系统工程教学课件公开课一等奖课件省课获奖课件

系统工程第一讲绪论经济管理学院工业工程系第1页学习目通过学习本课程，使学生掌握系统工程学基本概念、基本原理和典型技术办法，具有对各类社会经济系统进行系统分析和进行系统工程管理能力，理解本学科最新发展和动态。第2页学习办法重视系统思考坚持问题导向采取系统化办法第3页课程知识体系系统工程概述(2学时)系统工程基本原理、理论(4学时)系统分析

(8学时)系统设计，系统思想在工程、公司中应用

(6学时)系统构造模型技术

(6学时)系统仿真技术与系统动力学办法

(8学时)系统评价与检查

(8学时)第4页第一节泡茶问题华罗庚先生泡茶“想泡壶茶喝。当初情况是：开水没有，开水壶要洗，茶壶茶杯要洗，火已升了，茶叶也有了，怎么办?”第5页一、问题描述1.目标：喝到一碗清新热茶。2.条件：已有一种茶壶、一包好茶叶、一种燃着火炉和可用凉水水源。3.其他要求：以最节省资源方式实现目标。4.系统工程研究任务：为处理品茗问题设计一种行动计划系统(设计一种处理泡茶问题行动计划)。

第一节泡茶问题第6页二、问题分析1资源需求根据我们日常经验，当代人类活动一般需要人、财、物等类资源。在这个泡茶问题上，不包括资金，所需资源包括：凉水、茶壶、茶叶、茶碗、火炉。这些资源目前都已齐备，且假设除人外没有限制。第一节泡茶问题第7页2目标要求以最节省资源方式泡一壶好茶。这个问题中，前面提到各项资源除了人力资源外，都是没有限制。但事实上，茶壶大小是确定，因而所用水是确定。再假定炉火发热量及热效率是确定，那么，一旦装满水茶壶放到火上，其消耗能源也是确定。茶叶使用量是有定额。第一节泡茶问题第8页因此，在泡茶问题上，前述各项资源除随机干扰外，不存在节省问题。这个问题，唯一包括节省问题是有关一种既无限又有限资源—时间节省。3系统工程研究任务界定设计一种处理泡茶问题行动计划，要求合理安排各道工序，最大程度节省时间。第一节泡茶问题第9页三、定性筹划几个备选方案第一节泡茶问题根据日常经验，对以上泡茶问题能够有下列三种解法：甲：⑴洗净水壶；⑵灌上凉水；⑶壶放在火上；⑷等水开；⑸水开后，以最快速度洗茶杯，找茶叶；⑹泡茶，待茶泡好；⑺品茗。乙：⑴洗净水壶；⑵洗茶杯；⑶找好茶叶；⑷灌凉水；⑸壶放火上；⑹等水开；⑺水开后，用准备好茶杯、茶叶泡茶；⑻等候茶泡好；⑼品茗。丙：⑴洗净水壶；⑵灌凉水；⑶壶放火上；⑷洗茶杯；⑸拿茶叶；⑹水开之前，可干某些其他事；⑺水开，泡茶；⑻品茗。第10页第一节泡茶问题四、方案分析与比较(系统分析)1.列出泡茶所需所有工序2.确定每道工序所需时间3.确定各道工序之间时间连接关系4.分析计算每种方案所需总时间5.做出比较结论第11页第一节泡茶问题工序列表序号名称紧前工序工序时间(分)1洗壶无12灌水10.53放壶20.34等水开3155洗杯无16找茶叶无17泡茶3，5，62.28品茗7第12页第一节泡茶问题洗壶灌水放壶洗杯泡茶拿茶叶等水开115110.30.5品茗2.20.3丙：洗壶洗杯找茶叶灌水等水开放壶泡茶1150.30.511品茗2.2乙：洗壶灌水放壶等水开泡茶洗杯，找茶叶品茗12.22150.30.5甲：图1泡茶系统工程备选方案工序图第13页方案分析甲方案总时间=1+0.5+0.3+15+2+2.2=21乙方案总时间=1+1+1+0.5+0.3+15+2.2=21丙方案总时间=1+0.5+(0.3+15)+2.2=19分析成果：丙方案最节省时间。方案提议：丙第一节泡茶问题第14页泡茶工程经验总结第一节泡茶问题几大步骤：确定问题目标分析需求分析方案筹划系统分析（统计、计算、比较）决策提议方案实行系统原理：最优化、并行统筹、工序图法第15页一、系统思想及系统理论产生与发展第二节系统工程产生与发展系统思想发展经历了三个阶段，即：“只见森林”（朴素系统思想）阶段→“只见树木”阶段→“先见森林，后见树木”（科学系统思想）阶段。古代中国和古希腊在系统思想产生与早期发展中具有突出地位和奉献。第16页整体思想和联系思想是科学系统思想关键与实质。一般系统论、控制论、信息论、耗散构造理论、协同窗及自组织理论等是系统理论主要内容和SE理论基础。第二节系统工程产生与发展第17页二、系统工程发展概况第二节系统工程产生与发展第18页阶段年代（份）重大工程实践或事件主要理论与措施奉献I1930美国发展与研究广播电视正式提出系统措施（Systemsapproach）概念1940美国实行彩电开发计划采取系统措施，并取得巨大成功美国Bell电话公司开发微波通讯系统正式使用系统工程（SystemsEngineering）一词II第二次世界大战期间英、美等国反空袭等军事行动产生军事运筹学（MilitaryOperationsResearch）,也即军事系统工程本世纪40年代美国研制原子弹“曼哈顿计划”利用SE，并推进了其发展1945美国空军建立兰德（RAND）公司曾经提出系统分析（Systemsanalysis）概念，强调了其主要性第二节系统工程产生与发展第19页III40年代后期到50年代早期运筹学广泛利用与发展、控制论创建与应用、电子计算机出现，为SE奠定了主要学科基础IV1957H.Good和R.E.Machol刊登第一部名为《系统工程》著作系统工程学科形成标志1958美国研制北极星导弹潜艇提出PERT（网络优化技术），这是最早系统工程技术之一。1965R.E.Machol编著《系统工程手册》表白系统工程实用化和规范化美国自动控制学家L.A.Zedeh提出“含糊集合”概念为当代SE奠定了主要数学基础1961-1972美国实行“阿波罗”登月计划使用了多种SE措施，其成功极大地提升了SE地位第二节系统工程产生与发展第20页V1972国际应用系统分析研究所（IIASA）在维也纳成立SE应用开始从工程领域进入到社会经济领域，并发展到了一种主要新阶段。70年代SE广泛应用在国际上达成高潮VI80年代SE在国际上稳定发展、在中国研究与应用达成高潮三、系统工程在我国发展及应用第二节系统工程产生与发展上世纪50至60年代，我国某些研究机构和著名学者为SE研究与应用作了理论上探讨、应用上偿试和技术办法上准备。其主要标志和集中代表是钱学森《工程控制论》、华罗庚《统筹法》和许国志《运筹学》。第21页我国大规模地研究与应用SE是从70年代末、80年代初开始。第二节系统工程产生与发展90年代以来，系统工程在与公司发展结合、与当代信息技术结合、与实行可连续发展战略结合、与思维科学结合等方面已具有初步成果和强劲势头。第22页第三节系统工程学研究对象与内容一、系统工程研究对象从实体研究对象看，系统工程学是有关系统工程实践一般规律和技术办法知识体系。从本质研究对象看，系统工程学是有关系统工程实践中目标需求与资源供应矛盾关系一般规律及其问题处理办法知识体系。

第23页第三节系统工程学研究对象与内容二、系统工程在科技知识体系中位置哲学基