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1、第一章 引言教学要求：通过对社会发展、经济发展中遇到的实际问题的讲解和归纳提炼、以及系统工程相关基础理论和计算机技术发展等方面的介绍，了解系统工程的产生背景；其次通过讲解国内外系统工程案例，了解系统工程的发展简史、以及我国系统工程的发展状况；熟悉系统工程在社会经济系统和现代企业管理中的应用。 第二章 系统与系统工程教学要求：在熟悉国内外专家不同定义和系统构成条件的基础上，掌握系统的含义和系统的构成条件；了解系统和要素之间的辩证关系以及系统的基本性质；熟知系统分类的方法和系统研究的内容。掌握系统工程的概念；深刻理解系统工程的内涵，了解系统工程的理论基础和系统工程的四类基本问题（排序、组集、适度、

2、联接）。了解社会经济系统的复杂性和掌握社会经济系统的一些基本特点。第二章 系统与系统工程2.1 系统的概念 2.2 系统工程的概念2.3 系统工程的重点研究对象社会经济系统2.1.1、关于系统的定义从学习、生活和工作所在的学校、地区和单位，城市、国家、地球，或者从身体、身体内不同的子系统来说明系统的普遍性；剖析一个学校、一个家庭，从系统的组成、关系等掌握系统一下基本概念。2.1.1、关于系统的定义日本JIS（工业标准）认为系统是许多要素保持有机的秩序，向着同一目的行动的东西。美国学者阿柯夫教授认为系统是有由两个或两个以上相互联系的任何类的要素所构成的集合。生物学家冯贝塔朗菲认为系统是由相互作用

3、着的诸要素的综合体。汪应洛教授 “系统是有特定功能的、相互间具有联系的许多要素所构成的一个整体”。王众托教授“所谓系统就是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体”。2.1.1、关于系统的定义 1、系统包含两个或两个以上的元素，这些元素可以称为要素（主要元素）、部分、或者子系统 ；2、系统的元素之间存在着各种简单或复杂的关系或联系；3、系统是其所有元素与全部关系综合而成的有机整体，或称为有机统一体。）2.1.1、关于系统的定义案例讲解（从系统的定义和三要素角度）：能源系统地区社会经济系统 或选择一个大家熟悉的系统2.1.2、要素与系统的关系 剖析系统的角度不同，可以认

4、为系统由不同的要素所组成，但这并不意味着能随意划分系统要素 。系统与要素之间的关系是非常密切 。要素与系统是对立统一的。系统和要素存在着功能的转化。系统和要素是相对的 。用案例说明上述关系，如情报系统、军队系统、球队系统等2.1.3、系统的基本性质整体性。虽然每一个要素都有其各自不同的特征和功能，但通过要素之间的各种关系的相互影响，对外总是以系统的综合特性与功能显示出来。人们很容易观察到这样的事实：即使不全是完善的要素也可以构成性能良好的系统，反之即全是性能良好的要素也不一定能构成一个完善的系统，这说明系统的功能不等于子系统功能之和，而系统功能大于、等于或小于各子系统功能之和与系统结构安排、系

5、统法则设计密切相关。 案例：球队系统2.1.3、系统的基本性质涌现性。系统的整体性反映系统要素与系统整体功能数量上的差异，而系统的涌现性则表现在质的差异，即系统各个部分组成一个整体后，就会产生整体具有而各个部分原来没有的某些东西（性质、功能、要素），系统的涌现性还包括系统层次的涌现性，即当低层次的几个部分组成上一层次时，一些新的性质、功能和要素就会涌现出来 。案例：“三个臭皮匠顶个诸葛亮 ”，飞机等2.1.3、系统的基本性质相关性。系统的相关性是指构成系统的要素之间，系统内各层次之间都是以一定的规律相互联系，相互作用，它们既相互存在、又相互制约。要素之间关系既存在正相关关系，也存在负相关关系，

6、即系统要素对系统的作用和对其他要素的作用既存在正作用也可能存在负作用。案例：球队系统，政策。 2.1.3、系统的基本性质层次性。任何一个系统都可以在空间或时间上进行初步分解，分成次级、次次级等分系统、子系统，直至元素。形成一系列的排列次序。一般而言，系统的层次性表现为系统具有树状结构或金字塔结构。但随着英特网技术发展，管理系统层次在向扁平化发展，当网络化程度很高时，系统层次性会下降。案例：行政系统、问题系统2.1.3、系统的基本性质目的性。任何一个人造系统或人为系统都具有特定的目的，为了总的目的，各子系统（要素）直至元素都具有各自的中小目的。只有了解不同层次的目的，才能更好的对系统进行管理。只

7、有了解系统中不同层次各自要素的目的，才能合理的制定各项管理制度和章程，才能有效的管理好系统。 案例：公司目标系统2.1.3、系统的基本性质成长性。任何系统都是从无到有，从小到大，经历孕育期、诞生期、发展期 、成熟期、衰老和更新期。在系统上升时期，要素在增长，层次性更分明，系统结构稳定性加强，系统与环境的联系紧密，且适应性好，反之在系统衰老期，要素在萎缩，层次性模糊，系统结构稳定性减弱，系统与环境的联系松散，且适应性差。其次，系统的生长曲线为S型，如果系统发展到一定高度，如果不进行及时地更新改造，就将进入衰退期，系统很难再上一个层次。案例：企业发展2.1.3、系统的基本性质环境适应性。任何一个系

8、统都处于一定的环境之中，或者说它是一个更大系统的子系统；它的形成与发展在不同程度上会受到环境的制约。同时，任何一个系统与同处一个类似环境的系统之间存在着竞争，只有适应环境的系统才能在竞争中取胜。一般来讲，一个系统在诞生之后，它会主动地适应环境的需要，调整自己，使自己适应环境，从而更加有利于自身的生长、发展、壮大。 案例：企业发展2.1.4、系统的数学表示 如果定义系统内所有元素为 ， ；定义所有元素存在关联，即存在 ；且系统有 层；则系统可以表示为 ，其中， 为元素集， 关联集, 为层次集。 2.1.5、系统的分类 自然系统与人造系统 实体系统与概念系统 静态系统与动态系统 开放系统与封闭系统

