第二章系统工程方法论09秋

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第二讲 系统工程方法论

第二讲 系统工程方法论
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霍 尔 三 维 结 构
第一节 系统工程方法论
逻辑维
(1)明确问题。研究人员首先明确的是两点之间随着社会经济的
发展,其交通运输在近期、中期、远期的需求量,以及需求量
霍 尔 三 维 结 构
的变化趋势;其次要了解国内外交通运输方式的发展趋势以及
不同运输方式的优缺点;了解广大人民喜欢的运输方式和决策 者的偏好,了解他们对两点之间运输方式选择的看法。明确适 度超前、安全、经济是不同运输方式选择的前提条件。 (2)系统设计。研究人员要从人民对交通运输的期望入手,构造
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第一节 系统工程方法论
霍尔三维结构
霍尔管理矩阵
该矩阵为具体方法,一般
只是用时间维和逻辑维,构 成活动矩阵。 矩阵要素可表示处在该阶 段和该步骤的唯一行为。
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第一节 系统工程方法论
应 用 企 业 管 理 系 统 工 程 活 动 矩 阵
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——
第一节 系统工程方法论
基于 “三维结构”模型的系统工程的过程
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第一节 系统工程方法论
霍 尔 三 维 结 构
三峡工程(HALL:时间维)
第三阶段:1958年到1993年10月

实施系统工程(生产安装)之前技术性很强,工作量最大的阶段。 需要结合大批的相关的工程技术人员,合作完成。 提出实施该系统的详细的研制方案;
提出详细的实施(生产或施工,包括往后各阶段)计划。 提出可供施工的蓝图,包括大坝、船闸、厂房、机电设备、输变 电工程等方面的各项研究工作以及最终拿出可供施工和生产的图纸; 按照预想的进程和可能性,提出包括库区移民以及工厂的搬迁安置、 施工进度、水轮发电机组、辅助设备、输变电设备的研究等,进而 提出何时完成第一期工程和第二期工程、何时全面投产等详细的系 统的实施计划。

第二章系统工程方法论课件

第二章系统工程方法论课件
化以及人们价值观念的变化,选优的标准也在发展变化。
❖ 发展观点倡导人们应从系统演化角度去看待事物,从环境
变化、价值观念变化角度去看待事物;其次,系统发展的
阶段性、渐变性为研究系统方法提供了方便,即可以用静
态方法处理某些动态问题。
切克兰德的系统工程方法
切克兰德的系统工程方法
切克兰德的系统工程方法
物理系统 为和最佳结果
型主要适用于此
不良 偏重社会、较难用数学模型描述,因其加入
结构 机理尚不 了人的直觉和判 断,往往只能用
系统 清楚的生 半定量、半定性或者只能用定性
物型的软 的方法来处理问题,这类系统难
系统
以观测,边界模糊,目标不定
用“软方法”求出
可行的满意解,常
用德尔菲法、 情
景分析法、冲突分
和。
处理复杂系统问题的基本观点
❖整体观点
❖整体观点是把系统内部所有要素看成一个整体。
❖(1)策划最优时,如果子系统最优与整体系统最
优发生矛盾,子系统要服从整体;
❖(2)整个系统要协调各子系统之间的关系,充分
发挥各子系统的能动作用;
❖(3)考虑环境的制约作用,必须使环境受益。
处理复杂系统问题的基本观点
如工程系统、人造系统和人为系统,这类系统结构清楚,
概念明确,易定量化、模型化。
霍尔系统工程方法
专业维(知识)
工程技术
霍尔的三维结构模型将SE的
整个管理过程分为七个阶段
和七个步骤,并考虑为完成
这些阶段和步骤的工作所需
的各种专业管理知识。
信息技术
环境科学
社会科学
管理科学
经济
法律
逻辑维(步骤)
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系统工程第4版教学课件ppt作者汪应洛西安交通大学主编第2章 系统工程方法论

