三章：系统工程方法论

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）,现代管理的系统思维与系统分析方法,西安交通大学管理学院,袁治平,第三章,系,系,统,统工程,方,方法论,第一节,：,：系统,工,工程基,本,本工作,过,过程,第二节,：,：系统,分,分析原,理,理与应,用,用,第三节,：,：对,系,系统工,程,程方法,论,论的新,探,探索,第三章,系,系统,工,工程方,法,法论,一、霍,尔,尔三维,结,结构,1.时,间,间维(T),2.逻,辑,辑维(L),3.知,识,识维(K)或专业,维,维(P),第一节,系,系统,工,工程基,本,本工作,过,过程,霍尔三,维,维结构,A.D,.,.Hall,1969,SE活动矩,阵,阵：T-L,知识维,（,（K）,运筹学,控制论,社会科,学,学,工程技,术,术,逻辑维,（,（L）,规划阶,段,段,设计阶,段,段,分析阶,段,段,运筹阶,段,段,实施阶,段,段,运行阶,段,段,更新阶,段,段,时间维,(,(T),摆明问,题,题,系统设,计,计,方案综,合,合,模型化,实施计,划,划,决策,最优化,二、切,克,克兰德,方,方法论,“软系,统,统工程,方,方法论,”,”,问题及其环境的,识别与表达,建立概念模型,(目标系统概念化),根底,定义,比较,寻求改善途径,选择,设计,实施,评估,三、两种方,法,法论的,比,比较,霍尔三,维,维结构,与,与切克,兰,兰德方,法,法论均,为,为系统,工,工程方,法,法论，,均,均以问,题,题为起,点,点，均,具,具有相,应,应的逻,辑,辑过程,。,。在此,基,基础上,，,，两种,方,方法论,主,主要存,在,在以下,不,不同点,：,：,(1),霍,霍尔三,维,维结构,主,主要以,工,工程系,统,统为研,究,究对象,，,，而切,克,克兰德,方,方法更,适,适合于,对,对社会,经,经济和,经,经营管,理,理等“,软,软”系,统,统问题,的,的研究,。,。,(2),前,前者的,核,核心内,容,容是优,化,化分析,，,，而后,者,者的核,心,心内容,是,是比较,学,学习。,(3),前,前者更,多,多关注,定,定量分,析,析方法,，,，而后,者,者比较,强,强调定,性,性或定,性,性与定,量,量有机,结,结合的,基,基本方,法,法。,第三章,:,:系统,工,工程方,法,法论,第二节,系,系统分,析,析原理,及,及应用,1.系,统,统分析,概,概念,系统分,析,析（SA）是在对,系,系统问,题,题现状,及,及目标,充,充分挖,掘,掘的基,础,础上，,运,运用建,模,模及预,测,测、优,化,化、仿,真,真、评,价,价等方,法,法，对,系,系统的,有,有关方,面,面进行,定,定性与,定,定量相,结,结合的,分,分析，,为,为决策,者,者选择,满,满意的,系,系统方,案,案提供,决,决策依,据,据的分,析,析研究,过,过程。,SA是SE的核心,内,内容、,分,分析过,程,程和基,本,本方法,。,。,问,题,题,目,的,的及目,标,标,方,案,案,模,型,型（结,构,构、数,学,学、仿,真,真）,评,价,价,决,策,策者,SA要素：,2SA程序,认识,问题,探寻目标,综合方案,模型,化,优化或,仿真,分析,系统评价,决策,（分析）,N,Y,SA程序图,是,是SA的一般,过,过程，,也,也为全,课,课程提,供,供了基,本,本的逻,辑,辑框架,，,，因而,十,十分重,要,要。在,对,对其理,解,解和应,用,用上应,注,注意以,下,下各点,：,：,重,视,视做好,初,初步SA.5W1H(What,/,/Why/Who/Where/When/How)方法是,做,做好这,段,段工作,的,的基本,线,线索。,在,规,规范分,析,析中一,般,般需（,或,或尽可,应,应）建,立,立结构,模,模型、,数,数学模,型,型或仿,真,真模型,。,。