资源描述
单击此处编辑母版标题样式,*,系统工程,第三章 系统分析,一、系统分析概述,二、系统分析的基本要素与步骤,三、系统的环境分析,四、系统的目标分析,五、系统的功能分析,六、系统的价值分析,七、计算机系统分析,一、系统分析概述,（一）系统分析的的概念,1.,系统分析的意义,系统学原理：世界上各种对象都是由具有内在联系的各部分组成的有机整体。,系统工程研究的对象主要是复杂系统。,不论是组建新系统或是改进现有系统，都必须对系统的目标和功能、环境以及系统内部关系进行认真分析，作出正确的决策，使系统和环境相适应，系统内部相互协调，以保证系统整体功能和目标的完成。,系统分析就是完成此项任务的中心环节,，在系统工程中起着最重要的作用。,2.,系统分析的概念,系统分析,是从,系统长远和总体最优,出发，在选定系统目标和准则的基础上，分析构成系统的各个层次子系统的,功能和相互关系,，以及,系统同环境,的影响。,系统分析,就是从,系统总体出发,，对需要,改进的现系统,或准备,创建的新系统,使用科学的方法和工具，对,系统目标、功能、环境、费用效益,等进行调查研究，并收集、分析和处理有关资料和数据、据此建立若干备用方案和必要的模型，进行模拟、仿真试验，把试验、分析、计算的各种结果进行比较和评价，并对系统的环境和发展作出预测，在若干选定的目标和准则下，,为选择对系统整体效益最佳的决策提供理论和试验依据。,与技术经济分析的区别,系统分析从,系统总体最优,出发，采用各种分析工具和方法，对系统进行定性和定量分析。,它不仅分析技术经济方面的有关问题，而且还分析包括政策、组织体制、信息、物流等有关方面的问题。,系统分析的目的和作用,系统问题,系统分析,最优系统方案,道路规划,道路规划,3.,系统分析的特点,1,以整体为目标,2,以特定问题为对象,3,运用定量方法,4,凭借价值判断,（二）系统分析的原则,1,外部条件和内部条件相结合,2,当前利益和长远利益相结合,3,局部效益和整体效益相结合,4,定量分析与定性分析相结合,（三）系统分析的工具和方法,1.,系统分析的方法,可分为定性和定量的两大类。,定量方法,：统计学和运筹学中各种模型化和最优化方法，如线性规划、非线性规划、动态规划、网络技术、排队论、存储论、投入产出分析、决策分析等。,定量方法,适用于系统机理清楚、收集到的信息准确、可建立数学模型等情况。,定性方法：,专家调查法、头脑风暴法、冲突分析法、层次分析法、可能满意度法等。,如果要解决的问题涉及的系统机理不清，收集到的信息不太准确，信息不清；或是有信息，但由于评价者的偏好不一，对于所提方案评价不一等，难以形成常规的数学模型，可以采用定性方法。,2.,系统分析的工具,系统分析的工具主要是电子计算机,。,原因：,（,1,）系统工程的主要研究对象是规模庞大、结构复杂、层次丰富的复杂系统，涉及到大量信息的收集、处理、存贮、汇总、分析。,（,2,）系统中往往存在着许多不确定的或互相矛盾的因素，为弄清这些因素和系统功能之间的关系，需要建立相应模型，要进行复杂的科学计算、仿真试验任务。,这些都只有借助计算机才能完成。,（四）应用范围,系统分析的重点：,系统发展规划方面,对管理系统：,(1),在,制订系统规划方案,时，应将各种资源条件、统计资料以及生产目标要求等，运用规划论的分析方法寻求优化方案，然后综合其它因素，在保证系统协调一致的前提下，对系统的输入、转变到输出进行均衡，从中选择一个比较满意的规划方案。,(2),对,重大工程项目的组织管理,，要运用网络分析方法进行全面的计划协调和安排，以保证工程项目中各个环节相互密切配合，按期完成。,3,在,选择厂址和工厂规模,时，应考虑到原材料的来源、运输以及市场等客观条件与环境因素，运用系统分析进行技术论证，集思广益，制定出适合我国国情、技术上先进、生产上可行、经济上合理的最优方案。,4,在,设计一个新产品,时，应对新产品的使用目的、结构、用料以及价格等进行价值分析，再根据分析的结果来确定新产品最适宜的设计性能、结构、用来选择和市场接收的价格水平。,5,在,资金成本管理,中，要做到预算控制对生产活动采取的技术改造和革新措施，都要进行成本的盈亏分析，然后再决定哪一种方案更为经济合理。,6,厂内的生产布局和工艺路线组织,方面，要对人员、物价和设备等各种设施所需的空间作出最妥当的分配和安排，并使相互间能有效地组合和安全地运用，从而使工厂能获得较高的生产率和经济效益。,7,在,编制生产作业计划,时，可以运用投入产出分析方法，使零部件投入产出平衡与生产能力平衡，确定最合理的生产周期、批量标准和在制品的储备周期，并运用调度管理安排好加工顺序和装配线平衡，实现准时生产和均衡生产。,常见的系统分析内容有环境分析、目标分析、功能分析和价值分析等。,二、系统分析的基本要素与步骤,（一）系统分析的要素,系统分析的要素有,目标、替代方案、费用效果、模型和评价基准,。,1.,目标,:,是为了达到一定目的而对系统对象所期望达到的境地和方向，是目的的具体化，系统分析的出发点,经过分析确定的目标应是具体的、有根据的、可行的。,2,替代方案,一般情况下，为达到一定的目的和所期望的目标，可采用多种手段，这些手段称为,可行方案或替代方案,。,系统分析要求尽量列举各种替代方案，并且估计它们可能产生的结果，以利于分析研究和选择。,在列举各种方案时要考虑两点，（,1,）所运用的方法是否可行，（,2,）是所采用的方案是否可靠。,3,费用和效果,。为实现系统目标就必须投入，其实际支出就是费用。,费用,：可用货币表示的费用和非货币支出的费用如失去的机会、所作的牺牲等。,牺牲,：因为为了某种目的而选择特定手段，使得一些资源或时间不能用于其它目标所造成的损失,效果,就是达到目的所取得的成果。