chapter1系統(tǒng)科學方法論與系統(tǒng)

1、系統(tǒng)工程與運籌學系統(tǒng)工程與運籌學2 34與其它專業(yè)課程結合過程中所有章節(jié)學習過程中自學其它部分章節(jié)過程中第十二章系統(tǒng)決策第六章之指派問題第八章最短路、最大流問題等第六章之線性規(guī)劃問題第四章 預測技術和模型：德爾菲法、時間序列預測模型和線性回歸模型第六章之運輸問題教學實現(xiàn)手段主要相關章節(jié)與知識培養(yǎng)的能力目標第1章 系統(tǒng)科學方法論與系統(tǒng)第二章系統(tǒng)科學與系統(tǒng)工程第三章系統(tǒng)工程的主要方法創(chuàng)新與優(yōu)化能力建模與求解能力系統(tǒng)思維能力系統(tǒng)工程與運籌第十三章網(wǎng)絡計劃技術強化系統(tǒng)思想，樹立從整體出發(fā)理念；進行案例教學；以系統(tǒng)工程發(fā)展的歷程做主線，標顯里程碑事件每一部分均與現(xiàn)實生活中的相應部分對應；廣舉學生身邊和企

2、業(yè)現(xiàn)有常用實例作為資料，嚴格遵循模型建立步驟，說明模型簡化程度，對可擴展部分進行探討；強調(diào)模型的適用范圍和局限性；利用層次練習題提升學生對現(xiàn)有求解方法的理解；利用現(xiàn)有的教學軟件配合教學；利用多媒體技術增大信息量。在整體教學中，鼓勵學生創(chuàng)新思維，活用獲取創(chuàng)新思想的各種方法；對現(xiàn)存系統(tǒng)時刻不忘改善、改善、再改善，這也是學生的根本要求，是工業(yè)工程師特質之一。機考+建模+閉卷考試+作業(yè)+考勤，多方位平衡考核考核方式5系統(tǒng)工程與運籌學為工業(yè)工程奠定了理論基礎，是其指導思想與方法。678系統(tǒng)工程與運籌學系統(tǒng)工程與運籌學910 方法和方法論在認識上是兩個不同的范疇。方法是用于完方法和方法論在認識上是兩個不同

3、的范疇。方法是用于完成一個既定任務的具體技術和操作；而方法論是進行研究和探成一個既定任務的具體技術和操作；而方法論是進行研究和探索的一般途徑，是對方法如何使用的指導。索的一般途徑，是對方法如何使用的指導。是是研究和探索（復雜）系統(tǒng)問題的一般規(guī)律和途徑。研究和探索（復雜）系統(tǒng)問題的一般規(guī)律和途徑。 系統(tǒng)工程系統(tǒng)工程方法論特點方法論特點: : 研究方法強調(diào)整體性 技術應用強調(diào)綜合性 管理決策強調(diào)科學性11 從方法論角度研究，系統(tǒng)科學方法論的發(fā)展大體從方法論角度研究，系統(tǒng)科學方法論的發(fā)展大體上經(jīng)歷了古代、近代、現(xiàn)代三個相互聯(lián)系的時期。上經(jīng)歷了古代、近代、現(xiàn)代三個相互聯(lián)系的時期。 （1）古代方法論：）

4、古代方法論：“只見森林，不見樹木只見森林，不見樹木” ，本質上，本質上是整體論是整體論 （2 2）近代科學方法論：）近代科學方法論：“只見樹木，不見森林只見樹木，不見森林”，以以“還原論還原論”為基礎，以為基礎，以“分析方法分析方法”為主導為主導 （3 3）現(xiàn)代系統(tǒng)科學方法論：）現(xiàn)代系統(tǒng)科學方法論：“既見樹木，又見森林既見樹木，又見森林” ，以以“唯物辯證法唯物辯證法”為基礎，以系統(tǒng)論、控制論、信息為基礎，以系統(tǒng)論、控制論、信息論、運籌學的出現(xiàn)為標志，以定量化為特點論、運籌學的出現(xiàn)為標志，以定量化為特點 12系統(tǒng)科學方法論實在系統(tǒng)論、控制論和信息論基礎系統(tǒng)科學方法論實在系統(tǒng)論、控制論和信息論基

