系统工程基础理论课件

1 12024/7/182024/7/181系统工程基础理论系统工程基础理论evilkillerIIIS THUevilkillerIIIS THU2015.01.292015.01.292015.01.292015.01.292 22024/7/182024/7/182一、一、系系统工程的工程的产生与生与发展展二、二、系系统工程的概念工程的概念三、三、系系统工程方法工程方法论3 32024/7/182024/7/183第一节第一节 系统工程的产生与发展系统工程的产生与发展什么是系统？什么是系统？l日日本本JISJIS（工工业业标标准准）：系系统统是是许许多多要要素素保保持持有有机机的的秩秩序，向着同一目的行动的东西。序，向着同一目的行动的东西。l美美国国学学者者阿阿柯柯夫夫教教授授：系系统统是是有有由由两两个个或或两两个个以以上上相相互联系的任何类的要素所构成的集合。互联系的任何类的要素所构成的集合。l生生物物学学家家冯冯贝贝塔塔朗朗菲菲：系系统统是是由由相相互互作作用用着着的的诸诸要要素的综合体。素的综合体。l汪汪应应洛洛院院士士：“系系统统是是有有特特定定功功能能的的、相相互互间间具具有有联联系的许多要素所构成的一个整体系的许多要素所构成的一个整体”。原子、生物、工程、机构、社会等原子、生物、工程、机构、社会等原子、生物、工程、机构、社会等原子、生物、工程、机构、社会等4 42024/7/182024/7/184（一）系统思想的形成过程（一）系统思想的形成过程第一节第一节 系统工程的产生与发展系统工程的产生与发展第一阶段：古代朴素的唯物主义自然观第一阶段：古代朴素的唯物主义自然观第一阶段：古代朴素的唯物主义自然观第一阶段：古代朴素的唯物主义自然观第二阶段：近代形而上学自然观第二阶段：近代形而上学自然观第二阶段：近代形而上学自然观第二阶段：近代形而上学自然观第三阶段：第三阶段：1919世纪辩证唯物主义自然观世纪辩证唯物主义自然观第四阶段：二十世纪中期形成的系统观第四阶段：二十世纪中期形成的系统观第四阶段：二十世纪中期形成的系统观第四阶段：二十世纪中期形成的系统观第五阶段：现代系统理论第五阶段：现代系统理论第五阶段：现代系统理论第五阶段：现代系统理论5 52024/7/182024/7/185 系系系系统统统统思思思思想想想想从从从从经经经经验验验验到到到到哲哲哲哲学学学学到到到到科科科科学学学学，从从从从思思思思维维维维到到到到定定定定性性性性到到到到定量的发展过程。即：定量的发展过程。即：定量的发展过程。即：定量的发展过程。即：第第第第一一一一阶阶阶阶段段段段:古古古古代代代代农农农农事事事事、工工工工程程程程、医医医医药药药药、天天天天文文文文方方方方面面面面的的的的实实实实践践践践成成成成就就就就，以以以以及及及及建建建建立立立立在在在在这这这这些些些些成成成成就就就就之之之之上上上上的的的的古古古古代代代代中中中中国国国国和和和和古古古古希希希希腊腊腊腊朴朴朴朴素素素素的的的的唯唯唯唯物物物物主主主主义义义义自自自自然然然然观观观观（以以以以抽抽抽抽象象象象的的的的思思思思辨辨辨辨原原原原则则则则来来来来代代代代替替替替自然现象的客观联系）；自然现象的客观联系）；自然现象的客观联系）；自然现象的客观联系）；第第第第二二二二阶阶阶阶段段段段:近近近近代代代代自自自自然然然然科科科科学学学学的的的的兴兴兴兴起起起起，以以以以及及及及由由由由此此此此产产产产生生生生的的的的形形形形而而而而上上上上学学学学自自自自然然然然观观观观（把把把把自自自自然然然然界界界界看看看看作作作作彼彼彼彼此此此此不不不不相相相相依依依依赖赖赖赖的的的的各各各各个个个个事物或各个现象的偶然堆积）；事物或各个现象的偶然堆积）；事物或各个现象的偶然堆积）；事物或各个现象的偶然堆积）；6 62024/7/182024/7/186 第第第第三三三三阶阶阶阶段段段段:19191919世世世世纪纪纪纪自自自自然然然然科科科科学学学学的的的的伟伟伟伟大大大大成成成成就就就就，以以以以及及及及建建建建立立立立在在在在这这这这些些些些成成成成就就就就基基基基础础础础之之之之上上上上的的的的辩辩辩辩证证证证唯唯唯唯物物物物主主主主义义义义自自自自然然然然观观观观（以以以以实实实实验验验验材材材材料料料料来来来来说说说说明明明明自自自自然然然然界界界界是是是是有有有有内内内内部部部部联联联联系系系系的的的的统统统统一一一一整整整整体体体体，其其其其中中中中各各各各个个个个事事事事物物物物、现现现现象象象象是是是是有有有有机机机机地地地地相相相相互互互互联联联联系系系系、相相相相互互互互依依依依赖赖赖赖、相相相相互互互互制制制制约着的）；约着的）；约着的）；约着的）；第第第第四四四四阶阶阶阶段段段段:20202020世世世世纪纪纪纪中中中中期期期期现现现现代代代代科科科科学学学学技技技技术术术术的的的的成成成成就就就就，为为为为系系系系统思想提供了定量方法和计算工具；统思想提供了定量方法和计算工具；统思想提供了定量方法和计算工具；统思想提供了定量方法和计算工具；7 72024/7/182024/7/187 现代科学技术对系统思想方法的贡献现代科学技术对系统思想方法的贡献 现现现现代代代代科科科科学学学学技技技技术术术术对对对对于于于于系系系系统统统统思思思思想想想想方方方方法法法法来来来来说说说说，第第第第一一一一个个个个贡贡贡贡献献献献在在在在于于于于使使使使系系系系统统统统思思思思想想想想定定定定量量量量化化化化，成成成成为为为为一一一一套套套套具具具具有有有有数数数数学学学学理理理理论论论论、能能能能够够够够定定定定量量量量处处处处理理理理系系系系统统统统各各各各组组组组成成成成部部部部分分分分相相相相互互互互联联联联系系系系的的的的科科科科学学学学方方方方法法法法；第第第第二二二二个个个个贡贡贡贡献献献献在在在在于于于于为为为为定定定定量量量量化化化化系系系系统统统统思思思思想想想想的的的的实实实实际际际际应应应应用用用用提提提提供供供供了了了了强强强强有有有有力力力力的的的的计计计计算算算算工工工工具具具具电电电电子子子子计计计计算算算算机机机机。