系统工程的方法论
第二章系统工程方法论课件
❖ 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）
1
系统工程方法论范文
系统工程方法论范文系统工程（System Engineering）是一种将科学和工程原理应用于系统的设计、开发、运行和退役的方法论。
它涉及组织、人员、流程、设备和技术，以实现满足特定需求的复杂系统。
在系统工程中，多个学科和领域的知识被整合在一起，以确保系统在整个生命周期内的高效运作。
系统工程的目标是通过全面而系统地分析问题、制定可行的解决方案，实现系统的可靠、安全、高效运行。
其方法论包括以下几个方面：1.需求分析与管理：系统工程将需求分析作为关键步骤，通过与利益相关方的交互，明确系统的功能、性能、接口等需求，并进行优先级排序和冲突解决。
需求管理则负责跟踪、评估和验证需求的变化，并确保其与系统设计和实施保持一致。
2.系统架构设计：系统架构是对系统进行整体划分和组织，定义各个组件之间的关系和相互作用。
在系统工程中，通过选择合适的架构模型和方法，如分层架构、模块化设计等，保证系统的灵活性、可扩展性和可维护性。
3.可行性研究与技术评估：在系统工程的初期阶段，进行可行性研究和技术评估是十分重要的。
它涉及对现有技术和方法的评估，了解新技术的发展趋势和应用前景，以及对各种技术方案进行比较和选择。
4.风险管理：系统工程着重于风险的识别、评估和控制。
通过对潜在风险的分析和预测，采取相应的措施进行风险控制，以确保系统的稳定性和可靠性。
在系统工程中，风险管理是一个持续的过程，需要不断监控和调整。
5.集成与测试：系统工程将各个组件和部分进行集成，并进行全面的测试，以验证系统的功能和性能是否达到设计要求。
集成和测试是一个复杂而耗时的过程，需要设计合适的测试方法和策略，确保系统在不同条件下的正常运行。
6.项目管理：系统工程要求对项目进行全面的管理，包括时间管理、资源管理、成本管理等。
通过制定详细的计划和进度表，分配任务和责任，并进行监控和控制，确保项目按时、按质量完成。
7.生命周期支持：系统工程关注系统的整个生命周期，包括从概念设计到退役阶段。
总结系统工程方法论的经典方法以及最新流行方法的特点 (2)
问题：总结系统工程方法论的经典方法以及最新流行方法的特点。
经典方法：1、霍尔三维结构：其内容反映在可以直观展示系统工程各项工作内容的三维结构图中。
霍尔三维结构集中体现了系统工程方法的系统化、综合化、最优化、程序化和标准化等特点，是系统工程方法论的重要基础内容。
三维指时间维、逻辑维和知识维。
时间维即工作进程。
对于一个具体的工作项目，从制定规划起一直到更新为止，全部过程可分为七个阶段：①规划阶段；②拟定方案；③研制阶段；④生产阶段；⑤安装阶段；⑥运行阶段；⑦更新阶段。
逻辑维即解决问题的逻辑过程。
运用系统工程方法解决某一大型工程项目时，一般可分为七个步骤：①明确问题；②建立价值体系或评价体系；③系统分析；④系统综合；⑤系统方案的优化选择；⑥决策；⑦制定计划。
知识维即专业科学知识。
系统工程除了要求为完成上述各步骤、各阶段所需的某些共性知识外，还需要其他学科的知识和各种专业技术，霍尔把这些知识分为工程、医药、建筑、商业、法律、管理、社会科学和艺术等。
2、切克兰德方法论：切克兰德认为完全按照解决工程问题的思路来解决社会问题或“软科学”问题，会碰到许多困难，尤其在设计价值系统、模型化和最优化等步骤方面，有许多因素很难进行定量分析。
切克兰德把霍尔方法论称为“硬科学”的方法论，他提出了自己的方法论，并把它称之为“软科学”方法论。
切克兰德解决问题的方法步骤如下：①不良结构系统现状说明；②弄清关联因素；③建立概念模型；④改善概念模型；⑤比较；⑥实施。
3、并行工程：并行工程是对产品及其相关过程进行并行、集成化处理的系统方法和综合技术。
它要求产品开发人员从设计开始就考虑产品寿命周期的全过程，不仅要考虑产品的各项性能，如质量、成本和用户要求，还应考虑与产品有关的各工艺过程的质量及服务的质量。
它通过提高设计质量来缩短设计周期，通过优化生产过程来提高生产效率，通过降低产品整个寿命周期的消耗，如产品生产过程中原材料消耗、工时消耗等，以降低生产成本。
系统工程的基础理论及方法论【共49张PPT】
霍尔管理矩阵可以提醒人们在哪个阶段该做哪一步工作，同时明确各项具体工作在全局中的地位和作用，从而使工作得到合理安排。
时间、空间、物质和能量乃至整个宇宙本身就是一个整体，必须作为一个整体来研究。
系统工程的基础理论及方法论
（优选）系统工程的基础理论及方法论
