系统工程概述课件

22十一月2022第一章系统工程概述11十月2022第一章系统工程概述课程性质和任务：本课程是工程专业的专业限选课，是在学习了基础课和专业基础课后开设的。其任务是使学生对系统工程基础理论的整体情况与发展有一个系统的和基本的了解，并掌握相关的基础知识和基本方法，从而适应现代工业工程人才培养的需要。课程性质和任务：本课程是工程专业的专业限选课，是在学习了基础教材：汪应洛主编.系统工程（第四版）.机械工业出版社教材：汪应洛主编.系统工程（第四版）.机械工业出版社系统工程第一章系统工程概论第三章系统模型与模型化第五章系统评价方法第七章战略研究与管理第二章系统工程方法论第四章系统仿真及系统动力学方法第六章决策分析方法第八章系统工程应用实例系统工程第一章系统工程概论第三章系统模型与模型化第五章第一章系统工程概论第一节系统工程的产生、发展及应用第三节系统工程的概念与特点第二节系统工程的研究对象第四节系统工程的应用领域第一章系统工程概论第一节系统工程的产生、发展及应用第第一节系统工程的产生、发展及应用一、系统思想的产生与发展二、系统理论的形成与发展三、系统工程的发展概况四、系统工程在中国的发展及应用本章目录第一节系统工程的产生、发展及应用一、系统思想的产生与发展一、系统思想的产生与发展什么是系统？系统思想源于人类长期的社会实践。我国著名科学家钱学森认为“系统即由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体，而且这个‘系统’本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分。”本章目录本节目录一、系统思想的产生与发展什么是系统？本章目录本节目录一、系统思想的产生与发展1.朴素的系统思想及其初步实践在哲学上，把世界作为统一的整体古希腊的唯物主义哲学家德谟克利特“宇宙大系统”最早使用“系统”一词辩证法奠基人之一赫拉克利特“世界是包括一切的整体”亚里士多德“整体大于部分的总和”本章目录本节目录一、系统思想的产生与发展1.朴素的系统思想及其初步实践本章一、系统思想的产生与发展1.朴素的系统思想及其初步实践古代中国：老子自然界的统一性西周“五行说”（金木水火土）东汉张衡“浑天说”中国人做事善于从天时、地利、人和进行整体分析，主张“大一统”、“和为贵”中医诊病讲究形、气、色综合辩证中国人吃饭讲究色、香、味、鲜一体孙武《孙子兵法》都江堰本章目录本节目录一、系统思想的产生与发展1.朴素的系统思想及其初步实践本章中国古代朴素的系统思想及应用（1）阴阳八卦说：《易》有太极，是生两仪，两仪生四象，四象生八卦。太极：天地万物产生的本原两仪：阴阳阴——消极、退守、柔弱、地、秋、月、夜、女、黑、

冷、降……阳——积极、进取、刚强、天、春、日、昼、男、白、

热、升……

四象：春夏秋冬、东西南北、阴阳刚柔、金木水火…八卦：乾、坤、震、巽(xun)、坎、离、艮(gen)、兑

天、地、雷、风、水、火、山、泽本章目录本节目录中国古代朴素的系统思想及应用（1）阴阳八卦说：本章目录本节目阴阳的概念，源自古代中国人民的自然观。古人观察到自然界中各种对立又相联的大自然现象，如天地、日月、昼夜、寒暑、男女、上下等，以哲学的思想方式，归纳出“阴阳”的概念。阴阳，代表一切事物的最基本对立面

阴为寒，为暗，为聚，为实体化

阳为热，为光，为化，为气化

阴中有阳，阳中有阴，冲气以为和本章目录本节目录阴阳的概念，源自古代中国人民的自然观。古人观察到自然界中各种在中国传统文化中指青龙、白虎、朱雀、玄武，分别代表东西南北四个方向。源于中国古代的星宿信仰，中国古代将天空分成东、北、西、南区域，称东方为苍龙象，北方为玄武(龟蛇)象，西方为白虎象，南方为朱雀象，是为“四象”。本章目录本节目录在中国传统文化中指青龙、白虎、朱雀、玄武，分别代表东西南北四八卦：我国古代的一套有象征意义的符号。用“一”代表阳，用“--”代表阴，用三个这样的符号，组成八种形式，叫做八卦。每一卦形代表一定的事物。乾代表天，坤代表地，坎代表水，离代表火，震代表雷，艮(gèn)代表山，巽(xùn)代表风，兑代表沼泽。八卦互相搭配又得到六十四卦，用来象征各种自然现象和人事现象。所谓卦，其实是古代劳动人民通过测量太阳位置，从而知季节、记录劳作规律的手段。本章目录本节目录八卦：我国古代的一套有象征意义的符号。用“一”代表阳，用“-中国古代朴素的系统思想及应用（2）阴阳五行说：五行：金、木、水、火、土五音、五谷、五色、五脏、五畜……

