系統(tǒng)工程復(fù)習(xí)重點(diǎn)全部

20XX年《系統(tǒng)工程》復(fù)習(xí)要點(diǎn)1系統(tǒng)概念與系統(tǒng)思想系統(tǒng)基本概念，要素、聯(lián)系·系統(tǒng) 由兩個(gè)以上相互聯(lián)系、相互作用的要素所組成的具有特定結(jié)構(gòu)、功能和環(huán)境的整體?！は到y(tǒng)包含：系統(tǒng)要素、系統(tǒng)環(huán)境、系統(tǒng)邊界、系統(tǒng)輸出、系統(tǒng)輸入、聯(lián)系(輸入系統(tǒng)輸出：功能) (要聯(lián)系：結(jié))·要素：系統(tǒng)內(nèi)部具有一定獨(dú)立性的“零件。最小的基本單元 從研究系統(tǒng)的目的來看不需要再加以分解和追究其內(nèi)部構(gòu)造的基本成分?！ぢ?lián)系：是指要素之間的關(guān)聯(lián)。功能（輸入、輸出、結(jié)構(gòu)、環(huán)境·在不同狀態(tài)有不同功能。系統(tǒng)與外部環(huán)境之間相互聯(lián)系和作用過程的秩序和能力稱為系統(tǒng)的功能。系統(tǒng)的功能體現(xiàn)了一個(gè)系統(tǒng)與外部環(huán)境之間的物質(zhì)、能量和信息的輸入與輸出的變換關(guān)系。系統(tǒng)功能是系統(tǒng)內(nèi)部固有能力的外部體現(xiàn)?！は到y(tǒng)結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)要素之間的相對(duì)穩(wěn)定的組織和秩序。和時(shí)間方面的相互聯(lián)系與相互作用的方式或順序。·系統(tǒng)環(huán)境：存在于系統(tǒng)周圍并與系統(tǒng)有關(guān)（有聯(lián)系）的各種因素的集合。系統(tǒng)與環(huán)境存在互動(dòng)。6特點(diǎn)·集合性、相關(guān)性、目的性、層次性、整體性、開放性系統(tǒng)工程基本概念·系統(tǒng)工程是用來開發(fā)、運(yùn)行、革新一個(gè)大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)所需思想、程序、方法的總和（或總稱在運(yùn)籌學(xué)、系統(tǒng)理論、管理科學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)上形成的一門交叉學(xué)科。系統(tǒng)工程的研究對(duì)象大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)特點(diǎn)：規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、構(gòu)成（要素不同質(zhì)（經(jīng)常為機(jī)系統(tǒng)）的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、動(dòng)態(tài)、多重目標(biāo)（追求多目標(biāo)的優(yōu)化、各目標(biāo)間可能存在沖突、經(jīng)濟(jì)性突出系統(tǒng)的思想特點(diǎn)展服務(wù)。結(jié)構(gòu)與功能所說明的是系統(tǒng)的內(nèi)部作用與外部作用。系統(tǒng)的功能受它自身的結(jié)構(gòu)和其外部環(huán)境兩者所制約系統(tǒng)與環(huán)境之間相互作用、相互影響、相互改變。系統(tǒng)工程方法論分析和解決系統(tǒng)的研發(fā)、運(yùn)行及管理實(shí)踐中遇到的問題所應(yīng)該遵循的工作程序（邏輯步驟）方法集合或群。系統(tǒng)工程學(xué)科中分析問題和解決問題所需要的一般方法和總體程序邏輯框架。驟？