系统工程第4版教学课件ppt作者汪应洛西安交通大学主编第2章 系统工程方法论

知识维(科学技术)间进程)A B C D E F G 6 5 运行阶段更新阶段知识维:指在完成上述各
阶段和各步骤所需要的各
种专业知识和管理知识。

逻辑维:每个阶段需进行的工作步骤,是运用系统工程方法进行思考、分析和解决问题应遵循的一般程序。

时间维:从规划到更新,按
时间顺序排列的SE 全过程。

“三维结构”模型
研制阶段a31a32a33a34生产阶段a41a42a43a44
代表一项具体的管理活动运行阶段a51a52a53a54
购置费
使用费保障费处置费
满意解代替最优
解,价值观方面
的重要变化。

概念模型代替
数学模型,思
路更加开阔。

系统工程的方法论

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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第二章系统工程方法论

第二章系统工程方法论
第二章 系统工程方法论
第一节: 系统工程基本工作过程 第二节: 系统分析原理与应用 第三节: 创新思维与方案创造技术 第四节: 系统工程方法论的新发展
数学描述方法+逻辑推理方法 工程技术的规范+社会科学的艺术
系统工程方法论基本特点: • 研究方法强调 整体性 • 技术应用强调 综合性 • 管理决策强调 科学性
(7)实施阶段, 就是将上面(6)已经确定的坝型通过施工实施到具体的地形图上去。
3 知识维
主要涉及到水利水电工建设整个过程中用到的知识面。在此初步设了二 方面的内容即合同管理和水利水电专业知识。
(1)合同管理主要指水利水电建设过程中相关部门签订相应的合同, 用 合同来约束水利水电建设各部门之间的行为, 让建设的各方明确自己 承担的责任风险。各部门要承担的风险可以用风险法理论去分析合同 在整个系统中的作用, 系统中一旦某一子系统出现问题, 责任非常明 确, 在哪一阶段出现的问题, 从上面水利水电工程系统霍尔三维结构 图可以一目了然;
4.生产阶段
a41 a42 a43 a44 a45 a46 a47
5.运行阶段 代表一a项51具体a的52管理a活53动 a54 a55 a56 a57
6.更新阶段
a61 a62 a63 a64 a65 a66 a67
应用——企业管理系统工程活动矩阵(框架——H;内容——C)
活动项目
逻辑 步骤
工作过程
(2)前者的核心内容是优化分析,而后者的核心 内容是比较学习。
(3)前者更多关注定量分析方法,而后者比较强 调定性或定性与定量有机结合的基本方法。
第二章:系统工程方法论
第二节 系统分析原理及应用
1.系统分析概念
系统分析(SA)是在对系统问题现状及目标 充分挖掘的基础上,运用建模及预测、优化、仿 真、评价等方法,对系统的有关方面进行定性与 定量相结合的分析,为决策者选择满意的系统方 案提供决策依据的分析研究过程。

第二章系统工程方法论

第二章系统工程方法论

建立模 型
将各种有关目标 和约束数据化和 规范化
协调关 系
技术协调:模型 、软件、硬件、 算法、数据
提出建 安装、调试和验


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选择适合的模型 尽量把领导的意 、程序和知识 图放入模型中
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第四阶段:生产制造阶段
根据系统研制阶段所提出的方案和生产计划,生产 出系统的零部件和所有的设备和装置;
提出系统的安装计划。 完成大坝以及全部水工结构的建筑,船闸、厂房的
建设,水轮发电机组、输变电设备、中央控制台、 配电室以及其他各种机电设备的制造; 提出未来的安装计划; 安置库区移民。
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第五、六、七阶段:安装、运行、更新。
• 时间上可以交叉。研制阶段可部分进行生产,生产 阶段就可部分安装,安装阶段可部分进行运行。需 寻求最佳方案,用计划评审技术(PERT)、图解 评审技术(GERT)。
• 主要有泥沙问题、水库引发地震问题、四川将面临 更加频繁和严重的洪水问题、环境问题和资金问题 。
• 提出竞争方案 方案Ⅰ 由海路用油船运输原油 方案Ⅱ 用带加温系统的油管输送原油 方案Ⅲ 在原油中加入含10%-20%氯化钠的海水 方案Ⅳ 天然气转化成液态,来降低原油的熔点
• 结果 方案Ⅳ比方案Ⅲ节省一半成本
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3.3 软系统方法论
3.3.1软系统与硬系统
英国学者切克兰德将霍尔的系统工程方法论称 为硬系统方法论(HST/HSM),他自己提出一种 软系统方法论(SST/SSM)
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第二讲 系统工程方法论
2.1 引言 方法与方法论的比较
方法是用于完成一个特定目标的具体技术和工具。 方法论是进行探索的一般途径,它高于方法,是对方法 使用的指导。