,每,段,段结束,后,后系统,方,方案的,变,变化轨,迹,迹是：,可,可行方,案,案非,劣,劣方案,经排,序,序的非,劣,劣方案,（,（或称,选,选择性,方,方案）,。,。,环,境,境分析,贯,贯穿SA全过程,，,，在SA中是十,分,分重要,和,和必不,可,可少的,。,。,在,管,管理应,用,用SA过程中,，,，并不,一,一定要,（,（或能,）,）遍历,并,并完成,每,每一个,具,具体过,程,程。,3、SA的特点,及,及原则,（1）,坚,坚持问,题,题导向,（2）,以,以整体,为,为目标,（3）,多,多方案,模,模型分,析,析和选,优,优,（4）,定,定量分,析,析与定,性,性分析,相,相结合,（5）,多,多次反,复,复进行,4、应,用,用实例,某厂外,购,购玻壳,进,进厂入,库,库搬运,路,路线的,系,系统分,析,析,南站台,玻壳库,外购玻壳原运输流程：用火车运至南站台；用吊车将集装箱卸至南站台；打开集装箱；,用叉车托起玻壳箱；运至卡车；用叉车装至卡车；卡车运至玻壳库约500米；叉车卸货；叉车运输；堆垛。,化工库,成品库523,526工段,206库,油库,528房,图34 玻壳供应物流流程图,第三章,:,:系统,工,工程方,法,法论,第三节,对,对系统,工,工程方,法,法论的,新,新探索,系统工,程,程方法,论,论一直,是,是系统,工,工程研,究,究开发,及,及应用,的,的重要,内,内容，,近,近10,余,余年来,不,不断有,所,所创新,和,和发展,，,，并日,益,益引起,大,大家的,高,高度重,视,视。以,霍,霍尔、,切,切克兰,德,德等方,法,法论及,系,系统分,析,析方法,为,为基础,，,，以东,方,方文化,与,与西方,文,文明等,多,多方面,的,的结合,为,为重要,特,特征，,对,对系统,工,工程方,法,法论的,研,研究与,应,应用在,国,国内外,取,取得了,不,不少新,的,的成果,，,，值得,关,关注。,中国科,学,学家钱,学,学森等,针,针对开,放,放复杂,巨,巨系统,问,问题，,于,于20,世,世纪90年代,初,初提出,了,了从定性,到,到定量,的,的综合,集,集成系,统,统方法,论,论。该方,法,法论以,对,对社会,系,系统、,人,人体系,统,统、地,理,理系统,等,等三类,复,复杂巨,系,系统的,研,研究实,践,践为基,础,础，形,成,成一个,整,整体，,其,其主要,特,特点是,：,：(1,),)根据,开,开放的,复,复杂巨,系,系统的,复,复杂机,制,制和变,量,量众多,的,的特点,，,，把定,性,性研究,与,与定量,研,研究有,机,机地结,合,合起来,，,，从多,方,方面的,定,定性认,识,识上升,到,到定量,认,认识；,(,(2),按,按照人,机结,合,合的特,点,点，将,专,专家群,体,体(各,种,种有关,专,专家),、,、数据,和,和各种,信,信息与,计,计算机,技,技术有,机,机结合,起,起来；,(,(3),由,由于系,统,统的复,杂,杂性，,把,把科学,理,理论与,经,经验知,识,识结合,起,起来，,把,把人对,客,客观事,物,物的各,种,种知识,综,综合、,集,集成起,来,来，力,求,求问题,的,的有效,解,解决；,(4),根,根据系,统,统思想,，,，把多,种,种学科,结,结合起,来,来进行,研,研究；,(,(5),根,根据复,杂,杂巨系,统,统的层,次,次结构,，,，把宏,观,观研究,与,与微观,等,等研究,统,统一起,来,来；(6)强,调,调对知,识,识工程,及,及数据,挖,挖掘技,术,术等的,应,应用。,该,该方法,论,论在社,会,会经济,系,系统工,程,程等领,域,域已得,到,到了成,功,功应用,。,。,在中国,科,科学家,钱,钱学森,、,、许国,志,志及美,国,国华裔,专,专家李,耀,耀滋等,人,人的工,作,作基础,上,上，中,国,国系统,工,工程专,家,家顾基,发,发和英,国,国华裔,专,专家朱,志,志昌于90年代中,期,期提出,了,了物理,事,事理,人,人理(WSR,),)系统方,法,法论。