·三個(gè)維度是：時(shí)間維、邏輯維和知識(shí)維·更新階段·邏輯順序的七個(gè)典型步驟：明確問題、確定目標(biāo)、系統(tǒng)綜合、模型化、最優(yōu)化、決策、實(shí)施計(jì)劃切克蘭德方法論：工作流程1描述問題情境2根底定軟問題的特征是什3建立概念模型（系統(tǒng)做什么4 比較（念模型與現(xiàn)行系統(tǒng)5探尋改善方案6設(shè)計(jì)和實(shí)施變革7評(píng)估和反饋分析六要素·軟系統(tǒng)：無結(jié)構(gòu)問題（軟問題有效手段來達(dá)到確定目標(biāo)”·無結(jié)構(gòu)問題的特點(diǎn)：定義問題:系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)狀態(tài)與理想狀態(tài)之間的差異描述問題情境:感到有問題存在，但無法明確定義的某種情形無結(jié)構(gòu)問題難以確定一個(gè)很明確的目標(biāo)，往往是能夠改善系統(tǒng)的狀態(tài)即可。·根底定義的概念：要找出這一系統(tǒng)的一些重要特征，并給出結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言的描述這些特征—稱為根（底）定義。3部分內(nèi)容what,how,systemto,By,Inorder每條根底定義只允許一個(gè)What,一個(gè)HOW和一個(gè)Why·CATWOE分析六要素：C(Customer)是指從轉(zhuǎn)換活動(dòng)獲益的主體；A(Actor)是轉(zhuǎn)換活動(dòng)的直接實(shí)施者；T(Transformation)是一個(gè)轉(zhuǎn)換（活動(dòng)）;（這是定義的核心）W(Weltanschauung)是實(shí)施轉(zhuǎn)換過程的世界觀;O(Owner)是指系統(tǒng)所有者（誰有權(quán)開始和停止轉(zhuǎn)換過程）;E(Environment)表示實(shí)施轉(zhuǎn)換的環(huán)境約束條件。適合研究“軟”系統(tǒng)？·相同點(diǎn)1）均以問題為導(dǎo)向（出發(fā)點(diǎn)； ）都具有相應(yīng)的邏輯步驟?！げ煌c(diǎn)：研究對(duì)象、輸出、過程特點(diǎn)、核心內(nèi)容、方法·切克蘭德方法論也稱為軟系統(tǒng)方法論，霍爾三維結(jié)構(gòu)更適用于創(chuàng)建一個(gè)硬系統(tǒng)?！ひ蛩乇姸嗟墓こ滔到y(tǒng)問題提供了一個(gè)解決問題的思路?！に^“硬”系統(tǒng)（或稱良結(jié)構(gòu)系統(tǒng)）及其相互關(guān)系的系統(tǒng)，如工程系統(tǒng)系統(tǒng)分析系統(tǒng)分析（SA）是系統(tǒng)工程（SE）的核心內(nèi)容6要素·對(duì)系統(tǒng)的有關(guān)方案進(jìn)行定性與定量相結(jié)合的分析，為決策者選擇滿意的解決方案提供決策依據(jù)的分析研究過程?！?要素：?jiǎn)栴}（對(duì)象系統(tǒng)、現(xiàn)實(shí)與目標(biāo)之間的差距）目的和目標(biāo)（目的唯一、目標(biāo)可多個(gè)）方案（達(dá)到目的及目標(biāo)的途徑）模型（概念、結(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)、仿真評(píng)價(jià)（費(fèi)用和效益等評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)）決策者（受益者和擁有者）系統(tǒng)分析的程序初步分析：認(rèn)識(shí)問題、探尋目標(biāo)、綜合方案規(guī)范分析：模型化、優(yōu)化或仿真分析綜合分析：系統(tǒng)評(píng)價(jià)有些過程可以跳過，認(rèn)識(shí)問題、綜合方案、系統(tǒng)評(píng)價(jià)是必須的環(huán)節(jié)以問題為導(dǎo)向整體把握（先整體框架，后內(nèi)部要素綜合即創(chuàng)造（創(chuàng)新）多方案的分析和選優(yōu)多種分析方法綜合運(yùn)用（定量、定性分析）多次反復(fù)進(jìn)行（反饋控制）初步分析工作內(nèi)容·認(rèn)識(shí)問題：認(rèn)識(shí)對(duì)象系統(tǒng)的現(xiàn)狀，明確系統(tǒng)范圍；找出現(xiàn)實(shí)與理想之間的差距；反應(yīng)問題的表象·:縮小現(xiàn)實