第二章 系统工程方法论

第二章 系统工程方法论

二、切克兰德方法论
• 在80年代中前期由英国兰切斯特大学P.切克兰德 教授提出的方法比较系统且具有代表性。他认为, 完全按照解决工程技术问题的思路来解决社会问 题或“软科学”问题,会碰到很多问题。他提出 的软系统工程方法论的主要内容和工作过程: • 认识问题 • 根底定义 • 建立概念模型 • 比较及探寻 • 选择 • 设计与实施 • 评估与反馈
霍尔三维结构
3、知识维或专业维 • 该维的内容表征从事系统工程工作所需要的知识 (如运筹学、控制论、管理科学等),也可反映 系统工程的专门应用领域(如企业管理系统工程、 社会经济系统工程、工程系统工程等)
霍尔三维结构示意图
• 霍尔三维结构强调明确目标,核心内容是最优化,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,球的最优解答。该方位论具有研究方法上的整体性 (三维)、技术应用上的综合性(知识维)、组织管理上 的科学性(时间维与逻辑维)和系统工程工作的问题导向 性(逻辑维)等突出特点。
切克兰德方法论
• 切克兰德方法论的核心是“比较”与“探 寻”,它强调从“理想”模式(概念模型) 与现实状况的比较中探寻改善现状的途径, 使决策者满意(化)。
三、两种方法论的比较
• 霍尔三维结构与切克兰德方法论均为系统工程方 法论,均以问题为起点,具有相应的逻辑过程。 在此基础上,两种方法论主要存在以下不同点: • (1)霍尔方法论主要以工程系统为研究对象,而 切克兰德方法更适合于对社会经济和经营管理等 “软”系统问题的研究。 • (2)前者的核心内容是优化分析,而后者的核心 内容是比较学习。 • (3)前者更多地关注定量分析方法,而后者比较 强调定性与定量有机结合的基本方法。
第二章 系统工程方法论
• • • • 第一节 第二节 第三节 第四节 系统工程的基本工作过程 系统分析原理 创新思维与方案创造技术 系统工程方法论的新发展

