系統(tǒng)工程原理

1、緒論 SE(System Engineering)SE(System Engineering)是以大規(guī)是以大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)（特別是管理系統(tǒng)）為模復(fù)雜系統(tǒng)（特別是管理系統(tǒng)）為研究對象，在研究對象，在系統(tǒng)理論系統(tǒng)理論、管理科學(xué)管理科學(xué)及其及其運(yùn)籌學(xué)運(yùn)籌學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)上形成的等學(xué)科基礎(chǔ)上形成的一一門交叉學(xué)科門交叉學(xué)科。通過學(xué)習(xí)，主要使學(xué)。通過學(xué)習(xí)，主要使學(xué)生掌握分析與解決各種管理系統(tǒng)問生掌握分析與解決各種管理系統(tǒng)問題的思想、程序和方法。題的思想、程序和方法。什么是系統(tǒng)工程什么是系統(tǒng)工程?緒論n時代特征及社會發(fā)展趨勢時代特征及社會發(fā)展趨勢 客觀世界三要素 ： 物質(zhì)、能量和信息不斷豐富，事物間聯(lián)系加強(qiáng)。世界

2、朝復(fù)雜性增加的方向發(fā)展，各項(xiàng)工作需 抓總抓總管理科學(xué)的發(fā)展與管理人才培養(yǎng)管理科學(xué)的發(fā)展與管理人才培養(yǎng) 管理科學(xué)發(fā)展的“制高點(diǎn)” 系統(tǒng)化管理T型人才為什么要學(xué)習(xí)系統(tǒng)工程為什么要學(xué)習(xí)系統(tǒng)工程?緒論 對于我們今天生活中所關(guān)心的各種社會經(jīng)濟(jì)問題，如經(jīng)濟(jì)改對于我們今天生活中所關(guān)心的各種社會經(jīng)濟(jì)問題，如經(jīng)濟(jì)改革、價格問題、體制改革及各種政策的出臺都是要經(jīng)過充分革、價格問題、體制改革及各種政策的出臺都是要經(jīng)過充分的系統(tǒng)的論證，這些都與系統(tǒng)工程有關(guān)。例如：的系統(tǒng)的論證，這些都與系統(tǒng)工程有關(guān)。例如：n糧食價格的調(diào)整：影響肉、菜、生活用品等等，從而影響整糧食價格的調(diào)整：影響肉、菜、生活用品等等，從而影響整個社會的

3、物價；個社會的物價；n燃料能源價格：影響原材料、產(chǎn)品及整個物價；燃料能源價格：影響原材料、產(chǎn)品及整個物價；n銀行利率：影響消費(fèi)與積累，反應(yīng)了國家的經(jīng)濟(jì)政策；銀行利率：影響消費(fèi)與積累，反應(yīng)了國家的經(jīng)濟(jì)政策；n外匯牌價：主要用于調(diào)節(jié)進(jìn)出口政策，同時反應(yīng)了一個國家外匯牌價：主要用于調(diào)節(jié)進(jìn)出口政策，同時反應(yīng)了一個國家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力。的經(jīng)濟(jì)實(shí)力。認(rèn)識和解決各種重大、復(fù)雜現(xiàn)實(shí)問題的認(rèn)識和解決各種重大、復(fù)雜現(xiàn)實(shí)問題的需要需要緒論 將來在我們的實(shí)際工作中，我們會遇到許許多多將來在我們的實(shí)際工作中，我們會遇到許許多多的系統(tǒng)工程問題，比如：的系統(tǒng)工程問題，比如：n企業(yè)的長遠(yuǎn)規(guī)劃：綜合考慮企業(yè)發(fā)展、實(shí)力、原企業(yè)的長遠(yuǎn)規(guī)

4、劃：綜合考慮企業(yè)發(fā)展、實(shí)力、原材料、能源、技術(shù)、市場、國家政策等；材料、能源、技術(shù)、市場、國家政策等；n新產(chǎn)品開發(fā)：考慮市場、企業(yè)開發(fā)技術(shù)與實(shí)力、新產(chǎn)品開發(fā)：考慮市場、企業(yè)開發(fā)技術(shù)與實(shí)力、銷售網(wǎng)絡(luò)、經(jīng)濟(jì)條件等；銷售網(wǎng)絡(luò)、經(jīng)濟(jì)條件等；n區(qū)域規(guī)劃：考慮區(qū)域特征、交通、歷史、地理等；區(qū)域規(guī)劃：考慮區(qū)域特征、交通、歷史、地理等；n大項(xiàng)目管理：經(jīng)過立項(xiàng)、論證、實(shí)施、大項(xiàng)目管理：經(jīng)過立項(xiàng)、論證、實(shí)施、緒論案例案例1： 阿波羅登月計(jì)劃阿波羅登月計(jì)劃 歷時 11 年（19611972年 ），涉及 20000 多家企業(yè)、 420000 工程技術(shù)人 員、 120 所大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)、 1000 多萬 個零部件 涉及

