《建筑系統(tǒng)工程學》工程系統(tǒng)分析講義1

1、建筑系統(tǒng)工程學授課內(nèi)容第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程第二章 系統(tǒng)分析第三章 結構模型第四章 網(wǎng)絡模型第五章 模擬技術第六章 系統(tǒng)動態(tài)學第七章 系統(tǒng)綜合評價第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程系統(tǒng)概要 系統(tǒng)工程引論 系統(tǒng)工程方法論系統(tǒng)工程的發(fā)展第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-1 系統(tǒng)概要 系統(tǒng) 構成要素 功能 屬性1.有機整體2.可分解3.新的功能一、系統(tǒng)的定義計算機 硬件系統(tǒng) 科學計算 技術 系統(tǒng) 軟件系統(tǒng) 數(shù)據(jù)處理呼吸 口、鼻、氣管 新陳代謝 生理 系統(tǒng) 肺項目 項目經(jīng)理部 工期、質(zhì)量 經(jīng)濟 管理 作業(yè)隊 成本目標第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-1 系統(tǒng)概要 一、系統(tǒng)的定義系統(tǒng)是由若干個相互依賴、相互作用的要素構成的具有特定

2、功能的有機整體。第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-1 系統(tǒng)概要 一、系統(tǒng)的定義二、系統(tǒng)的特征1.集合性要素數(shù)2要素可以相互區(qū)別第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-1 系統(tǒng)概要 一、系統(tǒng)的定義二、系統(tǒng)的特征1.集合性2.相關性要素之間相互依賴相互作用第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-1 系統(tǒng)概要 一、系統(tǒng)的定義二、系統(tǒng)的特征1.集合性2.相關性3.階層性系統(tǒng)存在層次結構可分解為子系統(tǒng)第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-1 系統(tǒng)概要 一、系統(tǒng)的定義二、系統(tǒng)的特征1.集合性2.相關性3.階層性4.整體性系統(tǒng)是一個有機整體1+12第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-1 系統(tǒng)概要 一、系統(tǒng)的定義二、系統(tǒng)的特征1.集合性2.相關性3.階層性4.整體性

3、5.目的性目的決定系統(tǒng)功能無目的就無存在價值第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-1 系統(tǒng)概要 一、系統(tǒng)的定義二、系統(tǒng)的特征1.集合性2.相關性3.階層性4.整體性5.目的性6.環(huán)境適應性系統(tǒng)存在于環(huán)境之中不適應就無生命力第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-1 系統(tǒng)概要 一、系統(tǒng)的定義二、系統(tǒng)的特征三、系統(tǒng)的分類1.按成因劃分生物系統(tǒng)海洋系統(tǒng)礦藏系統(tǒng)（1）自然系統(tǒng)第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-1 系統(tǒng)概要 一、系統(tǒng)的定義二、系統(tǒng)的特征三、系統(tǒng)的分類1.按成因劃分工程技術系統(tǒng)管理系統(tǒng)和社會系統(tǒng)科學體系和技術體系（1）自然系統(tǒng)（2）人造系統(tǒng)第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-1 系統(tǒng)概要 一、系統(tǒng)的定義二、系統(tǒng)的特征三、系統(tǒng)的分類1

4、.按成因劃分（1）自然系統(tǒng)（2）人造系統(tǒng)（3）復合系統(tǒng)第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-1 系統(tǒng)概要 一、系統(tǒng)的定義二、系統(tǒng)的特征三、系統(tǒng)的分類1.按成因劃分2.按構成要素性質(zhì)劃分 實體系統(tǒng) 計算機硬件 項目施工（1）實體系統(tǒng)第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-1 系統(tǒng)概要 一、系統(tǒng)的定義二、系統(tǒng)的特征三、系統(tǒng)的分類1.按成因劃分2.按構成要素性質(zhì)劃分 實體系統(tǒng) 計算機硬件 項目施工（1）實體系統(tǒng)（2）概念系統(tǒng)概念系統(tǒng) 計算機軟件 項目管理第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-1 系統(tǒng)概要 一、系統(tǒng)的定義二、系統(tǒng)的特征三、系統(tǒng)的分類1.按成因劃分2.按構成要素性質(zhì)劃分 實體系統(tǒng) 計算機硬件 項目施工（1）實體系統(tǒng)（2）概念