第2章系统工程的基本方法和方法论

第2章系统工程的基本方法和方法论

April 7, 2019
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2.1.2模型方法
系统工程的对象庞大,一般不可能进 行试验或者试验的代价过大而实际上不许 可。合理的办法是使用模型方法。 模型是对真实系统的抽象和简化。 按干不同的标准划分可以有各种各样 的模型。 建立模型是系统工程关键而困难的一 项工作,需要有扎实的理论基础和丰富的 实践经验。
系统工程 第二章 系统工程的基本方法和方法论
April 7, 2019
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本章学习目标
1. 系统工程方法论原则 2. 霍尔方法论 3. 切克兰德方法论 4. 兰德方法论
April 7, 2019
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章节框架
2.1 系统工程的方法论原则及基本方法 2.2 霍尔方法论 2.3 切克兰德方法论 2.4 兰德方法论 本章小结 思考与练习题 参考答案
April 7, 2019
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2.1.4最优化方法
最优化思想强烈地反映出人类改造世界的能 动性和目的性。采用最优化方法是系统工程成为 现代技术的显著特征之一。不同的工程任务实现 最优化需要不同的方法和步骤,但共同的理论工 具是运筹学和控制论发展的最优化理论。应用最 优化方法的一般程序为:选择目标,建立模型, 寻求最优解,综合评价。优化的具体目标千差万 别,但不外乎求系统的某种效益最大,或费用最 小、时间最短。
April 7, 2019
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2.4.1 基本概念
系统分析就是一个有目的、有步骤的探索和思
考问题的过程.系统分析人员应用科学方法对系统的 目的、功能、环境、费用效益等进行调查研究,并 分别处理有关的资料和数据。在此基础上对有关备 选的系统方案建立模型,并进行相应的模拟实验和 优化计算,把计算、实验、分析的结果同预定的任 务和目标进行比较和评价,最后整理成正确可靠的 综合资料,作为决策者选择最优或次优系统方案的 主要依据。
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什么是硬系统问题/结构化问题?
问题明确; 问题明确; 目标清晰; 目标清晰; 主要任务是寻找最有效的手段来达到目标; 主要任务是寻找最有效的手段来达到目标; 大部分问题可以通过建立定量的数学模型求解; 大部分问题可以通过建立定量的数学模型求解; 认为问题一般存在技术性的解; 认为问题一般存在技术性的解; 以问题解决而告终。 以问题解决而告终。 如:运筹学问题
人不学不知“ 人不学不知“道”,人不学不知“义”。 人不学不知“ 道德的缺失是当今社会问题普遍的根由。 道德的缺失是当今社会问题普遍的根由。
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切克兰德法的主要内容和工作过程
问题及其环境的 识别与表达 根底 定义 比较 寻求改善途径 选择 设计 实施 评估 建立概念模型 (目标系统概念化 目标系统概念化) 目标系统概念化
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切克兰德方法论步骤
认识问题 此阶段包括: 此阶段包括:无结构的问题情景的认识和表达问 题情景。 题情景。 收集与问题有关的信息,表达问题现状; 收集与问题有关的信息,表达问题现状; 确定影响因素及其关系; 确定影响因素及其关系; 明确系统问题结构、 明确系统问题结构、现存过程及其相互间的 不适 确定行为主体和利益主体
哪些归于系统要素? 哪些归于环境要素? 根据什么来确定?
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(1) 问题的界定:
2.3.1 问题的界定 系统要素的确定与选择原则: 系统要素的确定与选择原则:
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切克兰德方法论
比较及探询
将问题与概念模型相比较对根底定义适当修正
选择
针对比较结果,考虑有关人员的态度及其他社会、 针对比较结果,考虑有关人员的态度及其他社会、行 为因素, 为因素,选择出现实可行的方案
