系統(tǒng)工程 課件 模塊1、2 系統(tǒng)工程概述、系統(tǒng)分析

系統(tǒng)工程模塊一系統(tǒng)工程概述知識(shí)結(jié)構(gòu)導(dǎo)圖(1)了解系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展；(2)理解系統(tǒng)的含義、特征以及分類；(3)理解系統(tǒng)要素及其作用關(guān)系；(4)理解系統(tǒng)工程的含義、基礎(chǔ)理論；(5)了解系統(tǒng)工程的核心內(nèi)容；(6)掌握霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論。教學(xué)目標(biāo)重點(diǎn)(1)系統(tǒng)的含義、特征；(2)系統(tǒng)工程的含義；(3)系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)理論；(4)霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論。難點(diǎn)(1)系統(tǒng)要素及其作用關(guān)系；(2)系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)理論、核心內(nèi)容；(3)霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論。系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)任務(wù)一知識(shí)結(jié)構(gòu)導(dǎo)圖作為人類知識(shí)總體系的一部分，系統(tǒng)工程直接用于改造客觀世界的實(shí)踐活動(dòng)，用于解決實(shí)際問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外系統(tǒng)工程的思想方法和實(shí)際應(yīng)用源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，最早可以追溯到遠(yuǎn)古時(shí)代，在我國(guó)系統(tǒng)工程發(fā)展的歷史長(zhǎng)河中更是形成了萬(wàn)里長(zhǎng)城和都江堰等一系列偉大成就。近代以來(lái)，隨著工業(yè)、國(guó)防和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各類復(fù)雜的大系統(tǒng)以及巨系統(tǒng)不斷增多，系統(tǒng)工程這門(mén)綜合性交叉學(xué)科更是得到了全面、迅速的發(fā)展。一、系統(tǒng)科學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展系統(tǒng)工程是一門(mén)方法性學(xué)科，主要研究如何建立系統(tǒng)、進(jìn)行系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以及為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的目的和功能所必需的各種思想、技術(shù)方法和理論。隨著近代工業(yè)、國(guó)防和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，出現(xiàn)了許多規(guī)模龐大、構(gòu)造復(fù)雜、影響因素眾多的大系統(tǒng)（如鋼鐵、石油、化工、機(jī)械制造等生產(chǎn)系統(tǒng)，電力系統(tǒng)，交通運(yùn)輸系統(tǒng)，通信情報(bào)系統(tǒng)和軍事指揮系統(tǒng)等），這些大系統(tǒng)往往是多級(jí)分層決策的多輸入多輸出系統(tǒng)，系統(tǒng)輸入的信息絕大多數(shù)是隨機(jī)的，并且這些系統(tǒng)往往需要同時(shí)具有控制功能和管理功能，即這些系統(tǒng)是能夠完成多種功能的人機(jī)系統(tǒng)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)等。因此，系統(tǒng)工程作為一門(mén)綜合性的交叉學(xué)科，在國(guó)內(nèi)外都有了較大發(fā)展。系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史如圖1-1所示。一、系統(tǒng)科學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展圖1-1系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史一、系統(tǒng)科學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展系統(tǒng)（system）一詞源于拉丁文，表示群體、集合等。本書(shū)中引用錢(qián)學(xué)森對(duì)系統(tǒng)的定義：系統(tǒng)是由相互作用而又相互依賴的若干組成部分結(jié)合的具有特定功能的有機(jī)整體。該定義指出了系統(tǒng)的三個(gè)基本屬性，它們是不同系統(tǒng)的共同屬性。二、系統(tǒng)的含義第一，系統(tǒng)是由兩個(gè)以上要素組成的整體。要素是構(gòu)成系統(tǒng)的最基本部分，沒(méi)有要素就無(wú)法構(gòu)成系統(tǒng)，單個(gè)要素也無(wú)法構(gòu)成系統(tǒng)。第二，系統(tǒng)的諸要素之間、要素與整體之間以及整體與環(huán)境之間存在著一定的有機(jī)聯(lián)系。若系統(tǒng)的諸要素之間沒(méi)有任何聯(lián)系和作用，則不能稱其為系統(tǒng)。第三，系統(tǒng)要素之間的聯(lián)系與相互作用，使系統(tǒng)作為一個(gè)整體具有特定的功能或效能，這是各要素個(gè)體所不具備的功能。二、系統(tǒng)的含義圖1-2系統(tǒng)的圖形描述

