系統(tǒng)工程思考與練習(xí)題

1、第一章1、選擇一個你所熟悉的系統(tǒng)問題說明：（1）系統(tǒng)的功能及其要素；（2）系統(tǒng)的環(huán)境及輸入、輸出；（3）系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（最好用框圖表達）；（4）系統(tǒng)的功能與結(jié)構(gòu)、環(huán)境的關(guān)系。2、說明系統(tǒng)一般屬性的含義，并據(jù)此歸納出若干系統(tǒng)思想或觀點；3、管理系統(tǒng)有何特點？為什么說現(xiàn)代管理系統(tǒng)是典型的（大規(guī)模）復(fù)雜系統(tǒng)？4、請總結(jié)系統(tǒng)工程（學(xué)）的特點（結(jié)合第二、三章內(nèi)容）。5、結(jié)合系統(tǒng)工程應(yīng)用領(lǐng)域，說明系統(tǒng)工程在你所學(xué)專業(yè)領(lǐng)域的可能應(yīng)用及其前景。第二章1 .系統(tǒng)工程與系統(tǒng)科學(xué)的聯(lián)系和區(qū)別是什么？2 .控制論的兩個基本觀點及其意義。3 .系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有哪些特點？4 .簡述控制論對系統(tǒng)工程方法論的啟示。5 .功能模擬法與傳

2、統(tǒng)模擬法的區(qū)別有哪些？6 .信息概念的特點有哪些？7 .申農(nóng)信息嫡與物理學(xué)中的嫡有什么關(guān)系？8 .信息方法論與傳統(tǒng)方法的區(qū)別，以及信息方法的意義。9 .簡述一般系統(tǒng)論的產(chǎn)生背景及其基本觀點。10 .什么是耗散結(jié)構(gòu)？形成耗散結(jié)構(gòu)的條件有哪些？以及耗散結(jié)構(gòu)理論的意義。11 .協(xié)同學(xué)與耗散結(jié)構(gòu)理論在研究上的區(qū)別有哪些？12 .突變論較以往的數(shù)學(xué)理論有什么突破？其主要觀點有哪些？13 .復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論的基本思想是什么？14 .錢學(xué)森提出的“開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)”有哪幾個方面的層次含義？第三章1 .什么是霍爾三維結(jié)構(gòu) ？它有何特點？2 .霍爾三維結(jié)構(gòu)與切克蘭德方法論有何異同點？3 .什么是系統(tǒng)分析？它與系

3、統(tǒng)工程關(guān)系如何 ？4 .系統(tǒng)分析的要素有哪些 ？各自是彳5含義？5 .你如何正確理解系統(tǒng)分析的程序？6 .初步系統(tǒng)分析有何意義 ？如何做好這項工作？7 .請通過一實例，說明應(yīng)用系統(tǒng)分析的原理。8 .請總結(jié)近年來系統(tǒng)工程方法論的新發(fā)展及其特點。第四章1 .系統(tǒng)模型有哪些主要特征？模型化的本質(zhì)和作用是什么？2 .簡述解釋結(jié)構(gòu)模型的特點、作用及適用范圍。3 .請依據(jù)下圖建立可達矩陣。4 .已知下列可達矩陣，求結(jié)構(gòu)模型。0 0 10 10 0 0 0 010 1100 10 0 00 0 10 010 11。0 0 10 15 .考慮一個三階差分方程（所描述的線性定常系統(tǒng)）工口+ 1） -式中給定初始

4、狀態(tài)求 k=i,2,3 時的 x（k） o第五章1、系統(tǒng)仿真在系統(tǒng)分析中起何作用？系統(tǒng)仿真方法的特點有哪些？2、SD的基本思想是什么？其反饋回路是怎樣形成的 ？請舉例加以說明。3、請分析說明SD與解釋結(jié)構(gòu)模型化技術(shù)、狀態(tài)空間模型方法的關(guān)系及異同點。4、請舉例說明SD結(jié)構(gòu)模型的建模原理。5、SD為什么要引入專用函數(shù) ？請說明各主要DYNAMO函數(shù)的作用及適用條件。6、如何理解SD在我國現(xiàn)實的社會經(jīng)濟和組織管理系統(tǒng)分析中更具有方法論意義？7、請用SD結(jié)構(gòu)模型來描述學(xué)習(xí)型組織的一般機理。8、假設(shè)每月招工人數(shù) MHM和實際需要人數(shù) RM成比例，招工人員的速率方程是：MHM - KL=P*RM - K,

