系统工程概论

武汉大学水利水电学院土木工程系统分析

CivilEngineeringSystemAnalysis系统工程概述系统分析与建模整数规划线性规划动态规划非线性规划网络计划技术土木工程中的应用实例排队论与存储论决策分析土木工程系统分析系统模拟1.1系统的概念1.2系统工程的概念1.3系统分析1.4原型、模型与算法第一章

系统工程概论本章重点系统的定义系统的特征系统工程的定义系统理论概述第一章

系统工程概论第一章系统工程概论任何事务、任何问题都可以称之为系统。系统思想：总体的观点、全局的观点、最优化的观点（做事不考虑后果）系统思想被人们自觉/不直觉地应用。（都江堰、农民种地、学生选课）系统思想的形成与演变：长期的生产实践、社会实践、科学技术发展与积累的结果1.1

系统的概念第一章系统工程概论系统的定义系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分（要素）结合而成的、具有特定功能的有机整体。示例：教学系统、河道系统、水电站、混凝土坝浇筑施工系统、社会系统、呼吸系统构成系统的条件：两个及两个以上的要素要素之间存在有机联系具备一定的功能系统>>

要素的简单叠加（水电站）1.1

系统的概念第一章系统工程概论结构上的层次性功能的非叠加性内部的相关性1.1

系统的概念三峡工程大坝厂房船闸升船机挡水坝段厂房坝段溢流坝段第一章系统工程概论系统的形态自然系统、人工系统实体系统、概念系统封闭系统、开放系统静态系统、动态系统对象系统、行为系统控制系统、因果系统1.1

系统的概念第一章系统工程概论系统的分类1按系统内容划分天然系统、半天然系统、人工系统自然系统、社会系统、思维系统实体系统、概念系统2按系统与环境的关系划分孤立系统、封闭系统、开放系统1.1

系统的概念第一章系统工程概论系统的分类3按系统的规模和复杂程度划分渺观系统、微观系统、宏观系统、宇观系统、胀观系统小系统、大系统、巨系统简单系统和复杂系统简单巨系统和复杂巨系统1.1

系统的概念第一章系统工程概论系统的分类4按系统的运动状态划分静态系统、动态系统稳态系统、非稳态系统线性系统、非线性系统连续系统、离散系统确定性系统和非确定性系统1.1

系统的概念第一章系统工程概论系统的分类5按人类对系统的认知水平划分黑色系统白色系统灰色系统1.1

系统的概念第一章系统工程概论系统的重要分类参数线性非线性连续离散低维高维确定模糊（不确定性）对建模、计算、分析等工作有显著影响1.1

系统的概念第一章系统工程概论系统的特征整体性：系统功能不是要素功能的简单叠加相关性：系统内各要素相互作用、相互联系目的性：任何系统总是追求一定的目标（多个目标）环境适应性环境：系统以外事务的总称(物质、信息、能量)企业管理各位的学习过程体制改革1.1

系统的概念第一章系统工程概论系统的结构与功能系统的结构：系统内各要素之间的相互联系、相互作用的方式或秩序，即各要素之间在时间或空间上排列和组合的具体形式。系统结构的特性：稳定性、层次性、开放性、相对性三种表现形式：空间结构、时间结构、时空结构；水电枢纽布置1.1

系统的概念第一章系统工程概论系统的结构与功能系统的功能：系统与环境相互作用所反映的能力称为系统的功能系统功能的特性：易变性、相关性结构与功能的关系同构异功、同功异构、同功同构、异构异功水电枢纽布置1.1

系统的概念第一章系统工程概论系统理论概述博大精深一般系统论控制论信息论耗散结构理论协同学理论突变理论1.1

系统的概念第一章系统工程概论系统工程的概念进行系统的试验、设计、优化、改进、运行控制等时运用的一系列理论、方法、技术示例1：坝址的选择——决策理论示例2：最优化线路的选择——动态规划理论示例3：混凝土坝施工工期的计算——系统模拟1.2

