系统工程的基本原理和控制方法课件

SE(System Engineering)是以大是以大规模复模复杂系系统（特（特别是管理系是管理系统）为研究研究对象，在象，在系系统理理论、管理科管理科学学及其及其运筹学运筹学等学科基等学科基础上形成的上形成的一一门交叉学科交叉学科。通。通过学学习，主要使，主要使学生掌握分析与解决各种管理系学生掌握分析与解决各种管理系统问题的思想、程序和方法。的思想、程序和方法。什么是系统工程什么是系统工程?时代特征及社会代特征及社会发展展趋势 客观世界三要素：物质、能量和信息不断丰富，事物间联系加强。世界朝复杂性增加的方向发展，各项工作需 抓总抓总管理科学的管理科学的发展与管理人才培养展与管理人才培养 管理科学发展的“制高点”系统化管理T型人才为什么要学什么要学习系系统工程工程?对对于于我我们们今今天天生生活活中中所所关关心心的的各各种种社社会会经经济济问问题题，如如经经济济改改革革、价价格格问问题题、体体制制改改革革及及各各种种政政策策的的出出台台都都是是要要经经过过充充分分的系统的论证，这些都与系统工程有关。例如：的系统的论证，这些都与系统工程有关。例如：n粮粮食食价价格格的的调调整整：影影响响肉肉、菜菜、生生活活用用品品等等等等，从从而而影影响响整整个社会的物价；个社会的物价；n燃料能源价格：影响原材料、产品及整个物价；燃料能源价格：影响原材料、产品及整个物价；n银行利率：影响消费与积累，反应了国家的经济政策；银行利率：影响消费与积累，反应了国家的经济政策；n外外汇汇牌牌价价：主主要要用用于于调调节节进进出出口口政政策策，同同时时反反应应了了一一个个国国家家的经济实力。的经济实力。认识和解决各种重大、复和解决各种重大、复杂现实问题的的需要需要 将将来来在在我我们们的的实实际际工工作作中中，我我们们会会遇遇到到许许许许多多多多的系统工程问题，比如：的系统工程问题，比如：n企企业业的的长长远远规规划划：综综合合考考虑虑企企业业发发展展、实实力力、原原材料、能源、技术、市场、国家政策等；材料、能源、技术、市场、国家政策等；n新新产产品品开开发发：考考虑虑市市场场、企企业业开开发发技技术术与与实实力力、销售网络、经济条件等；销售网络、经济条件等；n区域规划：考虑区域特征、交通、历史、地理等；区域规划：考虑区域特征、交通、历史、地理等；n大项目管理：经过立项、论证、实施、大项目管理：经过立项、论证、实施、案例案例1：阿波罗登月计划阿波罗登月计划 历时 11 年（19611972年），涉及 20000 多家企业、420000 工程技术人 员、120 所大学和科研机构、1000 多万 个零部件 涉及 火箭工程、控制工程、通信 工程、电子工程、计算机工 程、医学、心理学等学科。但该计划的成功未采用 一项新技术，完全是综合运 用现有技术成果的结果，是 大型系统工程成功的典范。案例案例2:航空母舰航空母舰伟大而复杂的系统工程伟大而复杂的系统工程航空母舰（Aircraft Carrier）是一个战斗群，一般包括一艘旗舰，两艘防空巡洋舰，46艘防空反潜驱逐舰，1-2艘攻击型核潜艇组成。航空母舰的主要任务是以其舰载机编队，夺取海战区的制空权和制海权。现代航空母舰及舰载机已成为高技术密集的军事系统工程。航海系统航海系统推进系统 导航系统 通讯系统 运送系统 海上探测系统 损伤控制系统 自卫系统 燃料储存系统 航空系统航空系统 弹射系统 拦阻系统 运送系统 作战人员准备系统 战机升降机系统 武器升降机系统 飞机起飞准备系统 人员操作系统 空勤系统 降落辅助系统 救援系统 燃油系统 氧气氮气系统 空中探测系统 停泊控制系统 机库 降落操作系统 甲板控制系统 机库控制系统 车辆操作系统 支持系统支持系统停泊系统 货物操作系统 清洁系统 人员指挥系统 弹药系统 航空母舰被动保护系统 人员工作系统 医疗系统 生活服务系统 人员训练系统 电气系统 淡水生产系统 摄影处理系统 事故伤亡控制系统 人员编制系统 空调系统 润滑系统 通风系统 天象观测系统 n中国人很早就在不知不觉中运用系统工程系统工程系统工程系统工程思想来解决很多实际问题。