系统的规划与系统工程基础.ppt

1、1,2.系统的规划与系统工程基础,2.1系统的规划 2.2系统工程基础 2.3工业工程系统的设计,2.2 系统的规划,规划 规划的数学基础 产品开发的规划,3,一、规划,什么是规划？ 什么是制造规划与控制？ 制造规划与控制系统的框架结构,4,二、规划的数学基础,线性规划模型及其解法 目标规划基础 整数规划基础 动态规划基础 层次分析 人工智能与计算机仿真基础,5,线性规划(LP)研究两类问题,另一类是已有一定数量的人力、物力资源，如何安排使用它们，使完成的任务（或创造的财富、利润）最多。,一类是当一项任务确定后，如何统筹安排，尽量做到以最少的人力、物力资源去完成。,6,例：某一生产过程，由活动

2、1和活动2完成，生产中需要有资源1、资源2和资源3，其分配关系和单位活动的利润如下表：,问：分别完成多少个活动1和活动2才能获得最大利润，最大利润是多少？,7,解: 设完成X1个活动1和X2个活动2，最大利润为Z。 Zmax=20X1+30X2 约束：2X1+X2=0，X2=0,图解法 增广矩阵法,8,增广矩阵法,9,10,11,从表中知（4，3，3，0，0）T为最优解，略去松弛变量，得：,最优解,最优值,12,练习(125页:14题),用增广矩阵法求解下列线性规划问题: max Z=40 x1+100 x2 S.t. 2x1+6x2=0 x2=0,13,利用Excel求解线性规划问题 举例,

3、14,三、产品开发的规划,新产品开发的特征 高风险、TCS、设计人员、成本、交货期等。 产品开发的战略 产品开发的规划 产品开发 知识管理,2.2 系统工程基础,16,系统定义,系统：由元素(Elements)所组成的之复杂或完整的实体 组件(Components) 属性(Attributes) 关系(Relationships) 系统是为达到某一目标，而由一组关联的组件相互运作 每一组件的特性及行为，均会影响系统行为 每一组件的特性及行为，均会受到其它组件所影响 次系统的组件也有以上的性质 单一组件不可定义为次系统,17,系统工程定义,以工程设计或分析的手段，使人为系统能顺畅运作并达到人类所

4、需 专业技术 经济、生产、政治、社会等因素 目的：提高产品竞争力 产品定义及系统需求尽量符合顾客需求 以生命周期概念强调组件与系统之关系 整合相关之专业共为系统工程，同步运作 建立项目系统，以确保产品由开发到报废回收均能循序的推展,18,系统工程管理定义,整合技术性与管理性的程序与活动，包括： 彻底的循系统定义、综合分析、设计、测试及评鉴等、反复性的工程运作程序，将运用需求转化为系统功能参数与形态的描述。 整合相关的技术参数，确保所有物理性、功能性及计划性的各项接口，相互配合，达成系统定义与设计的最佳化 整合可靠度、维护度、安全度、妥善率、人因因素及其它专业事项，融合运用到整体系统上，以满足任

5、务需求成本、时程及技术性能目标,19,产品系统研发程序,1.概念设计阶段 (Concept Exploration Phase) 探讨前瞻性系统概念及确定系统功能需求，寻求以最低成本及最短时程达成任务目标 2.设计验证阶段(Demonstration/Validation Phase) 完成系统所有的设计研发及验证，及配合生产所需之装备开发，以及后续维修相关作业之规划 3.全型开发阶段(Full Scale Development Phase) 完成系统所有的设计研发及验证，及配合生产所需之装备开发，以及后续维修相关作业之规划 4.生产阶段(Production Phase) 维持品质，确保可

6、靠度。强化管理以降低成本,20,概念设计工作内容,任务目标,概念设计,第一阶段里程碑,初期数据输入： 奠基研究项目 奉准特案项目 研发项目指导 任务需求 性能分析 其它数据获得研讨,阶段完成输出： 研发测试总计划 提报后续设计验证工作计划 工作分工及合约商选择 评估结果 确定系统功能需求,21,设计验证工作内容,第一阶段里程碑,设计验证,第二阶段里程碑,阶段数据输入： 第一阶段评估结果 研发策略 系统概念 测试总计划 工作计划,阶段完成输出： 确立系统/分系统基本型态规格 研发策略评估 采用有效方案消除不确定之相关问题 确定更精确预算需求 修订研发测试总计划 验证确定关键风险项目 平行研发项目

7、择优定案 提报全型开发工作计划,22,全型开发工作内容,第二阶段里程碑,全型开发,第三阶段里程碑,阶段数据输入： 系统/分系统设计审查文件 研发策略 研发测试总计划 风险评估 整体后勤支持规划,阶段完成输出： 产品基线文件 生产设备确认 生产核定 生产规划修订 维修人员训练 第三阶段评估结果及文件整理,23,生产销售工作内容,第三阶段里程碑,生产销售,终结,阶段数据输入： 产品基线文件 生产设备 销售规划 整体后勤规划,24,系统工程管理,系统工程管理 为有效整合所有设计参数及工程特性，以系统化之工程程序运作，将构想需求转化，完成产品系统，并满足任务功能及时程、预算限制下之目标需求。,25,系

8、统工程管理计划内涵,系统工程管理计划(SEMP),功能分析,组合设计,评估及决策,系统描述,其它,任务及限制,权限及责任,资源分配,管理程序,文件及规范,评估设计,接口整合,工程决策,计划保证,形态管理,系统分工架构,人员及训练,绩效评估,时程图/里程碑,其它,可靠度,维护度,易制性,整体后勤支持,分析及模拟,质量保证,系统安全,标准化,电磁相容,系统有效性,人因工程,价值工程,防蚀工程,材料及程序,其它,系统需求,26,系统需求定义,使用需求,制造需求,测试需求,维护需求,环保需求,功能分析,组织架构,择优分析及评估,决策评估标准： 效益准则 经费与时程 技术及设备,27,系统功能定义,28

9、,择优评估(一)(Trade-Off Study),目的： 确定选用或放弃某项设计或观念 对不确定之项目要求再做分析研究 必需执行之大风险项目建议采用备份措施 受限于技术、时程或预算无法执行的项目，建议采取延后或终止措施 执行工作： 确立目标需求及比较参数 构想方案分析数据基线一致而完整 经由比较分析以确定最佳方案,29,择优评估(二)(Trade-Off Study),构想方案,比较数据,30,系统建模与优化,系统的建模 表达系统的模型：物理模型、图解模型、数学模型、仿真模型 目标函数 系统的优化 优化方法：极值法、数学规划法、最大原理、网络理论等。 决策准则：最优准则、满意准则、一致性准则。,31,系统设计的基本方法,归纳设计法 演绎设计法 创造性求解设计法,32,2.3工业工程系统的设计,IE系统的组成 人活动系统 管理控制系