系统工程方法论
系统工程的方法论
系统工程的方法论系统工程是一门关注如何设计、构建和管理复杂系统的学科。
在实际应用中，系统工程涉及多学科的知识和技术，需要综合运用工程、管理和科学等学科的方法和原则。
为了应对复杂的系统问题，系统工程发展出了一套系统工程的方法论，主要包括系统工程的概念、原则、方法、工具和应用等方面。
首先，系统工程的概念是指将一个系统作为一个整体来研究和处理，而不仅仅关注系统的个别部分。
系统工程的核心思想是整体观念和系统思维，即将一个系统视为一系列相互依赖的部分组成的整体，而不是各个部分的简单的叠加。
这种整体观念和系统思维是系统工程方法论的基础。
其次，系统工程的原则是指在系统设计和管理过程中所遵循的一些基本规则和原则。
这些原则通常包括系统思维、系统分析与系统设计、系统综合与系统优化、维护与管理、风险管理、质量管理等方面的原则。
这些原则是指导系统工程师在实践中进行决策和行动的准则。
第三，系统工程的方法是指在系统设计和管理过程中所使用的一些具体的方法和技术工具。
系统工程的方法包括需求分析、系统建模、系统仿真、系统评价、系统集成和测试等方面的方法。
这些方法和技术工具可以帮助系统工程师在设计和管理复杂系统时进行分析、决策和实施。
第四，系统工程的工具是指在系统设计和管理过程中所使用的一些软件和硬件工具。
这些工具包括系统模型工具、系统仿真工具、统计分析工具、风险评估工具、质量管理工具等。
这些工具能够帮助系统工程师更好地分析、评估和优化系统设计和系统管理过程中的问题。
最后，系统工程的应用是指系统工程方法论在实际工程项目中的应用。
系统工程可以应用于各个工程领域，如航空航天、电子信息、交通运输、能源、环境保护等。
系统工程的应用可以帮助工程项目的规划、设计、实施和管理，提高工程项目的效率和质量。
综上所述，系统工程方法论是一套关于如何设计、构建和管理复杂系统的综合性方法和原则。
它通过整体观念和系统思维，应用各种方法和工具，帮助系统工程师在实际项目中进行系统设计和管理。
系统工程的方法论
系统工程的方法论
系统工程的方法论是一种系统化的方法，旨在设计和管理复杂系统的开发和维护。
它从系统的整体性和部分之间的相互作用出发，采用系统化的思维方式和科学的分析方法，通过对系统进行分析、设计、实施和评估等一系列过程，以达到优化系统性能、提高系统效率的目的。
系统工程的方法论包括以下几个方面：系统分析方法、系统设计方法、系统实施方法、系统评估方法等。
其中，系统分析方法是系统工程的核心，其目的是收集、整理和分析系统的各种信息，从而确定系统的需求和问题，为后续的设计、实施和评估提供依据。
系统设计方法是在系统分析的基础上，通过对系统的结构和功能进行设计，构建出满足用户需求、性能优良、可靠稳定的系统。
系统实施方法是将系统设计方案转化为实际的系统，并进行测试和部署的过程。
系统评估方法是对系统的性能、可靠性、安全性等方面进行评估，以保证系统的质量和可靠性。
系统工程的方法论在各个领域都有广泛的应用，如军事、医疗、航空、交通、通信等领域。
通过系统工程的方法论，可以更好的理解和控制系统的复杂性，提高系统的性能和效率，为人类社会的发展和进步作出更大的贡献。
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系统工程的方法论
系统工程的方法论
系统工程是一种应用科学，它致力于设计、构建、操作和维护复杂系统。
系统工程的方法论包括以下方面：
1. 系统思维：系统工程师需要具备整体思维能力，即能够将系统看作一个整体，理解各个部分之间的相互作用和影响。
2. 系统分析：系统工程师需要使用系统分析方法，对系统的需求、功能、性能、成本等进行分析，以确定系统设计方案。
3. 系统设计：系统工程师需要使用系统设计方法，将系统需求翻译成可实现的设计，结合技术、成本、时间等因素，确定系统的最终设计方案。
4. 系统集成：系统工程师需要使用系统集成方法，将不同的系统组成部分进行集成，确保它们能够协同工作，实现系统整体功能。
5. 系统验证：系统工程师需要使用系统验证方法，对系统进行测试、评估和验证，确保系统满足需求和规格，符合性能和质量要求。
6. 系统维护：系统工程师需要使用系统维护方法，对系统进行维护和升级，确保系统持续稳定运行，并能够适应不断变化的需求。
