系统的规划与系统工程基础

按一下以编辑母片标题样式,按一下以编辑母片,第二层,第三层,第四层,第五层,#,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,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=30,3X1+3X2=60,2X1+4X2=0,，,X2=0,图解法,增广矩阵法,8,增广矩阵法,引进松弛变量,9,0,-2 -3,*,0 0 0,2,10,15,-1,1,1 0 0,1 2 0 1 0,3 1 0 0 1,6,-5,*,0 3 0 0,2,6,13,-1 1 1 0 0,3,0 -2 1 0,4 0 -1 0 1,10,16,0 0 -1/3*5/3 0,4,2,5,0 1 1/3 1/3 0,1 0 -2/3 1/3 0,0 0,5/3,-4/3 1,17,0 0 0 7/5 1/5,3,4,3,0 1 0 3/5 -1/5,1 0 0 -1/5 2/5,0 0 1 -4/5 3/5,11,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=60,5x1+2x2=0,x2=0,13,利用,Excel,求解线性规划问题,举例,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,时程,工作项目,XX,年度,XX,年度,核派计划主持人,工作计划书提报,分项工作或合约订定,预算合约奉核,概念设计平行探讨,生命周期预算成本、时程、性能评估,第一阶段目标评估,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,时程,工作项目,XX,年度,XX,年度,平行研发方案,生命周期成本分析,/,确定成本设计目标,整体后勤支持方案计划,系统、分系统规格订定,研发测试总计划修订,关键项目评估及风险管理,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,时程,工作项目,XX,年度,XX,年度,系统运用构想计划,工程研发试验,/,改进,雏形试验,/,改进,先导生产,/,验证评估,量产,/,产品接收测试,可靠度工作计划,生产整备工作计划,整体后勤支持及维修计划,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,时程,工作项目,XX,年度,XX,年度,生产销售及系统运作管理,次一代产品改进开发,品质检测及汰除,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,系统工程管理计划内涵,系统工程管理计划,(SEMP),第一部份,系统工程管理,第二部份,系统工程程序,第三部份,专业工程整合,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,限制條件,择优分析及评估,決策,产品定义及说明,规格研发,系统规范,研发规范,产品规范,制程规范,料件规范,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,功能认定,性能需求,时程需求分析,功能流程方块图,需求规格配置,时程作业管制表,确定系统功能及其流程，确保达成计划目标,/,系统需求,确定基本设计及推展系统之工程接口,定义各项系统功能需求及其限制条件,系统各主要元素包括：,系统装备需求,设施工程需求,人员及训练需求,技术数据需求,计算机软件需求,每一功能及需求其研发时程必须要符合计划目标，各关键项目尤须查核确定如期达成。,28,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,方案,参数,A,B,C,D,E,比较参数,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,管理控制系统,公用服务系统,IE,系统的设计,33,思考题,何谓系统？系统工程？系统工程管理？请详述其间之差异。,何谓择优评估,(Trade-off Study),？详述择优评估之工作内容及其将达到什么样之结果？,在产品开发中，如何才能达成最佳化的整合及管理？,工业工程设计什么系统,?,它包括哪些子系统,?,