系統(tǒng)工程導(dǎo)論

系統(tǒng)工程導(dǎo)論第1頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月首先看看石墨和金剛石再來看看齊王賽馬的故事最后說說系統(tǒng)工程第2頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月第3頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月

系統(tǒng)的功能F＝Φ（C，S，E）F功能C組成要素S結(jié)構(gòu)E環(huán)境.

系統(tǒng)的要素

系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

環(huán)境因素

系統(tǒng)概述第4頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月《系統(tǒng)工程》課程簡介系統(tǒng)工程是一門新興學(xué)科系統(tǒng)工程是一門實(shí)用性很強(qiáng)的工程技術(shù)系統(tǒng)工程是一門以系統(tǒng)為研究對象，以運(yùn)籌學(xué)、信息論、控制論、管理科學(xué)等科學(xué)理論為基礎(chǔ)，高度綜合地運(yùn)用電子計(jì)算機(jī)等各種現(xiàn)代技術(shù)，擔(dān)負(fù)總體協(xié)調(diào)使命的管理與設(shè)計(jì)學(xué)科。本課程講授重點(diǎn)是：力圖將這門組織管理的技術(shù)與運(yùn)籌決策的藝術(shù)結(jié)合起來介紹給學(xué)生。第5頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月系統(tǒng)工程方法論計(jì)算機(jī)技術(shù)模型庫信息庫專家經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和資料大型復(fù)雜人工系統(tǒng)和復(fù)合系統(tǒng)研究對象研究內(nèi)容組織協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部各要素的活動(dòng)，使各要素為實(shí)現(xiàn)整體發(fā)揮適當(dāng)作用研究目的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體目標(biāo)最優(yōu)化第6頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月參考教材譚躍進(jìn)、陳英武、易進(jìn)先編著.1999.系統(tǒng)工程原理.湖南長沙:國防科技大學(xué)出版社.顧培亮編著.1998.系統(tǒng)分析與協(xié)調(diào).天津:天津大學(xué)出版社.林定夷編著.1998.系統(tǒng)工程概論.廣州:中山大學(xué)出版社.汪應(yīng)洛主編.1999.系統(tǒng)工程.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.《ModelingtheEnvironment-Anintroductiontosystemdynamicsmodelsofenvironmentalsystems》AndrewForded.IslandPress,1999.第7頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月第一章導(dǎo)論第一節(jié)系統(tǒng)工程的定位第二節(jié)系統(tǒng)工程的發(fā)展概況第三節(jié)學(xué)習(xí)系統(tǒng)工程的意義第四節(jié)系統(tǒng)工程方法論第8頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月一、系統(tǒng)工程與與其他相近學(xué)科的關(guān)系二、系統(tǒng)概述三、系統(tǒng)工程定義第一節(jié)系統(tǒng)工程的定位四、系統(tǒng)工程在資源學(xué)科中的地位第9頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月系統(tǒng)分析運(yùn)籌學(xué)系統(tǒng)工程系統(tǒng)科學(xué)？？？系統(tǒng)工程的定位系統(tǒng)工程與與其他相近學(xué)科的關(guān)系第10頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月奧地利理論生物學(xué)家貝塔朗菲將系統(tǒng)論分為：一般系統(tǒng)論--關(guān)于“系統(tǒng)”的科學(xué)，對各種不同的具體科學(xué)（物理學(xué)、生物學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等）的系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)的理論研究，要求用精確的數(shù)學(xué)語言描述各種系統(tǒng)系統(tǒng)技術(shù)－涉及系統(tǒng)工程的內(nèi)容，著重研究系統(tǒng)思想與系統(tǒng)方法在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和社會(huì)的各種系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)哲學(xué)－包括系統(tǒng)本體論、系統(tǒng)認(rèn)識論、以及人與世界關(guān)系的價(jià)值觀、人本主義等等系統(tǒng)工程的定位

系統(tǒng)科學(xué)