总之，系统工程的方法论是一套系统的、科学的、规范的工程方法，可以帮助系统工程师有效地解决系统设计、构建、运行和维护中的各种问题。
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经典的系统工程方法论
经典的系统工程方法论01霍尔三维结构1、时间维时间维表示系统工程的工作阶段或者进程规划阶段、设计阶段、分析或研发阶段、运筹或生产阶段、实施或安装阶段（具体的运行计划）、运行阶段、更新阶段。
2、逻辑维摆明问题、系统设定、系统综合、模型化、最优化、决策、实施计划3、知识维从事系统工程工作需要的知识，如：运筹学、控制论、管理科学、工程技术、社会科学等强调明确目标，核心内容是优化，并认为现实问题基本上都可归纳成工程系统问题，应用定量分析手段，求得最优解。
02切克兰德方法论收集信息，表达问题现状，寻求因果关系，确定行为主体和利益主体。
弄清系统问题的关键要素，为系统的发展及研究确立基本看法。
根据根底定义，通过系统化语言对问题进行抽象描述，根据现实情况对概念模型进行修正，形成可操作性的方案。
03还原论将物质的高级运动形式（如生命运动）归结为低级运动形式（如机械运动），用低级运动形式的规律代替高级运动形式的规律的形而上学方法。
特点：1 各种现象都可被还原成一组基本的要素2 各基本要素彼此独立，不因外在因素而改变其本质3 通过对这些基本要素的研究，可推知整体现象的性质04整体论世界宇宙是整体，各事务间相互联系，不可机械分割，整体的性质和功能不等同于其他各部分的性质和功能的迭加，整体与部分遵从不同描述层次上的规律，整体的运动特征只有在比其部分所处层次还高的整体层次上才能进行描述。
05综合集成工程方法论是将专家体系、数据和信息体系以及计算机体系结合起来，构成一个高度智能化的人机结合系统，这个方法的成功应用，就在于发挥了这个系统的综合优势、整体优势和智能优势。
特点：（1）体现了精密科学从定性判断到精密论证的特点；（2）体现了以形象思维为主的经验判断到以逻辑思维为主的精密定量论证过程。
（3）可以进行系统分解，在系统总体指导下进行分解，在分解后研究的基础上，再综合集成到整体，实现1+1>2的涌现，达到从整体上严密解决问题的目的；（4）指出了解决复杂巨系统和复杂性问题的过程的方向性和反复性；（5）综合集成法及其研讨厅体系既可用来研究理论问题，也可用来解决实际问题。
第3章系统工程方法论
东方系统方法论 （ 20世纪90年代）
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3.2 霍尔方法论
知识维
自然科学 工程技术 经济学 法 律 管理科学 环境科学 计算机技术 ……
逻辑维
时间维
规划阶段 设计阶段 研制阶段 生产阶段 运行阶段 更新阶段 明 确 问 题 系 统 设 计 系 统 综 合 系 统 分 析 系 统 评 价 决 策 实 施
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结束
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3.6 系统论方法的要点
系统论方法的辩证法哲学基础 还原论与整体论相结合 定性描述与定量描述相结合 局部描述与整体描述相结合 确定性描述与不确定性描述相结合 系统分析与系统综合相结合
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课堂讨论——系统方法论的要点
思考下列问题 硬系统方法论的主体思路 软系统方法论与硬系统方法论的异同 综合集成方法的主要观点 物理-事理-人理方法的要点 系统论方法的要点
系统工程方法论
系统工程方法论（methodology of systems engineering）可以是哲学层次上的思维方式、思维 规律，也可以是操作层次上开展系统工程项目的一般 过程或程序，它反映了系统工程研究和解决问题的一 般规律或模式，即分析和解决系统开发、运作及管理 实践中的问题所应遵循的工作程序、逻辑步骤和基本 方法，它是系统工程思考问题和处理问题的一般方法 和总体框架。