二、系統(tǒng)的含義(一)邊界(二)串聯(lián)(三)整合二、系統(tǒng)的含義邊界是指人們?cè)谡J(rèn)識(shí)事物時(shí)對(duì)所要認(rèn)識(shí)問(wèn)題劃出的一個(gè)范圍。為了對(duì)問(wèn)題進(jìn)行有效的思考和控制，人們通常要將問(wèn)題從無(wú)限的聯(lián)系中割離出來(lái)，形成一個(gè)與人類能力相匹配的范圍。邊界是在思考問(wèn)題時(shí)產(chǎn)生的，對(duì)于不同的思考者來(lái)說(shuō)，同一問(wèn)題可能呈現(xiàn)不同的邊界。例如，某百貨商店打出一則廣告：“買(mǎi)左鞋，送右鞋”。商家的意圖是想表達(dá)對(duì)折銷售，但一般人都會(huì)覺(jué)得有些另類，這一說(shuō)法與我們的日常思維發(fā)生了沖突。因?yàn)榇蠖鄶?shù)人在想到鞋的時(shí)候，自然呈現(xiàn)出來(lái)的邊界是一雙鞋。而這一廣告將單只鞋作為一個(gè)整體，其邊界是一只鞋，就與思維習(xí)慣所形成的邊界產(chǎn)生了沖突。二、系統(tǒng)的含義(一)邊界(二)串聯(lián)串聯(lián)是指人們?cè)谕粫r(shí)間只能考慮一個(gè)方面的問(wèn)題。這一特征體現(xiàn)了人類思維的局限性，思想的串聯(lián)給我們思考整體與聯(lián)系帶來(lái)了很大困難，但更強(qiáng)調(diào)了聯(lián)系與整體觀念的必要性。整合也稱集成或綜合，是指將在不同時(shí)間思考的問(wèn)題聯(lián)系起來(lái)進(jìn)行考慮。這是人腦具備的基本功能之一。例如，通過(guò)將某零件的三個(gè)平面視圖聯(lián)系起來(lái)，可以整合得出該零件的立體圖形。系統(tǒng)思維的訓(xùn)練實(shí)際上就是要強(qiáng)化整合能力。(三)整合二、系統(tǒng)的含義系統(tǒng)的特征主要是指系統(tǒng)在一般意義上的本質(zhì)特性。介紹系統(tǒng)的本質(zhì)特性有助于讀者進(jìn)一步理解系統(tǒng)的概念。一般系統(tǒng)所具有的特征主要表現(xiàn)為以下六個(gè)方面：(一)集合性(二)整體性(三)相關(guān)性(四)層次性(五)目的性(六)環(huán)境適應(yīng)性三、系統(tǒng)的特征(一)集合性將具有某種屬性的一些對(duì)象看作一個(gè)整體，就形成了一個(gè)集合。集合里的各個(gè)對(duì)象稱為集合的要素。系統(tǒng)的集合性表明，系統(tǒng)是由兩個(gè)或兩個(gè)以上可以互相區(qū)別的要素所組成的。例如，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一般都是由中央處理器（CPU、存儲(chǔ)器、輸入與輸出設(shè)備等硬件組成的，另外還包含操作系統(tǒng)、各種應(yīng)用工具等軟件，它們形成了一個(gè)完整的集合。三、系統(tǒng)的特征(二)整體性系統(tǒng)的整體性可以直觀地理解為系統(tǒng)是一個(gè)整體的對(duì)外聯(lián)系的單元，系統(tǒng)內(nèi)部的各組成要素只有在整體中才具有意義。系統(tǒng)的整體性說(shuō)明，系統(tǒng)各要素之間存在一定的組合方式，各要素之間必須相互統(tǒng)一、相互協(xié)調(diào)和配合，才能形成一個(gè)系統(tǒng)，才能發(fā)揮系統(tǒng)特有的功能。系統(tǒng)整體的功能并不是各個(gè)要素的功能的簡(jiǎn)單疊加，而是呈現(xiàn)出各組成要素所沒(méi)有的新的功能，并且系統(tǒng)整體的功能大于各組成要素的功能總和。三、系統(tǒng)的特征(二)整體性如果系統(tǒng)各要素之間不能很好地協(xié)調(diào)和配合，即使每個(gè)要素都是良好的，也不可能作為一個(gè)整體發(fā)揮良好的功能，這樣的系統(tǒng)就不能稱為完善的系統(tǒng)。相反，在一個(gè)系統(tǒng)整體中，即使組成要素并不都很完善，但它們可通過(guò)協(xié)調(diào)、綜合而成為具有良好功能的系統(tǒng)。整體性強(qiáng)調(diào)的是組合效果的復(fù)雜性和組合的創(chuàng)新作用。系統(tǒng)的整體性是系統(tǒng)論的核心思想。三、系統(tǒng)的特征(三)相關(guān)性相關(guān)性是指組成系統(tǒng)的各要素之間是相互聯(lián)系、相互作用的。它用來(lái)說(shuō)明這些要素之間的特定關(guān)系。如果各基本要素只是彼此孤立地堆積在一起，相互之間沒(méi)有任何聯(lián)系或相互作用，則構(gòu)不成系統(tǒng)。相關(guān)性是系統(tǒng)具有整體性特征的原因之一。系統(tǒng)的思想強(qiáng)調(diào)要素之間聯(lián)系方式的重要性，同樣的要素，其聯(lián)系方式不同可以使系統(tǒng)成為不同的整體，具有不同的功能。另外，相關(guān)性既重視整體內(nèi)部各要素間的關(guān)聯(lián)，也重視整體與外部環(huán)境之間的聯(lián)系。三、系統(tǒng)的特征(四)層次性物質(zhì)運(yùn)動(dòng)總是以特殊的時(shí)空來(lái)表現(xiàn)的，而時(shí)空是有層次的。系統(tǒng)作為一個(gè)相互作用的諸要素的總體，可以分解為一系列子系統(tǒng)，子系統(tǒng)還可進(jìn)一步分解為更低一級(jí)的子系統(tǒng)，并存在一定的層次結(jié)構(gòu)，這是系統(tǒng)時(shí)空結(jié)構(gòu)的特定形式。系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)表述了不同層次子系統(tǒng)之間的從屬關(guān)系或相互作用。不同層次結(jié)構(gòu)存在著動(dòng)態(tài)的信息流和物質(zhì)流，構(gòu)成了系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特性，為深入研究系統(tǒng)層次之間的控制與調(diào)節(jié)功能提供了條件。三、系統(tǒng)的特征(五)目的性通常系統(tǒng)都具有某種目的。要達(dá)到某種既定的目的，系統(tǒng)就必須具有一定的功能。系統(tǒng)的目的和功能正是一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)區(qū)別的標(biāo)志。系統(tǒng)的目的性在行為層次上指一定范圍內(nèi)的輸入可能產(chǎn)生相同的輸出，如穩(wěn)壓器。三、系統(tǒng)的特征(五)目的性系統(tǒng)的目的一般用更具體的目標(biāo)來(lái)體現(xiàn)。比較復(fù)雜的系統(tǒng)一般都具有多個(gè)目標(biāo)，因此需要一個(gè)指標(biāo)體系來(lái)描述系統(tǒng)的目標(biāo)。例如，衡量一個(gè)物流企業(yè)的經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)，不僅要考核它的物流服務(wù)量，而且要考核企業(yè)的利潤(rùn)、成本投入和服務(wù)滿意度等指標(biāo)的情況。在指標(biāo)體系中，各個(gè)指標(biāo)之間有時(shí)是相互矛盾的，有時(shí)是此消彼長(zhǎng)的。三、系統(tǒng)的特征(五)目的性因此，要從整體出發(fā)力求獲得全局最佳的效果，在相互矛盾的目標(biāo)之間進(jìn)行協(xié)調(diào)，尋求平衡點(diǎn)，以便實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的目的。另外，系統(tǒng)還必須具有控制、調(diào)節(jié)和管理功能，通過(guò)各要素之間的有序化調(diào)節(jié)，使之進(jìn)入與系統(tǒng)目的相適應(yīng)的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的目的。三、系統(tǒng)的特征(六)環(huán)境適應(yīng)性任何一個(gè)系統(tǒng)都存在于一定的外部環(huán)境之中。系統(tǒng)是作為一個(gè)整體與外部環(huán)境發(fā)生聯(lián)系和作用的。在這個(gè)聯(lián)系和作用的過(guò)程中，系統(tǒng)必然要與外界環(huán)境產(chǎn)生物質(zhì)的、能量的和信息的交換。因此，外界環(huán)境的變化必然會(huì)引起系統(tǒng)內(nèi)部各要素的變化。系統(tǒng)只有通過(guò)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整，才能適應(yīng)外部環(huán)境的變化。如果一個(gè)系統(tǒng)不能通過(guò)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整去適應(yīng)外部環(huán)境的變化，就不會(huì)持續(xù)發(fā)展。三、系統(tǒng)的特征(六)環(huán)境適應(yīng)性例如，企業(yè)是存在于經(jīng)濟(jì)社會(huì)這個(gè)復(fù)雜大系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)，企業(yè)的外部環(huán)境包括經(jīng)濟(jì)環(huán)境、政治法律環(huán)境、文化環(huán)境、科學(xué)技術(shù)環(huán)境等。一個(gè)企業(yè)必須經(jīng)常了解經(jīng)濟(jì)政策、行業(yè)發(fā)展?fàn)顟B(tài)、國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)環(huán)境及競(jìng)爭(zhēng)情況，并針對(duì)外部環(huán)境的變化及時(shí)調(diào)整企業(yè)的經(jīng)營(yíng)策略，形成與環(huán)境相適應(yīng)的管理體系和模式，才能維持其在市場(chǎng)上長(zhǎng)久的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。實(shí)際上，一個(gè)企業(yè)發(fā)展壯大的過(guò)程也是企業(yè)不斷適應(yīng)環(huán)境變化的過(guò)程。三、系統(tǒng)的特征由系統(tǒng)的概念可知，系統(tǒng)是非常普遍的，不同的系統(tǒng)可以不同的形態(tài)存在。根據(jù)系統(tǒng)形成的原因、系統(tǒng)的存在方式等，可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行多種分類。下面介紹幾種常見(jiàn)的系統(tǒng)分類。四、系統(tǒng)的分類按照系統(tǒng)形成的原因，系統(tǒng)可分為自然系統(tǒng)和人造系統(tǒng)。自然系統(tǒng)是由自然過(guò)程產(chǎn)生的系統(tǒng)。這類系統(tǒng)是以自然物為要素所形成的系統(tǒng)，如海洋系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)、太陽(yáng)系等。人造系統(tǒng)則是人們將有關(guān)元素按其屬性和相互關(guān)系組合而成的系統(tǒng)，或者說(shuō)是對(duì)自然要素加以人工利用所形成的系統(tǒng)。例如，人類通過(guò)對(duì)自然物質(zhì)進(jìn)行加工和利用，構(gòu)造出各種工程系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)等。區(qū)分自然系統(tǒng)和人造系統(tǒng)有助于提示人們?cè)谡J(rèn)識(shí)不同系統(tǒng)時(shí)應(yīng)該有不同的切入點(diǎn)。人造系統(tǒng)主要是為了實(shí)現(xiàn)某種特定功能而創(chuàng)造的系統(tǒng)，因此它是功能需求的產(chǎn)物，而自然系統(tǒng)并不是人類功能需求的產(chǎn)物。（一）自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)四、系統(tǒng)的分類（一）自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)對(duì)自然系統(tǒng)，往往是先認(rèn)識(shí)其結(jié)構(gòu)，再認(rèn)識(shí)其可被利用的功能；而對(duì)人造系統(tǒng)，則是先設(shè)定系統(tǒng)的功能，再以功能為出發(fā)點(diǎn)，研究用怎樣的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能。因此，對(duì)于自然系統(tǒng)，人們應(yīng)該優(yōu)先關(guān)注其結(jié)構(gòu)；而對(duì)于人造系統(tǒng)，則應(yīng)該優(yōu)先關(guān)注其功能。實(shí)際上，大多數(shù)系統(tǒng)是自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)的復(fù)合系統(tǒng)。在人造系統(tǒng)中，有許多是人們運(yùn)用科學(xué)技術(shù)改造自然系統(tǒng)的結(jié)果。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了越來(lái)越多的人造系統(tǒng)。值得注意的是，有些人造系統(tǒng)的出現(xiàn)破壞了自然生態(tài)系統(tǒng)的平衡。近年來(lái)，系統(tǒng)工程越來(lái)越注重從自然系統(tǒng)的屬性和關(guān)系中探討人造系統(tǒng)。四、系統(tǒng)的分類（二）實(shí)體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)按照系統(tǒng)的存在方式，系統(tǒng)可分為實(shí)體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)。凡是以礦物、生物、機(jī)械等有物理意義的實(shí)體為構(gòu)成要素的系統(tǒng)稱為實(shí)體系統(tǒng)。凡是由概念、原理、方法、制度、程序等不具備物理屬性的非實(shí)體物質(zhì)所構(gòu)成的系統(tǒng)稱為概念系統(tǒng)。例如，太陽(yáng)系是一個(gè)實(shí)體系統(tǒng)，而人們對(duì)太陽(yáng)系的描述則是一個(gè)概念系統(tǒng)，管理系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)也屬于概念系統(tǒng)。在實(shí)際生活中，實(shí)體系統(tǒng)和概念系統(tǒng)在多數(shù)情況下是結(jié)合在一起的。實(shí)體系統(tǒng)是概念系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，而概念有時(shí)需要以實(shí)體為載體反映出來(lái)，概念系統(tǒng)往往是實(shí)體系統(tǒng)的抽象和簡(jiǎn)化。人造系統(tǒng)中一般先有概念系統(tǒng)，再有實(shí)體系統(tǒng)。四、系統(tǒng)的分類例如，制造一個(gè)產(chǎn)品，先要有設(shè)計(jì)思想和方案（設(shè)計(jì)圖紙），這是一個(gè)概念系統(tǒng)；依靠設(shè)計(jì)圖紙生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品是一個(gè)實(shí)體系統(tǒng)，它的性能主要是由設(shè)計(jì)方案決定的。再如，一個(gè)軍事指揮系統(tǒng)，既包括軍事指揮員的思想、信息、原則、命令等概念要素，也包括計(jì)算機(jī)設(shè)備、通信設(shè)備等實(shí)體要素，因此，它是實(shí)體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)的組合。（二）實(shí)體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)四、系統(tǒng)的分類（三）動(dòng)態(tài)系統(tǒng)和靜態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)的是系統(tǒng)行為或結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化特征。放在長(zhǎng)遠(yuǎn)的時(shí)間背景下，大多數(shù)系統(tǒng)都是動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。但是，由于動(dòng)態(tài)系統(tǒng)中各種參數(shù)之間的相互關(guān)系非常復(fù)雜，要找出其中的規(guī)律性有時(shí)非常困難，因此，有時(shí)為了使問(wèn)題簡(jiǎn)化，會(huì)忽略系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，將系統(tǒng)簡(jiǎn)化成為靜態(tài)系統(tǒng)來(lái)描述。如果系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性不能忽略，就不能將系統(tǒng)簡(jiǎn)化成靜態(tài)系統(tǒng)。一般來(lái)說(shuō)，絕對(duì)的實(shí)體系統(tǒng)是靜態(tài)系統(tǒng)，而概念系統(tǒng)一般是動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。四、系統(tǒng)的分類（三）動(dòng)態(tài)系統(tǒng)和靜態(tài)系統(tǒng)例如，制造一個(gè)產(chǎn)品，先要有設(shè)計(jì)思想和方案（設(shè)計(jì)圖紙），這是一個(gè)概念系統(tǒng)；依靠設(shè)計(jì)圖紙生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品是一個(gè)實(shí)體系統(tǒng)，它的性能主要是由設(shè)計(jì)方案決定的。再如，一個(gè)軍事指揮系統(tǒng)，既包括軍事指揮員的思想、信息、原則、命令等概念要素，也包括計(jì)算機(jī)設(shè)備、通信設(shè)備等實(shí)體要素，因此，它是實(shí)體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)的組合。四、系統(tǒng)的分類按系統(tǒng)是否與外界環(huán)境有物質(zhì)、能量或信息的交換，系統(tǒng)可分為封閉系統(tǒng)和開(kāi)放系統(tǒng)。封閉系統(tǒng)是指與外界環(huán)境不發(fā)生任何形式交換的系統(tǒng)。它既不向外界環(huán)境輸出，也不從外界環(huán)境輸入。開(kāi)放系統(tǒng)是指與環(huán)境有相互關(guān)聯(lián)，能從外界環(huán)境得到輸入，并向外界環(huán)境產(chǎn)生輸出的系統(tǒng)。一個(gè)系統(tǒng)如果不是開(kāi)放系統(tǒng)，就是封閉系統(tǒng)，二者必居其一。大部分人造系統(tǒng)屬于開(kāi)放系統(tǒng)，如社會(huì)系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。研究開(kāi)放系統(tǒng)的意義在于可以通過(guò)系統(tǒng)與環(huán)境的關(guān)系來(lái)研究系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及演變特征。(四)封閉系統(tǒng)和開(kāi)發(fā)系統(tǒng)四、系統(tǒng)的分類(四)封閉系統(tǒng)和開(kāi)發(fā)系統(tǒng)最早涉及開(kāi)放系統(tǒng)與封閉系統(tǒng)研究的是物理學(xué)領(lǐng)域。但物理學(xué)中的概念與本書(shū)中的概念有區(qū)別。物理學(xué)中的封閉系統(tǒng)是只有能量交換的系統(tǒng)，開(kāi)放系統(tǒng)是同時(shí)進(jìn)行物質(zhì)交換和能量交換的系統(tǒng)。而同時(shí)進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息交換的系統(tǒng)，在物理學(xué)中尚無(wú)專門(mén)定義。本書(shū)定義的封閉系統(tǒng)是物理學(xué)中的孤立系統(tǒng)。將系統(tǒng)按照某些特征進(jìn)行分類，其目的是希望能更深刻地認(rèn)識(shí)具有這些特征的系統(tǒng)的共性。隨著系統(tǒng)思想的不斷發(fā)展，未來(lái)還會(huì)出現(xiàn)新的系統(tǒng)分類。四、系統(tǒng)的分類圖1-3系統(tǒng)的基本模式(四)封閉系統(tǒng)和開(kāi)發(fā)系統(tǒng)在物流系統(tǒng)中，絕大多數(shù)是自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)的復(fù)合，既有實(shí)體系統(tǒng)，又有概念系統(tǒng)，是動(dòng)態(tài)的、開(kāi)放的系統(tǒng)。一般的系統(tǒng)模式都由輸入、轉(zhuǎn)換及輸出構(gòu)成，通過(guò)輸入和輸出使系統(tǒng)與社會(huì)環(huán)境進(jìn)行交換，系統(tǒng)和環(huán)境相互依存。在不同的領(lǐng)域或不同的子系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)的目的不同，因此其輸入、輸出及轉(zhuǎn)換活動(dòng)的內(nèi)容可能不同，但基本模式不變，如圖1-3所示。四、系統(tǒng)的分類系統(tǒng)要素是構(gòu)成系統(tǒng)的具有一定獨(dú)立性的組成單元，進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析時(shí)，可給予每個(gè)要素一個(gè)特定的名稱或代號(hào)。由于系統(tǒng)是有層次的，因此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也具有層次性，這種層次性體現(xiàn)為系統(tǒng)要素的時(shí)空聯(lián)系方式。五、系統(tǒng)要素及其作用關(guān)系（一）系統(tǒng)要素的描述處于系統(tǒng)某一層次的要素，接收來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)其他要素的輸入和外部環(huán)境的干擾，并通過(guò)要素具有的特定功能將輸入轉(zhuǎn)換成輸出，然后將輸出輸送給系統(tǒng)的其他要素或外部環(huán)境。這說(shuō)明，系統(tǒng)中的要素具有一定的功能，能將來(lái)自其他要素的輸入轉(zhuǎn)換成輸出。我們可以借用黑箱來(lái)描述要素的這一特征，如圖1-4所示。圖1-4黑箱模型圖五、系統(tǒng)要素及其作用關(guān)系（一）系統(tǒng)要素的描述進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析時(shí)，可以將要素看成一只黑箱。對(duì)每個(gè)要素的描述最終要能反映出該要素的功能，即要對(duì)輸入的類型、輸出的種類、品質(zhì)要求及輸出的方向作出完整描述。例如，某公司要聘請(qǐng)一名總經(jīng)理，首先要把總經(jīng)理崗位作為公司管理系統(tǒng)中的一個(gè)要素，認(rèn)定其特征，也就是將要素作為一個(gè)黑箱來(lái)描述；然后，揭示這一要素應(yīng)具有怎樣的特征才能滿足要求，比如對(duì)各種能力素質(zhì)與經(jīng)歷的要求等；最后，提出招聘條件。五、系統(tǒng)要素及其作用關(guān)系（一）系統(tǒng)要素的描述要素之間的關(guān)聯(lián)是指要素之間的相互聯(lián)系或作用。按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)聯(lián)可劃分為不同的類型。例如，按照要素之間關(guān)系明確與否，關(guān)聯(lián)可劃分為下面三種：(1)確定性關(guān)聯(lián)(2)不確定性關(guān)聯(lián)(3)確定性關(guān)聯(lián)與不確定性關(guān)聯(lián)的混合五、系統(tǒng)要素及其作用關(guān)系（二）要素之間的關(guān)聯(lián)及描述(1)確定性關(guān)聯(lián)(2)不確定性關(guān)聯(lián)確定性關(guān)聯(lián)中，要素之間的關(guān)聯(lián)是受確定的規(guī)律支配的。不確定性關(guān)聯(lián)中，要素之間是隨機(jī)，如統(tǒng)計(jì)學(xué)中所揭示的關(guān)聯(lián)大多屬于這一類。五、系統(tǒng)要素及其作用關(guān)系（二）要素之間的關(guān)聯(lián)及描述(3)確定性關(guān)聯(lián)與不確定性關(guān)聯(lián)的混合對(duì)要素之間的關(guān)聯(lián)進(jìn)行描述，本質(zhì)上就是建立模型。而每一種描述關(guān)聯(lián)的方法都多少存在著局限性。一般而言，我們按照因果關(guān)系、過(guò)程順序或職能結(jié)構(gòu)的方式對(duì)關(guān)聯(lián)進(jìn)行簡(jiǎn)單描述。因果描述就是根據(jù)人們對(duì)因果的思考結(jié)果畫(huà)出要素之間的關(guān)聯(lián)。過(guò)程描述是從時(shí)間的整體性上描述各要素之間的關(guān)聯(lián)。人類行為過(guò)程具有明顯的時(shí)間順序特征，因此，過(guò)程描述法被經(jīng)常使用。圖1-5是用過(guò)程描述的新產(chǎn)品規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)的例子。圖1-5用過(guò)程描述的新產(chǎn)品規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)五、系統(tǒng)要素及其作用關(guān)系（二）要素之間的關(guān)聯(lián)及描述圖1-6某制造企業(yè)按職能劃分組織系統(tǒng)職能描述方式在組織系統(tǒng)中經(jīng)常采用，實(shí)際上它是一種以功能為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)描述方法。圖1-6所示為某制造企業(yè)按職能劃分組織系統(tǒng)。(3)確定性關(guān)聯(lián)與不確定性關(guān)聯(lián)的混合五、系統(tǒng)要素及其作用關(guān)系（二）要素之間的關(guān)聯(lián)及描述