这这这这两两两两大大大大贡贡贡贡献献献献都都都都是是是是在在在在20202020世纪中期实现的。世纪中期实现的。世纪中期实现的。世纪中期实现的。现代数学理论现代数学理论（运筹学、数学规划、排队论、博弈论）（运筹学、数学规划、排队论、博弈论）计算机与电子信息科学计算机与电子信息科学（19461946年出现并广泛应用）年出现并广泛应用）8 82024/7/182024/7/188第五第五阶段：段：现代系代系统理理论 系系统论、信息、信息论、控制、控制论、耗散、耗散结构理构理论、协同学、突同学、突变论、非、非线性系性系统理理论的迅速的迅速发展，系展，系统工程不工程不仅涉及到涉及到工程技工程技术领域域，还涉及到涉及到社会社会经济系系统等人等人类社会各方面社会各方面紧密密联系起来。系起来。9 92024/7/182024/7/189 (二）系统工程科学的发展历程二）系统工程科学的发展历程 2.2.2.2.1930193019301930年年年年前前前前后后后后，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菲菲菲指指指指出出出出了了了了自自自自然然然然界界界界和和和和社社社社会会会会的的的的各各各各种种种种表表表表面面面面上上上上极极极极不不不不相相相相同同同同的的的的领领领领域域域域中中中中存存存存在在在在着着着着某某某某种种种种共共共共性性性性，提提提提出出出出了了了了一一一一般般般般系系系系统统统统论论论论，为为为为系系系系统统统统工工工工程程程程的的的的产产产产生作好了准备。生作好了准备。生作好了准备。生作好了准备。系统工程是工业生产和科学技术发展的必然产物。系统工程是工业生产和科学技术发展的必然产物。1.1.系统概念的最早提出：美国人泰勒系统概念的最早提出：美国人泰勒“管理之管理之父父”在在19111911年年出版的出版的科学管理原理科学管理原理提出了工业管提出了工业管理系统，包括理系统，包括“合理安排工序、动作分析、提高工作合理安排工序、动作分析、提高工作效率等效率等”。10102024/7/182024/7/1810 3.3.3.3.系统工程的首次提出系统工程的首次提出系统工程的首次提出系统工程的首次提出 二二二二十十十十世世世世纪纪纪纪40404040年年年年代代代代，美美美美国国国国贝贝贝贝尔尔尔尔电电电电话话话话公公公公司司司司在在在在发发发发展展展展微微微微波波波波通通通通讯讯讯讯网网网网络络络络时首先应用系统方法，并提出了时首先应用系统方法，并提出了时首先应用系统方法，并提出了时首先应用系统方法，并提出了“系统工程系统工程系统工程系统工程”这个名词。这个名词。这个名词。这个名词。美国贝尔电话公司美国贝尔电话公司马利娜马利娜G.MolinaG.Molina丹麦哥本哈根电话公司丹麦哥本哈根电话公司厄朗厄朗A.ErlangA.Erlang 研研究究整整个个电电话话通通讯讯系系统统，不不能能只只注注意意电电话话机机和和交交换换台台站站，首次提出首次提出“系统工程系统工程”，运用了排队论原理。，运用了排队论原理。11112024/7/182024/7/18114.4.二二次次世世界界大大战战(1939-1945)(1939-1945)，产产生生和和发发展展了了“运运筹筹学学”Operation ResearchOperation Research1 1）英英国国为为防防御御德德国国的的突突然然空空袭袭，研研究究了了雷雷达达报报警警系系统统、飞飞机机排排队队降降落落系系统统，广广泛泛采采用用了了数数学学规规划划、排排队队论论、博博弈弈论论等等方法方法。2 2 2 2）1945194519451945年年年年，美美美美国国国国军军军军事事事事部部部部设设设设立立立立兰兰兰兰德德德德公公公公司司司司（政政政政府府府府和和和和军军军军方方方方的的的的最最最最大大大大智智智智囊团），开发了许多囊团），开发了许多囊团），开发了许多囊团），开发了许多系统分析方法系统分析方法系统分析方法系统分析方法。3 3 3 3）1942-19451942-19451942-19451942-1945年，美国制造原子弹的年，美国制造原子弹的年，美国制造原子弹的年，美国制造原子弹的“曼哈顿曼哈顿曼哈顿曼哈顿”计划计划计划计划 负负负负责责责责人人人人L.R.L.R.L.R.L.R.格格格格罗罗罗罗夫夫夫夫斯斯斯斯和和和和R.R.R.R.奥奥奥奥本本本本海海海海默默默默应应应应用用用用了了了了系系系系统统统统工工工工程程程程的的的的思思思思路和方法，大大缩短了工程所耗时间。路和方法，大大缩短了工程所耗时间。