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软系统方法论思路与工作步骤图
劣结构 问题情景 ① 实施可行 改革方案 ⑦ 可行的 改革方案 ⑥
问题情景 描述②
②和④ 比较 ⑤
相关系统 的根定义 ③
概念模型 ④
形成系统 概念④（a）
其他系统 思想④（b）
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3.4 综合集成方法论
综合集成法是以钱学森院士为代表的中国学 者的创造与贡献。综合集成研讨厅体系是综合 集成法的具体运用。钱学森院士在 20世纪80年 代初提出，将科学理论、经验知识、专家判断 力相结合，用半理论半经验的方法来处理具有 复杂行为的系统。20世纪80年代中期，在钱学 森院士指导下，系统学讨论班进行了方法论的 探讨，考察了各类复杂巨系统研究的新进展， 特别是社会系统、地理系统、人体系统和军事 系统四大类。
系统工程方法论
系统工程方法论系统工程是一种综合性的工程方法论，它将系统理论、系统分析、系统设计、系统管理等多学科知识融合在一起，以解决复杂系统的设计、开发和管理问题。
系统工程方法论的核心理念是整体性思维和系统化方法，通过对系统整体的认识和分析，找出系统的关键问题，并提出解决方案，从而实现系统的高效运行和优化发展。
在系统工程方法论中，系统思维是至关重要的。
系统思维是一种综合性的思考方式，它强调整体性、协同性和多维度的思考。
在系统工程中，我们需要从整体的角度去考虑问题，不能只关注局部的细节，要把握系统的全貌，找出系统的内在联系和规律性，从而找到解决问题的关键点。
系统工程方法论还强调系统化方法。
系统化方法是指通过系统分析、系统设计、系统实施和系统管理等一系列有机的步骤和方法，来解决复杂系统问题的过程。
在系统工程中，我们需要运用各种科学的方法和工具，如系统分析方法、模型建立方法、决策支持方法等，来全面、系统地分析和解决问题，确保系统的高效运行和优化发展。
另外，系统工程方法论还注重团队合作和跨学科融合。
在系统工程中，往往需要多学科的知识和专业技术的综合运用，需要不同领域的专家和团队成员共同合作，协同工作。
只有通过跨学科的融合和团队的合作，才能充分发挥各方的优势，解决复杂系统问题。
总的来说，系统工程方法论是一种综合性的工程方法，它强调整体性思维、系统化方法、团队合作和跨学科融合。
通过系统工程方法论的应用，我们可以更好地解决复杂系统问题，提高系统的效率和性能，实现系统的优化和发展。
因此，系统工程方法论在现代工程领域具有重要的理论和实践意义，对于推动工程技术的创新和发展具有重要的作用。
系统工程方法论
系统工程方法论系统工程方法论是一种系统化的、综合性的工程方法，旨在解决复杂系统的设计、开发和管理问题。
它涵盖了系统工程的各个阶段，从需求分析到系统测试，再到系统维护和更新。
系统工程方法论强调整体性、系统性和协同性，通过系统思维和工程方法，有效地解决了复杂系统工程中的种种挑战。
首先，系统工程方法论注重系统思维。
在系统工程中，系统思维是一种综合性的思考方式，强调整体性和相互关联性。
系统工程方法论要求工程师不仅仅关注系统的各个部分，更要关注它们之间的相互作用和影响。
通过系统思维，工程师能够更好地把握整个系统的特性和需求，从而设计出更加合理和有效的解决方案。
其次，系统工程方法论强调工程方法。
在系统工程中，各种工程方法被应用于系统的不同阶段，包括需求分析、系统设计、系统集成、系统测试等。
这些工程方法不仅包括技术手段，还包括管理手段，如项目管理、风险管理等。
系统工程方法论通过科学的、系统化的工程方法，帮助工程师更好地组织和管理复杂系统工程，确保工程的质量和进度。
此外，系统工程方法论注重协同性。
在复杂系统工程中，涉及到多个不同领域的知识和技术，需要多个团队和个体之间的协同合作。
系统工程方法论通过建立有效的沟通和协作机制，促进不同团队和个体之间的协同工作，确保系统工程的整体一致性和协同性。
总的来说，系统工程方法论是一种综合性的工程方法，它强调系统思维、工程方法和协同性，帮助工程师解决复杂系统工程中的各种挑战。