5、系統(tǒng)（3）二者關系概念系統(tǒng) 計算機軟件 項目管理前提和基礎指導和服務第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-1 系統(tǒng)概要 一、系統(tǒng)的定義二、系統(tǒng)的特征三、系統(tǒng)的分類1.按成因劃分2.按構成要素性質(zhì)劃分3.按系統(tǒng)狀態(tài)與時間關系劃分（1）動態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)時間第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-1 系統(tǒng)概要 一、系統(tǒng)的定義二、系統(tǒng)的特征三、系統(tǒng)的分類1.按成因劃分2.按構成要素性質(zhì)劃分3.按系統(tǒng)狀態(tài)與時間關系劃分（1）動態(tài)系統(tǒng)（2）靜態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)時間第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-1 系統(tǒng)概要 一、系統(tǒng)的定義二、系統(tǒng)的特征三、系統(tǒng)的分類1.按成因劃分2.按構成要素性質(zhì)劃分3.按系統(tǒng)狀態(tài)與時間關系劃分4.按系統(tǒng)與環(huán)境的關系劃分（1）開環(huán)

6、系統(tǒng)系統(tǒng)環(huán)境物質(zhì)交換能量交換信息交換第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-1 系統(tǒng)概要 一、系統(tǒng)的定義二、系統(tǒng)的特征三、系統(tǒng)的分類1.按成因劃分2.按構成要素性質(zhì)劃分3.按系統(tǒng)狀態(tài)與時間關系劃分4.按系統(tǒng)與環(huán)境的關系劃分（1）開環(huán)系統(tǒng)（2）閉環(huán)系統(tǒng)系統(tǒng)環(huán)境物質(zhì)交換能量交換信息交換第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-1 系統(tǒng)概要 一、系統(tǒng)的定義二、系統(tǒng)的特征三、系統(tǒng)的分類四、系統(tǒng)的基本問題1.系統(tǒng)分析TIO環(huán)境T（I）=OT：IO對I、O、T進行研究第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-1 系統(tǒng)概要 一、系統(tǒng)的定義二、系統(tǒng)的特征三、系統(tǒng)的分類四、系統(tǒng)的基本問題1.系統(tǒng)分析2.系統(tǒng)運行TIO環(huán)境T（I）=OT：IO已知I、 T ，

7、求O第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-1 系統(tǒng)概要 一、系統(tǒng)的定義二、系統(tǒng)的特征三、系統(tǒng)的分類四、系統(tǒng)的基本問題1.系統(tǒng)分析2.系統(tǒng)運行3.系統(tǒng)轉(zhuǎn)向TIO環(huán)境T（O）=IT：OI已知 T、 O ，求I第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-1 系統(tǒng)概要 一、系統(tǒng)的定義二、系統(tǒng)的特征三、系統(tǒng)的分類四、系統(tǒng)的基本問題1.系統(tǒng)分析2.系統(tǒng)運行3.系統(tǒng)轉(zhuǎn)向4.系統(tǒng)綜合與識別TIO環(huán)境I：OT已知 I、 O ，求T第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-1 系統(tǒng)概要 一、系統(tǒng)的定義二、系統(tǒng)的特征三、系統(tǒng)的分類四、系統(tǒng)的基本問題1.系統(tǒng)分析2.系統(tǒng)運行3.系統(tǒng)轉(zhuǎn)向4.系統(tǒng)綜合與識別5.系統(tǒng)優(yōu)化TIO環(huán)境確定最優(yōu)評價標準第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程

8、1-2 系統(tǒng)工程引論 一、系統(tǒng)工程的概念1. 一門綜合性學科 橫跨自然科學與社會科學第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-2 系統(tǒng)工程引論 一、系統(tǒng)工程的概念一門綜合性學科2.系統(tǒng)概念與工程概念的集合 由系統(tǒng)看工程：用系統(tǒng)的觀點和方法解決工程問題 由工程看系統(tǒng)：用工程的方法去建造系統(tǒng)第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-2 系統(tǒng)工程引論 一、系統(tǒng)工程的概念一門綜合性學科2.系統(tǒng)概念與工程概念的集合3.其目標是最優(yōu)化 最優(yōu)設計 最優(yōu)控制 最優(yōu)管理第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-2 系統(tǒng)工程引論 一、系統(tǒng)工程的概念一門綜合性學科2.系統(tǒng)概念與工程概念的集合3.其目標是最優(yōu)化4.有廣義與狹義之分狹義：對系統(tǒng)的綜合、分析、模擬與最

9、優(yōu)化廣義：為合理地進行系統(tǒng)的研制、設計、運用等所采用思想、程序、組織和方法等第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-2 系統(tǒng)工程引論 一、系統(tǒng)工程的概念錢學森1978年下的定義：系統(tǒng)工程是組織管理系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設計、制造、試驗和使用科學方法，是一種對所有系統(tǒng)都具有普遍意義的科學方法第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-2 系統(tǒng)工程引論 一、系統(tǒng)工程的概念 二、系統(tǒng)工程的特征1.一門特殊的工程學（1）研究對象的廣泛性建筑工程學：建筑工程機械工程學：機械工程系統(tǒng)工程學：不限于某個領域第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-2 系統(tǒng)工程引論 一、系統(tǒng)工程的概念 二、系統(tǒng)工程的特征1.一門特殊的工程學（1）研究對象的廣泛性（2）效益考核