如田忌赛马-转败为胜、丁渭造宫-一举三得，以及公元前250年秦国蜀郡太守李冰父子的都江堰工程等等，都包含了系统整体运筹的思想。n春秋末期（公元前6世纪），我国古代最杰出的军事家孙武在著名的兵书孙子兵法中，提出了“上兵伐谋，其次伐交，其次伐兵，其下攻城。n“上兵伐谋”这一谋略，体现了“以最小的代价，取得最大的胜利”的系统优化思想。系系统工程在中国工程在中国n丁渭造宫:n在我国北宋年间，有一天皇帝居住的皇城失火被烧。为了修复烧毁的宫殿，皇帝诏令大臣丁渭组织民工限期完工。当时，既无汽车、吊车，又无升降机、搅拌机，一切工作都只能人挑肩扛。加之皇宫的建设高大宽敞、富丽堂皇，免不了费时费工，耗费大量的砖、砂、石、瓦和木材等。当时，使丁渭头痛的三个主要问题是：1.京城内烧砖无土，2.大量建筑材料很难运进城内，3.清墟时无处堆放大量的建筑垃圾。如何在规定时间内完成皇宫修复任务呢？聪明的丁渭经过反复思考，想出了一个巧妙的施工方案，不但提前完成了任务，而且节省了大量金银。n丁渭是怎样做的呢？n首先，丁渭把烧毁了的皇宫前面的一条大街挖成了一条又深又宽的沟渠，用挖出的泥土烧砖，就地取材，解决了无土烧砖的第一个难题；然后，他再把皇城开封附近的汴河水引入挖好的沟渠内，使又深又宽的沟渠变成了一条临时运河，这样，运送砂子、石料、木头的船就能直接驶到建筑工地，解决了大型建筑材料无法运输的问题；最后，当建筑材料齐备后，再将沟里的水放掉，并把建筑皇宫的废杂物建筑垃圾统统填入沟内，这样又恢复了皇宫前面宽阔的大道。n这个当时就被古人赞誉为“一举而三役济”的“丁渭造宫”，用今天的观点看来仍是值得称道的。丁渭将皇宫的修复全过程看成了一个“系统工程”，将取土烧砖、运输建筑材料、垃圾回填看成了一串连贯的环节并有机地与皇宫的修筑工程联系了起来，有效地协调好了工程建设中看上去是无法解决的矛盾，从而不但在时间上提前完成了工程，而且从经济上也节省了大量的经费开支，又快又好地完成了皇宫的修复工作，实现了整个系统的最优既省时又省钱方案.n都江堰都江堰是著名的古代水利工程，位于四川省成都平原西部的岷江上，今都江堰市城西。它处于岷江从山区泻入成都平原的地方。在都江堰建成以前，岷江江水常泛滥成灾。公元前256年，秦国蜀郡太守李冰和他的儿子，吸取前人的治水经验，率领当地人民兴建水利工程。都江堰建成后，成都平原沃野千里，成为“天府之国”，这项工程直到今天还在发挥着作用。n都江堰工程包括鱼嘴、飞沙堰和宝瓶口三个主要组成部分。鱼嘴是在岷江江心修筑的分水堤坝，形似大鱼卧伏江中，它把岷江分为内江和外江，内江用于灌溉，外江用于排洪。飞沙堰是在分水堤坝中段修建的泄洪道，洪水期不仅泄洪水，还利用水漫过飞沙堰流入外江水流的漩涡作用，有效地减少了泥沙在宝瓶口前后的淤积。宝瓶口是内江的进水口，形似瓶颈。除了引水，还有控制进水流量的作用。n三峡水利工程三峡水利工程 是是我我国国建建国国以以来来最最大大的的工工程程项项目目，它它的的论论证证、组组织织、实实施施与与管管理理可可以以说说就就是是一一个个庞庞大大的的系系统统工工程程问问题题，这这项项工工程程涉涉及及到到了了国国家家及及地地方方的的众众多多部部门门，如如水水利利、电电力力、能能源源、文文物物、生生态态、移移民民等等等等，涉涉及及到到几几个个省省的的上上百百个个县县市市，同同时时实实施施过过程程要要由由众众多多单单位位共共同同努努力力，时时间间横横跨跨将将近近2020年年，如如此此的的工工程程必必然然需需要要一一种种统统观观全全局局的的系系统统方方法法来来对对待待，系系统统工工程程可可以说是最为有效的一种组织方法。以说是最为有效的一种组织方法。不能单靠传统方法进行大型复杂系统的规划、设计、制造、试验和使用，易割断普遍联系，“头痛医头、脚痛 医脚”。