圖1-7系統(tǒng)要素的作用關(guān)系五、系統(tǒng)要素及其作用關(guān)系（三）系統(tǒng)要素的作用關(guān)系

五、系統(tǒng)要素及其作用關(guān)系（三）系統(tǒng)要素的作用關(guān)系

(1-1)

五、系統(tǒng)要素及其作用關(guān)系（三）系統(tǒng)要素的作用關(guān)系

五、系統(tǒng)要素及其作用關(guān)系（三）系統(tǒng)要素的作用關(guān)系例如，圖1-8(a)中各要素間的關(guān)聯(lián)可用連接系數(shù)表示為

五、系統(tǒng)要素及其作用關(guān)系（三）系統(tǒng)要素的作用關(guān)系圖1-8系統(tǒng)要素的關(guān)聯(lián)類型五、系統(tǒng)要素及其作用關(guān)系（三）系統(tǒng)要素的作用關(guān)系

起始連接系數(shù)五、系統(tǒng)要素及其作用關(guān)系（三）系統(tǒng)要素的作用關(guān)系其結(jié)構(gòu)矩陣用M表示如下：

五、系統(tǒng)要素及其作用關(guān)系（三）系統(tǒng)要素的作用關(guān)系

通過(guò)這樣的連接矩陣形式，整個(gè)系統(tǒng)各要素間的相互連接關(guān)系就非常清楚了，而且各結(jié)構(gòu)矩陣可直接應(yīng)用數(shù)學(xué)中的矩陣運(yùn)算規(guī)則，因此可利用該矩陣進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)分析。五、系統(tǒng)要素及其作用關(guān)系（三）系統(tǒng)要素的作用關(guān)系根據(jù)系統(tǒng)的定義，組成系統(tǒng)的各要素之間存在著有機(jī)聯(lián)系，這種聯(lián)系實(shí)際上就是要素之間沖突與協(xié)同的綜合表現(xiàn)。協(xié)同是以沖突為前提的，沖突推動(dòng)著系統(tǒng)向協(xié)同、集成的方向發(fā)展。系統(tǒng)中不同的要素具有各自的目標(biāo)，這些不同要素的目標(biāo)之間可能存在相互矛盾、相互沖突的地方。比如，物流系統(tǒng)中運(yùn)輸要素與倉(cāng)儲(chǔ)要素的目標(biāo)就存在沖突，要想少批次、多批量地運(yùn)輸以降低運(yùn)輸成本，必定會(huì)導(dǎo)致庫(kù)存增加，從而使得倉(cāng)儲(chǔ)成本增加，如果想要分別降低運(yùn)輸成本和倉(cāng)儲(chǔ)成本，這顯然是沖突的。認(rèn)識(shí)系統(tǒng)內(nèi)部要素目標(biāo)之間的沖突現(xiàn)象，有助于尋找要素間協(xié)調(diào)的方法，以便使系統(tǒng)的總體目標(biāo)最優(yōu)化。五、系統(tǒng)要素及其作用關(guān)系（四)系統(tǒng)要素的沖突與集成那么，如何解決系統(tǒng)內(nèi)部要素之間的目標(biāo)沖突呢？答案是集成，集成是解決系統(tǒng)要素沖突的有效途徑。集成可以理解為一體化或整合的過(guò)程。這一概念來(lái)源于20世紀(jì)40年代研制的集成電路。在一個(gè)只有指甲蓋大小的硅片上集成了十幾億個(gè)晶體管，組合成一個(gè)整體后，能發(fā)揮一定的功能，成為計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用中不可缺少的技術(shù)載體。20世紀(jì)80年代，隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展，不同廠家生產(chǎn)的硬件和軟件系統(tǒng)能通過(guò)一定的方式進(jìn)行集成，形成具有完整功能的信息系統(tǒng)。進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，幾乎可以將全球的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成為一個(gè)全球性的網(wǎng)絡(luò)。在這些領(lǐng)域，集成的概念發(fā)揮了重要的作用。五、系統(tǒng)要素及其作用關(guān)系（四)系統(tǒng)要素的沖突與集成集成（Integration）就是通過(guò)某種方式將一些孤立的要素集中在一起，產(chǎn)生聯(lián)系，從而構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體的過(guò)程。比如，前面提到的運(yùn)輸要素目標(biāo)與倉(cāng)儲(chǔ)要素目標(biāo)之間存在沖突，我們基于集成的思想，站在運(yùn)輸要素和倉(cāng)儲(chǔ)要素所處的共同的大系統(tǒng)———物流系統(tǒng)層面來(lái)考慮成本的降低時(shí)，就不能分別考慮運(yùn)輸成本和倉(cāng)儲(chǔ)成本的最低，而是要綜合考慮這兩個(gè)要素所在的物流系統(tǒng)的總成本最低，這樣目標(biāo)就一致了。五、系統(tǒng)要素及其作用關(guān)系（四)系統(tǒng)要素的沖突與集成系統(tǒng)工程的認(rèn)識(shí)任務(wù)二知識(shí)結(jié)構(gòu)導(dǎo)圖系統(tǒng)工程（systemEngineering）是以研究大型復(fù)雜的人造系統(tǒng)和復(fù)合系統(tǒng)為對(duì)象的一門(mén)交叉科學(xué)，對(duì)數(shù)學(xué)要求高，離不開(kāi)計(jì)算機(jī)。系統(tǒng)工程既是一個(gè)技術(shù)過(guò)程，又是一個(gè)管理過(guò)程，它的定義有很多種，錢(qián)學(xué)森教授說(shuō)它是一種科學(xué)方法，美國(guó)學(xué)者說(shuō)它是一門(mén)科學(xué)，還有人說(shuō)它是一門(mén)特殊工程學(xué)，但大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為它是一種管理技術(shù)。一、系統(tǒng)工程的含義在國(guó)外，系統(tǒng)工程應(yīng)用的一個(gè)經(jīng)典案例就是阿波羅登月計(jì)劃。20世紀(jì)60年代美國(guó)開(kāi)始實(shí)施阿波羅載人登月計(jì)劃，參加者有42萬(wàn)多人，涉及2萬(wàn)多個(gè)廠家，歷時(shí)11年。項(xiàng)目成功后，美國(guó)人首先宣布，這是系統(tǒng)工程的勝利?？傮w上講，20世紀(jì)40年代是現(xiàn)代系統(tǒng)工程的起點(diǎn)；50年代，系統(tǒng)工程方法全面形成；60年代，系統(tǒng)工程方法取得突破；70年代，系統(tǒng)工程的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，系統(tǒng)工程方法可處理更加復(fù)雜的系統(tǒng)問(wèn)題，系統(tǒng)工程由工程系統(tǒng)工程發(fā)展到復(fù)雜系統(tǒng)工程，特別是復(fù)雜巨系統(tǒng)工程，如社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)工程。一、系統(tǒng)工程的含義20世紀(jì)70年代中后期發(fā)展起來(lái)的軟系統(tǒng)思想是系統(tǒng)工程從面向工程系統(tǒng)到面向無(wú)結(jié)構(gòu)問(wèn)題轉(zhuǎn)變的典型標(biāo)志。此后，人們又創(chuàng)造出一些面向更復(fù)雜系統(tǒng)的方法，如綜合集成法。系統(tǒng)工程的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下5個(gè)方面:（1）研究對(duì)象是工程系統(tǒng)；（2）研究目標(biāo)是讓系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)；（3）系統(tǒng)工程學(xué)是工業(yè)工程學(xué)的發(fā)展，應(yīng)用廣泛，而工業(yè)工程學(xué)只適用于中小規(guī)模；（4）是橫跨許多技術(shù)的交叉科學(xué)；（5）對(duì)數(shù)學(xué)要求高，離不開(kāi)計(jì)算機(jī)。一、系統(tǒng)工程的含義系統(tǒng)工程解決系統(tǒng)問(wèn)題的總體思路如下:（1）確定一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)；（2）確定達(dá)到目標(biāo)需要的資源與條件；（3）確定可達(dá)到目標(biāo)的備選方案；（4）對(duì)各個(gè)方案在達(dá)到目標(biāo)與所需資源、條件等方面進(jìn)行綜合分析與評(píng)估；（5）根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)，判別各個(gè)方案優(yōu)劣的次序；（6）選擇最終實(shí)施的方案。一、系統(tǒng)工程的含義從學(xué)科發(fā)展和學(xué)術(shù)研究的角度看，系統(tǒng)工程是一門(mén)新興的交叉學(xué)科，尚處于發(fā)展階段，至今還沒(méi)有統(tǒng)一的定義。國(guó)內(nèi)外許多知名學(xué)者對(duì)系統(tǒng)工程進(jìn)行了定義和內(nèi)涵解釋，下面列舉幾個(gè)有代表性的解釋，以幫助我們更好地認(rèn)識(shí)和理解系統(tǒng)工程。中國(guó)著名科學(xué)家錢(qián)學(xué)森教授給出的定義：“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?！薄跋到y(tǒng)工程是一門(mén)組織管理的技術(shù)?！币?、系統(tǒng)工程的含義（一)典型定義美國(guó)著名學(xué)者H.切斯納（H.chestnut）的定義：“系統(tǒng)工程認(rèn)為雖然每個(gè)系統(tǒng)都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)工程就是按照各個(gè)目標(biāo)進(jìn)行權(quán)衡，全面求得最優(yōu)解（或滿意解）的方法，并使各組成部分能夠最大限度地互相適應(yīng)?！币?、系統(tǒng)工程的含義（一)典型定義系統(tǒng)分析是以系統(tǒng)思想為基礎(chǔ)的，其內(nèi)容龐大，尤其是復(fù)雜的大系統(tǒng)通常會(huì)受到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)因素的影響，對(duì)這類系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)分析時(shí)往往夾雜著決策者個(gè)人的價(jià)值觀和主觀判斷，因此，從方法論的角度看，系統(tǒng)分析不僅需要計(jì)算，還需要依賴直觀和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷?？梢哉f(shuō)，系統(tǒng)分析的方法既有科學(xué)性，又具有某種藝術(shù)性。一、系統(tǒng)工程的含義（一)典型定義綜上所述，系統(tǒng)工程是以研究大型復(fù)雜的人造系統(tǒng)和復(fù)合系統(tǒng)為對(duì)象的一門(mén)交叉科學(xué)，它既是一個(gè)技術(shù)過(guò)程，又是一個(gè)管理過(guò)程。它把自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)中的某些思想、理論、方法、策略和手段根據(jù)總體協(xié)調(diào)的需要有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，應(yīng)用定量分析和定性分析相結(jié)合的方法以及計(jì)算機(jī)等技術(shù)工具，對(duì)系統(tǒng)的構(gòu)成要素、組織結(jié)構(gòu)、信息交換、反債控制等功能進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)、制造和服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體目標(biāo)的最優(yōu)化。因此，系統(tǒng)工程是一門(mén)現(xiàn)代化的組織管理技術(shù)，是特殊的工程技術(shù)，是跨越許多學(xué)科的邊緣科學(xué)。一、系統(tǒng)工程的含義（一)典型定義工程的類型多種多樣，有以硬件為主的工程，如機(jī)械工程、電子工程、水利工程等，也有以流程重組和以軟件為主的工程，如軟件工程、物流工程等。系統(tǒng)工程與機(jī)械工程、電子工程、水利工程等有很大差異。機(jī)械工程、電子工程、水利工程等都有其特定的工程物質(zhì)對(duì)象，而系統(tǒng)工程則不然，任何一種物質(zhì)系統(tǒng)都能成為它的研究對(duì)象，而且不只限于物質(zhì)系統(tǒng)，還包括自然系統(tǒng)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng)、軍事指揮系統(tǒng)等。我們經(jīng)常會(huì)在“系統(tǒng)工程”前面加上一個(gè)領(lǐng)域限定詞，從而形成了不同的系統(tǒng)工程應(yīng)用分支。一、系統(tǒng)工程的含義（二)系統(tǒng)工程與其他工程的區(qū)別