(shí)與理想之間的差距；目標(biāo)卻可多個(gè)（反映問題的實(shí)質(zhì)·綜合方案（提出或設(shè)計(jì)方案：達(dá)到目的的途徑有很多條；創(chuàng)新性地解決問題（解決問題，特別是目標(biāo)沖突問題）·認(rèn)識(shí)問題的方法5W1HWhat對(duì)象Why（目的Whe（時(shí)機(jī)Wher（場(chǎng)所Wh（人員How（手段）·探尋目標(biāo)的方法·5Why法：探尋產(chǎn)生問題的因果關(guān)系鏈（原因的深入探尋層次，因問題而定是根本原因·魚骨圖法：后來推廣應(yīng)用于找出各種問題的原因，也稱為“因果圖最終是為了分析產(chǎn)生問題的“根本原因把問題寫在魚骨的頭上；盡可能多地找出造成問題的原因（可集體討論；分層析歸納原因（層級(jí)的原因在（大）魚骨上標(biāo)出；低層級(jí)的原因在（?。~骨上標(biāo)出到更深層次的原因（集體討論；確定最主要的原因；提出解決方法?！べ|(zhì)量管理中常提到的6M：Manpower,Machinery,Materials,Methods,Measurement,Mother-nature·ABC分類法：常稱之為“80對(duì)20”規(guī)則。根據(jù)被分析對(duì)象的技術(shù)或經(jīng)濟(jì)特征，分成A、B、C三類：A類：累計(jì)品目百分?jǐn)?shù)為5-15％，而平均資金占用額累計(jì)百分?jǐn)?shù)為60-80B20-30％，而平均資金占用額累計(jì)百分?jǐn)?shù)也為20-30％的物品；C類：和A類正相反，累計(jì)品目百分?jǐn)?shù)為60-80％，而平均資金占用額累計(jì)百分?jǐn)?shù)僅為5-15％。39工程參數(shù)、矛盾矩陣的概念·技術(shù)矛盾：兩個(gè)工程參數(shù)之間的矛盾：如果改進(jìn)系統(tǒng)參數(shù)A，將導(dǎo)致系統(tǒng)參數(shù)B的惡化·39工程參數(shù)：·給出以前成功處理了相似矛盾的創(chuàng)新原理。系統(tǒng)模型規(guī)范分析包括哪三項(xiàng)工作內(nèi)容？建立建模（模型化，系統(tǒng)優(yōu)化，系統(tǒng)仿真模型：定義、特征·定義：現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的替代物，對(duì)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)抽象（或模仿）映系統(tǒng)的組成部分（要素、組成部分之間的相互關(guān)系、系統(tǒng)中蘊(yùn)含的因果推理關(guān)系?！ぬ卣鳎菏乾F(xiàn)實(shí)世界（系統(tǒng)）部分的抽象（或模仿構(gòu)或功能特性；模型的構(gòu)成只考慮：與要分析的問題有關(guān)的因素（要素；有關(guān)因素（要素）之間的相互關(guān)系。模型化：一般原則、意義、局限性·一般原則：描述現(xiàn)實(shí)（現(xiàn)實(shí)性、高于現(xiàn)實(shí)（易處理性）·意義提供了脫離具體現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的推理與計(jì)算基礎(chǔ)利用模型可以進(jìn)行“思想”試驗(yàn)（虛擬試驗(yàn)，虛擬實(shí)驗(yàn)有如下優(yōu)勢(shì)：方便、快速、可重復(fù)、經(jīng)濟(jì)·局限性：模型的本質(zhì)（某方面的相似性）決定其局限性；模型不能替代現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的全部；通過型推出的理論結(jié)果必須再拿到現(xiàn)實(shí)中去檢實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型的三種表示方式（最重要的是矩陣表達(dá)方式）有向圖、集合、矩陣二元關(guān)系：概念、傳遞性、強(qiáng)連接關(guān)系·概念：存在于兩個(gè)要素Si和Sj之間的關(guān)系Rij·傳遞性：通常情況下二元關(guān)系具有傳遞性，有SiRSj和SjRSk，則有SiRSk接聯(lián)系，記作Rt（t為傳遞次數(shù),SiR2SkB與CAC相交?！