5、礎上創(chuàng)立的，它是唯物辯證法的具體化，是架設在對客觀事上創(chuàng)立的，它是唯物辯證法的具體化，是架設在對客觀事物和過程高度抽象的唯物辯證法與客觀事物和過程具體運物和過程高度抽象的唯物辯證法與客觀事物和過程具體運行實踐之間的橋梁。行實踐之間的橋梁。具體特征如下：整體性具體特征如下：整體性基本出發(fā)點；綜合性基本出發(fā)點；綜合性關鍵；定量化關鍵；定量化與傳統(tǒng)方法論的主要區(qū)別；信息化與傳統(tǒng)方法論的主要區(qū)別；信息化基礎理論；人基礎理論；人-機方式機方式處理系統(tǒng)問題的基本方式。處理系統(tǒng)問題的基本方式。 13（1）整體論與還原論相結合（最主要原則）；）整體論與還原論相結合（最主要原則）；（2）定性描述和定量描述相結合

6、；）定性描述和定量描述相結合；（3）局部描述與整體描述相結合；）局部描述與整體描述相結合；（4）分析與綜合相結合；）分析與綜合相結合；（5）確定性描述與非確定性描述相結合。）確定性描述與非確定性描述相結合。 14系統(tǒng)思維方法系統(tǒng)思維方法傳統(tǒng)思維方法傳統(tǒng)思維方法出發(fā)點出發(fā)點整體整體部分部分研究基點研究基點各組成部分之間的關系各組成部分之間的關系部分部分研究順序研究順序從整體到局部分解，從整體到局部分解，在由局部向整體綜合在由局部向整體綜合將局部疊加成整體將局部疊加成整體局部目標局部目標和整體目和整體目標的關系標的關系局部目標必須服從整體目標，整局部目標必須服從整體目標，整體目標是局部目標的綜合體

7、目標是局部目標的綜合以局部利益為基礎形成局部目標，以局部利益為基礎形成局部目標，將局部目標疊加，形成整體目標將局部目標疊加，形成整體目標與環(huán)境的與環(huán)境的關系關系受環(huán)境制約又反作用于環(huán)境是更受環(huán)境制約又反作用于環(huán)境是更大系統(tǒng)的組成部分大系統(tǒng)的組成部分孤立地系統(tǒng)孤立地系統(tǒng)研究方法研究方法以重構為重點的分析以重構為重點的分析- -重構法重構法以分析為重點的分析以分析為重點的分析- -重構法重構法考慮系統(tǒng)考慮系統(tǒng)狀態(tài)狀態(tài)動態(tài)地研究事物演化過程動態(tài)地研究事物演化過程靜態(tài)地研究事物的單一過程靜態(tài)地研究事物的單一過程15錢學森對系統(tǒng)的描述性定義：錢學森對系統(tǒng)的描述性定義：系統(tǒng)是由相互作用和相互依賴的若干組成

8、部分系統(tǒng)是由相互作用和相互依賴的若干組成部分（元素）結合成的具有特定功能的有機整體，記為（元素）結合成的具有特定功能的有機整體，記為 其中其中 為系為系統(tǒng)統(tǒng) 中所有中所有元素構成的集合，元素構成的集合， 為系統(tǒng)為系統(tǒng) 中所有關系的集合。中所有關系的集合。ESR16一般系統(tǒng)理論創(chuàng)始人一般系統(tǒng)理論創(chuàng)始人馮馮.貝塔朗費貝塔朗費：“系統(tǒng)是相互作用的諸系統(tǒng)是相互作用的諸要素的綜合體。要素的綜合體?！表f氏大辭典韋氏大辭典：系統(tǒng)為有組織或被組織的整體。：系統(tǒng)為有組織或被組織的整體。也有諸如：系統(tǒng)是由相互聯(lián)系、相互依賴、相互制約、相互也有諸如：系統(tǒng)是由相互聯(lián)系、相互依賴、相互制約、相互作用的若干部分，是按照一

9、定的方式、為了一定的目的組作用的若干部分，是按照一定的方式、為了一定的目的組合而成的存在于特定環(huán)境之中并具有一定功能的有機整體。合而成的存在于特定環(huán)境之中并具有一定功能的有機整體。 系統(tǒng)定義的三個基本特征系統(tǒng)定義的三個基本特征: : (1) (1) 系統(tǒng)是由若干元素組成的；系統(tǒng)是由若干元素組成的； (2) (2) 這些元素相互作用、相互依賴；這些元素相互作用、相互依賴； (3) (3) 由于元素間的相互作用，使系統(tǒng)作為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。17 整體性整體性有序性有序性集合性集合性 關聯(lián)性關聯(lián)性 目的性目的性 環(huán)境適應性環(huán)境適應性18