（1）系統(tǒng)工程常見(jiàn)的應(yīng)用分支包括：社會(huì)系統(tǒng)工程

（6）農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程

（5）交通運(yùn)輸系統(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

（2）宏觀經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)工程

（8）工業(yè)及企業(yè)系統(tǒng)工程

（7）軍事系統(tǒng)工程一、系統(tǒng)工程的含義（二)系統(tǒng)工程與其他工程的區(qū)別

（1）社會(huì)系統(tǒng)工程組織管理整個(gè)社會(huì)活動(dòng)的工程技術(shù)，其研究對(duì)象是整個(gè)社會(huì)。

（2）宏觀經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)工程運(yùn)用系統(tǒng)分析方法研究宏觀經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，如經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略、國(guó)民經(jīng)濟(jì)宏觀調(diào)控、宏觀經(jīng)濟(jì)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)政策、投入產(chǎn)出分析、物價(jià)系統(tǒng)分析、投資決策分析、綜合國(guó)力分析、稅率與匯率分析、貨幣需求建模與預(yù)測(cè)、世界經(jīng)濟(jì)模型等。一、系統(tǒng)工程的含義（二)系統(tǒng)工程與其他工程的區(qū)別

（3）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)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略、區(qū)域綜合發(fā)展規(guī)劃、區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)政策、區(qū)域資源優(yōu)化配置、城鎮(zhèn)布局和發(fā)展規(guī)劃、區(qū)域投資規(guī)劃、地區(qū)之間的分工與協(xié)作、區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展等。

（4）環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)工程應(yīng)用系統(tǒng)分析方法研究大氣生態(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)、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、環(huán)境計(jì)量預(yù)測(cè)模型等。一、系統(tǒng)工程的含義（二)系統(tǒng)工程與其他工程的區(qū)別

（5）交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程應(yīng)用系統(tǒng)工程的理論和方法分析和解決交通運(yùn)輸復(fù)雜系統(tǒng)中的問(wèn)題，如綜合運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和規(guī)劃、各種運(yùn)輸方式的規(guī)劃及調(diào)度、運(yùn)費(fèi)定價(jià)、綜合運(yùn)輸優(yōu)化模型以及交通運(yùn)輸系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析、城市公共交通系統(tǒng)分析等問(wèn)題。

（6）農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程應(yīng)用系統(tǒng)工程的理論和方法研究農(nóng)業(yè)問(wèn)題，如農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、農(nóng)業(yè)綜合規(guī)劃、農(nóng)業(yè)政策分析、農(nóng)業(yè)投資規(guī)劃、農(nóng)產(chǎn)品需求預(yù)測(cè)、農(nóng)作物合理布局、立體農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、農(nóng)業(yè)服務(wù)系統(tǒng)綜合規(guī)劃、農(nóng)業(yè)多目標(biāo)決策方法以及農(nóng)戶家庭經(jīng)濟(jì)模式等問(wèn)題。一、系統(tǒng)工程的含義（二)系統(tǒng)工程與其他工程的區(qū)別

（7）軍事系統(tǒng)工程研究國(guó)防戰(zhàn)略、作戰(zhàn)模擬、情報(bào)通信與指揮、參謀、武器裝備發(fā)展規(guī)劃、一體化后勤保障、國(guó)防經(jīng)濟(jì)學(xué)與軍事運(yùn)籌學(xué)等問(wèn)題。

（8）以現(xiàn)代工業(yè)和企業(yè)為研究對(duì)象，研究其發(fā)展中的問(wèn)題，如市場(chǎng)分析與預(yù)測(cè)、新產(chǎn)品研究與開(kāi)發(fā)、企業(yè)重組、生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度、質(zhì)量保障、信息管理、企業(yè)發(fā)展與競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略、企業(yè)決策與決策支持、企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力分析等。工業(yè)及企業(yè)系統(tǒng)工程一、系統(tǒng)工程的含義（二)系統(tǒng)工程與其他工程的區(qū)別此外，還有人口系統(tǒng)工程、能源系統(tǒng)工程、水資源系統(tǒng)工程等。另外，由于系統(tǒng)方法向管理領(lǐng)域的滲透，有些管理方法雖然沒(méi)有冠上“系統(tǒng)工程”的名稱，但其本質(zhì)是系統(tǒng)思想的管理方法的體現(xiàn)，如項(xiàng)目管理，也可認(rèn)為其屬于廣義的系統(tǒng)工程。系統(tǒng)工程處理的對(duì)象主要是信息，因此，有些學(xué)者認(rèn)為系統(tǒng)工程是一門(mén)軟科學(xué)。系統(tǒng)工程在自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)之間架設(shè)了一座溝通的橋梁。利用現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過(guò)系統(tǒng)工程，為社會(huì)科學(xué)研究增加了極為有用的定量方法、模型方法、模擬實(shí)驗(yàn)方法和優(yōu)化方法。系統(tǒng)工程也為從事自然科學(xué)的工程技術(shù)人員和從事社會(huì)科學(xué)的研究人員的相互合作開(kāi)辟了廣闊的道路。一、系統(tǒng)工程的含義（二)系統(tǒng)工程與其他工程的區(qū)別一般系統(tǒng)論（General

SystemTheory）是通過(guò)對(duì)各種不同系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)理論研究而形成的適用于一切種類系統(tǒng)的學(xué)說(shuō)，主要?jiǎng)?chuàng)始人是美國(guó)的理論生物學(xué)家L.V.貝塔朗姆。一般系統(tǒng)論的基本觀點(diǎn)是重視系統(tǒng)的整體性、系統(tǒng)的開(kāi)放性、系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)相關(guān)性、系統(tǒng)的多級(jí)遞階性和系統(tǒng)的有序性。二、系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)理論（一）一般系統(tǒng)論大系統(tǒng)一般是規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、環(huán)節(jié)多或?qū)哟屋^多、目標(biāo)多樣、影響因素眾多、關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜并常具有隨機(jī)性質(zhì)的系統(tǒng)，如經(jīng)濟(jì)計(jì)劃管理系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、區(qū)域經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)等。大系統(tǒng)歸納起來(lái)有如下六個(gè)特征：(3)計(jì)算復(fù)雜,工作量大(5)多目標(biāo)(6)在大系統(tǒng)里人的因素、經(jīng)濟(jì)因素越來(lái)越多(4)采用分散化控制(1)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大且復(fù)雜(2)信息復(fù)雜二、系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)理論（二）大系統(tǒng)論(1)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大且復(fù)雜現(xiàn)在的一些大系統(tǒng)一般來(lái)說(shuō)都牽涉到多級(jí)遞階控制。比如國(guó)外的跨國(guó)公司，一個(gè)公司跨幾十個(gè)國(guó)家進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)和經(jīng)營(yíng)管理，是一個(gè)多級(jí)管理結(jié)構(gòu)。另外一些社會(huì)經(jīng)濟(jì)大系統(tǒng)，如交通運(yùn)輸大系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)也非常復(fù)雜，由許多子系統(tǒng)組成。二、系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)理論（二）大系統(tǒng)論(2)信息復(fù)雜在一個(gè)大系統(tǒng)里，信息的收集、傳輸、處理往往都是量大而且復(fù)雜的，當(dāng)然由于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展、現(xiàn)代通信以及信息理論的發(fā)展，在大系統(tǒng)里信息的交流和處理有較好的條件，如鐵路的集中控制的程度是很高的，因此，需要將大量信息及時(shí)傳輸?shù)娇刂浦行?，然后才能及時(shí)得到反債，從而指揮整個(gè)鐵路系統(tǒng)的運(yùn)輸。二、系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)理論（二）大系統(tǒng)論(3)計(jì)算復(fù)雜,工作量大大系統(tǒng)要用許多現(xiàn)代的數(shù)學(xué)方法（如運(yùn)籌學(xué)、現(xiàn)代控制理論）來(lái)處理一些關(guān)于數(shù)學(xué)模型的問(wèn)題。二、系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)理論（二）大系統(tǒng)論(4)采用分散化控制由于系統(tǒng)越來(lái)越大，越來(lái)越復(fù)雜，因此要實(shí)現(xiàn)集中控制越來(lái)越困難，所花代價(jià)也很大。例如，要對(duì)一個(gè)龐大部門(mén)的設(shè)備實(shí)行完全集中控制，那就需要容量很大、速度很高的計(jì)算機(jī)?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)在向大容量、高次數(shù)、巨型化發(fā)展的同時(shí)，也向微型化發(fā)展，特別是超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，可使計(jì)算機(jī)越做越小。二、系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)理論（二）大系統(tǒng)論(4)采用分散化控制因此，現(xiàn)在出現(xiàn)了一種分散化控制的趨勢(shì)，就是每個(gè)子系統(tǒng)用一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，然后在中心控制室用一臺(tái)大型計(jì)算機(jī)來(lái)加以協(xié)調(diào)，用計(jì)算機(jī)控制計(jì)算機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)多級(jí)控制網(wǎng)絡(luò)。這就引起了一個(gè)理論問(wèn)題，即分散控制理論，這一理論正處于研究階段，還不成熟。二、系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)理論（二）大系統(tǒng)論(5)多目標(biāo)我們對(duì)課題進(jìn)行系統(tǒng)分析要有一個(gè)目標(biāo)，用線性規(guī)劃的方法來(lái)求得目標(biāo)函數(shù)。開(kāi)始是一個(gè)單目標(biāo)，由于系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，因此就出現(xiàn)了多目標(biāo)。多目標(biāo)出現(xiàn)后，由于其往往不是協(xié)調(diào)一致的，常常有矛盾，因此，科研人員提出了多目標(biāo)規(guī)劃問(wèn)題。二、系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)理論（二）大系統(tǒng)論(6)在大系統(tǒng)里人的因素、經(jīng)濟(jì)因素越來(lái)越多在一個(gè)大的工程系統(tǒng)或社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中，人的因素越多，則對(duì)系統(tǒng)的干擾越大，人的主觀能動(dòng)性在系統(tǒng)里的表現(xiàn)越突出。我們知道，人的因素或社會(huì)因素不像工程技術(shù)問(wèn)題那么單純，因?yàn)槿说囊蛩赜性S多是不確定的，帶有主觀意識(shí)，這就大大地把問(wèn)題復(fù)雜化了。二、系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)理論（二）大系統(tǒng)論(6)在大系統(tǒng)里人的因素、經(jīng)濟(jì)因素越來(lái)越多大系統(tǒng)優(yōu)化的基本方法是特定的分解與協(xié)調(diào)方法，即把可分解的大系統(tǒng)分解成許多互不相關(guān)的子系統(tǒng)，這些互不相關(guān)的子系統(tǒng)又都與大系統(tǒng)相關(guān)，各子系統(tǒng)將性能反債給大系統(tǒng)用總目標(biāo)度量后，再將指示下達(dá)給各個(gè)子系統(tǒng)，這就是大系統(tǒng)分解與協(xié)調(diào)的基本思路。二、系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)理論（二）大系統(tǒng)論(6)在大系統(tǒng)里人的因素、經(jīng)濟(jì)因素越來(lái)越多大系統(tǒng)優(yōu)化又可分為靜態(tài)優(yōu)化和動(dòng)態(tài)優(yōu)化。靜態(tài)優(yōu)化采用Dantzig-wolfe大線性規(guī)劃方法來(lái)解決，其基本原理仍是應(yīng)用分解協(xié)調(diào)原理；動(dòng)態(tài)優(yōu)化也是采用分解協(xié)調(diào)原理，將各子系統(tǒng)之間具有聯(lián)系約束的動(dòng)態(tài)優(yōu)化問(wèn)題用Lagrange乘子向量化為無(wú)聯(lián)系約束的動(dòng)態(tài)優(yōu)化問(wèn)題，經(jīng)過(guò)模型協(xié)調(diào)計(jì)劃，求得各子系統(tǒng)分散控制的規(guī)律，使大系統(tǒng)達(dá)到優(yōu)化。二、系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)理論（二）大系統(tǒng)論1973年，德國(guó)的赫爾曼·哈肯提出了協(xié)同學(xué)理論（synergetics）（簡(jiǎn)稱協(xié)同論），認(rèn)為不同系統(tǒng)之間存在著各要素的協(xié)同行為，這種協(xié)同作用超越各要素自身的單獨(dú)作用，從而形成了整個(gè)系統(tǒng)的統(tǒng)一作用和聯(lián)合作用。協(xié)同作用是形成系統(tǒng)有序結(jié)構(gòu)的內(nèi)部作用力，通過(guò)這種作用，系統(tǒng)能夠自動(dòng)產(chǎn)生時(shí)間上、空間上或功能上的有序結(jié)構(gòu)。協(xié)同論的核心是自組織理論，即復(fù)雜大系統(tǒng)在演變過(guò)程中通過(guò)內(nèi)部諸要素的自動(dòng)協(xié)同來(lái)達(dá)到宏觀有序的狀態(tài)。協(xié)同論在發(fā)展進(jìn)程中推動(dòng)了系統(tǒng)工程的發(fā)展，成為系統(tǒng)科學(xué)重要的理論基礎(chǔ)。二、系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)理論（三）協(xié)同論耗散結(jié)構(gòu)（Dissipativestructure）理論由比利時(shí)學(xué)者I.普利高津提出，他認(rèn)為一個(gè)開(kāi)放的系統(tǒng)在遠(yuǎn)離平衡的情況下，通過(guò)不斷與外界交換能量、物質(zhì)和信息，當(dāng)發(fā)生某些特殊事物糯合，達(dá)到一定的國(guó)值時(shí)，就會(huì)突然以新的方式組織起來(lái)，產(chǎn)生新的質(zhì)變，從原來(lái)混沛無(wú)序的混亂狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樵跁r(shí)空上或功能上穩(wěn)定的有序狀態(tài)。耗散結(jié)構(gòu)理論為貝塔朗菲的“一般系統(tǒng)論”的有序結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性提供了嚴(yán)密的理論根據(jù)。二、系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)理論（四）耗散結(jié)構(gòu)理論經(jīng)濟(jì)控制論是應(yīng)用現(xiàn)代控制論的科學(xué)方法分析經(jīng)濟(jì)控制過(guò)程的學(xué)科。20世紀(jì)60年代初期控制論開(kāi)始應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域。1965年，美國(guó)哈佛大學(xué)的經(jīng)濟(jì)教授R.多貝爾和控制論教授何統(tǒng)填首次合作利用控制論建立經(jīng)濟(jì)模型。1966年該校經(jīng)濟(jì)系的L.泰勒和D.肯德里克教授應(yīng)用控制理論中的共扼梯度法制訂了當(dāng)時(shí)韓國(guó)的最優(yōu)經(jīng)濟(jì)計(jì)劃模型。該理論為貝塔朗菲的“一般系統(tǒng)論”的有序結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性提供了嚴(yán)密的理論根據(jù)。此后，控制理論在微觀經(jīng)濟(jì)和宏觀經(jīng)濟(jì)方面都得到了廣泛的應(yīng)用。二、系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)理論（五）經(jīng)濟(jì)控制論經(jīng)濟(jì)控制論的重要內(nèi)容是投入產(chǎn)出模型。由于經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)是相互依存的一個(gè)整體，投入產(chǎn)出模型是一種簡(jiǎn)單而有用的經(jīng)濟(jì)分析工具，是包含許多經(jīng)濟(jì)部門(mén)、高度解集、確定供給的綜合模型。但在實(shí)際經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中，考慮到收益變化、生產(chǎn)技術(shù)變化、生產(chǎn)中的時(shí)間滯后和資本積累過(guò)程等時(shí)間因素引起變量變化，人們?cè)陟o態(tài)投入產(chǎn)出模型的基礎(chǔ)上加入變化因素后，研究動(dòng)態(tài)投入產(chǎn)出模型，從而形成經(jīng)濟(jì)控制論的重要內(nèi)容。經(jīng)濟(jì)控制論是系統(tǒng)優(yōu)化分析中常用的基礎(chǔ)理論。比如，在物流系統(tǒng)中主要用于解決資源（包括設(shè)施、設(shè)備）的最優(yōu)利用與控制、預(yù)測(cè)技術(shù)以及物流系統(tǒng)合理化等問(wèn)題。二、系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)理論（五）經(jīng)濟(jì)控制論運(yùn)籌學(xué)主要運(yùn)用模型化的方法，按提出的預(yù)期目標(biāo)，將一個(gè)已確定研究范圍的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題中的主要因素及各種限制條件之間的因果關(guān)系、邏輯關(guān)系建立數(shù)學(xué)模型，通過(guò)模型求解來(lái)尋求最優(yōu)方案。運(yùn)籌學(xué)的分支主要有以下四類：