5、 火箭工程、控制工程、通信 工程、電子工程、計(jì)算機(jī)工 程、醫(yī)學(xué)、心理學(xué)等學(xué)科。 但該計(jì)劃的成功未采用 一項(xiàng)新技術(shù)，完全是綜合運(yùn) 用現(xiàn)有技術(shù)成果的結(jié)果，是 大型系統(tǒng)工程成功的典范。 緒論案例案例2: 航空母艦航空母艦偉大而復(fù)雜的系統(tǒng)工程偉大而復(fù)雜的系統(tǒng)工程航空母艦（Aircraft Carrier）是一個戰(zhàn)斗群，一般包括一艘旗艦，兩艘防空巡洋艦，46艘防空反潛驅(qū)逐艦，1-2艘攻擊型核潛艇組成。航空母艦的主要任務(wù)是以其艦載機(jī)編隊(duì)，奪取海戰(zhàn)區(qū)的制空權(quán)和制海權(quán)?，F(xiàn)代航空母艦及艦載機(jī)已成為高技術(shù)密集的軍事系統(tǒng)工程。 緒論航海系統(tǒng)航海系統(tǒng)推進(jìn)系統(tǒng) 導(dǎo)航系統(tǒng) 通訊系統(tǒng) 運(yùn)送系統(tǒng) 海上探測系統(tǒng) 損傷控制系統(tǒng)

6、自衛(wèi)系統(tǒng) 燃料儲存系統(tǒng) 航空系統(tǒng)航空系統(tǒng) 彈射系統(tǒng) 攔阻系統(tǒng) 運(yùn)送系統(tǒng) 作戰(zhàn)人員準(zhǔn)備系統(tǒng) 戰(zhàn)機(jī)升降機(jī)系統(tǒng) 武器升降機(jī)系統(tǒng) 飛機(jī)起飛準(zhǔn)備系統(tǒng) 人員操作系統(tǒng) 空勤系統(tǒng) 降落輔助系統(tǒng) 救援系統(tǒng) 燃油系統(tǒng) 氧氣氮?dú)庀到y(tǒng) 空中探測系統(tǒng) 停泊控制系統(tǒng) 機(jī)庫 降落操作系統(tǒng) 甲板控制系統(tǒng) 機(jī)庫控制系統(tǒng) 車輛操作系統(tǒng) 支持系統(tǒng)支持系統(tǒng)停泊系統(tǒng) 貨物操作系統(tǒng) 清潔系統(tǒng) 人員指揮系統(tǒng) 彈藥系統(tǒng) 航空母艦被動保護(hù)系統(tǒng) 人員工作系統(tǒng) 醫(yī)療系統(tǒng) 生活服務(wù)系統(tǒng) 人員訓(xùn)練系統(tǒng) 電氣系統(tǒng) 淡水生產(chǎn)系統(tǒng) 攝影處理系統(tǒng) 事故傷亡控制系統(tǒng) 人員編制系統(tǒng) 空調(diào)系統(tǒng) 潤滑系統(tǒng) 通風(fēng)系統(tǒng) 天象觀測系統(tǒng) 緒論緒論緒論1983年蘇聯(lián)軍方?jīng)Q定建

7、造庫茲涅佐夫級的二號艦?zāi)晏K聯(lián)軍方?jīng)Q定建造庫茲涅佐夫級的二號艦“定單定單106”（1143.6），由當(dāng)時烏克蘭蘇維埃社會主義共和），由當(dāng)時烏克蘭蘇維埃社會主義共和國的尼古拉耶夫造船廠承建，初名為國的尼古拉耶夫造船廠承建，初名為“里加里加”號，號，1990年更名為年更名為“瓦良格瓦良格”號，號，1985年年12月月4日開工，日開工，1988年年11月下水，由于蘇聯(lián)解體，其后期建造工程被迫中斷，月下水，由于蘇聯(lián)解體，其后期建造工程被迫中斷，并被劃歸為烏克蘭擁有。并被劃歸為烏克蘭擁有。1998年，澳門創(chuàng)律旅游娛樂公年，澳門創(chuàng)律旅游娛樂公司通過競標(biāo)，以司通過競標(biāo)，以2000萬美元買下瓦良格號。萬美元買下

