第二講 系統(tǒng)工程基本概念

第二章系統(tǒng)工程的基本概念第一節(jié)系統(tǒng)工程的定義

由于系統(tǒng)工程是一門新興的交叉學(xué)科，尚處于發(fā)展階段，還不夠成熟，至今還沒(méi)有統(tǒng)一的定義。現(xiàn)列舉國(guó)內(nèi)外知名學(xué)者對(duì)系統(tǒng)工程所作的解釋，為我們認(rèn)識(shí)“系統(tǒng)工程”提供線索和參考。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、試驗(yàn)和使用的科學(xué)方法，是一種對(duì)所有系統(tǒng)都具有普遍意義的科學(xué)方法”；簡(jiǎn)言之，“組織管理的技術(shù)——系統(tǒng)工程?！?/p>

美國(guó)：

H.切斯納（H.Chestnut）指出：“系統(tǒng)工程認(rèn)為雖然每個(gè)系統(tǒng)都是由許多不同的特殊功能部分所組成，而這些功能部分之間又存在著相互關(guān)系，但是每一個(gè)系統(tǒng)都是完整的整體，每一個(gè)系統(tǒng)都要求有一個(gè)或若干個(gè)目標(biāo)。系統(tǒng)工程則按照各個(gè)目標(biāo)進(jìn)行權(quán)衡，求得最優(yōu)解（或滿意解），并使各組成部分能夠最大限度地相互適應(yīng)。”日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的定義：系統(tǒng)工程是為了更好地達(dá)到系統(tǒng)目標(biāo)而對(duì)系統(tǒng)的構(gòu)成要素、組織機(jī)構(gòu)、信息流動(dòng)和控制機(jī)制等進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)的技術(shù)。

例如：

河南農(nóng)大新校區(qū)創(chuàng)建是一項(xiàng)系統(tǒng)工程構(gòu)建“和諧社會(huì)”是一項(xiàng)系統(tǒng)工程階段年代（份）重大工程實(shí)踐或事件重要理論與方法貢獻(xiàn)I1930美國(guó)發(fā)展與研究廣播電視正式提出系統(tǒng)方法（Systemsapproach）的概念1940美國(guó)實(shí)施彩電開(kāi)發(fā)計(jì)劃采用系統(tǒng)方法，并取得巨大成功美國(guó)Bell電話公司開(kāi)發(fā)微波通訊系統(tǒng)正式使用系統(tǒng)工程（SystemsEngineering）一詞II第二次世界大戰(zhàn)期間英、美等國(guó)的反空襲等軍事行動(dòng)產(chǎn)生軍事運(yùn)籌學(xué)（MilitaryOperationsResearch）,也即軍事系統(tǒng)工程本世紀(jì)40年代美國(guó)研制原子彈的“曼哈頓計(jì)劃”運(yùn)用SE，并推動(dòng)了其發(fā)展1945美國(guó)空軍建立蘭德（RAND）公司曾經(jīng)提出系統(tǒng)分析（Systemsanalysis）概念，強(qiáng)調(diào)了其重要性第二節(jié)系統(tǒng)工程的產(chǎn)生與發(fā)展III40年代后期到50年代初期運(yùn)籌學(xué)的廣泛運(yùn)用與發(fā)展、控制論的創(chuàng)立與應(yīng)用、電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，為SE奠定了重要的學(xué)科基礎(chǔ)IV1957H.Good和R.E.Machol發(fā)表第一部名為《系統(tǒng)工程》的著作系統(tǒng)工程學(xué)科形成的標(biāo)志1958美國(guó)研制北極星導(dǎo)彈潛艇提出PERT（網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)），這是最早的系統(tǒng)工程技術(shù)之一。1965R.E.Machol編著《系統(tǒng)工程手冊(cè)》表明系統(tǒng)工程的實(shí)用化和規(guī)范化美國(guó)自動(dòng)控制學(xué)家L.A.Zedeh提出“模糊集合”概念為現(xiàn)代SE奠定了重要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)1961-1972美國(guó)實(shí)施“阿波羅”登月計(jì)劃使用了多種SE方法，其成功極大地提高了SE的地位第二節(jié)系統(tǒng)工程的產(chǎn)生與發(fā)展V1972國(guó)際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所（IIASA）在維也納成立SE的應(yīng)用開(kāi)始從工程領(lǐng)域進(jìn)入到社會(huì)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，并發(fā)展到了一個(gè)重要的新階段。70年代SE的廣泛應(yīng)用在國(guó)際上達(dá)到高潮VI80年代SE在國(guó)際上穩(wěn)定發(fā)展、在中國(guó)的研究與應(yīng)用達(dá)到高潮第二節(jié)系統(tǒng)工程的產(chǎn)生與發(fā)展