路和方法，大大缩短了工程所耗时间。路和方法，大大缩短了工程所耗时间。12122024/7/182024/7/18127.7.7.7.进进进进入入入入70707070年年年年代代代代后后后后，由由由由于于于于电电电电子子子子计计计计算算算算机机机机的的的的迅迅迅迅速速速速发发发发展展展展和和和和普普普普及及及及，系统工程得到了广泛地应用。系统工程得到了广泛地应用。系统工程得到了广泛地应用。系统工程得到了广泛地应用。5.19575.1957年首部年首部系统工程系统工程著作出版著作出版美国密执安大学古德美国密执安大学古德H.GoodeH.Goode与马乔尔与马乔尔R.MacholR.Machol合著合著6.1961-19696.1961-1969年年“阿阿波波罗罗”登登月月计计划划系系统统工工程程的的光光辉辉成就。成就。工程系统工程系统社会经济系统社会经济系统行为科学行为科学+思维科学思维科学政策研究政策研究作作为为一一门门交交叉叉学学科科解解决决复复杂杂大大系系统统研研究究非非线线性性系系统统理理论论迅速发展迅速发展13132024/7/182024/7/18131 1、我国古代朴素的系统思想、我国古代朴素的系统思想“协同学协同学协同学协同学”创始人哈肯评论创始人哈肯评论创始人哈肯评论创始人哈肯评论 “系系系系统统统统科科科科学学学学的的的的概概概概念念念念是是是是中中中中国国国国学者较早提出的学者较早提出的学者较早提出的学者较早提出的”(三）系统工程在中国的发展三）系统工程在中国的发展14142024/7/182024/7/1814 我国古代朴素的系统思想我国古代朴素的系统思想（1 1）道教与易）道教与易经老子老子用自用自发的系的系统概念概念观察自然察自然现象，象，认为自然界是自然界是统一的。一的。道可道，非常道。道可道，非常道。名可名，非常名。名可名，非常名。老老子子：约约公公元元前前571571公公元元前前471,471,道道教教中中老老子子被被尊尊为道祖为道祖。著有著有“道德经道德经”。唐皇武后封为：唐皇武后封为：太上老君太上老君 认认为为道道是是事事物物之之本本原原，又又是是事事物物的的法法则则，天地人都是道的产物。天地人都是道的产物。“道生一，一生二，二生道生一，一生二，二生三，三生万物三，三生万物”15152024/7/182024/7/1815易易经阴阳五行和八卦学阴阳五行和八卦学说五行指：金、木、水、火、土。五行指：金、木、水、火、土。认为大自然由五种要素所构大自然由五种要素所构成，随着成，随着这五个要素的盛衰，而五个要素的盛衰，而使得大自然使得大自然产生生变化，不但影响化，不但影响到人的命运，同到人的命运，同时也使宇宙万物也使宇宙万物循循环不已不已。木好华美，且具有风雅的个性。仁，慈爱，行善。木好华美，且具有风雅的个性。仁，慈爱，行善。火性情急躁，而富有自尊心。礼，就是为人谦让谨慎，敬上而不欺下。火性情急躁，而富有自尊心。礼，就是为人谦让谨慎，敬上而不欺下。土性情温厚笃实，而具有自信心。信，就是又诚实又温厚诚恳之意。土性情温厚笃实，而具有自信心。信，就是又诚实又温厚诚恳之意。金性情刚强，而具有自尊心。义，就是崇善弃恶，事事都顺理。金性情刚强，而具有自尊心。义，就是崇善弃恶，事事都顺理。水聪明，并能推测事物。智，观察事物详细，能预知前兆，善理权谋术事水聪明，并能推测事物。智，观察事物详细，能预知前兆，善理权谋术事。16162024/7/182024/7/1816阴阳五行学阴阳五行学说:是中国古代朴素的唯物是中国古代朴素的唯物论和和自自发的的辩证法思想，它法思想，它认为世界是物世界是物质的，的，物物质世界是在阴阳二气作用的推世界是在阴阳二气作用的推动下孳生、下孳生、发展和展和变化；并化；并认为木、火、土、金、水木、火、土、金、水五种最基本的物五种最基本的物质是构成世界不可缺少的是构成世界不可缺少的元素。元素。阳阳运动、外向、上升、温热、明亮的运动、外向、上升、温热、明亮的 阴阴相对静止、内守、下降、寒冷、晦暗的相对静止、内守、下降、寒冷、晦暗的 17172024/7/182024/7/1817 它分它分别从阴阳五行、天从阴阳五行、天人相人相应、五运六气、五运六气、脏腑、腑、经络、病机、病机、诊法、治法、治则、针灸等方面来灸等方面来阐述。述。主张不治已病，而治未主张不治已病，而治未病，同时主张养生、摄生、病，同时主张养生、摄生、益寿、延年。益寿、延年。将将“自自然然现现象象、生生理理现现象象、精精神神活活动动”三三者者结结合合分析疾病根源。分析疾病根源。整整体体观观、矛矛盾盾观观、经经络络学学、脏脏像像学学、病病因因病病机机学学、养生和预防医学、诊断治疗等。养生和预防医学、诊断治疗等。（2 2）中医学说）中医学说18182024/7/182024/7/1818 自然界、人体由五自然界、人体由五种要素相生相克、相互种要素相生相克、相互制制约所所组成的有秩序、成的有秩序、有有组织的整体。的整体。看病看病望闻问切望闻问切“藏象、病机、气血、津液、经络藏象、病机、气血、津液、经络”讲讲究究内内观观、体体悟悟、直直觉觉，与与西西医医的的靠靠仪仪器器、化验、解剖不同。化验、解剖不同。19192024/7/182024/7/1819 以以系系统统思思想想研研究究战战争争，从从“道道、天天、地地、将、法将、法”五个方面分析战争。五个方面分析战争。道道内修德政、战争是否有理。有道乃胜利之本。