木生火、火生土、土生金、金生水、水生木。

（顺次相生）

水克火、火克金、金克木、木克土、土克水。

(隔一相克）本章目录本节目录中国古代朴素的系统思想及应用（2）阴阳五行说：本章目录本节目中国古代朴素的系统思想及应用（3）老子：“天下万物生于有，有生于无”，“无，名天地之始，有，名万物之母”。“道生一，一生二，二生三，三生万物”。

王安石将世界演化的顺序又解释为“天年生水，地二生火，天三生木，地四生金，天五生土”，“五行，天所以命万物者也”。认为世界上的事物先由天地生出五行----水、火、木、金、土，然后再形成万物。本章目录本节目录中国古代朴素的系统思想及应用（3）老子：本章目录本节目录中国古代朴素的系统思想及应用（4）中医理论：我国中医理论也充分体现了系统科学的思想。

古代中医理论强调了人体各器官之间的联系、生理现象与心理现象的联系、身体状况与自然环境的联系，把人的身体结构看作是自然界的一个组成部分，认为人体的各个器官是一个有机的整体。中医还用阴阳五行学说来说明五脏之间的相互依存、相互制约的关系，将自然现象、生理现象、精神活动三者结合起来分析疾病根源。在治疗上将人的养生规律与自然界的规律联系在一起，提出了“天人感应”的治疗原则。这实际上是强调了系统内各子系统之间的关系作用，系统与环境之间的关系作用。从上述论述中，我们可以看到无论是诊断还是治疗，中医都是把人作为一个整体，认为人体各部分之间存在着紧密的联系，将治病看作一个系统的、动态的控制过程。本章目录本节目录中国古代朴素的系统思想及应用（4）中医理论：本章目录本节目录中国古代朴素的系统思想及应用（5）丁谓盖皇宫：北宋真宗年间，皇城失火，宫殿烧毁，大臣丁谓主持了皇宫修复工程。他采用了一套综合施工方案，先在需要重建的大道上就近取土烧砖，在取土后的深沟中引入汴水，形成人工河，再由此水路运入建筑材料，从而加快了工程进度。皇宫修复后，又将碎砖废土填入沟中，重修大道。使烧砖、运输建筑材料和处理废墟三项繁重工程任务协调起来，从而在总体上得到了最佳解决，一举三得，节省了大量劳力、费用和时间。本章目录本节目录中国古代朴素的系统思想及应用（5）丁谓盖皇宫：本章目录本节目中国古代朴素的系统思想及应用（6）田忌赛马：战国时期，齐威王与田忌赛马，规定双方各出上中下三个等级的马各一匹。如果按同等级的马比赛，齐王可获全胜。田忌的谋士孙膑提出的以下、上、中对齐王的上、中、下对策，使处于劣势的田忌战胜齐王，这是从总体出发制定对抗策略的一个著名事例。齐王: 上 中 下

田忌: 下 上 中本章目录本节目录中国古代朴素的系统思想及应用（6）田忌赛马：本章目录本节目录本章目录本节目录本章目录本节目录中国古代朴素的系统思想及应用（6）都江堰水利工程：都江堰水利工程在四川都江堰市城西，是全世界至今为止，年代最久、唯一留存、以无坝引水为特征的宏大水利工程。2200多年来，至今仍然连续使用，发挥着巨大效益。本章目录本节目录中国古代朴素的系统思想及应用（6）都江堰水利工程：本章目录本本章目录本节目录本章目录本节目录本章目录本节目录本章目录本节目录中国古代朴素的系统思想及应用（6）都江堰水利工程：“鱼嘴”分水工程“鱼嘴”是都江堰的分水工程，因其形如鱼嘴而得名，它把岷江分成内外二江。西边叫外江，是岷江正流，主要用于排洪；东边沿山脚的叫内江，是人工引水渠道，主要用于灌溉。鱼嘴的设置极为巧妙，它利用地形、地势，巧妙地完成分流引水的任务。春天，岷江水流量小，灌区正值春耕，需要灌溉，这时岷江主流直入内江，水量约占六成，外江约占四成，以保证灌溉用水；洪水季节，二者比例又自动颠倒过来，内江四成，外江六成，使灌区不受水涝灾害。本章目录本节目录中国古代朴素的系统思想及应用（6）都江堰水利工程：本章目录本中国古代朴素的系统思想及应用（6）都江堰水利工程：“飞沙堰”溢洪道在鱼嘴以下划分内、外二江的堤叫金刚堤。堤下段有一低平的地段，洪水季节这里浪花飞溅，是内江的泄洪道。它具有泄洪排沙的显著功能，故又叫它“飞沙堰”。