8、瓦良格號。2002年年3月月3日，瓦良格號航母抵達(dá)大連。經(jīng)過日，瓦良格號航母抵達(dá)大連。經(jīng)過9年多的改建。年多的改建。2011年，年，8月月10日，瓦良格首次試航。日，瓦良格首次試航。但航母是個十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程，中國航母平臺從試航但航母是個十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程，中國航母平臺從試航到形成戰(zhàn)力還需近到形成戰(zhàn)力還需近10年時間年時間 ！中國第一艘航母中國第一艘航母緒論n俄羅斯紐帶新聞網(wǎng)就“瓦良格”號服役時間展開猜測認(rèn)為，可能會在2012年年底編入海軍服役，但形成戰(zhàn)斗力的時間不會早于2017年。緒論n中國人很早就在不知不覺中運(yùn)用思想來解決很多實(shí)際問題。如田忌賽馬-轉(zhuǎn)敗為勝、丁渭造宮-一舉三得，以及公元前

9、250年秦國蜀郡太守李冰父子的都江堰工程等等，都包含了系統(tǒng)整體運(yùn)籌的思想。n春秋末期（公元前6世紀(jì)），我國古代最杰出的軍事家孫武在著名的兵書孫子兵法中，提出了“上兵伐謀，其次伐交，其次伐兵，其下攻城。n“上兵伐謀”這一謀略，體現(xiàn)了“以最小的代價，取得最大的勝利”的系統(tǒng)優(yōu)化思想。 系統(tǒng)工程在中國系統(tǒng)工程在中國緒論n丁渭造宮:n在我國北宋年間，有一天皇帝居住的皇城失火被燒。為了修復(fù)燒毀的宮殿，皇帝詔令大臣丁渭組織民工限期完工。當(dāng)時，既無汽車、吊車，又無升降機(jī)、攪拌機(jī)，一切工作都只能人挑肩扛。加之皇宮的建設(shè)高大寬敞、富麗堂皇，免不了費(fèi)時費(fèi)工，耗費(fèi)大量的磚、砂、石、瓦和木材等。當(dāng)時，使丁渭頭痛的三個主

10、要問題是：1.京城內(nèi)燒磚無土，2.大量建筑材料很難運(yùn)進(jìn)城內(nèi)，3.清墟時無處堆放大量的建筑垃圾。如何在規(guī)定時間內(nèi)完成皇宮修復(fù)任務(wù)呢？聰明的丁渭經(jīng)過反復(fù)思考，想出了一個巧妙的施工方案，不但提前完成了任務(wù)，而且節(jié)省了大量金銀。 緒論n丁渭是怎樣做的呢？n首先，丁渭把燒毀了的皇宮前面的一條大街挖成了一條又深又寬的溝渠，用挖出的泥土燒磚，就地取材，解決了無土燒磚的第一個難題；然后，他再把皇城開封附近的汴河水引入挖好的溝渠內(nèi)，使又深又寬的溝渠變成了一條臨時運(yùn)河，這樣，運(yùn)送砂子、石料、木頭的船就能直接駛到建筑工地，解決了大型建筑材料無法運(yùn)輸?shù)膯栴}；最后，當(dāng)建筑材料齊備后，再將溝里的水放掉，并把建筑皇宮的廢雜

11、物建筑垃圾統(tǒng)統(tǒng)填入溝內(nèi)，這樣又恢復(fù)了皇宮前面寬闊的大道。緒論n這個當(dāng)時就被古人贊譽(yù)為“一舉而三役濟(jì)”的“丁渭造宮”，用今天的觀點(diǎn)看來仍是值得稱道的。丁渭將皇宮的修復(fù)全過程看成了一個“系統(tǒng)工程”，將取土燒磚、運(yùn)輸建筑材料、垃圾回填看成了一串連貫的環(huán)節(jié)并有機(jī)地與皇宮的修筑工程聯(lián)系了起來，有效地協(xié)調(diào)好了工程建設(shè)中看上去是無法解決的矛盾，從而不但在時間上提前完成了工程，而且從經(jīng)濟(jì)上也節(jié)省了大量的經(jīng)費(fèi)開支，又快又好地完成了皇宮的修復(fù)工作，實(shí)現(xiàn)了整個系統(tǒng)的最優(yōu)既省時又省錢方案 .緒論n都江堰都江堰是著名的古代水利工程，位于四川省成都平原西部的岷江上，今都江堰市城西。它處于岷江從山區(qū)瀉入成都平原的地方。在都