设计与实施
通过有针对性的设计,形成可操作性的方案, 通过有针对性的设计,形成可操作性的方案,使利益 相关人员愿意接受并能竭力实现。 相关人员愿意接受并能竭力实现。
案例分析
申请美国一流商学院问题分析 大学生考研择校问题分析 大学生就业影响因素分析
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思考题
请结合霍尔方法的时间维谈谈你在大学 期间的生涯规划 案例分析:东西方两种生涯规划的对比
“凡事预则立,不预则废。言前身定则不跲(jia),事前定则不困,行前定 则不疚,道前定则不穷。”——《中庸》
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2.1.2 Hall方法论的特点
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切克兰德方法论步骤
根底定义
确定问题的关键要素,目的是抓住问题本质与核 确定问题的关键要素, 心; 确定经得起考验的基本看法和观点
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切克兰德方法论
建立概念模型
充实根定义所定义的系统 描述根定义所规定的系统所需要的结构和活动, 描述根定义所规定的系统所需要的结构和活动,描述 构成系统的要素及其状态、 构成系统的要素及其状态、其与影响系统的外部要素 间关系及外部要素的状态, 间关系及外部要素的状态,为使根定义系统得以实现 进行设计。 进行设计。 使用输入—变换 变换—输出过程描述系统方法较合适 使用输入 变换 输出过程描述系统方法较合适 对概念模型检验。此检验并非检验其正确与否、 对概念模型检验。此检验并非检验其正确与否、是否 有效,而是检查它是否经得起推敲, 有效,而是检查它是否经得起推敲,有哪些欠缺与不 足。 将上阶段根定义的结果即“ 将上阶段根定义的结果即“是什么”,本阶段主要解 ” 才会成为所定义的系统呢? 决系统要做什么活动才会成为所定义的系统呢? 才会成为所定义的系统呢 决系统要
强调明确目标 核心内容是最优 化 认为现实问题均 可归纳成结构化 问题
整体性: 整体性: 方法上 综合性: 综合性:技术上 联系性:整体而非局部优 联系性: 反复性: 反复性:螺旋波浪式前进 收敛性 :朝向目标 功能性: 功能性:活动对应功能
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2.2 软系统方法论(SSM)
问题的提出 什么是硬系统问题/结构化问题 什么是软系统问题/非结构化问题 切克兰德法的主要内容及其工作过程 切克兰德法的特点 韧系统方法论——综合集成法
启示:一个教授的实验
物有本末,事有终始 知所先后 则近道矣。 物有本末 事有终始,知所先后 则近道矣。 事有终始 知所先后,则近道矣 ——《大学》 《大学》
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2.1 系统工程方法论
---霍尔(Hall)硬系统方法论
● 霍尔(Hall)三维结构体系 ---方法论★ ● 霍尔(Hall)方法论的特点 ● 霍尔(Hall)的逻辑维方法论
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2.3 Hall的逻辑维方法论★ 的逻辑维方法论
系统分析: ■ 系统分析: ----- 问题界定 目标确定 方案汇总 系统优化: ■ 系统优化: ----- 模型建立 系统决策: ■ 系统决策: ----- 评价决策 ■ 系统管理: ----- 实施管理 系统管理: 28
(1) 问题的界定:
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系统工程方法论
■ 霍尔(Hall)的硬系统方法论★ ----------------Hall的逻辑维方法论★ ■ Chekland软系统方法论 ■ 综合集成方法论 ■ 物理-事理-人理(WSR)系统方法论
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系统工程方法论(Methodology) 系统工程方法论
即分析和解决系统开发、 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 工作程序、 的问题所应遵循的工作程序、逻辑步骤和基本 方法。 方法。 ——西交大汪应洛《系统工程》 西交大汪应洛《 西交大汪应洛 系统工程》