案例：阿斯旺高坝。1972 年联合国环境大会称其为一个完全失败的工程(是非争论较多的项目)失败案例失败案例阿斯旺高坝的得失：效益：良好的灌溉、廉价的电力、控制洪涝、旅游。苦果：泥沙和有机物沉积到水库底部，使两岸绿洲失去肥源，土壤日益贫瘠；下游入海口盛产沙丁鱼的渔场毁于一旦；尼罗河河口供砂不足，河口三角洲平原从向海伸展变为 向陆地退缩；下游的活水成为相对静止的“湖泊”，为血吸虫、疟蚊提 供了生存条件，水库一带居民的血吸虫发病率高达 80%阿斯旺大坝成为敌方攻击的最好目标。n教材：陈宏民，系统工程导论，高等教育出版社，2006.4 n参考书：n谭跃进等，系统工程原理，国防科大出版社，1999.11 第1版 汪应洛，系统工程，机械工业出版社2003.8 孙东川，系统工程引论，清华大学出版2005.8 王众托，系统工程引论，电子工业出版社，2006.7 第一章 绪 论1 1 系 统 的 概 念1 2 系 统 工 程 的 概 念1 3 系 统 科 学 体 系1 4 系 统 工 程 的 应 用1.1 系统的概念1.1.1系统的定义系统是什么系统是什么系系统统一一词词，来来源源于于古古希希腊腊语语，是是由由部部分分构构成成整整体体的的意意思思。“系系统统”存存在在于于自自然然界界、人人类类社社会会及及人人类类思思维维描描述述的的各各个个领域，早已为人们所熟悉。领域，早已为人们所熟悉。拉丁文Syn+histemi“在一起”+“放置”英文SystemsS直观理解：把一些东西“放置”“在一起”就形成“S”。军事系统、作战指挥系统、后勤保障系统、情军事系统、作战指挥系统、后勤保障系统、情报系统报系统 自动控制系统、传感系统、采样系统、数据处理系自动控制系统、传感系统、采样系统、数据处理系统、执行系统统、执行系统 城市系统、资源系统、市政系统、文化教育系统、城市系统、资源系统、市政系统、文化教育系统、医疗卫生系统、交通运输系统、商业系统医疗卫生系统、交通运输系统、商业系统 举例举例 二、系统的概念、环境、结构与功能二、系统的概念、环境、结构与功能第一节第一节 系统概述系统概述 1.1.1.1.系统的概念系统的概念系统的概念系统的概念 “系系系系统统统统”一一一一词词词词由由由由来来来来已已已已久久久久，可可可可以以以以说说说说目目目目前前前前到到到到处处处处都都都都在在在在使使使使用用用用。但但但但是是是是，在在在在系系系系统统统统理理理理论论论论的的的的形形形形成成成成和和和和发发发发展展展展初初初初期期期期，其其其其定定定定义义义义不不不不尽尽尽尽相相相相同，下面列举出其中几个有代表性的定义：同，下面列举出其中几个有代表性的定义：同，下面列举出其中几个有代表性的定义：同，下面列举出其中几个有代表性的定义：（1 1 1 1）在在在在韦韦韦韦氏氏氏氏大大大大辞辞辞辞典典典典中中中中，系系系系统统统统一一一一词词词词被被被被解解解解释释释释为为为为：有有有有组组组组织织织织的的的的和和和和被被被被组组组组织织织织化化化化了了了了的的的的整整整整体体体体；结结结结合合合合着着着着的的的的整整整整体体体体所所所所形形形形成成成成的的的的各各各各种种种种概概概概念念念念和和和和原原原原理理理理的的的的综综综综合合合合；由由由由有有有有规规规规则则则则、相相相相互互互互作作作作用用用用、相相相相互互互互依依依依赖赖赖赖的诸要素形成的集合等等。的诸要素形成的集合等等。的诸要素形成的集合等等。的诸要素形成的集合等等。二、系统的概念、环境、结构与功能二、系统的概念、环境、结构与功能第一节第一节 系统概述系统概述 1.1.1.1.系统的概念系统的概念系统的概念系统的概念 （2 2 2 2）奥奥奥奥地地地地利利利利生生生生物物物物学学学学家家家家，一一一一般般般般系系系系统统统统论论论论的的的的创创创创始始始始人人人人贝贝贝贝塔塔塔塔朗朗朗朗菲把系统定义为：相互作用的诸要素的综合体。