飞沙堰可将上游带来的泥沙和卵石，甚至重达千斤的巨石，从这里抛入外江（主要是巧妙地利用离心力作用），确保内江通畅。本章目录本节目录中国古代朴素的系统思想及应用（6）都江堰水利工程：本章目录本中国古代朴素的系统思想及应用（6）都江堰水利工程：“宝瓶口”引水口宝瓶口，是玉垒山伸向岷江的长脊上凿开的一个口子，它是人工凿成控制内江进水的咽喉，因形似瓶口而功能奇持，故名宝瓶口。

宝瓶口宽度和底高都有极严格的控制，古人在岩壁上刻了几十条分划，取名“水则”，那是我国最早的水位标尺。

内江水流进宝瓶口后，通过干渠把江水一分为二。再二分为四，一分再分，形成自流灌溉渠系，灌溉近一万平方公里，一千余万亩农田。本章目录本节目录中国古代朴素的系统思想及应用（6）都江堰水利工程：本章目录本一、系统思想的产生与发展2.科学系统思想的形成古代朴素的系统思想——只见森林15世纪，自然科学从哲学中分离出——只见树木19世纪，能量转化、细胞学说、进化论等——先见森林、后见树木本章目录本节目录一、系统思想的产生与发展2.科学系统思想的形成本章目录本节二、系统理论的形成与发展系统论（或狭义的一般系统论），是研究系统的模式、原则和规律，并对其功能进行数学描述的理论。代表人物：奥地利理论生物学家贝塔朗菲。控制论是研究各类系统的控制和调节的一般规律的综合性理论，“信息”与“控制”等是其核心概念。它是继一般系统论之后，由数学家维纳在20世纪40年代创立的。信息论是研究信息的提取、变换、存储与流通等特点和规律的理论。20世纪下半叶以来，系统理论对管理科学与工程实践产生了深刻的影响。系统工程学的创立，则是发展了系统理论的应用研究，它为组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用提供了一种有效的科学方法。本章目录本节目录二、系统理论的形成与发展系统论（或狭义的一般系统论），是研究二、系统理论的形成与发展（1）贝塔朗菲定律系统的属性总是多于组成它的各个要素在孤立状态时的属性之和。系统对可累加或不可累加的某一具体属性的数量既可起到放大作用，也可起缩小作用。本章目录本节目录二、系统理论的形成与发展（1）贝塔朗菲定律本章目录本节目录二、系统理论的形成与发展（2）五率最高定律在保证实现环境允许系统达到的功能（目的）的前提下，使整个系统对空间、时间、物质、能量、信息的利用率最高。本章目录本节目录二、系统理论的形成与发展（2）五率最高定律本章目录本节目录二、系统理论的形成与发展（3）控制论维纳：控制论是关于在动物和机器中控制和通讯的科学。钱学森：控制论的对象是系统。为了实现系统自身的稳定和功能，系统需要取得、使用、保持和传递能量、材料和信息，也需要对系统的各个构成部分进行组织；控制论研究系统各个部分如何进行组织，以便实现系统的稳定和有目的的行为。控制论是研究系统的调节与控制的一般规律的科学。常见的控制理论：最优控制理论适应、自学习和自组织系统理论模糊理论大系统理论本章目录本节目录二、系统理论的形成与发展（3）控制论本章目录本节目录二、系统理论的形成与发展（4）信息论提出者：申农定义：狭义信息论是研究通信和控制系统中信息传递的共同规律，以及如何提高信息传输系统的有效性和可靠性。