2.2 还原论与整体论
系统思想是关于事物的整体性观念、相互联系的观念、 演化发展的观念。即全面而不是片面的、联系的而不是孤立 的、发展的而不是静止的看问题。
（1）古代的系统思想：“不见树木，只见森林” （2）近代的分析方法：“只见树木，不见森林” （3）现代的系统思想：“既见树木，又见森林”
2.2 还原论与整体论
钱学森提出将还原论方法和整体论方法结合起来，他
提出“从定性到定量综合集成方法”。
综合集成方法论的实质是把专家体系、数据和 信息体系以及计算机体系有机结合起来，构成一个 高度智能化的人、机结合，人、网结合的体系。运 用这个方法也需要系统分解，在系统分解后研究的 基础上，再综合集成到整体，实现“1+1﹥2”的飞 跃，达到从整体上研究和解决问题的目的。综合集 成方法既吸收了还原论方法和整体方法的长处，同 时也弥补了各自的局限性，既超越了还原论方法， 也发展了整体论方法。
和步骤的工作所需的各种专业管理知识。三维结构由 比如，物质是由分子组成的，分子是由原子组成的，原子又是由电子和原子核组成的，等等，研究微观粒子就可以推知整体的规律。
通常应根据系统方案对于系统目标满足的程度，对每一个被选方案进行综合评价，从中选出最优方案、次优方案、满意方案，分析者应递交多方案给决策者，以 便决策者做出正确的决策。
系统工程方法论的基础
系统工程方法论的基础1.系统理论基础：系统工程方法论的建立首先要基于系统理论的理解和应用。
系统理论是研究整体与部分、元素与关系、结构与功能之间的相互作用和关联性的学科，提供了描述、分析和改进复杂系统的基本概念和原则。
系统工程方法论的基础之一就是从系统理论中提取并应用相关概念和原则。
2.工程学科基础：系统工程方法论是一个交叉学科的领域，它涵盖了多个工程学科的知识。
因此，系统工程方法论的基础还包括各个工程学科的基本理论和方法，如数学、物理学、控制论、信息论、运筹学等。
这些学科提供了系统工程方法论所需的数学模型、工具和技术，帮助系统工程师进行系统分析、设计和优化。
3.管理学基础：系统工程涉及多个领域和各种资源的有效整合和协调，而管理学提供了用于组织和管理复杂系统开发过程的基础理论和方法。
管理学的基础概念和原则，如项目管理、风险管理、决策分析、质量管理等，都是系统工程方法论的重要组成部分。
系统工程师需要借助管理学的知识和方法来实现系统工程项目的有效执行和控制。
4.实证研究基础：系统工程方法论的发展还需要实证研究的支持和验证。
实证研究是通过实验、观察和数据分析等科学方法来验证系统工程方法论的有效性和可行性。
通过实证研究，可以进一步改进和优化系统工程方法论，使其更加实用和适用于实际项目开发。
总之，系统工程方法论的基础包括系统理论基础、工程学科基础、管理学基础和实证研究基础。
这些基础知识和方法相互融合互动，构成了系统工程学科的理论体系和方法体系，为复杂系统的设计和开发提供了强有力的指导。
在实际应用中，系统工程师需要结合具体项目需求和实际情况，灵活运用系统工程方法论，进行系统设计、开发和优化，以实现项目的成功实施。
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学科，它致力于研究如何有效地设计、构建和管理复杂的工程系统。
在当今快速发展的科技领域，系统工程方法论变得愈发重要，因为它能够帮助工程师们更好地应对复杂系统的设计和管理挑战。
系统工程方法论的核心理念是整体性思维。
它要求工程师们不仅要关注系统中的各个部分，还要关注这些部分之间的相互作用和影响。
这种整体性思维不仅能够帮助工程师们更好地理解系统的复杂性，还能够帮助他们找到解决问题的更有效途径。
在系统工程方法论中，需求分析是至关重要的一环。
工程师们需要充分了解用户的需求和期望，才能够设计出符合用户期望的系统。
在需求分析阶段，工程师们需要与用户充分沟通，确保双方对系统需求的理解达成一致。
只有在需求分析阶段做足功课，才能够为后续的设计和构建工作奠定坚实的基础。
另外，系统工程方法论还强调了系统的模块化设计。
通过将系统拆分成若干个相对独立的模块，工程师们能够更好地管理系统的复杂性，降低系统设计和构建的难度。
模块化设计还能够提高系统的可维护性和可扩展性，为系统的后期升级和扩展提供了便利。
在系统工程方法论中，风险管理也是一个不可或缺的环节。
工程师们需要对系统设计和构建过程中可能出现的各种风险进行充分的评估和分析，然后采取相应的措施进行应对。
通过科学合理的风险管理，工程师们能够最大程度地降低系统设计和构建过程中的各种风险，确保系统能够按时、按质地完成。