内修德政、战争是否有理。有道乃胜利之本。天天天时天时 地地地利地利将将将领的才智、威信状况、士兵是否训练有素。将领的才智、威信状况、士兵是否训练有素。“得到多助、失道寡助得到多助、失道寡助”法法法度。法度。“纪律是否严明、赏罚是否分明纪律是否严明、赏罚是否分明”。将领要做到将领要做到“智、信、仁、勇、严智、信、仁、勇、严”。兵圣孙武兵圣孙武（3 3）孙子兵法）孙子兵法20202024/7/182024/7/1820孙子兵法孙子兵法全书共十三篇全书共十三篇孙武所著。孙武所著。以以兵兵法法十十三三篇篇见见吴吴王王阖阖闾闾h h l l，阖阖闾闾说说：“子子之之十十三三篇篇，吾吾尽尽观观之之矣矣。”即即用用孙孙武武为为将将，与与伍伍子子胥胥率率吴吴军军攻攻破破楚楚国国,率率兵兵6万万打打败败楚楚国国20万大军万大军。著名论点：著名论点：“知己知彼，百战不殆知己知彼，百战不殆”“以我之长，功敌之短以我之长，功敌之短”“不战而屈人之兵不战而屈人之兵”强调战略威慑强调战略威慑21212024/7/182024/7/1821 战战战战国国国国时时时时期期期期秦秦秦秦国国国国李李李李冰冰冰冰父父父父子子子子设设设设计计计计修修修修建建建建的的的的都都都都江江江江堰堰堰堰水水水水利利利利工工工工程程程程，它它它它包包包包括括括括“鱼鱼鱼鱼嘴嘴嘴嘴”岷岷岷岷江江江江分分分分水水水水工工工工程程程程，“飞飞飞飞沙沙沙沙堰堰堰堰”分分分分洪洪洪洪排排排排沙沙沙沙工工工工程程程程，“宝宝宝宝瓶瓶瓶瓶口口口口”引引引引水水水水工工工工程程程程三三三三大大大大主主主主体体体体工工工工程程程程和和和和120120120120个个个个附附附附属属属属渠渠渠渠堰堰堰堰工工工工程程程程，工工工工程程程程之之之之间间间间的的的的联联联联系系系系处处处处理理理理得得得得恰恰恰恰到到到到好好好好处处处处，形形形形成成成成一一一一个个个个有有有有机机机机整整整整体体体体，兼兼兼兼有有有有防防防防洪洪洪洪、排排排排沙沙沙沙、灌灌灌灌溉溉溉溉、漂漂漂漂木木木木、行行行行舟舟舟舟等等等等多多多多种种种种功功功功能能能能，灌灌灌灌溉溉溉溉了了了了成成成成都都都都平平平平原原原原上上上上14141414个个个个县县县县的的的的几几几几百百百百万万万万亩亩亩亩粮粮粮粮田田田田，该该该该工工工工程程程程成成成成为为为为我我我我国国国国古古古古代代代代运运运运用用用用系系系系统统统统思思思思想想想想解解解解决决决决实实实实际际际际问问问问题的典范。题的典范。题的典范。题的典范。（4 4）“都江堰都江堰”水利工程水利工程22222024/7/182024/7/1822飞沙堰飞沙堰 23232024/7/182024/7/182324242024/7/182024/7/1824飞沙堰特写飞沙堰特写飞沙堰特写飞沙堰特写 25252024/7/182024/7/1825总结：古代朴素系统思想的特点总结：古代朴素系统思想的特点“耗散耗散结构构”创始人普利高津始人普利高津从存在到演化从存在到演化中中说：“着着重重于于研研究究整整体体性性和和自自发发性性、研研究究协协调调与协和与协和”即即强强调调对对自自然然界界整整体体性性、统统一一性性的的认认识识，缺乏对细节的认识能力。缺乏对细节的认识能力。26262024/7/182024/7/18262 2、现代系统工程在中国的发展、现代系统工程在中国的发展(1)(1)第第一一阶阶段段：1950S1950S中中期期1970S1970S中中期期，以以运运筹筹学学的的研究为主研究为主1 1）钱学森、许国志等学者大力提倡运筹学）钱学森、许国志等学者大力提倡运筹学2 2）1960S1960S华华罗罗庚庚大大力力发发展展优优选选法法与与统统筹筹学学，取取得得较较好好效效果果3 3）我我国国导导弹弹和和航航天天事事业业的的发发展展，系系统统工工程程技技术术得得到到迅迅猛发展猛发展以钱学森为代表以钱学森为代表27272024/7/182024/7/1827（2 2）第二阶段：第二阶段：197819781980S1980S初初推广应用系统工程的热潮推广应用系统工程的热潮1 1）19781978年年，钱钱学学森森、许许国国志志、王王寿寿云云在在文文汇汇报报发发表表“组织管理的技术组织管理的技术系统工程系统工程”，推广系统工程新局面。，推广系统工程新局面。最优化方法最优化方法图论、排队论图论、排队论对策论对策论可靠性分析等可靠性分析等普及应用、取得显著成果普及应用、取得显著成果2 2）19801980年中国系统工程学会正式成立年中国系统工程学会正式成立3 3）2020世界世界7070年代末、年代末、8080年代初年代初学术理论遍地开花学术理论遍地开花邓聚龙教授邓聚龙教授灰色系统理论灰色系统理论吴学谋吴学谋泛系理论泛系理论蔡文蔡文物元分析物元分析28282024/7/182024/7/1828（3 3）第第三三阶阶段段：19861986年年系系统统工工程程的的研研究究和和应应用用扩扩大大至至科科技技、经济、社会等领域。经济、社会等领域。1 1）系统工程作为一门软科学，日益受重视。）系统工程作为一门软科学，日益受重视。