011系统与系统工程

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,系统工程,（,Systems Engineering,SE）,系统工程方法与应用,上海工程技术大学管理学院,范君晖,Who Am I,范君晖,管理学院信息管理系,联系方式：行政楼,619,67791095,fan_,Why?,时代特征及社会发展趋势,经济全球化,动态市场带来挑战和机会（变化）,社会加速信息化,创新开始成为时代的最强音,社会进入合作竞争新时代,（,COOPETITION；GUANXI）,可持续发展引起普遍关注,引言,:,Why,“,要学一点,系统工程,”,引言,:,Why,管理科学的发展与管理人才培养,管理科学发展的,“,制高点,”,系统化管理,T,型人才,交通大学的发展及其管理学院的学科优势,钱学森、许国志、汪应洛,引言,:,What/When,What,/,When?,SE,是以大规模复杂系统（特别是管理系统）为研究对象，在系统理论、管理科学及其运筹学等学科基础上形成的一门交叉学科。通过学习，主要使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。,引言,:,Who/Where,Who,/,Where?,Who,学生,为主体，教师为主导。,Where,将课堂内,外,的学习结合起来！,引言,:,How,How?,建议,:,正确的目标，正确的方法、辛勤的劳动、团队的合作,注重系统思考,坚持问题导向,采用系统化方法,教学要求,平时,(40%)+,期末考核,(60%),平时：出勤,+,实验报告；期末：笔试试卷,第一讲 系统工程概述,(,一)系统思想及系统理论的产生与发展,系统思想的发展经历了三个阶段，即：,“,只见森林,”,（朴素的系统思想）阶段,“,只见树木,”,阶段,“,先见森林，后见树木,”,（科学的系统思想）阶段。,古代中国和古希腊在系统思想的产生与早期发展中具有突出地位和贡献。,一.,系统工程的产生,、,发展及应用,系统思想及系统理论的产生与发展,整体思想和联系思想,是科学系统思想的核心与实质。,一般系统论、控制论、信息论、耗散结构理论、协同学及自组织理论等,是系统理论的重要内容和,SE,的理论基础。,(二)系统工程的发展概况,阶段,年代（份）,重大工程实践或事件,重要理论与方法贡献,I,1930,美国发展与研究广播电视,正式提出系统方法（,Systems approach）,的概念,1940,美国实施彩电开发计划,采用系统方法，并取得巨大成功,美国,Bell,电话公司开发微波通讯系统,正式使用系统工程（,Systems Engineering）,一词,II,第二次世界大战期间,英、美等国的反空袭等军事行动,产生军事运筹学（,Military Operations Research）,也即军事系统工程,本世纪40年代,美国研制原子弹的“曼哈顿计划”,运用,SE，,并推动了其发展,1945,美国空军建立兰德（,RAND）,公司,曾经提出系统分析（,Systems analysis）,概念，强调了其重要性,III,40年代后期到50年代初期,运筹学的广泛运用与发展、控制论的创立与应用、电子计算机的出现，为,SE,奠定了重要的学科基础,IV,1957,H.Good,和,R.E.Machol,发表第一部名为系统工程的著作,系统工程学科形成的标志,1958,美国研制北极星导弹潜艇,提出,PERT（,网络优化技术），这是最早的系统工程技术之一。,1965,R.E.Machol,编著系统工程手册,表明系统工程的实用化和规范化,美国自动控制学家,L.A.Zedeh,提出“模糊集合”概念,为现代,SE,奠定了重要的数学基础,1961-1972,美国实施“阿波罗”登月计划,使用了多种,SE,方法，其成功极大地提高了,SE,的地位,IV,1957,H.Good,和,R.E.Machol,发表第一部名为系统工程的著作,系统工程学科形成的标志,1958,美国研制北极星导弹潜艇,提出,PERT（,网络优化技术），这是最早的系统工程技术之一。,1965,R.E.Machol,编著系统工程手册,表明系统工程的实用化和规范化,美国自动控制学家,L.A.Zedeh,提出“模糊集合”概念,为现代,SE,奠定了重要的数学基础,1961-1972,美国实施“阿波罗”登月计划,使用了多种,SE,方法，其成功极大地提高了,SE,的地位,V,1972,国际应用系统分析研究所（,IIASA）,在维也纳成立,SE,的应用开始从工程领域进入到社会经济领域，并发展到了一个重要的新阶段。