第1章-系統(tǒng)與系統(tǒng)工程

1、系統(tǒng)工程 Systems Engineering,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,1,課程摘要,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,2,,系統(tǒng)工程是20世紀(jì)中期開(kāi)始興起的一門(mén)綜合性學(xué)科，內(nèi)容涉及系統(tǒng)論、控制論、信息論、耗散結(jié)構(gòu)、協(xié)同學(xué)、突變論、運(yùn)籌學(xué)、決策理論、大系統(tǒng)理論、建模與仿真技術(shù)等諸多方面。 系統(tǒng)工程是從總體出發(fā)，合理規(guī)劃、開(kāi)發(fā)、運(yùn)行、管理及保障一個(gè)系統(tǒng)所需思想、理論、方法與技術(shù)的總稱(chēng)。,哲

2、學(xué)思想,基礎(chǔ)科學(xué),技術(shù)科學(xué),工程技術(shù),,,,引子,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,3,Why？,客觀世界三要素：物質(zhì)、能量和信息不斷豐富，事物間聯(lián) 系加強(qiáng)。世界朝復(fù)雜性增加的方向發(fā)展，各項(xiàng)工作需抓總。 案例：阿波羅登月計(jì)劃。,阿波羅計(jì)劃：,歷時(shí)11年，涉及20000多家企業(yè)、420000工程技術(shù)人員、120所大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)、 1000多萬(wàn)個(gè)零部件……涉及 火箭工程、控制工程、通信工程、電子工程、計(jì)算機(jī)工程、醫(yī)學(xué)、心理學(xué)等學(xué)科。

3、 但該計(jì)劃的成功未采用一項(xiàng)新技術(shù)，完全是綜合運(yùn)用現(xiàn)有技術(shù)成果的結(jié)果，是大型系統(tǒng)工程成功的典范。,引子,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,4,Why？,要求：,? 具有從整體、全局駕馭工作的能力和習(xí)慣，能統(tǒng)籌策劃； ? 在知識(shí)結(jié)構(gòu)上，是“T”型人才；,? 善于和上下級(jí)、左右機(jī)構(gòu)與同志聯(lián)系工作，溝通思想，能 夠團(tuán)結(jié)不同專(zhuān)業(yè)、不同觀點(diǎn)的專(zhuān)家一道工作； ? ……,引子,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,5,Why？,? 用系

4、統(tǒng)觀、整體觀去認(rèn)識(shí)問(wèn)題；,? 用系統(tǒng)科學(xué)、系統(tǒng)工程方法論的觀點(diǎn)來(lái)思考問(wèn)題； ? 用系統(tǒng)工程技術(shù)來(lái)處理問(wèn)題。,無(wú)論如何，我們將被迫在知識(shí)的一切領(lǐng)域中運(yùn)用 “整體”或者“系統(tǒng)”來(lái)處理復(fù)雜性問(wèn)題，這將是對(duì)科學(xué)思維的一個(gè)根本改造。,——貝塔朗菲,學(xué)一點(diǎn)系統(tǒng)工程！,肯德基：,1987年進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。,目前在中國(guó)擁有1700多家分店。,6,引子,不能單靠傳統(tǒng)方法進(jìn)行大型復(fù)雜系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、 制造、試驗(yàn)和使用，易割斷普遍聯(lián)系，“頭痛醫(yī)頭、腳痛

5、醫(yī)腳” 。,案例：阿斯旺高壩。1972年聯(lián)合國(guó)環(huán)境大會(huì)稱(chēng)其為 “一個(gè)完全失敗的工程”。,7,引子,阿斯旺高壩的得失：,效益：良好的灌溉、廉價(jià)的電力、控制洪澇、旅游。 苦果：,?,泥沙和有機(jī)物沉積到水庫(kù)底部，使兩岸綠洲失去肥源，,土壤日益貧瘠；,?,下游入?？谑a(chǎn)沙丁魚(yú)的漁場(chǎng)毀于一旦；,?,尼羅河河口供砂不足，河口三角洲平原從向海伸展變?yōu)?向陸地退縮；,?下游的活水成為相對(duì)靜止的“湖泊”，為血吸蟲(chóng)、瘧蚊提 供了生存條件，水庫(kù)一帶居民的血吸

6、蟲(chóng)發(fā)病率高達(dá)80%；,?阿斯旺大壩成為敵方攻擊的最好目標(biāo)。,OK,8,引子,? 直接登月,登月方案,篩選比較,? 地球軌道交會(huì),幾十個(gè),? 月球軌道交會(huì),論證,計(jì)算,月球軌道交會(huì)方案,9,引子,月球軌道交會(huì)方案,OK,10,課程學(xué)習(xí)要求,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,11,Ⅰ.了解系統(tǒng)工程的基本概念，學(xué)習(xí)系統(tǒng)工程的基本思想，會(huì)用系統(tǒng)工程的基本思想去看待問(wèn)題、認(rèn)識(shí)問(wèn)題；,Ⅱ. 掌握系統(tǒng)工程一些常用的、重要的方法，如多級(jí)遞階結(jié)構(gòu)

7、分析法、模糊綜合評(píng)價(jià)法、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法、計(jì)算機(jī)仿真方法等；,Ⅲ. 應(yīng)用所學(xué)系統(tǒng)工程的思想和方法解決社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、工程等系統(tǒng)性問(wèn)題。,內(nèi)容,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,12,系統(tǒng)與系統(tǒng)工程 重點(diǎn)系統(tǒng)工程基本理論 一般、難點(diǎn)復(fù)雜系統(tǒng)理論 一般、難點(diǎn)系統(tǒng)工程方法論 重點(diǎn)系統(tǒng)模型與仿真

8、 重點(diǎn)、難點(diǎn)系統(tǒng)分析 重點(diǎn)系統(tǒng)評(píng)價(jià) 一般、難點(diǎn)系統(tǒng)決策 一般系統(tǒng)預(yù)測(cè) 一般,主要參考資料,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,13,[1] 孫東川，林福永，孫凱. 系統(tǒng)工程引論