安装阶段:安装系统, 安装阶段:安装系统,拟订详细运行计划 运行阶段:系统投入运行, 运行阶段:系统投入运行,实现功能 更新阶段:根据运行中出现的问题 改进或替代原系统 更新阶段:
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(2) 知识维
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(3) 逻辑维★
问题界定:把握问题实质, 问题界定:把握问题实质,抓住主要矛盾 找出行动方 向 目标选择: 目标选择:确定目标及设计评价指标体系 方案汇总: 方案汇总:设计能达到目标的若干备选方案 系统分析: 系统分析:对已提出方案的特征进行研究对方案被采纳 时可能会出现的情况进行分析预测(可行性 时可能会出现的情况进行分析预测 可行性) 可行性 优化评价: 优化评价:根据评价目标体系选择最优方案 优化、 决 策:在系统分析 优化、评价基础上选定行动方 案 实施管理:不断修改完善上述六个步骤, 实施管理:不断修改完善上述六个步骤,制定具体的执 10 行计划和工作计划
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什么是软系统问题/非结构化问题?
待解决的问题不明确,有时问题本身就是问题; 待解决的问题不明确,有时问题本身就是问题; 有不同价值观和利益的人对问题的情境有不同的 观点和见解(仁者见仁 智者见智); 观点和见解 仁者见仁 智者见智 ; 认为系统目标是缩小组织系统的病态, 认为系统目标是缩小组织系统的病态,使问题得 到改进,人际间的分歧得到调节、妥协和缩小; 到改进,人际间的分歧得到调节、妥协和缩小; 是一个处理人类活动的系统问题, 是一个处理人类活动的系统问题,要经过反复学 习而得到; 习而得到; 得到的不是最优解,而是可行、满意或非劣解。 得到的不是最优解,而是可行、满意或非劣解。
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2.1.1 Hall三维结构体系
任何工程在时间上、逻辑上和知识上都有一个合 理的序列,时间维、逻辑维和知识维组成了科学 活动工程结构的三维形态。
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2.1.1 Hall三维结构体系
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(1) 时间维 规划阶段: 规划阶段:分析环境条件 确定所需资源和目标 方案阶段:根据规划目标提出具体的计划方案 方案阶段: 开发阶段:根据方案制定详细、 开发阶段:根据方案制定详细、具体的生产计划 生产阶段:运筹生产所需各类资源 提出具体“安装”计 生产阶段: 提出具体“安装”
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2.2 软系统方法论(SSM)——问题的提出
20世纪 世纪40-60年代,系统工程主要用于寻求各种 年代, 世纪 年代 战术”的最优解、组织管理大型工程项目等。 “战术”的最优解、组织管理大型工程项目等。 20世纪70年代系统工程更多的用来研究社会经 20世纪70年代系统工程更多的用来研究社会经 世纪 济发展战略和组织管理问题,导致: 济发展战略和组织管理问题,导致: 对象系统软化(非结构化问题) 对象系统软化(非结构化问题) 要素难以量化 在80年代中期英国兰切斯特大学切克兰德教 年代中期英国兰切斯特大学切克兰德教 授提出用软系统工程方法来解决“软科学” 授提出用软系统工程方法来解决“软科学”问 而不是完全照搬工程技术问题的思路。 题,而不是完全照搬工程技术问题的思路。
交互 协调
N
效果判断: 效果判断: 满意否 Y
效果判断: 效果判断: 优化否 终止 Y
问题导向,学习过程, ( 问题导向 , 学习过程 , 软系统 分析方法论) 分析方法论)
目标导向, 优化过程, ( 目标导向 , 优化过程 , 硬系统分 析方法论) 析方法论)
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韧系统方法论的特点
定性与定量相结合( 硬 定性与定量相结合(软/硬); 前馈与反馈相结合; 前馈与反馈相结合; 规范与灵活相结合。 规范与灵活相结合。
(中庸之道的体现) 中庸之道的体现)
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非结构化问题举例: 非结构化问题举例:
“清官难断家务事”:丈夫与妻子、母亲的尴尬; 清官难断家务事” 丈夫与妻子、母亲的尴尬; 清官难断家务事 企业经营重点由“ 转向“ 企业经营重点由“TQM”转向“TEM”; 转向 ; 企业人才难寻与员工跳槽的怪圈
思考:非结构化问题是怎么产生的? 思考:非结构化问题是怎么产生的?
第2章 系统工程方法论
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参考资料
[1]李增伟.系统工程在管理决策中的应用.理论研究[J], 200?, :P19~21. [2]蔡建东.软系统方法论及其对教育行动研究的启示.电化教育研究[J], 2006. [3]Checkland P B. Systems Thinking, Systems Practice [M].Wiley﹠Sons , Chichester. 1981. [4] Robert L. Flood. A Brief Review of Peter B. Checkland’s Contribution to Systemic Thinking [J]. Systemic Practice and Action Research, 2000, Vol. 13(6):723~731. [5]郝庆升.多方案的软系统方法论与粮食生产经营模式研究.农业系统科学与综合研究 [J],2002,Vol.18(2):96~99. [6]汪应洛.系统工程.机械工业出版社.第三版,2003,8 [7]李宝山,于秀慧.管理系统工程.人大出版社韧系统方法论/综合集成法 韧系统方法论 综合集成法
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