iRSj同時(shí)有SjRSi替換性。鄰接矩陣、可達(dá)矩陣·鄰接矩陣A：要素間直接聯(lián)系，未表示間接聯(lián)系某行中有1表示能到達(dá)相應(yīng)列所在節(jié)點(diǎn)，如果某行元素全為0，則Si要素為系統(tǒng)輸出要素。列中有1表示被相應(yīng)行所在節(jié)點(diǎn)所到達(dá)，如果某列元素全為0，則Sj要素為系統(tǒng)輸入要素?！た蛇_(dá)矩陣：使用矩陣形式表示有向圖中各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間通過任意長(zhǎng)的路徑可以到達(dá)（響）·可達(dá)矩陣的求解：可以用鄰接矩陣A加上單位矩陣I，再經(jīng)過若干次自乘運(yùn)算求得。M=(A+I)r最大路徑長(zhǎng)度（傳遞次數(shù)）r·布爾矩陣運(yùn)算：1+1=1；1+0=1，0+0=0，1*1=1，1*0=0，0*0=0（4)可達(dá)集（S：由Si可到達(dá)的諸要素所構(gòu)成的集合先行集（S：可到達(dá)Si的諸要素所構(gòu)成的集合共同集CS：是SiSi本身一定在C(Si)中，與SiC(Si)中。起始集（S：在S中只影響（到達(dá)）SiA（Si）=C（Si）終止集（S：在S中只被其他要素影響（到達(dá)）Si為起始集要素時(shí)，R（Si）=C（Si）（5）ISM：區(qū)域劃分、級(jí)位劃分、提取骨架矩陣（又細(xì)分為3步、理解越級(jí)的二元關(guān)系級(jí)遞階有向圖·解釋結(jié)構(gòu)模型（Interpretative StructuralModeling，ISM）·區(qū)域劃分：判斷系統(tǒng)要素集合S是否可分割（是否相對(duì)獨(dú)立，只需判斷起始集BS）（其中Pk為k個(gè)相對(duì)獨(dú)立區(qū)域的要素集合?！ぜ?jí)位劃分：級(jí)位劃分的基本做法是：找出整個(gè)系統(tǒng)要素集合的最高級(jí)要素（終止集要素）集合（即L。注意層級(jí)劃分是針對(duì)單個(gè)區(qū)域內(nèi)的要素進(jìn)行的。設(shè)P是某區(qū)域要素集合，若用Li表示層級(jí)(Layer)L1，L2，…，LI（I為最大級(jí)位數(shù)）令L0=ψ對(duì)于最高層級(jí)的要素來說，它的可達(dá)集R(Si)是和它的共同集C(Si)相同的。·提取骨架矩陣（又細(xì)分為3步、理解越級(jí)的二元關(guān)系）分層級(jí)后，求M（L）的最小實(shí)現(xiàn)矩陣。剔除冗余邏輯關(guān)系后，仍能反映原來矩陣所表示的要素間關(guān)系。具有最少的二元關(guān)系個(gè)數(shù)·提取骨架矩陣A’的三個(gè)步驟：去掉各層次中的強(qiáng)連接要素，得到縮減矩陣）去掉（）中要素間的越級(jí)二元關(guān)系，得到進(jìn)一步簡(jiǎn)化的矩陣(3)進(jìn)一步去掉中自身到達(dá)的二元關(guān)系，得到骨架矩陣A’。·畫多級(jí)遞階有向圖分區(qū)域從上到下逐級(jí)排列系統(tǒng)構(gòu)成要素（終止集放在最上面）（如例中的SA’所示的鄰接二元關(guān)系，用級(jí)間有向弧連接成有向圖。優(yōu)化與仿真會(huì)根據(jù)問題建立動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型，指導(dǎo)如何遞推計(jì)算及求出結(jié)果、進(jìn)程、進(jìn)程三者之間的關(guān)系仿真模型的驗(yàn)證、校核和確認(rèn)含義系統(tǒng)評(píng)價(jià)系統(tǒng)評(píng)價(jià)：概念、價(jià)值、評(píng)價(jià)主體的三種類型（效用，效用曲線圖）·評(píng)價(jià)的要素度進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)各個(gè)替代方案進(jìn)行排序?！