9、（第2版）.[M]北京：清華大學(xué)出版社，2009.5[2] 郁濱（等）.系統(tǒng)工程理論. [M]合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社.2009.2[3]譚躍進(jìn). 系統(tǒng)工程原理[M]. 國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社, 2003.[4] 薛惠鋒，張駿（等）.現(xiàn)代系統(tǒng)工程引論. [M]北京：國(guó)防工業(yè)出版社.2006.4[5] 苗東升.系統(tǒng)科學(xué)大學(xué)講稿. [M]北京：中國(guó)人民大學(xué)出版.2007.11[6] 顏澤賢，范冬萍，張華夏.系統(tǒng)科學(xué)導(dǎo)論-復(fù)雜性

10、探索. [M]北京：人民出版社.2006.9[7] 涂序彥. 大系統(tǒng)控制論. [M]北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2003.10[8] 陳森發(fā). 復(fù)雜系統(tǒng)建模理論與方法.[M]南京：東南大學(xué)出版社，2005.4[9]許國(guó)志. 系統(tǒng)科學(xué)[M]. 上?？萍冀逃霭嫔? 2004.[10]許國(guó)志. 系統(tǒng)科學(xué)與工程研究[M]. 上?？萍冀逃?版社, 2001.[11]汪應(yīng)洛.系統(tǒng)工程錢(qián)學(xué)森的諸多著作,本章主要內(nèi)容,2024/3/19,北京

11、物資學(xué)院信息學(xué)院,14,1.1 系統(tǒng)的概念1.2 系統(tǒng)的分類(lèi)1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能1.4 系統(tǒng)思想的發(fā)展與系統(tǒng)科學(xué)1.5 系統(tǒng)工程的概念1.6 系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展1.7 系統(tǒng)工程的理論體系1.8 系統(tǒng)工程的應(yīng)用與展望,第1章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,15,1.1 系統(tǒng)的概念1.2 系統(tǒng)的分類(lèi)1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能1.4 系統(tǒng)思想的發(fā)展與系統(tǒng)科學(xué)1.5 系統(tǒng)工程的概念1.6

12、系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展1.7 系統(tǒng)工程的理論體系1.8 系統(tǒng)工程的應(yīng)用與展望,1.1系統(tǒng)的概念,概念,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,16,英文,拉丁文,Systems,Syn + histemi,S,“在一起” + “放置”,? 直觀理解：把一些東西 “放置”“在一起”就形成“S”。,什么是系統(tǒng) ？ 學(xué)術(shù)界的認(rèn)識(shí)并不完全一致,1.1系統(tǒng)的概念,1.1.1 系統(tǒng)的定義,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,17,美

13、國(guó)的《韋氏（Webster）大辭典》：“有組織的或被組織化的整體；結(jié)合著的整體所形成的各種概念和原理的結(jié)合；由有規(guī)則的相互作用、相互依賴(lài)的形式組成的諸要素集合?！?日本的JIS（日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）中：“許多組成要素保持有機(jī)的秩序向同一目的的行動(dòng)的集合體?！?1.1系統(tǒng)的概念,1.1.1 系統(tǒng)的定義,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,18,前蘇聯(lián)大百科全書(shū)中：“一些在相互關(guān)聯(lián)與聯(lián)系之下的要素組成的集合，形成了一定的整體性、統(tǒng)一性。

14、” 《中國(guó)大百科全書(shū)·自動(dòng)控制與系統(tǒng)工程》：“由相互制約、相互作用的一些部分組成的具有某種功能的有機(jī)整體。”,1.1系統(tǒng)的概念,1.1.1 系統(tǒng)的定義（錢(qián)學(xué)森）:,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,19,?,S是由相互作用和相互依賴(lài)的若干組成部分結(jié)合的,具有特定功能的有機(jī)整體。,基本特征：,? S由若干元素組成； ? 元素之間相互作用、相 互依賴(lài)；,? 由于元素間的相互作 用，使得 S作為一個(gè)整 體具有特定的

15、功能。,1.1系統(tǒng)的概念,1.1.2 系統(tǒng)的屬性,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,20,整體性集合性層次性相關(guān)性目的性環(huán)境適應(yīng)性,1.1系統(tǒng)的概念,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,21,整體性,S由兩個(gè)或兩個(gè)以上的能相互區(qū)別的要素組成，又是一個(gè)不可分割的有機(jī)整體。,? 部分在整體中才存在，如手、腳之于人，鋼鐵工業(yè)之于國(guó)民經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。,,拿破侖的著名論斷：,馬木留克兵,—— 法國(guó)兵,2,>,3,

16、(馬兵單個(gè)格斗能力強(qiáng)),100,約等于,100,1500,<,1000,(法兵紀(jì)律嚴(yán)明、相互協(xié)調(diào)),即使每個(gè)要素都良好，但作為整體卻無(wú)某種良好功能， 不能稱(chēng)為完善S；相反，一個(gè)S中即使每個(gè)要素并不都很完 善，但它們也可協(xié)調(diào)、綜合成為具有良好功能的S。,22,1.1系統(tǒng)的概念,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,23,集合性層次性,任何一個(gè)S都可分解為一系列不同層次的子 S，它本身又是所從屬的一個(gè)更大S的子S。,即任何S

17、向上可合，向下可分。,系統(tǒng)是由許多（至少2個(gè)）可以相互區(qū)別的要素組成,1.1系統(tǒng)的概念,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,24,層次性,系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)：組分（子系統(tǒng)） 及組分（子系統(tǒng)）間關(guān)聯(lián)方式的總和。,關(guān)聯(lián)方式主要是因果關(guān)聯(lián)（數(shù)學(xué)和 邏輯關(guān)系），表現(xiàn)形式有樹(shù)狀結(jié)構(gòu)和網(wǎng) 狀結(jié)構(gòu)兩種。,1.1系統(tǒng)的概念,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,25,層次性,1.1系統(tǒng)的概念,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,26,相關(guān)性

18、,S各要素間有密切關(guān)系，相互影響、相互制 約、相互作用，牽一發(fā)而動(dòng)全身。故要求S內(nèi)各 要素應(yīng)根據(jù)整體目標(biāo)，盡量避免“內(nèi)耗”，設(shè)法 提高S整體運(yùn)行效果。,目的性,通常S都具有某種目的。為達(dá)到既定目的，S 都具有一定功能，這是區(qū)別各種S的標(biāo)志。 S目的一般用更具體的目標(biāo)來(lái)體現(xiàn)。,1.1系統(tǒng)的概念,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,27,環(huán)境適應(yīng)性,S都存在于一定環(huán)境，與外界存在物質(zhì)、能 量和信息交換，環(huán)境的變化必會(huì)引起S內(nèi)部各要 素