1.規(guī)劃論13.排隊(duì)論32.庫(kù)存論244.對(duì)策論二、系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)理論（六）運(yùn)籌學(xué)規(guī)劃論包括線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃等理論和方法，用于解決物流系統(tǒng)中的配送組織、設(shè)施規(guī)劃、計(jì)劃優(yōu)化等問(wèn)題。二、系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)理論（六）運(yùn)籌學(xué)1.規(guī)劃論在經(jīng)營(yíng)管理工作中，為了保證系統(tǒng)的有效運(yùn)轉(zhuǎn)，往往需要對(duì)原材料、元器件、設(shè)備、資金以及其他保障物資進(jìn)行量的決策，保持必要的儲(chǔ)備量。庫(kù)存論就是應(yīng)用數(shù)學(xué)方法研究在什么時(shí)間、以多少數(shù)量、從什么供應(yīng)渠道來(lái)補(bǔ)充這些儲(chǔ)備，使得在保證生產(chǎn)正常運(yùn)行的情況下，保持庫(kù)存和補(bǔ)充采購(gòu)的總費(fèi)用最少。二、系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)理論（六）運(yùn)籌學(xué)2.庫(kù)存論排隊(duì)論是研究排隊(duì)現(xiàn)象的統(tǒng)計(jì)規(guī)律性并用以指導(dǎo)服務(wù)系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計(jì)和最優(yōu)經(jīng)營(yíng)策略。在這種服務(wù)系統(tǒng)中，服務(wù)對(duì)象何時(shí)到達(dá)、占用系統(tǒng)時(shí)間的長(zhǎng)短等事先都無(wú)從確知。排隊(duì)論是通過(guò)對(duì)每個(gè)隨機(jī)服務(wù)現(xiàn)象統(tǒng)計(jì)規(guī)律的研究，找出反映這些隨機(jī)現(xiàn)象平均特性的規(guī)律，從而在保證較好經(jīng)營(yíng)效益的前提下改進(jìn)服務(wù)系統(tǒng)的工作能力。排隊(duì)論用于解決物流系統(tǒng)中的流程概率性問(wèn)題，按隨機(jī)過(guò)程的到達(dá)率處理各種現(xiàn)象，如裝卸系統(tǒng)中的設(shè)備配置、人員配置等。二、系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)理論（六）運(yùn)籌學(xué)3.排隊(duì)論在經(jīng)營(yíng)管理工作中，為了保證系統(tǒng)的有效運(yùn)轉(zhuǎn)，往往需要對(duì)原材料、元器件、設(shè)備、資金以及其他保障物資進(jìn)行量的決策，保持必要的儲(chǔ)備量。庫(kù)存論就是應(yīng)用數(shù)學(xué)方法研究在什么時(shí)間、以多少數(shù)量、從什么供應(yīng)渠道來(lái)補(bǔ)充這些儲(chǔ)備，使得在保證生產(chǎn)正常運(yùn)行的情況下，保持庫(kù)存和補(bǔ)充采購(gòu)的總費(fèi)用最少。二、系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)理論（六）運(yùn)籌學(xué)4.對(duì)策論系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論是在總結(jié)運(yùn)籌學(xué)理論的基礎(chǔ)上，為適應(yīng)社會(huì)系統(tǒng)管理需要而發(fā)展的。其主要特征是不進(jìn)行抽象的數(shù)學(xué)假想，不單純追求最優(yōu)解，而是以對(duì)系統(tǒng)實(shí)際觀測(cè)的數(shù)據(jù)為依據(jù)，建立動(dòng)態(tài)仿真模型，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)獲得系統(tǒng)行為的描述，達(dá)到改進(jìn)和完善系統(tǒng)的目的。物流系統(tǒng)中可采用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論研究分析系統(tǒng)與子系統(tǒng)以及不同子系統(tǒng)間的發(fā)展變化趨勢(shì)、相互關(guān)系和相互影響。二、系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)理論（七）系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論系統(tǒng)工程綜合工程技術(shù)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、社會(huì)科學(xué)、管理科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算技術(shù)等專業(yè)學(xué)科的內(nèi)容。它以多種專業(yè)學(xué)科技術(shù)為基礎(chǔ)，為研究和發(fā)展其他學(xué)科提供共同的途徑。系統(tǒng)工程不是孤立地運(yùn)用各門(mén)學(xué)科的技術(shù)內(nèi)容，而是把它們橫向聯(lián)系起來(lái)，綜合利用這些學(xué)科的基礎(chǔ)理論和方法，形成的一個(gè)新的科學(xué)技術(shù)體系。三、系統(tǒng)工程的核心內(nèi)容（一）系統(tǒng)工程的技術(shù)內(nèi)容系統(tǒng)工程所涉及的學(xué)科內(nèi)容極為廣泛，主要的技術(shù)內(nèi)容有：1.運(yùn)籌學(xué)2.概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)3.數(shù)量經(jīng)濟(jì)學(xué)4.技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)5.管理科學(xué)三、系統(tǒng)工程的核心內(nèi)容（一）系統(tǒng)工程的技術(shù)內(nèi)容運(yùn)籌學(xué)是一門(mén)應(yīng)用學(xué)科，它研究的主要內(nèi)容是在既定條件下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面規(guī)劃，用數(shù)量化方法（主要是數(shù)學(xué)模型）來(lái)尋求合理利用現(xiàn)有人力、物力和財(cái)力的最優(yōu)工作方案的統(tǒng)籌規(guī)劃和有效運(yùn)用，以期用最少的費(fèi)用取得最大的效果。1.運(yùn)籌學(xué)三、系統(tǒng)工程的核心內(nèi)容（一）系統(tǒng)工程的技術(shù)內(nèi)容運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)的具體程序大致可歸納為五個(gè)步驟：（1）收集資料，歸納問(wèn)題。應(yīng)大量收集所要處理問(wèn)題的現(xiàn)象和有關(guān)數(shù)據(jù)資料，經(jīng)歸納提煉后，確定問(wèn)題的性質(zhì)、特征和類別。（2）建立相應(yīng)的模型?？捎毛@得的資料，建立各種相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。（3）求解模型。有關(guān)運(yùn)籌學(xué)問(wèn)題的求解，往往需要復(fù)雜的計(jì)算。目前，由于高功能電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展，已研制出多種軟件，可用于模型的求解。1.運(yùn)籌學(xué)三、系統(tǒng)工程的核心內(nèi)容（一）系統(tǒng)工程的技術(shù)內(nèi)容（4）檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)模型的解。應(yīng)利用模型進(jìn)行判斷、預(yù)測(cè)，并對(duì)各種結(jié)果進(jìn)行比較，以確定出最優(yōu)值（極值）。（5）參考所獲得的最優(yōu)值，做出正確的決策?？梢钥闯?，運(yùn)籌學(xué)是系統(tǒng)工程重要的技術(shù)內(nèi)容，它為系統(tǒng)工程的發(fā)展和應(yīng)用奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。1.運(yùn)籌學(xué)三、系統(tǒng)工程的核心內(nèi)容（一）系統(tǒng)工程的技術(shù)內(nèi)容概率論是研究大量偶然事件基本規(guī)律的學(xué)科，廣泛應(yīng)用概率型的描述。數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)主要研究取得數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)和整理數(shù)據(jù)的方法。2.概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)三、系統(tǒng)工程的核心內(nèi)容（一）系統(tǒng)工程的技術(shù)內(nèi)容數(shù)量經(jīng)濟(jì)學(xué)是經(jīng)濟(jì)學(xué)中的一門(mén)新學(xué)科，它在馬克思主義經(jīng)濟(jì)理論的指導(dǎo)下，在質(zhì)的分析的基礎(chǔ)上，利用數(shù)學(xué)方法和計(jì)算技術(shù)來(lái)研究社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)的數(shù)量、數(shù)量關(guān)系、數(shù)量變化及其規(guī)律性。這一學(xué)科的主要內(nèi)容有國(guó)民經(jīng)濟(jì)最優(yōu)計(jì)劃和最優(yōu)管理、資源的最優(yōu)利用、遠(yuǎn)景規(guī)劃中的預(yù)測(cè)技術(shù)、儲(chǔ)備問(wèn)題的經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)分析、經(jīng)濟(jì)信息的組織管理和自動(dòng)化體系的建立等。3.數(shù)量經(jīng)濟(jì)學(xué)三、系統(tǒng)工程的核心內(nèi)容（一）系統(tǒng)工程的技術(shù)內(nèi)容4.技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)是一門(mén)跨自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)，同時(shí)包含研究技術(shù)與經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面的交叉學(xué)科，它用經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)分析評(píng)價(jià)技術(shù)的問(wèn)題，研究技術(shù)工作的經(jīng)濟(jì)效益，它既要研究科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的客觀規(guī)律性，又要分析和評(píng)價(jià)技術(shù)工作的經(jīng)濟(jì)效果，回答如何最有效地利用技術(shù)資源促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)技術(shù)上先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)上合理的最優(yōu)方案，為制訂技術(shù)政策、確定技術(shù)措施和選擇技術(shù)方案提供科學(xué)的決策依據(jù)。三、系統(tǒng)工程的核心內(nèi)容（一）系統(tǒng)工程的技術(shù)內(nèi)容管理科學(xué)是在20世紀(jì)初形成的。1911年，泰羅在總結(jié)了他幾十年的管理經(jīng)驗(yàn)和泰羅制的有關(guān)管理理論的基礎(chǔ)上，出版了《科學(xué)管理原理》一書(shū)，從而開(kāi)創(chuàng)了“科學(xué)管理”的新階段?？茖W(xué)管理原理理論在20世紀(jì)初得到了廣泛的傳播和應(yīng)用。但是從科學(xué)管理的理論和內(nèi)容中可以看出，泰羅所解決的問(wèn)題還只是涉及生產(chǎn)作業(yè)方面的有關(guān)問(wèn)題，還沒(méi)有注意到管理組織和管理職能之間的相互關(guān)系，即尚未涉及管理系統(tǒng)化方面的有關(guān)問(wèn)題，但它畢竟加強(qiáng)了生產(chǎn)過(guò)程中的現(xiàn)場(chǎng)管理，從而為系統(tǒng)化管理準(zhǔn)備了條件，奠定了基礎(chǔ)。其后，法約爾（HenryFayol）（法）、書(shū)伯（Max.weber）（德）、甘特（HenryL.Gantt）（美）、吉爾布雷斯夫婦（FrankandLillianGilbreth）（美）、福特（HenryFord）（美）等人的有關(guān)管理的理論為科學(xué)管理的發(fā)展、鞏固和提高做出了杰出的貢獻(xiàn)。5.管理科學(xué)三、系統(tǒng)工程的核心內(nèi)容（一）系統(tǒng)工程的技術(shù)內(nèi)容第二次世界大戰(zhàn)后，由于運(yùn)籌學(xué)、工業(yè)工程以及質(zhì)量管理等理論的出現(xiàn)和應(yīng)用，形成了新的管理科學(xué)。一方面，它強(qiáng)調(diào)建立數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行定量分析，應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，從而為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理提供了技術(shù)、方法和工具；另一方面，以梅奧（EltonMayo）、巴納德（chesterI.Barnard）等人為代表的心理學(xué)家、社會(huì)學(xué)家和企業(yè)家等以霍桑試驗(yàn)為起點(diǎn)，把心理學(xué)、社會(huì)學(xué)、人類學(xué)等科學(xué)應(yīng)用到企業(yè)管理領(lǐng)域，形成了一個(gè)重要的學(xué)科分支——行為科學(xué)理論，這一理論的特點(diǎn)在于側(cè)重對(duì)人的研究，研究人與人的關(guān)系（人群關(guān)系），以及對(duì)人的管理問(wèn)題。與此同時(shí)還出現(xiàn)了其他現(xiàn)代管理理論，其中主要有社會(huì)系統(tǒng)理論、系統(tǒng)管理理論、權(quán)變理論、管理過(guò)程理論等。這些新理論的形成使企業(yè)管理從“科學(xué)管理”階段逐步地過(guò)渡到“管理科學(xué)”階段。5.管理科學(xué)三、系統(tǒng)工程的核心內(nèi)容（一）系統(tǒng)工程的技術(shù)內(nèi)容管理科學(xué)的形成促進(jìn)了系統(tǒng)工程的進(jìn)一步發(fā)展。系統(tǒng)工程思想和方法在現(xiàn)代化管理中的具體運(yùn)用必須在管理科學(xué)的基礎(chǔ)上才能實(shí)現(xiàn)，從而使管理走向管理體制的合理化、經(jīng)營(yíng)決策的科學(xué)化、管理方法的最優(yōu)化、管理工具的現(xiàn)代化。5.管理科學(xué)三、系統(tǒng)工程的核心內(nèi)容（一）系統(tǒng)工程的技術(shù)內(nèi)容所謂模型，是指由實(shí)體系統(tǒng)經(jīng)過(guò)變換而得到的一個(gè)映像，是對(duì)實(shí)體系統(tǒng)的描述、模仿或抽象。模型化就是通過(guò)說(shuō)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和行為的數(shù)學(xué)方程或物理形式表達(dá)實(shí)體系統(tǒng)的一種科學(xué)方法。模型建立的方法有直接分析法、數(shù)據(jù)分析法和系統(tǒng)分析法。目前物流系統(tǒng)領(lǐng)域的主要模型有庫(kù)存模型、運(yùn)輸模型、投入產(chǎn)出模型、選址模型等。1.模型化技術(shù)三、系統(tǒng)工程的核心內(nèi)容（二）系統(tǒng)工程的常用技術(shù)模型分為實(shí)體模型、圖式模型和數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)模型是能夠描述物流系統(tǒng)變量之間的相互作用和因果關(guān)系的模型。其一般方程式為1.模型化技術(shù)

