系统工程第一章概述

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1、系统工程导论第一章概述系统工程脱胎于系统科学一门处于发展阶段的新兴交叉学科在系统科学结构体系中属于工程技术类与其他工程技术学科密切相关却又有很大差别系统工程学科以系统的观点作为出发点、从整体利益最优化考虑问题并进行决策应用的领域十分广阔第1.1节关于系统什么是系统？学术界的认识并非完全一致钱学森的“系统”定义：系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合的具有特定功能的有机整体。第1.1节关于系统三个基本特征：系统是由若干元素组成的；这些元素相互作用、相互依赖；具有特定的功能。虽然有关系统的定义有很多种，但大都包含了

2、上述三个基本特征。第1.1节关于系统美国的《韦氏（Webster）大辞典》：“有组织的或被组织化的整体；结合着的整体所形成的各种概念和原理的结合；由有规则的相互作用、相互依赖的形式组成的诸要素集合。”日本的JIS（日本工业标准）中：“许多组成要素保持有机的秩序向同一目的的行动的集合体。”第1.1节关于系统前苏联大百科全书中：“一些在相互关联与联系之下的要素组成的集合，形成了一定的整体性、统一性。”《中国大百科全书·自动控制与系统工程》：“由相互制约、相互作用的一些部分组成的具有某种功能的有机整体。”第1.1节关于系统

3、系统的本质：形成系统的诸要素的集合永远具有一定的特性，或者表现一定的行为；这些特性或行为是它的任何一个部分都不具备的；由许多要素所构成的整体，但从系统功能来看，它又是一个不可分割的整体；如果硬要把一个系统分割开来，那么它将失去其原来的性质；在物质世界中，一个系统中的任何部分可以被看为一个子系统，而每一个系统又可成为一个更大规模系统中的一个部分第1.1节关于系统系统的特征1.整体性系统是由两个或两个以上的可以相互区别的要素，按照作为系统所应具有的综合整体性而构成的。系统整体性说明，具有独立功能的系统要素以及要素间的相互

4、关系根据逻辑统一性的要求，协商存在于系统整体之中。第1.1节关于系统任何一个要素不能离开整体去研究，要素之间的联系和作用也不能脱离整体去考虑。系统不是各个要素的简单集合，否则它就不会具有作为整体的特定功能。而脱离了整体性，要素的机能和要素之间的作用便失去了原有的意义，研究任何事物的单独部分不能得出有关整体性的结论。系统的构成要素和要素之间的机能、要素间的相互联系要服从系统整体的功能和目的，在整体功能的基础上展开各要素及相互之间的活动，这种活动的总和形成了系统整体的有机行为。在一个系统整体中，即使每个要素并不都很完善，

5、但它们也可以协商、综合成为具有良好功能的系统。相反，即使每个要素都是良好的，但作为整体却可能不具备某种良好的功能，也就不能称之为完善的系统。第1.1节关于系统2.集合性集合的概念就是把具有某种属性的一些对象看成一个整体，从而形成一个集合。集合里的各个对象叫做集合的要素（子集）。系统的集合性表明，系统是由两个或两个以上的可以互相区别的要素所组成的。这些要素可以是具体的物质，也可以是抽象的或非物质的软件、组织等。例如，一个计算机系统，一般都是由CPU、存储器、输入输出设备等硬件组成，同时还包含有操作系统、程序开发工具、数

6、据库等软件，它们形成一个完整的集合。第1.1节关于系统3．层次性系统作为一个相互作用的诸要素的总体来看，它可以分解为一系列的子系统，并存在一定的层次结构。这是系统空间结构的一种形式。在系统层次结构中表述了在不同层次子系统之间的从属关系或相互作用的关系。在不同的层次结构中的子系统存在着动态的信息流与物质流，它们一起构成了系统的整体运动特性，为深入研究复杂系统的结构、功能和有效地进行控制与调节提供了条件。第1.1节关于系统4.相关性组成系统的要素是相互联系、相互作用的，相关性说明这些联系之间的特定关系和演变规律。例如，城

7、市是一个大系统，它由资源系统、市政系统、文化教育系统、医疗卫生系统、商业系统、工业系统、交通运输系统、邮电通讯系统等相互联系的部分组成，通过系统内各子系统相互协调的运转去完成城市生活和发展的特定目标。各子系统之间具有密切的关系，相互影响、相互制约、相互作用，牵一发而动全身。要求系统内的各个子系统根据整体目标，尽量避免系统的“内耗”，提高系统整体运行的效果。第1.1节关于系统5.目的性通常系统都具有某种目的。为达到既定的目的，系统都具有一定的功能，而这正是区别这一系统和那一系统的标志。系统的目的一般用更具体的目标来体现

8、。比较复杂的社会经济系统都具有不止一个目标。因此，需要用一个指标体系来描述系统的目标。比如，衡量一个工业企业的经营业绩，不仅要考核它的产量、产值指标，而且要考核它的成本、利润和质量指标。在指标体系中的各个指标之间有时是相互矛盾的，有时是互为消长的。为此，要从整体出发，力求获得全局最优的经营效果，这就要求在矛盾的目标之间做好协调工作，寻求平衡或折