系统工程思考和练习题集

第一章1、选择一个你所熟悉的系统问题说明：(1)系统的功能及其要素；(2)系统的环境及输入、输出；(3)系统的构造(最好用框图表达)；(4)系统的功能与构造、环境的关系。2、说明系统一般属性的含义，并据此归纳出假设干系统思想或观点；3、管理系统有何特点?为什么说现代管理系统是典型的(大规模)复杂系统?4、请总结系统工程(学)的特点(结合第二、三章容)。5、结合系统工程应用领域，说明系统工程在你所学专业领域的可能应用及其前景。第二章1. 系统工程与系统科学的联系和区别是什么？2. 控制论的两个根本观点及其意义。3. 系统构造有哪些特点？4. 简述控制论对系统工程方法论的启示。5. 功能模拟法与传统模拟法的区别有哪些？6. 信息概念的特点有哪些？7. 申农信息熵与物理学中的熵有什么关系？8. 信息方法论与传统方法的区别，以及信息方法的意义。9. 简述一般系统论的产生背景及其根本观点。10.什么是耗散构造？形成耗散构造的条件有哪些？以及耗散构造理论的意义。11.协同学与耗散构造理论在研究上的区别有哪些？12.突变论较以往的数学理论有什么突破？其主要观点有哪些？13.复杂适应系统理论的根本思想是什么？14.钱学森提出的“开放的复杂巨系统有哪几个方面的层次含义？第三章1. 什么是霍尔三维构造?它有何特点?2. 霍尔三维构造与切克兰德方法论有何异同点?3. 什么是系统分析?它与系统工程关系如何?4. 系统分析的要素有哪些?各自是何含义?5. 你如何正确理解系统分析的程序?6. 初步系统分析有何意义?如何做好这项工作?7. 请通过一实例，说明应用系统分析的原理。8. 请总结近年来系统工程方法论的新开展及其特点。第四章1.系统模型有哪些主要特征？模型化的本质和作用是什么？2.简述解释构造模型的特点、作用及适用围。3.请依据以下图建立可达矩阵。VVA0A0A0P1VVA00V0P2VVA000P3VV00AP4V000P5VV0P6V0P7VP8P94. 以下可达矩阵,求构造模型。5. 考虑一个三阶差分方程所描述的线性定常系统式中给定初始状态求k=1,2,3时的x(k)。第五章1、系统仿真在系统分析中起何作用?系统仿真方法的特点有哪些?2、SD的根本思想是什么?其反应回路是怎样形成的?请举例加以说明。3、请分析说明SD与解释构造模型化技术、状态空间模型方法的关系及异同点。4、请举例说明SD构造模型的建模原理。5、SD为什么要引入专用函数?请说明各主要DYNAMO函数的作用及适用条件。6、如何理解SD在我国现实的社会经济和组织管理系统分析中更具有方法论意义?7、请用SD构造模型来描述学习型组织的一般机理。8、假设每月招工人数MHM和实际需要人数RM成比例，招工人员的速率方程是：MHMKL=P*RMK，请答复以下问题： (1)K和KL的含义是什么? (2)RM是什么变量? (3)MHM、P、RM的量纲是什么? (4)P的实际意义是什么?9、如下的局部DYNAMO方程： MTK=MTJ+DT*(MHJK-MCTJK)， MCTKL=MTK/TTK， TTK=STT*TECK， MEK=MEJ*DT*(MCTJK-MLJK) 其中：MT表示培训中的人员(人)、MH表示招聘人员速率(人/月)、MCT表示人员培训速率(人/月)、TT表示培训时间、STT表示标准培训时间、TEC表示培训有效度、ME表示熟练人员(人)，ML表示人员脱离速率(人/月)。请画出对应的SD(程)图。10、高校的在校本科生和教师人数(S和T)是按一定的比例而相互增长的。某高校现有本科生10000名，且每年以SR的幅度增加，每一名教师可引起增加本科生的速率是1人/年。学校现有教师1500名，每个本科生可引起教师增加的速率(TR)是0.05人/年。请用SD模型分析该校未来几年的开展规模，要求： (1) 画出因果关系图和流(程)图； (2)写出相应的DYNAMO方程；(3)列表对该校未来35年的在校本科生和教师人数进展仿真计算； (4)请问该问题能否用其它模型方法来分析?如何分析?11、某城市国营和集体效劳网点的规模可用SD来研究。现给出描述该问题的DYNAMO方程及其变量说明。要求：(1)绘制相应的SD流(程)图(绘图时可不考虑仿真控制变量)；(2)说明其中的因果反应回路及其性质。L SK=SJ+DT*NSJKN S=90R NSKL=SDK*PK/(LENGTH-TIMEK)A SDK=SE-SPKC SE=2A SPK=SRK/PKA SRK=SX+SKC SX=60L PK=PJ+DT*NPJKN P=100R NPKL=I*PKC I=0.02其中：LENGTH为仿真终止时间、TIME为当前仿真时刻，均为仿真控制变量；S为个体效劳网点数(个)、NS为年新增个体效劳网点数(个/年)、SD为实际千人均效劳网点与期望差(个/千人)、SE为期望的千人均网点数、SP为的千人均网点数(个/千人)、SX为非个体效劳网点数(个)、SR为该城市实际拥有的效劳网点数(个)、P为城市人口数(千人)、NP为年新增人口数(千人/年)、I为人口的年自然增长率。