5、請回答以下問題：(4)P（1）K和KL的含義是什么 ？（2）RM 是什么變量 ？ （3）MHM、P、RM的量綱是什么 ？的實際意義是什么？9 、已知如下的部分DYNAMO 方程：MT - K=MT J+DT*(MH JK-MCT JK),MCT - KL=MT - K/TT - K,TT - K=STT*TEC - K,ME - K=ME J*DT*(MCT - JK-ML - JK)其中： MT 表示培訓(xùn)中的人員(人 ) 、 MH 表示招聘人員速率(人 /月 )、 MCT 表示人員培訓(xùn)速率(人/月 )、 TT 表示培訓(xùn)時間、 STT 表示標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)時間、 TEC 表示培訓(xùn)有效度、 ME 表示熟

6、練人員(人 )，ML表示人員脫離速率(人/月)。請畫出對應(yīng)的 SD(程)圖。10、高校的在校本科生和教師人數(shù)(S 和 T) 是按一定的比例而相互增長的。已知某高?，F(xiàn)有本科生 10000 名， 且每年以 SR 的幅度增加， 每一名教師可引起增加本科生的速率是1 人/年。 學(xué)?，F(xiàn)有教師 1500 名，每個本科生可引起教師增加的速率 (TR) 是 0.05 人/年。請用SD 模型分析該校未來幾年的發(fā)展規(guī)模，要求：(1) 畫出因果關(guān)系圖和流(程 )圖；(2) 寫出相應(yīng)的 DYNAMO 方程；(3)列表對該校未來 35年的在校本科生和教師人數(shù)進行仿真計算；(4) 請問該問題能否用其它模型方法來分析?如何

7、分析?11、某城市國營和集體服務(wù)網(wǎng)點的規(guī)?？捎?SD 來研究?，F(xiàn)給出描述該問題的 DYNAMO 方程及其變量說明。要求： (1)繪制相應(yīng)的SD 流(程) 圖(繪圖時可不考慮仿真控制變量) ； (2)說明其中的因果反饋回路及其性質(zhì)。L S K=S J+DT*NS - JKN S=90R NS - KL=SD - K*P - K/(LENGTH-TIME - K)A SD - K=SE-SP - KC SE=2A SP - K=SR K/P KA SR - K=SX+S - KC SX=60L P K=P J+DT*NP - JKN P=100R NP - KL=I*P - KC I=0.02其中

8、： LENGTH 為仿真終止時間、 TIME 為當(dāng)前仿真時刻，均為仿真控制變量； S 為個體服務(wù)網(wǎng)點數(shù) (個)、 NS 為年新增個體服務(wù)網(wǎng)點數(shù)(個/年)、 SD 為實際千人均服務(wù)網(wǎng)點與期望差(個/千人) 、SE為期望的千人均網(wǎng)點數(shù)、SP為的千人均網(wǎng)點數(shù)(個/千人)、SX為非個體服務(wù)網(wǎng)點數(shù)(個)、SR為該城市實際擁有的服務(wù)網(wǎng)點數(shù)(個) 、 P 為城市人口數(shù)(千人 ) 、 NP 為年新增人口數(shù)(千人 /年)、 I為人口的年自然增長率。12、為研究新住宅對家俱銷售的影響，考慮分房和家俱銷售兩個子系統(tǒng)。在分房子系統(tǒng)中，分房數(shù)量 (FFL) 的增加使分到新房的戶數(shù) (XFS) 增加，進而使未分房戶數(shù)(W

9、FS) 減少。其中未分房戶數(shù)還受到需住房總戶數(shù)(XQS) 的影響；分房數(shù)量與未分房戶數(shù)成比例，比例系數(shù)記為分房系數(shù)(FFX) 。在家俱銷售子系統(tǒng)中，未買家俱新房戶數(shù) (WMS) 的增加使家俱銷售量(XSL) 成比例增加，比例系數(shù)記為銷售系數(shù)(XSX) ；銷售量的增加又使得已買家俱戶數(shù)(YMS) 增加。假定在一定時期(如若干年 )內(nèi)， XQS 、 FFX 和 XSX 保持不變。要求：(1) 畫出新住宅對家俱銷售影響的因果關(guān)系圖，并指出兩個子系統(tǒng)各自回路的性質(zhì)；(2) 指出給定所有變量的類型，建立用 SD 研究該問題的結(jié)構(gòu)模型；(3) 寫出該問題的SD 數(shù)學(xué)模型，并就其中任一子系統(tǒng)，指出各方程的名