菲把系统定义为：相互作用的诸要素的综合体。菲把系统定义为：相互作用的诸要素的综合体。菲把系统定义为：相互作用的诸要素的综合体。（3 3 3 3）日日日日本本本本工工工工业业业业标标标标准准准准“运运运运筹筹筹筹学学学学术术术术语语语语”中中中中对对对对系系系系统统统统的的的的定定定定义义义义是是是是：许许许许多多多多组组组组成成成成要要要要素素素素保保保保持持持持有有有有机机机机的的的的秩秩秩秩序序序序向向向向同同同同一一一一目目目目标标标标行行行行动动动动的的的的体系。体系。体系。体系。二、系统的概念、环境、结构与功能二、系统的概念、环境、结构与功能第一节第一节 系统概述系统概述 1.1.1.1.系统的概念系统的概念系统的概念系统的概念 （4 4 4 4）我我我我国国国国著著著著名名名名科科科科学学学学家家家家、系系系系统统统统工工工工程程程程的的的的倡倡倡倡导导导导者者者者钱钱钱钱学学学学森森森森认认认认为为为为：系系系系统统统统是是是是由由由由相相相相互互互互作作作作用用用用、相相相相互互互互依依依依赖赖赖赖的的的的若若若若干干干干组组组组成成成成部部部部分分分分结结结结合合合合成成成成的的的的具具具具有有有有特特特特定定定定功功功功能能能能的的的的有有有有机机机机体体体体，而而而而且且且且这这这这个个个个系系系系统统统统本本本本身身身身又又又又是是是是它它它它所从属的一个更大系统的组成部分。所从属的一个更大系统的组成部分。所从属的一个更大系统的组成部分。所从属的一个更大系统的组成部分。二、系统的概念、环境、结构与功能二、系统的概念、环境、结构与功能第一节第一节 系统概述系统概述 1.1.1.1.系统的概念系统的概念系统的概念系统的概念 综合各种定义，我们认为：综合各种定义，我们认为：综合各种定义，我们认为：综合各种定义，我们认为：系系统统是是由由若若干干个个（两两个个或或两两个个以以上上）相相互互联联系系、相相互互依依赖赖、相相互互制制约约、相相互互作作用用的的元素组成的具有某种特定功能的有机整体。元素组成的具有某种特定功能的有机整体。系统概念中包含有如下几个要点：系统概念中包含有如下几个要点：系统概念中包含有如下几个要点：系统概念中包含有如下几个要点：定义定义系统是由系统是由相互作用、相互依赖相互作用、相互依赖的的若干组若干组成部分结合成部分结合的的具有特定功能具有特定功能的有机整体的有机整体系统的三个基本特征。系统的三个基本特征。第一，系统是由若干元素第一，系统是由若干元素(=2)(=2)组成的；组成的；组成单元(component)-达成目的的合作伙伴(partnership)第二，这些元素相互作用、相互依赖；第二，这些元素相互作用、相互依赖；第第三三，由由于于元元素素间间的的相相互互作作用用，使使系系统统作作为为一个整体具有特定的功能一个整体具有特定的功能(function)(function)1.1.2系统的特性4）目的性）目的性2）层次性）层次性5）适应性）适应性3）相关性）相关性1）整体性）整体性1.整体性系统整体性说明，具有独立功能的系统要素以及要素间的相互关系是根据逻辑统一性的要求，协调在于系统整体之中。任何一个要素不能离开整体去研究，要素之间的联系和作用也不能脱离整体去考虑。脱离了整体性，要素的机能和要素之间的作用便失去了原有的意义，研究任何事物的单独部分不能得出有关整体性的结论。2.层次性系统作为一个相互作用的诸要素的总体来看，它可以分解为一系列的子系统，并存在一定的层次结构。这是系统结构的一种形式，在系统层次结构中表述了在不同层次子系统之间的从属关系或相互作用的关系。n一个大的系统包含了许多层次，上下层次之间是包含与被包含的关系，或者领导与被领导的关系。