最后，系统工程方法论还强调了系统的测试和验证。
在系统设计和构建完成后，工程师们需要对系统进行全面的测试和验证，确保系统能够满足用户的需求和期望。
只有通过充分的测试和验证，工程师们才能够保证系统的稳定性和可靠性，为系统的投入使用提供保障。
综上所述，系统工程方法论是一种非常重要的工程方法论，它能够帮助工程师们更好地应对复杂系统的设计和管理挑战。
通过整体性思维、需求分析、模块化设计、风险管理和测试验证等环节的科学应用，工程师们能够设计出更加稳定、可靠的工程系统，为人类社会的发展进步做出更大的贡献。
系统工程的基本方法和方法论
应用：企业管理系统工程活动矩阵（框架——H；内容——C）
逻辑
活动项目 步骤 工作过程
1. 企 业 诊 断 与 环境分析
2. 企 业 发 展 战 略与规划 3. 产 品 研 究 与 开发管理 4. 企 业 经 营 决 策与计划 5. 生 产 要 素 的 准备及投入管 理 6. 生 产 过 程 的 组织与控制 7. 销 售 服 务 与 资金回收管理 8. 企 业 管 理 系 统更新和企业 经营环境改善
通过认识与概念化、比较与学习、实施与再认识 等过程，对社会经济等问题进行分析研究，这是
一般软系统工程方法论的共同特征。
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霍尔三维结构与切克兰德方法论的比较
相同点：问题导向；注重程序及阶段；…
不同点：
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。 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。 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。
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霍尔三维结构方法特征：
强调明确目标，核心内容是最优化，并认为现实问题 基本上都可归纳成系统工程问题，应用定量分析手段， 求得最优解答。
该方法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。
(6) 实施。实施提出的改革方案。
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切 克 兰 德 的 “调查学习”软方 法的核心不是寻求 “最优化”，而是 “调查、比较”或 者说是“学习”， 从模型和现状比较 中，学习改善现存 系统的途径。
满意解代替最优 解，价值观方面 1. 不良结构问 的重要变化。 题提出
第三章 系统工程方法论
7. 结论：SA得到的结果，具体形式有报告、建议或意见等。
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二、系统分析的要素
七个要素组成的SA要素结构图
目标 A2 A1 A3 A4 A5 A2 模型 A4 效果
（＋）
A5
准则
费用
（－）
A1 A3
结论
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一、霍尔“三维结构”模型
20世纪60～70年代具有代表性的SE方法论。 1、霍尔的三维结构（1969年提出） 将系统的整个管理过程分为前后紧密相连 的六个阶段和七个步骤，并同时考虑到为完成 这些阶段和步骤的工作所需的各种专业管理知 识。三维结构由时间维、逻辑维、知识维组成， 如图示：
• 确定原则：
长远性 总体性 可行性 单义性 具体性 标准性 一致性 有序性
• 如：改善整个地区的医疗保健 改善公共交通安全状况
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• 评价指标：合理的评价指标能反映达到目标的程度。
通过设定权重变多指标为单一指标
• 约束条件：对备选方案、后果和目标的限制。
系统的模型就是对系统特征的概括和描述 模型是对系统这一实体的抽象 系统模型帮助人们对系统加深理解，进行评价、决策
• 建模技术
结构模型：描述系统结构 分析模型：理想模型 仿真模型：模仿真实对象 博弈模型：加入人的因素的模型 判断模型：讨论结果（情景分析法）
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环境的不确定性导致系统工程的“不确定性”
“情景分析”是解决环境问题的最佳方法