我國(guó)大規(guī)模地研究與應(yīng)用SE是從70年代末、80年代初開(kāi)始的。90年代以來(lái)，系統(tǒng)工程在與企業(yè)發(fā)展結(jié)合、與現(xiàn)代信息技術(shù)結(jié)合、與實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略結(jié)合、與思維科學(xué)結(jié)合等方面已具有初步結(jié)果和強(qiáng)勁勢(shì)頭。

上世紀(jì)50至60年代，我國(guó)的一些研究機(jī)構(gòu)和著名學(xué)者為SE的研究與應(yīng)用作了理論上的探討、應(yīng)用上的償試和技術(shù)方法上的準(zhǔn)備。其主要標(biāo)志和集中代表是錢學(xué)森的《工程控制論》、華羅庚的《統(tǒng)籌法》和許國(guó)志的《運(yùn)籌學(xué)》。

系統(tǒng)工程在我國(guó)的發(fā)展及應(yīng)用第三節(jié)系統(tǒng)工程

的主要特點(diǎn)1.“一個(gè)系統(tǒng)，兩個(gè)最優(yōu)”

“一個(gè)系統(tǒng)”：以系統(tǒng)為研究對(duì)象，綜合全面地考慮問(wèn)題；“兩個(gè)最優(yōu)”：研究系統(tǒng)的目標(biāo)是總體效果最優(yōu)，實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的具體的方法或途徑也要求達(dá)到最優(yōu)。

2.

以“軟”為主，軟硬結(jié)合：

以對(duì)事理策劃為主。是以軟技術(shù)為主的工程技術(shù)。3.跨學(xué)科多、綜合性強(qiáng)

一是用到的知識(shí)是綜合性的，系統(tǒng)工程的研究要用到自然科學(xué)、數(shù)學(xué)科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)等各方面的知識(shí)；二是開(kāi)展系統(tǒng)工程項(xiàng)目要有各方面的專家參加，協(xié)同作戰(zhàn)。

系統(tǒng)工程

的主要特點(diǎn)4.從定性到定量的綜合集成研究。5.以宏觀研究為主，兼顧微觀研究。6.實(shí)踐性與咨詢性實(shí)踐性：針對(duì)實(shí)際問(wèn)題。

咨詢性：主要為領(lǐng)導(dǎo)提供方案，不進(jìn)行決策。綜合性強(qiáng)的說(shuō)明

1阿波羅計(jì)劃阿波羅計(jì)劃是美國(guó)國(guó)家航空和航天局在上世紀(jì)六七十年代完成的登月計(jì)劃。阿波羅計(jì)劃采用月球軌道交會(huì)法，用強(qiáng)大的土星五型運(yùn)載火箭把５０噸重的航天器送入月球軌道。航天器本身裝有較小的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)它接近月球時(shí)，能使航天器減速進(jìn)入繞月軌道。而且，航天器的一部分——裝有火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的登月艙能脫離航天器，載著宇航員登上月球，并返回繞月軌道與阿波羅航天器結(jié)合。阿波羅計(jì)劃的總指揮韋伯說(shuō)：阿波羅計(jì)劃中沒(méi)有一項(xiàng)新發(fā)明的自然科學(xué)理論和技術(shù)，全部工作都是現(xiàn)成技術(shù)的運(yùn)用，關(guān)鍵在于綜合。

其實(shí)，綜合本身就是一項(xiàng)發(fā)明創(chuàng)造。

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1阿波羅計(jì)劃阿波羅計(jì)劃是美國(guó)國(guó)家航空和航天局在上世紀(jì)六七十年代完成的登月計(jì)劃。阿波羅計(jì)劃采用月球軌道交會(huì)法，用強(qiáng)大的土星五型運(yùn)載火箭把５０噸重的航天器送入月球軌道。航天器本身裝有較小的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)它接近月球時(shí)，能使航天器減速進(jìn)入繞月軌道。而且，航天器的一部分——裝有火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的登月艙能脫離航天器，載著宇航員登上月球，并返回繞月軌道與阿波羅航天器結(jié)合。阿波羅計(jì)劃的總指揮韋伯說(shuō)：阿波羅計(jì)劃中沒(méi)有一項(xiàng)新發(fā)明的自然科學(xué)理論和技術(shù)，全部工作都是現(xiàn)成技術(shù)的運(yùn)用，關(guān)鍵在于綜合。