9、 开环系统与闭环系统 从实际存在性和研究需要角度讲解系统分类2.1.6、系统研究的内容对于一个人造系统来讲，人们最关心的是系统功能，系统行为、系统结构、系统环境、系统运行规则以及系统的目标 。所以在很多场合，人们研究系统的目的是要使系统功能、系统行为达到人们所期望的状态，系统结构与系统运行法则应如何设计的问题。2.1.6、系统研究的内容 系统目标是多样的 ，方方面面的目标组成了系统的目标体系 ，各子目标的权重不一样 ，随着时间的推移、领域的变化、各子目标的权重也是变化的 ，系统近期、中期和远期的系统目标不仅权重是变化的，有时目标体系也会变化的 。案例：建设方案2.1.6、系统研究的内容系统功能

10、指的是系统在环境中所起的作用，或系统完成任务以及完成任务的能力，系统功能是相对环境来说的，环境是系统功能作用的舞台 。案例：计算机系统，某个职工2.1.6、系统研究的内容系统行为指的是一个系统输入作用于系统所引起的输出，反映系统对系统输入的响应程度。系统响应时间的快慢和强度的大小是系统的重要性质，系统行为是系统结构和系统输入的函数，或者说系统行为是系统自身特性的表现，但与环境有关。案例：能源对企业的影响2.1.6、系统研究的内容系统结构指系统内部各组成要素（组分）之间在空间、时间的联系、作用方式与顺序，系统要素在空间的排列或配置方式成为系统的空间结构，系统要素在时间流程中的关联方式称作系统的时

11、间结构，有些系统主要呈现空间结构，有些系统主要呈现时间结构，有些系统兼而有之 。案例：地区经济结构2.1.6、系统研究的内容系统法则指支配系统各要素，以及要素之间相互支持、联系、制约的一些规律。系统法则包含自然法则和人为法则。案例：产业政策 2.1.6、系统研究的内容系统环境是指系统之外的一切与它相关联的事物构成的集合，由于不同研究目的和不同研究者对于相关联事物理解的差异，系统环境只能在相对的意义上确定。案例：企业或学校环境2.1.6、系统研究的内容系统结构与功能的关系：构成系统结构的要素不同，系统的功能不同；构成系统的要素相同，但连接方式、排列次序不同，系统的功能不同 ，但在某些特定场合，构

12、成系统的要素与结构不同，也可获得相同的功能 ，同一结构的系统，可以由不同的功能 。 用熟悉的案例说明系统结构与功能的关系2.2.1、关于系统工程的定义 不同专家站在不同的层次，不同专家来自不同的学科，从自己工作和熟悉的专业术语对系统工程进行定义，由此产生对系统工程定义描述相差较大的现象 钱学森：系统工程是关于组织、管理、规划、研究、设计、制造、试验、和使用系统的科学方法，是一种对所有系统都具有普通意义的科学方法。 “系统工程是一门组织管理的技术”。 2.2.1、关于系统工程的定义日本寺野寿郎：系统工程就是使从无到有的创造合理化的科学，就是合理进行开发、设计、运用系统而采用的思想、程序、组织和方

13、法的总称。日本学者三浦武雄：为了制造系统，需要实现其目标和功能的必要硬件、软件、子系统、要素等适当地组织起来并进行统一，系统研究不仅涉及到工程学领域，而且涉及到社会、经济和政治等领域，为了适当地解决这些领域的问题，除了需要各种纵向技术之外，还必须有横向技术，而系统工程就属于这种技术，可以理解为制造系统所必须的许多思想、技术、方法和理论等构成体系化的总称。 2.2.1、关于系统工程的定义汪应洛：系统工程是一门以大系统为研究对象的多学科、跨行业的边缘学科，它结合自然科学、工程技术和社会科学的思想、理论和方法，把系统内人类的生产、科研或经营组织起来，应用现代数学和电子计算机技术为工具或手段，对系统构

14、成的要素、组织结构、信息交流和反馈控制等功能进行分析、设计、制造和运行、从而达到系统的最优设计、最优控制、最优管理2.2.2、系统工程的学科性质与特点无论用哪一种系统工程方法去处理问题，其基本原则都是把要研究对象作为一个系统，从整体性角度去分析、组织和管理 。从系统工程的研究对象来说，可以是具有普遍意义的系统，尤其是大规模复杂系统，复杂系统的研究更能体现出系统工程的优势。 2.2.2、系统工程的学科性质与特点从系统工程要解决问题的手段来看，要以软为主，软硬结合。 从系统工程研究要达到目的来说，无非是使系统达到“最优的开发、最优的设计、最优的管理和最优的运行”。 2.2.2、系统工程的学科性质与

15、特点广义系统工程是指开发和改造系统的规划、计划、设计、研制、生产、安装、运行等阶段所涉及的思想、程序、方法等的总和。而狭义系统工程是指对系统进行分析、综合、仿真、优化等比较理性的技术 2.2.3、系统工程的理论基础 系统工程的产生与发展除了在哲学、系统科学等方面获得思想方法的源泉以外，同时也因为分析和处理各类系统的相关理论和技术的诞生和成熟，如运筹学、控制论、信息论、计算机科学和信息技术等学科的理论支持 。2.2.3、系统工程的理论基础系统工程理论基础主要由自然科学、社会科学和工程技术所组成。自然科学中的数学、运筹学、统计学、概率论是系统工程最重要的理论基础；社会科学中的经济学、社会学、行为科