r(jià)值：價(jià)值可以理解為評(píng)價(jià)主體對(duì)系統(tǒng)方案滿足系統(tǒng)目標(biāo)（需求）系統(tǒng)目標(biāo)的程度。·評(píng)價(jià)主體的三種類型（效用，效用曲線圖）Ⅰ型曲線：保守型謹(jǐn)慎小心、懼怕風(fēng)險(xiǎn)、對(duì)損失比較敏感；所處外部環(huán)境不是很好。Ⅱ型曲線：冒險(xiǎn)型對(duì)損失的反應(yīng)遲緩，而對(duì)利益比較敏感，不怕風(fēng)險(xiǎn)、追求大利；所處外部環(huán)境較好。Ⅲ型曲線：中間型極其理性，是一種較少主觀感受的“機(jī)器人”。關(guān)聯(lián)矩陣逐對(duì)比較法（參看Flash課件）關(guān)聯(lián)矩陣10然后累計(jì)各評(píng)價(jià)項(xiàng)目的得分；根據(jù)給定的評(píng)價(jià)尺度，對(duì)各替代方案的評(píng)價(jià)項(xiàng)目原始值進(jìn)行評(píng)分，得到各評(píng)價(jià)項(xiàng)目的評(píng)價(jià)值(3)求每行的加權(quán)和，以獲得各方案的綜合評(píng)價(jià)值。(4)根據(jù)Vi確定各方案的排序。·逐對(duì)比較法的缺陷：可能計(jì)算得到等于“0”的權(quán)重（如上例中的“產(chǎn)品外觀”評(píng)價(jià)項(xiàng)目）古林法（參看Flash課件（與逐對(duì)比較法想比的優(yōu)勢(shì)）確定評(píng)價(jià)指標(biāo)間重要度倍數(shù):按評(píng)價(jià)項(xiàng)目自上而下地兩兩比較其重要性；Rj進(jìn)行基準(zhǔn)化處理，得到(3)Kj進(jìn)行歸一化處理比逐對(duì)比較法更好！可以克服“0”權(quán)重的問題。層次分析法（AH：如何建立各階層的判斷矩陣、各層次權(quán)重計(jì)算（掌握方根法檢驗(yàn)、方案（優(yōu)先性）AHP的局限性·成遞階層次結(jié)構(gòu)；在每個(gè)層次中，通過兩兩比較的方式，確定各個(gè)因素之間的相對(duì)重要性·AHP分析步驟：(1)明確問題，(2)建立多級(jí)遞階層次結(jié)構(gòu)，(3)建立判斷矩陣，(4)一致性檢驗(yàn)：層次單排序，層次總排序及一致性檢驗(yàn)AHP、目標(biāo)層（最高層2、準(zhǔn)則層（中間層：為了解釋總目標(biāo)而設(shè)立的各項(xiàng)準(zhǔn)則，或者為達(dá)到總目標(biāo)而必須實(shí)現(xiàn)（最低層：為到達(dá)系統(tǒng)總目標(biāo)，可供選擇的多個(gè)方案。AW===nW·如何建立各階層的判斷矩陣：上層評(píng)價(jià)準(zhǔn)則Ak與低層級(jí)的準(zhǔn)則B1…Bn有上下級(jí)關(guān)系B1…Bn的重要性進(jìn)行兩兩比較，得到AW===nWn是A的一個(gè)特征根正互反矩陣的特性：自比性、反比性、一致性·各層次權(quán)重計(jì)算（掌握方根法：計(jì)算判斷矩陣B=[bij]n×n的每一行各元素的乘積 Mi

=nbij計(jì)算（1）得到乘積的n次方根 Mi

=nM i M

j=1歸一化處理得特征值列求和）1n

W i(AW)i nM近似計(jì)算最大特征根·一致性檢驗(yàn)：

max

= ∑ n Wi

ii1判斷矩陣是否滿足如下關(guān)系:bij=bik/bkj,i、j、k=1，2，…，n判斷矩陣中所有要素都滿足上式時(shí)，稱判斷矩陣具有完全一致性。此時(shí)矩陣的最大特征值λmax=n稍大于矩陣階數(shù)n，但不應(yīng)該很大，這時(shí)AHP基本合理。判斷矩陣的最大特征根為單根，且λmax≥n。λ -n一致性指標(biāo)C.I.(ConsistencyIndex)定義計(jì)算式如下：C.I. max平均隨機(jī)一致性指標(biāo)R.I.（RandomIndex）C.R.=C.I.

n-1當(dāng)C.R.<

R.I.時(shí)，認(rèn)為判斷矩陣的一致性滿足要求。當(dāng)C.R.≥0.10時(shí)，認(rèn)為判斷矩陣不一致性過大，需調(diào)整判斷矩陣。·方案（優(yōu)先性