广义信息论研究机器、生物和人类对于各种信息的获取、交换、传输、存贮、处理、利用和控制的一般规律。从信息论严格的科学观点来看，并非任何的消息都是信息，而那些事先不知道其结果的消息才是信息。本章目录本节目录二、系统理论的形成与发展（4）信息论本章目录本节目录二、系统理论的形成与发展（4）信息论信息量本章目录本节目录二、系统理论的形成与发展（4）信息论本章目录本节目录二、系统理论的形成与发展（4）信息论信息量本章目录本节目录二、系统理论的形成与发展（4）信息论本章目录本节目录二、系统理论的形成与发展（4）信息论信息量本章目录本节目录二、系统理论的形成与发展（4）信息论本章目录本节目录二、系统理论的形成与发展（4）信息论信息量本章目录本节目录二、系统理论的形成与发展（4）信息论本章目录本节目录二、系统理论的形成与发展（4）信息论信息量1比特信息量就是含有两个独立等概率可能状态的事物所具有的不确定性被全部消除所需要的信息。维纳曾指出：“信息量是一个可以看作几率的量的对数的负数，实质上就是负熵”，所以信息量和熵（无序），意义相反，表示的是系统获得信息后无序状态被减少甚至被消灭的程度。本章目录本节目录二、系统理论的形成与发展（4）信息论本章目录本节目录二、系统理论的形成与发展（5）耗散结构理论系统熵的增减和演化方向从哲学观点来看，自然界物质的运动是由简单到复杂、由低级到高级、由不确定到确定、由无序到有序、由高熵到低熵演化的。如果系统熵随时间减少，则称系统状态的演化方向为进化或发展；反之，为退化或没落。熵：无序化程度。本章目录本节目录二、系统理论的形成与发展（5）耗散结构理论本章目录本节目录二、系统理论的形成与发展（5）耗散结构理论两类有序结构平衡条件下的有序结构。非平衡条件下的有序结构本章目录本节目录二、系统理论的形成与发展（5）耗散结构理论本章目录本节目录二、系统理论的形成与发展（5）耗散结构理论耗散结构普利高津提出“耗散结构”学说：一个远离平衡态的开放系统，在外界条件变化达到某一特定阀值时，量变可能引起质变，系统通过不断地与外界交换能量与物质就可能从原来的无序状态转变为一种时间、空间或功能的有序状态，这种远离平衡态的、稳定的、有序的结构称之为“耗散结构”。开放是产生耗散结构的前提非平衡态是有序之源涨落导致有序本章目录本节目录二、系统理论的形成与发展（5）耗散结构理论本章目录本节目录二、系统理论的形成与发展（6）协同理论协同学的创始人：德国理论物理学家赫尔曼·哈肯。协同或称协作，即协同作用之意。协同学理论强调协同效应，协同效应是指在复杂大系统内，各子系统的协同行为产生出的超越各要素自身的单独作用，从而形成整个系统的统一作用和联合作用。协同作用是任何复杂系统本身所固有的自组织能力，是形成系统有序结构的内部作用力。“协同导致有序”本章目录本节目录二、系统理论的形成与发展（6）协同理论本章目录本节目录三、系统工程发展概况系统科学在现代的应用（1）雷达预警问题