12、江堰建成以前，岷江江水常泛濫成災(zāi)。公元前256年，秦國蜀郡太守李冰和他的兒子，吸取前人的治水經(jīng)驗(yàn)，率領(lǐng)當(dāng)?shù)厝嗣衽d建水利工程。都江堰建成后，成都平原沃野千里，成為“天府之國”，這項(xiàng)工程直到今天還在發(fā)揮著作用。 緒論n都江堰工程包括魚嘴、飛沙堰和寶瓶口三個主要組成部分。魚嘴是在岷江江心修筑的分水堤壩，形似大魚臥伏江中，它把岷江分為內(nèi)江和外江，內(nèi)江用于灌溉，外江用于排洪。飛沙堰是在分水堤壩中段修建的泄洪道，洪水期不僅泄洪水，還利用水漫過飛沙堰流入外江水流的漩渦作用，有效地減少了泥沙在寶瓶口前后的淤積。寶瓶口是內(nèi)江的進(jìn)水口，形似瓶頸。除了引水，還有控制進(jìn)水流量的作用。 緒論緒論n三峽水利工程三峽水利工

13、程 是我國建國以來最大的工程項(xiàng)目，它的論證、是我國建國以來最大的工程項(xiàng)目，它的論證、組織、實(shí)施與管理可以說就是一個龐大的系組織、實(shí)施與管理可以說就是一個龐大的系統(tǒng)工程問題，這項(xiàng)工程涉及到了國家及地方統(tǒng)工程問題，這項(xiàng)工程涉及到了國家及地方的眾多部門，如水利、電力、能源、文物、的眾多部門，如水利、電力、能源、文物、生態(tài)、移民等等，涉及到幾個省的上百個縣生態(tài)、移民等等，涉及到幾個省的上百個縣市，同時實(shí)施過程要由眾多單位共同努力，市，同時實(shí)施過程要由眾多單位共同努力，時間橫跨將近時間橫跨將近2020年，如此的工程必然需要一年，如此的工程必然需要一種統(tǒng)觀全局的系統(tǒng)方法來對待，系統(tǒng)工程可種統(tǒng)觀全局的系統(tǒng)方

14、法來對待，系統(tǒng)工程可以說是最為有效的一種組織方法。以說是最為有效的一種組織方法。緒論緒論不能單靠傳統(tǒng)方法進(jìn)行大型復(fù)雜系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、 制造、試驗(yàn)和使用，易割斷普遍聯(lián)系， “ 頭痛醫(yī)頭、腳痛 醫(yī)腳 ”。 案例：阿斯旺高壩。 1972 年聯(lián)合國環(huán)境大會稱其為一個完全失敗的工程 (是非爭論較多的項(xiàng)目)失敗案例失敗案例緒論阿斯旺高壩的得失：效益：良好的灌溉、廉價的電力、控制洪澇、旅游。 苦果： 泥沙和有機(jī)物沉積到水庫底部，使兩岸綠洲失去肥源， 土壤日益貧瘠；下游入?？谑a(chǎn)沙丁魚的漁場毀于一旦；尼羅河河口供砂不足，河口三角洲平原從向海伸展變?yōu)?向陸地退縮；下游的活水成為相對靜止的 “湖泊” ，為血吸蟲

15、、瘧蚊提 供了生存條件，水庫一帶居民的血吸蟲發(fā)病率高達(dá) 80% 阿斯旺大壩成為敵方攻擊的最好目標(biāo)。 緒論n教材：陳宏民，系統(tǒng)工程導(dǎo)論，高等教育出版社， 2006.4 n參考書：n譚躍進(jìn)等，系統(tǒng)工程原理 ，國防科大出版社， 1999.11 第1版 汪應(yīng)洛，系統(tǒng)工程，機(jī)械工業(yè)出版社2003.8 孫東川，系統(tǒng)工程引論，清華大學(xué)出版2005.8 王眾托，系統(tǒng)工程引論，電子工業(yè)出版社， 2006.7 11 系統(tǒng)的概念12 系統(tǒng)工程的概念13 系統(tǒng)科學(xué)體系14 系統(tǒng)工程的應(yīng)用緒論1.1.1系統(tǒng)的定義系統(tǒng)是什么系統(tǒng)是什么系統(tǒng)一詞，來源于古希臘語，是由部分構(gòu)成整體的意思。系統(tǒng)一詞，來源于古希臘語，是由部分構(gòu)成

