管理信息系統(tǒng)(第2章)課件

1、目 錄Ch1 管理與信息2學(xué)時(shí)Ch2 系統(tǒng)工程2學(xué)時(shí)Ch3 管理信息系統(tǒng)2學(xué)時(shí)Ch4 信息系統(tǒng)規(guī)劃2學(xué)時(shí)Ch5 信息系統(tǒng)可行性分析1/2學(xué)時(shí)Ch6 信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法1/2學(xué)時(shí)Ch7 結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)分析6/10學(xué)時(shí)(含課堂報(bào)告)Ch8 結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)6/12學(xué)時(shí)(含課堂報(bào)告)Ch9 系統(tǒng)實(shí)施4學(xué)時(shí)CH10 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)*CH11 面向?qū)ο蠓治?CH12 系統(tǒng)運(yùn)行與安全管理4學(xué)時(shí) 合計(jì)30/44學(xué)時(shí)10/15/20221目 錄Ch1 管理與信息2學(xué)時(shí)10/11/20221Ch2 系統(tǒng)工程2.1 系統(tǒng)的概念2.1 系統(tǒng)的定義 定義3要點(diǎn)、定義4方式、環(huán)境、結(jié)構(gòu)、功能2.2 系統(tǒng)的分類(lèi) 概念系統(tǒng)與實(shí)體系統(tǒng)

2、2.3 系統(tǒng)的特點(diǎn) 目的性2.3 系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 統(tǒng)構(gòu)成、系統(tǒng)活動(dòng)構(gòu)成2.2 系統(tǒng)思想與系統(tǒng)科學(xué)2.1 系統(tǒng)思想的發(fā)展2.2 系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展與應(yīng)用 系統(tǒng)工程的產(chǎn)生2.3 系統(tǒng)工程3.1 系統(tǒng)工程方法論框架 定義、方法論：一般方法3.2 霍爾的系統(tǒng)工程方法論 三維方法論、信息系統(tǒng)工程運(yùn)用3.3 系統(tǒng)工程的應(yīng)用 3.4 系統(tǒng)工程發(fā)展的展望10/15/20222Ch2 系統(tǒng)工程2.1 系統(tǒng)的概念10/11/202222.1 系統(tǒng)的概念一般認(rèn)為，系統(tǒng)是由相互聯(lián)系和相互制約的若干組成部分結(jié)合而成的、具有某種特定功能的有機(jī)整體。對(duì)于這種文字型的描述性定義，需要從“若干組成部分”、“相互聯(lián)系和相互制約”以及

3、“特定功能”幾個(gè)方面進(jìn)行理解。 系統(tǒng)由若干要素組成系統(tǒng)是由“若干組成部分”組成的，這幾個(gè)組成部分就是系統(tǒng)的要素(Element)。要素本身也可能就是一個(gè)系統(tǒng)(稱(chēng)為子系統(tǒng))。例如，人體系統(tǒng)包括消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)等，而人的呼吸系統(tǒng)又包括鼻、咽、喉、氣管、支氣管、肺等器官，每個(gè)器官又是構(gòu)成下一級(jí)的子系統(tǒng)等。第2章 系統(tǒng)工程概論10/15/202232.1 系統(tǒng)的概念第2章 系統(tǒng)工程概論10/11/2022 系統(tǒng)構(gòu)成要素之間相互關(guān)聯(lián)系統(tǒng)要素之間是“相互聯(lián)系和相互制約”的關(guān)系，由此構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就是系統(tǒng)內(nèi)部之間相對(duì)穩(wěn)定的聯(lián)系方式、組織秩序及時(shí)空關(guān)系的內(nèi)在表現(xiàn)形式。例如

4、，鐘表就是由齒輪、發(fā)條、指針等零部件按照一定的方式裝配起來(lái)，形成某種穩(wěn)定的聯(lián)系才能構(gòu)成鐘表。 系統(tǒng)是一個(gè)具有特定功能的有機(jī)整體。功能是指系統(tǒng)與外部環(huán)境相互聯(lián)系和相互作用中表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)、能力和功效。這種功能是系統(tǒng)整體表現(xiàn)出來(lái)的，系統(tǒng)的有機(jī)整體及其功能之間具有不可分割的聯(lián)系。對(duì)于人造系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這個(gè)功能或作用就是系統(tǒng)的目的。10/15/20224 系統(tǒng)構(gòu)成要素之間相互關(guān)聯(lián)10/11/20224系統(tǒng)的其他定義形式上述系統(tǒng)的描述性定義所包含的三個(gè)要點(diǎn)是系統(tǒng)定義的基本出發(fā)點(diǎn)，不論采用什么描述方法，能夠描述系統(tǒng)的這三個(gè)基本要點(diǎn)就可以定義系統(tǒng)。我們經(jīng)?？梢钥吹矫枋鱿到y(tǒng)概念的其它不同方法，以下是幾種不同的定義

