運(yùn)籌學(xué)與系統(tǒng)分析：第7章 系統(tǒng)工程概述

1、第七章 系統(tǒng)工程概述7.1 系統(tǒng)工程的產(chǎn)生、發(fā)展及應(yīng)用一、系統(tǒng)思想的產(chǎn)生與發(fā)展1. 樸素的系統(tǒng)思想及其初步實(shí)踐古希臘哲學(xué)家德謨克利特（公元前460-370）： 提出 “宇宙大系統(tǒng)”觀念，最早使用“系統(tǒng)”一詞；辯證法奠基人之一的赫拉克利特（公元前530-470）： 提出“世界是包括一切的整體”；古希臘哲學(xué)家亞里士多德（公元前384-322 ）： 提出“整體大于部分的總和” ，是系統(tǒng)論的基本原則之一。古代中國(guó)思想： 春秋末期的老子（公元前571-471）：自然界統(tǒng)一性 西周（公元前1046-771）的五行說：世界由金、木、水、火、土構(gòu)成古代中國(guó)實(shí)踐： 中醫(yī)：形、氣、色綜合辨證 孫武（公元前535-

2、480）孫子兵法：道、天、地、將、法 醫(yī)學(xué)典籍內(nèi)經(jīng)：人體金、木、水、火、土15世紀(jì)下半葉：形成自然科學(xué)19世紀(jì)三大發(fā)現(xiàn)：能量轉(zhuǎn)換、細(xì)胞學(xué)說、進(jìn)化論，為辨證唯物主義科學(xué)系統(tǒng)觀奠定基礎(chǔ)。2.科學(xué)的系統(tǒng)思想的形成辯證唯物主義： 世界是由無數(shù)相互關(guān)聯(lián)、相互依賴、相互制約和相互作用的過程所形成的統(tǒng)一整體。近代、現(xiàn)代科技的發(fā)展促進(jìn)了三大系統(tǒng)理論的形成：二、系統(tǒng)理論的形成與發(fā)展3. 信息論 研究信息的提取、變換、存儲(chǔ)與流通的特點(diǎn)和規(guī)律。2. 控制論 研究系統(tǒng)的控制和調(diào)節(jié)的一般規(guī)律。由數(shù)學(xué)家維納（1894-1964）于20世紀(jì)40年代創(chuàng)立。1.（一般）系統(tǒng)論 研究系統(tǒng)的模式、原則和規(guī)律，對(duì)其功能進(jìn)行數(shù)學(xué)描述。

3、代表人物：奧地利理論生物學(xué)家：貝塔朗菲（1901-1972 ） 20世紀(jì)50年代，系統(tǒng)工程學(xué)創(chuàng)立，發(fā)展了系統(tǒng)理論的應(yīng)用研究，為組織管理系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和使用提供了有效的科學(xué)方法。三、系統(tǒng)工程發(fā)展概況三、系統(tǒng)工程發(fā)展概況20世紀(jì)5060年代： 理論探討、應(yīng)用嘗試，如： 錢學(xué)森工程控制論； 華羅庚統(tǒng)籌法； 許國(guó)志運(yùn)籌學(xué)。 四、系統(tǒng)工程在中國(guó)的發(fā)展及應(yīng)用20世紀(jì)70年代末至今： 大規(guī)模研究與應(yīng)用，如： 人口問題的定量研究; 全國(guó)能源規(guī)劃; 全國(guó)人才和教育規(guī)劃; 農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程; 區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略; 投入產(chǎn)出表應(yīng)用; 軍事系統(tǒng)工程; 水資源開發(fā)利用，等。一、系統(tǒng)的概念及特點(diǎn)1. 系統(tǒng)的定義

4、 系統(tǒng)是由兩個(gè)以上有機(jī)聯(lián)系、相互作用的要素所組成，具有特定功能、結(jié)構(gòu)和環(huán)境的整體。7.2 系統(tǒng)工程的研究對(duì)象定義的四要點(diǎn)系統(tǒng)及其要素系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的功能2. 系統(tǒng)的一般屬性 （1）整體性：最基本、最核心特性； （2）關(guān)聯(lián)性：構(gòu)成系統(tǒng)的要素是相互聯(lián)系和作用的； （3）環(huán)境適應(yīng)性：系統(tǒng)必須適應(yīng)環(huán)境的變化，環(huán)境的變化會(huì)引起系統(tǒng)功能及結(jié)構(gòu)的變化； （4）目的性； （5）層次性。二、系統(tǒng)的類型1. 自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng) 自然系統(tǒng)：由自然物形成的系統(tǒng)，如海洋系統(tǒng)； 人造系統(tǒng)：由人所建成的系統(tǒng)，如生產(chǎn)系統(tǒng)、管理系統(tǒng)。 多數(shù)系統(tǒng)由自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)復(fù)合而成。2. 實(shí)體系統(tǒng)與概念系統(tǒng) 實(shí)體系統(tǒng)：以礦物、

5、生物、機(jī)械、人群等實(shí)體為基本要素所組成的系統(tǒng)。 概念系統(tǒng)：由概念、原理、原則、方針、制度、程序等概念性的非物質(zhì)要素組成的系統(tǒng)。 系統(tǒng)工程通常研究的是這兩類系統(tǒng)的復(fù)合系統(tǒng)。3. 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)和靜態(tài)系統(tǒng) 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)：系統(tǒng)的狀態(tài)隨時(shí)間而變化的系統(tǒng)。 靜態(tài)系統(tǒng)：表征系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律的模型中不含有時(shí)間因素。4. 封閉系統(tǒng)和開放系統(tǒng) 開放系統(tǒng)：系統(tǒng)與環(huán)境之間具有物質(zhì)、能量、信息的交換的系統(tǒng)。 封閉系統(tǒng)：系統(tǒng)與環(huán)境之間沒有物質(zhì)、能量、信息的交換的系統(tǒng)。 三、管理系統(tǒng)問題舉例一、系統(tǒng)工程的概念 錢學(xué)森：系統(tǒng)工程是組織管理系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設(shè)計(jì)、制造、實(shí)驗(yàn)和使用的科學(xué)方法。 系統(tǒng)工程是一門組織管理的技術(shù)。7.3 系統(tǒng)工程

6、的概念與特點(diǎn)Systems engineering is the management technology that controls a total system lifecycle process, which involves and which results in the definition, development and deployment of a system that is of high quality, trustworthy, and cost-effective in meeting user needs.- Andrew P. Sage二、系統(tǒng)工程是一門交叉學(xué)科 以大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)為對(duì)象，在運(yùn)籌學(xué)、系統(tǒng)理論、管理科學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)上，逐步發(fā)展起來的一門交叉學(xué)科。 它與機(jī)械工程、電子工程、水利工程等學(xué)科的性質(zhì)不盡相同，不具有特定的研究對(duì)象。三、系統(tǒng)工程方法的特點(diǎn) 科學(xué)性與藝術(shù)性兼容。四、系統(tǒng)工程的應(yīng)用領(lǐng)域（1）社會(huì)系統(tǒng)工程；（2）經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)工程；（3）區(qū)域規(guī)劃系統(tǒng)工程；（4）環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)工程；（5）能源系統(tǒng)工程；（6）水資源系統(tǒng)工程；