系统工程方法论课件
指令性分析既包括一部分客观存在的环境条件， 19
时间价值观点
时间是人类最宝贵的财富, 它构成了人类生命的实 质成分。时间价值不仅表现在人的生命价值上, 还 表现在经济上, 也就是说, 对时间的关照程度是衡 量一个社会经济水平的重要标志。
扩展了传统的“工程”的含义, 给系统工程赋予了
新的“工程”研究内容和方法, 因此它又被称为
“工程的工程”。
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区别2
工程对象不同 一般工程技术都是分别把各自特定领域内工程物
质对象作为研制对象和目标, 比较具体和确定。 而系统工程则是以“系统”为研究对象, 不仅把各
种工程技术的物质对象包括在内, 而且把社会系统、 经济系统、管理系统等非物质对象也包括在内。 这样, 系统工程的研究对象就表现为普遍联系、相 互影响, 规模和层次都极其复杂的综合工程。
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决策科学化的观点
一般来说，一个正确的决策来源于三个方面的分 析，即定量分析、定性分析和指令性分析。
定量分析一般以采用一系列数学公式和计算方法， 并选定一定的度量标准为其最主要的特点。通常 的步骤是: 明确目标和准则，建立数学模型，编制 程序，计算分析，最后提供信息给决策者。定量 分析方法是科学决策方法的主要部分。
化的组织管理技术。 信息化 以信息技术为主要工具来治理系统的技术。 精确化 以引入数学为主要优势来治理系统的技术。
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系统工程的特征（2/2）
专业化 由专业人员参与治理系统的技术。 集约化 系统工程是用集约方式治理系统的技术, 这是由传
统的粗放式管理走向集约化管理的崭新阶段。系 统工程的一切理论、方法和技术都是围绕“效益” 这个核心。实践证明, 集约化是产生高效率、高效 益的根本所在, 这也正是系统工程的优势所在。
基于模型的系统工程(mbse)方法论综述_概述说明
基于模型的系统工程(mbse)方法论综述概述说明1. 引言1.1 概述引言部分主要旨在介绍本篇长文的主题——基于模型的系统工程（MBSE）方法论，并概述文章的结构和目的。
MBSE是一种系统工程方法论，通过建立和使用模型来描述、分析、设计和验证系统，以提高系统开发过程中的效率和质量。
1.2 文章结构本文将按照以下结构展开对MBSE方法论的综述。
首先，我们将对系统工程和模型驱动工程进行简介，为读者提供一定背景知识。
接着，我们将详细探讨MBSE 方法论的定义与特点。
随后，我们将重点关注MBSE方法论中的三个关键要点：模型建立与表示、模型验证与验证以及模型驱动设计与开发。
最后，在应用层面上，我们将通过案例分析来展示MBSE方法论在不同行业领域中的应用情况。
最后一部分是结论与展望，在此部分我们将总结文章中阐述的观点和发现，并对MBSE方法论未来发展进行展望。
1.3 目的本文旨在全面回顾和概述基于模型的系统工程（MBSE）方法论，并探索其在实践中存在的关键要点和挑战。
同时，本文也将通过应用案例分析，展示MBSE 方法论在不同行业领域中的应用情况。
通过阅读本文，读者可以深入了解MBSE方法论的定义、特点以及其对系统工程过程的价值和影响。
最后，我们希望能为读者提供对MBSE方法论发展趋势的展望，引发更多关于此领域未来可能性的思考。
2. 基于模型的系统工程方法论概述2.1 系统工程简介系统工程是一门综合性学科，它解决了复杂系统设计和开发过程中遇到的各种问题。
它通过从整体上考虑、分析和优化系统的需求、功能、结构和性能，以及在整个生命周期中管理系统各个方面的交互作用，实现了有效的系统集成与开发。
2.2 模型驱动工程概念模型驱动工程（Model-Driven Engineering, MDE）是一种软件开发方法，其核心理念是将模型作为软件开发过程中的主要产物和交流媒介。
MDE通过建立抽象、可执行的模型来描述系统需求、设计和实现，并通过自动化转换或代码生成来实现软件开发生命周期中的各个阶段。
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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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