例如，我国的行政系统：国家省（自治区，直辖市）市县乡镇；军队：军师（旅）团营连排；一所大学：学校学院系教研室；一个大型制造企业：总公司分公司工厂车间班组 n下图表示了企业管理的层次，它分为战略计划层（高层）、经营管理层（中层）、作业层（基层）；大企业的中层又可以分为若干层次，构成一座金字塔。3.3.相关性相关性组组成成系系统统的的要要素素是是相相互互联联系系、相相互互作作用用的的，相相关关性性说说明明这这些些联联系系之之间间的的特特定定关关系系和和演演变变规规律律。系系统统内内的的各各个个子子系系统统应应根根据据整整体体目目标标，尽尽量量避避免免系系统统的的“内内耗耗”，提提高高系系统统整体运行的效果。整体运行的效果。强强联合不一定合不一定强。弱弱弱弱结合不一定弱。合不一定弱。在一个系在一个系统中，要素并不是最重中，要素并不是最重要的，关系才是最重要的。系要的，关系才是最重要的。系统中建中建立起了良好的关系，才能立起了良好的关系，才能1+1 2.4.4.目的性目的性(purpose)(purpose)-系统存在的原因(reason)系系统统都都具具有有某某种种目目的的。为为达达到到既既定定的的目目的的，系系统统都都具具有有一一定定的的功功能能，而而这这正正是是区区别别这这一一系系统统和和那那一一系系统统的的标标志志。系系统统的的目目的的一一般般用用更更具具体体的的目目标标来来体体现现，比比较较复复杂杂的的社社会会经经济济系系统统都都具具有有不不止止一一个个目目标，因此，需要用一个指标体系来描述系统的目标。标，因此，需要用一个指标体系来描述系统的目标。一般人造系统具有目的性，而自然系统不具有目的性，但具有功能性或原因性5.5.适应性适应性任任何何一一个个系系统统都都存存在在于于一一定定的的物物质质环环境境之之中中，因因此此，它它必必然然要要与与外外界界产产生生物物质质、能能量量和和信信息息交交换换，外外界界环环境境的的变变化化必必然然会会引引起起系系统统内内部部各各要要素素的的变变化化。不不能能适适应应环环境境变变化化的的系系统统是是没没有有生生命命力力的的，只只有有能能够够经经常常与与外外界界环环境境保保持持最最优优适适应应状状态态的的系系统统，才才是是具具有有不断发展势头的理想系统。不断发展势头的理想系统。2)整体与局部的关系：突现性整体与局部的关系：突现性 不不同同于于传传统统学学科科，它它强强调调系系统统整整体体特特性性-系系统统作作为为整整体体，具具有有其其要要素素所所不不具具有有的的性性质质和和功功能能；整整体体的的性性质质和和功功能能不不等等同同于于其其各各要要素性质和功能的叠加。素性质和功能的叠加。一一个个良良好好的的系系统统，其其整整体体功功能能一一定定“大大于于”各各要要素素功功能能的的“总总和和”。一一个个不不好好的的系系统统，其其整整体功能一定体功能一定“小于小于”各要素功能的各要素功能的“总和总和”。“The whole is more than the sum of its parts.”臭臭1臭臭2臭臭3=诸葛亮葛亮30303010030+30+30=90 00良好系良好系统 1+1 2不好系不好系统 1+1 2分类1）自然系统与人造系统：）自然系统与人造系统：2）实体系统与概念系统：）实体系统与概念系统：3）动态系统和静态系统：）动态系统和静态系统：4）控制系统和行为系统：）控制系统和行为系统：5）开放系统与封闭系统）开放系统与封闭系统 1.1.2系统的分类1.自然系统与人造系统n自然系统是由自然发生而产生与形成的系统，这类系统的组自然系统是由自然发生而产生与形成的系统，这类系统的组成部分是自然物（山、海、河流、矿物、植物及动物等）所成部分是自然物（山、海、河流、矿物、植物及动物等）所自然形成的系统。像海洋系统、矿藏系统、生态系统、太阳自然形成的系统。像海洋系统、矿藏系统、生态系统、太阳系、宇宙系等，都属于自然系统。系、宇宙系等，都属于自然系统。n 人工系统是人们将有关元素，按其属性和相互关系组合而成人工系统是人们将有关元素，按其属性和相互关系组合而成的系统，亦即用人工方法建立起来的系统。