16、整體的意思。 “ 系統(tǒng)系統(tǒng)” 存在于自然界、人類社會及人類思維描述的各個存在于自然界、人類社會及人類思維描述的各個領(lǐng)域，早已為人們所熟悉。領(lǐng)域，早已為人們所熟悉。拉丁文Syn+ histemi“在一起 ” + “放置 ”英文SystemsS直觀理解：把一些東西“放置 ”“”“ 在一起 ”就形成 “S”。緒論軍事系統(tǒng)、作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)、后勤保障系統(tǒng)、情軍事系統(tǒng)、作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)、后勤保障系統(tǒng)、情報(bào)系統(tǒng)報(bào)系統(tǒng) 自動控制系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、采樣系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系自動控制系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、采樣系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng) 城市系統(tǒng)、資源系統(tǒng)、市政系統(tǒng)、文化教育系統(tǒng)、城市系統(tǒng)、資源系統(tǒng)、市政系統(tǒng)、文化教育系

17、統(tǒng)、醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)、交通運(yùn)輸系統(tǒng)、商業(yè)系統(tǒng)醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)、交通運(yùn)輸系統(tǒng)、商業(yè)系統(tǒng) 舉例舉例28第一節(jié)第一節(jié) 系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述29第一節(jié)第一節(jié) 系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述30第一節(jié)第一節(jié) 系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述31第一節(jié)第一節(jié) 系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述緒論定義定義系統(tǒng)是由系統(tǒng)是由相互作用、相互依賴相互作用、相互依賴的的若干組若干組成部分結(jié)合成部分結(jié)合的的具有特定功能具有特定功能的有機(jī)整體的有機(jī)整體系統(tǒng)的三個基本特征。系統(tǒng)的三個基本特征。第一，系統(tǒng)是由若干元素第一，系統(tǒng)是由若干元素(=2)(=2)組成的；組成的；組成單元 (component)-達(dá)成目的的合作伙伴 (partnership)第二，這些元素相互作用、相互依賴；

18、第二，這些元素相互作用、相互依賴；第三，由于元素間的相互作用，使系統(tǒng)作為第三，由于元素間的相互作用，使系統(tǒng)作為一個整體具有特定的功能一個整體具有特定的功能(function)(function)緒論緒論1.1.2系統(tǒng)的特性緒論1.整體性系統(tǒng)整體性說明，具有獨(dú)立功能的系統(tǒng)要素以及要素間的相互關(guān)系是根據(jù)邏輯統(tǒng)一性的要求，協(xié)調(diào)在于系統(tǒng)整體之中。任何一個要素不能離開整體去研究，要素之間的聯(lián)系和作用也不能脫離整體去考慮。脫離了整體性，要素的機(jī)能和要素之間的作用便失去了原有的意義，研究任何事物的單獨(dú)部分不能得出有關(guān)整體性的結(jié)論。緒論2.層次性系統(tǒng)作為一個相互作用的諸要素的總體來看，它可以分解為一系列的子系

19、統(tǒng)，并存在一定的層次結(jié)構(gòu)。這是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一種形式，在系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)中表述了在不同層次子系統(tǒng)之間的從屬關(guān)系或相互作用的關(guān)系。緒論n一個大的系統(tǒng)包含了許多層次，上下層次之間是包含與被包含的關(guān)系，或者領(lǐng)導(dǎo)與被領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)系。例如，我國的行政系統(tǒng)：國家?。ㄗ灾螀^(qū)，直轄市）市縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)；軍隊(duì)：軍師（旅）團(tuán)營連排；一所大學(xué)：學(xué)校學(xué)院系教研室；一個大型制造企業(yè)：總公司分公司工廠車間班組 緒論n下圖表示了企業(yè)管理的層次，它分為戰(zhàn)略計(jì)劃層（高層）、經(jīng)營管理層（中層）、作業(yè)層（基層）；大企業(yè)的中層又可以分為若干層次，構(gòu)成一座金字塔。 戰(zhàn)略計(jì)劃層 經(jīng)營管理層 作 業(yè) 層 生產(chǎn) 銷售 財(cái)務(wù) 人事 按職能分 按層次分 緒論3.3

20、.相關(guān)性相關(guān)性組成系統(tǒng)的要素是相互聯(lián)系、相互作用組成系統(tǒng)的要素是相互聯(lián)系、相互作用的，相關(guān)性說明這些聯(lián)系之間的特定關(guān)系和的，相關(guān)性說明這些聯(lián)系之間的特定關(guān)系和演變規(guī)律。系統(tǒng)內(nèi)的各個子系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)整體演變規(guī)律。系統(tǒng)內(nèi)的各個子系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)整體目標(biāo)，盡量避免系統(tǒng)的目標(biāo)，盡量避免系統(tǒng)的“內(nèi)耗內(nèi)耗”，提高系統(tǒng)，提高系統(tǒng)整體運(yùn)行的效果。整體運(yùn)行的效果。緒論 緒論4.4.目的性目的性(purpose)(purpose)-系統(tǒng)存在的原因 (reason)系統(tǒng)都具有某種目的。為達(dá)到既定的目的，系系統(tǒng)都具有某種目的。為達(dá)到既定的目的，系統(tǒng)都具有一定的功能，而這正是區(qū)別這一系統(tǒng)和那統(tǒng)都具有一定的功能，而這正是區(qū)別這一系

