系统工程课件

1、系统工程,1,第二章 系统工程方法论The Methodology of SE,1,PPT学习交流,第二章 系统工程方法论 （The Methodology of SE）,1、SE方法论概述 2、几种具有代表性的SE方法论 霍尔模型 切克兰德方法 物理事理人理 综合集成方法,2,目的：了解和掌握SE方法论 为后续课程奠定方法论基础,2,PPT学习交流,2.1 概述,3,第二章 系统工程方法论,一、系统工程的方法体系,工 具：计算机、算法 技 术：使用工具的方法。 方 法：选择什么技术来达到目的 的办法。 方法论：处理系统工程问题的一整 套思想、原则，是运用方 法的方法。,3,PPT学习交流,4

2、,方法论研究： 从哪里开始着手解决问题？ 如何设计解决问题的过程？ 如何最终实现问题的解决？,2.1 概述,一、系统工程的方法体系,第二章 系统工程方法论,4,PPT学习交流,2.1 概述,5,第二章 系统工程方法论,二、系统工程方法论的特点,研究方法强调整体性 技术应用强调综合性 管理决策强调科学性,5,PPT学习交流,2.1 概述,6,第二章 系统工程方法论,三、具有代表性的系统工程方法论,霍尔(Hall)“三维结构” 切克兰德的“学习调查”法 物理-事理-人理 综合集成方法 并行工程,6,PPT学习交流,2.2 霍尔“三维结构”,7,第二章 方法论,1969年美国贝尔电话公司工程师霍尔（

3、ADHall）提出了系统工程三维结构，简称为霍尔模型。,一、概述,基本思想：任何复杂问题都可以归结为工程问题来研究，它强调明确目标，其核心思想是优化，应用定量的手段求得最优解。,7,PPT学习交流,2.2 霍尔“三维结构”,8,第二章 方法论,模型将系统的整个管理过程分为六个阶段（时间维）和七个步骤（逻辑维），并同时考虑到为完成这些阶段和步骤的工作所需的各种专业管理知识（知识维）。,二、霍尔模型,8,PPT学习交流,9,第二章 方法论,规划阶段,9,PPT学习交流,2.2 霍尔“三维结构”,10,第二章 方法论,1.时间维（时间进程）,表示系统工程的工作阶段或进程。即：从规划到更新，按时间顺序

4、排列的系统工程全过程。,二、霍尔模型,10,PPT学习交流,2.2 霍尔“三维结构”,11,第二章 方法论,2.逻辑维（方法步骤）,每个阶段需进行的工作步骤，是运用系统工程方法进行思考、分析和解决问题应遵循的一般程序。,二、霍尔模型,11,PPT学习交流,2.2 霍尔“三维结构”,12,第二章 方法论,3.知识维（科学技术）,表示从事系统工程工作所需要的知识。即：完成上述各阶段和各步骤所需要的各种专业知识和管理知识。,二、霍尔模型,12,PPT学习交流,2.2 霍尔“三维结构”,13,第二章 方法论,三、霍尔管理矩阵,把三维结构中的六个时间阶段（时间维）和七个逻辑步骤（逻辑维）结合起来，形成一

5、个二维结构 ，称为系统工程的活动矩阵，也称霍尔管理矩阵。,13,PPT学习交流,2.2 霍尔“三维结构”,14,第二章 方法论,三、霍尔管理矩阵,代表一项具体的管理活动,14,PPT学习交流,2.2 霍尔“三维结构”,15,第二章 方法论,四、霍尔模型的特点,研究方法上的整体性（三维） 技术应用上的综合性（知识维） 组织管理上的科学性 （时间维与逻辑维） 系统工程工作的问题导向性 （逻辑维）,15,PPT学习交流,2.2 霍尔“三维结构”,16,第二章 方法论,五、霍尔模型的优势,运用系统工程过程管理方法，决策的可靠性可提高一倍以上，节约时间和总投资平均在15%以上，而用于管理的费用一般只占总

6、投资的3%6%。,16,PPT学习交流,2.3 切克兰德的 “调查学习”法,17,第二章 系统工程方法论,一、概述,切克兰德1981年提出“调查学习”模式。 基本思想：方法的核心不是寻求“最优化”，而是“调查、比较”或者说是“学习”，从模型和现状比较中，研究改善现存系统的途径。,17,PPT学习交流,2.3 切克兰德的 “调查学习”法,18,第二章 系统工程方法论,二、方法步骤,1. 不良结构系统现状说明 通过调查分析，对现存的不良结构系统的现状进行说明。 2. 弄清关联因素 初步弄清、改善与现状有关的各种因素及其相互关系。,18,PPT学习交流,2.3 切克兰德的 “调查学习”法,19,第二