5、形式。 系統(tǒng)的集合定義任何事物在一定程度上都可以用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)描述，系統(tǒng)的上述三個(gè)要點(diǎn)在數(shù)學(xué)語(yǔ)言中分別可以用集合的要素、要素之間的函數(shù)關(guān)系以及函數(shù)的輸入輸出關(guān)系進(jìn)行描述。用集合S表示系統(tǒng)，則集合S可以表示成:S=I，P，OOt=P(It-1，F(xiàn)t-n)其中I表示系統(tǒng)的輸入要素，P是系統(tǒng)的處理功能要素，O是系統(tǒng)的輸出要素。為了表示系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為，將系統(tǒng)的輸出O用代表系統(tǒng)的處理功能的函數(shù)P來(lái)表示，并加入系統(tǒng)的反饋因素F，可以得到系統(tǒng)輸出狀態(tài)的表達(dá)式：Ot=P(It-1，F(xiàn)t-n)，其中t表示時(shí)間。這樣用集合概念的定義方式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行描述就得到了關(guān)于系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)行為的數(shù)學(xué)描述。10/15/2022

6、5系統(tǒng)的其他定義形式上述系統(tǒng)的描述性定義所包含的三個(gè)要點(diǎn)是系統(tǒng) 系統(tǒng)的圖示定義在很多場(chǎng)合需要用簡(jiǎn)單的示意圖的形式描述系統(tǒng)，如圖2-1所示。 圖2-1 系統(tǒng)示意圖10/15/20226 系統(tǒng)的圖示定義圖2-1 系統(tǒng)示意圖10/11/20226 系統(tǒng)的要素論定義系統(tǒng)的定義只描述系統(tǒng)內(nèi)涵的最一般特征，是所有系統(tǒng)的共性。將代表系統(tǒng)內(nèi)涵的幾個(gè)最一般特征用要素及其屬性表示，作為系統(tǒng)定義。這樣，I(Input)、P(Process)、O(Output)、E(Environment)四個(gè)基本要素就可以構(gòu)成一般系統(tǒng)。但是不同類(lèi)別的系統(tǒng)又常常具有特殊的屬性，所以可以運(yùn)用種屬定義的方式進(jìn)行描述，即在一般系統(tǒng)定義的基

7、礎(chǔ)上，附加種屬定義的某些特征，添加一些特有的要素對(duì)這些種屬概念進(jìn)行描述，如D(Disturbance)、F(Feedback)、R(Restriction)等具體系統(tǒng)的特有屬性。P32中：對(duì)于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)(P31)、壞境(P32)、目的、功能幾個(gè)概念的理解尤為重要。10/15/20227 系統(tǒng)的要素論定義10/11/202272.1.2 系統(tǒng)的分類(lèi)2.1.2 系統(tǒng)的分類(lèi)系統(tǒng)的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)很多，下圖是一些常見(jiàn)的分類(lèi)方式。10/15/202282.1.2 系統(tǒng)的分類(lèi)2.1.2 系統(tǒng)的分類(lèi)10/11/20 自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)(natural & manmade System) 實(shí)體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)(phys

8、ical & logical or conceptual system)圖2-3 實(shí)體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)10/15/20229 自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)(natural & manmade 靜態(tài)系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)系統(tǒng)(static & dynamic system)4.確定系統(tǒng)和隨機(jī)系統(tǒng)(deterministic & stochastic system)5. 封閉系統(tǒng)與開(kāi)放系統(tǒng)(closed & opened system)6. 按系統(tǒng)規(guī)模劃分(scaled systems)圖2-4 系統(tǒng)的規(guī)模分類(lèi)10/15/202210 靜態(tài)系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)系統(tǒng)(static & dynamic s2.1.3 系統(tǒng)的特點(diǎn)2.1.