物理物理事理事理人理（人理（WSRWSR系统方法论）系统方法论）硬件硬件软件软件斡件斡件人件人件2 2）钱学森等致力于开放复杂系统的研究）钱学森等致力于开放复杂系统的研究方法：定性与定量的综合集成技术、综合集成工程方法：定性与定量的综合集成技术、综合集成工程专家系统专家系统统计技术统计技术信息化与计算机技术信息化与计算机技术以以人人为为主主的的高高度度智智能能化化的的人人机结合系统机结合系统29292024/7/182024/7/18293 3）20032003年年1010月月1515日日，中中国国首首次次载载人人航航天天“神神州州五号五号”上天上天大规模复杂系统的设计、优化、管理等取得重大突破。大规模复杂系统的设计、优化、管理等取得重大突破。综综综综合合合合：系系系系统统统统工工工工程程程程作作作作为为为为一一一一门门门门综综综综合合合合应应应应用用用用性性性性学学学学科科科科、交交交交叉叉叉叉学科、一门新的学科。学科、一门新的学科。学科、一门新的学科。学科、一门新的学科。20112011年年1111月月1 1日日清清晨晨5 5时时5858分分，中中国国“长长征征二二号号F F”遥遥八八运运载载火火箭箭，将将“神神舟舟八八号号”飞飞船船成成功功送送入入预预定定轨轨道道。20112011年年1111月月3 3日日凌凌晨晨，神神舟舟八八号号与与天天宫宫一一号号对对接接环环接接触触成成功功。中中国国成成为为继继美美、俄俄之之后后第第三三个个掌掌握握空空间间交交会会对对接接技技术术的的国国家家。可可以以在在地地球球轨轨道道上上长长期期滞滞留留工工作作的的空空间间站站，对对于于探索宇宙奥秘、造福人类有着重要意义。探索宇宙奥秘、造福人类有着重要意义。30302024/7/182024/7/1830 一、一、系统工程的的系统工程的的定义定义 （1 1 1 1）1967196719671967年年年年美美美美国国国国学学学学者者者者切切切切斯斯斯斯纳纳纳纳定定定定义义义义 按按按按照照照照各各各各个个个个目目目目标标标标进进进进行行行行权权权权衡衡衡衡，全全全全面面面面求求求求得得得得最最最最优优优优解解解解的的的的方方方方法法法法，并并并并使使使使各各各各组组组组成成成成部部部部分分分分能能能能最最最最大大大大限度地互相适应。限度地互相适应。限度地互相适应。限度地互相适应。（2 2 2 2）1976197619761976年年年年美美美美国国国国科科科科学学学学技技技技术术术术辞辞辞辞典典典典注注注注释释释释系系系系统统统统工工工工程程程程是是是是研研研研究究究究许多密切联系的元素所组成的复杂系统设计的科学。许多密切联系的元素所组成的复杂系统设计的科学。许多密切联系的元素所组成的复杂系统设计的科学。许多密切联系的元素所组成的复杂系统设计的科学。（3 3 3 3）1977197719771977年年年年日日日日本本本本学学学学者者者者三三三三浦浦浦浦武武武武雄雄雄雄指指指指出出出出系系系系统统统统工工工工程程程程与与与与其其其其它它它它工工工工程程程程学学学学的的的的不不不不同同同同之之之之点点点点在在在在于于于于它它它它是是是是跨跨跨跨越越越越许许许许多多多多学学学学科科科科的的的的科科科科学学学学，而而而而且且且且是填补这些学科边界空白的一种边缘学科。是填补这些学科边界空白的一种边缘学科。是填补这些学科边界空白的一种边缘学科。是填补这些学科边界空白的一种边缘学科。第二节第二节 系统工程概念系统工程概念31312024/7/182024/7/1831 （4 4 4 4）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”中中中中的的的的定定定定义义义义系系系系统统统统工工工工程程程程是是是是为为为为了了了了最最最最优优优优地地地地达达达达到到到到系系系系统统统统目目目目标标标标，而而而而对对对对系系系系统统统统的的的的构构构构成成成成要要要要素素素素、组织结构、信息流通和控制机构进行分析的技术。组织结构、信息流通和控制机构进行分析的技术。组织结构、信息流通和控制机构进行分析的技术。组织结构、信息流通和控制机构进行分析的技术。（5 5 5 5）我我我我国国国国学学学学者者者者钱钱钱钱学学学学森森森森认认认认为为为为 系系系系统统统统工工工工程程程程是是是是组组组组织织织织管管管管理理理理系系系系统统统统的的的的规规规规划划划划、研研研研究究究究、设设设设计计计计、制制制制造造造造、试试试试验验验验与与与与使使使使用用用用的的的的科科科科学学学学方方方方法法法法，是是是是一种对所有系统都具有普遍意义的方法。一种对所有系统都具有普遍意义的方法。一种对所有系统都具有普遍意义的方法。一种对所有系统都具有普遍意义的方法。32322024/7/182024/7/1832综述：综述：系统工程定义系统工程定义 1.1.1.1.系统工程是一门交叉学科系统工程是一门交叉学科系统工程是一门交叉学科系统工程是一门交叉学科协调协调：自然科学和社会科学的思想、理论、方法、策略、手段等：自然科学和社会科学的思想、理论、方法、策略、手段等组织组织：生产、科研或经济活动生产、科研或经济活动应用应用：定量分析和定性分析相结合的方法和计算机等技术定量分析和定性分析相结合的方法和计算机等技术三最优三最优：实现最优设计、最优控制和最优管理实现最优设计、最优控制和最优管理（达到综合最优化）（达到综合最优化）2.2.一门工程技术、一门软科学一门工程技术、一门软科学33332024/7/182024/7/1833二二.系统工程的研究对象和领域系统工程的研究对象和领域1 1.