，总库容量393亿立方分米，其中防洪库容量221.5亿立方分米。 在水电站的左岸设置14台，右岸设置12台，订正26台水车发电机组。 水轮机为混流式，单机容量均为70万千瓦，总装机容量为1820万千瓦，年平均发电量为847亿千瓦时。 在右岸水库“白石尖”山内建设了地下发电站，设置了6台70万千瓦的水轮发电机。 200

4、9年三峡项目工程建成后，当年的年发电量可以达到1000亿千瓦时。 第十、第二阶段：解决四个问题：调整目标分解和量化目标，提出实现目标的具体方案；根据具体方案，对工程成本和效益提出更详细的修订，以实现计程仪方案的技术、经济、社会、环境保障。总目标：发电、防洪、供水、航运正常蓄水位： 230米，235米水库所在地南津关，11，第三阶段： 1958年至1993年10月，处于实施系统工程(生产安装)前技术强、工作量最多的阶段。 有必要和很多相关的工程技术人员合作完成。 提出实施本系统的详细研究开发方案，提出详细实施(包括生产或施工、后各阶段)的修订计划。 根据水库、水闸、厂房、机电设备、输变电工程等方

5、面的各项研究工作和最终可施工包括生产图纸在内的可施工蓝图的预期流程和可能性化学基，提出包括仓库区移民及工厂搬迁安置、工程进度、水轮机发电机组、辅助设备、传输变电设备在内的研究等，并对何时完成一期工程和二期工程进行全面、12、第四阶段：根据系统研发阶段提出的方案和生产计划，提出系统零配件和生产所有设备和装置的系统安装计划。水库及所有水工结构的建筑、水闸、厂房建设、水车发电机组、输送变电设备、中央其他端口、配电室及其他各种机电设备的制造，并提交未来安装修订计划的仓库区移民进行部署。 阶段5、6、7 :安装、执行、更新。 可以在时间上交叉。 研发阶段可以部分生产，生产期可以部分安装，安装阶段可以部分

6、运行。 为了求出最佳方案，使用修正图像协调技术(PERT )、图解评审技术(GERT )。 主要面临泥石流问题、水库地震问题、四川省更加频繁严重的洪水问题、环境问题和资金问题。 综合治理长江，对上游实行水利开发和水土保持。 (14，2 )逻辑维度明确问题：收集资料(考察、测量、调查、需求分析、市场预测)，了解系统的环境、目的、系统的各个组成部分及其关联等。 15、问题设定：直观的经验方法：头脑风暴法预测法：德尔斐法、情景分析法、时间序列法结构模型法：结构模型法(ISM )、决策实验室法、图论法多变量统计方法：因子分析、主成分分析法法等：一般系统论和模糊集合理论等标准(标准) 制定目标过程选择的

7、一般价值体系方法：效用理论费用效益分析：经济系统风险估计价值工程系统综合：方案战略，对各方案进行说明系统分析：系统分比较分析各方案建模修订或仿真，17，系统优化：寻找满足制约条件的最佳方案。 决定系统：决策者从多个优选方案中选择一个方案实施。 从多方面考虑，决策者制定的方案不一定是最好的方案。 实施系统：实施、修改所选方案，完善上述6个步骤，过渡到下一阶段。 18，3 )知识维度是指完成上述各步骤所需的各种专业知识和管理知识，包括科学学、基础科学、工程科学技术、环境科学、计算机技术、数学、经济学、法律、管理科学和其他相关社会科学等。19、20、21、2、检查南非兰特的系统工程科学方法大厅三次元

8、结构适用于以建构和管理“软系统”为目的的社会科学、管理科学等科学领域；不适用于以开发“硬件系统”为目的的自然科学、工程技术等“硬件科学”领域英国的检查南非兰特把OR、SE、SA、SD使用的方法学称为硬系统方法学，1981年自己提出了软系统方法(SSM )“调查学习”法。 22、核查南非兰特的调查学习法用概念模型代替数学模型，用可行的满脚丫子解代替构想更广泛的最佳解是价值观上的重要变化。 良结构体系：偏重于工程问题、反应历程明显的物理型硬系统不良结构体系：偏重于社会问题、反应历程不明的心理以及分类型的软系统核心，不是寻求“优化”，而是寻求“调查、比较”或者“学习”，从模式与现状的比较。 23、学