9、3 系統(tǒng)的特點(diǎn)一般來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)具有整體性、層次性、目的性、穩(wěn)定性、突變性、自組織性和相似性等7個(gè)基本特性。 系統(tǒng)的整體性整體性是系統(tǒng)最重要的特性，是系統(tǒng)論的基本原理。系統(tǒng)之所以成為系統(tǒng)，首先是系統(tǒng)具備整體性。 系統(tǒng)的層次性層次性是系統(tǒng)的一種基本特征。系統(tǒng)層次性指的是，由于組成系統(tǒng)的諸多要素的種種差異，使系統(tǒng)組織在地位和作用、結(jié)構(gòu)和功能上表現(xiàn)出的等級(jí)秩序性，形成具有質(zhì)的差異的系統(tǒng)等級(jí)。10/15/2022112.1.3 系統(tǒng)的特點(diǎn)2.1.3 系統(tǒng)的特點(diǎn)10/11/20 系統(tǒng)的目的性系統(tǒng)的目的性是系統(tǒng)發(fā)展變化表現(xiàn)出來(lái)的特點(diǎn)。系統(tǒng)與環(huán)境的作用中，在一定范圍內(nèi)，其發(fā)展變化表現(xiàn)出堅(jiān)持趨向某種預(yù)先確定的狀態(tài)

10、。(學(xué)習(xí)指導(dǎo)P17. -1 4 & P18.-87: 結(jié)構(gòu)、功能、目的、環(huán)境) 系統(tǒng)的穩(wěn)定性系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指在外界作用下的開(kāi)放系統(tǒng)有一定的自我穩(wěn)定能力，能夠在一定范圍內(nèi)自我調(diào)節(jié)，從而保持和恢復(fù)原來(lái)的有序狀態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能。系統(tǒng)的穩(wěn)定性是開(kāi)放中的穩(wěn)定，動(dòng)態(tài)中的穩(wěn)定。系統(tǒng)發(fā)展中的穩(wěn)定態(tài)，指的是穩(wěn)定的定態(tài)。穩(wěn)定不等于靜止。10/15/202212 系統(tǒng)的目的性10/11/202212 系統(tǒng)的突變性系統(tǒng)的突變性，是指系統(tǒng)通過(guò)失穩(wěn)從一種狀態(tài)進(jìn)入另一種狀態(tài)的一種劇烈變化過(guò)程。它是系統(tǒng)質(zhì)變的一種基本形式。 系統(tǒng)的自組織性系統(tǒng)的自組織性是指開(kāi)放系統(tǒng)在系統(tǒng)內(nèi)外因素的相互作用下，自發(fā)組織起來(lái)，使系統(tǒng)從無(wú)序到有序，從

11、低級(jí)到高級(jí)。 系統(tǒng)的相似性相似性是系統(tǒng)的基本特征。系統(tǒng)相似性是指系統(tǒng)具有同構(gòu)和同態(tài)的性質(zhì)，體現(xiàn)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、存在方式和演化過(guò)程具有共同性。10/15/202213 系統(tǒng)的突變性10/11/2022132.1.4 系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)2.1.4 系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)系統(tǒng)研究最關(guān)心的是把所有元素關(guān)聯(lián)起來(lái)形成一個(gè)整體的特有方式(包括關(guān)聯(lián)力)。組分及組分之間的關(guān)聯(lián)方式(系統(tǒng)把其中元素整合為統(tǒng)一整體的模式)的總和，稱(chēng)為系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。在組分不變的情況下，往往把組分的關(guān)聯(lián)方式稱(chēng)為結(jié)構(gòu)。形式化的說(shuō)，給定系統(tǒng)S，如果它的元素集合Si滿足以下條件，則稱(chēng)Si為系統(tǒng)S的一個(gè)子系統(tǒng)或分系統(tǒng)： Si是S的一部分(子集合)，即SiS； S

12、i本身是一個(gè)系統(tǒng)，基本滿足前面所述的系統(tǒng)的要求。相對(duì)于Si，S稱(chēng)為整系統(tǒng)或母系統(tǒng)。10/15/2022142.1.4 系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)2.1.4 系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)10/1系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方式無(wú)窮無(wú)盡，目前尚無(wú)完備的結(jié)構(gòu)分類(lèi)方法。一般情況下，應(yīng)注意從以下兩方面對(duì)系統(tǒng)作結(jié)構(gòu)分類(lèi)。 框架結(jié)構(gòu)與運(yùn)行結(jié)構(gòu)。當(dāng)系統(tǒng)處于尚未運(yùn)行或停止運(yùn)行的狀態(tài)時(shí)各組分之間的基本聯(lián)接方式，稱(chēng)為系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)處于運(yùn)行過(guò)程中所體現(xiàn)出來(lái)的組分之間相互依存、相互支持、相互制約的方式，成為系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)構(gòu)。 空間結(jié)構(gòu)與時(shí)間結(jié)構(gòu)。組分在空間的排列或配置方式，成為系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)。組分在時(shí)間流程中的關(guān)聯(lián)方式，稱(chēng)為系統(tǒng)的時(shí)間結(jié)構(gòu)。有些系統(tǒng)主要呈現(xiàn)空