运筹学作为科学名词出现是在20世纪30年代末，背景是英、美对付德国的空袭，雷达作为防空系统的一部分，从技术上是可行的，但实际运用时却不理想。为此，一些科学家就如何合理运用雷达开始进行一类新问题的研究。因为它与研究技术问题不同，就称之为“运用研究”或“操作研究”(OperationalResearch)。本章目录本节目录三、系统工程发展概况系统科学在现代的应用本章目录本节目录三、系统工程发展概况系统科学在现代的应用（2）商船高射炮问题

第二次世界大战期间，英美商船为了对付德国飞机的袭击，在船上装设了高炮，但这些高炮击落的敌机很少（占来袭敌机的4％），而且高炮的安装维修费高，这时有人提出将高炮拆除。但是运筹分析人员指出，安装高炮的目的不是击落敌机，而是保护商船安全如期到达目的地。实战统计显示，不安装高炮的商船损失率大于25％，安装高炮后，致使敌机不敢低飞，商船的损失率降到了10％以下，可见安装高炮是必需。本章目录本节目录三、系统工程发展概况系统科学在现代的应用本章目录本节目录三、系统工程发展概况系统科学在现代的应用（3）商船护航问题

英国护航运输船队体制，源自概率论的原理，也是数学家在战争中的一大贡献，根据概率论分析，船只在海上与潜艇相遇，是随机的，一定数量的船只，编队规模越小，批次就越多，批次一多，与潜艇遭遇的机率也就增加了；而且由于潜艇数量有限，每次与船队遭遇，因所携带弹药限制，只能攻击相同数量的船只，也就是说，船队规模越大，即使与潜艇遭遇，每艘船被击沉的机率就越小。综合上述两条规律，船队规模越大，每艘船被击沉的概率就越小，以100艘船为例，如果编为五队，每艘船被击沉的概率为25%；如果编为一队，每艘船被击沉的概率为1%，足足相差24倍！有些人对护航船队体制持否定态度，认为大批船只在装完货物或卸完货物后，必须停留在港口，等待与其他船只编成护航船队，这样既浪费了时间又减低了船舶运载量。但事实胜于雄辩，护航运输船队体制的实行，大大降低了船只的损失，在战争爆发后的四个月中，编入护航运输船队的5756艘船只中，只有12艘被击沉，而且这12艘中还有5艘是在掉队的情况下被击沉的。而同一时间里单独航行的船只有102艘被击沉。这一阶段，英国共损失运输船114艘，计42.3万吨。本章目录本节目录三、系统工程发展概况系统科学在现代的应用本章目录本节目录三、系统工程发展概况系统科学在现代的应用（4）阿波罗登月计划（1958-1969年）

阿波罗登月计划的全部任务分别由地面、空间和登月三部分组成，是一项复杂庞大的工程项目，它不仅涉及到火箭技术、电力技术、冶金和化工等多种技术，为把人安全地送上月球，还需要了解宇宙空间的物理环境以及月球本身的构造和形状。它耗资300亿美元，研制零件有几百万种，共有二万家企业参与，涉及42万人，历时11年之久，为完成这项工作，除了考虑每个部门之间的配合和协调工作外，还要估计各种未知因素可能带来的种种影响，面对这些千头万绪的工作，千变万化的情况，就要求有一个总体规划部门运用一种科学的组织管理方法，综合考虑，统筹安排来解决。本章目录本节目录三、系统工程发展概况系统科学在现代的应用本章目录本节目录三、系统工程发展概况系统科学在现代的应用（5）治理污染（6）引滦入津城市供水工程（7）人口规划（8）市政建设（9）全面质量管理TQC（TotalQualityControl)本章目录本节目录三、系统工程发展概况系统科学在现代的应用本章目录本节目录三、系统工程发展概况系统科学在现代的应用（10）并行工程CE（ConcurrentEngineering）概念：集成地（一体化地）、并行地设计产品及其相关过程（制造过程，支持过程）的系统方法。基本思想：使产品开发者一开始就考虑产品寿命周期（从概念到报废）的所有因素。（时间T，质量Q，成本C，服务S）特点：通过对产品开发过程中不同的设计活动和过程重组，将串行过程尽量转化为并行过程，使设计人员在设计的早期阶段就能考虑到产品的可制造性、可装配性、可测试性、可维护性、可靠性、经济性等因素，促进产品不同设计阶段的沟通、协调，避免重复劳动。本章目录本节目录三、系统工程发展概况系统科学在现代的应用本章目录本节目录三、系统工程发展概况系统科学在现代的应用（11）企业流程过程再造BPR（BusinessProcessReengineering）“为了飞越性地改善成本、质量、服务、速度等重大的现代企业的经营基准，对工作流程进行根本性重新思考并彻底改革”，因此企业“再造”就是重新设计和安排企业的整个生产、服务和经营过程，使之合理化。为了能够适应新的世界竞争环境，企业必须摈弃已成惯例的运营模式和工作方法，以工作流程为中心，重新设计企业的经营、管理及运营方式。本章目录本节目录三、系统工程发展概况系统科学在现代的应用本章目录本节目录三、系统工程发展概况系统科学在现代的应用（12）计算机集成制造系统CIMS(ComputerIntegratedManufacturingSystems)