10、的綜合性一般工程學：技術合理性系統(tǒng)工程學：從整體最優(yōu)出發(fā)，考慮功能、組成、協(xié)調(diào)、規(guī)劃、效果等組織管理性質(zhì)之類的問題第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-2 系統(tǒng)工程引論 一、系統(tǒng)工程的概念 二、系統(tǒng)工程的特征1.一門特殊的工程學2.一門邊緣學科同時運用多種學科的成果一般學科系統(tǒng)工程第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-2 系統(tǒng)工程引論 一、系統(tǒng)工程的概念 二、系統(tǒng)工程的特征1.一門特殊的工程學2.一門邊緣學科3.一門獨立學科系統(tǒng)工程具有自己獨特的思想方法、理論基礎、程序體系和方法論第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-2 系統(tǒng)工程引論 三、系統(tǒng)工程的幾個基本觀點 1. 全局性（系統(tǒng)性、整體性）觀點分析和解決問題必須從整個系統(tǒng)（全

11、局）出發(fā)，而不是從某一個子系統(tǒng)（局部）出發(fā)第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-2 系統(tǒng)工程引論 三、系統(tǒng)工程的幾個基本觀點 1.全局性（系統(tǒng)性、整體性）觀點美國陸軍的“下士”導彈系統(tǒng)彈頭彈體發(fā)射制導第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-2 系統(tǒng)工程引論 三、系統(tǒng)工程的幾個基本觀點 1.全局性（系統(tǒng)性、整體性）觀點美國陸軍的“中士”導彈系統(tǒng)彈頭彈體發(fā)射制導第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-2 系統(tǒng)工程引論 三、系統(tǒng)工程的幾個基本觀點 1. 全局性（系統(tǒng)性、整體性）觀點2.關聯(lián)性觀點由于系統(tǒng)存在相關性，因此必須用明確的方式來表示它們；由于系統(tǒng)的環(huán)境適應性，因此必須用聯(lián)系的觀點看待它們第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-2 系統(tǒng)工程引論

12、三、系統(tǒng)工程的幾個基本觀點 1. 全局性（系統(tǒng)性、整體性）觀點2.關聯(lián)性觀點三個皮鞋市場調(diào)研員的故事地點： 非洲某國 現(xiàn)象：許多人赤腳無市場 AB價格低有市場 C?價格低治腳病市場好第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-2 系統(tǒng)工程引論 三、系統(tǒng)工程的幾個基本觀點 1.全局性（系統(tǒng)性、整體性）觀點2.關聯(lián)性觀點3.最優(yōu)性觀點滿意性觀點在多方案中選優(yōu)求好找尋大家滿意的方案西蒙Professor Herbert A. Simon, Carnegie-Mellon University, USA, for his pioneering research into the decision-making proc

13、ess within economic organizations. 第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-2 系統(tǒng)工程引論 三、系統(tǒng)工程的幾個基本觀點 1.全局性（系統(tǒng)性、整體性）觀點2.關聯(lián)性觀點3.最優(yōu)性觀點滿意性觀點4.實踐性觀點強調(diào)系統(tǒng)工程離不開實踐第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-2 系統(tǒng)工程引論 三、系統(tǒng)工程的幾個基本觀點 1.全局性（系統(tǒng)性、整體性）觀點2.關聯(lián)性觀點3.最優(yōu)性觀點滿意性觀點4.實踐性觀點5.綜合性觀點(1) 多學科綜合運用(2) 多方面專家協(xié)調(diào)配合第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-2 系統(tǒng)工程引論 四、系統(tǒng)工程的技術內(nèi)容1. 應用數(shù)學解決系統(tǒng)工程定量問題的手段運籌學、概率論、數(shù)理統(tǒng)計第一

14、章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-2 系統(tǒng)工程引論 四、系統(tǒng)工程的技術內(nèi)容1.應用數(shù)學2.試驗與模擬解決一般數(shù)學工具所不能解決的定量和定性問題第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-2 系統(tǒng)工程引論 四、系統(tǒng)工程的技術內(nèi)容1.應用數(shù)學2.試驗與模擬3.工程邏輯研究人類正確思維法則的科學歸納分類、演繹類比、因果關系、分析與綜合、內(nèi)容與形式、比較第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-2 系統(tǒng)工程引論 四、系統(tǒng)工程的技術內(nèi)容1.應用數(shù)學2.試驗與模擬3.工程邏輯4.計算機技術對龐大系統(tǒng)的定量研究，或?qū)ο到y(tǒng)進行模擬和控制，都需要計算機的密切配合第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-2 系統(tǒng)工程引論 四、系統(tǒng)工程的技術內(nèi)容1.應用數(shù)學2.試驗與模擬3.