13、間結(jié)構(gòu)，有些系統(tǒng)主要呈現(xiàn)時(shí)間結(jié)構(gòu)，有些系統(tǒng)兼而有之，后者稱(chēng)為時(shí)空結(jié)構(gòu)。10/15/202215系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方式無(wú)窮無(wú)盡，目前尚無(wú)完備的結(jié)構(gòu)分類(lèi)方法。一般情況 系統(tǒng)的構(gòu)成要素(靜態(tài)和動(dòng)態(tài)) 系統(tǒng)的部件及其屬性 系統(tǒng)的環(huán)境及其界限 系統(tǒng)的輸入和輸出 系統(tǒng)的交互響應(yīng)和系統(tǒng)活動(dòng)的結(jié)構(gòu)圖2-5 系統(tǒng)活動(dòng)的結(jié)構(gòu)10/15/202216 系統(tǒng)的構(gòu)成要素(靜態(tài)和動(dòng)態(tài))圖2-5 系統(tǒng)活動(dòng)的結(jié)構(gòu)10系統(tǒng)對(duì)來(lái)自外部環(huán)境的刺激所做出的響應(yīng)有兩種情況。一種是特定響應(yīng)，是指系統(tǒng)對(duì)事先未能預(yù)料的事件發(fā)生后的響應(yīng)；另一種是計(jì)劃響應(yīng)，是指系統(tǒng)對(duì)事先能預(yù)料到的事件發(fā)生后的響應(yīng)。如圖2-6和圖2-7所示。圖2-6 事件響應(yīng)系統(tǒng)圖 圖

14、2-7 計(jì)劃響應(yīng)系統(tǒng)圖10/15/202217系統(tǒng)對(duì)來(lái)自外部環(huán)境的刺激所做出的響應(yīng)有兩種情況。一種是特定響 系統(tǒng)活動(dòng)的構(gòu)成系統(tǒng)的交互響應(yīng)是通過(guò)系統(tǒng)的活動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。系統(tǒng)活動(dòng)基本要素由基本活動(dòng)、基本存儲(chǔ)單元、管理活動(dòng)等組成。系統(tǒng)活動(dòng)的構(gòu)成要素，如圖2-8所示。圖2-8 系統(tǒng)活動(dòng)的構(gòu)成要素管理活動(dòng)基本活動(dòng)基本存儲(chǔ)單元10/15/202218 系統(tǒng)活動(dòng)的構(gòu)成圖2-8 系統(tǒng)活動(dòng)的構(gòu)成要素管理活動(dòng)基本活2.2 系統(tǒng)思想與系統(tǒng)科學(xué)2.2.1 系統(tǒng)思想的發(fā)展 古代樸素的系統(tǒng)思想在人類(lèi)自覺(jué)認(rèn)識(shí)到系統(tǒng)思想之前，就進(jìn)行著系統(tǒng)思維。系統(tǒng)概念來(lái)源于古代人類(lèi)社會(huì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。人類(lèi)自有生產(chǎn)活動(dòng)以來(lái)，無(wú)不在同自然系統(tǒng)打交道。 古

15、代樸素唯物主義哲學(xué)思想雖然強(qiáng)調(diào)對(duì)自然界整體性、統(tǒng)一性的認(rèn)識(shí)，卻缺乏對(duì)這一整體各個(gè)細(xì)節(jié)的認(rèn)識(shí)能力，因而對(duì)整體性與統(tǒng)一性的認(rèn)識(shí)是不完全、不深刻的。 現(xiàn)代系統(tǒng)思想的發(fā)展系統(tǒng)思想經(jīng)歷了從經(jīng)驗(yàn)到哲學(xué)到科學(xué)、從思辨到定性到定量的大致發(fā)展情況。概括地說(shuō)，系統(tǒng)思想是進(jìn)行分析與綜合的辯證思維工具，它在辯證唯物主義取得了哲學(xué)的表達(dá)方式，在運(yùn)籌學(xué)等學(xué)科那里取得了定量的表述方式，在系統(tǒng)工程那里獲得了豐富的實(shí)踐內(nèi)容。 10/15/2022192.2 系統(tǒng)思想與系統(tǒng)科學(xué)2.2.1 系統(tǒng)思想的發(fā)展10/12.2.2 系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展與應(yīng)用2.2.2 系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展與應(yīng)用 系統(tǒng)科學(xué)的形成和發(fā)展 科學(xué)技術(shù)背景20世紀(jì)，由于生產(chǎn)力