系統(tǒng)工程系統(tǒng)科學(xué):一門從總體上研究復(fù)雜系統(tǒng)共同運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)系統(tǒng)工程:一門系統(tǒng)科學(xué)、工程技術(shù)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)和管理學(xué)等相結(jié)合的組織管理技術(shù)，是一種改造客觀世界的工程技術(shù)，同時(shí)也一種運(yùn)籌與決策的藝術(shù)。第11頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月系統(tǒng)分析系統(tǒng)工程

系統(tǒng)工程＝系統(tǒng)分析系統(tǒng)工程包括在系統(tǒng)方法之中，與系統(tǒng)分析并列系統(tǒng)工程包括系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和決策分析本課程體系：系統(tǒng)工程＝系統(tǒng)分析＋系統(tǒng)決策系統(tǒng)工程的定位第12頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月運(yùn)籌學(xué)和系統(tǒng)工程可以看作是屬于一個(gè)領(lǐng)域中的兩個(gè)姐妹學(xué)科，都是系統(tǒng)思想方法定量化的實(shí)際應(yīng)用研究。運(yùn)籌學(xué)的目的：增加現(xiàn)有系統(tǒng)效率的分析工作，通常涉及現(xiàn)已存在系統(tǒng)的運(yùn)營情況，如工廠、市場等系統(tǒng)；以專業(yè)技術(shù)為導(dǎo)向，分析程序由下而上（戰(zhàn)術(shù)）系統(tǒng)工程：對若干可供選擇的執(zhí)行特定任務(wù)的系統(tǒng)方案進(jìn)行選擇比較；以問題狀況為導(dǎo)向，分析程序由上而下（戰(zhàn)略）

系統(tǒng)工程：設(shè)計(jì)新系統(tǒng)的科學(xué)方法。（錢學(xué)森）運(yùn)籌學(xué)系統(tǒng)工程系統(tǒng)工程的定位第13頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月

部件及屬性、環(huán)境及界限、輸入與輸出

ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ系統(tǒng)概述西方傳統(tǒng)系統(tǒng)思想中國傳統(tǒng)系統(tǒng)思想系統(tǒng)的定義系統(tǒng)的構(gòu)成要素系統(tǒng)的分類基本特性第14頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月〈3〉

近代對世界、整體和部分的看法有了更深一步認(rèn)識，但是逐漸把世界看成是機(jī)械的、可以分解為若干獨(dú)立的部分；還原論占了統(tǒng)治地位。到后來，這些學(xué)者也形成了有機(jī)體的概念，同時(shí)認(rèn)為宇宙系統(tǒng)是自組織演化的?！?〉

馬克思、恩格斯的系統(tǒng)思想是辨證唯物的。在恩格斯看來，整個(gè)世界是一個(gè)有機(jī)聯(lián)系起來的復(fù)雜的系統(tǒng)，物質(zhì)世界是有層次的；馬克思認(rèn)為整體不等于部分的簡單相加，各個(gè)部分之間協(xié)同配合好時(shí)可以產(chǎn)生新的東西，新的力量。

也就是說，整體可以發(fā)揮局部所不具有的功能，比如碳的含量不同可以組成鐵、鋼，等整體和部分關(guān)系

系統(tǒng)概述

一西方傳統(tǒng)系統(tǒng)思想演化〈1〉公元前五、六百年，古希臘的哲學(xué)家和科學(xué)家們就探索了系統(tǒng)的基本思想，認(rèn)識到世界是一個(gè)系統(tǒng)，由一些基本要素組成；并認(rèn)識到整體和部分的辨證關(guān)系。〈2〉著名古希臘哲學(xué)家亞里士多德（Aristotle）在公元前三百多年就提出整體是由部分組成，但是整體效益卻大于各個(gè)部分的效益總和。第15頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月二中國傳統(tǒng)系統(tǒng)思想

中國古代樸素的系統(tǒng)思想早在公元前一千多年前甚至更早就已經(jīng)形成了。

最早是八卦與周易公元前五百多年前，以老子為創(chuàng)始人的道家對系統(tǒng)提出了精辟的看法

《黃帝內(nèi)經(jīng)》“天人相應(yīng)”