它有“效益”和“有效性”两种指标。,效益,可以用货币表示，有效性是通过货币以外的指标来衡量。费用与效果的分析与比较是决定方案取舍的重要标志。,在分析和对比时，除考虑货币支出费用和效益外，还必须注意,非货币支出的费用和有效性,。,4,模型,。,模型是对研究对象的某一方面本质属性的简化、模拟和抽象,，是分析研究对象的有关因素之间关系和规律的有力工具。,任何现实系统本身总是十分复杂，特别是在各替代方案实施之前，不能对系统本身进行对比，分析各方案优劣，借助模型可进行这种分析比较。,通过模型可以预测出各替代方案的目标、性能、费用与效益、时间等指标情况，以利于方案的分析和比较，模型的优化和评价是方案论证的判断依据。,5,评价基准,(,标准,),。,衡量替代方案优劣的指标。,由于系统往往是多目标，用单个指标来评价是不充分的，必须用一组互相联系的可以比较的指标来衡量，这就是,系统的指标体系,。,不同的系统可有不同的指标体系，可根据有关要求具体地去确定。,有了指标体系，就可以分析各替代方案对各项指标的实现程度，并进行综合评价，权衡利弊，确定出各方案的优劣顺序。,（二）系统分析的步骤,限定问题,确定目标,收集资料提出方案,建立模型,分析效果,综合评价,建议可行方案,满意否,1,限定问题,所谓问题，就是现实的情况与理想的状态之间的差距。实际情况与人们原来的要求、设想不符，使人们感到不能满意，不能容忍时，就可说是出了问题。,系统分析的主要目的是寻求解决特定问题的最优方案。,进行系统分析，首先要明确所要解决的问题，弄清问题的实质。,问题常常不是一目了然，往往为一些表面现象甚至假象所掩盖而不易察觉。,所谓限定问题,，即是明确问题的实质和存在范围，也就是要弄清要解决的到底是什么问题、性质如何、严重程度怎么样，涉及到哪些因素，应把哪些因素作为系统来研究，环境因素是什么。,2,确定目标,弄清并提出为解决问题需要达到的目标。有了明确的目标，系统分析才能有的放矢，才能判断问题是否解决。,系统可能只有单一目标也可能有多个目标，复杂系统都是多目标。,所确定的目标应明确、具体尽可能定量表示,(,称为指标,),，以便于定量分析；对那些不能定量描述的目标也应用文字说明清楚。对这些目标只能定性分析。,3,收集资料提出方案,系统分析需要有可靠的数据和资料。,资料来源：,一是统计调查资料；二是预测资料。,资料收集的要求：,（,1,）,具有完整性，切忌盲目性,。往往资料很多，但并不都有用，应对照目标尽可能地收集和整理有关的直接和间接资料。,（,2,）,具有可靠性,。对说明重要目标的资料必须经过反复核对和推敲。,4.,建立模型。,通过构造模型简化系统，确认影响功能和目标的因素及其影响程度、因素之间相互关系及其与环境因素之间关系，以定量形式表示。,5,分析效果。,通过模型对各替代方案可能产生的结果如各项目标指标的达到程度进行分析。比如费用指标，则应考虑投入的人力、设备、资金等。,当模型复杂、计算工作量大时，应使用计算机进行计算或者模拟。,6,综合评价,在上述定量分标的基础上，进一步考虑定性因素，用评价基准为尺度，对各替代方案进行比较，排出优先顺序，最后选出一个或几个方案供决策者参考。如对选择的方案不满意，可返回到开始步骤，重新分析。,（三）实例,以某,电厂环境工程,系统分析为例说明系统分析的实际应用及步骤。,此例虽不涉及科技管理，却很清晰地表明了系统分析整个过程。,某火电厂，装机容量,212000,千瓦时，每天烧煤,700,吨，对环境污染严重，急需改善。,1.,分析过程,要解决的是环境污染问题，首先必须明确是什么污染及污染程度，这就是明确问题。,为此，必须首先收集有关资料，建立模型，对污染情况进行分析，并与国家标准进行比较。,目标确定后，仍需要收集资料并提出解决问题的各种替代方案。,最后进行分析比较，选出建议实施方案。,2,限定问题,电厂对环境的污染主要是由烟囱排出的烟尘以及二氧化硫。,烟尘、,SO,2,产生过程,空气污染示意图,地面污染与风向、风速、气压等有关气象参数以及地理位置、烟囱高度有关。,3.,收集资料建立模型,建立反映煤消耗量、燃烧方式、防尘器效率和进入烟囱的烟尘和二氧化硫之间定量关系的数学方程式。,污染过程,：扩散方程和空气流体力学方程,根据定量分析的需要，收集下列资料和数据：,(a),电厂所在地区平面位置图；,(b),选出有代表性的一年的逐月气象数据；,(c),电厂机组、锅炉、防尘器、烟囱有关技术数据；,(d),煤耗、煤发热量及其化学成分分析、煤灰分析等有关数据,计算机仿真模型,4,目标确定,对模型定量计算和仿真分析结果是：,现状：烟囱排烟尘量,823.1,公斤小时,烟囱排二氧化硫量,1843.6,公斤小时。,根据地面承受污染物国家标准，仿真预测出允许排出量为：,烟囱排烟量,170,公斤小时,烟囱排二氧化硫量,170,公斤,/,小时,5,改进方案,(1),加高烟囱,加高烟囱，相当于扩大污染的扩散空间，地面所承受的污染浓度也就减少，从而减污染。,问题：要加到多高才能达到国家标准？,通过仿真，至少应加到,120,米。这时烟尘和二氧化硫的允许排放均为,170kg/h,采用这个方案须投资,22,万元,该电厂附近有一飞机场，不允许有这样高的建筑物,方案评价：不可行,（,2,）提高除尘器效率,采用除尘效率最高的电除尘器,可以计算出，烟尘排放量可减少到,132.8 kg/h,，满足要求。,对二氧化硫，可以采取预洗、炉中加石灰等办法降低排放置。,此方案的投资,70,万元,方案评价：,可行,。,（,3,）改变燃烧方法,减少灰份额,。采用此方案须更换锅炉，,投资,200,万元。,其缺点是降低燃烧效率,235%,，以,2,计算，每年经济损失约,11.76,万元；同时对二氧化硫的排放无改进。,评价结果：劣方案,。