16、学是研究与人、社会密切相关的系统工程问题必须掌握的理论基础；而工程技术中的控制理论、计算机科学以及信息技术和各种工程技术是实现系统工程最优设计、最优控制和最优管理的理论基础和技术工具，尤其是信息技术，它是系统工程解决问题最基础的工具 2.2.4、常见的四类系统工程问题 排序。“序”指要素在系统某特定广义空间排列的次序 。如技术改造方案的选择，创新构思的筛选，技术创新能力的评估，创新战略方案选择等，如何科学合理的解决这类排序问题，系统工程最常用的方法系统评价是解决这类问题的最好方法。它运用合理地分解方法，将评价的目标和对象属性共同构成评价指标体系，以及利用专家经验和评价方法确定各指标的权重，最后

17、运用效用原理将系统各个属性的价值组合成为系统的价值，作为排序的依据。案例：地区市场秩序评价，企业新业务开发2.2.4、常见的四类系统工程问题组集。组集是寻求集合的合理匹配，以实现系统的预定目标和特定功能与行为。前提是对系统各种要素进行详细、全面地分析，和要素的相关分析。组集常用的技术为多元相关分析与聚类分析。组集有两种类型，互补性组集是对性质互补的要素进行合理的匹配，形成一个能相互取长补短、合乎客观规律、适应外部环境与实现系统整体功能的集合 ；同类性组集是把性质相近的要素聚合在一起，形成一个特定功能与行为的系统 。案例：地区科技重点行业的选择2.2.4、常见的四类系统工程问题适度。适度就是掌握

18、事物的质和量的分寸，“恰到好处”。解决这类问题常用“优化”技术，一般来讲“运筹学”是寻求“适度”最重要的方法。但在很多社会经济系统的研究中，为了保证社会经济可持续发展、建设和谐社会，合理的分配资源，合适的发展速度，社会经济系统各子系统的协调发展是重要的议题，由于系统的复杂性，难以写出优化的数学表达式，所以采用系统仿真方法能够较有效的确定系统各要素的量和质的关系。案例：开发治理资金的匹配，企业研发项目计划安排2.2.4、常见的四类系统工程问题联接。联接包含两重含义，一重是系统内各要素如何衔接，支配关系如何选定，要素比重如何确定，才能使系统的功能达到最佳 。第二重含义是，一旦系统目标确定之后，系统

19、以何种策略，从现在过渡到目标点，或者系统的近期目标、中期目标、远期目标如何衔接问题，才能使达到目标所花费的时间或投入最少 。案例：地区社会经济发展问题，2.3.1、社会经济系统遵循因果律因果律是社会经济系统的基本规律，是系统工程分析问题的基本点。对系统实施任何一个影响都会产生一定的效果（正面的或负面的影响）；反过来，系统中任何结果的产生都会找到原因。 系统工程工作者在分析社会经济系统问题时，要分清什么是原因，什么是结果，还更要清楚某项原因产生的正作用和负作用。在现实中，不仅大量存在着一因多果和一果多因，而且一个原因可能产生短期与长期的不同效果，或者直接和间接的不同效果。 案例：“分田到户，责任

20、承包”政策 。2.3.2、社会经济系统具有多重反馈 反馈是指因果关系的互动，存在正负反馈，正反馈指系统的A要素的增长会引起系统B要素的增长，而B要素的增长又使得A要素增长，负反馈指系统A要素的增长会引起系统B要素的增长，而系统B要素的增长又使得系统A要素减弱 。社会经济系统不但具有正负反馈，还具有多重反馈。用因果关系环表示社会经济系统的反馈和多重反馈，是系统工程常用的分析方法，尤其是复杂系统的分析，同时也是系统建模的前提，只有准确的描述系统的行为才能有效地进行分析，才可能得到正确的结论。 案例：人口系统 2.3.3、社会经济系统存在反直观性 社会经济系统具有较高的复杂性，其因果关系特别复杂，

21、“歪打正着”“好心办坏事”正是系统复杂性的表现。在社会经济系统里，反直观性是指某一项政策，经过常规的分析认为是一个好的政策，但政策实施后其效果不佳，或出现人们意想不到的后果。造成这一结局的可能性是系统复杂程度太高，根据常规思维人们不容易进行有效的分析，或人们根据现有的资料、用常规方法是难以全面认识该问题，如心理问题；其次是系统分析人员，在设计政策时分析欠深入，或被表面现象所迷糊，或基本假设与现实相差太大案例：烟酒涨价问题 2.3.4、社会经济系统具有较强的非线性特征 人们很容易地观察到社会经济系统存在大量的非线性现象。如一个国家的税率和税收总额的关系，或者一个国家的税率与社会财富创造数量（GD

22、P）之间的关系。简单地看，似乎会觉得税率与税收总额应该是一个线性关系，税率越高，税收总额也越高，其实不然。税率太低，固然税收总额很少；税率过高，也会过度伤害人们创造财富的积极性，而使整个社会财富创造数量减少，从而减少实际税收 。在系统复杂性较高时，给系统的设计、系统优化带来了很大麻烦。目前在社会经济系统的系统设计、系统优化研究中常用的方法是系统动力学方法。案例：工作压力问题2.3.5、社会经济系统存在时滞（延迟）效应社会经济系统还存在着大量的时滞（延迟）效应的事实。如人们常说的“十年树木、百年树人”，说明具有较长的延迟效应。环境治理、基础教育改革、高等学校创新教育等，这些领域需要较长时间才能反

23、映政策实施的效果。人们在设计社会经济系统政策时要充分考虑政策的延迟效应，如考核指标的设计，要充分考虑系统的延迟效应，防止短期行为的发生，尤其是在做社会经济发展战略和规划设计，要充分考虑系统的延迟效应，不能被短期的效果所迷惑。案例：承包制度，教育改革2.3.6、社会经济系统存在大惯性 大惯性是社会经济系统的又一大特点，通常用“习惯势力”来表示，由于惯性力太大，要改变系统运行需要有强大的推力或拉力。这告诉人们，在设计政策时要充分考虑传统习惯的抵抗力，要了解和熟悉当地的文化、风俗习惯，要充分考虑系统内各子系统的要求，协调子系统之间的利益冲突。其次，要加强政策的宣传力度，使系统内各子系统了解政策设计的