12、为研究新住宅对家俱销售的影响，考虑分房和家俱销售两个子系统。在分房子系统中，分房数量(FFL)的增加使分到新房的户数(XFS)增加，进而使未分房户数(WFS)减少。其中未分房户数还受到需住房总户数(XQS)的影响；分房数量与未分房户数成比例，比例系数记为分房系数(FFX)。在家俱销售子系统中，未买家俱新房户数(WMS)的增加使家俱销售量(XSL)成比例增加，比例系数记为销售系数(XSX)；销售量的增加又使得已买家俱户数(YMS)增加。假定在一定时期(如假设干年)，XQS、FFX和XSX保持不变。要求： (1)画出新住宅对家俱销售影响的因果关系图，并指出两个子系统各自回路的性质； (2)指出给定所有变量的类型，建立用SD研究该问题的构造模型； (3)写出该问题的SD数学模型，并就其中任一子系统，指出各方程的名称和作用 (4)适当设定初值和常量，仿真计算35年后所有状态变量的数值； (5)分别画出两个子系统中状态变量随时间的响应趋势。13、根据以下说明，画出因果关系图、建立流图模型，并拟定变量名和适当数据，写出对应的DYNAMO方程 (1)人口与经济增长 城市就业时机多，是人口流入城市的原因之一。但迁入者不一定会马上在该地区得到许多就业时机，得知并取得就业需要一段时间。迁入人口的增加，促使城市产业扩大。而产业经济的扩大，形成附加的需要，这种需要更加增大了该地区的就业时机。 (2)人口与土地使用 人口增加，除了促进经济增长之外，还使住宅建立按照人口增长的速度开展。现在假定，可供产业和住宅用的土地是固定不变的。因此，住宅储藏的增加，使可供产业扩大的用地减少。这样，一旦没有更多的土地可供使用，该地区的产业开展就受到抑制，劳动力需求减少，结果就业时机也就减少。潜在的移入者一旦知道就业时机减少，移入人口随之减少，地区人口就停顿增长。14、请根据某产品销售速率、销售量及市场需求量的相互关系(假定销售速率与实际销售量成正比，比例系数与市场需求情况有关)，分别就以下两种市场状况，采用系统动力学或其他方法，建立预测和分析销售量变化的模型，并据此图示销售量随时间变化的轨迹(趋势)： (1)该产品由某企业独家经营，且市场远未饱和； (2)该产品的市场需求量已接近饱和。15、假定某商品的库存仅发生在生产厂家，且出厂价格(元/吨)取决于库存量。库存增加，价格下降；库存下降，价格上升，且价格是库存的非线性函数(见图a)，另外，销售率是价格的反比函数(见图b)。这里给出的价格取过去一季度的平均价格(建议采用具有三个月或一个季度延迟的指数平滑平均值)。由于厂家增加生产能力需较长时间，且固定本钱较高，可以认为商品生产速率是一每月1000吨的常数。请建立描述该问题的SD构造模型和数学模型。第六章1、试述决策分析问题的类型及其相应的构成条件。2、管理决策分析的根本过程是怎样的?3、如何正确评价信息在决策分析中的作用?完全信息和抽样信息的价值是什么?4、如何识别决策者的效用函数?效用函数在决策分析中有何作用?5、请简述冲突分析方法的主要特点，它与对策论的关系如何?6、试比拟冲突分析过程与系统分析一般程序的异同。7、对冲突事件背景的认识与描述应主要包括哪些容?8、稳定性分析的根本思想是什么?9、你认为突分析模型是什么类型的模型?为什么?10、冲突分析方法的适用条件如何?有哪些功能?11、某种表公司拟生产一种低价手表，预计每块售价10元，有三种设计方案：方案需投资10万元，每块生产本钱5元；方案需投资16万元，每块生产本钱4元；方案需投资25万元，每块生产本钱3元。估计该手表需求量有下面三种可能：E130000只，E2120000只，E320000只(1)建立益损值矩阵，分别用悲观法、乐观法、等可能法和最小懊悔值法决定应采用哪种方案?你认为哪种方法更为合理?(2)假设市场需求量的概率分布为P(E1)=0.15、P(E2)=0.75、P(E3)=0.10，试用期望值法决定应采用哪种方案?(3)假设有某部门愿意为该公司调查市场确切需要量，试问该公司最多愿意花费多少调查费用?12、某产品因工艺落后需改良，现有两种方案可采用，有关资料如下表所示。请问：(1)采用哪种方案较好?(2)具体收益是多少?(3)产量是否要增加?自然状态 概率 工艺不改良 方案A成功概率0.8耗资10万 方案B成功概率0.6耗资5万 产量不变 产量增加 产量不变 产量增加 低价 0.1 -100 -200 -200 -200 -300 现价 0.5 0 50 50 0 -250 高价 0.4 150 150 250 200 600 13、某厂面临如下市场形势：估计市场销路好的概率为0.7，销路差的概率为0.3。假设进展全面设备更新，销路好时收益为1200万元，销路差时亏损150万元。假设不进展设备更新，那么不管销路好坏均可稳获收益100万元。