,(4),改烧优质煤,根据对这种煤进行的有关成分、化学等分析结果可计算出，使用这种煤时烟尘排放量为,85.5 kg/h,，二氧化硫排放量为,127.7 kg/h,满足标准,采用这种方案的,优点是节省燃料，每年可节省,l91.7,万元,(,反映能源政策不合理,),；,缺点是不能解决煤渣问题。,方案评价：可行,6.,建议方案,可行方案：（,2,）提高除尘器效率，投资,70,万元,烟尘排放量可减少到,132.8 kg/h,（,4,）优质煤：节省,191.7,万元,烟尘排放量为,85.5 kg/h,二氧化硫排放量为,127.7 kg/h,建议改烧优质煤,三、系统的环境分析,(,一,),环境分类,环境是由存在于系统外的物质的、经济的、信息的和人际的相关因素组成。,从系统的观点看，全部环境因素可以划分为,物理和技术,的、,经济和经营管理,的、,社会,的三大类。,1.,物理和技术环境,即由于事物属性所产生的联系而构成的因素和处理问题中的方法性因素。它包括现存系统、自然环境、技术标准和科技发展因素。,(1),现存系统,(2),自然环境,(3),技术标准,(4),科技发展因素,是系统分析中解决各种问题的一个巨大的知识库。,规划中的新系统必须和现存系统结合工作；,现存系统及其技术方法方面的知识，在分析论证新旧系统代替是需要的；,现存系统的,技术方法,，可用于推断未来能否成功使用；,现存系统是,系统分析中收集各种数据资料的重要来源之一,。,现存系统：,（,1,）自然地理,（,2,）天然原料种类和供应,（,3,）气象,（,4,）动植物习性,（,5,）自然因素的物理特性。,自然环境,对系统分析和系统设计具有客观约束性质。,技术标准,是企业内部与外部在产品技术上协调的依据；,标准通常指为主管部门所公认和确定，为用户和主要当事人作为衡量数量、数据、等级、价值、规格等方面的法规；,标准一般由国家、部门或行业以国际、部标、行标的代号加编号形式公布。,技术标准：用技术语言表达有关技术方面的规定。,技术标准,3,个问题：,（,1,）在新系统充分发展之前，是否有可用的科技成果或新的发明出现；,（,2,）是否有新加工技术或工艺方法出现；,（,3,）是否有新的维修、安装、操作方法出现。,科技发展因素估量,2.,经济和经营管理环境,这是影响系统经济过程和经营状态的因素。,(1),政府和政策作用,。政策是一种重要的管理手段，政府通过它的权力、政策和它的各级管理机构对社会、经济组织进行管理，任何社会、经济组织都不能脱离政府的方针、政策而自由行动。,系统分析必须充分分析和认识到政府和政策作用所产生的支持、约束和影响。,政策,政策是以在竞争中获取生存和发展为前提的。,企业的政策应包含,（,1,）合理的分配关系,（,2,）各种资源的绝对数量和总预算方面的政策,（,3,）选定研究和发展项目方面的政策,（,4,）对用户承担责任方面的政策,（,5,）保证学术自由、专利和保密方面的政策,（,6,）产品质量方面的政策,（,7,）有关行政工作制度、标准和程序的政策,政府作用,作为经济环境因素的意义在于：,（,1,）政府通过它的权利和它的各级机构的工作影响着贷款、干部的调配、劳动力的分配、工资、劳动条件等各个方面,（,2,）在许多方面提出控制指标,（,3,）通过它的活动实行监督,（,4,）是最大的用户,(2),外部组织机构。,新建或扩建系统结构与外部组织机构如上级组织、科研咨询机构、协作单位、用户等机构发生直接或间接的联系。它们之间的联系产生各种对口关系如合同关系、财务关系、指导关系、技术转让、技术协作咨询服务、情报交流等。,(3),产品系统及其价格结构,。对企业来说，了解产品系统及其价格结构，对制定系统目标和约束是非常重要的。特别是对产品价格结构的分析，是经营决策的重要问题。,(4),经营活动。,主要指与市场和用户等直接有关的因素。,外部组织结构：,系统分析人员应掌握：,1,、各类组织的社会功能、机构设置、经营策略及动向、现存状态、有关机构间的纵横向联系、信息渠道；,2,、相应机构内执行各种功能的人物和决策人物及其特点；,3,、有关各类机构的内部情况及效率；,产品系统及其价格结构,（,1,）了解产品和服务存在的社会原因,（,2,）了解产品或服务的工艺过程及技术经济要求,（,3,）了解价格或费用构成,（,4,）了解产品价格和利率结构参数在不同经济和经营环境下变化的动态,对产品价格结构的分析，是经营决策的重要问题,经营活动,经营环境：,与市场和用户等有直接关系的总体。,目的：,获取最大的经营效果，不断促进企业发展和壮大。,改善经营活动主要包括：,（,1,）增强企业实力（基础）,（,2,）搞好经营决策（手段）,（,3,）提高竞争能力（目的）,3.,社会环境,是指来自人或社会集团的关系的因素。,它包括大范围内的社会因素和个体的因素。,环境因素很多，在系统分析时应根据具体的问题，找出相应的环境因素总体，确定各因素的影响范围和因素间的相关程度。,可以定量的因素，应列出数学方程作为系统模型的约束条件来处理。,只能定性分析的环境因素，可采用评分法来分析。,（,1,）,大范围的社会因素,人口潜能,模拟物质质点间具有引力的物理概念，作为人的社会的一个特点，人们具有明显的群居和交往的倾向。,城市形式的研究,基本特征为,规模、密度、构造、形状和格式,（,2,）人（个体）的因素,可分为两组：,通过人对需求的反映而作用于创造过程和思维过程的因素,人或人的特性在系统开发、设计、运用中应予考虑的因素（人类工程学）,人类工程学：,探讨人的能力、生理学和心理学的局限性，以及在人操作的设备中如何最有效地考虑这些因素，使整个人机系统的运行达到最高效率。,以标准人为目标,，而与具体人的行为无关。,标准人的测度通过测定一定数量的兴趣特性，如颜色感觉、听力范围、触觉灵敏度等的统计数字获得。