24、目的和功能，得到理解与共识，减少政策实施的阻力。案例：城市交通管理问题，2.3.7、社会经济系统不适应做直接试验 人是社会经济系统的主体要素，他（她）具有思想、智慧、感情和创造力，不能与社会经济系统其他要素相比，不适应做直接试验 。要“以人为本”，充分发挥人的创造性。 要充分应用系统仿真的方法，探索不同政策实施的后果；其次在进行信息收集、分析和处理时，要区分是一次性现象还是系统的一般规律，要发挥专家的作用。案例：青少年教育问题 2.3.8、社会经济系统因果有时在空间上分离 在一般情况下，当系统发生问题时，研究者在系统内部和系统边界上找产生问题的原因，但是在特定条件下，因果有时在空间上会分离。

25、人们在思考问题时，不要局限于在系统内部和系统边界上找问题，要从系统输入（信息、物质、能量）中找问题。 案例：山江湖开发治理问题，学校教育问题第三章 系统工程方法论教学要求：掌握系统工程中处理复杂问题的基本思想，理解处理系统的整体、综合、层次、价值、发展等基本观点；了解系统方法论，熟悉系统工程的各种方法：如系统工程三维结构、调查学习模式、人理事理物理方法论、螺旋式推进原则、等，并能运用以上方法论说明如何去解决现实生活中相应的系统工程问题。第三章 系统工程方法论3.1系统工程方法与方法论3.2 处理复杂系统问题的基本观点3.3霍尔系统工程方法3.4 切克兰德的系统工程方法3.5 物理-事理-人理系

26、统方法3.6 综合集成系统方法3.7 螺旋式推进系统方法3.8系统论方法3.1系统工程方法与方法论1、研究、分析和处理问题的思想、程序和基本原则叫着方法论，它告诉人们如何去组织、计划、设计和实施问题的研究，但不能详细告诉如何进行一项具体的、个别的研究，因为每一项研究都具有特殊性。本书将系统工程方法定义在方法论层次上的方法和技术层次上的方法。方法论层次上的方法指的是人们研究、分析、处理某类系统工程问题运用的程序和基本原则、如对“硬系统”，HALL提出了三维结构模型，对 “软系统”切可兰德提出了“调查学习”模式。 3.1系统工程方法与方法论技术层面上方法指的是处理复杂系统问题常用到一些具体方法，如

27、系统分析方法，系统评价方法，系统仿真方法，系统预测方法和系统决策方法等。系统工程方法论指的是处理复杂系统问题的基本观点（整体、综合、层次、优化等）和方法论层次上各种方法的总和。3.2 处理复杂系统问题的基本观点 整体观点是把系统内部所有要素看成一个整体，在策划最优时，如果子系统最优与系统最优发生矛盾时，子系统要服从整个系统。反之，整个系统要对所有的子系统之间的关系进行协调，充分发挥各子系统的能动作用，使整个系统和各子系统都取得满意的效果。整体观点要把系统与环境看成一个整体，从更高的角度来分析系统与环境的关系，在策划系统最优时，必须考虑环境的制约作用，必须使环境受益，在万不得已的情况下，力图使环

28、境所受损失最小，决不允许环境受到不能接受的损失。3.2 处理复杂系统问题的基本观点整体观点倡导人们在思考问题时要从系统的整体去思考、判断和解决，而不是站在狭隘的个人立场，站在小团体立场去观察、思考和解决问题，整体观点强调关系的协调，强调发挥子系统的能动作用，发挥两个积极性。整体观念要求站在更高的层次看待系统与环境，强调环境的制约作用，决不允许破坏环境。在提倡和谐社会、可持续发展的大背景下，人们更应强调整体观点，要站在全社会的角度思考、分析、处理某些问题。案例：核电站建设，地区产业发展问题 3.2 处理复杂系统问题的基本观点综合观点是指人们在思考、研究和解决问题时，要综合考虑系统的方方面面，协调

29、系统内各要素之间的关系 ，遇到多目标、多因素、关系纵横交错、环境千变万化的系统时，应对目标、因素等进行综合分析或评价，分清主次，对目标、因素进行综合。 综合观点强调人们在判断和解决问题时要全面，要综合平衡系统的方方面面，要协调好系统内外各要素之间的关系，同时要分清主次。案例：方案选择问题 ，政策设计问题3.2 处理复杂系统问题的基本观点层次观点是指处理复杂问题时要抓住问题的主要矛盾，抓住主要矛盾的主要方面。系统有很明显的层次性，一般存在树状结构（鱼刺图形状）。人们在分析、处理、解决这些问题时，要熟悉系统中诸要素在各种空间内的层次与分布，将主要精力放在最主要的问题上，避免平均主义。层次观点强调人

30、们在思考、研究和解决问题时，不要混淆父辈、子辈问题，即使在同一辈分中也存在主次之分，不要搞平均主义，要根据系统层次和要素的重要性确定时间的前后、空间位置和资源的投入强度。案例：地区社会经济发展，企业发展3.2 处理复杂系统问题的基本观点价值观点是指人们在设计、改造、管理和控制系统时，应考虑系统的投入与产出，具体的说用最少的投入价值创造出最多的使用价值；或者说用同样的人、财、物和时间去开发一个性能最好的系统。价值观点提醒人们必须从价值角度去思考、研究、解决问题，必须从系统的投入产出，从对系统产生的正作用和负作用角度去思考、研究和解决问题；其次，在设计、改造、管理和控制一个系统时，研究人员能够把“