在今后的系统工程实践中，我们应该充分认识到系统工程方法论的重要性，灵活运用其中的理念和方法，不断提升系统工程的质量和效率，推动系统工程领域的发展和进步。
系统工程方法论
系统工程方法论系统工程是一种综合性的工程方法论，它将系统理论、系统分析、系统设计、系统管理等多学科知识融合在一起，以解决复杂系统问题为目标，是一种以系统为研究对象，以系统为分析对象，以系统为设计对象，以系统为管理对象的综合性学科。
系统工程方法论的提出，旨在解决传统工程方法在处理复杂系统问题时所面临的困难和不足，通过系统的思维方式和方法手段，实现对复杂系统的全面、系统性的分析和解决。
系统工程方法论的核心理念是系统思维，它要求工程师在处理问题时要从整体的角度去考虑，而不是局部的角度。
系统工程方法论强调系统的整体性、协同性和综合性，要求工程师在设计和管理系统时，要考虑系统的各个部分之间的相互关系，以及系统与外部环境的相互作用，从而实现系统的高效运行和优化管理。
系统工程方法论的应用范围非常广泛，它可以应用于各种工程领域，如航空航天、电子信息、交通运输、能源环保、军事国防等。
在航空航天领域，系统工程方法论可以帮助工程师设计和管理复杂的飞行器系统，保证飞行器的安全性和可靠性；在电子信息领域，系统工程方法论可以帮助工程师设计和管理复杂的通信系统和网络系统，保证信息的传输和交换的高效和安全；在交通运输领域，系统工程方法论可以帮助工程师设计和管理复杂的交通运输系统，提高交通运输的效率和安全性。
系统工程方法论的核心方法包括系统分析、系统建模、系统仿真、系统优化、系统集成等。
系统分析是系统工程的第一步，它要求工程师对系统的各个部分进行全面的分析，找出系统存在的问题和瓶颈；系统建模是系统工程的重要手段，它要求工程师利用数学模型和计算机模拟技术，对系统进行抽象和描述；系统仿真是系统工程的重要方法，它要求工程师利用仿真软件对系统进行模拟和验证；系统优化是系统工程的重要目标，它要求工程师找出系统的最优解，使系统达到最佳状态；系统集成是系统工程的重要环节，它要求工程师将系统的各个部分有机地结合在一起，实现系统的整体性和协同性。
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不足
不适合解决突发事件，不能希望其立竿见影 缺乏明确的组织变革理论，只能通过参与者之间的沟 通来激发变革 在不平等权利的利益集团之间存在着基本冲突的情况 下，没有实质结果； 没有提及行为措施的合理性与合法性的关系，人们往 往忽视问题的合理解决方法与当权者利益之间的冲突
4软系统方法论和硬系统方法论的比较
系统工程与传统方法的区别
传统方法： 问题的目标是单一的/专业知识/单阶段 系统工程： 目标是多维的 专业方面：运用各种专业知识综合考虑 时间：多个阶段 逻程—辑—方逻面辑：顺每序个阶段中处理问题的特殊思维过
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二、霍尔三维结构（霍尔方法论）
霍尔三维结构
美国学者霍尔（A D ） 年提出 HALL 1969
逻辑维（L）
①时间维
系统工程的工作阶段或进程 a)规划阶段：按照设计要求提出系统目标，制定规划和政策 b)设计阶段：完成的任务是提出具体的方案，进行系统的初
步设计。 c)分析阶段：对所设计的方案进行分析、比较。 （以上三阶段构成系统的开发阶段）
d) 运筹或生产阶段：方案的综合选优，确定 最优实施方案。 e) 实施阶段：系统的设计、安装及调试等。 f) 运行阶段：按照系统预定的用途工作。 g)更新阶段：按系统要求实施，取消旧系统， 代之以新系统，对系统改进。
② 逻辑维
每个阶段的逻辑顺序和工作步骤 a) 明确问题：了解问题所处的环境，收集有关的数据和资料（历史、 现状、发展趋势），人财物的提供；主要目的是弄清问题。 钢铁基地的建设地点:明确钢铁实践中的问题（联合企业 与能源 水源、 交通、电力等都有关联） b)系统设计（目标选择）：确定所要解决问题的目标和相应的评价指标 体系\评价准则。 合理确定评价准则很重要。
工程系统工程要解决的问题叫“问题”（problem）， 研究的对象称为硬系统或结构化问题（hard system／ structured problem）) 社会系统工程要解决的问题叫“议题”（issue）， 即有争议的问题 研究的对象称为软系统或非结构化 问题（soft system／non-structured problem）) 前者是用数学模型寻求最优解，后者是寻求满意解。
