系统工程培训课件

1、○1系统的功能及其要素。

○2系统的环境及输入、输出。

○3系统的结构（框图表示）。

○4系统的功能与结构、环境的关系。

系统是由两个以上有机联系、相互作用的要素组成，具有特定功能、结构和环境的整体。

2、说明系统的一般属性的含义，并据此归纳出若干系统思想或观点。

整体性是系统最基本、最核心的特性，是系统性最集中的体现。

系统的构成要素和要素的机能、要素的相互联系和作用要服从系统整体的目的和功能，在整体功能的基础上展开各要素及相互之间的活动，这种活动的总和形成了系统整体的有机行为。

关联性。

构成系统的要素是相互联系、相互作用的；同时，所有要素均隶属于系统整体，并具有互动关系。

关联性表明这些联系或关系的特性，并且形成了系统结构问题的基础。

环境适应性。

任何一个系统都存在于一定的环境中，并与环境之间产生物质、能量和信息的交流。

环境的变化必然引起系统功能及结构的变化。

系统必须首先适应环境的变化，并在此基础上使环境得到持续改善。

比如：从综合系统的整体性和目的性，可归纳出整体最优的思想。

3、系统工程的研究对象是大规模复杂系统。

其复杂性主要表现在：○1系统的功能和属性多样，由此而带来的多重目标间经常会出现相互消长或冲突的关系。

○2系统通常由多维且不同质的要素所构成。

○3一般为人机系统，而人及其组织或群体表现出固有的复杂性。

○4由要素间相互作用关系形成的系统结构日益复杂化和动态化。

4、系统工程是从总体出发，合理开发、运行和革新一个大规模复杂系统所需思想、理论、方法论、方法与技术的总称，属于一门综合性的工程技术。

它是按照问题导向的原则，根据总体协调的需要，应用定量分析和定性分析相结合的基本方法。

系统工程是一门交叉学科。

由于系统工程处理的对象主要是信息，并着重为决策服务，“软科学”。

系统工程学是以大规模复杂系统问题为研究对象，在运筹学、系统理论、管理科学等学科的基础上逐渐发展和成熟起来的一门交叉学科。

5、系统工程方法解决问题时，系统工程工作的前提：需要确立系统的观点；系统工程的目的：总体最优及平衡协调的观点；系统工程解决问题的手段：综合运用方法与技术的观点；系统工程有效性的保障：问题导向和反馈控制的观点。

6、系统工程方法具有下列比较明显的特点及相应的要求：○1科学性与艺术性兼容；○2多领域、多学科的理论、方法与技术的集成；○3定性分析与定量分析有机结合；○4需要各有关方面（人员、组织等）的协作。

第二章1、什么是霍尔三维结构？它有何特点？时间维X轴：规划阶段；设计阶段；分析或研制阶段；运筹或生产阶段；系统实施或安装阶段；运行阶段；更新阶段。

逻辑维Y轴：摆明问题；系统设计；系统综合；模型化；最优化；决策；实施计划。

知识维或专业维Z轴特点：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（时间维和逻辑维）、系统工程工作的问题导向性（逻辑维）2、霍尔三维结构与切克兰德方法论有何异同点？切克兰德方法论：○1认识问题○2根底定义○3建立概念模型○4比较及探寻○5选择○6设计和实施○7评估和反馈。

核心是“比较”与“探寻”。

异同点：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，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，后者比较强调定性或定性与定量有机结合的基本方法。

3、什么是系统分析？它与系统工程有什么关系？系统分析是运用建模及预测、优化、仿真、评价等技术对系统各有关方面进行定性与定量相结合的分析，为选择最优或满意的系统方案提供决策依据的分析研究过程。

狭义上讲，系统分析的重要基础是霍尔三维结构中逻辑维的基本内容，并与切克兰德方法论等有相通之处；广义上讲，有时把系统分析作为系统工程的同义语使用。

4、系统分析的要素有哪些？并简述各自的含义。

系统分析的6个基本要素：○1问题：一方面代表研究对象，或称对象系统；另一方面表示现实系统与目标系统的偏差。

○2目的及目标：目的是对系统的总要求，具有整体性和唯一性；目标是系统目的的具体化，具有从属性和多样性。

○3方案：方案是达到目的及目标的途径。

○4模型：由说明系统本质的主要因素及其相互关系构成。

是研究与解决问题的基本框架，起到帮助认识系统、模拟系统和优化与改造系统的作用，是对实际问题的描述、模仿和抽象。

○5评价：即评定不同方案对系统目的的达到程度。

○6决策者：系统问题中的利益主体和行为主体。

5、如何正确理解系统分析的程序？系统分析的基本过程：认识问题→探寻目标→综合方案→模型化→优化或仿真分析→系统评价→决策。

并非对所有问题进行系统分析都要履行这些环节，而是要根据实际问题的需要有所侧重或只涉及其中一部分环节。

但认识问题、综合方案、系统评价等过程通常必不可少。

6、初步系统分析有何意义？如何做好这项工作？认识问题、探寻目标及综合方案构成了初步的系统分析。

○1What：研究哪些问题，问题与哪些因素相关○2why：为什么要研究该问题，期望达到的状态是什么○3where：系统边界和环境如何○4when：分析的是什么时候的情况○5who：问题与谁直接相关○6how：如何实现系统的目标状态这些是使系统分析走上正轨的过程，又是使系统分析人员和决策者一起进入角色的过程。

7、系统方案及其获取、综合有何意义和要求？它在系统分析过程中是如何演变的？8、进行系统分析的原则和要求有哪些？为什么？1）坚持问题导向：帮助决策者解决实际问题，是系统分析的目的2）以整体为目标：以整体最优为核心的系统观点是系统分析得前提条件。