例如，人类对自的系统，亦即用人工方法建立起来的系统。例如，人类对自然物质通过加工，用人工方法制造出来的工具和机械装置等然物质通过加工，用人工方法制造出来的工具和机械装置等构成的各种工程系统；人类通过人为地规定的组织、制度、构成的各种工程系统；人类通过人为地规定的组织、制度、步骤、手续等建立起来的各种管理系统和社会系统；人类通步骤、手续等建立起来的各种管理系统和社会系统；人类通过对自然现象和社会现象的科学认识，用人工方法研究出来过对自然现象和社会现象的科学认识，用人工方法研究出来的科学体系和技术体系等都属于人工系统。的科学体系和技术体系等都属于人工系统。2.实体系统与概念系统n所所谓谓实实体体系系统统，是是指指以以物物理理状状态态的的存存在在物物作作为为组组成成要要素素的的系系统统，这这些些实实体体占占有有一一定定空空间间，如如自自然然界界的的矿矿物物、生生物物，生生产产部部门门的的机机械械设设备备、原原始始材材料料等等。由由于于自自然然物物都都为实实在在的存在物，因此，实体系统亦称为硬件系统为实实在在的存在物，因此，实体系统亦称为硬件系统n与与实实体体系系统统相相对对应应的的是是概概念念系系统统，它它是是由由概概念念、原原理理、假假说说、方方法法、计计划划、制制度度、程程序序等等非非物物质质实实体体构构成成的的系系统统，如如管管理理系系统统、科科学学技技术术体体系系、教教育育系系统统、文文化化系系统统等等。由由于于概概念念系系统统，对对应应着着的的多多是是人人们们对对自自然然界界的的认认识识和假设，因此概念系统亦称为软件系统。和假设，因此概念系统亦称为软件系统。n动动态态系系统统就就是是系系统统的的状状态态变变量量是是随随时时间间不不断断变变化化的的，即即系系统统的的状状态态变变量量是是时时间间的的函函数数。例例如如，学学校校就就是是一一个个动动态态系系统统，它它不不仅仅有有建建筑筑物物，还还有有教教师师和和学学生生。企企业也是动态系统的一个典型例子业也是动态系统的一个典型例子n静静态态系系统统则则是是表表征征系系统统运运行行规规律律的的数数学学模模型型中中不不含含有有时时间间因因素素，即即模模型型中中的的变变量量不不随随时时间间而而变变化化，它它是是动动态态系系统统的的一一种种极极限限状状态态，即即处处于于稳稳定定的的系系统统。例例如如大大桥、公路、房屋等。桥、公路、房屋等。3.动态系统和静态系统4.控制系统与行为系统n控控制制就就是是为为了了达达到到某某个个目目的的给给对对象象系系统统所所加加的的必必要要动动作作，因因此此，为为了了实实行行控控制制而而构构成成的的系系统统叫叫做做控控制制系系统统。当当控控制制系系统统由由控控制制装装置置自自动动进进行行时时，称称之之为为自自动动控控制制系系统统，如如计计算算机机控控制制的的机机械械加加工工生产过程自动控制系统。生产过程自动控制系统。n行行为为系系统统是是以以完完成成目目的的行行为为作作为为构构成成要要素素而而形形成成的系统。的系统。5.开放系统与封闭系统开放系统是指与其环境之间有物质、能量或信息交换的系统，封闭系统则相反，即系统与环境互相隔绝，它们之间没有任何物质、能量和信息交换。S=f(E，R)S（Systems）系统E（Elements）要素的集合R（Relationship）要素之间各种关系的集合由上式可知，作为一个S，必须包括其 要素的集合 与要素之间关系的集合，两者缺一不可。两者结合起来，才能决定一个 S的结构与功能。1.1.3 系统的功能和结构的关系补充说明：要素不同，会形成不同功能的S；要素相同，但要素间关系不同，也会产生不同的S；相同功能可用不同结构来实现，如人脑与电脑具有不 同的结构，但在某些方面却具有相同的功能；S的结构与功能之间不存在必然的一一对应关系。