系统工程概论

1、系统工程概论系统工程概论主要内容主要内容l“系统系统”的内涵及的内涵及“系统思想系统思想”的意义的意义l“系统工程系统工程”的基本概念和主要特点的基本概念和主要特点l“系统工程系统工程”的发展历史的发展历史什么是什么是“系统系统”l具有下列特征的事物可以称为具有下列特征的事物可以称为“系统系统”：l可以分解为更小的部分；可以分解为更小的部分；l各部分之间通过特定的联接组合在一起。各部分之间通过特定的联接组合在一起。l这些这些“部分部分”称为称为“元素元素”，部分之间的，部分之间的“联接联接”称为称为“关联关联”。l系统系统 = 元素元素的的集合集合 + 关联关联的的集合集合“系统系统” 的的“

2、目标目标分析分析还原还原”模模式式l“系统系统”的整体要求的整体要求l找出找出“系统系统”的元素的元素l独立处理各个元素独立处理各个元素l综合检验综合检验l指定要处理事物的整体指定要处理事物的整体目标；目标；l将事物和目标都相应分将事物和目标都相应分解成更简单的部分；解成更简单的部分；l各部分达到目标后再综各部分达到目标后再综合检验整体目标是否达合检验整体目标是否达到。到。“目标目标分析分析还原还原”模式的困惑模式的困惑2004-2006困惑的原因困惑的原因l“系统系统”的整体要求的整体要求l找出找出“系统系统”的元素的元素l独立处理各个元素独立处理各个元素l综合检验综合检验切断关联切断关联复

3、原关联复原关联“独立处理独立处理”的合理性？的合理性？“独立处理独立处理”的合理性？的合理性？l对于很大一类系统，对于很大一类系统，“独立处理独立处理”每个元素是每个元素是不合理的；不合理的；l即使完全清楚了每个元素的特征，仍然无法掌即使完全清楚了每个元素的特征，仍然无法掌握整体特征；握整体特征；l整体特征不是元素特征的简单叠加，而是整体特征不是元素特征的简单叠加，而是“元元素素”特征通过特征通过“关联关联”互相影响后互相影响后“涌现涌现”出出来的。来的。“关联关联”的深刻内涵的深刻内涵l细胞是构成生命的最基本单位，所有生命活动细胞是构成生命的最基本单位，所有生命活动都是由细胞完成的，人体细胞

4、更新周期一般为都是由细胞完成的，人体细胞更新周期一般为120-200天（神经组织细胞除外），大约每天（神经组织细胞除外），大约每6-7年就要全部更换成新的细胞；年就要全部更换成新的细胞；l到底是到底是“元素元素”还是还是“关联关联”维持系统的整体维持系统的整体特征？特征？“关联关联”的深刻内涵的深刻内涵l“关联关联”不仅是整体的粘合剂，还是形成系统整体特征不仅是整体的粘合剂，还是形成系统整体特征关键因素；关键因素；l“关联关联”不仅将元素结合在一起，更重要的是形成了元不仅将元素结合在一起，更重要的是形成了元素素相互影响相互影响的途径；的途径；l由于由于“关联关联”的存在，理论上是不能对元素进行

5、的存在，理论上是不能对元素进行“独立独立处理处理”的，因为的，因为元素的状态不仅取决于自身，还取决于元素的状态不仅取决于自身，还取决于其他元素其他元素；l“关联关联”在在运动运动中表现作用。中表现作用。“系统系统”对本质特征的更深层认对本质特征的更深层认识识l系统是可以分解的；系统是可以分解的；l整体特征是唯一评价的准则；整体特征是唯一评价的准则；l“关联关联”是支配整体特征的主要因素；是支配整体特征的主要因素；l“独立的元素独立的元素”与与“系统中的元素系统中的元素”是不是不一样的。一样的。“系统系统”概念的内涵及概念的内涵及“系统思想系统思想”l抽象性抽象性l集合性集合性l整体性整体性l层

6、次性层次性l关联性关联性l动态性动态性系统科学系统科学l以以1968年贝塔朗菲的专著年贝塔朗菲的专著一般系统论一般系统论基础、发展和应用基础、发展和应用发表为标志；发表为标志；l老三论：控制论、信息论、一般系统论；老三论：控制论、信息论、一般系统论；l新三论：耗散结构论、突变论、协同论；新三论：耗散结构论、突变论、协同论；l更本质的理论：相对论、量子论。更本质的理论：相对论、量子论。“系统思想系统思想”对工程行为的启示对工程行为的启示l什么是什么是“工程行为工程行为”？l“目标目标分析分析还原还原”模式无效了吗？模式无效了吗？l该模式什么时候失效？该模式什么时候失效？l系统的复杂性来源于什么？

7、系统的复杂性来源于什么？l对于比较简单的问题有什么启示？对于比较简单的问题有什么启示？l对于比较复杂的问题有什么启示？对于比较复杂的问题有什么启示？运用运用“系统思想系统思想”处理工程实践处理工程实践l工程实践的对象、机构和过程都是工程实践的对象、机构和过程都是“系统系统”；l制定或认识整体目标是实践的首要环节；制定或认识整体目标是实践的首要环节；l通过分析认识系统的元素和关联；通过分析认识系统的元素和关联；l判断能否独立处理各个元素；判断能否独立处理各个元素；l如果无法独立处理，则要同时兼顾每个元素。如果无法独立处理，则要同时兼顾每个元素。“系统工程系统工程”的双重含义的双重含义l“系统系统

8、”+“工程工程”；l“系统思想系统思想”+“Engineering”。“系统工程系统工程”的任务和特点的任务和特点l主要任务：组织、管理、规划、调度；主要任务：组织、管理、规划、调度；l主要特点：主要特点：l面向工程应用；面向工程应用；l多学科综合运用；多学科综合运用；l强调强调“软软”环境和环境和“软软”技术技术系统工程的发展历程系统工程的发展历程古代古代系统工程思想的萌芽系统工程思想的萌芽军事运筹学军事运筹学 F. W. Taylor 系统工程的诞生系统工程的诞生A. K. Erlang 系统工程初见成效系统工程初见成效曼哈顿计划曼哈顿计划兰德公司兰德公司系统工程大获成功系统工程大获成功北

9、极星导弹北极星导弹核潜艇计划核潜艇计划阿波罗登月阿波罗登月计划计划系统工程方法的两大支撑和三个阶段系统工程方法的两大支撑和三个阶段l两大支撑两大支撑l系统思想系统思想+数学方法数学方法l三个阶段三个阶段l认识系统认识系统l制定规划制定规划l工程实施工程实施系统工程应用系统工程应用l宏观经济系统工程：宏观经济系统工程：运用系统工程的方法来研究各种复杂的社会经济问题。如经济发展战略，经济指标体系，投入产出分析等。l区域规划系统工程：区域规划系统工程：研究区域综合发展规划、区域投入产出分析、区域资源最优利用、区域城镇布局和发展规划等复杂问题。系统工程应用系统工程应用l环境生态系统工程：环境生态系统工程：研究