研究对象研究对象系统系统人工系统或复杂系统人工系统或复杂系统大系统（多层次）大系统（多层次）复杂系统（总系统复杂系统（总系统+分系统）分系统）组织化的系统（有共同目标）组织化的系统（有共同目标）（1 1）系统工程的研究领域成果显著）系统工程的研究领域成果显著（2 2）系统工程呈现多学科性）系统工程呈现多学科性自然环境、生物医学、工业、农业、社会、国家管理等自然环境、生物医学、工业、农业、社会、国家管理等34342024/7/182024/7/1834系统工程的应用领域：系统工程的应用领域：1 1 1 1）社会系统工程社会系统工程社会系统工程社会系统工程 2 2 2 2）经济系统工程经济系统工程经济系统工程经济系统工程 3 3 3 3）区域规划系统工程区域规划系统工程区域规划系统工程区域规划系统工程 4 4 4 4）环境生态系统工程环境生态系统工程环境生态系统工程环境生态系统工程 5 5 5 5）能源系统工程能源系统工程能源系统工程能源系统工程 6 6 6 6）水资源系统工程水资源系统工程水资源系统工程水资源系统工程 7 7 7 7）交通运输系统工程交通运输系统工程交通运输系统工程交通运输系统工程 8 8 8 8）农业系统工程农业系统工程农业系统工程农业系统工程 9 9 9 9）航天系统工程航天系统工程航天系统工程航天系统工程35352024/7/182024/7/1835系统工程的应用领域：系统工程的应用领域：10 10 10 10）工程项目管理系统）工程项目管理系统）工程项目管理系统）工程项目管理系统 11 11 11 11）科技管理系统工程）科技管理系统工程）科技管理系统工程）科技管理系统工程 12 12 12 12）教育系统工程）教育系统工程）教育系统工程）教育系统工程 13 13 13 13）人口系统工程）人口系统工程）人口系统工程）人口系统工程 14 14 14 14）军事系统工程）军事系统工程）军事系统工程）军事系统工程 15 15 15 15）信息系统工程）信息系统工程）信息系统工程）信息系统工程 16 16 16 16）物流系统工程等）物流系统工程等）物流系统工程等）物流系统工程等36362024/7/182024/7/1836第三节第三节 系统工程方法论系统工程方法论系统工程方法论：系统工程方法论：以以“系统系统”为中心为中心是系统工程研究和解决问题的一般规律或模式。是系统工程研究和解决问题的一般规律或模式。l霍尔三维结构霍尔三维结构(硬系硬系统工程方法统工程方法)l切克兰德方法切克兰德方法(软系软系统工程方法统工程方法)l综合集成方法综合集成方法(综合综合集成研讨厅体系集成研讨厅体系)l 物理物理事理事理人理人理（WSR）37372024/7/182024/7/18371、霍尔三维结构方法（硬系统工程方法）、霍尔三维结构方法（硬系统工程方法）1969年，美国工程师霍尔认为系统工程整年，美国工程师霍尔认为系统工程整个活动过程可以分为前后紧密衔接的个活动过程可以分为前后紧密衔接的7个阶段，个阶段，每个阶段应遵循一定的思维程序，需各种专业每个阶段应遵循一定的思维程序，需各种专业知识和技能的支持。这构成了知识和技能的支持。这构成了时间维、逻辑维时间维、逻辑维和知识维和知识维的的“三维空间结构三维空间结构”，概括了系统工，概括了系统工程的一般过程。程的一般过程。38382024/7/182024/7/18知识维（知识维（K）运筹学运筹学控制论控制论社会科学社会科学工程技术工程技术医药卫生医药卫生逻辑维（逻辑维（L）规划阶段规划阶段 拟定方案阶段拟定方案阶段 研制阶段研制阶段生产阶段生产阶段 安装阶段安装阶段 运行阶段运行阶段 更新阶段更新阶段时间维时间维(T)明明 确确 问问 题题 确确 定定 目目 标标方方案案综综合合系系统统分分析析实实施施 决决 策策系系统统选选择择知识维：指在完成上述各阶知识维：指在完成上述各阶段和各步骤所需要的知识和段和各步骤所需要的知识和专业技术。专业技术。逻辑维：每个阶段需进行的工作逻辑维：每个阶段需进行的工作步骤，是运用系统工程方法进行步骤，是运用系统工程方法进行思考、分析和解决问题应遵循的思考、分析和解决问题应遵循的一般程序。一般程序。时间维：从规划到更新，时间维：从规划到更新，按时间顺序排列的按时间顺序排列的SE全过全过程。程。39392024/7/182024/7/1839逻辑维逻辑维每个阶段内所要进行的工作内容和遵循的思维程序。每个阶段内所要进行的工作内容和遵循的思维程序。明确问题：明确问题：收集资料收集资料(考察、测量、调研、需求分析、考察、测量、调研、需求分析、市场预测市场预测)了解系统的环境、目的、系统的各组成部分及其联系等。了解系统的环境、目的、系统的各组成部分及其联系等。40402024/7/182024/7/1840确定择目标：提出目标，制定准则确定择目标：提出目标，制定准则(标准标准)选择目标过程一般使用价值体系方法：选择目标过程一般使用价值体系方法：v 效用理论效用理论v 费用费用效益分析：经济系统效益分析：经济系统 v 风险估计风险估计v 价值工程价值工程系统方案综合：系统方案综合：根底定义、概念设计、方案策略等根底定义、概念设计、方案策略等目标确定：目标确定：目标确定：目标确定：确定目标的原则确定目标的原则确定目标的原则确定目标的原则 确定目标的方法确定目标的方法确定目标的方法确定目标的方法 目标实现标准目标实现标准目标实现标准目标实现标准 -指标指标指标指标量化量化量化量化!