（13）可持续发展战略(StrategyforSustainableDeveloping)问题：人口快速增长，自然资源加速耗竭，环境污染加剧造成生态灾难，社会分配严重不公。可持续发展：既满足当代人的需要，又不损害后代人满足需要的能力的发展。包括经济可持续发展、社会可持续发展、生态可持续发展。（14）三峡工程本章目录本节目录三、系统工程发展概况系统科学在现代的应用本章目录本节目录三、系统工程发展概况本章目录本节目录三、系统工程发展概况本章目录本节目录三、系统工程发展概况系统科学在现代的应用（15）载人飞船工程（7个系统）：航天员系统、飞船应用系统、载人飞船系统、运载火箭系统、发射场系统、测控通信系统、着陆场系统。如载人飞船系统（13个分系统）：结构与机构分系统、制导导航与控制分系统、热控分系统、环境控制与生命保障分系统、推进分系统、测控与通信分系统、数据管理分系统、电源分系统、回收着陆分系统、仪表与照明分系统、应急救生分系统、乘员分系统、有效载荷分系统。三、系统工程发展概况系统科学在现代的应用三、系统工程发展概况阶段年代（份）重大工程实践或事件重要理论与方法贡献Ⅰ1930年美国发展与研究广播电视系统正式提出系统方法（SystemApproach）的概念1940美国实施彩电开发计划采用系统方法，并取得巨大成功美国Bell电话公司开发微波通信系统正式使用系统工程（SystemEngineering）一词Ⅱ第二次世界大战期间英、美等国的反空袭等军事行动产生军事运筹学（MilitaryOperationResearch），也即军事系统工程20世纪40年代美国研制原子弹的“曼哈顿计划”运用系统工程，并推动了其发展1945年美国空军建立研究与开发（R&D）机构，此即兰德（RAND）公司的前身提出系统分析（SystemAnalysis）的概念，强调了其重要性本章目录本节目录三、系统工程发展概况阶段年代（份）重大工程实践或事件重要理论三、系统工程发展概况阶段年代（份）重大工程实践或事件重要理论与方法贡献Ⅲ20世纪40年代后期到50年代初期运筹学的广泛应用与发展、控制论的创立与应用、电子计算机的出现，为系统工程奠定了重要的科学基础Ⅳ1957年H．Good和R．E．Machol发表第一部名为《系统工程》的著作系统工程学科形成的标志1958年美国研制北极星导弹潜艇提出PERT（网络优化技术），这是较早的系统工程技术1965年R．E．Machol编著《系统工程手册》表明系统工程的实用化和规范化美国自动控制学家L．A．Zedeh提出“模糊集合”的概念为现代系统工程奠定了重要的数学基础1961-1972年美国实施“阿波罗”登月计划使用多种系统工程方法并获得巨大成功，极大地提高了系统工程的地位本章目录本节目录三、系统工程发展概况阶段年代（份）重大工程实践或事件重要理论三、系统工程发展概况阶段年代（份）重大工程实践或事件重要理论与方法贡献Ⅴ

1972年

国际应用系统分析研究所（IIASA）在维也纳成立

系统工程的应用重点开始从工程领域进入到社会经济领域，并发展到了一个重要的新阶段

20世纪70年代

系统工程的广泛应用在国际上达到高潮

Ⅵ

20世纪80年代

系统工程在国际上稳定发展，在中国的研究与应用达到高潮

本章目录本节目录三、系统工程发展概况阶段年代（份）重大工程实践或事件重要理论三、系统工程发展概况现代科学技术的体系结构1.横向四个层次：

哲学---基础科学---技术科学---工程技术2.纵向六大部类：

社会科学---数学科学---自然科学---系统科学---思维科学---人体科学。本章目录本节目录三、系统工程发展概况现代科学技术的体系结构本章目录本节目录本章目录本节目录本章目录本节目录三、系统工程发展概况钱学森系统科学体系科学体系的一般结构自然科学的体系结构系统科学的体系哲学物理学、化学、生物学等建筑学、水力学、电工学等土木工程、水利工程、电气工程等（实践）自然辩证法哲学基础科学技术科学工程技术（实践）桥梁哲学系统学信息论、控制论、运筹学等通信技术、自动化技术、各门系统工程（实践）系统观本章目录本节目录三、系统工程发展概况钱学森系统科学体系科学体系的一般结构自然四、系统工程在中国的发展及应用20世纪50年代至60年代20世纪70年代20世纪90年代以来本章目录本节目录四、系统工程在中国的发展及应用20世纪50年代至60年代本章第二节系统工程的研究对象一、系统的概念与特点二、系统的类型三、管理系统问题举例本章目录第二节系统工程的研究对象一、系统的概念与特点本章目录一、系统的概念与特点1、系统的定义系统是由两个以上有机联系、相互作用的要素所组成，具有特定功能、结构和环境的整体。该定义有四个要点：系统及其要素；系统和环境；系统的结构；系统的功能。本章目录本节目录一、系统的概念与特点1、系统的定义本章目录本节目录一、系统的概念与特点2、系统的一般属性整体性关联性环境适应性本章目录本节目录一、系统的概念与特点2、系统的一般属性本章目录本节目录一、系统的概念与特点3、大规模复杂系统的特点系统工程研究对象系统的复杂性主要表现在：系统的功能和属性多样性；由此而带来的多重目标间经常会出现相互消长或冲突的关系；系统通常由多维且不同质的要素所构成；一般为人-机系统，而人及其组织或群体表现出固有的复杂性；由要素间相互作用关系所形成的系统结构日益复杂化和动态化。