15、工程邏輯4.計算機技術5.經(jīng)濟與管理相互協(xié)調(diào)、研究和發(fā)展工程離不開管理技術，經(jīng)濟是評價系統(tǒng)的重要因素第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-2 系統(tǒng)工程引論 四、系統(tǒng)工程的技術內(nèi)容1.應用數(shù)學2.試驗與模擬3.工程邏輯4.計算機技術5.經(jīng)濟與管理6.信息論研究信息傳播和信息處理一般規(guī)律的科學以編碼為中心以信號為主要研究對象以計算機為中心第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-2 系統(tǒng)工程引論 四、系統(tǒng)工程的技術內(nèi)容1.應用數(shù)學2.試驗與模擬3.工程邏輯4.計算機技術5.經(jīng)濟與管理6.信息論7.控制論研究系統(tǒng)內(nèi)部通訊、控制和調(diào)整的科學反饋理論、大系統(tǒng)理論、最優(yōu)控制理論第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-3 系統(tǒng)工程方法論 一、霍爾系

16、統(tǒng)工程三維結構美國學者霍爾1969年提出的、論證較全面、且具有代表性的一種系統(tǒng)工程方法論第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-3 系統(tǒng)工程方法論 一、霍爾系統(tǒng)工程三維結構霍爾 （Arthur D.Hall） 美國通信工程師和系統(tǒng)工程專家，霍爾三維結構的創(chuàng)始人 1924年4月13日生于美國弗吉尼亞州林奇堡。1949年獲普林斯頓大學工程學士學位，后在貝爾電話公司通信開發(fā)訓練部學習3年獲得結業(yè)證書。曾在紐沃克工學院、麻省理工學院、 紐約大學和霍普金斯大學當研究生。1965年獲科學碩士學位。1968年獲科學博士學位。 他在貝爾電話公司工作了16年。在擔任寬頻帶系統(tǒng)研究部部主任期間，曾主持波導及同軸電纜脈碼調(diào)制傳輸

17、系統(tǒng)規(guī)劃。在擔任電視工程部主任期間，主持并參加了教育電視、共用天線電視。無線電和電視廣播以及電視電話的系統(tǒng)規(guī)劃。1966年任杰羅爾德電子公司主管工程的副總裁。1968年擔任SCM公司研究、開發(fā)和系統(tǒng)工程副總裁。1970年后任A.D.霍爾公司總裁，在遠程通信方面提供咨詢服務。他是費城賓夕法尼亞大學系統(tǒng)工程兼職教授。對發(fā)展系統(tǒng)工程有重要貢獻，著有系統(tǒng)工程方法論。在通信系統(tǒng)及其規(guī)劃方面發(fā)表過多篇論文。第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-3 系統(tǒng)工程方法論 一、霍爾系統(tǒng)工程三維結構時間維邏輯維知識維1.時間維按時間排列的工作順序規(guī)劃階段擬定方案系統(tǒng)研制生產(chǎn)階段安裝階段運行階段更新階段第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-3

18、 系統(tǒng)工程方法論 一、霍爾系統(tǒng)工程三維結構1.時間維例如：美國貝爾電話公司研制TD-2無線電接力系統(tǒng)的過程（1）1940年開始系統(tǒng)調(diào)研：技術可行性、生產(chǎn)需求（2）擬定具體計劃，用簡單模型初探系統(tǒng)功能與指標（3）1945年，建立實驗系統(tǒng)TD-X（4）1946年，進入商用系統(tǒng)TD-2生產(chǎn)階段，1947年開放電視業(yè)務，進一步確定系統(tǒng)指標及采用技術（5）1949年，進入安裝階段，提供給制造廠商詳細生產(chǎn)圖紙、用戶實際操作和維護說明書（6）1950年9月，TD-2系統(tǒng)正式運行，并根據(jù)運行情況提出了不少改進措施第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-3 系統(tǒng)工程方法論 一、霍爾系統(tǒng)工程三維結構1.時間維2.邏輯維每一階段

19、工作中應遵循的邏輯步驟時間維邏輯維知識維規(guī)劃階段擬定方案系統(tǒng)研制生產(chǎn)階段安裝階段運行階段更新階段實施決策最優(yōu)化系統(tǒng)分析系統(tǒng)綜合目標選擇弄清問題第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-3 系統(tǒng)工程方法論 一、霍爾系統(tǒng)工程三維結構1.時間維2.邏輯維(1) 弄清問題弄清需要解決什么問題，并盡量全面地了解問題日本：如何打開女表銷路？耐用、計時準確試銷樣式美觀時髦試銷第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-3 系統(tǒng)工程方法論 一、霍爾系統(tǒng)工程三維結構1.時間維2.邏輯維(1) 弄清問題(2) 目標選擇將需求具體化，并選定衡量指標英美軍方：商船是否應裝火炮？結論結論擊落敵機率概率4%保護商船25%10%第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-3