10、關于系統(tǒng)的整體性關于系統(tǒng)的整體性19關于系統(tǒng)的層次性關于系統(tǒng)的層次性iSSSiSSSiSiSiSiSiSSS20關于系統(tǒng)的層次性關于系統(tǒng)的層次性21樹狀結構示意圖樹狀結構示意圖關于系統(tǒng)的層次性關于系統(tǒng)的層次性22網(wǎng)狀結構示意圖網(wǎng)狀結構示意圖關于系統(tǒng)的層次性關于系統(tǒng)的層次性23扁平化的網(wǎng)狀結構示意圖扁平化的網(wǎng)狀結構示意圖關于系統(tǒng)的層次性關于系統(tǒng)的層次性24網(wǎng)絡系統(tǒng)及層次性網(wǎng)絡系統(tǒng)及層次性251. 任何系統(tǒng)都由環(huán)境輸入物質、能量和信息，經(jīng)系統(tǒng)處理任何系統(tǒng)都由環(huán)境輸入物質、能量和信息，經(jīng)系統(tǒng)處理后向環(huán)境輸出物質、能量和信息，因此系統(tǒng)均具有將輸入后向環(huán)境輸出物質、能量和信息，因此系統(tǒng)均具有將輸入轉化為

11、輸出的功能。系統(tǒng)的輸入、處理、輸出三部分組成。轉化為輸出的功能。系統(tǒng)的輸入、處理、輸出三部分組成。2系統(tǒng)內(nèi)部都有物質、能量、信息三種流的流動。系統(tǒng)內(nèi)部都有物質、能量、信息三種流的流動。3系統(tǒng)都有反饋和自適應能力。系統(tǒng)都有反饋和自適應能力。4系統(tǒng)都有一嚴密的層次結構。系統(tǒng)都有一嚴密的層次結構。261按組成部分的屬性可將系統(tǒng)分為自然系統(tǒng)、人造系統(tǒng)和按組成部分的屬性可將系統(tǒng)分為自然系統(tǒng)、人造系統(tǒng)和復合系統(tǒng)。復合系統(tǒng)。2按與環(huán)境的關系可將系統(tǒng)分為封閉系統(tǒng)和開放系統(tǒng)兩類。按與環(huán)境的關系可將系統(tǒng)分為封閉系統(tǒng)和開放系統(tǒng)兩類。3按所處的狀態(tài)可將系統(tǒng)分為靜態(tài)系統(tǒng)和動態(tài)系統(tǒng)兩類。按所處的狀態(tài)可將系統(tǒng)分為靜態(tài)系統(tǒng)和

12、動態(tài)系統(tǒng)兩類。4按形態(tài)可將系統(tǒng)分為實體系統(tǒng)和概念系統(tǒng)。按形態(tài)可將系統(tǒng)分為實體系統(tǒng)和概念系統(tǒng)。275按系統(tǒng)的規(guī)?？蓪⑾到y(tǒng)分為小型（如工藝簡單、品種單一的按系統(tǒng)的規(guī)?？蓪⑾到y(tǒng)分為小型（如工藝簡單、品種單一的小企業(yè)）、中型（中型企業(yè)或地、縣級的區(qū)域系統(tǒng)等）、大小企業(yè)）、中型（中型企業(yè)或地、縣級的區(qū)域系統(tǒng)等）、大型（國民經(jīng)濟系統(tǒng)、生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)等）、超大型系統(tǒng)（生物型（國民經(jīng)濟系統(tǒng)、生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)等）、超大型系統(tǒng)（生物圈系、人體系統(tǒng)、社會系統(tǒng)）四類。均是相對而言。圈系、人體系統(tǒng)、社會系統(tǒng)）四類。均是相對而言。6按變量間的關系可分為線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)兩類。按變量間的關系可分為線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)兩類。7按系統(tǒng)處理方法可將系統(tǒng)分為簡單系統(tǒng)和復雜系統(tǒng)兩類。按系統(tǒng)處理方法可將系統(tǒng)分為簡單系統(tǒng)和復雜系統(tǒng)兩類。8按具體