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三、系統(tǒng)工程的核心內(nèi)容（二）系統(tǒng)工程的常用技術(shù)所謂最優(yōu)化，就是在一定的約束條件下，找出使目標(biāo)函數(shù)最大或最小的解。最優(yōu)化求解的方法稱為最優(yōu)化技術(shù)。物流系統(tǒng)的最優(yōu)化一般采用數(shù)學(xué)模型方法進(jìn)行求解。物流系統(tǒng)的最優(yōu)化技術(shù)有庫(kù)存優(yōu)化策略、最短路徑問(wèn)題、最大流量問(wèn)題、最小費(fèi)用問(wèn)題等。2.最優(yōu)化技術(shù)三、系統(tǒng)工程的核心內(nèi)容（二）系統(tǒng)工程的常用技術(shù)3.網(wǎng)絡(luò)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是以數(shù)理統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ)，以網(wǎng)絡(luò)分析為主要內(nèi)容，以計(jì)算機(jī)為手段的現(xiàn)代化的計(jì)劃管理方法，包括以時(shí)間控制為主的計(jì)劃評(píng)審法（Program/projectEvaluationandReviewTechnique，PERT）和以成本控制為主的關(guān)鍵路線法（CriticalPathMethod，CPM）。比如在物流系統(tǒng)中，通常利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)籌安排、合理規(guī)劃，使得生產(chǎn)-流通-消費(fèi)之間的物流實(shí)現(xiàn)平衡。三、系統(tǒng)工程的核心內(nèi)容（二）系統(tǒng)工程的常用技術(shù)在分析研究中，先分別對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行局部?jī)?yōu)化，再根據(jù)物流系統(tǒng)的整體利益原則，不斷協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)間的相互關(guān)系，以得到總體費(fèi)用低、效率高、服務(wù)好的最優(yōu)目標(biāo)。復(fù)雜的物流系統(tǒng)通?？梢园凑漳繕?biāo)關(guān)聯(lián)或模型關(guān)聯(lián)進(jìn)行分解。例如，將企業(yè)物流系統(tǒng)的降低總庫(kù)存水平的目標(biāo)分解為控制采購(gòu)部門(mén)、生產(chǎn)車間、銷售部門(mén)等的庫(kù)存就是按目標(biāo)關(guān)聯(lián)分解，將系統(tǒng)難以求解的數(shù)學(xué)模型分解為低階、低維、方便求解的子系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型就是按照模型關(guān)聯(lián)分解。4.分解協(xié)調(diào)技術(shù)三、系統(tǒng)工程的核心內(nèi)容（二）系統(tǒng)工程的常用技術(shù)仿真技術(shù)亦稱模擬技術(shù)，是指用系統(tǒng)模型結(jié)合實(shí)際或模擬的環(huán)境和條件進(jìn)行研究分析或試驗(yàn)的技術(shù)方法。在物流系統(tǒng)中，進(jìn)行物流需求的預(yù)測(cè)，特別是隨機(jī)性、敏感性較強(qiáng)的需求的預(yù)測(cè)時(shí)，因素涉及面較廣，難以用常規(guī)預(yù)測(cè)模型或者常規(guī)求解辦法實(shí)施求解，采用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)比較方便。5.仿真技術(shù)三、系統(tǒng)工程的核心內(nèi)容（二）系統(tǒng)工程的常用技術(shù)系統(tǒng)工程方法論任務(wù)三從本質(zhì)上講，系統(tǒng)工程是一項(xiàng)組織與管理系統(tǒng)的過(guò)程。盡管對(duì)于不同的實(shí)際問(wèn)題，可能采取不同的分析方法，但是系統(tǒng)工程解決問(wèn)題的決策思維過(guò)程是一致的，這個(gè)決策過(guò)程就是系統(tǒng)工程的方法論框架。實(shí)際上，決策過(guò)程本身也可看作一個(gè)系統(tǒng)。那么，該系統(tǒng)工程由哪些要素組成？各要素之間存在怎樣的關(guān)系？該系統(tǒng)工程具有什么樣的結(jié)構(gòu)？顯然，從任何單一的角度都不可能完全揭示該系統(tǒng)的全貌，必須從多角度進(jìn)行觀察。本節(jié)將通過(guò)介紹霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論和軟系統(tǒng)方法論來(lái)揭示這一系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并通過(guò)三維結(jié)構(gòu)中邏輯維的解釋來(lái)說(shuō)明系統(tǒng)工程決策思維過(guò)程。系統(tǒng)工程方法論知識(shí)結(jié)構(gòu)導(dǎo)圖1962年美國(guó)學(xué)者霍爾（Hall）提出了被稱為霍爾三維結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)工程方法結(jié)構(gòu)。他從時(shí)間、邏輯、知識(shí)三個(gè)維度揭示出了系統(tǒng)工程的結(jié)構(gòu)，如圖1-9所示。圖1-9霍爾三維結(jié)構(gòu)圖（一）霍爾三維結(jié)構(gòu)一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論1.時(shí)間維時(shí)間維度是以時(shí)間的先后順序來(lái)揭示工程中各要素及其相互聯(lián)系，即工程是通過(guò)一系列按時(shí)間先后順序排列的工作體現(xiàn)進(jìn)展的，這里既有串聯(lián)的工作，也有并聯(lián)的工作。2.邏輯維邏輯維度是從工程管理的決策思維過(guò)程來(lái)考察，揭示系統(tǒng)決策的組成部分及其聯(lián)系的規(guī)律。3.知識(shí)維知識(shí)維度是從工程活動(dòng)中需要投入的科學(xué)知識(shí)角度來(lái)考察的，說(shuō)明科學(xué)知識(shí)對(duì)工程進(jìn)展的支撐作用。（一）霍爾三維結(jié)構(gòu)一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論時(shí)間維度是以時(shí)間的先后順序來(lái)揭示工程中各要素及其相互聯(lián)系，即工程是通過(guò)一系列按時(shí)間先后順序排列的工作體現(xiàn)進(jìn)展的，這里既有串聯(lián)的工作，也有并聯(lián)的工作?；魻枌⑾到y(tǒng)工程按時(shí)間順序分為圖1-9中的七個(gè)階段。規(guī)劃階段：分析系統(tǒng)所處環(huán)境條件，確定所需資源，規(guī)劃系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。方案制訂階段：根據(jù)規(guī)劃的目標(biāo)，制訂具體的總體方案。開(kāi)發(fā)階段：根據(jù)總體方案，制訂詳細(xì)的生產(chǎn)計(jì)劃。生產(chǎn)階段：生產(chǎn)制造所需的零部件（即方案的組成要素），制訂系統(tǒng)的安裝計(jì)劃。安裝階段：安裝系統(tǒng)，制訂運(yùn)行計(jì)劃。運(yùn)行階段：系統(tǒng)投入運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)功能。更新階段：根據(jù)運(yùn)行過(guò)程中的問(wèn)題，改進(jìn)、更新系統(tǒng)。用階段對(duì)工程進(jìn)行劃分，最核心的是階段成果，上一階段的成果是下一階段工作的基礎(chǔ)，上一階段的具體工作都體現(xiàn)在階段成果之中，因此，階段與階段之間由階段成果聯(lián)系起來(lái)。（一）霍爾三維結(jié)構(gòu)一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論1.時(shí)間維邏輯維度是從工程管理的決策思維過(guò)程來(lái)考察，揭示系統(tǒng)決策的組成部分及其聯(lián)系的規(guī)律。思維是圍繞決策任務(wù)的完成而展開(kāi)的，即決策過(guò)程的視角。霍爾將系統(tǒng)工程的決策思維活動(dòng)劃分成七個(gè)步驟，即明確問(wèn)題、確定目標(biāo)、系統(tǒng)綜合、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)評(píng)價(jià)、系統(tǒng)決策、方案實(shí)施。邏輯維上的結(jié)構(gòu)比時(shí)間維上的結(jié)構(gòu)更難把握，但也更能體現(xiàn)系統(tǒng)思想的特點(diǎn)和系統(tǒng)工程方法論的特征。（一）霍爾三維結(jié)構(gòu)2.邏輯維一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論知識(shí)維度是從工程活動(dòng)中需要投入的科學(xué)知識(shí)角度來(lái)考察的，說(shuō)明科學(xué)知識(shí)對(duì)工程進(jìn)展的支撐作用。知識(shí)維可劃分成社會(huì)科學(xué)、工程技術(shù)、法律、醫(yī)學(xué)等。知識(shí)維是離散的、無(wú)排列順序的。知識(shí)維的元素對(duì)時(shí)間維和邏輯維層面提供知識(shí)支撐。霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論的特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)明確目標(biāo)，核心內(nèi)容是模型化和定量化。在20世紀(jì)60年代之前，系統(tǒng)工程主要用來(lái)尋求各種戰(zhàn)術(shù)問(wèn)題的最優(yōu)策略，或用來(lái)組織與管理大型工程建設(shè)項(xiàng)目，非常適合應(yīng)用霍爾的三維結(jié)構(gòu)方法論。這類工程項(xiàng)目的任務(wù)一般比較明確，問(wèn)題的結(jié)構(gòu)很清楚，屬于結(jié)構(gòu)性問(wèn)題，可以充分運(yùn)用自然科學(xué)和工程技術(shù)方面的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)解決，有的項(xiàng)目甚至可以進(jìn)行試驗(yàn)。這類問(wèn)題大都應(yīng)用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行描述，用優(yōu)化方法求出模型的最優(yōu)解。（一）霍爾三維結(jié)構(gòu)3.知識(shí)維一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論邏輯維是霍爾三維結(jié)構(gòu)的核心，反映的是系統(tǒng)工程方法解決問(wèn)題的決策思維過(guò)程，也是人們通過(guò)大量成功的實(shí)踐總結(jié)出的解決系統(tǒng)問(wèn)題的思路。2574631明確問(wèn)題系統(tǒng)綜合確定目標(biāo)系統(tǒng)評(píng)價(jià)系統(tǒng)分析方案實(shí)施系統(tǒng)決策（二）霍爾三維結(jié)構(gòu)的決策邏輯一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論1明確問(wèn)題用任何方法解決問(wèn)題，首先要將問(wèn)題恰當(dāng)?shù)乇硎龀鰜?lái)，以提供一個(gè)啟動(dòng)該方法的初始條件。比如，醫(yī)生治病分成診斷、治療兩個(gè)階段，要利用病人一系列狀態(tài)所反映的信息來(lái)確定是什么病，即確診，也就是明確問(wèn)題。邏輯維中第一步“明確問(wèn)題”就意味著行動(dòng)方向的初步輪廓已形成，或建立目標(biāo)的依據(jù)已充分。明確問(wèn)題不只要清楚地說(shuō)明問(wèn)題，更要進(jìn)一步探明行動(dòng)方向。比如，一家企業(yè)虧損了，可能有很多背景資料都能說(shuō)明它的虧損是一個(gè)真實(shí)存在的問(wèn)題。這已完成了說(shuō)明問(wèn)題，但尚未明確問(wèn)題，因?yàn)檫€沒(méi)有掌握行動(dòng)指向的信息。只有進(jìn)一步的研究與調(diào)查表明了虧損的根源是生產(chǎn)成本造成的，才可以認(rèn)為問(wèn)題初步明確了，降低生產(chǎn)成本是一個(gè)行動(dòng)方向。一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論（二）霍爾三維結(jié)構(gòu)的決策邏輯怎樣去明確問(wèn)題呢？調(diào)查、經(jīng)驗(yàn)、感覺(jué)都是十分重要的。創(chuàng)造學(xué)方法、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法都可以在這一步驟中起作用，但是必須強(qiáng)調(diào)明確問(wèn)題不是一個(gè)純粹的技術(shù)問(wèn)題。在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)活動(dòng)中，這一步驟也稱為概念探索。比如，在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)許多婦女提出了“電熒斗如果沒(méi)有拖電線該有多好”的想法，由此引導(dǎo)開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)一種不拖電線的電熒斗，這便是行動(dòng)的指向。概念對(duì)于行動(dòng)的指向是直接的。一般來(lái)說(shuō)，問(wèn)題明確時(shí)往往會(huì)有較強(qiáng)烈的行動(dòng)欲望，但是并不是有行動(dòng)欲望就是真的明確了問(wèn)題。明確問(wèn)題也就是定義問(wèn)題，這一階段的任務(wù)包括：通過(guò)調(diào)查等手段弄清問(wèn)題的結(jié)構(gòu)、過(guò)程及態(tài)勢(shì)，定義問(wèn)題的邊界和各種資源約束，尋找可能采取的行動(dòng)方向。系統(tǒng)工程人員面對(duì)的問(wèn)題常常是難以解開(kāi)的病態(tài)結(jié)構(gòu)問(wèn)題網(wǎng)。系統(tǒng)工程的活動(dòng)可分成兩部分：分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。前者是從決策者的角度弄清現(xiàn)實(shí)存在的相互交織的問(wèn)題網(wǎng)，后者是從專業(yè)角度提出和分析各種問(wèn)題的途徑。1明確問(wèn)題一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論（二）霍爾三維結(jié)構(gòu)的決策邏輯2確定目標(biāo)目標(biāo)是指希望得到的結(jié)果。這一步是將問(wèn)題定義具體化、將行動(dòng)方向轉(zhuǎn)化為行動(dòng)目標(biāo)的過(guò)程。目標(biāo)是在對(duì)問(wèn)題及其產(chǎn)生原因、內(nèi)外部環(huán)境、資源約束等信息進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上由系統(tǒng)工程方法論形成的。目標(biāo)太籠統(tǒng)，系統(tǒng)分析難度大；目標(biāo)太具體，又容易以偏概全。因此，系統(tǒng)工程人員需要全面分析目標(biāo)的結(jié)構(gòu)層次，從而選擇合適的層次目標(biāo)。確定目標(biāo)之后，還需要建立目標(biāo)評(píng)價(jià)體系和約束條件。目標(biāo)評(píng)價(jià)指標(biāo)用來(lái)反映方案達(dá)到目標(biāo)的程度；約束條件是對(duì)備選方案及其目標(biāo)實(shí)現(xiàn)程度的限制。一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論（二）霍爾三維結(jié)構(gòu)的決策邏輯3系統(tǒng)綜合系統(tǒng)綜合就是擬定實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的可行方案，即按照問(wèn)題的性質(zhì)以及總體目標(biāo)要求，形成一組可供選擇的系統(tǒng)方案，方案中要明確所選系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和相應(yīng)參數(shù)（如優(yōu)缺點(diǎn)、成本等）。在系統(tǒng)綜合時(shí)，最重要的問(wèn)題是自由地提出設(shè)想，而不應(yīng)以任何理由加以控制。系統(tǒng)綜合一般會(huì)擬定多個(gè)可行方案以備選擇，并進(jìn)行初步篩選。沒(méi)有兩種以上方案就算不上系統(tǒng)工程問(wèn)題。只有存在多個(gè)可選方案，才能體現(xiàn)出科學(xué)決策的效率。因此，提出備選方案是進(jìn)行系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)。提出方案是創(chuàng)造力的體現(xiàn)，它強(qiáng)調(diào)把已有的發(fā)明應(yīng)用于實(shí)踐，往往要采用多種途徑和方法，如類比法、功能分解法、聯(lián)想法、頭腦風(fēng)暴法等。這些方法大體可以歸納為三類：一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論（二）霍爾三維結(jié)構(gòu)的決策邏輯第一類方法是把其他事物中的原理借鑒過(guò)來(lái)，在類比中引申。創(chuàng)造學(xué)認(rèn)為，新設(shè)想無(wú)一例外地是通過(guò)組合或不斷改良從其他舊思想中脫穎而出的。3系統(tǒng)綜合一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論（二）霍爾三維結(jié)構(gòu)的決策邏輯第二類方法是把一個(gè)整體功能分解成為若干個(gè)分功能，分功能再分為若干子功能，繼續(xù)細(xì)分，直到列出一系列末位功能，如此形成功能樹(shù)。與該方法對(duì)應(yīng)的是將一個(gè)產(chǎn)品（比如一部機(jī)器）分解成若干個(gè)部件，一個(gè)部件又分成若干個(gè)組件，組件細(xì)分為一個(gè)個(gè)零件，這就是結(jié)構(gòu)樹(shù)。從總功能逐級(jí)分解直到末位功能，如同機(jī)器逐級(jí)分解成為一個(gè)個(gè)零件，這就是分解的過(guò)程。與之相反的就是組裝的過(guò)程?？梢钥闯觯煌姆纸?、不同的組裝可能形成不同的方案。3系統(tǒng)綜合一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論（二）霍爾三維結(jié)構(gòu)的決策邏輯第三類方法是對(duì)一個(gè)簡(jiǎn)單的方案進(jìn)行改造。在某些方案思路的啟發(fā)下，往往會(huì)激發(fā)出另一些新的方案的構(gòu)思，因此，可以對(duì)方案的特征進(jìn)行概括，抽象出一些基本原理，然后形成更好的方案，也可以根據(jù)一個(gè)方案的原理引發(fā)聯(lián)想，找到另一些可以借鑒的原理并提出方案，如此一步步前進(jìn)。這種方法常稱為爬山法。3系統(tǒng)綜合一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論（二）霍爾三維結(jié)構(gòu)的決策邏輯4系統(tǒng)分析系統(tǒng)分析是指對(duì)已提出的備選方案的特征進(jìn)行比較研究，對(duì)方案執(zhí)行的可能結(jié)果進(jìn)行分析、預(yù)測(cè)和判斷。系統(tǒng)分析的內(nèi)容包括檢驗(yàn)方案是否符合某個(gè)重要的單項(xiàng)指標(biāo)約束的允許性分析、可行性分析等。系統(tǒng)分析的主要內(nèi)容大致如下：（1）允許性分析:約束條件分析，考察方案所利用的資源是否在允許的范圍內(nèi)，一般考慮人力、物力、財(cái)力、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等方面能否具備允許該方案存在的條件。（2）可行性分析:分析方案所代表的系統(tǒng)在環(huán)境中的運(yùn)行效果。主要考慮:一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論（二）霍爾三維結(jié)構(gòu)的決策邏輯①副作用分析:創(chuàng)建一個(gè)系統(tǒng)，除了要達(dá)到所需的功能以外，必然還存在著剩余功能，而剩余功能可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果，即副作用。比如，農(nóng)藥可以殺蟲(chóng)，卻也可能使害蟲(chóng)增強(qiáng)對(duì)農(nóng)藥的抵抗力，還可能污染環(huán)境。②潛在問(wèn)題分析:分析實(shí)施過(guò)程中可能出現(xiàn)的影響方案執(zhí)行或者方案預(yù)期效果的因素。③敏感性分析:分析一些不可控因素的微小變化被放大的效應(yīng)。敏感性分析是基于這樣的認(rèn)識(shí):任何一個(gè)系統(tǒng)，總會(huì)存在對(duì)某些輸入或外部環(huán)境變化反應(yīng)敏感的因素。比如，一座大橋可能對(duì)某些振動(dòng)頻率產(chǎn)生共振，這就是該大橋的敏感因素。④費(fèi)用效果分析:通過(guò)某種計(jì)量方式比較達(dá)到的效果與所付出的耗費(fèi)，用以分析判斷所付出的代價(jià)是否值得。4系統(tǒng)分析一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論（二）霍爾三維結(jié)構(gòu)的決策邏輯總之，系統(tǒng)分析是分析方案的品質(zhì)和效果，重要的是在分析中提出改善與改造方案的建議，甚至引出新方案的設(shè)想。通過(guò)系統(tǒng)分析，可分析備選方案的質(zhì)量，更主要的是在分析中提出改善或改造建議。系統(tǒng)分析可借助模型化方法進(jìn)行。4系統(tǒng)分析一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論（二）霍爾三維結(jié)構(gòu)的決策邏輯5系統(tǒng)評(píng)價(jià)系統(tǒng)評(píng)價(jià)是根據(jù)各個(gè)方案在不同情景下的分析結(jié)果并結(jié)合其他資料所獲得的結(jié)果，將各種方案進(jìn)行定性與定量相結(jié)合的綜合分析。通常，備選方案在不同的評(píng)價(jià)指標(biāo)方面各有優(yōu)缺點(diǎn)，很難簡(jiǎn)單地?cái)喽骋环桨附^對(duì)優(yōu)于其他方案，這時(shí)就需要應(yīng)用綜合評(píng)價(jià)，既考察每一方案的利弊得失和效益成本，同時(shí)還考慮各種有關(guān)的無(wú)形因素，如政治、經(jīng)濟(jì)、科技、環(huán)境等，以獲得對(duì)所有可行方案的綜合評(píng)價(jià)和結(jié)論。系統(tǒng)評(píng)價(jià)是方案優(yōu)選和決策的基礎(chǔ)。大多數(shù)情況下，多個(gè)備選方案各有利弊，需要依據(jù)一定的準(zhǔn)則進(jìn)行比選與評(píng)價(jià)。一般可以從單項(xiàng)評(píng)價(jià)入手，再到綜合評(píng)價(jià)，從而得到方案的優(yōu)先順序。一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論（二）霍爾三維結(jié)構(gòu)的決策邏輯6系統(tǒng)決策是指決策者根據(jù)對(duì)可行方案的評(píng)價(jià)結(jié)果，再考慮自己的決策偏好，最終選擇一個(gè)或少數(shù)方案予以試行。確定方案的主體是決策者，分析者的分析結(jié)果僅作為決策時(shí)的參考，決策者在決策時(shí)會(huì)有自己的偏好。因此，最優(yōu)方案不僅是經(jīng)濟(jì)上的，更是綜合意義上的最優(yōu)。一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論（二）霍爾三維結(jié)構(gòu)的決策邏輯系統(tǒng)決策7方案實(shí)施方案實(shí)施是將選定的方案加以貫徹和實(shí)施的過(guò)程。實(shí)施的過(guò)程中也可能對(duì)方案進(jìn)行修正、完善甚至中斷執(zhí)行。應(yīng)用項(xiàng)目管理方法可實(shí)現(xiàn)對(duì)方案實(shí)施過(guò)程的有效管理。在系統(tǒng)工程分析與決策過(guò)程中，上述七個(gè)過(guò)程并不是一次性按順序完成的，它們之間存在著反債。把邏輯維里的7個(gè)步驟和時(shí)間維里的7個(gè)工作階段做成一個(gè)表格，就形成了表1-2所示的系統(tǒng)工程活動(dòng)矩陣。一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論（二）霍爾三維結(jié)構(gòu)的決策邏輯時(shí)間維邏輯維明確問(wèn)題確定目標(biāo)系統(tǒng)綜合系統(tǒng)分析系統(tǒng)評(píng)價(jià)系統(tǒng)決策方案實(shí)施規(guī)劃階段方案制定階段開(kāi)發(fā)階段生產(chǎn)階段安裝階段運(yùn)行階段更新階段表1-2系統(tǒng)工程活動(dòng)矩陣7方案實(shí)施一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論（二）霍爾三維結(jié)構(gòu)的決策邏輯