,(,二,),环境分析的内容,从以下,4,种关系入手分析,1.,互依关系,定义：某一系统所需要的某种物质、能量和信息是由另一系统提供的,系统甲,系统乙,研究内容,环境对系统提供的输入，以及系统对环境的输出在质和量两个方面是否稳定可靠，,即它们之间的关系应保持动态平衡。,否则，就不协调，系统就不能正常执行功能。这时，系统和环境中必然有一个输入不足或输出过剩,这就得对系统的功能进行调整，如开辟新的输入来源或新的输出场所，即在更大的范围内组织全协调的互依关系。,科技系统的外部联系,科技系统以系统输出的方式强烈地影响着社会、经济系统,。,科技的发展对提高劳动生产率、利润和效率，增加国民财富，提高人民生活水平起首十分重要的作用，影响着劳动对象、生产技术水平、产品结构、产业结构、组织管理水平和方式。,科学技术是生产力。,反过来，社会、经济环境系统提供发展现代科学技术所需要的巨额经费、大量的科学技术人才和必要的物质条件，对科学技术活动不断提出新的课题。科技活动过程始终受到社会、经济这个大环境的制约和影响。,在,输入方面，对科技活动经费、人力和设备的投入应与科技活动规模相适应,。在输出方面，科学技术工作必须面向经济建设，将科技成果切实地应用于生产，转化为生产力。,需要在政策上、管理体制上采取措施，,使科技研究工作与生产相结合、科研机构与生产部门相结合，更好地促社会、经济和科技本身的发展。,2.,竞争关系,如果甲乙两系统需要的同一种输入都是由丙系统提供的，或丙系统需要的某种输入是由甲乙两系统提供，且甲乙两系统间再没有其它物质、能量和信息的交换关系，那么甲乙两系统间的关系叫,竞争关系,丙系统,甲系统,乙系统,(,t,),f,(,t,),(t),甲系统,乙系统,(,t,),f,(,t,),丙系统,(t),例 子,科技系统与社会、经济环境系统（国民经济和国民福利）,它们所需要的经费都是由国民财富子系统提供的。,合理地确定科技经费投入占国内生产总值或国民收入的比例，是关系到科技和社会、经济系统协调发展的极为重要的问题。,3.,破坏关系,如果甲系统的输出传给乙系统后，或甲系统掠取乙系统的组成元素作为自己的输入后，削弱了乙系统的功能，或导致乙系统瘫痪甚至崩溃，那么甲乙两系统的关系叫破坏关系。,（,1,）,对周围地区的地质、水文、气象可能产生的影响,，避免或减少这种影肉的措施，最终不可避免的影响；,（,2,）对,周围地区自然资源可能产生的影响,，避免或减少这种影响的措施，最终不可避免的影响；,（,3,）,各种污染物最终排放量，,其对周围大气、水、土壤等环境质量的影响范围和程度；,（,4,）,对周围地区自然保护区等可能产生的影响,，避免或减少这种影响的措施，最终不可避免的影响,（,5,）,噪声振动,等对周围生活居住区的影响范围和程度,（,6,）,绿化措施,，包括防护地带的防护林和建设区域的绿化。,新建项目对环境的影响,4.,吞食关系,如果,甲系统的输入是乙系统本身,，而且乙系统进入甲系统后，经甲系统的变换作为原系统的基本属性完全消失，那么甲乙两系统间的关系叫吞食关系。,甲系统叫吞食系统，乙系统叫被吞食系统。,如经济系统和自然资源之间的关系。,如果系统和环境之间是吞食关系，那么就要注意系统吞食强度和环境再生能力之间的关系，力争两者之间保持动态平衡。,实 例,上海三十万吨乙烯成套工程可行性研究,的论证,为了适应国民经济发展战略目标的要求，准备在上海石化总厂引进一套三十万吨乙烯成套设备。,这项工程规模巨大，影响深远，为避免片面性、盲目性导致决策失误，需要进行环境分析，,即围绕引进工程目的提出各种可能的环境因索，进行分析评价。,影响因素很多，涉及到政治、经济、技术、交通等，经过反复研究，采用专家调查法，可把这些环境因素归纳为,十大类三十八条目,，组成评价指标体系。,（,1,）与国家政策的一致性,(1.1),符合经济建设十大方针的程度，,(1.2),产品“挤出去”的能力；,（,2,） 能源,(2.1),符合国家能源政策程度,(2.2),投入的能源，,(2.3),对上海地区的节能效应,（,3,） 产品的市场,(3.1),国内市场的吸收能力；,(3.2),生产品种变更的灵活性,(3.3),代替现有进口货的能力；,(3.4),产品国际销售历史中的波动情况，,（,4,）直接经济效益,(4.1),每年可创利润和锐收,(4.2),对上海工业增长速度的意见,(4.3),与一二期工程结合的效益,（,5,）间接经济效益,(5.1),给上海化学工业结构改革的增益,(5.2),给上海纺织工业结构改革的增益，,(5.3),给上海轻工业、手工业结构改革的增益,(5.4),给上海机电工业结构改革的增益,(5.5),对农村经济发展的意义；,（,6,）促进还是妨碍上海城市的发展,(6.1),对上海住宅发展的影响,(6.2),对上海施工力量的影响,(6.3),对上海建材供应的影响；,(6.4),对上海基建投资分配的影响；,(6.5),对上海运输能力的影响,(6.6),对上海城市改造的积极意义,(6.7),对金山卫星城发展的积极意义，,（,7,）工程投入量,(7.1),投入项目的资金,(7.2),投入项目的建材,(7.3),投入项目的施工力量；,(7.4),项目所需的水量,(7.5),项目所需的土地,（,8,） 时间,(8.1),基建时间；,(8.2),初期投产时间；,(8.3),全面投产时间；,(8.4),资金回收时间；,（,9,）有无非常规因难,(9.1),施工中的困难；,(9.2),运行和经济中的困难；,(9.3),工程与工艺的成熟程度；,（,10,）环境保护,(10.1),三废排放,;,(10.2),对生态的影响，,（三）环境因素定量化,对环境因素还必须进行定量化处理，一般可分为三种,(,一,),能直接定量的环境因素,(,二,),可间接定量的环境因素,例如环境因素中的气候条件是指港区的风力、风速、波浪高度，直接量化有困难。