本章目录本节目录一、系统的概念与特点3、大规模复杂系统的特点本章目录本节目二、系统的类型自然系统与人造系统实体系统与概念系统动态系统与静态系统封闭系统与开放系统本章目录本节目录二、系统的类型自然系统与人造系统本章目录本节目录三、管理系统问题举例课本P8.问题：分析企业内销售系统和采购系统。用系统的观点分析学校这个大系统。本章目录本节目录工业企业人财物信息…转换投入产出工业企业竞争对手销售商供应商政府…获取资金购买原材料生产产品销售产品三、管理系统问题举例课本P8.本章目录本节目录工业企业人财物第三节系统工程的概念和特点一、系统工程的概念二、系统工程是一门交叉学科三、系统工程的特点本章目录第三节系统工程的概念和特点一、系统工程的概念本章目录一、系统工程的概念简言：用系统思想和方法来解决复杂系统问题日本工业标准（JIS）界定：“系统工程是为了更好地达到系统目标，而对系统的构成要素、组织结构、信息流动和控制机制等进行分析与设计的技术”日本学者三浦武雄指出：“系统工程与其它工程学的不同之处在于它是跨越许多学科的科学，而且是填补这些学科边界空白的边缘学科。因为系统工程的目的是研究系统，而系统不仅涉及工程学领域，还涉及社会、经济和政治等领域。为了圆满解决这些交叉领域的问题，除了需要某些纵向的专门技术以外，还要有一种技术从横的方向把它们组织起来。这种横向技术就是系统工程，也就是研究系统所需的思想、技术、方法和理论等体系化的总称。”本章目录本节目录一、系统工程的概念简言：用系统思想和方法来解决复杂系统问题一、系统工程的概念综上所述，系统工程是从总体出发，合理开发、运行和革新一个大规模复杂系统所需思想、理论、方法论、方法与技术的总称，属于一门综合性的工程技术。它是按照问题导向的原则，根据总体协调的需要，把自然科学、社会科学、数学、管理学、工程技术等领域的相关思想、理论、方法等有机地综合起来，应用定量分析和定性分析相结合的基本方法，采用现代信息技术等技术手段，对系统的功能配置、构成要素、组织结构、环境影响、信息交换、反馈控制、行为特点等进行系统分析，最终达到使系统合理开发、科学管理、持续改进、协调发展的目的。本章目录本节目录一、系统工程的概念综上所述，系统工程是从总体出发，合理开发二、系统工程是一门交叉学科本章目录本节目录二、系统工程是一门交叉学科本章目录本节目录三、系统工程的特点既是一种理论、方法或思想，又具有很强的实践性（1）系统工程一般采用先决定整体框架，后进入内部详细设计的程序；（2）系统工程试图通过将构成事物的要素加以适当配置来提高整体功能，其核心思想是“综合即创造”；（3）系统工程属于“软科学”。软科学的基本特征是：人和信息的重要作用；多次反复协商；科学性与艺术性二重性及其有机结合等。本章目录本节目录三、系统工程的特点既是一种理论、方法或思想，又具有很强的实践三、系统工程的特点系统观点——前提总体最优及平衡协调的观点——目的综合运用方法与技术的观点——手段问题导向和反馈控制的观点——保障本章目录本节目录三、系统工程的特点系统观点——前提本章目录本节目录第四节系统工程的应用领域经济系统工程区域规划系统工程环境生态系统工程能源系统工程水资源系统工程交通运输系统工程农业系统工程

企业系统工程工程项目管理系统工程科技管理系统工程教育系统工程人口系统工程军事系统工程信息系统工程物流系统工程本章目录社会系统工程第四节系统工程的应用领域经济系统工程区域规划系统工程社会系统工程(SocialSystemsEengineering,SSE)，是系统工程的1个应用领域，指组织管理社会的技术，又称社会工程。社会工程的研究对象是整个社会，涉及人、自然界和社会的综合大系统。在社会系统里存在着社会、经济、科技、生态、文化、心理等因素相互关联的动态过程。社会系统工程本章目录本节目录社会系统工程(SocialSystemsEenginee社会系统工程本章目录本节目录社会系统工程本章目录本节目录区域规划是为实现一定地区范围的开发和建设目标而进行的总体部署。