《孫子兵法》，李冰父子建造都江堰……均含系統(tǒng)的思想（參見顧基發(fā),唐錫晉.2000.從古代系統(tǒng)思想到現(xiàn)代東方系統(tǒng)方法論.系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐,(1):89~92.）

系統(tǒng)概述第16頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月小資料：都江堰——水的順勢療法參見：中國國家地理，2003年第9期（四川專輯）公元前272年，李冰擔(dān)任蜀郡郡守，一是讓岷江水經(jīng)過成都，使航道暢通，同時(shí)在發(fā)洪水時(shí)控制水，不使其泛濫平原：在岷江河道上建立一個(gè)既能引水又能防洪的水利工程。中國古人為實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)爭目的而在岷江上修建的都江堰，是世界上最早的無壩引水工程，從建成至今的2258年間生生不息，把成都平原從“水鄉(xiāng)澤國”變成了“天府之國”。與平均壽命50年的現(xiàn)代大壩相比，都江堰足以證明“疏導(dǎo)治水”理念的成功。用竹片編成籠，籠內(nèi)裝滿卵石，用渡船拋至江心，4年后，在岷江河道中間出現(xiàn)了一個(gè)類似大魚嘴的江心壩，岷江水被一分為內(nèi)外兩江；在2000多年前的戰(zhàn)國時(shí)代，生產(chǎn)工具的局限使得人們只能使用棍棒和鐵錘把大山鑿開，李冰妙計(jì)為：用火燒巖石，直燒到巖石發(fā)紅，再用冰涼的江水澆在滾燙的巖石上，巖石在熱脹冷縮中裂成碎塊，這時(shí)民工再用棍棒和錘子鑿開石壁，工程進(jìn)度會(huì)快的多。歷經(jīng)8年，玉壘山山體上劈開一條寬為20米、長80米的水路，后人將此進(jìn)水口稱為“寶瓶口”。

系統(tǒng)概述第17頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月四川成都都江堰全貌

系統(tǒng)概述第18頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月現(xiàn)代水利學(xué)中的“彎道環(huán)流”原理。凹岸、凸岸、泥沙沉積

系統(tǒng)概述第19頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月系統(tǒng)具有的獨(dú)立的三個(gè)判別特征：界限、組成部件、用途錢學(xué)森：系統(tǒng)是由相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合的具有特定功能的有機(jī)整體。系統(tǒng)概述三系統(tǒng)的定義第20頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月圖1.1系統(tǒng)的基本概念圖

系統(tǒng)概述第21頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月

系統(tǒng)的諸部件及其屬性：結(jié)構(gòu)部件、操作部件、流部件S＝（C，S，F(xiàn)，E）S結(jié)構(gòu)

C組成要素F功能E環(huán)境.【1】【2】

【3】

系統(tǒng)概述四系統(tǒng)的構(gòu)成要素系統(tǒng)的環(huán)境及其界限系統(tǒng)的輸入與輸出

第22頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月圖1.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

系統(tǒng)概述

f

Y′處理器

反饋

輸出

輸入

第23頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月

原材料

生產(chǎn)車間

辦公室

成品庫

商品銷售系統(tǒng)

社會(huì)供應(yīng)系統(tǒng)

成品輸出

原材料等輸入

外界社會(huì)系統(tǒng)環(huán)境

圖1.3系統(tǒng)活動(dòng)結(jié)構(gòu)圖物質(zhì)流信息流指令流工廠生產(chǎn)系統(tǒng)

系統(tǒng)概述第24頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月

自然系統(tǒng)——人造系統(tǒng)實(shí)體系統(tǒng)——概念系統(tǒng)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)——靜態(tài)系統(tǒng)控制系統(tǒng)——行為系統(tǒng)開放系統(tǒng)——封閉系統(tǒng)

系統(tǒng)概述五系統(tǒng)的分類第25頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月六