7方案實(shí)施一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論（二）霍爾三維結(jié)構(gòu)的決策邏輯目前，中國(guó)水務(wù)市場(chǎng)正處于方興未艾的發(fā)展時(shí)期，特別是21世紀(jì)以來(lái)，國(guó)外水務(wù)巨頭紛紛搶灘登陸，把我國(guó)作為其全球市場(chǎng)的重要部分來(lái)開(kāi)拓。我國(guó)城市水務(wù)業(yè)外商投資項(xiàng)目主要以項(xiàng)目融資的方式出現(xiàn)，包括建造運(yùn)營(yíng)移交模式（Build-Operate-Transfer，BOT）、轉(zhuǎn)讓經(jīng)營(yíng)轉(zhuǎn)讓模式（Transfer-Operate-Transfer，BOT）、融資模式（public-private-partnership，ppp）等。截至2008年底，我國(guó)境內(nèi)16家主要外資水務(wù)企業(yè)在我國(guó)城市水務(wù)市場(chǎng)中共簽訂約100個(gè)水務(wù)項(xiàng)目，涉及北京、上海、天津、重慶、深訓(xùn)、烏魯木齊、南昌、鄭州、成都、沈陽(yáng)、蘭州、昆明等十幾個(gè)城市。其中，從1994年至2008年，我國(guó)境內(nèi)6家最有影響力、最活躍的外資水務(wù)企業(yè)分別為威立雅水務(wù)（前身為威望過(guò)環(huán)球水務(wù)公司）、中法水務(wù)、中華煤氣、金州環(huán)境、匯津水務(wù)和美國(guó)西部水務(wù)。（三）案例分析一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論BOT、TOT和PPP項(xiàng)目融資模式涉及面廣，參與部門(mén)多，操作程序復(fù)雜。為了充分研究BOT、TOT和PPP項(xiàng)目融資模式，將現(xiàn)代系統(tǒng)科學(xué)理論、觀點(diǎn)和方法引入其中，運(yùn)用系統(tǒng)論思想，通過(guò)系統(tǒng)分析的方法，構(gòu)建霍爾三維結(jié)構(gòu)模型，以解決其存在的問(wèn)題，促進(jìn)其完善，推動(dòng)現(xiàn)代水務(wù)業(yè)項(xiàng)目的發(fā)展，加快我國(guó)經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化建設(shè)。2)邏輯維1)時(shí)間維3)知識(shí)維（三）案例分析一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論下面從BOT、TOT和PPP項(xiàng)目融資模式的運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行考察。1)時(shí)間維（1）準(zhǔn)備階段（3）融資階段（2）招標(biāo)階段（4）實(shí)施階段（三）案例分析一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論1.BOT、TOT和PPP項(xiàng)目融資模式的霍爾三維結(jié)構(gòu)模型確定項(xiàng)目，編制可行性研究報(bào)告；項(xiàng)目立項(xiàng)，審批文件；招標(biāo)準(zhǔn)備，編制招標(biāo)文件；資格預(yù)審，由政府確定投標(biāo)人。對(duì)于水廠項(xiàng)目，要重視資格預(yù)審文件中關(guān)于水處理的相關(guān)內(nèi)容，最好找當(dāng)?shù)氐乃畡?wù)公司組成聯(lián)合體，以形成自己的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。（1）準(zhǔn)備階段（2）招標(biāo)階段準(zhǔn)備投標(biāo)文件、政府匯總標(biāo)書(shū)；評(píng)出候選中標(biāo)者；選出中標(biāo)者，政府通過(guò)商議后確定最后中標(biāo)者；詳細(xì)談判，擬定特許權(quán)協(xié)議與合同。其中，標(biāo)書(shū)的編制是重點(diǎn)，要重視環(huán)境影響報(bào)告書(shū)（應(yīng)包括地質(zhì)、水土、資源和節(jié)能減排等方面的內(nèi)容）。特許權(quán)協(xié)議與合同是重中之重。水廠項(xiàng)目要注意水價(jià)、水量、環(huán)保許可證和環(huán)評(píng)報(bào)告。1)時(shí)間維（三）案例分析一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論1.BOT、TOT和PPP項(xiàng)目融資模式的霍爾三維結(jié)構(gòu)模型實(shí)施融資決策，明確融資任務(wù)和目標(biāo)；設(shè)計(jì)融資結(jié)構(gòu)；進(jìn)行融資談判，確定放貸方；執(zhí)行融資，簽署融資協(xié)議。對(duì)于水廠項(xiàng)目，要做好融資計(jì)劃的實(shí)施和管理，目的是通過(guò)合理的分析和組合，拓寬融資渠道，降低融資成本。（3）融資階段（4）實(shí)施階段進(jìn)行項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與建造，以及項(xiàng)目建成后的運(yùn)營(yíng)與維護(hù)，還要將項(xiàng)目按要求移交給政府。此階段是水廠項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)行階段，要注意項(xiàng)目本身的質(zhì)量控制，并隨時(shí)監(jiān)測(cè)水量與實(shí)際用水需求。1)時(shí)間維（三）案例分析一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論1.BOT、TOT和PPP項(xiàng)目融資模式的霍爾三維結(jié)構(gòu)模型（3）貸款銀行下面從BOT、TOT和PPP項(xiàng)目融資模式的融資結(jié)構(gòu)進(jìn)行考察。（2）項(xiàng)目發(fā)起人（1）所在國(guó)政府2)邏輯維（三）案例分析一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論1.BOT、TOT和PPP項(xiàng)目融資模式的霍爾三維結(jié)構(gòu)模型（1）所在國(guó)政府項(xiàng)目融資中的關(guān)鍵角色之一，在項(xiàng)目融資中發(fā)揮著重要作用。所在國(guó)政府可以是擔(dān)保方，為融資提供幫助，為項(xiàng)目發(fā)起人提供特許經(jīng)營(yíng)權(quán)，還可以是項(xiàng)目產(chǎn)品或服務(wù)的購(gòu)買(mǎi)者。另外，所在國(guó)政府可以通過(guò)制定相關(guān)的稅收政策、外匯政策等為項(xiàng)目融資提供優(yōu)惠待遇。2)邏輯維（三）案例分析一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論1.BOT、TOT和PPP項(xiàng)目融資模式的霍爾三維結(jié)構(gòu)模型項(xiàng)目融資中的關(guān)鍵角色之二。項(xiàng)目發(fā)起人是負(fù)責(zé)籌集項(xiàng)目資金、負(fù)責(zé)項(xiàng)目實(shí)施的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)商，項(xiàng)目發(fā)起人通常不直接負(fù)責(zé)項(xiàng)目的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)，而是通過(guò)設(shè)立專門(mén)的項(xiàng)目公司來(lái)負(fù)責(zé)項(xiàng)目的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)，項(xiàng)目公司的業(yè)務(wù)只限于該項(xiàng)目的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)。（2）項(xiàng)目發(fā)起人2)邏輯維（三）案例分析一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論1.BOT、TOT和PPP項(xiàng)目融資模式的霍爾三維結(jié)構(gòu)模型項(xiàng)目融資中的關(guān)鍵角色之三。貸款銀行是項(xiàng)目所需資金的最主要提供者。由于資金需求大，因此一家銀行很難獨(dú)立承擔(dān)貸款業(yè)務(wù)。另外，基于對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的考慮，任何一家銀行也不愿意為一個(gè)大項(xiàng)目承擔(dān)全部貸款，所以通常情況下由幾個(gè)銀行組成一個(gè)銀團(tuán)共同為項(xiàng)目提供資金。（3）貸款銀行2)邏輯維（三）案例分析一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論1.BOT、TOT和PPP項(xiàng)目融資模式的霍爾三維結(jié)構(gòu)模型其他項(xiàng)目融資的主要參與人包括項(xiàng)目承建商、項(xiàng)目供應(yīng)商、項(xiàng)目擔(dān)保機(jī)構(gòu)、項(xiàng)目保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)、項(xiàng)目使用方、咨詢專家和顧問(wèn)團(tuán)等。特別地，水廠項(xiàng)目要注意咨詢環(huán)保方面的專家。由以上所有參與人構(gòu)成一個(gè)完整的融資結(jié)構(gòu)，其中有錯(cuò)綜復(fù)雜的邏輯關(guān)系與利益關(guān)系，如圖1-10所示。圖1-10BOT、TOT和PPP項(xiàng)目融資模式的融資結(jié)構(gòu)2)邏輯維（三）案例分析一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論1.BOT、TOT和PPP項(xiàng)目融資模式的霍爾三維結(jié)構(gòu)模型下面從BOT、TOT和PPP項(xiàng)目融資模式的運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行考察。