但对港口来说气候条件主要影响装卸作业，如大风大浪条件下不能进行装卸作业，因此可用全年的可装卸天数间接量化气候条件。,(,三,),定性因素的定量化,对定性的环境因索，如政策因素、社会环境因素等，可用评分的方法，即人为地分为若干级，进行相对比较，给予一定分值。,四、系统的目标分析,（一）目标分析的意义,目标分析是整个系统分析工作的关键。制定目标，就是明确系统所应达到的各项要求。有了明确的目标，才能针对目标提出替代方案，进而选择合理的方案。,目标正确与否，直接关系到系统存在的价值。,不恰当的目标往往会给系统带来严重的后果,例子,以英法为首的欧洲集团和美国争夺国际民航领先地位,目标：,英法集团,以高速度、大型和豪华为目标，设计了超音速“协和”型民航机，该计划耗资数以亿计，历时十几年。,而,美国,则选定了以省油、低噪音、大载客量为目标，设计和研制了亚音速“波音”系列民航客机,协和,波音,高速、大型、豪华不受欢迎，反而因其噪音大、耗油多、价格昂贵而无人问津,空中客车,系统目标分析的目的：,（,1,）论证目标的合理性、可行性和经济性；,（,2,）对总目标进行细分获得由一系列目标组成的目标集。,（二）确立目标的原则,目标分析的作用,是，经过分析论证确定合理的目标，为下一步的系统分析打下基础，避免方案实施后造成不必要的损失。,在确定目标时，应注意下列原则：,（,1,）必要性,。所确定的目标对系统来说是必要的，即能够满足解决问题的需要。系统分析的最终目的是要解决所限定的问题，目标只不过是为解决问题而要达到的境地，也即是衡量问题是否解决的标准。显然，不必要的目标是毫无意义的。,（,2,）可行性。,既要考虑到外部环境的约束又要充分注意到系统内部条件的限制，使目标建立在扎实的主客观条件的基础上。,（,3,）合理性。,所确立的目标不仅是先进的而且还应该是经过努力可以达到的。此外，目标还应具有合理的方向，能发挥系统的优势。,（,4,）与外界系统的协调性和环境适应性,。所研究的对象系统是它所处的高层次系统的子系统，其目标只有和外界系统目标协调一致，才不会对外界系统产生不良影响，有助于上一层次系统目标的实现。外部环境是不断变化的，所确立的目标应适应环境变化，否则会影响目标的实现。这就要求目标留有一定余地，保持适当弹性。,（三）系统目标的形成,系统目标分析，首先是确定总目标，总目标的形成一般有以下几种情况,（,1,）社会发展、经济建设的需要,（,2,）国防建设发展提出的新要求；,（,3,）系统本身发展提出的要求,系统分析的主要对象是复杂系统，只有总目标还不直观、具体、明确，必须对总目标进行分解形成目标系统,例 子,建立目标系统的方法,目标,手段分析法：,将要达到的目标和所需要的手段按照系统展开，一级手段等于二级目标，二级手段等于三级目标。如此类推，便产生了层次分明，相互联系又逐渐具体化的分层目标系统。,在分解过程中，要注意使分解后的分目标与总目标保持一致，分目标的集合一定要保证总目标的实现。,实质：运用效能原理不断分析的过程,目标系统形成后,首先应对各层次目标进行认真分析，确定各目标的重要程度，分清主次，按重要程度排序，删除根本无法实现或根本不必考虑的目标。,其次，还应使,各项目标具体化、数量化,，对定性目标也应说明清楚。,（四）替代方案形成,目标确定后，就应着手拟定替代方案。拟定方案应按照先发散后收敛的思维步骤，首先设想和列举尽可能多的方案，再进一步对各方案严格论证、反复推敲，逐步缩小到几个方案上去。,按照系统论的观点，拟定方案可以通过下列途径，其实质是通过改变系统结构达到提高系统功能的目的。,(,一,),对要素进行重新组合。按照新的原则对要素重新组合。,(,二,),变换各要素的排列顺序,(,三,),调整要素之间的关系。改变要素间联系的性质，扩大或减少这种联系。,(,四,),转换结构类型。既包括要素的重新组合、序列的易位，也包括关系的调整，用一种新型结构取代原有结构。,替代方案的确定方法,1,、专家咨询,2,、头脑风暴法,3,、,635,法,4,、类比法,5,、形态模型方法，构成分析法,1.,专家咨询,这是经常采用的制定替代方案的重要方法,聘请有经验的专家顾问，包括科学家、社会科学家、工程师、管理专家、有经验的领导干部等，作咨询服务，提出方案。,2,头脑风暴法,用小型会议求取方案的方法，会议人数一般规定为,六至十人,会议有四条原则：,不互相批评；自由鸣放；欢迎提出大量方案；要求善于结合别人意见来继续思考，对别人提出来的方案要加以发展。,主持会议者不必说明会议的真正议题，只要概括地出一个大题目，要求到会专家毫无拘束地发表意见。最后从中吸取所需要的东西。,头脑风暴法的主要特点是自由思考、互相启发，避免了会议往往受到一、二个权威所左右，并且有意无意地去迎合领导意图的倾向。,据统计，用这种方法比通常的会议提高效率约,70,。,3,635,法,是一种逐步使用头脑风暴法的创造性技术,选定六位参加者,，每位在五分钟内对所提出的问题提出三个方案写在纸上，按一定次序传给下一位参加者，每位参加者在接到传来的纸条后再写上与人家不同的三个方案，传送下去。半个小时后结束，这时共有,108,种方案。,该方法主要依靠直觉能力,，它们与人的下意识能力,(,主要是联想能力,),有关。,这种技术主要用于工作小组，参加工作小组人员的素质特别重要。,4.,类比法,类比过程,类比原理是基于两种现象、过程或系统之间的相似性,。,根据其中一种已知现象就可推出另一种未知现象的结论，即根据对一种巳知现象的知识而类比出解决另一种相似现象的问题的方法。,仿生学就是通过对自然界样本的研究来解决技术上的问题,。