31、希望马儿跑得快，希望马儿少吃草”变成具体的是方案、政策、策略和手段。 案例：方案评估。 3.3霍尔系统工程方法123456ABCDEFG逻辑维（步骤）专业维（知识）规划阶段经济管理科学社会科学环境科学信息技术工程技术法律计划阶段研制阶段生产阶段更新阶段安装阶段3.3.1 HALL系统工程的的时间维（1）规划阶段调查研究、明确研究目标，提出自己的设想和初步方案，制定系统工程活动的方针、政策或规划。（2）计划阶段根据规划阶段所提出设计思想和初步方案，从社会、经济、技术、可行性方面进行综合分析，提出具体的计划方案和选择一个最优方案。（3）研制阶段以计划为指南，组织人、财、物及各个环节、各个部门，实现

32、系统的试制方案，并制定生产计划。（4）生产阶段生产系统的构件及整个系统，并提出安装计划。（5）安装阶段对系统进行安装和调，提出系统的运行计划。（6）运行阶段系统按预定的目标运行服务。（7）更新阶段完成系统的评价，改进或以新系统代替老系统，使系统更有效的工作，为系统进入下一个研制周期准备条件。3.3.2 HALL系统工程方法的逻辑维（1）明确问题首先要明确要解决的问题，即明确要解决什么问题。为了了解研究的问题，研究者要尽量全面地收集和提供解决问题的历史、现状以及发展方面的资料和数据，对每一阶段要研究的问题要与决策者沟通，明确决策者的意图、或通过某种手段、方法，明确所研究的问题。在明确问题的过程中

33、，研究人员要注重环境方面的调查，因为新系统与所在的环境密切相关，这里的环境包括物理环境、技术环境、社会环境、经济环境等。 案例：两点之间运输方式的选择问题3.3.2 HALL系统工程方法的逻辑维（2）确定目标（系统指标设计）系统目标是系统工程活动关注的重点，确定系统目标的是系统工程活动的关键环节。系统问题往往具有多目标（指标），在明确研究问题的基础上，应提出系统目标或目标体系，确定达到目标的程度标准，以此衡量方案的优劣。在确定目标和指标时要有系统的观点，如整体观点、发展观点，还有要考虑操作的可行性；其次，目标一般应包含经济、社会、环境、技术等方面的内容；当目标体系中各指标发生矛盾时，可采用折衷

34、兼顾方法或剔除次要目标。案例：两点之间运输方式的选择问题3.3.2 HALL系统工程方法的逻辑维（4）系统分析系统分析是应用系统工程技术，对于每一个系统方案进行比较、分析计算，为了能更好地分析各因素对目标的影响，需要建立相应的系统模型。建模之前，必须了解、掌握系统内部要素之间、内外要素之间的相互联系和系统的性能与特点，根据系统优化和系统决策的需要，所建立的模型应考虑到所需信息资料的采集。在系统分析中，可能形成新的方案。案例：两点之间运输方式的选择问题3.3.2 HALL系统工程方法的逻辑维（5）系统优化在一定的约束条件下，人们总是希望选择最优的方案。系统优化就是寻找满足约束条件的最优方案，或者

35、说挑选出最好地满足系统目标的方案。通常应根据系统方案对于系统目标满足的程度，对每一个被选方案进行综合评价，从中选出最优方案、次优方案、满意方案，分析者应递交多方案给决策者，以便决策者做出正确的决策。案例：两点之间运输方式的选择问题3.3.2 HALL系统工程方法的逻辑维（6）系统决策由决策者从多个优选方案中选择一个方案进行实施。出于各方面的考虑，决策者选择的方案不一定是最优方案。（7）系统实施对已选方案进行实施、修改，完善以上6个步骤，转入下一阶段。 在实践工作中，系统综合、系统分析和系统优化存在循环，不断递进的过程，即在系统分析和系统优化的过程中可能产生系统方案，或者对模型进行修正。 系统综

36、合系统分析系统优化3.3.2 HALL系统工程方法的逻辑维3.3.3 HALL系统工程方法的专业维 HALL系统工程方法专业维说的是解决一个系统工程问题，需要有相应专业知识。如进行社会经济系统的规划研究，研究者需要有宏观经济学、微观经济学、社会学、心理学、环境科学、管理科学、法律、工程技术等学科的知识。如研究某项技术的发展与技术的评估问题，系统工程工作者需要具备所研究的某项技术的专业知识，了解它的特性，发展规律等。 一般来讲，进行某项系统工程研究，研究工作者应具备法律、经济、管理科学、社会科学、环境科学、信息技术和和相应的工程技术，才可能有效的进行系统工程的研究，解决相应的问题 3.4 切克兰

37、德的系统工程方法 对哪些目标不是很清楚，边界较模糊，系统的机理尚不清楚，较难用数学模型描述，只能用半定量、半定性或者只能用定性的方法来处理系统。切克兰德创造了“调查学习”软系统方法，其核心不是寻求系统的“最优化”，而是“调查、比较”或者说是“学习”，从现状调查和模型比较中，学习改善现存系统的途径 。 3.4 切克兰德的系统工程方法实施系统现状说明建立概念模型弄清关联因素改善概念模型比较3.4 切克兰德的系统工程方法(1)系统现状说明。通过调查分析，对现存的不良结构系统的现状进行说明。(2)弄清关联因素。初步弄清、改善与现状有关的各种因素及其相互关系。(3)建立概念模型。在不能建立数学模型的情况

38、下，用结构模型或语言模型来描述系统的现状。(4)改善概念模型。随着分析的不断深入和“学习”的加深，进一步用更合适的模型或方法改进上述概念模型。(5)比较。将概念模型与现状进行比较，找出符合决策者意图而且可行的改革途径或方案。(6)实施。实施提出的改革方案。3.4 切克兰德的系统工程方法案例讲解：建设世界一流大学的问题 。3.5 物理-事理-人理系统方法作者在总结国内很多系统工程的研究与实践，分析它们成功与失败的原因，从众多的案例分析中悟出了“关系协调”的重要性，从方法论角度提出了物理、事理、人理系统方法。该方法认为系统工程研究者在处理复杂系统问题时，不仅要明物理，懂自然科学，明白世界到底是什么