为防止决策的盲目性，可以先进展局部设备更新试验，预测新的市场信息。根据市场研究知，试验结果销路好的概率是0.8，销路差的概率是0.2；又试验结果销路好实际销路也好的概率是0.85，试验结果销路差实际销路好的概率为0.10。要求：(1)建立决策树；(2)计算通过进展局部设备更新获取信息的价值。14、有一海上油田招标，根据地震试验资料分析估计，找到大油田的概率为0.3，开采收益为20亿元；找到中油田的概率为0.4，开采收益10亿元；找到小油田的概率为0.2，开采收益为3亿元；油田无开采价值的概率为0.1。招标规定，开采前的勘探等费用要由中标者全部负担，预期需1.2亿元，开采后中标者利润分成30%。现有A、B、C三家公司，其效用函数分别为：UA(M)=(M+1.2)0.9-2，UB(M)=(M+1.2)0.8-2，UC(M)=(M+1.2)0.7-2。试用效用期望值法确定各公司是否投标。14、有一海上油田招标，根据地震试验资料分析估计，找到大油田的概率为0.3，开采收益为20亿元；找到中油田的概率为0.4，开采收益10亿元；找到小油田的概率为0.2，开采收益为3亿元；油田无开采价值的概率为0.1。招标规定，开采前的勘探等费用要由中标者全部负担，预期需1.2亿元，开采后中标者利润分成30%。现有A、B、C三家公司，其效用函数分别为： UA(M)=(M+1.2)0.9-2 UB(M)=(M+1.2)0.8-2 UC(M)=(M+1.2)0.7-2试用效用期望值法确定各公司是否投标。15、某地区方案在一山谷修筑本钱为500万元的水坝。为了保护水坝，需要有独立的溢洪道。为此管委会要确定是建立本钱为300万元的大溢洪道还是200万元的小溢洪道。按历史资料，估计在水坝使用期间有一次或一次以上洪水发生的概率为0.25，有一次或一次以上特大洪水发生的概率为0.10，两种溢洪道在两种洪水时损坏的概率估计如下：洪水 大洪水 损坏 平安 损坏 平安 大溢洪道 0.05 0.95 0.10 0.90 小溢洪道 0.10 0.90 0.25 0.75 假设溢洪道损坏，那么水坝被破坏，其修复费用与坝的原价一样，还要蒙受洪水带来的其他损失。洪水时其他财产损失为100万元和300万元的概率分别是0.70和0.30；特大洪水时其他财产损失为300万元和500万元的概率分别为0.70和0.30。要求： (1)建立这个问题的决策树模型。 (2)按益损值准那么，什么是最优决策? (3)根据上述最优决策，你准备如何提醒管委会? (4)如果管委会表示出如下的风险意图： 假设以0.90的概率损失7106元，和以0.10的概率损失20106元，那么愿意支付12106元保险费。 假设以0.70的概率损失12106元，和以0.30的概率损失20106元，那么愿意支付15106元保险费。 假设以0.50的概率损失12106元，和以0.50的概率损失20106元，那么愿意支付17.5106元保险费。 现假定-7106元的效用价值为1.0，-20106元的效用价值为0，画出该管委会的效用曲线。 (5)使用所得的效用曲线，按期望效用价值准那么决策。 16、给定如下“古巴导弹危机中局中人的优先序，请完成该冲突事态的稳定性分析： US 4 6 5 7 2 1 3 0 11 9 10 8 USSR 0 4 6 2 5 1 3 7 11 9 10 8 17、考虑如下的Mexican财政冲突模型局中人 行动 世界银行 给墨西哥提供新的贷款 促使美国提供更多的资金 墨西哥 从世界银行获取贷款 拖欠未偿清的贷款 美国 给墨西哥施加经济压力 增加给世界银行的资金 减少给世界银行的资金 (1)就针对该问题给出的五种不可行结局，解释其含义，说明其类型：(-1-1-)T (-11)T(-00-)T (1-1-)T(0-1-)T(2)用结局集相减法求可行结局集合。 18、有两个局中人A、B各有三种行动方案，进展结局集剔除后得到9个可行结局如下表： A方： 行 动 方 案 A1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 A2 0 1 0 0 1 0 0 1 0 A3 0 0 1 0 0 1 0 0 1 B方： 行 动 方 案 B1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 B2 0 0 0 1 1 1 0 0 0 B3 0 0 0 0 0 0 1 1 1 A方的优先序为：33，9，34，17，10，36，18，12，20；将A方的优先序颠倒即为B方的优先序。请对该冲突分析模型进展稳定性分析。 19、你(们)认为应如何使冲突分析建模中的局中人优先序更确切一些，有哪些具体措施和辅助定量方法?20、试设计出检查同时处分性稳定结局的逻辑框图。21、你(们)认为结合我国实际情况，在冲突分析中应如何考虑上级决策者或协调方的地位和作用?7 / 7