16、的巨大發(fā)展，出現(xiàn)了許多大型、復(fù)雜的工程技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的問(wèn)題，它們都以系統(tǒng)的面貌出現(xiàn)，都要求從整體上加以?xún)?yōu)化解決。由于這種社會(huì)需要的巨大推動(dòng)，第二次世界大戰(zhàn)后，雨后春筍般出現(xiàn)一個(gè)“學(xué)科群”，簇?fù)碇茖W(xué)形態(tài)的系統(tǒng)思想涌現(xiàn)出地平線，橫跨自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)和工程技術(shù)，從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能(包括協(xié)調(diào)、控制、演化)角度研究客觀世界的系統(tǒng)科學(xué)便應(yīng)運(yùn)而生了。 20世紀(jì)40年代到60年代的形成和發(fā)展科學(xué)家明確的直接把系統(tǒng)作為研究對(duì)象，一般公認(rèn)是以貝塔朗菲提出“一般系統(tǒng)論”概念為標(biāo)志。40年代出現(xiàn)的系統(tǒng)論、運(yùn)籌學(xué)、控制論、信息論是早期的系統(tǒng)科學(xué)理論，而同時(shí)期出現(xiàn)的系統(tǒng)工程、系統(tǒng)分析、管理科學(xué)則是系統(tǒng)科學(xué)的工程應(yīng)用。

17、10/15/2022202.2.2 系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展與應(yīng)用2.2.2 系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展與 20世紀(jì)70年代到80年代的發(fā)展這一時(shí)期的發(fā)展主要是系統(tǒng)自組織理論的建立。比利時(shí)物理學(xué)家普利高津于1969年提出耗散結(jié)構(gòu)理論。德國(guó)物理學(xué)家哈肯于1969年提出了協(xié)同學(xué)。耗散結(jié)構(gòu)理論和協(xié)同學(xué)從宏觀、微觀以及兩者的聯(lián)系上回答了系統(tǒng)自己走向有序結(jié)構(gòu)的基本問(wèn)題，兩者都被稱(chēng)為自組織理論。耗散結(jié)構(gòu)和協(xié)同學(xué)都源于具體學(xué)科，耗散結(jié)構(gòu)理論是物理和化學(xué)學(xué)科的研究成果，協(xié)同學(xué)是研究激光的成果，但普利高津和哈肯都敏銳的認(rèn)識(shí)到它們的普遍意義，經(jīng)他們本人及其學(xué)派，再加上整個(gè)系統(tǒng)科學(xué)界的努力，早先的自組織理論，已發(fā)展為“系統(tǒng)自組織理論”了

18、。 20世紀(jì)80年代以來(lái)的發(fā)展20世紀(jì)80年代以來(lái)，非線性科學(xué)和復(fù)雜性研究的興起對(duì)系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展起了很大的積極推動(dòng)作用。10/15/202221 20世紀(jì)70年代到80年代的發(fā)展10/11/202221 系統(tǒng)科學(xué)在中國(guó)的發(fā)展系統(tǒng)科學(xué)和系統(tǒng)工程在我國(guó)的研究應(yīng)用，早期是從推廣應(yīng)用運(yùn)籌學(xué)開(kāi)始的。隨著系統(tǒng)工程在社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)各個(gè)方面廣泛開(kāi)展研究應(yīng)用，系統(tǒng)理論方面的基礎(chǔ)研究也有了長(zhǎng)足的發(fā)展。20世紀(jì)80年代中期，差不多在美國(guó)圣菲研究所開(kāi)展復(fù)雜性研究的同時(shí)，由中國(guó)著名科學(xué)家錢(qián)學(xué)森教授的指導(dǎo)并參與，我國(guó)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)等復(fù)雜系統(tǒng)也進(jìn)行了研究，提煉與總結(jié)出開(kāi)放的復(fù)雜巨系統(tǒng)概念，以及處理這類(lèi)系統(tǒng)的方法論，即