20、 系統(tǒng)工程方法論 一、霍爾系統(tǒng)工程三維結構1.時間維2.邏輯維(1) 弄清問題(2) 目標選擇(3) 系統(tǒng)綜合按照問題性質(zhì)及總的功能要求，形成一組（有限個或無限個）備選系統(tǒng)方案第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-3 系統(tǒng)工程方法論 一、霍爾系統(tǒng)工程三維結構1.時間維2.邏輯維(1) 弄清問題(2) 目標選擇(3) 系統(tǒng)綜合(4) 系統(tǒng)分析形成模型，把備選方案與評價模型聯(lián)系起來第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-3 系統(tǒng)工程方法論 一、霍爾系統(tǒng)工程三維結構1.時間維2.邏輯維(1) 弄清問題(2) 目標選擇(3) 系統(tǒng)綜合(4) 系統(tǒng)分析(5) 系統(tǒng)選擇(最優(yōu)化)對系統(tǒng)分析結果進行比較評價，從而精選出最佳的可行方案

21、第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-3 系統(tǒng)工程方法論 一、霍爾系統(tǒng)工程三維結構1.時間維2.邏輯維(1) 弄清問題(2) 目標選擇(3) 系統(tǒng)綜合(4) 系統(tǒng)分析(5) 系統(tǒng)選擇(最優(yōu)化)(6) 決策由決策者進行決策，選定一個或少數(shù)幾個方案試行第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-3 系統(tǒng)工程方法論 一、霍爾系統(tǒng)工程三維結構1.時間維2.邏輯維(1) 弄清問題(2) 目標選擇(3) 系統(tǒng)綜合(4) 系統(tǒng)分析(5) 系統(tǒng)選擇(最優(yōu)化)(6) 決策(7) 實施根據(jù)最后選定的方案，具體加以實施第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-3 系統(tǒng)工程方法論 一、霍爾系統(tǒng)工程三維結構1.時間維2.邏輯維3.知識維完成各階段各步驟所需要的專業(yè)

22、知識和技術素養(yǎng)時間維邏輯維知識維規(guī)劃階段擬定方案系統(tǒng)研制生產(chǎn)階段安裝階段運行階段更新階段實施決策最優(yōu)化系統(tǒng)分析系統(tǒng)綜合目標選擇弄清問題管理法律工程技術第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-3 系統(tǒng)工程方法論 一、霍爾系統(tǒng)工程三維結構1.時間維2.邏輯維3.知識維從時間維看：霍爾方法論主要以硬科學為主從邏輯維看：霍爾方法論強調(diào)明確目標，核心內(nèi)容是最優(yōu)化，認為現(xiàn)實問題都可以歸納為工程問題，應用定量分析方法，求得最優(yōu)解答第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-3 系統(tǒng)工程方法論 一、霍爾系統(tǒng)工程三維結構1.時間維2.邏輯維3.知識維4.系統(tǒng)工程活動矩陣實施決策最優(yōu)化系統(tǒng)分析系統(tǒng)綜合目標選擇弄清問題1 2 3 4 5 6 71

23、 規(guī)劃2 擬定方案3 系統(tǒng)研制4 生產(chǎn)5 安裝6 運行7 實施精細結構的步驟 邏輯 維 時間維粗略結構的階段 a11 a12 a16 a17 a34a21a47a53a61a77第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-3 系統(tǒng)工程方法論 一、霍爾系統(tǒng)工程三維結構 二、切克蘭德軟科學系統(tǒng)工程方法論英國蘭卡斯特大學的切克蘭德20世紀70年代中期提出的對霍爾方法論的修正1.問題現(xiàn)狀說明 說明現(xiàn)狀，以求改善2.弄清關聯(lián)因素 初步弄清與改善現(xiàn)狀有關的各種因素及其關聯(lián)3.概念模型 用結構模型或數(shù)學模型描述現(xiàn)狀4.改善概念模型 根據(jù)數(shù)學模型的理論方法改進上述概念模型5.比較 將概念模型和現(xiàn)狀進行比較，找出符合領導意圖且可

24、行的變革6.實施 實施能帶來上述變革的措施第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-3 系統(tǒng)工程方法論 一、霍爾系統(tǒng)工程三維結構 二、切克蘭德軟科學系統(tǒng)工程方法論 三、兩種方法論的比較霍爾方法論核心：最優(yōu)化實施：設計好的最優(yōu)系統(tǒng)切克蘭德方法論核心：比較或?qū)W習實施：某種變革現(xiàn)實問題的確能夠工程化，弄清需求系統(tǒng)分析 概念模型最優(yōu)化 改善概念模型第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-4 系統(tǒng)工程的發(fā)展 一、系統(tǒng)工程的典型事例1.都江堰工程年代：公元前255至251年地點：四川省都江堰市境內(nèi)主持人：秦國蜀郡太守李冰第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-4 系統(tǒng)工程的發(fā)展 一、系統(tǒng)工程的典型事例1.都江堰工程（1）分水工程第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工