物理,主,主要涉,及,及物质,运,运动的,机,机理，,通,通常要,用,用到自,然,然科学,知,知识，,主,主要回,答,答这个,“,“物”,是,是什么,，,，它需,要,要的是,真,真实性,；,；事理,是,是做事,的,的道理,，,，主要,解,解决如,何,何去安,排,排这些,事,事物，,通,通常用,到,到管理,科,科学方,面,面的知,识,识，主,要,要回答,怎,怎样去,做,做；,人理是,做,做人的,道,道理，,处,处理任,何,何事和,物,物都离,不,不开人,支,支做，,以,以及由,人,人来判,断,断这些,事,事和物,是,是否得,当,当，通,常,常要用,到,到人文,社,社会科,学,学的知,识,识，主,要,要回答,应,应当如,何,何。WSR作为一,个,个统一,的,的工作,过,过程，,可,可由理,解,解领导,意,意图、,调,调查分,析,析、形,成,成目标,、,、建立,模,模型、,协,协调关,系,系、提,出,出建议,等,等六个,步,步骤来,构,构成。,在,在应用WSR方法论,时,时通常,还,还需要,遵,遵循参,与,与、综,合,合集成,、,、人,机,机结合,且,且以人,为,为主、,迭,迭代和,学,学习等,主,主要原,则,则。WSR方法论,的,的主要,内,内容如,表,表32所示,。,。该方,法,法论已,在,在水资,源,源管理,、,、商业,标,标准体,系,系制定,、,、商业,综,综合自,动,动化评,价,价、海,军,军武器,系,系统评,价,价、新,疆,疆地区,可,可持续,发,发展、,高,高技术,开,开发区,评,评价、,飞,飞行器,安,安全性,、,、劳动,力,力市场,评,评估、,科,科研周,转,转金评,价,价等系,统,统分析,问,问题中,得,得到应,用,用。,20世,纪,纪90,年,年代，,日,日本系,统,统科学,学,学者提,出,出西那雅,卡,卡那系,统,统方法,论,论，吸取,了,了切克,兰,兰德等,思,思想，,针,针对日,本,本文化,特,特点形,成,成了一,种,种软硬,结,结合、,刚,刚柔相,济,济的系,统,统方法,论,论。,中国系,统,统工程,专,专家提,出,出了旋进原,则,则方法,论,论，强调,在,在系统,工,工程工,作,作中，,系,系统分,析,析、系,统,统策划,、,、系统,实,实施具,有,有旋进,式,式三角,循,循环关,系,系。,近年来,，,，适应,世,世纪之,交,交社会,、,、经济,、,、科技,及,及其管,理,理的诸,多,多新变,化,化，面,向,向各种,具,具体问,题,题的系,统,统工程,方,方法论,或,或其应,用,用成果,越,越来越,多,多，并,将,将继续,朝,朝着特,色,色化及,实,实用化,方,方向发,展,展。,表32WSR系统方,法,法论内,容,容,物理,事理,人理,道理,物质世界法则、规则的理论,管理和做事的理论,人、纪律、规范的理论,对象,客观物质世界,组织、系统,人、群体、关系、智慧,着重点,是什么?(功能分析),怎样做?(逻辑分析),应当怎样做?(人文分析),原则,诚实、追求真理，尽可能正确,协调、有效率，尽可能平滑,人性、有效果，尽可能灵活,需要的知识,自然科学,管理科学,系统科学,人文知识,行为科学,思考讨,论,论题,本章讲,义,义,1、什,么,么是霍,尔,尔三维,结,结构?,它,它有何,特,特点?,2、霍,尔,尔三维,结,结构与,切,切克兰,德,德方法,论,论有何,异,异同点,?,?,3、什,么,么是系,统,统分析,?,?它与,系,系统工,程,程关系,如,如何?,4、系,统,统分析,的,的要素,有,有哪些,?,?各自,是,是何含,义,义?,5、你,如,如何正,确,确理解,系,系统分,析,析的程,序,序?,6、初,步,步系统,分,分析有,何,何意义,?,?如何,做,做好这,项,项工作,?,?,8、请,通,通过一,实,实例，,说,说明应,用,用系统,分,分析的,原,原理。,9、请,总,总结近,年,年来系,统,统工程,方,方