系统工程导论课件

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1、第三章系统分析与系统建模1、系统分析的基本概念和作用[1]系统分析就是为了给决策者提供直接判断和决定最优系统方案所需的信息和资料，为研究人员使用科学的分析工具和方法，对系统的目的、功能、环境、费用、效益等进行充分的调查，并收集分析和处理有关的资料和数据，所以建立若干替代方案和必要评价，最后整理成完整、正确与可行的综合资料，作为决策者选择最优方案的主要依据。系统分析是有目的、有步骤地探索和分析过程。系统分析的目的：通过分析比较各种替代方案的费用、效益、功能和可靠性等各项技术经济指标，得出决策者所必需的资料和信息，以便获得最优方案。系统分析的主要工具：电子计算机系统分析的主要方法：

2、系统建模、最优化方法系统分析在整个系统建立过程中处于非常关键的地位。系统建立过程的三个阶段：①系统规划阶段.主要任务是定义系统的概念，明确建立系统应具备的环境条件及估计系统所需的各种制约条件，最后制定系统开发计划书。②系统设计阶段.首先对系统进行概要设计，其内容包括各种替代方案的建立。然后进行系统分析，分析项目包括：目的、替代方案、费用和效益、模型及评价基准等，在分析的基础上确定系统设计方案，并进行详细设计。③系统制造和运行阶段.首先是对系统中一些关键项目进行试验和试制，然后进行工艺设计、制造、调试和投入运行，当然运行前应制定运行、维护方法。在这三个阶段中系统分析起着承上启下的

3、作用。它的任务首先是要分析和确定系统规划阶段的有关项目，如对系统概念的定义、分析和确定以及系统目标的分析和确定。然后对概要设计中的有关替代方案进行分析，根据分析结果来确定方案，进行详细设计。系统建立过程图：系统规划问题目标的确定，具各条件的确定系统计划概要设计系统分析方案确定详细设计试制运行构想计划分析设计改进运行系统设计系统制造运行2、系统分析的要素、原则和步骤[1]系统分析的要素：①目的：建立系统的目的和要求，是建立系统的根据，也是系统分析的出发点。只有充分理解和掌握系统的目的和要求，才能进一步分析系统的目的和要求是否确切、完善和合理，才能为系统分析奠定良好的基础。②替代方

4、案（可行方案）③费用和效益④模型：即描述实体系统的映像⑤评价基准，而指确定各种替代方案优先选用顺序的标准系统分析的原则：①内部因素与外部因素相结合内部因素往往是可控的，外部因素往往是不可控的。②当前利益与长远利益相结合③局部效益与总体效益相结合④定性分析与定量分析相结合系统分析的步骤：①系统目的分析和确定②模型化③系统最优化④系统评价3、系统分析的方法[1]系统分析没有一套特定的普遍适用的技术方法。一般说来，系统分析的各种情况可分为定性和定量的两大类。定量方法适用于系统结构清楚、收集到的信息准确，可建立数学模型的情况。如：投入产出分析法、效益成本分析法等。定性方法适用于要解决的

5、问题涉及的系统结构不清楚、收集到的信息不太准确，或是由于评价者的偏好不一，对于所提方案评价不一致等，难以形成常规的数学模型。如：目标-手段分析法、因果分析法、KJ法等。①目标-手段分析法：就是将要达到的目标和所需的手段按照系统展开，一级手段等于二级目标，二级手段等于三级目标，依此类推，便产生了层次分明，相互联系又逐渐具体化的分层目标系统。在分解过程中，要注意使分解的分目标与总目标保持一致，分目标的集合一定要保证总目标的实现。分解过程中，分目标之间可能一致，也可能不一致，甚至是矛盾的，这就需要不断调整，使之在总体上保持协调。将总目标分解为若干个阶层的分目标，需要有很大的创造性掌握

6、丰富的科学技术知识与实践经验。目标-手段分析法实质是运用效能原理不断进行分析的过程。例如：发展能源发展能源生产开发新能源节能资源勘探基地建设运输太阳能生物能潮汐能核能综合利用节能设备目标目标目标手段手段②因果分析法：是利用因果分析图来分析影响系统的因素，并从中找出产生某种结果的主要原因的一种定性分析方法。系统某一行为（结果）的发生，绝非是一种或两种原因所造成，而往往是由于多种复杂的因素影响所致。为了分析影响系统的重要因素，找出产生某种结果的主要原因，系统分析人员广泛使用——因果分析法。这种方法是在图上用箭头表示原因与结果之间的关系，形象简单，一目了然。③KJ法川喜田二郎（Kau

7、akidaJir）开发的直观的定性分析方法。KJ法是从很多具体信息中归纳出问题整体含义的一种分析方法。基本原理：把一个个信息做成卡片，将这些卡片摊在桌子上观察其全部，把有“亲近性”的卡片集中起来合成子问题，依次做下去，最后求得问题整体的构成。这种方法把人们对图形的思考功能与直觉的综合能力很好地结合起来，不需要特别的手段和知识。是分析复杂问题的一种有效的方法。（例：到警判案）KJ法的实施步骤：①尽量广泛的收集与问题可能有关的信息，并用关键的语句简明的表达出来。②一个信息做一张卡片，卡片上的标题