25、程1-4 系統(tǒng)工程的發(fā)展 一、系統(tǒng)工程的典型事例1.都江堰工程（1）分水工程（2）引水工程寶瓶口第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-4 系統(tǒng)工程的發(fā)展 一、系統(tǒng)工程的典型事例1.都江堰工程（1）分水工程（2）引水工程（3）分洪排砂工程第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-4 系統(tǒng)工程的發(fā)展 一、系統(tǒng)工程的典型事例2.丁渭工程年代：公元998至1022年地點：皇城開封主持人：丁渭（1）挖溝取土燒磚皇宮汴水大街挖溝第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-4 系統(tǒng)工程的發(fā)展 一、系統(tǒng)工程的典型事例2.丁渭工程年代：公元998至1022年地點：皇城開封主持人：丁渭（1）挖溝取土燒磚（2）引水入溝-實現(xiàn)水運皇宮汴水大街引水第一章 系統(tǒng)與系

26、統(tǒng)工程1-4 系統(tǒng)工程的發(fā)展 一、系統(tǒng)工程的典型事例2.丁渭工程年代：公元998至1022年地點：皇城開封主持人：丁渭（1）挖溝取土燒磚（2）引水入溝-實現(xiàn)水運（3）撤水填溝-清理現(xiàn)場皇宮汴水大街第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-4 系統(tǒng)工程的發(fā)展 一、系統(tǒng)工程的典型事例3.泰勒的科學管理法（1）工序分析 解決工序劃分和組成的合理性問題（2）動作分析 解決工序的合理動作問題（3）時間分析 解決操作時間以外的其他時間的合理利用問題泰勒-科學管理之父第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-4 系統(tǒng)工程的發(fā)展 一、系統(tǒng)工程的典型事例4.阿波羅登月計劃在20世紀60年代的美國載人航天活動中，最為輝煌的成就莫過于阿波羅載人登

27、月飛行。早在20世紀60年代初，美國宇航局提出了“阿波羅登月計劃”。經(jīng)過8年的艱苦努力，連續(xù)發(fā)射10艘不載人的阿波羅飛船之后，終于在1969年7月16日發(fā)射成功載人登月的阿波羅11號飛船。第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-4 系統(tǒng)工程的發(fā)展 一、系統(tǒng)工程的典型事例4.阿波羅登月計劃在載人登月的探索過程中,阿波羅1號至10號進行了多次不載人、載人的近地軌道飛行試驗或登月預演。1969年7月16日，“阿波羅11”號飛船經(jīng)過長途跋涉，進入月球軌道，人類首次登月行動開始了。第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-4 系統(tǒng)工程的發(fā)展 一、系統(tǒng)工程的典型事例4.阿波羅登月計劃船長阿姆斯特朗首先走上艙門平臺，面對陌生的月球世界凝

28、視幾分鐘后，挪動右腳，一步三停地爬下扶梯。5米高的9級臺階，他整整花了3分鐘！這時的阿姆斯特朗感慨萬千：“對一個人來說這是一小步，但對人類來說卻是一個飛躍！”第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-4 系統(tǒng)工程的發(fā)展 一、系統(tǒng)工程的典型事例4.阿波羅登月計劃18分鐘后，宇航員奧爾德林也踏上月面，他倆穿著宇航服在月面上幽靈似的“游動”、跳躍，拍攝月面景色、收集月巖和月壤、安裝儀器、進行實驗和向地面控制中心發(fā)回探測信息。第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-4 系統(tǒng)工程的發(fā)展 一、系統(tǒng)工程的典型事例4.阿波羅登月計劃活動結束后，阿姆斯特朗和奧爾德林乘上登月艙飛離月面，升入月球軌道，與由科林斯駕駛的、在月球軌道上等候的指揮艙

29、會合對接。3名宇航員共乘指揮艙返回地球，在太平洋濺落。 整個飛行歷時8天3小時18分鐘，在月面停留21小時18分鐘。 時間雖然短暫，卻是一次歷史性的壯舉。 第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-4 系統(tǒng)工程的發(fā)展 一、系統(tǒng)工程的典型事例4.阿波羅登月計劃從1969年至1972年底，美國共發(fā)射了七艘載人飛船進行登月飛行。其中1970年4月11日發(fā)射的阿波羅13號飛船，途中由于服務艙氧氣箱爆炸遇險，宇航員依靠登月艙的動力裝置，并借助繞月飛行的助力，于17日平安返回地球，三名宇航員安然無恙。這次登月飛行被認為是一次成功的失敗。其他六艘阿波羅號飛船，乘載18名宇航員參加登月活動，共有12名宇航員登上月球，在月面開