,5.,形态模型法,将对象和问题分解为互相独立的部分，对解决每一部分问题都要找出多种方案和方法，,在所有各部分问题的多种解决方法中任取一种，组合起来就形成了一个方案。,这样的组合方案很多，从中就可以找出替代方案。,形态模型法主要是解决技术问题。使用时必须逐步把一些不符合要求的方案淘汰掉，善于判断哪些因素的新结合是值得探讨的。,形态矩阵,讨论：提高自身能力,6.,多目标分析,目的：,综合考虑多个目标的统一评价或者将若干个小目标统一为一个较大的目标。,多目标综合方法：,多目标综合评分法：加权法,设某工厂有两个备选厂址（,A,地和,B,地）,一、将影响厂址选择的主要因素列表,二、对各相关因素给出最高评分；,三、对每个影响因素确定评分等级；,四、分别就两个备选厂址按给定因素评出等级及分数；,五、计算两个对比方案总分值，排列出优选顺序。,表,1,影响厂址选择的主要因素,（,1,）接近市场,（,11,）教育及就学条件,（,2,）接近原料产地,（,12,）文化卫生条件,（,3,）技术协作条件,（,13,）住房,（,4,）动力条件,（,14,）地区生活水平,（,5,）水资源条件,（,15,）医疗条件,（,6,）气候,（,16,）地区位置条件,（,6,）投资条件,（,17,）交通条件,（,8,）组织力量的可能性,（,18,）地区社会反映,（,9,）防火条件,（,19,）地区法令要求,（,10,）保卫条件,（,20,）地区发展可能,表,2,选址影响评分,因素,评分,因素,评分,（,1,）,280,（,11,）,20,（,2,）,220,（,12,）,20,（,3,）,100,（,13,）,20,（,4,）,30,（,14,）,10,（,5,）,10,（,15,）,20,（,6,）,40,（,16,）,10,（,7,）,60,（,17,）,10,（,8,）,10,（,18,）,40,（,9,）,10,（,19,）,30,（,10,）,20,（,20,）,20,表,3,等级分,等级,表现,分配分数,1,敌对不合作的,9,2,不合作的,10,2,较合作的,20,3,合作的,30,5,（最大级）,友善积极合作的,40,表,4 A,地评分结果：总分,700,分,因素,等级,分数,因素,等级,分数,1,最大级,280,11,3,12,2,4,176,12,2,8,3,2,40,13,2,8,4,1,6,14,4,8,5,4,8,15,1,4,6,4,32,16,3,6,7,3,36,17,2,4,8,最大级,10,18,3,30,9,4,8,19,2,12,10,2,8,20,1,4,表,4 B,地评分结果：总分,574,分,因素,等级,分数,因素,等级,分数,1,3,168,11,3,12,2,4,176,12,2,8,3,1,20,13,最大级,20,4,最大级,30,14,1,2,5,1,2,15,2,8,6,最大级,40,16,2,4,7,1,12,17,4,8,8,2,4,18,1,10,9,2,4,19,最大级,30,10,3,12,20,1,4,五、系统的功能分析,（一）系统的功能,所谓,功能是系统完成某项工作的能力,。,为了达到企业的目的，必须要实现很多的功能。一般说来，管理系统的功能，是由企业各个管理部门来完成的。,管理系统有一个总目标。要完成这个目标，必须要完成各子系统的功能。而各子系统功能的完成，又依赖于组成子系统的每个功能的完成。,（二）功能展开和划分的方法,一般有三种：,归纳法,演绎法,创造法,1.,归纳法,它是一种从现状出发，经过分析，,层层向上,进行归纳的方法。它是,由点到面，再组合成整体,。,归纳法是系统分析的一种基本方法,优点：它能在短时间内完成系统设计的任务，又是以成批处理为中心的一种分析方法，所建立的新系统比原有系统有所改善。,缺点：受到现状的约束较多，一旦系统扩张推进的时候，就得要作相当大的调整。,2.,演绎法,对现状不加考虑，,从新系统出发，层层向下创新的方法,。,由,整体分散到面，再由面到点,演绎法是从许多理想系统中，以理想条件为指导，选择一个方案。,它是先以理想系统为着眼点，从理论的理想系统出发，选择有可能的最终的理想系统，然后研究技术上能实现的理想系统，以及考虑了经济性等现实制约条件的工作系统。,考虑了建立系统的一些现实的约束条件，所以它的开发实施比起归纳法来，不容易实现。,当系统有必要重新调整时，它有可能设计一个合理的系统。,归纳和演绎,3.,创造法,它,主要处理未知领城或未经历的领域,。,例如掌握未知、未经历的市场，对用户或生产、销售一方来说，掌握用户对新产品的反应；而对一个新的管理系统要搞清它的功能并进行改造。,创造法有很多种，著名的有情报整理法、智力激励法等。,一般情况下：三种方法混合使用,六、系统的价值分析,（一）概述,（二）价值的分类,（三）价值系数,（一）概述,价值分析,：也称价值工程，是一种研究和评价产品功能，系统地找出能以最低成本可靠地保证必要功能的技术。,价值分析的起源,美国一位电气设计工程师麦尔登在采购原材料时设想：,如果得不到所需要的材料或产品，可以想办法获得它的功能,在购买某件物品时，首先要考虑一下，这种物品是做什么用的，其功能是什么？其他的物品能否代替它,?,能否利用现有人力、物力资源或其它途径获得这一功能？,他从研究材料的代用问题开始，逐渐总结出一套科学的系统方法,通过这套方法，可以在保证产品质量的前提下，大大降低成本，因而为他所在的公司带来显著的利益，引起了各方面的重视。,1947,年他以价值分析为题发表了这套系统方法,现在，价值分析已成为系统分析的主要内容之一，在系统工程中被广泛应用。,价值分析的定义,价值分析：以最低的总成本可靠地实现产品或服务的必要功能，着重于功能分析的有组织的努力。