19、從定性到定量的綜合集成法，并于1990年初正式發(fā)表了“一個(gè)科學(xué)新領(lǐng)域開(kāi)放的復(fù)雜巨系統(tǒng)及其方法論”，我國(guó)經(jīng)過(guò)十多年的努力，開(kāi)始在研究的前沿提出自己獨(dú)創(chuàng)性的理論。這是我國(guó)開(kāi)展系統(tǒng)科學(xué)與系統(tǒng)工程研究與應(yīng)用的里程碑，在國(guó)際上也是前瞻性的成果。10/15/202222 系統(tǒng)科學(xué)在中國(guó)的發(fā)展10/11/202222 系統(tǒng)工程的產(chǎn)生和發(fā)展所謂系統(tǒng)工程，就是以系統(tǒng)的觀點(diǎn)和方法為基礎(chǔ)，綜合地應(yīng)用各種技術(shù)，分析解決復(fù)雜而困難問(wèn)題的工程方法和工程實(shí)踐。這些涉及大型復(fù)雜系統(tǒng)的工程實(shí)踐問(wèn)題包括系統(tǒng)的設(shè)計(jì)或組織的建立(或改造)，以及系統(tǒng)的經(jīng)營(yíng)管理等。在科學(xué)技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)中，系統(tǒng)工程屬于工程技術(shù)。系統(tǒng)工程的興起與管理問(wèn)題密

20、切相關(guān)1940年，他們?cè)趯?shí)施微波通信時(shí)首創(chuàng)了系統(tǒng)工程學(xué)，按時(shí)間順序把工作劃分為規(guī)劃、研究、開(kāi)發(fā)、開(kāi)發(fā)研究、通用工程等五個(gè)階段，取得了良好的效果。10/15/202223 系統(tǒng)工程的產(chǎn)生和發(fā)展10/11/2022232.3 系統(tǒng)工程2.3.1 系統(tǒng)工程方法論(Methodology)框架：一般方法 闡明問(wèn)題階段 問(wèn)題剖析報(bào)告包括問(wèn)題性質(zhì)和問(wèn)題條件兩部分內(nèi)容。 階段結(jié)果報(bào)告在問(wèn)題剖析報(bào)告工作的基礎(chǔ)上，便可著手撰寫(xiě)階段結(jié)果報(bào)告。 目標(biāo)系統(tǒng)工程人員作為決策者的智囊，歸根結(jié)底是幫助決策者達(dá)到真正的目標(biāo)并找出適當(dāng)?shù)耐緩健?評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)價(jià)指標(biāo)是為了衡量決策者對(duì)方案后果的滿意程度使用的。 約束條件約束條件是對(duì)備

21、選方案、后果和目標(biāo)的限制。10/15/2022242.3 系統(tǒng)工程2.3.1 系統(tǒng)工程方法論(Methodol 謀劃備選方案每項(xiàng)系統(tǒng)分析都需要比較多個(gè)備選方案。謀劃備選方案包括方案的提出和篩選過(guò)程。提出方案有多種渠道。決策者或問(wèn)題提出人的意見(jiàn)和設(shè)想是方案提出的渠道之一。備選方案的提出和形成有賴(lài)于系統(tǒng)工程人員的分析和概括能力、想象力、創(chuàng)造力以及對(duì)現(xiàn)實(shí)的深刻理解。 為了達(dá)到系統(tǒng)工程問(wèn)題解決的目標(biāo)，對(duì)備選方案有以下一些特性要求：強(qiáng)壯性(Robustness)，指在受到干擾的情況下，繼續(xù)維持正常后果的程度。適應(yīng)性，是在目標(biāo)經(jīng)過(guò)修正甚至完全不同的情況下，原來(lái)的方案仍能適用。這在不確定因素影響大的情況下尤

22、為重要?？煽啃裕侵赶到y(tǒng)正常工作的可能性。要求系統(tǒng)不出現(xiàn)失誤，即使失誤也能迅速恢復(fù)正?！，F(xiàn)實(shí)性，即方案實(shí)施條件的充分性，決策者支持與否是關(guān)鍵，不能或只是可能得到支持的方案必須取消。方案實(shí)施的費(fèi)用也是一個(gè)重要因素。良好的備選方案是進(jìn)行良好系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)。在系統(tǒng)分析的過(guò)程中自始至終需要而且可能發(fā)現(xiàn)新的更好的備選方案，這是得到出色分析結(jié)果的關(guān)鍵。10/15/202225 謀劃備選方案10/11/202225 建模和預(yù)計(jì)后果每種備選方案都相應(yīng)有一系列后果。這些后果都是用社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等方面的指標(biāo)進(jìn)行衡量，對(duì)于系統(tǒng)目標(biāo)能否達(dá)到具有消極或積極的作用。 建模(建立模型)的技術(shù)主要有四類(lèi)：分析、仿真、博弈和