30、展了一系列實地考察工作。包括采集月球土壤和巖石標本，在月面建立核動力科學站，駕駛月球車試驗等。 他們在月面共停留了302小時20分鐘，行程90.6公里，帶回381千克月球土壤和巖石樣品，實地拍攝了月面照片，初步揭開了月球的真實面貌。 第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-4 系統(tǒng)工程的發(fā)展 一、系統(tǒng)工程的典型事例4.阿波羅登月計劃涉及60萬人次，投資300億美元20世紀60年代初開始實施，先后達11年參加研制機構120多個，承包企業(yè)2萬多家研制的零部件1000多萬件，涉及上萬種科學技術美國宇航局(NASA)采用分級綜合計劃管理運作第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-4 系統(tǒng)工程的發(fā)展 一、系統(tǒng)工程的典型事例5.上海

31、浦東機場建設上海浦東國際機場是一個超大型的城市基礎設施建設項目 ,一期工程于1995年6月正式啟動 , 1999年9月16日建成通航。浦東國際機場定位于亞太地區(qū)的國際樞紐機場 ,總體規(guī)劃有四條長4000米、寬60米的主跑道；四座規(guī)模各約為30萬平方米的單元式航站樓。規(guī)劃設計的旅客處理能力為800010000萬人次/年；貨物處理能力 500萬噸/年。 第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-4 系統(tǒng)工程的發(fā)展 一、系統(tǒng)工程的典型事例5.上海浦東機場建設浦東國際機場飛行區(qū)航站區(qū)貨運區(qū)機務維修區(qū)油庫區(qū)工作區(qū)輔助設施場外市政配套跑道I跑道II跑道III跑道IV輔助設施航站樓I航站樓II航站樓III航站樓IV輔助設施

32、貨運站輔助設施基地飛機維修設施機務檢修設施輔助設施其他油庫其他輔助設施辦公設施商務設施 后勤服務設施 食品配餐設施 動力設施航空公司基地航管導航設施通訊設施氣象設施消防救援設施公用設施供水系統(tǒng)排水系統(tǒng)能源系統(tǒng)道路系統(tǒng)通信系統(tǒng)第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-4 系統(tǒng)工程的發(fā)展 一、系統(tǒng)工程的典型事例5.上海浦東機場建設浦東國際機場建設指導思想系統(tǒng)工程思想機場項目系統(tǒng)機場地區(qū)系統(tǒng)機場城市系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展思想重視機場開發(fā)項目對環(huán)境的影響問題科技第一支撐思想規(guī)劃設計工程施工項目管理嚴格執(zhí)行建設程序思想預可行性研究編項目建議書可行性研究初步設計編制開工報告竣工驗收項目管理模式與方法構思項目管理組織工程招標采購工

33、程合同管理工程管理方法第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-4 系統(tǒng)工程的發(fā)展 一、系統(tǒng)工程的典型事例5.上海浦東機場建設按投資多元化、管理社會化、經(jīng)營市場化的思路建立工程項目管理組織第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-4 系統(tǒng)工程的發(fā)展 一、系統(tǒng)工程的典型事例5.上海浦東機場建設浦東國際機場一期工程貸款上海市政府50億元資本金國家開發(fā)銀行30億元股票上市吸引投資20億元日本政府海外協(xié)力基金400億日元法國政府4275萬法郎浦東發(fā)展銀行及其他銀行投資中航油公司中國石化公司上海市電力局上海市郵電局錦江集團東航上航第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-4 系統(tǒng)工程的發(fā)展 一、系統(tǒng)工程的典型事例5.上海浦東機場建設浦東國際機場一期工

34、程機場項目業(yè)主作為機場建設管理的主體，對機場總體規(guī)劃與設計實施統(tǒng)一領導與管理。場內(nèi)任何項目的規(guī)劃設計均必須符合機場總體規(guī)劃的要求 ,決不允許各行其是。工程的實施，在制定統(tǒng)一的規(guī)則和要求后 ,組建由相關單位構成的相應的建設分指揮部，,與其簽訂委托合同，由其進行工程管理。充分借用和發(fā)揮社會專業(yè)力量，將部分專業(yè)工程委托社會化的專業(yè)部門或機構對其的實施進行管理。 第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-4 系統(tǒng)工程的發(fā)展 二、系統(tǒng)工程近代的發(fā)展 1.泰勒與法約爾的貢獻泰勒：提出了具有現(xiàn)代含義的系統(tǒng)概念法約爾（現(xiàn)代經(jīng)營管理理論之父）：提出了管理五職能論，這是系統(tǒng)工程的萌芽第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-4 系統(tǒng)工程的發(fā)展