7、章 系统工程方法论,二、方法步骤,3. 建立概念模型 用结构模型或语言模型来描述系统的现状。 4. 改善概念模型 进一步用更合适的模型或方法改进上述概念模型。,19,PPT学习交流,2.3 切克兰德的 “调查学习”法,20,第二章 系统工程方法论,二、方法步骤,5. 比较 将概念模型与现状进行比较，找出符合决策者意图，而且可行的改革途径或方案。 6. 实施 实施提出的改革方案。,20,PPT学习交流,2.3 切克兰德的 “调查学习”法,21,第二章 系统工程方法论,案例：某大学开展创办世界一流大学的研究。,1. 不良结构系统现状说明（学校现状说明） 对学校办学宗旨、学科建设、制度建设、资源获取

8、与分配制度、考核制度、所在地环境等进行充分调查研究，着重说明学校在教学和科研方面存在的优势、劣势、机会和威胁。,21,PPT学习交流,2.3 切克兰德的 “调查学习”法,22,第二章 系统工程方法论,2. 弄清关联因素 对上述因素进行关联分析，初步弄清目前各种要素在学校中的地位和作用以及它们之间的内在联系，明确改善哪些因素对解决存在的问题作用最大，是创建世界一流大学的主要因素。,22,PPT学习交流,2.3 切克兰德的 “调查学习”法,23,第二章 系统工程方法论,3. 建立概念模型 在弄清学校各要素作用及相互关系的基础上，可用一些历史数据，可用结构模型、语言模型等对学校的现状进行描述，总之力

9、图使建立的概念模型便于比较和分析。,23,PPT学习交流,2.3 切克兰德的 “调查学习”法,24,第二章 系统工程方法论,4. 改善概念模型 调查、了解、学习目前世界上公认的一流大学，了解它们的办学宗旨、学科建设、制度建设、资源获取途径与方资源分配、激励制度等，通过这样的“学习”，修改、改善学校的概念模型。,24,PPT学习交流,2.3 切克兰德的 “调查学习”法,25,第二章 系统工程方法论,5. 比较 将学校现状与概念模型进行比较，找出存在的问题，提出学校创世界一流大学的方案和途径。这些方案和途径必须与决策者意图相一致，且提出的方案和途径是可行的。 6. 实施 学校根据提出的方案、途径，

10、制定详细的实施计划，实施创建世界一流大学的方案。,25,PPT学习交流,26,概念模型代替数学模型，思路更加开阔。,满意解代替最优解，价值观方面的重要变化。,26,PPT学习交流,2.3 切克兰德的 “调查学习”法,27,第二章 系统工程方法论,三、两种方法论的比较,27,PPT学习交流,2.3 切克兰德的 “调查学习”法,28,第二章 系统工程方法论,三、两种方法论的比较,28,PPT学习交流,29,第二章 系统工程方法论,WSR (物理-事理-人理，简称WSR) 由中国系统学会前理事长顾基发研究员和华裔学者朱志昌博士于1995年提出的，他们从国内众多案例中分析出“关系协调”的重要性，于是从

11、方法论的角度提出了物理-事理-人理系统方法。,一、概述,2.4物理-事理-人理,29,PPT学习交流,30,第二章 系统工程方法论,基本思想：方法基于关系协调的重要性，提出在处理复杂系统问题时，要明物理、通事理、晓人理，才能产生最大的效率和效益。,一、概述,2.4物理-事理-人理,30,PPT学习交流,31,第二章 系统工程方法论,二、方法描述,2.4物理-事理-人理,31,PPT学习交流,32,第二章 系统工程方法论,二、方法描述,作为一个好的领导 懂物理、明事理和通人理. 作为一个好的自然科学工作者 通物理、明事理和懂人理. 一个好的系统工程工作者 明物理、通事理和懂人理.,2.4物理-事理-人理,32,PPT学习交流,33,第二章 系统工程方法论,二、方法描述,2.4物理-事理-人理,33,PPT学习交流,2.5 综合集成法,34,第二章 系统工程方法论,一、概述,二十世纪80年代钱学森提出的综合集成（Meta-Synthesis）方法是从整体上考虑并解决复杂问题的方法论。即“从定性到定量综合集成方法” 。其实质是将专家群体、数据和各种信息与计算机仿真有机地结合，把各种学科的理论和人的经验与知识结合起来，发挥整体