23、判斷。前兩種主要反映邏輯思維方式，后一種則主要反映直感思維方式。 預(yù)測(cè)未來(lái)環(huán)境 評(píng)比備選方案方案的評(píng)比和方案的選擇密切相關(guān)，但是在系統(tǒng)工程中，它們是由不同的人員來(lái)完成的：系統(tǒng)工程人員或者系統(tǒng)分析員、決策者。系統(tǒng)工程人員有責(zé)任對(duì)各種方案進(jìn)行評(píng)估，并盡可能排出優(yōu)先次序，決策者則具有選擇的權(quán)利和職責(zé)。10/15/202226 建模和預(yù)計(jì)后果10/11/2022262.3.2 霍爾的系統(tǒng)工程方法論2.3.2 霍爾的系統(tǒng)工程方法論1. 霍爾的系統(tǒng)工程三維結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介霍爾三維結(jié)構(gòu)又稱(chēng)霍爾的系統(tǒng)工程，后人與軟系統(tǒng)工程方法論對(duì)比，稱(chēng)為硬系統(tǒng)方法論(Hard System Methodology, HSM)。是美國(guó)

24、系統(tǒng)工程專(zhuān)家、工程師霍爾(ADHall)于1969年提出的一種系統(tǒng)工程方法論。 霍爾三維結(jié)構(gòu)概括了系統(tǒng)工程的一般過(guò)程, 集中體現(xiàn)了系統(tǒng)工程方法的總體化、綜合化、最優(yōu)化、程序化和標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)，是系統(tǒng)工程方法論的基礎(chǔ)。 10/15/2022272.3.2 霍爾的系統(tǒng)工程方法論2.3.2 霍爾的系統(tǒng)工程方霍爾三維結(jié)構(gòu)是將系統(tǒng)工程的全部過(guò)程按性質(zhì)分為由時(shí)間維、邏輯維和知識(shí)維組成的立體空間結(jié)構(gòu)。時(shí)間維劃分為前后緊密相聯(lián)的七個(gè)階段，邏輯維劃分為相互聯(lián)系的七個(gè)步驟，在知識(shí)維上考慮為完成這些階段和步驟的工作所需的各種專(zhuān)業(yè)管理知識(shí)，如圖所示。10/15/202228霍爾三維結(jié)構(gòu)是將系統(tǒng)工程的全部過(guò)程按性質(zhì)分為由

25、時(shí)間維、邏輯維 時(shí)間維霍爾的三維結(jié)構(gòu)將系統(tǒng)工程的全部過(guò)程從規(guī)劃到更新分為7個(gè)階段。 規(guī)劃階段，根據(jù)總體方針和發(fā)展戰(zhàn)略制定規(guī)劃。 計(jì)劃階段，根據(jù)規(guī)劃提出具體的計(jì)劃方案。 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的研制方案，并做出較為詳細(xì)而具體的生產(chǎn)計(jì)劃。 制造階段，生產(chǎn)系統(tǒng)所需要的全部零部件，并提出詳細(xì)而具體的安裝計(jì)劃。 安裝階段，把系統(tǒng)安裝好，做出具體的運(yùn)行計(jì)劃。 運(yùn)行階段，系統(tǒng)投入運(yùn)行，為預(yù)期用途服務(wù)。 更新階段，改進(jìn)或取消舊系統(tǒng)，建立新系統(tǒng)。10/15/202229 時(shí)間維10/11/202229 邏輯維霍爾的三維結(jié)構(gòu)將系統(tǒng)工程的每一個(gè)階段在邏輯上分為所要經(jīng)歷的7個(gè)工作步驟。 明確問(wèn)題，同提出任務(wù)的單位對(duì)話，明

26、確所要解決的問(wèn)題及其確切要求，全面收集和了解有關(guān)問(wèn)題的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。 設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，確定任務(wù)所要達(dá)到的目標(biāo)或各目標(biāo)分量，擬定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，用多目標(biāo)決策方法設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)算法，組成評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。 系統(tǒng)綜合，擬定能完成預(yù)定任務(wù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，建立模型，擬定政策、活動(dòng)、控制方案和整個(gè)系統(tǒng)的多種方案。 系統(tǒng)分析，分析系統(tǒng)各種方案的性能、特點(diǎn)、對(duì)預(yù)定任務(wù)能實(shí)現(xiàn)的程度以及在評(píng)價(jià)目標(biāo)體系上的優(yōu)劣次序。 最優(yōu)化，在評(píng)價(jià)目標(biāo)體系的基礎(chǔ)上生成并選擇各項(xiàng)政策、活動(dòng)、控制方案和整個(gè)系統(tǒng)方案，盡可能達(dá)到最優(yōu)、次優(yōu)或合理，至少能令人滿意。 決策，在分析、評(píng)價(jià)和優(yōu)化的基礎(chǔ)上做出裁決，選定行動(dòng)方案。 實(shí)施計(jì)劃，不斷地修改、完善