10、稱和作用(4)適當(dāng)設(shè)定初值和常量，仿真計算35年后所有狀態(tài)變量的數(shù)值；(5)分別畫出兩個子系統(tǒng)中狀態(tài)變量隨時間的響應(yīng)趨勢。13、根據(jù)以下說明，畫出因果關(guān)系圖、建立流圖模型，并擬定變量名和適當(dāng)數(shù)據(jù)，寫出對應(yīng)的DYNAMO 方程（1）人口與經(jīng)濟增長城市就業(yè)機會多，是人口流入城市的原因之一。但遷入者不一定會馬上在該地區(qū)得到許多就業(yè)機會，得知并取得就業(yè)需要一段時間。遷入人口的增加， 促使城市產(chǎn)業(yè)擴大。 而產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟的擴大，形成附加的需要，這種需要更加增大了該地區(qū)的就業(yè)機會。（2）人口與土地使用人口增加，除了促進經(jīng)濟增長之外，還使住宅建設(shè)按照人口增長的速度發(fā)展?，F(xiàn)在假定，可供產(chǎn)業(yè)和住宅用的土地是固定不變的

11、。 因此，住宅儲備的增加， 使可供產(chǎn)業(yè)擴大的用地減少。 這樣, 一旦沒有更多的土地可供使用， 該地區(qū)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展就受到抑制， 勞動力需求減少， 結(jié)果就業(yè)機會 也就減少。潛在的移入者一旦知道就業(yè)機會減少，移入人口隨之減少，地區(qū)人口就停止增長。14、請根據(jù)某產(chǎn)品銷售速率、銷售量及市場需求量的相互關(guān)系（假定銷售速率與實際銷售量成正比，比例系數(shù)與市場需求情況有關(guān)），分別就以下兩種市場狀況，采用系統(tǒng)動力學(xué)或其他方法，建立預(yù)測和分析銷售量變化的模型，并據(jù)此圖示銷售量隨時間變化的軌跡（趨勢）：（1）該產(chǎn)品由某企業(yè)獨家經(jīng)營，且市場遠未飽和；（2）該產(chǎn)品的市場需求量已接近飽和。（元/噸）取決于庫存量。庫存增加，價

12、格下 （見圖a）,另外，銷售率是價格的反比函（建議采用具有三個月或一個季度延遲的指15、假定某商品的庫存僅發(fā)生在生產(chǎn)廠家，且出廠價格 降；庫存下降，價格上升，且價格是庫存的非線性函數(shù) 數(shù)（見圖b）o這里給出的價格取過去一季度的平均價格 數(shù)平滑平均值）。由于廠家增加生產(chǎn)能力需較長時間，且固定成本較高，可以認為商品生產(chǎn)速率是一每月1000噸的常數(shù)。請建立描述該問題的SD結(jié)構(gòu)模型和數(shù)學(xué)模型。第八早1、試述決策分析問題的類型及其相應(yīng)的構(gòu)成條件。2、管理決策分析的基本過程是怎樣的？3、如何正確評價信息在決策分析中的作用？完全信息和抽樣信息的價值是什么？4、如何識別決策者的效用函數(shù)？效用函數(shù)在決策分析中有

13、何作用？5、請簡述沖突分析方法的主要特點，它與對策論的關(guān)系如何？6、試比較沖突分析過程與系統(tǒng)分析一般程序的異同。7、對沖突事件背景的認識與描述應(yīng)主要包括哪些內(nèi)容？8、穩(wěn)定性分析的基本思想是什么？9、你認為突分析模型是什么類型的模型？為什么？10、沖突分析方法的適用條件如何？有哪些功能？11、某種表公司擬生產(chǎn)一種低價手表，預(yù)計每塊售價10元，有三種設(shè)計方案：方案I需投資 10萬元，每塊生產(chǎn)成本 5元；方案n需投資 16萬元，每塊生產(chǎn)成本 4元；方案出需投資 25萬元，E1 30000 只，E2 120000 只,每塊生產(chǎn)成本3元。估計該手表需求量有下面三種可能:E3 20000 只建立益損值矩陣

14、，分別用悲觀法、樂觀法、等可能法和最小后悔值法決定應(yīng)采用哪種方案？彳認為哪種方法更為合理 ？若已知市場需求量的概率分布為P(E1)=0.15、P(E2)=0.75、P(E3)=0.10 ,試用期望值法決定應(yīng)采用哪種方案？若有某部門愿意為該公司調(diào)查市場確切需要量，試問該公司最多愿意花費多少調(diào)查費用？12、某產(chǎn)品因工藝落后需改進，現(xiàn)有兩種方案可采用，有關(guān)資料如下表所示。請問：(1)采用哪種方案較好？(2)具體收益是多少？(3)產(chǎn)量是否要增加？自然狀態(tài)概率工藝不改進方案A成功概率0.8耗資10萬方案B成功概率0.6耗資5萬產(chǎn)量不變產(chǎn)量增加產(chǎn)量不變產(chǎn)量增加低價0.1-100-200-200-200-3