1.2 系统工程的概念1.2.1系统工程的定义系统工程的研究对象系统工程的研究对象系统工程的研究对象系统工程的研究对象:系统工程的内容：系统工程的内容：系统工程的内容：系统工程的内容：系统工程的目的：系统工程的目的：系统工程的目的：系统工程的目的：大型复杂的人工系统和复合系统大型复杂的人工系统和复合系统大型复杂的人工系统和复合系统大型复杂的人工系统和复合系统组织协调系统内部各要素的活动，使组织协调系统内部各要素的活动，使组织协调系统内部各要素的活动，使组织协调系统内部各要素的活动，使各要素为实现整体目标发挥作用各要素为实现整体目标发挥作用各要素为实现整体目标发挥作用各要素为实现整体目标发挥作用实现系统整体目标最优化实现系统整体目标最优化实现系统整体目标最优化实现系统整体目标最优化定义定义系统工程是一门现代化的系统工程是一门现代化的组织管理技术组织管理技术，是特，是特殊的工程技术，是跨越多学科的边缘科学。殊的工程技术，是跨越多学科的边缘科学。n n综合上述各种定义，综合上述各种定义，系统工程系统工程是以系是以系统思思想想为指指导，定性、定量相，定性、定量相结合，各种理合，各种理论、方法与技方法与技术综合集成，以系合集成，以系统整体最整体最优为目的来研究系目的来研究系统的的规划、划、设计、开、开发、生、生产、组织、管理、管理、调整、控制与整、控制与评价等价等问题的一的一门交叉科学。交叉科学。1.2.2系统工程的特点整体性（系统性）整体性（系统性）:整体性和系统化观点（前提）整体性和系统化观点（前提）关联性（协调性）关联性（协调性）:总体最优或平衡协调观点（目的）总体最优或平衡协调观点（目的）综合性（交叉性）综合性（交叉性）:多种方法综合运用观点（手段）多种方法综合运用观点（手段）满意性（最优化）满意性（最优化）:问题导向及反馈控制观点（保障）问题导向及反馈控制观点（保障）1.2.3系统工程与传统工程技术的比较1.2.4系统工程的形成与发展vv2020世纪世纪4040年代，美国贝尔电话公年代，美国贝尔电话公司首次提出，系统工程产生。司首次提出，系统工程产生。vv6060年代，形成体系。年代，形成体系。vv7070年代后，发展到解决大系统的年代后，发展到解决大系统的最优化阶段。最优化阶段。40年代60年代70年代“孙子兵法孙子兵法”;四川都江堰工程四川都江堰工程;v系统工程在中国的发展及应用 上世纪上世纪5050至至6060年代，我国的一些研究机构和年代，我国的一些研究机构和著名学者为著名学者为SESE的研究与应用作了理论上的探讨、的研究与应用作了理论上的探讨、应用上的偿试和技术方法上的准备。其主要标志应用上的偿试和技术方法上的准备。其主要标志和集中代表是和集中代表是钱学森的学森的工程控制工程控制论、华罗庚庚的的统筹法筹法和和许国志的国志的运筹学运筹学。系统工系统工程在国防武器装备研制方面取得显著成效程在国防武器装备研制方面取得显著成效 我国大规模地研究与应用我国大规模地研究与应用SESE是从是从7070年代末、年代末、8080年代初开始的。年代初开始的。1978 1978年年9 9月月2727日，钱学森、许国志、王寿云在日，钱学森、许国志、王寿云在文文汇报汇报发表题为发表题为“组织管理的技术组织管理的技术系统工程系统工程”的的长篇文章；长篇文章；从从19781978年起，西安交大、天津大学、清华大学、华中理年起，西安交大、天津大学、清华大学、华中理工大学、大连理工大学等国内著名大学开始招收了第工大学、大连理工大学等国内著名大学开始招收了第一批一批SESE专业硕士研究生；专业硕士研究生；19801980年年1111月，中国系统工程学会在北京成立；月，中国系统工程学会在北京成立；1.4 系统工程的应用v社会系统工程v经济系统工程v区域规划系统工程v环境生态系统工程v能源系统工程v水资源系统工程v交通运输系统工程v农业系统工程v企业系统工程v工程项目管理v科技管理v教育系统工程v人口系统工程v军事系统工程