9、习如何改进现有系统；24、思维方法和步骤检查南非兰特软系统方法论；25、模型检查南非兰特方法；比较两种方法车轮(？ 相同点：注重面向问题的流程和阶段的不同点： (研究对象或应用领域、基本方法、核心内容或牛鼻子点、反馈机制)、26、两方法学的比较、霍尔三次元结构和检验南非兰特方法学都是系统工程科学方法体系，并以问题为起点，都有相应的逻辑过程。 在此基础上，两个方法学主要存在以下区别：霍尔三次元结构主要以工程系统为研究对象，核查南非兰特法适合社会经济和工商管理等“软”系统问题的研究。 前者的核心内容是优化分析，后者的核心内容是比较学习。前者关注量化分析方法，后者是强调定性或定性与定量有机结合的基本

10、方法。27，3、物理事人理系统方法、物理事人理系统方法(简称WSR )是中国系统工程科学学会前理事长、中国科学院系统科学研究所研究员区化学基发和中国学者朱志昌博士研究生1995年提出的，他们总结了国内许多系统工程的研究与实践，并分析它们成功失败的原因， 从许多案例分析中领悟到的物理象征着知识本体的客观存在，阐述包括物质及其组织架构在内的自然客观现象和客观存在的规律、规则是客观存在的，不转移人的意志。 区分是人们为了把事情做好而必须遵循的道理、规则，帮助人们根据客观存在的化学基有效地处理事务的方法。 人力资源是关注和协调所有系统团体之间的主观关系，包括客户、权力机关、组织者、专门人才、潜在所有者

11、、用户、操作者、指定受益人和损害者，28，WSR系统方法学内容，29，WSR行为序列图，30，理解意图：这是大厅系统工程科学方法体系中的在什么样的办事儿之前，需要明确应该解决的问题，理解决策人的意图。 调查分析：调查是系统工程活动的重要组成部分，调查分析的深度直接影响后续进程的开展。 形成目标：复杂的问题是，最初问题能解决多少，决策者和系统工程师都不清楚。 理解和理解决策者的意图，进行深入调查分析，获取相关信息后，确定系统目标，形成目标。 模型的建立：这里的模型比较广义，除数学模型外，也可以是物理模型、概念模型、动作计程仪程序、执行规则等。 31、建议：采用模型对各种条件、环境、方案进行分析、

12、比较、修正后，可以得到解决问题的初步建议。 实施方式：将上述提案付诸实施，实施中也需要与相关主体取得联系，取得满意脚丫子的效果。 协整关系：协整关系是整个系统工程活动的核心，在整个活动中发挥作用。32，4，综合集成工程方法学(综合集成研讨厅系统)1.综合集成方法学发生80年代初，金学森提出了处理复杂行为系统的定量方法学。 80年代末，金学森提出了处理开放的复杂巨大系统的方法学“从定性到定量综合的方法”。 1992年，金学森提出从定性到定量综合讨论厅系统。33、金学森综合集成工程方法学方法学水平： (1)经验知识理论知识；(2)通过建模将定性知识和观测数据集成修正资料结合；(3)人(知识工程专门

13、人才系统)和修正机(修正机)结合，工程科学技术水平： (1)根据实际问题化学基收集信息资料和修正数据；(2) 委托相关专门人才进行分析研究，明确系统的四个变量(状态、环境、控制、输出)，确定系统的建模思想；(3)建立系统数学模型(定量表示系统构成、功能、行为、特性、投入产出关系)；(4)模拟系统行为，得到定量数据资料；(5) 组织专门人才组检验系统模型的有效性(6)残奥仪的修正、调整、仿真、专门人才分析评价、修正。 的双曲正切值。 的双曲正切值。 数学模型(符合实际系统的理论描述)-可靠的结论，34，2 .综合集成研讨厅系统框架和特征由三部分组成：机械系统、专门人才系统和知识系统。35、案例、

14、36、5，螺旋推进系统方法螺旋推进系统方法(或称为螺旋系统方法)是上海交通大学王德尘教授提出的，螺旋系统是系统科学方法学，在哲学上综合了还原论、混沌理论、构成论和生成论，认为事物是由本原构成的制约37， 螺旋式推进系统方法包括以下方面的内容：理论技术应用、 并且更高级的理论技术应用螺旋式推进系统方法是迭代理论的螺旋式推进系统方法步骤：宏命令旋转的第一环建构系统的逻辑模型宏命令旋转的第二环建构系统的物理模型宏旋转的第三环构建系统的数学模型宏旋转的第四环求解模型和系统仿真宏要一盏茶发挥洛阳第五环决策分析研究者、决策人、各方面专门人才的作用，吸取他们的智慧，综合有益的经验教训，不断推进研究进程，提高研究质量。 40，1 .建立宏观经济系统逻辑模型41，2 .建立中国宏观经济系统物理模型42，3 .建