目标的目标的目标的目标的量化量化量化量化 目标的目标的目标的目标的归一化归一化归一化归一化目标的目标的目标的目标的有序化有序化有序化有序化目标的目标的目标的目标的一致化一致化一致化一致化41412024/7/182024/7/1841系统分析主要内容：系统分析主要内容：v 系统变量的选择：状态变量、决策变量系统变量的选择：状态变量、决策变量(内生、外生内生、外生)v 建模和仿真：建模和仿真：GPSS、SD v 可靠性工程可靠性工程系统选择：系统选择：选出待选方案集，交决策部门选出待选方案集，交决策部门决策：决策：不能十全十美，要考虑人、社会各种因素不能十全十美，要考虑人、社会各种因素实施：实施：企业企业|机构：组织、实施、生产计划机构：组织、实施、生产计划 项目开发：项目开发：CPM（关键路径）、（关键路径）、PERT（计划评（计划评审）等项目管理审）等项目管理系统分析：系统分析：系统分比较分析各方案系统分比较分析各方案建模建模计算或仿真计算或仿真42422024/7/182024/7/1842霍尔三维结构的局限性霍尔三维结构的局限性1 1、偏重工程问题、机理明显的硬系统偏重工程问题、机理明显的硬系统 2 2、没有考虑系统中人的主观、没有考虑系统中人的主观因素因素3 3、往往依靠建立数学模型来解决，对复、往往依靠建立数学模型来解决，对复杂的社会系统不适宜杂的社会系统不适宜43432024/7/182024/7/1843l软系统：软系统：以社会、经济系统等管理领域以社会、经济系统等管理领域（人类活动为主），针对（人类活动为主），针对不良结构问题不良结构问题而而提出、问题不明确。难以用数学模型表示，提出、问题不明确。难以用数学模型表示，一般是概念模型。一般是概念模型。l通常用通常用半定量、半定性半定量、半定性甚至甚至只能用定性只能用定性的的方法来处理，吸取人们的判断和直觉。方法来处理，吸取人们的判断和直觉。2、切克兰德方法（软系统工程方法）、切克兰德方法（软系统工程方法）44442024/7/182024/7/18切切 克克 兰兰 德德 的的“调调查查学学习习”软软方方法法的的核核心心不不是是寻寻求求“最最优优化化”，而而是是“调调查查、比比较较”或或者者说说是是“学学习习”，从从模模型型和和现现状状比比较较中中，学学习习改改善善现现存存系系统统的途径的途径。概念模型代替概念模型代替数学模型，思数学模型，思路更加开阔。路更加开阔。满意解代满意解代替最优替最优解，价值观方面解，价值观方面的重要变化。的重要变化。45452024/7/182024/7/1845l1987 年，钱学森提出了综合的系统研究方法，并把处理复杂巨系统定性和定量相的方法命名为定性定量相结合的综合集成方法，把它表述为从定性到定量的综合集成技术。l1992年，他又提出从定性到定量的综合集成研讨厅体系，进而把处理开放复杂巨系统的方法与使用这种方法的组织形式有机结合起来，将其提升到了方法论的高度。2、综合集成系统方法（、综合集成系统方法（Meta-Synthesis）46462024/7/182024/7/1846综合集成方法论的处理对象：开开放放复复杂杂大大系系统统1 1）系统、子系统）系统、子系统 外界外界2 2）系统内部结构复杂）系统内部结构复杂3 3）子系统数量巨大）子系统数量巨大能量、信息、物质能量、信息、物质能量、信息、物质能量、信息、物质综合集成的重点在综合，目的是创造、创新综合集成的重点在综合，目的是创造、创新综合集成的重点在综合，目的是创造、创新综合集成的重点在综合，目的是创造、创新“综合即创造综合即创造综合即创造综合即创造”47472024/7/182024/7/1847综合集成研讨厅体系的框架与特点综合集成研讨厅体系的框架与特点 由三部分组成：机器体系、专家体系和知识体系。由三部分组成：机器体系、专家体系和知识体系。命命题题 专家体系专家体系社会认识社会认识客观世界客观世界知识体系知识体系社会实践社会实践机器体系机器体系结结果果 改造世界改造世界认识世界认识世界 图图 综合集成研讨厅综合集成研讨厅48482024/7/182024/7/1848综合集成系统方法的特点综合集成系统方法的特点:直接诉诸实践经验，特别是专家的经验、感受和判断力，把这些经验，知识和现代科学提供的理论知识结合起来。专家的经验是局部的，多半是定性的，要通过建模、计算把这些定性知识和各种观测数据、统计资料结合起来，使局部定性的知识达到整体定量的知识。把人与计算机结合起来，充分利用知识工程，专家系统和计算机的优点，同时发挥人脑的洞察力和形象思维能力，取长补短，产生出更高的智慧。49492024/7/182024/7/1849WSR是是“物理一事理一人理方法论物理一事理一人理方法论”的简称的简称4、WSR系统方法论系统方法论 自然科学是关于物理的科学；运筹学是关自然科学是关于物理的科学；运筹学是关于事理的科学（许国志），实际还包括管理科于事理的科学（许国志），实际还包括管理科学、系统科学，事理就是做事的道理；处理好学、系统科学，事理就是做事的道理；处理好人的关系这是人理学，就是人文科学、行为科人的关系这是人理学，就是人文科学、行为科学，人理就是做人的道理。把这三者结合起来学，人理就是做人的道理。把这三者结合起来“WSRWSR系统方法论系统方法论”。WSRWSR系统方法论是具有东系统方法论是具有东方文化传统的系统方法论，得到国际同行的认方文化传统的系统方法论，得到国际同行的认同。