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硬系统方法论的局限性
（1）没有为目标定义提供有效的方法。 对于大多数系统管理问题来说，目标定义本身就是需 要解决的首要问题。 （其2他）物没质有因考素虑等系同统起中来人，的忽主视观人因对素现，实把的系主统观中认的识人。与 （3）认为只有建立数学模型才能科学地解决问题 对于复杂的社会系统来说，建立精确的数学模型往往 是不现实的。即使建立了数学模型，也会因为建模者 对问题认识上的不足而不能很好地反映其特性。
土木系统工程的专业维
建工结筑程构学力工学程学 地施基工与组基织础 企技业术管经理济
硬系统方法论的特点
强核调心明内确容目是标最优化 认量此为分方现析法实手论问段具题有，都求可得归最纳优成解工答程。系统问题，运用定 研技组究术织方应管法用理的的上整综的体合科性性学性（（三知（维识时维间）维）和逻辑维） 系统工程工作的问题导向性（逻辑维）
一、系统工程方法论的概念
系统工程思考问题和处理问题的一般方法。解决系统 工程实践中的问题的思维方式以及应该遵循的步骤、 程序和方法。 把分析对象作为一个整体系统来考虑，进行分析设计 制造和使用时的基本思想方法和工作方法； 运用技术知识实现系统的模型化和最优化，进行系统 分析和系统设计。 系统工程的方法论是系统工程应用的基础和关键所在; 是系统工程区别于其它各门科学的基本特征之一。
系统工程的软科学性
20世纪70年代以来，系统工程越来越多地用于 研究社会经济的发展战略和组织管理问题，涉 及人、信息和社会等因素，使其对象软化，系 统工程呈现出软科学的特征。 软科学性所表现出的特点有：
1研究的问题没有限制，但以人和社会问题为主；处 理的对象主要是信息。 2问题多数是带有政策性的，同时多半带有探讨未来 的性质，十分关心未来的不定因素； 3问题包括了大量事实上不明确的东西； 4跨学科的性质很强。 5需要有决策者的支持，否则将失去意义。 霍尔三维结构不适用，需要新的方法论。
知识维
核心——用定量分析的手段，求得最优解
工作过程可以表现在三维结构图中。
体现了系统工作方法的系统化、综合化、最优化、程
序化、标准化等特点，是系统工程方法论的重要基础 内容。
逻辑维
在组织管理大型工程项目中起到了很大作用。
时间维
时间维(T)
知识维（K）
运控社工筹制会程学论科技学术
……
规划阶段 设计阶段 分析阶段 运筹阶段 实施阶段 运行阶段 摆明问题 系统设计 方案综合 模型化 最优化 决策 实施计划 更新阶段
土木系统工程的时间维 ——以长城饭店为例
规初施施装使1更9划步工工修用新84阶设图阶阶阶阶年段计设段段段段6—————阶计月—————段阶212国飞客—段090日际模房80——32正一；陈美—年装流美设国美式修12国招设国月营技标计设1业术计0日日（本试22营/2;业三，叉形商船是否要安装高射炮。 指标一：击落敌机的概率——4%，太低，应转到地面 的高射炮阵地中去； 指标二：商船被击沉的概率——不安装，25%；安装， 10%。 高炮起威胁作用。 例2： 城市是否发展高层建筑
确定目标和指标时应注意的8条原则：
①要有长远观点：选择对于系统的未来有重大意义的目 标和指标； ②要有总体观点：着眼于系统的全局利益，必要时可以 在某些局部作出让步； ③注意明确性：目标务必具体明确，力求用数量表示； ④多目标时应注意区分主次、轻重、缓急，以便加权计 算综合评价值；
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社会系统工程（软问题）举例 例：美国加利福尼亚州应用硬系统方法论解决 公共政策方面的问题 20世纪60年代初，该州州长决定建立一个有关 审判、信息处理、垃圾管理和大量运输事务的 管理信息系统（MIS），目的是处理公众和政 府机构之间的各种信息。 不能用硬系统方法论求解。Why？
我国一般工程项目在制订目标时考虑的方面 ①运行目标，包括战术\技术指标； ②经济目标，包括直接的与间接的经济效益； ③社会目标，包括项目与国家方针政策符合的 程度和社会效益； ④环境目标，包括环境保护与可持续发展。