,包含了三个方面的内容,:,（,1,）价值分析的目标是以最低的总成本获得产品或服务的必要功能；,（,2,）价值分析是一种有组织的努力；,（,3,）价值分析的核心是对产品和服务进行功能分析,总成本,(,或总费用,),是指某个产品从研制、设计、制造到使用整个期间的成本,(,或费用,),，也叫做寿命周期成本或系统费用。,只有总成本降低了，才能体现出对整个社会有益的经济效益。,如果仅仅是生产的成本降低了，而产品质量有所下降，使用维护成本提高，就可能使产品整个寿命周期费用提高，这当然是不合理的。,“,有组织的努力”,“,有组织的努力”是价值分析活动的重要特点。,价值分析人员的重要任务,之一就是要把各方面人才组织起来，发挥集体智慧，博采众家之长，灵活运用设计、管理、制造、供销等方面助知识和经验，提出解决问题的方案。,客观要求：,现代企业规模庞大，部门繁，而横向之间的联系脆弱，加之工作人员专业不同，往往缺乏系统观点，各抱一摊。,但是要完成一件产品，决不是某一部分人就能胜任的，而是各方面人员共同努力的结果。,价值分析活动,正是设法充分发挥有关专家的作用，进行有组织的努力，以达到提高产品价值的目的。,价值分析的潜力,1,一种新产品的设计，往往考虑一个“快”字，如何早日完成，早日投入生产，早日占领市场，而忽略了其它因素，尤其是成本这个因素。,2,近年来科学技术发展很快，随时出现新材料和新工艺，设计人员不一定能及时掌握，因而得不到充分利用。有的设计人员对标准件不熟悉，本来可以利用标准件却往往另搞自己的设计，使成本增加。,3,有些设计是分系统进行的。例如建筑房屋设计，结构、电气、管道、建筑式样。如果各搞一摊，就某个部分的设计来看可能是最经济的但却使另一部分不得不采用昂贵的设计，全面衡量又未必合算。,4,设计人员还往往考虑不到产品的总成本,(,寿命周期费用,),。,5,设计人员虽有大量专业知识，但不能精通各个方面。有的老技工、采购员、推销员等却蕴藏着某种特长，对某个问题往往能提出极好的意见。如果把这些知识、经验有意识地组织起来，就可以解决许多原来不能解决的问题。,和政治经济学中“价值”的区别,价值分析,:,是某种产品,(,或服务,),的功能与成本,(,或费用,),的相对关系,它比较接近人们通常口语中的“价值”的概念。,例如我们购买物品，总要考虑一下：这东西能做什么用，质量如何？花这样多的钱买值不值得？,在价值分析中，价值的高低，是用功能和费用的相对比值来表示的，可以写成如下表达式,V,U,=,功能,/,费用,这是从用户的立场来讲,从生产者的角度,把投入的资金,(,成本,),同取得的收益作比较，对产品价值的评价可表为：,V,m,=,收入,/,成本,同一产品，用户所付费用即等于生产者的收入，因此,V,m,同,V,U,有一定矛盾，两者的关系可用下式表达：,V,m,=1/ V,U,功能,/,成本,如何解决矛盾？,从功能成本这两个因素中想办法，即,（,1,）功能不变，成本降低,（,2,）成本不变，功能提高，,（,3,）功能提高，成本降低，,（,4,）成本略有提高，功能有更大提高。,价值分析的目的：,就是提高某种产品或服务的价值,途径：,降低成本和改善功能两个方面。,价值分析取得显著的效果的重要原因之一：是抓住了“功能分析”这个实质性的环节。,功能：是指一种产品,(,或一种作业、服务,),所担负的职能和所起的作用。,手表的基本功能是能显示时间，,电冰箱的基本功能是冷藏食品等,问题的核心：,任何产品都有其特定的某些功能，用户购买某种产品，不是为了获得产品本身，而是为了获得它的功能。,价值分析人员对产品进行系统分析，,首先不是分析产品的结构，而是产品的功能，,也就是从传统的对产品结构的研究转移到对产品功能的研究。这就摆脱了现存结构对思想的束缚，为广泛运用科学技术的新成果，找出实现所需功能的易优方案，提供了一种有效方法,以手表为例，在改进机械表,时如以分析结构出发，最终不过是改进结构。,只有,从“显示时间”这个功能,出发，才导致了石英电子表的出现。,通过功能分析可以发现哪些功能是必要的，哪些功能是不必要的，哪些功能是过剩的。,在改进方案中去掉不必要的功能，削减过剩功能，补充不足的功能，使产品的功能结构更加合理，以达到保证功能，降低成本，更加满足用户要求，提高产品竞争能力的目的。,（二）价值的分类,V,U,=,功能,/,费用,在实际上，这个公式并不能让我们随心所欲地去应用，因为我们往往不知道如何去计算“功能”。,如拿烤面包机来说，,“能自动烤面包”,“美观”,“虚荣声誉”,“优越感” 。,这些都是“价值”，而这些价值都是因人而异的。,一件工业品，价值可分为,4,类：,1,使用价值,，即一件产品可以完成其功用所具有的特质，这是一件产品的主要价值，或者是一种所谓“物品的效用”；,2,交换价值,，即一件产品可以与其它事物作交换所具有的特质；,3,成本价值,，即为了完成一件产品所必须支付的各项货币支出的总额；,4,珍贵价值,，即一件产品除了上述的使用价值外，所具有一种能促使人们注意，促使人们引起占有欲望的特质，它是另外一种形态的效用。,珍贵价值：,例如首饰、古董、艺术创作等珍贵价值，受主观作用的影响很大,成本价值：,与本身技术条件和生产方法有关；,交换价值：,与市场容量的关系比较密切。,使用价值：,是追究为什么要有这件东西,因此在价值分析的领划中，主要针对“使用价值”而进行研究。,无论是工业产品或是服务事项中，都有所谓“不必要的成本”。,价值分析作为一种管理系统分析的工具，目的在于找寻不必要成本的所在，进而将之消除。,但是价值分析的目的并不是仅仅寻求降低成本，其,最重要的特性是站在消费者的立场来检讨消费者所需要的那种功用，消除一件产品的不必要功能。,（三）价值系数,价值分析中的功能分析和成本分析等，可以找出提高产品价值的途径和潜力。,但还停留在定性分析状态，还没有充分体现价值分析的实质，即把成本和功能结合起来考虑。