39、样，还应通事理，通晓各种科学的方法，各种可硬可软的解决问题的方法，选择科学合理的方法处理事物，更应晓人理，掌握人际交往的艺术，充分认识系统内部各部门的价值取向，协调考虑系统各方利益。只有把这三方面结合起来，利用人的理性思维的逻辑性和形象思维的综合性和创造性，去组织实践活动，才可能产生最大的效益与效率 。协调关系1理解意图2调查分析3形成目标4建立模型5提出建议6执行3.5 物理-事理-人理系统方法3.5 物理-事理-人理系统方法1、理解意图。这与霍尔系统工程方法论中逻辑维中的明确问题含义相近。在进行任何工作之前，明确要解决的问题、理解决策者的意图。在很多数情况下，决策者们对要解决的问题、或系统

40、的愿望可能是清晰的，也可能是相当模糊的，这就需要沟通，需要协调，因为决策者们各自站在不同的角度，对问题、愿望等有不同的理解，需要分析者理解他们的意图，同时也需理解相关人员的意图。2、调查分析。调查分析是一个物理分析过程，任何结论只有在深入、仔细地调查分析之后才可能得出。开展调查分析，要协调好与被调查者关系，争取被调查者（专家、广大群众）的积极配合，且对调查得到的资料、信息要进行必要的处理。3.5 物理-事理-人理系统方法3、形成目标。作为一个复杂的问题，往往一开始问题拟解决到什么程度，决策者和系统工程工作者都不是很清楚。在领会和理解决策者的意图以及深入的调查分析、取得相关信息后，进行系统目标的

41、确定，形成目标。这些目标可能与当初决策者的意图不完全一致的地方，同时在以后大量分析和进一步考虑后，可能还会有所改变。所以需要协调，使形成的目标得到共识。4、建立模型。这里的模型是比较广义的，除数学模型外，还可以是物理模型、概念模型，运作程序、运行规则等。建立的模型应与相关领域的人员讨论、协商，在协商的基础上形成。在这一阶段，可能开展的工作是设计、选择相应的方法、模型、步骤和规则来对目标进行分析处理，这个过程主要是运用物理和事理。3.5 物理-事理-人理系统方法5、提出建议。运用模型，分析、比较、计算各种条件、环境、方案之后，可以得到解决问题的初步建议。要使所提出的建议可行，使相关主体尽可能满意

42、，协调工作相对其他阶段来说更加重要，所以系统工程工作者在模型分析的基础上，要协调、综合决策者和相关利益者对所提建议的看法，最后还要让决策者从更高一层次去综合和权衡，以决定是否采用。6、实施方案。将上述建议付诸实施，在实施工程中也需要与相关主体进行沟通，以取得满意的效果。案例：地区综合改造问题3.5 物理-事理-人理系统方法协调关系。协调关系是整个系统工程活动的核心，在整个活动中发挥作用，因为在处理问题时，由于不同的人所拥有的知识不同、立场不同、利益不同、价值观不同、认知不同，对同一个问题、同一个目标、同一个方案往往会有不同的看法和感受，往往需要协调。协调相关主体的关系在整个项目过程中都是十分重

43、要的，但在提出建议阶段，显得更重要。从理解意图直到提出建议，每一个阶段，一般会出现一些新的关注点和议题，可能开展的工作就是相关主体的认知、利益协调。协调关系体现了东方方法论的特色，属于人理的范围。 3.6 综合集成系统方法 钱学森教授在研究解决开放的复杂巨系统问题时，提出了从定性到定量的综合集成法，简称综合集成。综合集成的实质是专家经验、统计数据和信息资料、计算机技术三者的有机结合，构成一个以人为主的高度智能化的人机结合系统，发挥这个系统的整体优势，去解决复杂的决策问题。它有方法论层次上和工程技术层次上综合集成方法。 3.6 综合集成系统方法方法论层次上的综合集成 要点：(1)直接诉诸实践经验

44、，特别是专家的经验、感受和判断力，把这些经验知识和现代科学提供的理论知识结合起来。(2)专家的经验是局部的、多半是定性的，要通过建模计算把这些定性知识和各种观测数据、统计资料结合起来，使局部定性的知识达到整体定量的认识。(3)把人与计算机结合起来，充分利用知识工程、专家系统和电脑的优点，同时发挥人脑的洞察力和形象思维能力，取长补短，产生出更高的智慧。 3.6 综合集成系统方法工程技术层次上的综合集成基本步骤和要点：(1)一个实际问题提出来后，研究者(或研究小组)首先要充分收集有关的信息资料，调用有关方面的统计数据，作为开展研究工作的基础性准备。 (2)研究者约请各方面有关专家对系统的状态、特性

45、、运行机制等进行分析研究，明确问题的症结所在，对系统的可能行为走向及解决问题的途径做出定性判断，形成经验性假设，明确系统的状态变量、环境变量、控制变量和输出变量，确定系统建模思想。 (3)以经验性假设为前提，充分运用现有的理论知识，把系统的结构、功能、行为、特性、输入输出关系定量地表示出来，作为系统的数学模型，以便用模型研究部分地代替对实际系统的研究。 3.6 综合集成系统方法工程技术层次上的综合集成基本步骤和要点：(4)依据数学模型把有关的数据、信息输入计算机，对系统行为做仿真模拟试验，通过试验，获得关于系统特性和行为走向的定量数据资料。 (5)组织专家群体对计算机仿真试验的结果进行分析评价