,70年代,SE,的广泛应用在国际上达到高潮,VI,80年代,SE,在国际上稳定发展、在中国的研究与应用达到高潮,(三)系统工程在我国的发展及应用,上世纪50至60年代，我国的一些研究机构和著名学者为,SE,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。其主要标志和集中代表是,钱学森的工程控制论、华罗庚的统筹法和许国志的运筹学。,我国大规模地研究与应用,SE,是从70年代末、80年代初开始的。,1978年9月27日，,钱学森、许国志、王寿云在文汇报发表题为,“,组织管理的技术,系统工程,”,的长篇文章；,从1978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一批,SE,专业硕士研究生；,1980年11月，,中国系统工程学会在北京成立；,1980年10月至1981年1月，,中国科协、中央电视台会同中国系统工程学会、中国自动化学会联合举办,“,系统工程电视普及讲座（45讲）,”,，取得了良好的社会效果。,70,年代末以来，,应用,SE,理论和方法来研究与解决我国的重大现实问题，在许多领域和方面取得了较好的效果，如：,人口问题的定量研究及应用（始于1978年）、2000年中国的研究(1983至1985年）、全国和地区能源规划（始于1980年）、全国人才和教育规划（始于1983年）、农业系统工程（始于1980年）、区域发展战略（始于1982年）、投入产出表的应用（始于60年代和1976年）、军事系统工程（始于1978年）、水资源的开发利用（始于1978年）等。,90年代以来，,系统工程在与企业发展结合、与现代信息技术结合、与实施可持续发展战略结合、与思维科学结合等方面已具有初步结果和强劲势头。,系统的概念,系统在我们的日常生活中无处不在。,系统的定义,系统是由两个以上相互联系的要素所构成，且具有特定功能、结构、环境的整体。,系统的描述,1,框图法,系统的描述,2,集合法,集合法侧重描述系统的内部，着重分析和表述系统的元素及元素之间的各种关系。在集合法中，系统的表示可以用式子,。,系统的描述,举例：计算机系统,计算机系统,=,硬件、软件,，,操作系统,，,硬件、系统软件、应用软件,系统的功能,系统的结构决定系统的功能。因为各种系统的结构不同，所以各种系统的功能也是不大相同的。,系统可以解释为一种处理或转换机制，它将输入转换为人们所需要的输出。,系统的基本特性,1,整体性,系统的整体性可以表述为系统不是各个要素的简单集合，系统要素及其相互联系是根据逻辑统一性而协调存在、是以服从系统整体功能为目的的。系统整体中的各个要素即使不都完美，也可协调综合成为有良好功能的系统。,系统的基本特性,2,层次性,系统作为一个相互作用的诸多要素的总体，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隶属关系或相互作用的关系，在不同的层次结构中存在着不同的运动形式，构成了系统的整体运动特性。,系统的基本特性,3,相关性,整体性确定系统的组成要素，相关性则是表明这些要素并不是孤立工作的，它们之间存在着确定性的关系。系统的要素相互联系，它们之间相互作用、相互制约，有着特定关系和演变规律。它们之间的某一要素发生变化，另一些要素就会做相应的调整，只有追求整体目标而不是单一目标，才能提高系统的整体运行效果，保证系统的整体仍然处在最佳状态。,系统的基本特性,4,目的性,“目的”是指人们在行动中所要达到的结果和意愿。系统的目的是人们根据实践的需要而确定的。系统的目的与功能相统一，是区别不同系统的标志。,系统的基本特性,5,适应性,适应性是指环境的适应性。环境是存在于系统以外事物的总称，系统所处的环境就是约束条件，所以，系统时时刻刻处于环境之中。环境是一种更高级、更复杂的系统，在某些情况下，它也会限制系统功能的发挥。,几个重要的特性,非线性,动态性,稳定性,鲁棒性,不确定性,系统的类型,自然系统与人造系统,实体系统与概念系统,动态系统与静态系统,封闭系统与开放系统,黑色、白色、灰色系统,简单、复杂系统,主要明确,SE,研究什么样的系统问题,