27、以上6個(gè)步驟，制定出實(shí)施計(jì)劃。10/15/202230 邏輯維10/11/202230 知識(shí)維表示完成各階段和各步驟所需要的各種專(zhuān)業(yè)知識(shí)、技能和技術(shù)素養(yǎng)?；魻柊堰@些知識(shí)分為工程、醫(yī)藥、建筑、商業(yè)、法律、管理、社會(huì)科學(xué)和藝術(shù)等。各類(lèi)不同領(lǐng)域的系統(tǒng)工程，如軍事系統(tǒng)工程、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)工程、信息系統(tǒng)工程等，都需要使用與其相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技術(shù)。10/15/202231 知識(shí)維10/11/2022312. 霍爾三維結(jié)構(gòu)在信息系統(tǒng)工程實(shí)踐中的運(yùn)用霍爾系統(tǒng)工程方法的三維結(jié)構(gòu)運(yùn)用在信息系統(tǒng)工程項(xiàng)目實(shí)踐中，可以形成如下的模型。10/15/2022322. 霍爾三維結(jié)構(gòu)在信息系統(tǒng)工程實(shí)踐中的運(yùn)用10/11/202.3.

28、3 系統(tǒng)工程的應(yīng)用2.3.3 系統(tǒng)工程的應(yīng)用 社會(huì)系統(tǒng)工程組織管理全社會(huì)的技術(shù)，稱(chēng)為社會(huì)系統(tǒng)工程。它的研究對(duì)象是整個(gè)社會(huì)、整個(gè)國(guó)家，是一個(gè)巨系統(tǒng)。因此，它具有多層次、多區(qū)域、多階段的特點(diǎn)。在處理方法上一般采用多級(jí)遞階結(jié)構(gòu)和多階段動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法。 宏觀經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)工程運(yùn)用系統(tǒng)分析的方法研究宏觀經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的問(wèn)題，如經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略、經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略目標(biāo)體系、宏觀經(jīng)濟(jì)規(guī)劃、計(jì)劃綜合平衡、投入產(chǎn)出分析、消費(fèi)結(jié)構(gòu)分析、價(jià)格系統(tǒng)分析、投資決策分析、經(jīng)濟(jì)政策分析、資源最優(yōu)配置、國(guó)力分析、世界經(jīng)濟(jì)模型等。10/15/2022332.3.3 系統(tǒng)工程的應(yīng)用2.3.3 系統(tǒng)工程的應(yīng)用10/1 區(qū)域規(guī)劃系統(tǒng)工程運(yùn)用系統(tǒng)分析的方法研究區(qū)

29、域綜合發(fā)展規(guī)劃、區(qū)域城鎮(zhèn)布局和發(fā)展規(guī)劃、區(qū)域資源合理利用、區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分析、區(qū)域投資規(guī)劃、城市規(guī)劃等方面的問(wèn)題。 環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)工程研究大氣生態(tài)系統(tǒng)、淡水生態(tài)系統(tǒng)、大地生態(tài)系統(tǒng)、森林與生物生態(tài)系統(tǒng)、城市生態(tài)系統(tǒng)的分析、規(guī)劃、建設(shè)、防治等方面的問(wèn)題以及環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、環(huán)境計(jì)量預(yù)測(cè)模型等問(wèn)題。 能源系統(tǒng)工程研究能源合理結(jié)構(gòu)、能流圖、能源需求預(yù)測(cè)、能源供應(yīng)預(yù)測(cè)、能源開(kāi)發(fā)規(guī)模預(yù)測(cè)、電力系統(tǒng)規(guī)劃、節(jié)能規(guī)劃、能源生產(chǎn)優(yōu)化模型、能源數(shù)據(jù)庫(kù)問(wèn)題。10/15/202234 區(qū)域規(guī)劃系統(tǒng)工程10/11/202234 水資源系統(tǒng)工程研究河流綜合利用規(guī)劃、農(nóng)田灌溉系統(tǒng)、城市供水系統(tǒng)、城市下水道系統(tǒng)、水能利用規(guī)劃、防洪規(guī)劃、水污染控制、水運(yùn)規(guī)劃等問(wèn)題