第二讲 系统工程 理论与方法论ppt课件.ppt

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1、第二讲：系统工程理论与方法论本讲提要一、　系统工程理论二、　系统工程方法论霍尔三维结构切克兰德方法论三、　系统分析原理及其应用问题四、系统分析的成功案例五、系统分析的一般流程六、　案例讲评一、　系统工程理论系统工程是一门交叉学科，有其宽广的理论和技术基础。它们主要是一般系统论、信息论、控制论、运筹学、耗散结构理论、协同学、突变论等，通常把一般系统论、信息论，控制论称为“老三论”，而把耗散结构理论、协同学、突变论称为“新三论”。钱学森——我认为把运筹学、控制论和信息论同贝塔朗菲（一般系统论）、普利高津（耗散结构理论）、哈肯（协同学）、艾根（超循环理论）等人的工作融会贯通，加以整理，就可以写出

2、《系统学》这本书了。图系统科学体系结构哲学基础科学技术科学工程技术各门系统工程自动化技术通信技术运筹学控制论信息论系统学马克思主义哲学二、　系统工程方法论方法论，就是人们认识世界、改造世界的一般方法，是人们用什么样的方式、方法来观察事物和处理问题。概括地说，世界观主要解决世界“是什么”的问题，方法论主要解决“怎么办”的问题。方法：用于完成一个既定任务的具体技术和操作。系统工程方法论：是研究和探索（复杂）系统问题的一般规律和途径。用于解决复杂系统问题的一套工作步骤、方法、工具和技术。系统工程方法论是在综合应用运筹学、控制论、信息论、管理科学、心理学、经济学以及计算机科学等有关学科的理论和方法

3、的基础上形成的科学思想和方法。系统工程方法论发展概况:在系统工程的实践中不断形成和发展起来的。40～60年代，系统工程主要用来寻求各种作战问题的最优策略，同时也用于研究一些与组织和管理大型工程项目有关的技术。1957年，美国学者H.H.古德和R.E.麦克霍尔在《系统工程》一书中就对工作步骤、工具和技术等方面作过较为系统的描述。到了60年代，许多系统工程学者根据实践经验，总结出了系统工程方法论的许多有关步骤、内容和方法，虽然这些工作成果在形式上不尽相同，但基本思想还是一致的，其中以霍尔的方法论最具代表性。美国学者A.D.霍尔在1969年利用结构分析法提出著名的霍尔三维结构，使系统工程的工作阶

4、段和步骤更为清晰明了。70年代以来，系统工程开始广泛应用于研究社会经济的发展战略问题，涉及的各种社会经济因素往往具有复杂多变和不确定性的特点。英国兰彻斯特大学的切克兰德系统地提出了修正的意见。社会经济系统中的许多问题很难象工程技术系统那样事前就弄清需求关系，所以很难按若干评价标准设计出符合需求的最优系统方案。针对这种情况，他提出解决社会经济系统问题的工作步骤和相应的一些方法。虽然系统工程方法在不断发展，但霍尔三维结构仍不失为系统工程方法论的一个基本框架。研讨厅系统方法论20世纪80年代初,著名科学家钱学森提出了将科学理论、经验和专家判断相结合的半理论半经验方法。80年代中期,钱学森亲自参加

5、并指导“系统学讨论班”,号召与会专家学者在学术观点上能做到“百家争鸣,各抒己见”。在系统学讨论班的基础上,于1989年他提出了开放的复杂巨系统及方法论,即“定性定量综合集成法”,后来又发展到了“从定性到定量综合集成研讨厅”。综合集成方法的实质是把专家体系、数据、信息与知识体系以及计算机体系有机结合起来，构成一个高度智能化的人•机结合与人－网结合体系，这个体系具有综合优势、整体优势和智能优势。正如钱老指出的，它能把人的思维、思维的成果、人的经验、知识、智慧以及各种情报、资料和信息统统集成起来，从多方面的定性认识上升到定量认识。综合集成方法用于决策问题研究的示意图综合集成方法既超越了还原论方法

6、又发展了整体论方法，它的技术基础是以计算机为主的现代信息技术，方法基础是系统科学与数学，理论基础是思维科学，哲学基础是马克思主义的实践论和认识论。系统工程方法论的工作步骤①:解决系统工程实践中的有关问题必须遵循的工作步骤。在解决工程技术系统中的问题时，常遵循霍尔三维结构中的逻辑维中所列出的工作步骤：①明确问题；②设计评价指标体系；③系统综合；④系统分析；⑤最优化；⑥决策；⑦实施计划。系统工程方法论的工作步骤②:对于社会经济系统，除上述工作步骤外，还可以采用切克兰德方法论的工作步骤,即:①说明问题现状；②弄清关联因素;③建立概念模型；④改善概念模型；⑤比较;⑥实施。系统工程方法论的方法:在系

7、统工程实践中，已研究出不少系统工程方法,例如50年代美国兰德公司提出的系统分析法,1961年得到美国国防部的正式承认和贯彻。从广义上说，系统分析是系统工程的同义词，从狭义上来说，它是霍尔三维结构的逻辑维中的一个步骤。其后又有成本效益分析(CEA)、规划计划预算系统(PPBS)等。50年代后期,由于组织和管理大型工程系统的需要而研究出计划协调技术(PERT)、关键路线法(CPM)等网络方法,在此基础上又陆续研究出图解协调技