35、二、系統(tǒng)工程近代的發(fā)展 1.泰勒與法約爾的貢獻2.貝爾電話公司的系統(tǒng)工程方法20世紀40年代,貝爾電話公司在發(fā)展微波通訊網(wǎng)絡時，首先提出了一套系統(tǒng)工程方法，按照時間順序把工作分為規(guī)劃、研究、發(fā)展、發(fā)展中研究、通訊工程五個階段。以后，美國通訊器材公司（RCA）也在彩色電視中運用系統(tǒng)方法獲得成功。第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-4 系統(tǒng)工程的發(fā)展 二、系統(tǒng)工程近代的發(fā)展 1.泰勒與法約爾的貢獻2.貝爾電話公司的系統(tǒng)工程方法3.運籌學的發(fā)展二戰(zhàn)前后，由于軍事上的需要，運籌學得到了廣泛的應用和發(fā)展，為系統(tǒng)工程提供了重要的理論基礎。第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-4 系統(tǒng)工程的發(fā)展 二、系統(tǒng)工程近代的發(fā)展 1.泰勒

36、與法約爾的貢獻2.貝爾電話公司的系統(tǒng)工程方法3.運籌學的發(fā)展4.蘭德公司的實踐美國從事高級系統(tǒng)分析方法研究的蘭德公司，總結了二戰(zhàn)中大量的高級數(shù)學方法，并在經(jīng)營戰(zhàn)略和各種系統(tǒng)開發(fā)中取得了大量成果，奠定了系統(tǒng)工程的初步實踐基礎。第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-4 系統(tǒng)工程的發(fā)展 二、系統(tǒng)工程近代的發(fā)展 1.泰勒與法約爾的貢獻2.貝爾電話公司的系統(tǒng)工程方法3.運籌學的發(fā)展4.蘭德公司的實踐5.電子計算機的出現(xiàn)1946年，電子計算機在美國問世，為系統(tǒng)工程提供了強有力的運算工具和信息處理手段，成為實施系統(tǒng)工程的重要物質(zhì)基礎。第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-4 系統(tǒng)工程的發(fā)展 二、系統(tǒng)工程近代的發(fā)展 1.泰勒與法約爾

37、的貢獻2.貝爾電話公司的系統(tǒng)工程方法3.運籌學的發(fā)展4.蘭德公司的實踐5.電子計算機的出現(xiàn)6.信息論、控制論的創(chuàng)立1948年，美國麻省理工學院電氣專家申農(nóng)提出信息論，教授維納等人創(chuàng)立了控制論，逐步加深了人們對系統(tǒng)的重要屬性-信息和反饋的認識。第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-4 系統(tǒng)工程的發(fā)展 二、系統(tǒng)工程近代的發(fā)展 1.泰勒與法約爾的貢獻2.貝爾電話公司的系統(tǒng)工程方法3.運籌學的發(fā)展4.蘭德公司的實踐5.電子計算機的出現(xiàn)6.信息論、控制論的創(chuàng)立7.系統(tǒng)工程學科的誕生1957年，美國學者顧杰和馬可爾寫出了第一部系統(tǒng)工程專著，為這一學科命名并在理論上作了總結。第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-4 系統(tǒng)工程的發(fā)展

38、 二、系統(tǒng)工程近代的發(fā)展 1.泰勒與法約爾的貢獻2.貝爾電話公司的系統(tǒng)工程方法3.運籌學的發(fā)展4.蘭德公司的實踐5.電子計算機的出現(xiàn)6.信息論、控制論的創(chuàng)立7.系統(tǒng)工程學科的誕生8.計劃協(xié)調(diào)技術出現(xiàn)1958年，PERT網(wǎng)絡計劃（計劃評審技術）創(chuàng)立，計算機被用于計劃工作，促進了整個系統(tǒng)研制的進展，得到了廣泛的應用。第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-4 系統(tǒng)工程的發(fā)展 二、系統(tǒng)工程近代的發(fā)展 1.泰勒與法約爾的貢獻2.貝爾電話公司的系統(tǒng)工程方法3.運籌學的發(fā)展4.蘭德公司的實踐5.電子計算機的出現(xiàn)6.信息論、控制論的創(chuàng)立7.系統(tǒng)工程學科的誕生8.計劃協(xié)調(diào)技術出現(xiàn)9.多變量多級遞階控制20世紀60年代以后，系統(tǒng)工程開始進入以計算機為主要工具，以現(xiàn)代控制理論為基礎的多變量最優(yōu)控制階段，從軍事領域發(fā)展到民用部門來解決復雜的系統(tǒng)協(xié)調(diào)問題。第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程1-4 系統(tǒng)工程