(4)金融

(6)運(yùn)營(yíng)管理

(5)工程技術(shù)

(3)商業(yè)

(2)法律

(1)政治

(7)環(huán)境保護(hù)2)邏輯維（三）案例分析一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論1.BOT、TOT和PPP項(xiàng)目融資模式的霍爾三維結(jié)構(gòu)模型項(xiàng)目發(fā)起人要了解東道國(guó)的政治體制、政治局勢(shì)的穩(wěn)定性、政策的連續(xù)性、政府的信用等級(jí)和政府的對(duì)外關(guān)系等；要盡量排除東道國(guó)的政治狀態(tài)和政治因素對(duì)項(xiàng)目融資活動(dòng)產(chǎn)生的影響。對(duì)于水務(wù)業(yè)項(xiàng)目而言，要重視政府對(duì)水廠項(xiàng)目的行政干預(yù)。（1）政治（2）法律項(xiàng)目發(fā)起人要了解東道國(guó)的各種法律和法規(guī)，主要包括有關(guān)政府管制的規(guī)定、促進(jìn)有關(guān)外國(guó)投資的立法、擔(dān)保法、證券法、特別立法、合同法、公司法、勞動(dòng)法、環(huán)境保護(hù)法、社會(huì)責(zé)任法、土地管理法等；要關(guān)注法律的變動(dòng)可能對(duì)項(xiàng)目產(chǎn)生的影響。對(duì)于水務(wù)業(yè)項(xiàng)目而言，要格外重視環(huán)保方面的法律法規(guī)政策的相關(guān)條文。2)邏輯維（三）案例分析一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論1.BOT、TOT和PPP項(xiàng)目融資模式的霍爾三維結(jié)構(gòu)模型項(xiàng)目發(fā)起人首先要了解東道國(guó)財(cái)務(wù)、稅收、外匯等方面的法規(guī)，同時(shí)也要對(duì)東道國(guó)的經(jīng)濟(jì)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)政策、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有充分了解。在微觀領(lǐng)域，要注意所提供的產(chǎn)品或服務(wù)的市場(chǎng)價(jià)格、競(jìng)爭(zhēng)情況與實(shí)際需求等問(wèn)題。對(duì)于水務(wù)業(yè)項(xiàng)目而言，要重視那些吸引或限制水廠項(xiàng)目投資的相關(guān)政策及匯率擔(dān)保等方面的規(guī)定。（3）商業(yè)（4）金融項(xiàng)目發(fā)起人既要了解東道國(guó)的金融市場(chǎng)體系的運(yùn)行模式，又要關(guān)注該國(guó)的通貨膨脹情況、匯率與利率的變動(dòng)情況。對(duì)于水務(wù)業(yè)項(xiàng)目而言，要重視東道國(guó)政府的外匯儲(chǔ)備額、貨幣和匯率的穩(wěn)定性、受理水廠項(xiàng)目工程的保險(xiǎn)額度和保險(xiǎn)費(fèi)費(fèi)率等問(wèn)題。2)邏輯維（三）案例分析一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論1.BOT、TOT和PPP項(xiàng)目融資模式的霍爾三維結(jié)構(gòu)模型項(xiàng)目發(fā)起人要保證工程的進(jìn)度與質(zhì)量，在控制成本的前提下按時(shí)完工。在項(xiàng)目完成后，要注意項(xiàng)目生產(chǎn)階段的技術(shù)問(wèn)題，以及項(xiàng)目能否達(dá)到良好的技術(shù)工藝與規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于水務(wù)業(yè)項(xiàng)目而言，要注意水廠項(xiàng)目當(dāng)?shù)氐募夹g(shù)要求和限制、項(xiàng)目的合作伙伴的技術(shù)水平等情況。（5）工程技術(shù)（6）運(yùn)營(yíng)管理項(xiàng)目發(fā)起人要確保能源和原材料供應(yīng)、勞動(dòng)力狀況和設(shè)備的維護(hù)等方面正常運(yùn)行。對(duì)于水務(wù)業(yè)項(xiàng)目而言，要密切注意管網(wǎng)的漏水率與偷水問(wèn)題，保證有足夠的現(xiàn)金流支付管理費(fèi)用和償還債務(wù)，還要注意水源的基本情況、當(dāng)?shù)厮畯S員工的工資水平，以及水廠設(shè)備的采購(gòu)、租賃與運(yùn)輸?shù)葐?wèn)題。（三）案例分析一、霍爾三維結(jié)構(gòu)方法論1.BOT、TOT和PPP項(xiàng)目融資模式的霍爾三維結(jié)構(gòu)模型2)邏輯維項(xiàng)目發(fā)起人要了解東道國(guó)的有關(guān)環(huán)境保護(hù)法律方面的內(nèi)容，特別是水處理項(xiàng)目，要關(guān)注環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的變化，盡量不