系统工程第一章系统工程概论系统工程的概念系统工程（SystemsEngineering）是对系统进行开发、创制或改造、试验和运用的工程技术。它是根据整体协调的需要，运用系统分析的理论和方法，应用近代数学和电子计算机等工具，研究和解决系统的分析、规划、设计、组织、管理和评价等问题，使系统达到最优工作状态和最佳工作途径。1.2

系统工程第一章系统工程概论个人对系统工程的理解一整套理论、方法与技术的综合以某个专业或问题为背景和对象在多个学科中及其广泛的应用：水工、农水、水资源内容处在不断更新、发展中运筹学软件技术信息技术多媒体技术不确定性理论1.2

系统工程第一章系统工程概论系统工程的概念系统工程解决问题的步骤：分析问题建立模型(复杂的模型)

模型求解结果分析试验论证优化改进方案实施1.2

系统工程第一章系统工程概论系统工程的主要观点整体最优观点优化观点：变好、最好全局观点：整个系统1.2

系统工程第一章系统工程概论系统工程的发展简史朴素系统思想的形成与应用：都江堰系统工程理论与方法的逐步形成与完善：近现代理论在各学科中的不断推广应用：交叉学科的形成1.2

系统工程第一章系统工程概论系统工程的发展简史水电工程施工系统工程对象：混凝土坝、土石坝、拱坝、地下洞室群单位：武汉大学、天津大学、三峡大学形式：数值仿真、三维仿真、虚拟现实1.2

系统工程第一章系统工程概论系统工程的方法与程序1.2

系统工程第一章系统工程概论系统工程应用实例别墅虚拟现实系统向家坝水电站虚拟现实系统李仙江水电站三维模拟瀑布沟水电站三维模拟南水北调中线丹江口大坝加高工程施工模拟与优化系统1.2

系统工程第一章系统工程概论系统分析的概念：系统分析(SystemAnalysis)是指对一个系统问题，从系统总体出发，在一定条件下，探索可能采取的方案(如何获取)，通过分析对比，选出最优方案，作为决策依据的方法。直观理解：分析一个系统建模中的假设个人经验：解决一个问题的关键环节(难)混凝土坝施工进度预测地下洞室群的通风散烟施工工区道路系统的设计1.3

系统分析与建模第一章系统工程概论系统分析的内容：系统边界系统限制已知条件决策变量系统目标系统分析的重要结果：建立数学模型系统分析的步骤：系统目的分析与确定、系统建模、系统最优化、系统评价。1.3

系统分析与建模第一章系统工程概论应用实例某水利工程公司预制混凝土构件厂，生产两种预应力混凝土构件。甲构件每件需用20kg钢丝，乙构件每件需用30kg钢丝，钢丝每日供应数量限为1000kg，甲构件每件需4个锥形螺杆锚具，乙构件每件需2个同样锚具，锚具每日仅供应120个。甲构件每件可获纯利6元，乙构件每件获纯利4元，试问如何安排甲、乙构件的生产任务，才能使每日纯利最大?1.3

系统分析与建模第一章系统工程概论应用实例：某水利工程公司预制混凝土构件厂，生产两种预应力混凝土构件。甲构件每件需用20kg钢丝，乙构件每件需用30kg钢丝，钢丝每日供应数量限为1000kg，甲构件每件需4个锥形螺杆锚具，乙构件每件需2个同样锚具，锚具每日仅供应120个。甲构件每件可获纯利6元，乙构件每件获纯利4元，试问如何安排甲、乙构件的生产任务，才能使每日纯利最大?系统边界系统限制已知条件决策变量系统目标1.3

系统分析与建模第一章系统工程概论

目标函数：maxZ=6x1+4x2约束条件：4x1+2x2≤12020x1+30x2≤1000x1,x2≥01.3

系统分析与建模第一章系统工程概论1.3

系统分析与建模三峡大坝混凝土浇筑施工场景2143第一章系统工程概论1.3

系统分析与建模水平运输垂直运输受料平台拌和楼仓面第一章系统工程概论1.3

系统分析与建模第一章系统工程概论已