19、的變化。,不適應(yīng)環(huán)境變化的S沒(méi)有生命力，只有能經(jīng) 常與環(huán)境保持最優(yōu)適應(yīng)的S，才是具有不斷發(fā)展 勢(shì)頭的理想S。,第1章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,28,1.1 系統(tǒng)的概念1.2 系統(tǒng)的分類(lèi)1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能1.4 系統(tǒng)思想的發(fā)展與系統(tǒng)科學(xué)1.5 系統(tǒng)工程的概念1.6 系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展1.7 系統(tǒng)工程的理論體系1.8 系統(tǒng)工程的應(yīng)用與展望,1.2系統(tǒng)的分類(lèi),2024/3/19,北京物資

20、學(xué)院信息學(xué)院,29,可以從不同的角度將系統(tǒng)分為不同的類(lèi)別:按照系統(tǒng)屬性分類(lèi)按照系統(tǒng)與環(huán)境的關(guān)系分類(lèi)按照系統(tǒng)的綜合復(fù)雜程度分類(lèi)錢(qián)學(xué)森院士的分類(lèi),1.2系統(tǒng)的分類(lèi),2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,30,1.2.1 按照系統(tǒng)的屬性進(jìn)行分類(lèi) 按照不同的標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)有不同的分類(lèi)。按照屬性可以分為自然系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)；實(shí)體系統(tǒng)和概念系統(tǒng)等。自然系統(tǒng)：太陽(yáng)系、地質(zhì)構(gòu)造、森林等；社會(huì)系統(tǒng)：工廠、學(xué)校，農(nóng)業(yè)系

21、統(tǒng)、工業(yè)系統(tǒng)等；實(shí)體系統(tǒng)：礦物、生物、工廠、學(xué)校等；概念系統(tǒng)：學(xué)科體系、規(guī)章制度、指揮系統(tǒng)等。,1.2系統(tǒng)的分類(lèi),1.2.2 按照系統(tǒng)與環(huán)境的關(guān)系進(jìn)行分類(lèi)1. 孤立系統(tǒng) 外界沒(méi)有任何物質(zhì)、能量、信息的交流，即，與周?chē)h(huán)境沒(méi)有任何相互作用的系統(tǒng)。 嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，自然界并不存在這樣的系統(tǒng)，它是因研究需要而提出來(lái)的一種理想模型。當(dāng)系統(tǒng)與外界的相互作用小到可以忽略時(shí)，可以被近似看成是孤立系統(tǒng)。,2024/3

22、/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,31,1.2系統(tǒng)的分類(lèi),2. 開(kāi)放系統(tǒng) 與外界既有物質(zhì)交換、又有能量交換的系統(tǒng)?，F(xiàn)實(shí)的事物之間總會(huì)存在千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，所以客觀世界中的系統(tǒng)大多是這類(lèi)系統(tǒng)。 這里所研究的開(kāi)放系統(tǒng)是，起碼與兩個(gè)源（兩個(gè)熱源或兩個(gè)物質(zhì)源）相接觸，通過(guò)交換而形成的一種活的系統(tǒng)。,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,32,1.2系統(tǒng)的分類(lèi),3. 封閉系統(tǒng) 與外界沒(méi)有物質(zhì)交

23、換但有能量交換的系統(tǒng)。封閉系統(tǒng)是統(tǒng)計(jì)物理學(xué)與熱力學(xué)中的概念。 如上所述，如果系統(tǒng)只與一個(gè)熱源接觸，最終必定實(shí)現(xiàn)平衡態(tài)，我們?nèi)詫⑵錃w入孤立系統(tǒng)；如果系統(tǒng)與外界多個(gè)熱源交換熱量，我們將其劃歸為開(kāi)放系統(tǒng)。,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,33,1.2系統(tǒng)的分類(lèi),1.2.3 按照組成系統(tǒng)的實(shí)際內(nèi)容進(jìn)行分類(lèi)1.物質(zhì)系統(tǒng)：組成物質(zhì)系統(tǒng)的基本元素是原子、分子等無(wú)機(jī)物質(zhì)。物理學(xué)、化學(xué)等自然科學(xué)的研究對(duì)象都屬于此類(lèi)系統(tǒng)，如

24、地質(zhì)系統(tǒng)。2. 生物系統(tǒng)：組成系統(tǒng)的基本元素是“活”的生物組織。系統(tǒng)對(duì)環(huán)境有能動(dòng)的適應(yīng)性，使自身在自然界中得以生存和發(fā)展，如蛋白質(zhì)系統(tǒng)。3. 人類(lèi)系統(tǒng)：組成系統(tǒng)的基本元素是人。人對(duì)于環(huán)境不僅有適應(yīng)性，而且能夠主動(dòng)控制和改造環(huán)境，使系統(tǒng)更適應(yīng)人類(lèi)需要，如社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,34,1.2系統(tǒng)的分類(lèi),1.2.4 按照系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)之間的相互關(guān)系進(jìn)行分類(lèi)1.線性系統(tǒng)：系統(tǒng)中某部分的變化引起其余部

25、分的變化是線性的，或者說(shuō)系統(tǒng)的輸入線性迭加時(shí)，系統(tǒng)的輸出也線性迭加，就稱(chēng)該系統(tǒng)是線性系統(tǒng)。2.非線性系統(tǒng)：與線性系統(tǒng)相對(duì)，系統(tǒng)內(nèi)部各組元之間的影響不是線性的，或者說(shuō)系統(tǒng)的輸入、輸出不滿(mǎn)足迭加原理。 對(duì)大部分的非線性系統(tǒng)模型，當(dāng)它的變量保持在一定范圍之內(nèi)時(shí)，往往被近似表達(dá)為線性系統(tǒng)。,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,35,1.2系統(tǒng)的分類(lèi),1.2.5 按照系統(tǒng)狀態(tài)與時(shí)間的關(guān)系進(jìn)行分類(lèi)1.靜態(tài)系統(tǒng)：其狀態(tài)不