46、，对系统模型的有效性进行检验，以便进一步挖掘和收集专家的经验、直觉、更深入细致的判断。 (6)依据专家们的新见解、新判断，对系统模型做出修改，调整有关参数，然后再上机做仿真模拟试验，将新的试验结果再交给专家群体分析评价，根据新一轮的专家意见和判断再次修改模型，再做仿真试验，再请专家群体分析评价，如此反复循环，直到计算机仿真试验结果与专家意见基本吻合为止。3.6 综合集成系统方法案例讲解：宏观经济发展总任务结构的综合集成 3.7 螺旋式推进系统方法螺旋式系统方法是一种系统科学方法论，从哲学角度讲，它综合了还原论、混沌理论、构成论和生成论，认为事物是由本原在构成的约束下经螺旋式推进生成的，事物的发

47、展、对事物的认识、对事物的分析、解决问题都是遵循螺旋式推进这一规律的，属于一种螺旋式推进过程 3.7 螺旋式推进系统方法螺旋式系统方法认为：复杂性寓于简单性之中。如果事物A按旋进方向向事物B发展，当发展至 时完成了一个旋进环，这时的 是进化后的A 。同理 是进化后的 ,见图3.7-1 图3.7-1螺旋式推进的循环与进化3.7 螺旋式推进系统方法l对复杂系统地分析和问题的求解，既不是简单、直接的“直线论”，又不是毫无头绪、原地踏步的“循环论”，而是螺旋式推进，即理论技术应用，然后是更高层次的理论技术应用，；l螺旋式系统方法是一种迭代理论：原因结果原因；l螺旋式系统方法是一种演化理论，以短期的初始

48、条件演化出系统的长期行为：短期长期短期；3.7 螺旋式推进系统方法l螺旋式系统方法的对立统一：复杂简单复杂；l螺旋式系统方法的必然性和偶然性：确定随机确定；l螺旋式系统方法具有局部和整体相似的分形特征：局部整体局部；3.7 螺旋式推进系统方法螺旋系统方法论具有迭代和演化的特征，其主要内涵之一是简单与复杂的对立统一：简单与复杂是对立的，然而简单与复杂又是统一的，它们密切相关，复杂性寓于简单性之中，复杂可以由简单通过循环迭代而生成。进一步说，确定性可能产生非确定性，简单生成元经过反复迭代可以生成复杂的结果。螺旋式系统方法表示的旋进既有宏观上的旋进、又有微观上的旋进，局部的旋进与整体的旋进具有自相似

49、性3.7 螺旋式推进系统方法 这种螺旋式的前进是一种循环过程、迭代过程、进化过程。随着对问题的了解和深入，逐步搞清问题的实质，通过宏观上的循环，代替微观上的复杂性。旋进过程像迭代函数系统一样，通过循环迭代趋向不动点，这个不动点就是问题的解。以对复杂系统建模为例，不仅能够简化建模方法和过程，而且不必陷入不必要和难以搞清的细节，集中精力研究系统的整体结构和宏观演化行为。3.7 螺旋式推进系统方法螺旋式系统方法的这种螺旋式推进及其固有的迭代特征、演化特征和分形特征，与非线性演化方程、混沌和分形从形式到本质上有着必然的联系。这些联系表现在：局部的旋进与整体旋进的自相似性；由确定性产生非确定性；简单生成

50、元经反复迭代可以生成复杂的结果。 3.7 螺旋式推进系统方法螺旋式系统方法首先把复杂问题进行分离处理，这是定性分析；其次通过确定子系统内部和子系统之间的动力学关系来确定系统的构成成份和方式；然后通过构造生成元把系统的各个成份分别用迭代方程表示，由这些生成元（方程）反复迭代来描述复杂系统长时期的、复杂的演化行为。综上所述，旋进论综合了还原论、混沌理论、构成论和生成论，能够实现从定性到定量的综合集成，也是一种综合集成方法 2.7螺旋式系统方法选题中的旋进原则：问题方法问题；研究中的旋进原则：定性定量定性，软硬软，简单 复杂 简单，全局 局部 全局，宏观微观宏观，粗细粗，动静动；结论中的旋进原则：线

51、体线，点线点。3.7 螺旋式推进系统方法从定性到定量的综合集成程序：1、宏观旋进的第一环建立系统的逻辑模型2、宏观旋进的第二环建立系统的物理模型3、宏观旋进的第三环建立数学模型4、宏观旋进的第四环求解模型和系统仿真5、宏观旋进的第五环决策分析如果演化结果从逻辑上讲是明显不合理的或者明显不正确的，那么必须旋进到下一轮：逻辑物理数学仿真的循环迭代，这就是螺旋式推进的建模方法论 3.7 螺旋式推进系统方法案例讲解: 宏观经济发展的探索 3.8 系统方法 系统方法主要强调如下的结合还原论方法和整体论方法的结合，分析方法与综合方法的结合，定性描述与定量描述的结合，理论方法与经验方法的结合。3.8 系统方

52、法还原论与整体论相结合。整体论强调在研究系统时要从整体上把握对象，还原论主张把整体分解为部分去研究。还原论相信客观世界是既定的，存在一个由所谓“宇宙之砖”构成的基本层次，只要把研究对象还原到那个层次，搞清楚最小组分即“宇宙之砖”的性质，一切高层次的问题就迎刃而解了。还原论强调为了认识整体必须认识部分，只有把部分弄清楚才可能真正地把握整体；还原论首先把系统从环境中分离出来，孤立起来进行研究，然后把系统分解为部分，把高层次还原到低层次，用部分说明整体，用低层次说明高层次。 3.8 系统方法现代科学表明，许多宇宙奥秘来源于整体的涌现性。还原论无法揭示这类宇宙奥秘，因为真正的整体涌现性在整体被分解为部