15、00現(xiàn)價0.5050500-250高價0.415015025020060013、某廠面臨如下市場形勢：估計市場銷路好的概率為0.7,銷路差的概率為 0.3。若進行全面設(shè)備更新，銷路好時收益為1200萬元，銷路差時虧損150萬元。若不進行設(shè)備更新，則不論銷路好壞均可穩(wěn)獲收益 100萬元。為避免決策的盲目性，可以先進行部分設(shè)備更新試驗，預(yù)測新的市場信息。根據(jù)市場研究知，試驗結(jié)果銷路好的概率是0.8,銷路差的概率是 0.2;又試驗結(jié)果銷路好實際銷路也攵?的概率是0.85,試驗結(jié)果銷路差實際銷路好的概率為0.10。要求：(1)建立決策樹；(2)計算通過進行部分設(shè)備更新獲取信息的價值。14、有一海上油田

16、招標(biāo)，根據(jù)地震試驗資料分析估計，找到大油田的概率為0.3,開采收益為20億元；找到中油田的概率為0.4,開采收益10億元；找到小油田的概率為0.2,開采收益為3億元；油田無開采價值的概率為0.1。招標(biāo)規(guī)定，開采前的勘探等費用要由中標(biāo)者全部負擔(dān)，預(yù)期需1.2億元，開采后中標(biāo)者利潤分成30%?，F(xiàn)有A、B、C三家公司，其效用函數(shù)分別為：UA(M)=(M+1.2) 0.9-2, UB(M)=(M+1.2) 0.8-2, UC(M)=(M+1.2) 0.7-2。試用效用期望值法確定各公司 是否投標(biāo)。14、有一海上油田招標(biāo)，根據(jù)地震試驗資料分析估計，找到大油田的概率為0.3 ,開采收益為20億元；找到中油

17、田的概率為0.4 ,開采收益10億元；找到小油田的概率為0.2 ,開采收益為3億元；油田無開采價值的概率為0.1。招標(biāo)規(guī)定，開采前的勘探等費用要由中標(biāo)者全部負擔(dān)，預(yù)期需1.2億元，開采后中標(biāo)者利潤分成30%o現(xiàn)有A、B C三家公司，其效用函數(shù)分別為：UA(M)=(M+1.2) 0.9-2UB(M)=(M+1.2) 0.8-2UC(M)=(M+1.2) 0.7-2試用效用期望值法確定各公司是否投標(biāo)。15、某地區(qū)計劃在一山谷修筑成本為500萬元的水壩。為了保護水壩，需要有獨立的溢洪道。為此管委會要確定是建設(shè)成本為300萬元的大溢洪道還是200萬元的小溢洪道。按歷史資料，估計在水壩使用期間有一次或一

18、次以上洪水發(fā)生的概率為0.25 ,有一次或一次以上特大洪水發(fā)生的概率為0.10 ,兩種溢洪道在兩種洪水時損壞的概率估計如下：洪水大洪水損壞安全損壞安全大溢洪道0.050.950.100.90小溢洪道0.100.900.250.75若溢洪道損壞，則水壩被破壞，其修復(fù)費用與壩的原價相同，還要蒙受洪水帶來的其他損失。洪 水時其他財產(chǎn)損失為100萬元和300萬元的概率分別是 0.70和0.30 ;特大洪水時其他財產(chǎn)損失為300萬元和500萬元的概率分別為 0.70和0.30。要求：(1)建立這個問題的決策樹模型。(2)按益損值準(zhǔn)則，什么是最優(yōu)決策？(3)根據(jù)上述最優(yōu)決策，你準(zhǔn)備如何提醒管委會？(4)如果管委會表示出如下的風(fēng)險意圖：若以0.90的概率損失7X106元，和以0.10的概率損失20X 106元，則愿意支付 12X106元保 險費。若以0.70的概率損失12X106元，和以0.30的概率損失20X 10 6元，則愿意支付15X106元保 險費。若以0.50的概率損失12X10 6元，和以0.50的概率損失20X 106元，則愿意支付 17.5X10 6 元保險費。現(xiàn)假定-7X106元的效用價值為1.0 , -20X 106元的效用價值為 0,畫出該管委會的效用曲線。(5)使用所得的效用