21、統(tǒng)和那一系統(tǒng)的標(biāo)志。系統(tǒng)的目的一般用更具體的目標(biāo)來一系統(tǒng)的標(biāo)志。系統(tǒng)的目的一般用更具體的目標(biāo)來體現(xiàn)，比較復(fù)雜的社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)都具有不止一個目體現(xiàn)，比較復(fù)雜的社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)都具有不止一個目標(biāo)，因此，需要用一個指標(biāo)體系來描述系統(tǒng)的目標(biāo)。標(biāo)，因此，需要用一個指標(biāo)體系來描述系統(tǒng)的目標(biāo)。一般人造系統(tǒng)具有目的性，而自然系統(tǒng)不具有目的性，但具有功能性或原因性緒論5.5.適應(yīng)性適應(yīng)性任何一個系統(tǒng)都存在于一定的物質(zhì)環(huán)境任何一個系統(tǒng)都存在于一定的物質(zhì)環(huán)境之中，因此，它必然要與外界產(chǎn)生物質(zhì)、能之中，因此，它必然要與外界產(chǎn)生物質(zhì)、能量和信息交換，外界環(huán)境的變化必然會引起量和信息交換，外界環(huán)境的變化必然會引起系統(tǒng)內(nèi)部各要素

22、的變化。不能適應(yīng)環(huán)境變化系統(tǒng)內(nèi)部各要素的變化。不能適應(yīng)環(huán)境變化的系統(tǒng)是沒有生命力的，只有能夠經(jīng)常與外的系統(tǒng)是沒有生命力的，只有能夠經(jīng)常與外界環(huán)境保持最優(yōu)適應(yīng)狀態(tài)的系統(tǒng)，才是具有界環(huán)境保持最優(yōu)適應(yīng)狀態(tài)的系統(tǒng)，才是具有不斷發(fā)展勢頭的理想系統(tǒng)。不斷發(fā)展勢頭的理想系統(tǒng)。緒論2) 整體與局部的關(guān)系：突現(xiàn)性整體與局部的關(guān)系：突現(xiàn)性 不同于傳統(tǒng)學(xué)科，它強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)整體特性不同于傳統(tǒng)學(xué)科，它強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)整體特性-系統(tǒng)作為整體，具有其要素所不具有的性質(zhì)系統(tǒng)作為整體，具有其要素所不具有的性質(zhì)和功能；整體的性質(zhì)和功能不等同于其各要和功能；整體的性質(zhì)和功能不等同于其各要素性質(zhì)和功能的疊加。素性質(zhì)和功能的疊加。 一個良好的系統(tǒng)

23、，其整體功能一定一個良好的系統(tǒng)，其整體功能一定“大于大于”各各要素功能的要素功能的“總和總和” 。一個不好的系統(tǒng)，其整。一個不好的系統(tǒng)，其整體功能一定體功能一定“小于小于”各要素功能的各要素功能的“總和總和”?！癟he whole is more than the sum of its parts.”緒論臭臭1臭臭2臭臭3= 諸葛亮諸葛亮30303010030 + 30 + 30 = 90 00緒論分類1）自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)：）自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)：2）實(shí)體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)：）實(shí)體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)：3）動態(tài)系統(tǒng)和靜態(tài)系統(tǒng)：）動態(tài)系統(tǒng)和靜態(tài)系統(tǒng)：4）控制系統(tǒng)和行為系統(tǒng)：）控制系統(tǒng)和行為系統(tǒng)：5）開放系

24、統(tǒng)與封閉系統(tǒng)）開放系統(tǒng)與封閉系統(tǒng) 1.1.2系統(tǒng)的分類緒論1.自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)n自然系統(tǒng)是由自然發(fā)生而產(chǎn)生與形成的系統(tǒng)，這類系統(tǒng)的組自然系統(tǒng)是由自然發(fā)生而產(chǎn)生與形成的系統(tǒng)，這類系統(tǒng)的組成部分是自然物（山、海、河流、礦物、植物及動物等）所成部分是自然物（山、海、河流、礦物、植物及動物等）所自然形成的系統(tǒng)。像海洋系統(tǒng)、礦藏系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)、太陽自然形成的系統(tǒng)。像海洋系統(tǒng)、礦藏系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)、太陽系、宇宙系等，都屬于自然系統(tǒng)。系、宇宙系等，都屬于自然系統(tǒng)。 n 人工系統(tǒng)是人們將有關(guān)元素，按其屬性和相互關(guān)系組合而人工系統(tǒng)是人們將有關(guān)元素，按其屬性和相互關(guān)系組合而成的系統(tǒng)，亦即用人工方法建立起來的系統(tǒng)。