区域规划系统工程(systemsengineeringforregionalplanning)应用系统工程的理论和方法对区域的布局和发展进行总体规划。其目的是从系统总体出发，对一个区域的社会、经济、资源、生态、人口、文化教育、科学技术等进行定性和定量的综合分析，以制订最优发展规划。区域划分：地理位置、经济文化联系、社会制度和行政区划区域规划系统工程本章目录本节目录区域规划是为实现一定地区范围的开发和建设目标而进行的总体部署联合国经济和社会理事会按地理位置设立了非洲、欧洲、拉丁美洲、西亚和亚太地区等五个区域经济委员会。中国按地理位置将全国分为东北、华北、华东、西北、西南、中南等六个大区，再按经济文化发展水平又可分为沿海发达地区、待开发的边疆地区和处于中间地带的内陆地区等。1974年美国学者M.梅萨罗维茨和E.佩斯特曾建立多层次的世界经济模型。模型根据历史传统、生活方式、经济发展阶段、社会政治状况和国家所面临的共同问题，将世界分成10个地区：①北美，②西欧，③日本，④澳大利亚等其他发展国家，⑤苏联和东欧，⑥拉丁美洲，⑦北非和中东,⑧非洲,⑨东南亚，⑩中国和朝鲜等。根据需要，又可将世界划分为两类地区，即北部地区，包括前面5个区域,又称发达地区；南部地区，包括后面5个区域，又称发展中地区。区域规划系统工程本章目录本节目录联合国经济和社会理事会按地理位置设立了非洲、欧洲、拉丁美洲、区域规划系统工程本章目录本节目录区域规划系统工程本章目录本节目录能源系统是包括能源的开发、供应、转换、储备、调度、控制、管理、使用等环节的大系统。能源系统工程是依靠运筹学、控制论、数量经济学以及相关的专业学科，以定量的方法或定性与定量相结合的方法，研究世界、国家、地区、部门和企业等不同层次的能源的需求、供应、转换、节约和新技术开发，以及对能源政策进行评价等问题。能源系统工程本章目录本节目录能源系统是包括能源的开发、供应、转换、储备、调度、控制、管理常用工具——能源系统网络图，用网络图的形式对能量在系统中的实际流动过程进行的描述。它是能流图的一种特殊形式，有时也简称能流图。能源供需预测能源规划模型能源数据库

能源系统工程本章目录本节目录常用工具——能源系统网络图，用网络图的形式对能量在系统中的实能源系统工程本章目录本节目录能源系统工程本章目录本节目录经济系统工程(EconomicSystemsEngineering)用系统工程的方法对国家、部门或地区宏观经济系统进行预测、规划、组织、管理、控制和调节的技术,又称宏观经济系统工程。经济系统工程从宏观上对经济系统实现最优控制或次优控制。它主要应用经济数学模型来分析和研究经济系统的动态过程和结构特性，预测经济变量的变化规律，制订经济发展规划，提出国民经济宏观控制和调节的最优方案。经济系统工程本章目录本节目录经济系统工程(EconomicSystemsEngine环境生态系统工程，即将系统工程的思想、理论和方法应用于环境保护领域，以解决防治环境污染和生态破坏等重大问题的工程技术。环境生态系统工程是环境系统工程和生态系统工程的总称。前者解决环境污染的防治问题，后者解决生态破坏的防治问题。

它从系统总体出发，运用系统分析方法，研究环境污染和生态破坏的现象、产生的原因、消除的办法及其所需的工程和措施。环境生态系统工程本章目录本节目录环境生态系统工程，即将系统工程的思想、理论和方法应用于环境保研究对象微观：空气、水质、废弃物、噪声等污染防治方案的选优和水库、大坝、河流、农场等生态环境影响的评价等。宏观：城市环境生态质量评价、区域环境生态系统规划、环境生态系统的经济社会分析，以及环境生态系统的预测、规划和决策等全局性和战略性的问题等。环境生态系统工程本章目录本节目录研究对象环境生态系统工程本章目录本节目录水资源系统工程是水资源科学与系统科学相互交叉形成的一门新兴综合性工程技术学科，在人口、资源、环境、经济与社会区域可持续发展战略研究中具有重要意义。流域发展战略规划、农田灌溉系统规划与设计、城市供水系统优化模型、水能利用规划、防洪指挥调度、水污染控制、地下水应用等。三峡大坝、都江堰、黄河调水调沙（2002年）水资源系统工程本章目录本节目录水资源系统工程是水资源科学与