26、隨時(shí)間改變的系統(tǒng)。 這類(lèi)系統(tǒng)沒(méi)有記憶，即某時(shí)刻的輸出僅與系統(tǒng)當(dāng)前輸入有關(guān)，而與其它時(shí)刻的輸入無(wú)關(guān)。研究靜態(tài)系統(tǒng)相當(dāng)于分析系統(tǒng)某一定態(tài)的性質(zhì)。2. 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)：系統(tǒng)狀態(tài)隨時(shí)間變化的系統(tǒng)。 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)在某時(shí)刻的輸出與其它時(shí)刻的輸入有關(guān)。研究動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，就要研究系統(tǒng)的時(shí)間行為，找出系統(tǒng)狀態(tài)隨時(shí)間變化的表達(dá)式或運(yùn)行軌跡。,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,36,1.2系統(tǒng)的分類(lèi),1.2.6 按照系統(tǒng)的演化特

27、點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi)1.確定性系統(tǒng)：外界影響確定、系統(tǒng)的演化規(guī)律及子系統(tǒng)之間的相互關(guān)系也確定不變的系統(tǒng)。 此類(lèi)系統(tǒng)用確定性方程即可描述。2. 隨機(jī)系統(tǒng)：系統(tǒng)內(nèi)部存在某種不確定的因素，或者外界對(duì)系統(tǒng)施加了隨機(jī)擾動(dòng)，這樣的系統(tǒng)稱(chēng)之為隨機(jī)系統(tǒng)。 此類(lèi)系統(tǒng)的狀態(tài)變量是隨機(jī)變量，常采用概率的方法來(lái)描述它的演化行為。,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,37,1.2系統(tǒng)的分類(lèi),1.2.7 按照系統(tǒng)的綜合復(fù)雜程度

28、進(jìn)行分類(lèi),2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,38,1.2系統(tǒng)的分類(lèi),1.2.7按照系統(tǒng)的綜合復(fù)雜程度進(jìn)行分類(lèi),2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,39,小系統(tǒng)(幾個(gè)、十幾個(gè)元素或子系統(tǒng)),簡(jiǎn)單系統(tǒng),{,系,大系統(tǒng)(上百、上千個(gè)元素或子系統(tǒng)),統(tǒng),簡(jiǎn)單巨系統(tǒng),巨,系,統(tǒng),一般復(fù)雜巨系統(tǒng),{,(成萬(wàn)上億，上百,復(fù)雜巨系統(tǒng),億，萬(wàn)億個(gè)元素),{,特殊復(fù)雜巨系統(tǒng),{,1.2系統(tǒng)的分類(lèi),1.2.7按照系統(tǒng)的綜合復(fù)雜程度進(jìn)行分類(lèi),20

29、24/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,40,第1章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,41,1.1 系統(tǒng)的概念1.2 系統(tǒng)的分類(lèi)1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能1.4 系統(tǒng)思想的發(fā)展與系統(tǒng)科學(xué)1.5 系統(tǒng)工程的概念1.6 系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展1.7 系統(tǒng)工程的理論體系1.8 系統(tǒng)工程的應(yīng)用與展望,1.3系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,42,? S各要素相互聯(lián)系和相互作用的方式或

30、秩序稱(chēng)S結(jié)構(gòu)。 ? S與外部環(huán)境相互聯(lián)系和作用過(guò)程的秩序和能力稱(chēng)S功能。 故結(jié)構(gòu)是從內(nèi)部對(duì)S的整體性的刻畫(huà)，而功能是從外部刻畫(huà)了S對(duì)象的整體性質(zhì)。,凡S都有結(jié)構(gòu)和功能，即S是結(jié)構(gòu)和功能的統(tǒng)一體。 要素是S形成的基礎(chǔ)，但要素不能直接形成S的功能，它必須通過(guò)結(jié)構(gòu)這個(gè)中介，才能獲得S的功能。,1.3系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,43,系統(tǒng)可以理解為是一種處理和轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，它把輸入轉(zhuǎn)變?yōu)槿藗兯枰妮敵?/p>

31、。從上圖可以看出，系統(tǒng)的功能包括：接受外界的輸入；在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行處理和轉(zhuǎn)換（加工、組裝）；向外界輸出。,1.3系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,44,S的功能和結(jié)構(gòu)的關(guān)系： S =f ( E ，R ),S（Systems）,—— 系統(tǒng),E（Elements）,—— 要素的集合,R（Relationship）—— 要素之間各種關(guān)系的集合,由上式可知，作為一個(gè)S，必須包括其要素的集合與要 素之間關(guān)系的集合，兩者缺一

32、不可。兩者結(jié)合起來(lái)，才能決 定一個(gè)S的結(jié)構(gòu)與功能。,1.3系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,45,補(bǔ)充說(shuō)明：,?,要素不同，會(huì)形成不同功能的S；,?,要素相同，但要素間關(guān)系不同，也會(huì)產(chǎn)生不同的S；,?,相同功能可用不同結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，,如人腦與電腦具有不同的結(jié)構(gòu)，但在某些方面卻具有相同的功能； ?　S的結(jié)構(gòu)與功能之間不存在必然的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。,第1章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,4

33、6,1.1 系統(tǒng)的概念1.2 系統(tǒng)的分類(lèi)1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能1.4 系統(tǒng)思想的發(fā)展與系統(tǒng)科學(xué)1.5 系統(tǒng)工程的概念1.6 系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展1.7 系統(tǒng)工程的理論體系1.8 系統(tǒng)工程的應(yīng)用與展望,1.4系統(tǒng)思想的發(fā)展與系統(tǒng)科學(xué),2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,47,1.4系統(tǒng)思想的發(fā)展與系統(tǒng)科學(xué),2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,48,1.4系統(tǒng)思想的發(fā)展與系統(tǒng)科學(xué),2024/3/19,北京物資學(xué)院

34、信息學(xué)院,49,戰(zhàn)國(guó)時(shí)期川西太守李冰父子,主持修建。目標(biāo)：利用岷江水資 源灌溉川西平原、防洪與航運(yùn)。 包括三大工程及120多項(xiàng)配套工 程。其總體構(gòu)思是系統(tǒng)思想的杰 出運(yùn)用。,都江堰水利工程示意圖,兩千多年來(lái)，都江堰一直 發(fā)揮巨大效益，是我國(guó)最成功,的水利工程之一。,1.4系統(tǒng)思想的發(fā)展與系統(tǒng)科學(xué),2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,50,?（2）19世紀(jì)上半葉辨證唯物主義誕生，奠定S理論基礎(chǔ),? 近代自然科學(xué)發(fā)展了研究自然界的獨(dú)