系統(tǒng)的基本特性適應(yīng)性動(dòng)態(tài)性相關(guān)性目的性層次性整體性

系統(tǒng)概述第26頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月

【1】

對象

【2】

內(nèi)容

【3】

目的【4】

特點(diǎn)整體性（系統(tǒng)性）關(guān)聯(lián)性（協(xié)調(diào)性）綜合性（交叉性）滿意性（最優(yōu)化）運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)的一般規(guī)律和數(shù)學(xué)方法，通過各要素的合理組合以及適當(dāng)?shù)目刂?、協(xié)調(diào)技術(shù)，使系統(tǒng)的功能最優(yōu)化。系統(tǒng)工程定義系統(tǒng)工程定義第27頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月

第二節(jié)系統(tǒng)工程的發(fā)展概況一、系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展二、系統(tǒng)工程在我國發(fā)展的概況三、系統(tǒng)工程的應(yīng)用第28頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月系統(tǒng)工程的發(fā)展概況系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展形成：20世紀(jì)40年代。初期是在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和軍事需要的推動(dòng)下，作為一門以系統(tǒng)為研究對象，以運(yùn)籌學(xué)、信息論、控制論、管理科學(xué)等科學(xué)理論為基礎(chǔ)，高度綜合地運(yùn)用電子計(jì)算機(jī)等各種現(xiàn)代技術(shù)，擔(dān)負(fù)總體協(xié)調(diào)使命的管理與設(shè)計(jì)學(xué)科而產(chǎn)生的。1938年英國正面臨著德國飛機(jī)空襲（film:倫敦上空的鷹）防空作戰(zhàn)系統(tǒng)（雷達(dá)站、高炮陣地、機(jī)場和飛機(jī)等）運(yùn)行問題曼哈頓計(jì)劃貝爾電報(bào)電話公司第29頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月成熟：20世紀(jì)70年代，系統(tǒng)工程進(jìn)入到解決各種復(fù)雜大系統(tǒng)的最優(yōu)控制階段，特別是在國民經(jīng)濟(jì)的計(jì)劃、協(xié)調(diào)方面。系統(tǒng)工程的發(fā)展概況發(fā)展：系統(tǒng)工程真正形成為一門獨(dú)立的學(xué)科，通常以1957

年美國學(xué)者H.Goode&R.Machol合著的《系統(tǒng)工程》

（SystemsEngineering）一書的出版作為標(biāo)志。

到20世紀(jì)60年代，系統(tǒng)工程的發(fā)展開始推廣應(yīng)用于技術(shù)內(nèi)容雖然較少，而更多考慮社會(huì)因素（如交通、城市規(guī)劃、水源系統(tǒng)、保健系統(tǒng)以至全球性的人口控制、生態(tài)平衡等等）的大系統(tǒng)。第30頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月

“兩彈”的研制美“阿波羅登月計(jì)劃”的沖擊提前兩年完成，且：實(shí)際進(jìn)入地球轉(zhuǎn)移軌道的時(shí)間與發(fā)射前預(yù)定的時(shí)間分毫不差；飛船與登月艙的對接比預(yù)定時(shí)間相差15秒；返回地球的軌道相差1弧秒；進(jìn)入大氣層的時(shí)間與控制者預(yù)定時(shí)間相差2秒；濺落到太平洋海域的精度只相差1弧秒。

靠系統(tǒng)的協(xié)調(diào)技術(shù)！錢學(xué)森系統(tǒng)工程的發(fā)展概況系統(tǒng)工程在我國發(fā)展的概況第31頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月科技管理農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程企業(yè)系統(tǒng)工程工程項(xiàng)目管理教育系統(tǒng)工程人口系統(tǒng)工程軍事系統(tǒng)工程系統(tǒng)工程的發(fā)展概況社會(huì)系統(tǒng)工程經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)工程能源系統(tǒng)工程水資源系統(tǒng)工程區(qū)域規(guī)劃系統(tǒng)工程環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)工程交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程系統(tǒng)工程的應(yīng)用第32頁，課件共35頁，創(chuàng)作于20