,必先引入价值系数的概念。,作用：,可分析出成本与功能搭配不合理的范围，并由此定出改进的重点对象，以及价值分析改进工作的顺序。,价值系数的定义,价值系数，是针对欲进行价值分析对象的零件,(,或组件,),某个零件的价值系数,(V,1,),，定义为该零件的功能系数,(F,1,),与该零件的成本系数,(C,1,),之比，即有,V,1,F,1,/ C,1,功能系数,(F1),是该零件功能,(F,10,),与整个产品的总功能,(F),之比，成本系数,(C,1,),是该零件的成本,(C,10,),与经过分类选定进行价值分析的零件的成本和,(C,),之比,V,1,F,1,/ C,1,（,1,）,V,1,l,，功能系数大于成本系数,说明该零件的功能比率超过对它的成本分配,一般地意味着功能过剩，有可能剔除过剩功能，因而降低材料规格，简化工艺，有进一步降低成本的潜力。,也可能是功能比率合适，而成本分配得不足，那么适当增加成本是必要的，如此将导致整个产品功能的提高和价值的提高。,（,2,）,V,1,1,，功能系数小于成本系数,说明该零件的成本高于功能比率,一般地意味着成本过高，应从设计、材料和制造工艺等各方面设法降低成本,也可能是成本分配合适，而功能不足，需改进设计、材料、工艺等，以设法提高零件的功能，进而提高整个产品的价值。,V,1,F,1,/ C,1,（,3,）,V,1,1,，功能系数等于成本系数，说明该配件的成分配和其功能比率相匹配。这是成本和功能恰到好处的情况。,对一个特定产品作价值分析的最终目的是保证性能，降低成本，提高价值，但这种分析要通过对其组成的配件的分析而实现,进行价值分析，就是要使每个零件的,V1,值尽可能地趋于,1,V,1,F,1,/ C,1,V,1,值的确定,C,1,的值比较容易求得,F,1,的值确定比较困难,用数量来描述某一零件的功能比率，目前尚无完善满意的办法。,通常在价值分析中，确定,F,1,有,强制确定法,、,直接打分法,、,逻辑判断流程法,和,用户意见调查法,，以及我国学者改进上述方法得到的,基点分析法,和,基点双曲法,等,直接打分法,此法是对价值分析的零件，就它们的功能重要性作两两比较,对于两两比较的结果，按下列准则打分：,(1),重要得多，一方打,4,分，另一方打,0,分；,(2),重要，一方打,3,分，另方打,1,分；,(3),同样重要，双方各打,2,分；,如此统计每个零件的累计分,每个零件累计分除以所有配件的累计分总和,即为每个零件的功能系数,F,，如下表。,七、计算机系统分析,（一）基于计算机的系统,（二）系统工程,（三）系统分析,（四）可行性分析,某些元素的一个集合或排列,这些元素被组织起来以实现某种方法，过程或借助处理信息进行控制。,一、基于计算机的系统,基于计算机系统的系统元素,系统元素,软件,计算机程序、数据结构、相关文档,硬件,电子计算设备（如,CPU,， 存储器）和外部机电设备（如传感器、马达等）,人,硬件和软件的用户,数据库,一个大型的有组织的信息集合,文档,手册、表格和其它用以描述系统使用和操作的信息,过程,定义每一种系统元素的特定使用步骤，或系统驻留的过程性环境,系统的层次结构,基于计算机的系统本身可以成为一个,更大的基于计算机系统中的一个元素,，,并称为那个更大系统的,宏元素,。,工厂自动化系统,（二）计算机系统工程,计算机系统工程是一个问题求解活动，目的是,揭示,、,分析所期望的功能,，,并把它们分配到各个单独的系统元素中去,。,系统工程师的任务,与用户合作确认,用户的目标和约束,导出,功能,、,性能,、,接口,、,设计约束,和,信息结构,的表示,将它们分配到每一个系统元素中,计算机系统工程师,选择硬件元件的某种组合,以,构成基于计算机系统的硬件元素,硬件工程过程可以分为三个阶段,计划和定义阶段,设计和样机实现阶段,生产、销售和售后服务阶段,硬件和硬件工程,软件与软件工程,为实现要求的功能和性能，必须制作或获取一系列软件部件,软件元素分为两类,应用软件,用来实现信息处理的功能,系统软件,完成使应用软件能与其它系统元素交互的控制功能,人类工程,是应用从心理学和方法论导出的知识来确定和设计高质量,HCI,的多学科活动,人类工程过程包括以下步骤,（,1,）,活动分析 ,环境交互及划分任务,进行任务分析（,2,）,语义分析和设计 ,动作精确定义，,“,对话,”,设计,( 3 ),语法和词法设计 ,各个动作和命令的形式，硬件与软件实现,( 4 ),用户环境设计 ,将硬件、软件和其它系统生成元素组合起来形成用户环境,( 5 ),原型 ,从人的角度出发来评价,HCI,数据库和数据库工程,数据库工程（包括,数据库分析,、,设计,和,实现,）,对于使用数据库的系统，,信息仓库,往往是所有功能的核心,数据库工程的应用是在数据库的信息域定义完成之后,系统工程师的作用是,定义数据库中包含的信息,处理查询的类型,数据存取的方式,数据库的容量等,数据分析和设计是基本的软件工程活动,三）系统分析的目标,识别用户要求,评价系统的可行性,进行经济分析和技术分析,把功能分配给硬件、软件、人、数据库和其它系统元素,建立成本和进度限制,生成系统规格说明，形成所有后续工程的基础,需求识别,系统分析过程的第一步就是,识别用户要求,分析员必须考虑以下问题：,功能,和,性能,可靠性,和,质量,总的系统目标,成本与进度限制,制造需求,市场与竞争情况,有效的技术,将来可能的扩充,系统分析的任务,识别希望的功能和性能范围,确定系统的功能、性能、约束和接口,将功能赋予一个或多个系统元素（即软件、硬件、人等）,提出一些候选方案并做评价,项目考虑,商业考虑,技术分析,生产评估,对同一功能，可以分配不同的系统元素,为选取最
展开阅读全文