35、特方法，包括實(shí)驗(yàn)、解 剖和觀察，把自然界的細(xì)節(jié)從自然聯(lián)系中抽出來(lái)分別研究。 這種方法移植到哲學(xué)中，成為形而上學(xué)的思維方式，阻礙了 對(duì)系統(tǒng)整體的了解。,? 自然科學(xué)三大發(fā)現(xiàn)（細(xì)胞學(xué)說(shuō)、生物進(jìn)化論、能量守恒與轉(zhuǎn) 化定律）使人類(lèi)對(duì)自然過(guò)程的相互聯(lián)系的認(rèn)識(shí)顯著提高；,? 馬克思、恩格斯——“我們已能近乎S的形式描繪出一幅自然 界聯(lián)系的清晰圖畫(huà)”，“世界是由無(wú)數(shù)相互聯(lián)系、依賴(lài)、制約、 作用的事物和過(guò)程形成的統(tǒng)一整體” 。,這種“普遍聯(lián)系及其整

36、體性思想”就是現(xiàn)代的S概念， 為S理論的創(chuàng)立奠定了基礎(chǔ)。,1.4系統(tǒng)思想的發(fā)展與系統(tǒng)科學(xué),2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,51,?（3） 20世紀(jì)40年代S理論創(chuàng)立,L.V.Bertalaffy（貝塔朗菲），美籍奧地利理論生物學(xué)家。,?,1925年，提出生物學(xué)機(jī)體理論；,?,1928年，發(fā)表《現(xiàn)代發(fā)展理論》；,?,1932年，發(fā)表《理論生物學(xué)》；,?,1937年，在芝加哥大學(xué)講課中口頭提出一般系統(tǒng)理論,(General Sys

37、tems Theory, GST)；,?,1945年，《關(guān)于GST》在《德國(guó)哲學(xué)周刊》第18期發(fā)表；,?,1954年，在美國(guó)創(chuàng)立“一般系統(tǒng)理論（GST）學(xué)會(huì)”；,?,1968年，發(fā)表《 GST：基礎(chǔ)、發(fā)展和應(yīng)用》；,?,1.4系統(tǒng)思想的發(fā)展與系統(tǒng)科學(xué),2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,52,《GST》中批判了舊生物學(xué)受“機(jī)械論”影響，存在三大錯(cuò)誤， 提出“有機(jī)論”生物學(xué)的三個(gè)基本觀點(diǎn)。二者主要區(qū)別：,“機(jī)械論”舊生物學(xué),“有機(jī)論

38、”生物學(xué),（1）簡(jiǎn)單相加觀點(diǎn),（1）S觀點(diǎn),把有機(jī)體分解為各個(gè)部分，并用簡(jiǎn)單相,一切有機(jī)物均是一個(gè)S，其功能和特性是：,加來(lái)描述其功能和特性：,整體,>,∑（部分）,整體,＝,∑（部分）,（2）被動(dòng)反應(yīng)觀點(diǎn),（2）動(dòng)態(tài)觀點(diǎn),有機(jī)體只有受到刺激時(shí)才作出反應(yīng)，否,一切有機(jī)體均處于積極的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之中，,則便靜止不動(dòng)。,均是一個(gè)開(kāi)放S。,（3）機(jī)器觀點(diǎn),（3）等級(jí)（層次）觀點(diǎn),把生命現(xiàn)象比作機(jī)器，認(rèn)為“動(dòng)物即機(jī),有機(jī)體均按嚴(yán)格的等級(jí)層次組

39、織起來(lái)，生,器”，“人即機(jī)器”。,物S是等級(jí)森嚴(yán)、層次分明的。,1.4系統(tǒng)思想的發(fā)展與系統(tǒng)科學(xué),2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,53,?（4） 第二次世界大戰(zhàn)以后SE開(kāi)始出現(xiàn),SE與S科學(xué)的區(qū)別：前者是工程技術(shù)，后者是基礎(chǔ)理論。,1.4系統(tǒng)思想的發(fā)展與系統(tǒng)科學(xué),2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,54,1.4系統(tǒng)思想的發(fā)展與系統(tǒng)科學(xué),2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,55,第1章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程,2024/3/1

40、9,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,56,1.1 系統(tǒng)的概念1.2 系統(tǒng)的分類(lèi)1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能1.4 系統(tǒng)思想的發(fā)展與系統(tǒng)科學(xué)1.5 系統(tǒng)工程的概念1.6 系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展1.7 系統(tǒng)工程的理論體系1.8 系統(tǒng)工程的應(yīng)用與展望,1.5系統(tǒng)工程的概念,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,57,1.5.1 系統(tǒng)工程的定義美國(guó)著名學(xué)者H.切斯納美國(guó)著名學(xué)者H·切斯納給出的系統(tǒng)工程的定義為：“系統(tǒng)工程認(rèn)為雖

41、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)工程則是按照各個(gè)目標(biāo)進(jìn)行權(quán)衡，全面求得最優(yōu)解（或滿(mǎn)意解）的方法，并使各部分能夠最大限度地互相適應(yīng)。”,1.5系統(tǒng)工程的概念,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,58,1.5.1 系統(tǒng)工程的定義三浦武雄系統(tǒng)工程與其它工程學(xué)不同之處在于它是跨越許多學(xué)科的科學(xué)，而且是填補(bǔ)這些學(xué)科邊

42、界空白的邊緣科學(xué)。因?yàn)橄到y(tǒng)工程的目的是研究系統(tǒng)，而系統(tǒng)不僅涉及到工程學(xué)的領(lǐng)域，還涉及到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和政治等領(lǐng)域，為了圓滿(mǎn)解決這些交叉領(lǐng)域的問(wèn)題，除了需要某些縱向的專(zhuān)門(mén)技術(shù)以外，還要有一種技術(shù)從橫向把它們組織起來(lái)，這種橫向技術(shù)就是系統(tǒng)工程。也就是研究系統(tǒng)所需的思想、技術(shù)和理論等體系化的總稱(chēng)。,1.5系統(tǒng)工程的概念,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,59,1.5.1 系統(tǒng)工程的定義 《中國(guó)大百科全書(shū)·自動(dòng)控制與系統(tǒng)工程