25、例如，人類對成的系統(tǒng)，亦即用人工方法建立起來的系統(tǒng)。例如，人類對自然物質(zhì)通過加工，用人工方法制造出來的工具和機(jī)械裝置自然物質(zhì)通過加工，用人工方法制造出來的工具和機(jī)械裝置等構(gòu)成的各種工程系統(tǒng)；人類通過人為地規(guī)定的組織、制度、等構(gòu)成的各種工程系統(tǒng)；人類通過人為地規(guī)定的組織、制度、步驟、手續(xù)等建立起來的各種管理系統(tǒng)和社會系統(tǒng)；人類通步驟、手續(xù)等建立起來的各種管理系統(tǒng)和社會系統(tǒng)；人類通過對自然現(xiàn)象和社會現(xiàn)象的科學(xué)認(rèn)識，用人工方法研究出來過對自然現(xiàn)象和社會現(xiàn)象的科學(xué)認(rèn)識，用人工方法研究出來的科學(xué)體系和技術(shù)體系等都屬于人工系統(tǒng)。的科學(xué)體系和技術(shù)體系等都屬于人工系統(tǒng)。緒論2.實(shí)體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)n所謂實(shí)體系統(tǒng)

26、，是指以物理狀態(tài)的存在物作為組成要素所謂實(shí)體系統(tǒng)，是指以物理狀態(tài)的存在物作為組成要素的系統(tǒng)，這些實(shí)體占有一定空間，如自然界的礦物、生的系統(tǒng)，這些實(shí)體占有一定空間，如自然界的礦物、生物，生產(chǎn)部門的機(jī)械設(shè)備、原始材料等。由于自然物都物，生產(chǎn)部門的機(jī)械設(shè)備、原始材料等。由于自然物都為實(shí)實(shí)在在的存在物，因此，實(shí)體系統(tǒng)亦稱為硬件系統(tǒng)為實(shí)實(shí)在在的存在物，因此，實(shí)體系統(tǒng)亦稱為硬件系統(tǒng)n與實(shí)體系統(tǒng)相對應(yīng)的是概念系統(tǒng)，它是由概念、原理、與實(shí)體系統(tǒng)相對應(yīng)的是概念系統(tǒng)，它是由概念、原理、假說、方法、計(jì)劃、制度、程序等非物質(zhì)實(shí)體構(gòu)成的系假說、方法、計(jì)劃、制度、程序等非物質(zhì)實(shí)體構(gòu)成的系統(tǒng)，如管理系統(tǒng)、科學(xué)技術(shù)體系、教育

27、系統(tǒng)、文化系統(tǒng)統(tǒng)，如管理系統(tǒng)、科學(xué)技術(shù)體系、教育系統(tǒng)、文化系統(tǒng)等。由于概念系統(tǒng)，對應(yīng)著的多是人們對自然界的認(rèn)識等。由于概念系統(tǒng)，對應(yīng)著的多是人們對自然界的認(rèn)識和假設(shè)，因此概念系統(tǒng)亦稱為軟件系統(tǒng)。和假設(shè)，因此概念系統(tǒng)亦稱為軟件系統(tǒng)。緒論n動態(tài)系統(tǒng)就是系統(tǒng)的狀態(tài)變量是隨時間不斷變化的，動態(tài)系統(tǒng)就是系統(tǒng)的狀態(tài)變量是隨時間不斷變化的，即系統(tǒng)的狀態(tài)變量是時間的函數(shù)。例如，學(xué)校就是一即系統(tǒng)的狀態(tài)變量是時間的函數(shù)。例如，學(xué)校就是一個動態(tài)系統(tǒng)，它不僅有建筑物，還有教師和學(xué)生。企個動態(tài)系統(tǒng)，它不僅有建筑物，還有教師和學(xué)生。企業(yè)也是動態(tài)系統(tǒng)的一個典型例子業(yè)也是動態(tài)系統(tǒng)的一個典型例子n靜態(tài)系統(tǒng)則是表征系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律的