53、分时已不复存在。而社会实践越来越大型化、复杂化，特别是一系列全球问题的形成，也突出强调要从整体上认识和处理问题。不还原到元素层次，不了解局部的精细结构，对系统整体的认识只能是直观的、猜测性的、笼统的，缺乏科学性。没有整体观点，对事物的认识只能是零碎的，只见树木，不见森林，不能从整体上把握事物、解决问题。科学的态度是把还原论和整体论结合起来。 3.8 系统方法定性描述与定量描述相结合。任何系统都有定性特性和定量特性两方面，定性特性决定定量特性，定量特性表现定性特性。只有定性描述，对系统行为特性的把握难以深入准确。但定性描述是定量描述的基础，定性认识不正确，不论定量描述多么精确漂亮，都没有用，甚至

54、会把认识引向歧途。定量描述是为定性描述服务的，借助定量描述能使定性描述深刻化、精确化，在研究复杂问题时要将定性描述和定量描述有机地结合起来。 3.8 系统方法确定性描述与不确定性描述相结合 。系统的不确定性有很多种类，如随机性、模糊性、信息不完全性、歧义性等 。牛顿力学代表确定论描述，统计力学和量子力学是概率论描述。采取确定论描述的有一般系统论、突变论和非线性动力学、微分动力体系等。香农信息论是完全建立在概率论描述框架上的典范。在控制理论、运筹学等学科中，两种描述都使用，但通过划分不同分支来分别使用它们，仍然没有实现沟通 。现代科学的总体发展越来越要求把两种描述框架沟通起来，形成统一的新框架。

55、系统科学的发展尤其需要把确定论框架同概率论框架沟通起来。混沌学等新学科的发展使人们初步看到希望。 3.8 系统方法系统分析与系统综合相结合 。要了解一个系统，首先要进行系统分析，要弄清系统由那些组分构成；系统中的元素或组分是按照什么样的方式相互关联起来的；系统所处的环境和功能等如何由局部认识获得整体认识，可采用分析一重构方法。重构就是综合，首先是信息(认识)的综合，即对部分的认识以求得对整体的认识，或综合低层次的认识以求得对高层次的认识。综合的任务是把握系统的整体涌现性。从整体出发进行分析，根据对部分的数学描述直接建立关于整体的数学描述，是直接综合。简单系统是可以进行直接综合的系统。简单巨系统

56、直接综合方法无效，可行的办法是统计综合。复杂巨系统连统计综合也无能为力，需要更复杂的综合方法 。 第三章 系统工程方法论教学要求：掌握系统工程中处理复杂问题的基本思想，理解处理系统的整体、综合、层次、价值、发展等基本观点；了解系统方法论，熟悉系统工程的各种方法：如系统工程三维结构、调查学习模式、人理事理物理方法论、螺旋式推进原则、等，并能运用以上方法论说明如何去解决现实生活中相应的系统工程问题。第三章 系统工程方法论3.1系统工程方法与方法论3.2 处理复杂系统问题的基本观点3.3霍尔系统工程方法3.4 切克兰德的系统工程方法3.5 物理-事理-人理系统方法3.6 综合集成系统方法3.7 螺旋

57、式推进系统方法3.8系统论方法3.1系统工程方法与方法论1、研究、分析和处理问题的思想、程序和基本原则叫着方法论，它告诉人们如何去组织、计划、设计和实施问题的研究，但不能详细告诉如何进行一项具体的、个别的研究，因为每一项研究都具有特殊性。本书将系统工程方法定义在方法论层次上的方法和技术层次上的方法。方法论层次上的方法指的是人们研究、分析、处理某类系统工程问题运用的程序和基本原则、如对“硬系统”，HALL提出了三维结构模型，对 “软系统”切可兰德提出了“调查学习”模式。 3.1系统工程方法与方法论技术层面上方法指的是处理复杂系统问题常用到一些具体方法，如系统分析方法，系统评价方法，系统仿真方法，

58、系统预测方法和系统决策方法等。系统工程方法论指的是处理复杂系统问题的基本观点（整体、综合、层次、优化等）和方法论层次上各种方法的总和。3.2 处理复杂系统问题的基本观点 整体观点是把系统内部所有要素看成一个整体，在策划最优时，如果子系统最优与系统最优发生矛盾时，子系统要服从整个系统。反之，整个系统要对所有的子系统之间的关系进行协调，充分发挥各子系统的能动作用，使整个系统和各子系统都取得满意的效果。整体观点要把系统与环境看成一个整体，从更高的角度来分析系统与环境的关系，在策划系统最优时，必须考虑环境的制约作用，必须使环境受益，在万不得已的情况下，力图使环境所受损失最小，决不允许环境受到不能接受的

59、损失。3.2 处理复杂系统问题的基本观点整体观点倡导人们在思考问题时要从系统的整体去思考、判断和解决，而不是站在狭隘的个人立场，站在小团体立场去观察、思考和解决问题，整体观点强调关系的协调，强调发挥子系统的能动作用，发挥两个积极性。整体观念要求站在更高的层次看待系统与环境，强调环境的制约作用，决不允许破坏环境。在提倡和谐社会、可持续发展的大背景下，人们更应强调整体观点，要站在全社会的角度思考、分析、处理某些问题。案例：核电站建设，地区产业发展问题 3.2 处理复杂系统问题的基本观点综合观点是指人们在思考、研究和解决问题时，要综合考虑系统的方方面面，协调系统内各要素之间的关系 ，遇到多目标、多因

60、素、关系纵横交错、环境千变万化的系统时，应对目标、因素等进行综合分析或评价，分清主次，对目标、因素进行综合。 综合观点强调人们在判断和解决问题时要全面，要综合平衡系统的方方面面，要协调好系统内外各要素之间的关系，同时要分清主次。案例：方案选择问题 ，政策设计问题3.2 处理复杂系统问题的基本观点层次观点是指处理复杂问题时要抓住问题的主要矛盾，抓住主要矛盾的主要方面。系统有很明显的层次性，一般存在树状结构（鱼刺图形状）。人们在分析、处理、解决这些问题时，要熟悉系统中诸要素在各种空间内的层次与分布，将主要精力放在最主要的问题上，避免平均主义。层次观点强调人们在思考、研究和解决问题时，不要混淆父辈、