43、卷》“系統(tǒng)工程是從整體出發(fā)合理開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)用系統(tǒng)的工程技術(shù)。它是系統(tǒng)科學(xué)中直接改造世界的工程技術(shù)?！比毡竟I(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JIS）規(guī)定“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、組織結(jié)構(gòu)、信息流動(dòng)和控制機(jī)構(gòu)等進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)的技術(shù)?！?美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-499A：“系統(tǒng)工程是將科學(xué)和工程技術(shù)的成就應(yīng)用于：,?通過(guò)運(yùn)用定義、綜合、分析、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和評(píng)價(jià)的 反復(fù)迭代過(guò)程，將作戰(zhàn)需求轉(zhuǎn)變?yōu)橐唤M系統(tǒng)性能參數(shù) 和系統(tǒng)

44、技術(shù)狀態(tài)的描述；,?綜合有關(guān)的技術(shù)參數(shù)，確保所有物理、功能和程序 接口的兼容性，以便優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)的定義和設(shè)計(jì)； ?將可靠性、維修性、安全性、生存性、人素工程和其它有關(guān)因素綜合到整個(gè)工程工作之中，以滿(mǎn)足費(fèi)用、 進(jìn)度、保障性和技術(shù)性能指標(biāo)。”,1.5系統(tǒng)工程的概念,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,61,1.5.1 系統(tǒng)工程的定義錢(qián)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

45、有普遍意義的方法。 系統(tǒng)工程是一門(mén)立足整體，統(tǒng)籌全局，整體與局部的辯證統(tǒng)一，有機(jī)結(jié)合分析和綜合，運(yùn)用數(shù)學(xué)方法和計(jì)算機(jī)工具，使系統(tǒng)達(dá)到整體最優(yōu)的方法性學(xué)科。 是對(duì)傳統(tǒng)理論與技術(shù)的系統(tǒng)化整合與應(yīng)用,1.5系統(tǒng)工程的概念,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,62,系統(tǒng)工程的進(jìn)一步理解 系統(tǒng)工程運(yùn)用系統(tǒng)的思想來(lái)指導(dǎo)工程規(guī)劃、工程管理、工程實(shí)施，是從系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)出發(fā)，進(jìn)行合理的研究

46、和設(shè)計(jì)的工程技術(shù)。 因此可以把系統(tǒng)工程稱(chēng)作為達(dá)到系統(tǒng)目標(biāo)而對(duì)系統(tǒng)的構(gòu)成要素、組織結(jié)構(gòu)、信息流動(dòng)和控制機(jī)構(gòu)等進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)的技術(shù)，它包括各種原理和方法。如系統(tǒng)分析、網(wǎng)絡(luò)分析、分解－協(xié)調(diào)技術(shù)等。,1.5系統(tǒng)工程的概念,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,63,系統(tǒng)工程的進(jìn)一步理解 系統(tǒng)工程是以復(fù)雜工程問(wèn)題為研究對(duì)象的一門(mén)交叉學(xué)科 ，既包括思維和管理方法，又包括系統(tǒng)化的工程技術(shù)。 把自然科學(xué)和

47、社會(huì)科學(xué)的思想、理論、方法、技術(shù)和手段等根據(jù)總體的需要，有機(jī)結(jié)合，把人們的生產(chǎn)、科研或經(jīng)濟(jì)活動(dòng)有效地組織起來(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、組成結(jié)構(gòu)、信息交換和反饋控制等功能進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)、制造和服務(wù)從而達(dá)到最優(yōu)設(shè)計(jì)、最優(yōu)控制和最優(yōu)管理的目的，通過(guò)各種組織管理技術(shù)，使局部和整體之間的關(guān)系協(xié)調(diào)配合，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的綜合最優(yōu)化。,1.5系統(tǒng)工程的概念,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,64,1

48、.5.2 系統(tǒng)工程的特點(diǎn),研究方法整體化,把研究對(duì)象和過(guò)程看作一個(gè)整體，從整體出發(fā)考慮 局部，局部服從整體，兼顧和處理局部之間的關(guān)系，S本 身還要與“父”S相適應(yīng)，才能保證S總體效果最優(yōu)。,1.5系統(tǒng)工程的概念,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,65,1.5.2 系統(tǒng)工程的特點(diǎn),處理關(guān)系協(xié)調(diào)化,用SE方法分析和處理問(wèn)題，不僅要考慮S內(nèi)部部分與 部分之間、部分與整體之間、S與環(huán)境之間的相互關(guān)系， 且要協(xié)調(diào)處理好這些關(guān)系，使其密切配

49、合、相輔相承。,1.5系統(tǒng)工程的概念,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,66,1.5.2 系統(tǒng)工程的特點(diǎn),科技應(yīng)用綜合化,SE以大型復(fù)雜S為研究對(duì)象，涉及因素多，涉及學(xué) 科領(lǐng)域廣。因此須綜合運(yùn)用自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、工程 技術(shù)等各門(mén)學(xué)科和領(lǐng)域的成就，充分發(fā)揮跨學(xué)科、跨行 業(yè)、跨部門(mén)的綜合優(yōu)勢(shì)。,如：阿波羅計(jì)劃。,1.5系統(tǒng)工程的概念,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,67,1.5.2 系統(tǒng)工程的特點(diǎn),追求目標(biāo)最優(yōu)化,SE是

50、實(shí)現(xiàn)S最優(yōu)化的組織管理技術(shù)。因此，SE不 僅提出最優(yōu)的S目標(biāo)，采用目標(biāo)導(dǎo)向的方法尋求實(shí)現(xiàn)S 目標(biāo)的可行方案，且要運(yùn)用最優(yōu)化技術(shù)從中選擇社會(huì) 認(rèn)可、經(jīng)濟(jì)合算、技術(shù)先進(jìn)、時(shí)間最省、S總體效益最 好的最優(yōu)方案（或滿(mǎn)意方案）付諸實(shí)施。,第1章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,68,1.1 系統(tǒng)的概念1.2 系統(tǒng)的分類(lèi)1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能1.4 系統(tǒng)思想的發(fā)展與系統(tǒng)科學(xué)1.5 系統(tǒng)工程的概念1.6 系統(tǒng)工程