同。50502024/7/182024/7/1850WSR方法论的工作过程51512024/7/182024/7/1851案例：怎样有效地展开工作案例：怎样有效地展开工作l来到新单位，首先想到的问题是，如何保住目来到新单位，首先想到的问题是，如何保住目前的位置，并且更好的发展？前的位置，并且更好的发展？高人指点，先高人指点，先要维系好与老板的关系，不要破坏自己在老板要维系好与老板的关系，不要破坏自己在老板心中的良好形象，然后组建一支有凝聚力的团心中的良好形象，然后组建一支有凝聚力的团队，干出样子队，干出样子l按照这两个思路，我开始新事业的征程：首先，按照这两个思路，我开始新事业的征程：首先，前往不能得罪老板老板的话就是圣旨，让你前往不能得罪老板老板的话就是圣旨，让你往东，你不能往西；他说黑，你不能说白；让往东，你不能往西；他说黑，你不能说白；让你冲，你就得冲，绝不能后撤你冲，你就得冲，绝不能后撤52522024/7/182024/7/1852l其次，开始组班子一个有凝聚力的团队，就是其次，开始组班子一个有凝聚力的团队，就是思想统一的团队如何思想统一？就是一切按老思想统一的团队如何思想统一？就是一切按老板的意图办，不折不扣的执行老板的意图我是板的意图办，不折不扣的执行老板的意图我是老板的代言人，就是一切要按我的意图办；如果老板的代言人，就是一切要按我的意图办；如果不按我的意图办，怎么办？这个人就不能要。我不按我的意图办，怎么办？这个人就不能要。我必须用自己信得过的人必须用自己信得过的人l那么，我信得过什么人呢？平常总跟我交心，互那么，我信得过什么人呢？平常总跟我交心，互相了解的人什么人能交心，什么人能互相了解相了解的人什么人能交心，什么人能互相了解呢？经常一起在酒桌，牌桌上的人，最容易交心，呢？经常一起在酒桌，牌桌上的人，最容易交心，亲戚，同学，过去的同事，互相最了解就用这亲戚，同学，过去的同事，互相最了解就用这些人吧些人吧53532024/7/182024/7/1853l工作开展起来后，还有很多事情，要经常看老板的脸工作开展起来后，还有很多事情，要经常看老板的脸色，老板不高兴的时候就少说，说他爱听的；老板高色，老板不高兴的时候就少说，说他爱听的；老板高兴的时候，再提点额外的要求对下面的人，要多观兴的时候，再提点额外的要求对下面的人，要多观察有些人很有能力，水平也很高，就是太有主见，察有些人很有能力，水平也很高，就是太有主见，而且不善于沟通，我行我素这种人就不能提拔，否而且不善于沟通，我行我素这种人就不能提拔，否则，管的事越多，将来可能麻烦就越多，不如多给他则，管的事越多，将来可能麻烦就越多，不如多给他们点工资，或多点奖励有些人虽然能力稍差，但理们点工资，或多点奖励有些人虽然能力稍差，但理解领导意图的能力强，这种人可以提拔解领导意图的能力强，这种人可以提拔 为了充分为了充分了解员工的想法，还要经常找几个愿意沟通的员工，了解员工的想法，还要经常找几个愿意沟通的员工，私下了解一下，看看大新最近想什么，对公司有什么私下了解一下，看看大新最近想什么，对公司有什么不满，对领导有什么看法不满，对领导有什么看法l最终，在我的带领下，项目成功了，单位发展了，老最终，在我的带领下，项目成功了，单位发展了，老板高兴了而且随着工作业绩的提升，我越来越得到板高兴了而且随着工作业绩的提升，我越来越得到老板的赏识，拥有了业内的一些口碑，并担任许多社老板的赏识，拥有了业内的一些口碑，并担任许多社会职务会职务 54542024/7/182024/7/1854解释解释l为什么领导喜欢听话的人？以为他们能够理解领为什么领导喜欢听话的人？以为他们能够理解领导的意图领导让你干一件事情，表面上看，好导的意图领导让你干一件事情，表面上看，好象不合常理，他真正的意图可能是：你先当红脸，象不合常理，他真正的意图可能是：你先当红脸，他去当白脸，这样，才能解决问题；让你试探一他去当白脸，这样，才能解决问题；让你试探一下，以便确定下一步的计划下，以便确定下一步的计划l类似这样的情况，如果你不具备充分理解领导意类似这样的情况，如果你不具备充分理解领导意图的能力，而是和领导顶牛，非要按着自己的思图的能力，而是和领导顶牛，非要按着自己的思路办，这样的人，领导怎么敢重用呢？路办，这样的人，领导怎么敢重用呢？l相反，那些百分之百执行领导意图的人，才是真相反，那些百分之百执行领导意图的人，才是真正为下一步成功作贡献的人正为下一步成功作贡献的人l为什么领导喜欢围着自己转的人？这样，领导才为什么领导喜欢围着自己转的人？这样，领导才有更多的机会了解你，分析判断你，因此，你也有更多的机会了解你，分析判断你，因此，你也拥有比别人更多的机会拥有比别人更多的机会55552024/7/182024/7/1855 系统工程是科学，也是技术，更是一种思系统工程是科学，也是技术，更是一种思维方式，常学常用，受益多多。维方式，常学常用，受益多多。推荐书目：推荐书目：1 1、汪应洛，、汪应洛，系统工程系统工程，机械工业出版社，机械工业出版社2 2、安德鲁、安德鲁P P塞奇等，塞奇等，系统工程导论系统工程导论，西安交通大学，西安交通大学出版社出版社3 3、郁、郁 滨，滨，系统工程理论系统工程理论，中国科学技术大学出版社，中国科学技术大学出版社第四节第四节 最后总最后总结结56562024/7/182024/7/1856交流到此交流到此结束！束！谢谢！