c)系统方案综合：为实现预期目标，拟定所需采取的策略和应选 择的方案。 建筑设计： 装配？整体？装配整体？ d)系统分析：演绎备选方案，通过模型得到可靠的数据、资料和 结论 大跨度建筑 e) 最优化：用数学规划等定量的优化方法去判别各种方案的优劣， 以进行方案选择（综合评价）。 f)决策：以指标体系为评价准则，在考虑决策者的偏好等基础上， 选择最优方案。 g)实施计划：按决策结果制定实施方案和计划。
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3软系统方法论 小结
软系统方法论 通过组织讨论，听取各方面有关 人员的意见；强调反复比较和学习，寻求满意 结果；主要依赖于定性分析 适用于目标不明确、涉及多方面利益的场合； 强调人的活动和身份，从各方面的关系着眼， 适合涉及多种因素的社会、经济环境等系统的 研究。
特点
1、与目标不明、非结构化的麻烦有关； 2、强调过程，与学习和决策相关； 3、与感性认识、世界观及人类把组织现实的内涵与环 境相联系的方式有关 4、是非数量型的； 5、依靠加深对问题情境的理解来进行改进； 6、依赖于解释社会理论 7、对统治人类社会的社会规则的理解有关
硬系统方法论在处理问题时要求有明确的目标。 目标？ “在适当的时候以恰当的方式提供足够精确的 各种信息以满足公众的需要” 太含糊 系统建立后，无法提供决策所需要的信息，对 该州的管理帮助甚小。
2软科学的系统工程方法论
核心是比较或学习，而不是最优化。 解决问题的步骤 如下图
对考过问察程题；、情要关景素系、 表考然达察语问结言题果、情；图景自像 对要系描统述的c看atw法o；e 简
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不同阶段使用不同的方法；重要的是吸 收两者的精神，在处理问题时灵活运用
还原论、整体论和系统论 综合集成法和wsr方法（自学了解）
思考题
软系统方法论和硬系统方法论的比较 阅读《矛盾论》、《实践论》
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讨论：
应用系统工程方法论研究某一小区的开发建设问题， 写出研究报告。 应用切克兰德的调查学习方法编制自己的人生规划。
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活动矩阵
时结间构维，和称逻为辑活维动结矩合阵起。来形成一个二维 课矩本阵元p6素2 可以表明哪阶段做哪一步工作 系统工程活动的超细结构： 逻循辑环维汇的聚成7个一步个骤理为想一的个系循统环周期，多次
③ 专业(知识)维
各工作步骤所需的各门专业知识。 综合性的交叉学科，会涉及多种专业技 术，如社会科学、工程技术、法律、商 业、医药、艺术等等。 (钱学森：14门专 业)
新的情景 组态织度、上运的行改、革认识、
讨论和辩论 根的概定系念义统上基活的础动描上的述
可能从任意阶段开始，中途有反复；不断反馈和学习
汪应洛《系统工程》
问识题别及与其表环达境的
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根底定义
比较 寻求改善途径
选择 设计 实施 评估
(目建标立系概统念概模念型化)
问题情景描述（认识问题）：收集有关信息，表达问题现状，寻 找构成因素及其关系，明确问题的结构、现存过程及不适应之处。 根底定义：弄清关联因素，确定对系统的基本看法。 概念模型：对问题抽象描述的结果，应符合根底定义的思想，并 能实现其要求。 改善概念模型（比较及探寻）：明确的问题（第一步归纳的结果） 和概念模型（演绎的结果）进行对比及改善。 设计与实施：形成可操作的方案 评估与反馈：根据实施过程中的新认识，修正前三项。
系统工程
长安大学建筑工程学院 薛文碧
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第2章 系统工程方法论
一二、、概霍念尔三维结构（霍尔方法论） 三方、法软论科）学系统工程方法论（切克兰德