3）多方案模型分析和选优：对多个方案进行模型化及优化或仿真计算，尽可能得到定量化的分析结果，是系统分析的核心内容。

4）定量分析和定性分析相结合：系统分析的基本手段。

5）多次反复进行：系统分析成功的重要保障。

9、请通过一实例，说明应用系统分析的原理。

10、请列表比较常用创造性技术方法的具体功能、适用条件、特色、局限性等。

1）提问法（检核表法）5W1H法；产品设计用检核表法2）头脑风暴法3）德尔菲法○1确定调查目的，拟定调查提纲。

○2选择一批经验丰富由熟悉该专题的专家○3以通信方式向选定的各个专家发出调查表，征询意见。

○4经过一轮活动后，把汇总结果反馈给参加咨询的专家，在一定期限内再回收汇总，进入下一轮活动消除了面对面式讨论带来的害怕权威、随声附和，或固执己见，或因顾虑情面不愿与他人意见冲突等弊端。

其缺点是由于专家时间紧张，他们的回答往往比较草率；同时由于预测主要依靠专家，因此归根到底仍是专家们的集体主观判断。

4）群体决策支持系统5）情景分析法○1建立信息库○2确定目标主题○3分析并构造影响区域○4确定描述区域的关键变量○5探寻各种可能的未来发展趋势○6选择并解释环境情景○7引入突发事件，检验其对未来情景的影响○8详细阐明主题情景第三章1、系统模型有哪些主要特征？模型化的本质和作用是什么？主要特征：○1它是现实世界部分的抽象或模仿；○2它是由那些与分析问题有关的因素构成的；○3它表明了有关因素间的相互关系。

模型化的定义：为描述系统的构成和行为，对实体系统的各种因素进行适当筛选，用一定方式（数学、图像等）表达系统实体的方法。

本质：利用模型与原型之间某方面的相似关系，在研究过程中可以用模型来代替原型，通过对模型的研究得到关于原型的一些信息。

作用：○1模型本身是人们对客体系统一定程度研究结果的表达。

这种表达是简洁的、形式化的。

○2模型提供了脱离具体内容的逻辑演绎和计算的基础，这会导致对科学规律、理论、原理的发现。

○3利用模型可以进行“思想”试验。

2、系统模型有哪些不同分类方法？在管理系统工程中，哪些模型更有实用价值？1）概念模型：包括思维、描述、字句模型2）符号模型：包括结构、数学模型，其中结构模型多采用图示3）形象模型：包括物理、图像模型4）类比模型5）仿真模型构造模型的一般原则：○1建立方框图；○2考虑信息的相关性；○3考虑准确性；○4考虑集结性3、如何理解各种模型化的基本方法？它们与不同种类系统模型间是何种关系？1分析法：分析解剖问题，深入研究客体系统内部的细节（如结构形式、函数关系等）。

利用公理、定律导出系统模型。

2实验法：通过对实验结果的观察和分析，利用逻辑归纳法导出系统模型。

数理模型方法是典型代表。

3综合法：将实验数据与理论推导统一于建模之中。

通常利用演绎方法从已知定理中导出模型，对于某些不详之处，则利用实验方法来补充，再利用归纳法从实验数据中搞清关系，建立模型。

4老手法：通过专家们之间启发式的讨论，逐步完善对系统的认识，构造出模型来。

适用于复杂的系统，特别是有人参与的系统。

5辩证法：认为系统是一个对立统一体，是由矛盾两方面构成的。

矛盾双方相互转化乃是真实情景，因此必须构成两个相反的分析模型。

4、请简述结构分析在系统分析中的地位和作用。

结构分析的具体内容包括：1对系统目的、功能的认识；2系统构成要素的选取；3对要素间的联系及其层次关系的分析；4系统整体结构的确定及其解释。

结构分析是系统分析的重要内容，是系统优化分析、设计与管理的基础。

尤其是在分析与解决社会经济系统问题时，对系统结构的正确认识与描述更具有数学模型和定量分析所无法替代的作用。

5、请说明系统结构三种表达方式的特点，并加以比较。

集合表达：系统结构概念清楚，在各种表达方式中处于基础地位。

有向图表达：形式较为直观，易于理解。

矩阵表达：便于通过逻辑计算，用数学方法对系统结构进行分析处理。

6、简述解释结构模型的特点、作用及适用范围。

7、为什么说级位划分是建立多级递阶结构模型的关键工作？8、试提出一种建立递阶结构模型的简便方法。

第四章1、系统仿真在系统分析中起什么作用？系统仿真方法的特点有哪些？系统仿真，就是根据系统分析的目的，在分析系统各要素性质及其相互关系的基础上，建立起能描述系统结构或行为过程，且具有一定逻辑关系或数学方程的仿真模型，据此进行实验或定量分析，以获得正确决策所需的各种信息。

实质：1）2）它是一种对系统问题求数值解的计算技术。

3）4）是一种人为的实验手段。

5）可以比较真实地描述系统的运行、演变及其发展过程。

作用：1）2）仿真的过程是实验的过程，也是系统地收集和积累信息的过程。

3）对于一些难以建立物理模型和数学模型的对象系统，可以通过仿真模型来顺利解决预测、分析及评价等系统问题。

4）5）通过系统仿真，可以把一个复杂系统降阶成若干个子系统，以便于分析。

6）7）通过系统仿真，不仅能启发新的思想或产生新的策略，还能暴露出原系统中隐藏的一些问题，以便及时解决。

系统动力学SD研究对象主要是社会（经济）系统。

社会系统中存在着决策环节、具有自律性、非线性。

SD方法把社会系统作为非线性多重信息反馈系统来研究，进行社会经济问题的模型化，对社会经济现象进行预测，对社会系统结构和行为进行分析。