51、的形成與發(fā)展1.7 系統(tǒng)工程的理論體系1.8 系統(tǒng)工程的應(yīng)用與展望,1.6系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,69,1.6.1 系統(tǒng)工程產(chǎn)生的背景系統(tǒng)工程的整個(gè)發(fā)展過(guò)程可以分為如下三個(gè)階段：萌芽階段（1940年～1957年）： 由于科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及戰(zhàn)爭(zhēng)的需要，使得人們面對(duì)的問(wèn)題越來(lái)越龐大、越來(lái)越復(fù)雜。為了將這些的問(wèn)題解決好，人們開(kāi)始不自覺(jué)地利用系統(tǒng)的思想，從整體上來(lái)把握和分析問(wèn)題。發(fā)

52、展階段（1957年～1965年）： 控制論、信息論和運(yùn)籌學(xué)等相關(guān)學(xué)科都有了比較迅速的發(fā)展，為系統(tǒng)工程的快速發(fā)展和更為廣泛的運(yùn)用，提供了理論上和技術(shù)上的支持?；境墒旌屠^續(xù)發(fā)展階段（1965年至今）： 系統(tǒng)工程的應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入到實(shí)現(xiàn)社會(huì)工程和經(jīng)濟(jì)管理等具體領(lǐng)域的各種復(fù)雜系統(tǒng)的最優(yōu)控制、最優(yōu)管理的階段。,1.6系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,70,萌芽階段,在這個(gè)階段，由于科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展

53、以及戰(zhàn)爭(zhēng)的需要，使得人們面對(duì)的問(wèn)題越來(lái)越龐大、越來(lái)越復(fù)雜。為了將這樣的問(wèn)題解決好，人們開(kāi)始不自覺(jué)地利用系統(tǒng)的思想，從整體上來(lái)把握和分析問(wèn)題。 此階段的特點(diǎn)是：由于實(shí)際的需要，系統(tǒng)工程已經(jīng)開(kāi)始被一些單位研究開(kāi)發(fā)和簡(jiǎn)單應(yīng)用，這一階段實(shí)踐的發(fā)展為理論體系的形成做出了比較充分的準(zhǔn)備。,1.6系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,71,萌芽階段,二次大戰(zhàn)后SE開(kāi)始出現(xiàn),?20世紀(jì)40年代末，美國(guó)貝爾公司發(fā)展微波通信網(wǎng)時(shí)

54、首次提 出“SE”一詞，提出工程應(yīng)按S思想分階段進(jìn)行的工作方式； ?曼哈頓計(jì)劃； ?Rand公司；,1.6系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,72,發(fā)展階段,在萌芽階段，通過(guò)系統(tǒng)工程方法對(duì)實(shí)際問(wèn)題的一些運(yùn)用且取得的良好效果，使人們逐漸認(rèn)識(shí)到系統(tǒng)工程的作用，并越來(lái)越重視這種方法，一些系統(tǒng)性的研究得以開(kāi)展。再加上20世紀(jì)40~50年代，控制論、信息論和運(yùn)籌學(xué)等相關(guān)學(xué)科都有了比較迅速的發(fā)展，為系統(tǒng)工程的快速發(fā)展

55、和更為廣泛的運(yùn)用，提供了理論上和技術(shù)上的支持。,1.6系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,73,發(fā)展階段,?1957年，E.W.Engstrom的《SE——一個(gè)正在成長(zhǎng)的新概 念》發(fā)表在美《電工工程》雜志57-2期上； ?1957年，Goode和Machal合作出版SE第一本書(shū)《SE》；,1.6系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,74,發(fā)展階段,1.6系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展,202

56、4/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,75,發(fā)展階段,1962年，麥克納馬拉任美國(guó)防部長(zhǎng)時(shí)，提出“PPBS” (Planning Programming Budgeting System)，要求三軍統(tǒng)一預(yù) 算，武器開(kāi)發(fā)研制須進(jìn)行費(fèi)效分析，強(qiáng)制推行SE。任職7年間 節(jié)約軍費(fèi)數(shù)百億美元，改變了空間技術(shù)落后蘇聯(lián)的局面，被稱(chēng) 為“越南戰(zhàn)場(chǎng)的敗將，武器開(kāi)發(fā)的能手”。,美國(guó)召開(kāi)首次SE學(xué)術(shù)年會(huì)，會(huì)后出版了文集； 64年發(fā)行全國(guó)性雜志《SE》；,19

57、64年前后,亞利桑那，賓州，麻省理工等校設(shè)立SE專(zhuān)業(yè)或系； 正式批準(zhǔn)設(shè)立SE博士學(xué)位并開(kāi)始授予。,1.6系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,76,基本成熟和繼續(xù)發(fā)展階段,在這個(gè)階段，系統(tǒng)工程學(xué)的應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入到解決社會(huì)工程和經(jīng)濟(jì)管理等具體領(lǐng)域的各種復(fù)雜系統(tǒng)的最優(yōu)控制、最優(yōu)管理的階段。系統(tǒng)工程學(xué)作為一門(mén)現(xiàn)代的組織管理技術(shù)，受到了世界各國(guó)政府部門(mén)和學(xué)術(shù)界日益廣泛的重視和應(yīng)用。,1.6系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展,2024

58、/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,77,基本成熟和繼續(xù)發(fā)展階段,? R.E.Machol編寫(xiě)《SE使用手冊(cè)》，1965年；? A. D.Hall:《 Systems Engineering Methodlogy 》,1962年；,?,《 Three-Dininsional Morphology of SE 》,1969年；,? H.Chestnut:《SE方法》，1964年；,?,《SE工具》，1967年；,?,1965年，英國(guó)

59、蘭徹斯特大學(xué)開(kāi)始開(kāi)設(shè)SE課程；,? 日本從60年代起步，70年代掀起高潮； ? 前蘇聯(lián)SE研究由自控專(zhuān)業(yè)起步，發(fā)展迅速。,1969.7.16 ~24，提前兩年實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)登月，標(biāo)志著人類(lèi)組織 管理技術(shù)上迎來(lái)了一個(gè)新時(shí)代，因此阿波羅計(jì)劃的成功被贊譽(yù)為 “SE的輝煌成就”。,1.6系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,78,基本成熟和繼續(xù)發(fā)展階段,阿波羅登月中的創(chuàng)建性工作:,? 方案的開(kāi)發(fā)和選擇,? 詳盡而