28、數(shù)學(xué)模型中不含有靜態(tài)系統(tǒng)則是表征系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律的數(shù)學(xué)模型中不含有時間因素，即模型中的變量不隨時間而變化，它是動時間因素，即模型中的變量不隨時間而變化，它是動態(tài)系統(tǒng)的一種極限狀態(tài)，即處于穩(wěn)定的系統(tǒng)。例如大態(tài)系統(tǒng)的一種極限狀態(tài)，即處于穩(wěn)定的系統(tǒng)。例如大橋、公路、房屋等。橋、公路、房屋等。3.動態(tài)系統(tǒng)和靜態(tài)系統(tǒng)緒論4.控制系統(tǒng)與行為系統(tǒng)n控制就是為了達(dá)到某個目的給對象系統(tǒng)所加的必控制就是為了達(dá)到某個目的給對象系統(tǒng)所加的必要動作，因此，為了實(shí)行控制而構(gòu)成的系統(tǒng)叫做要動作，因此，為了實(shí)行控制而構(gòu)成的系統(tǒng)叫做控制系統(tǒng)。當(dāng)控制系統(tǒng)由控制裝置自動進(jìn)行時，控制系統(tǒng)。當(dāng)控制系統(tǒng)由控制裝置自動進(jìn)行時，稱之為自動控制系

29、統(tǒng)，如計(jì)算機(jī)控制的機(jī)械加工稱之為自動控制系統(tǒng)，如計(jì)算機(jī)控制的機(jī)械加工生產(chǎn)過程自動控制系統(tǒng)。生產(chǎn)過程自動控制系統(tǒng)。n行為系統(tǒng)是以完成目的行為作為構(gòu)成要素而形成行為系統(tǒng)是以完成目的行為作為構(gòu)成要素而形成的系統(tǒng)。的系統(tǒng)。緒論5.開放系統(tǒng)與封閉系統(tǒng)開放系統(tǒng)是指與其環(huán)境之間有物質(zhì)、能量或信息交換的系統(tǒng)，封閉系統(tǒng)則相反，即系統(tǒng)與環(huán)境互相隔絕，它們之間沒有任何物質(zhì)、能量和信息交換。緒論S =f ( E ，R )S（Systems） 系統(tǒng)E（Elements） 要素的集合R（Relationship ） 要素之間各種關(guān)系的集合由上式可知，作為一個S，必須包括其 要素的集合 與要素之間關(guān)系的集合 ，兩者缺一不可

30、。兩者結(jié)合起來，才能決定一個 S的結(jié)構(gòu)與功能。1.1.3 系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)的關(guān)系緒論補(bǔ)充說明： 要素不同，會形成不同功能的S； 要素相同，但要素間關(guān)系不同，也會產(chǎn)生不同的S； 相同功能可用不同結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，如人腦與電腦具有不 同的結(jié)構(gòu)，但在某些方面卻具有相同的功能； S的結(jié)構(gòu)與功能之間不存在必然的一一對應(yīng)關(guān)系。 緒論1.2.1系統(tǒng)工程的定義定義定義系統(tǒng)工程是一門現(xiàn)代化的系統(tǒng)工程是一門現(xiàn)代化的組織管理技術(shù)組織管理技術(shù)，是特，是特殊的工程技術(shù)，是跨越多學(xué)科的邊緣科學(xué)。殊的工程技術(shù)，是跨越多學(xué)科的邊緣科學(xué)。緒論緒論1.2.2系統(tǒng)工程的特點(diǎn)整體性（系統(tǒng)性）整體性（系統(tǒng)性）:整體性和系統(tǒng)化觀點(diǎn)（前提）整體性和系統(tǒng)化觀點(diǎn)（前提）關(guān)聯(lián)性（協(xié)調(diào)性）關(guān)聯(lián)性（協(xié)調(diào)性）:總體最優(yōu)或平衡協(xié)調(diào)觀點(diǎn)（目的）總體最優(yōu)或平衡協(xié)調(diào)觀點(diǎn)（目的）綜合性（交叉性）綜合性（交叉性）:多種方法綜合運(yùn)用觀點(diǎn)（手段）多種方法綜合運(yùn)用觀點(diǎn)（手段） 滿意性（最優(yōu)化）滿意性（最優(yōu)化）:問題導(dǎo)向及反饋控制觀點(diǎn)（保障）問題導(dǎo)向及反饋控制觀點(diǎn)（保障）緒論傳統(tǒng)的工程系統(tǒng)工程概念“硬件”的工程,生產(chǎn)有形的產(chǎn)品的技術(shù)過程“軟件”的工程,規(guī)劃,計(jì)劃,方案,程序等活動過程對象特定領(lǐng)域的具體的有形的對象普遍聯(lián)系,相互影響,規(guī)模和層次都極其復(fù)雜的綜合系統(tǒng)任務(wù)解決具體技術(shù)問題解決系統(tǒng)的全盤統(tǒng)