其實(shí)，綜合本身就是一項(xiàng)發(fā)明創(chuàng)造。

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美國(guó)陸軍部于1942年6月開(kāi)始實(shí)施的利用核裂變反應(yīng)來(lái)研制原子彈的計(jì)劃。又稱曼哈頓計(jì)劃。為了先于納粹德國(guó)制造出原子彈，該工程集中了當(dāng)時(shí)西方國(guó)家(除納粹德國(guó)外)最優(yōu)秀的核科學(xué)家，動(dòng)員了10萬(wàn)多人參加這一工程，但是擔(dān)任這項(xiàng)工程的技術(shù)總指揮的并不是第一流的物理學(xué)家愛(ài)因斯坦等人，而是年僅38歲的加州理工大學(xué)教授歐本海默。他并非物理學(xué)的權(quán)威，但是他知識(shí)淵博，而且善于組織領(lǐng)導(dǎo)。他學(xué)習(xí)過(guò)文科、地質(zhì)、建筑、化學(xué)、物理、外語(yǔ)，廣博的知識(shí)使他具有敏銳的綜合思維能力，能抓住問(wèn)題的關(guān)鍵，能和各方面的專家談得攏。事實(shí)證明，他是一名出色的人選。在他領(lǐng)導(dǎo)下，3年左右的時(shí)間就制造出了兩顆原子彈。整個(gè)工程取得圓滿成功。在工程執(zhí)行過(guò)程中，海默應(yīng)用了系統(tǒng)工程的思路和方法，大大縮短了工程所耗時(shí)間。這一工程的成功促進(jìn)了第二次世界大戰(zhàn)后系統(tǒng)工程的發(fā)展。/documentary/military/201203/f8ae41f4-c759-4d13-b616-2c4a3cd396e2.shtml/documentary/military/201203/26d6f47a-8f38-41f6-a41c-a364df6dcbb3.shtml2.曼哈頓計(jì)劃一、系統(tǒng)工程的研究對(duì)象

從實(shí)體研究對(duì)象看，系統(tǒng)工程學(xué)是關(guān)于系統(tǒng)工程實(shí)踐的一般規(guī)律和技術(shù)方法的知識(shí)體系。從本質(zhì)研究對(duì)象看，系統(tǒng)工程學(xué)是關(guān)于系統(tǒng)工程實(shí)踐中目標(biāo)需求與資源供給的矛盾關(guān)系的一般規(guī)律及其問(wèn)題解決方法的知識(shí)體系。

第四節(jié)系統(tǒng)工程在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)體系中的地位第四節(jié)系統(tǒng)工程在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)體系中的地位1、運(yùn)籌學(xué)（規(guī)劃論、對(duì)策論、庫(kù)存論、決策論、排隊(duì)論、可靠性理論、網(wǎng)絡(luò)理論）2、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)3、數(shù)量經(jīng)濟(jì)學(xué)4、技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)（同時(shí)研究技術(shù)、經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面的交叉學(xué)科）5、管理科學(xué)二、系統(tǒng)工程的技術(shù)內(nèi)容三、系統(tǒng)工程在科技知識(shí)體系中的位置哲學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)科學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)工程技術(shù)辨證法系統(tǒng)學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)運(yùn)籌學(xué)、信息論、控制論基礎(chǔ)科學(xué)系統(tǒng)工程第四節(jié)系統(tǒng)工程在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)體系中的地位四、系統(tǒng)工程與傳統(tǒng)工程技術(shù)的比較傳統(tǒng)的工程系統(tǒng)工程概念“硬件”的工程,生產(chǎn)有形的產(chǎn)品的技術(shù)過(guò)程“軟件”的工程,規(guī)劃,計(jì)劃,方案,程序等活動(dòng)過(guò)程對(duì)象特定領(lǐng)域的具體的有形的對(duì)象普遍聯(lián)系,相互影響,規(guī)模和層次都極其復(fù)雜的綜合系統(tǒng)任務(wù)解決具體技術(shù)問(wèn)題解決系統(tǒng)的全盤統(tǒng)籌問(wèn)題方法目標(biāo)法,原型法等按照系統(tǒng)科學(xué)的思想，運(yùn)用信息論、控制論、運(yùn)籌學(xué)等理論與方法，以電子計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)為工具，對(duì)于系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和使用進(jìn)行組織和管理的工程技術(shù)人員素質(zhì)專業(yè)工程技術(shù)人員“T”型人才第四節(jié)系統(tǒng)工程在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)體系中的地位孫子兵法四川的都江堰中國(guó)的計(jì)劃生育第四節(jié)系統(tǒng)工程在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)體系中的地位社會(huì)系統(tǒng)工程經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)工程區(qū)域規(guī)劃系統(tǒng)工程