系统工程课件 第二章 系统工程方

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1、第二章系统工程方法论数学描述方法＋逻辑推理方法工程技术的规范＋社会科学的艺术思想方法理论基础基本程序方法步骤系统工程方法论基本特点：研究方法强调整体性技术应用强调综合性管理决策强调科学性系统工程方法论的概念系统工程方法论(Methodology)就是分析和解决系统开发、运作及管理实践中的问题所应遵循的工作程序、逻辑步骤和基本方法。它是系统工程思考问题和处理问题的一般方法与总体框架。2.1系统工程的基本工作过程2.1.1霍尔三维结构2.1.2切克兰德方法论2.1.1霍尔三维结构一项复杂工程，可以从三个方面加以考察时间方面：各项工作在世间上有先后并且互相依赖；思维方面：围绕决策的

2、一系列工作相互依存并按一定的逻辑顺序展开；知识方面：工程需要多项知识的支撑。霍尔三维结构的产生是由美国学者A·D·霍尔(A·D·Hall)等人在大量工程实践基础上，于1969年提出的，其内容反映在可以直观展示系统工程各项工作内容的三维结构图中。霍尔三维结构集中体现了系统工程方法的系统化、综合化、最优化、程序化和标准化等特点，是系统工程方法论的重要基础内容。规划阶段设计阶段分析阶段运筹阶段实施阶段运行阶段更新阶段运筹学控制论社会科学工程技术………逻辑维知识维时间维实施计划决策最优化模型化系统综述系统设计摆明问题霍尔三维结构示意图（一）时间维规划阶段设计阶段分析或研制阶段运筹或生

3、产阶段系统实施或安装阶段运行阶段更新阶段上述7个阶段是按时间先后顺序排列的，故称之为“时间维”；由于时间维上的每一阶段又可细分为许多相互联系的活动，这种划分又称为系统工程方法论的粗结构。案例：三峡工程第一阶段：1919年孙中山《建国方略》：利用三峡的水利资源发电1946年《萨凡奇计划》50年代初期林一山为首的长江流域规划办公室第二阶段：解决四个方面问题：目标进行分解和量化；协调目标，提出实现目标的具体的方案；为实现方案在技术上、经济和社会方面、环境方面的保障；根据具体方案，对工程成本费用和效益提出更加详细的计算。总目标：发电、防洪、供水、航运正常蓄水位：230米、235米；坝

4、址设在南津关第三阶段：1958年到1993年10月实施系统工程（生产安装）之前技术性很强，工作量最大的阶段。需要结合大批的相关的工程技术人员，合作完成。提出实施该系统的详细的研制方案；提出详细的实施（生产或施工，包括往后各阶段）计划。提出可供施工的蓝图，包括大坝、船闸、厂房、机电设备、输变电工程等方面的各项研究工作以及最终拿出可供施工和生产的图纸；按照预想的进程和可能性，提出包括库区移民以及工厂的搬迁安置、施工进度、水轮发电机组、辅助设备、输变电设备的研究等，进而提出何时完成第一期工程和第二期工程、何时全面投产等详细的系统的实施计划。第四阶段根据系统研制阶段所提出的方案和生产

5、计划，生产出系统的零部件和所有的设备和装置；提出系统的安装计划。完成大坝以及全部水工结构的建筑，船闸、厂房的建设，水轮发电机组、输变电设备、中央控制台、配电室以及其他各种机电设备的制造；提出未来的安装计划；安置库区移民。第五、六、七阶段：安装、运行、更新。时间上可以交叉。研制阶段可部分进行生产，生产阶段就可部分安装，安装阶段可部分进行运行。需寻求最佳方案，用计划协调技术（PERT）、图解评审技术（GERT）。（二）逻辑维逻辑顺序：因某一事件A的确立，有事件B存在，则说A在B的逻辑前，B在A的逻辑后。逻辑维是指系统工程时间维上每阶段工作所应遵从的逻辑顺序和工作步骤明确问题确定目

6、标并据此设计评价指标体系系统综合模型化最优化决策实施计划逻辑框架摆明问题确定目标系统综合系统分析系统评价实施决策逻辑框架中的步骤在时间先后上并不严格，步骤划分也不是绝对的，有时候将几个步骤合并在一起完成，有时候又要将一个步骤分成多次完成。（三）活动矩阵把霍尔三维结构的时间维和逻辑维结合起来形成一个二维结构，称为系统工程的活动矩阵。逻辑步骤时间阶段1.摆明问题2.确定目标3.系统综合4.系统分析5.系统评价6.决策7.实施1.规划2.设计3.研制4.生产5.安装6.运行7.更新a11a21a31a71a12a36a17a77（四）知识维该维的内容表征从事系统工程工作所需要的知识

7、(如运筹学、控制论、管理科学等)，也可反映系统工程的专门应用领域(如企业管理系统工程、社会经济系统工程、工程系统工程等)。（五）霍尔三维结构的特点研究方法上的整体性（三维）技术应用上的综合性（知识维）组织管理上的科学性（时间维和逻辑维）系统工程工作的问题导向性（逻辑维）2.1.2切克兰德方法论（一）切克兰德方法论的产生20世纪40～60年代期间，系统工程主要用来寻求各种“战术”问题的最优策略、组织管理大型工程项目等，即主要研究硬系统方法论。但硬系统方法论有以下不足认为目标定义很容易，没有为定义目标提供有