60、明確的研制規(guī)劃制定 ? 總體性能指標(biāo)的控制 ? 解決系統(tǒng)內(nèi)部接口問(wèn)題 ? 系統(tǒng)分析與管理的新方法,1.6系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,79,基本成熟和繼續(xù)發(fā)展階段,應(yīng)用范圍逐漸超出傳統(tǒng)工程領(lǐng)域，擴(kuò)展到社會(huì)、政治、經(jīng) 濟(jì)、軍事、生態(tài)環(huán)境等復(fù)雜巨S的開(kāi)發(fā)研究和長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃上，并開(kāi) 始了戰(zhàn)略研究、政策研究等高層次問(wèn)題的解決。,如：,?1972年10月，IIASA(International Instit

61、ute of Applied System Analysis)正式成立；,?70年代末，西歐10國(guó)200多專(zhuān)家開(kāi)展《2000年的歐洲》； ?田中首相的“日本列島改造論”。,1.6系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,80,基本成熟和繼續(xù)發(fā)展階段,1.6系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,81,基本成熟和繼續(xù)發(fā)展階段,1.6系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)

62、院,82,基本成熟和繼續(xù)發(fā)展階段,1.6系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,83,1.6.2 系統(tǒng)工程在我國(guó)的發(fā)展及應(yīng)用,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(qián)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)》。,1.6系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,84,1.6.

63、2 系統(tǒng)工程在我國(guó)的發(fā)展及應(yīng)用,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。在我國(guó)改革開(kāi)放和現(xiàn)代化建設(shè)中SE大有作為 60年代初在DF型號(hào)研制中已用到計(jì)劃與評(píng)審技術(shù)(PERT)， 并在航天五院組建了總體設(shè)計(jì)部，初步實(shí)踐就取得巨大成績(jī)。我 國(guó)航天總投資分別只有日、法、美、前蘇聯(lián)的1/10、1/20、1/300、 1/480，但至今穩(wěn)坐第三把交椅，SE功不可沒(méi)。,1.6系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展,2024/3/19,北京物資學(xué)

64、院信息學(xué)院,85,1.6.2 系統(tǒng)工程在我國(guó)的發(fā)展及應(yīng)用,1978年9月27日，錢(qián)學(xué)森、許國(guó)志、王壽云在《文匯報(bào)》發(fā)表題為“組織管理的技術(shù)——系統(tǒng)工程”的長(zhǎng)篇文章； 從1978年起，西安交大、天津大學(xué)、清華大學(xué)、華中理工大學(xué)、大連理工大學(xué)等國(guó)內(nèi)著名大學(xué)開(kāi)始招收了第一批SE專(zhuān)業(yè)碩士研究生； 1979.10，首次SE大會(huì)召開(kāi)，21位專(zhuān)家建議成立中國(guó)SE學(xué)會(huì)； 1980年11月，中國(guó)系統(tǒng)工程學(xué)會(huì)在北京成立； 1980年10月至198

65、1年1月，中國(guó)科協(xié)、中央電視臺(tái)會(huì)同中國(guó)系統(tǒng)工程學(xué)會(huì)、中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)聯(lián)合舉辦“系統(tǒng)工程電視普及講座（45講）”，取得了良好的社會(huì)效果。,1.6系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,86,1.6.2 系統(tǒng)工程在我國(guó)的發(fā)展及應(yīng)用,70年代末以來(lái)，應(yīng)用SE理論和方法來(lái)研究與解決我國(guó)的重大現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，在許多領(lǐng)域和方面取得了較好的效果，如： 人口問(wèn)題的定量研究及應(yīng)用（始于1978年） 1980 建立中國(guó)人口模型并完成百

66、年人口預(yù)測(cè)。 2000年中國(guó)的研究(1983至1985年） 全國(guó)和地區(qū)能源規(guī)劃（始于1980年） 全國(guó)人才和教育規(guī)劃（始于1983年） 農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程（始于1980年） 區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略（始于1982年） 投入產(chǎn)出表的應(yīng)用（始于60年代和1976年） 軍事系統(tǒng)工程（始于1978年） 水資源的開(kāi)發(fā)利用（始于1978年）等。,1.6系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,87

67、,1.6.2 系統(tǒng)工程在我國(guó)的發(fā)展及應(yīng)用,普遍認(rèn)識(shí)到：,要對(duì)我國(guó)改革開(kāi)放和國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)中的重大戰(zhàn)略問(wèn) 題作出明智而有遠(yuǎn)見(jiàn)的正確決策，真正實(shí)現(xiàn)決策民主化、 科學(xué)化和管理現(xiàn)代化，需廣泛運(yùn)用SE方法統(tǒng)籌規(guī)劃、S分 析、綜合論證、科學(xué)決策，以確保社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定、協(xié)調(diào)、 快速發(fā)展。,1.6系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展,1.6.2 系統(tǒng)工程在我國(guó)的發(fā)展及應(yīng)用,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,88,721,000,第1章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程,2024/

68、3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,89,1.1 系統(tǒng)的概念1.2 系統(tǒng)的分類(lèi)1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能1.4 系統(tǒng)思想的發(fā)展與系統(tǒng)科學(xué)1.5 系統(tǒng)工程的概念1.6 系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展1.7 系統(tǒng)工程的理論體系1.8 系統(tǒng)工程的應(yīng)用與展望,1.7系統(tǒng)工程的理論體系,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,90,錢(qián)學(xué)森院士非常重視研究系統(tǒng)科學(xué)體系、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)體系和人類(lèi)知識(shí)體系。1981年，他描述了如下圖所示的系統(tǒng)科學(xué)體系。,

69、1.7系統(tǒng)工程的理論體系,2024/3/19,北京物資學(xué)院信息學(xué)院,91,錢(qián)學(xué)森院士指出：在系統(tǒng)科學(xué)這個(gè)部門(mén)中，系統(tǒng)工程屬于工程技術(shù)，其理論基礎(chǔ)是運(yùn)籌學(xué)、控制論和信息論這三門(mén)技術(shù)科學(xué)。正在形成的、關(guān)于系統(tǒng)的一般理論--系統(tǒng)學(xué)，是系統(tǒng)科學(xué)這個(gè)部門(mén)中的基礎(chǔ)科學(xué)。系統(tǒng)科學(xué)從各門(mén)系統(tǒng)工程到運(yùn)籌學(xué)、控制論和信息論，再到系統(tǒng)學(xué)，形成現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)體系中的一個(gè)分體系。這個(gè)分體系通向馬克思主義哲學(xué)的橋梁，是經(jīng)過(guò)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)大大豐富了的系