系统工程理论与方法
安全系统工程理论、方法与应用

概
述
安全系统工程是以系统安全为对象、运用系统 工程的原理和方法,根据系统规定的功能、运 行周期、资源,评价系统的危险性,优选方案, 控制和预防系统灾害,使系统处于最佳安全状 态的工程技术。 安全系统工程的理论和方法,在水电工程施工 安全事故预测及控制中有着广泛的应用。
主要内容
五 事故树分析应用举例
1. 事件——事故树综合分析示例
2. 优选安全措施方案思路及示例
3. 木工平刨工具伤手事故树分析
第三讲
“四危两控制”安全技 术
1.在此作业系统与环境中,存在什么危险源?——危险 源是事故根源。 2.相对于危险源,存在哪些危险因素?——危险因素是 把危险源转化成事故的因素。 3.构成事故的危险途径有哪些?其中什么危险途径最容 易发生? 4.什么地点、什么时间、什么人员容易发生事故?即危 险点分布情况。 5. 在施工作业之前,应采取哪些安全技术措施,可以预 防事故发生?(事先控制) 6. 在施工作业过程中,还应采取哪些控制措施,可以 减少事故发生可能性与降低事故后果严重度?(过程控制)
例一
土石方开挖作业中危险源与危险因素
(1) 土质边坡开挖作业
危险源:不稳定边坡(滑坡或塌方)
土质边坡开挖作业--危险因素
边坡土质、坡高、坡度 土体下岩层面的倾斜度 土堤(坡)是否筑于古滑坡体上 雨雪、地表水、地下水对边坡的侵蚀 冻融季节的气温 不合理的挖掘方法,如挖掘顺序由下往上,挖成陡坡、 反坡、挖神仙洞等 边坡上方人为增加荷载,如堆放器材、推土机作业等 爆破震动影响 安全防护设施(如挡土墙等)的有效性 人员逗留在边坡下方
一般可以采用编制事故树图法,列举并 分析清危险因素对危险源是如何作用的。事 故树图中的顶上事件就是危险源引发的事故; 而基本事件就是危险因素。土石方开挖作业 危险源及易发事故名称见表土一(1),危险 因素见事故树图土一(1)~(11)。
系统工程理论与方法_绪论

例3:国家导弹防御系统
早期预警系统
X波段雷达
地基拦截系统 战场管理和指挥、控制、通讯系统
整体思想和联系思想是科学系统思想的核心与实质。
一般系统论、控制论、信息论、耗散结构理论、协 同学及自组织理论等是SE的理论基础。 其它相关学科基础知识包括:概率论、蒙特卡洛模 拟、效用理论、预测等。
系统的特性: • 集合性 • 相关性 • 阶层性 • 整体性 • 目的性 • 环境适应性
环境分析 国家 政策 市场 研究 技术 经济 预测 社 会 需 求
经营决策与计划
投入
转换
产出
技术 文件
生产 控制
服务 调查
经 营
产 品 开 发
经 营 计 划
竞争 状况
企业 能力 资金 来源 资源 条件 生 产 可 能
•研究单因素控制系统,重点 是反馈控制
现代控制理论时期
•研究多输入、多输出、高精度
和参数时变,最优控制
大系统理论控制时期
•大启示
黑箱法:人们无需或无法直接观测其内部结构,不打开系 统“活体”,只能从外部的输入和输出去认识现实系统。 黑箱——灰箱——白箱法 黑箱永远有,白箱永不白。
第一章 系统工程绪论
什么是系统?
各种人造设备是系统
各种生物体是系统
人所从事的事件是系统
人所组成的团体是系统
团体完成的事件是系统(社会、经济、技术等系统)
什么是系统工程?
用系统的思想来看待我们的对象或要从事的
事件,采用各学科各领域的相关技术来组织、
管理和实施这个系统。
Why?
(二)一般系统论的基本观点 1. 系统的整体性
① ② • 系统整体的功 能不等于各组 成部分的功能 之和,“非加 和定律”。 ③
系统工程理论

4、物理―事理―人理(WSR)系统方法论。
中国系统工程专家顾基发和英国华裔专家朱志昌于90年 代中期提出
物理主要涉及物质运动的机理,通常要用到自然科学知识, 主要回答这个“物”是什么,它需要的是真实性;
事理是做事的道理,主要解决如何去安排这些事物,通常 用到管理科学方面的知识,主要回答怎样去做; 人理是做人的道理,处理任何事和物都离不开人去做,以 及由人来判断这些事和物是否得当,通常要用到人文社会 科学的知识,主要回答应当如何. WSR作为一个统一的工作过程 可由理解领导意图、调查分析、形成目标、建立模型、协 调关系、提出建议等6个步骤来构成
协同学
1 产生 原西德理论物理学家哈肯(Haken)长期从事激光理论 研究,发现激光呈现出丰富的合作现象,从而得出了 协同作用的重要概念,于20世纪70年代后期创立了协 同学。 哈肯认为系统由无序到有序的关键不在平衡、非平衡 或者离平衡态有多远。关键在于组成系统的各子系统 在一定条件下,它们之间的非线性作用、相互协同和 合作,自发产生有序结构,因此强调了协同现象的普 遍性和重要性。
信息论
若某事件出现概率为p,则这一事件所具有的信息 量为 单位为比特(bit),信息量常用单位 计算出信源发出的每一个符号所包含的平均信息量, 这个平均值就是信源平均信息量,即信息熵。
信息论
2信息论启示 信息方法
运用信息的观点,把系统看作是借助于信息的获 取、传送、加工、处理而实现其有目的性的运动 的一种研究方法 信息方法在分析和处理问题时,把系统有目的的 运动抽象为一个信息变换过程。不对事物的整体 结构进行剖析,而是从其信息流程加以综合考察, 获取关于整体的性能和知识。 信息方法的意义就在于它指示了机器、生物系统 的信息过程,揭示了不同系统的共同信息联系; 有利于管理、决策科学化;指明了信息沟通的重 要性。
系统工程理论、方法与应用..

是多输入和多输出的非线性控制系统,研究重 点是最优控制、随机控制和自适应控制,主要 应用于机组自动化和生物系统。
控制论的3个发展过程:
20世纪70年代之后为第三阶段,称为大
系统理论阶段——大系统理论的主要研 究对象是众多因素复杂的控制系统(如 宏观经济系统、资源分配系统、生态系 统等等)。
控制论研究的具体内容
控制论研究的具体内容
3.模糊理论—— 在模糊数学的基础上形成的一种新型数学理 论,主要用来解决一些不确定性的问题。
4.大系统论—— 大系统理论所要研究的问题,主要是大系统 的最优化;研究对象是复杂的大型自动化问题; 研究的领域繁多。
控制论以理论控制论为中心的四大分支:
工程控制论、生物控制论、社会控制论 和智能控制论。
1.最优控制论——现代控制论的核心 社会发展、科学技术的进步,各种控制系统 日趋复杂和庞大,这些新的形势促使控制论进 入多输入和多输出系统控制的现代化阶段,要 求通过数学方法,采用动态的控制方式,解决 众多大系统的设计和控制问题,实现系统最优 化。
控制论研究的具体内容
2.自适应、自学习和自组织系统理论 自适应控制系统——能按照外界条件、环境的 变化,自动调整其自身的结构或行为参数,以 保持系统原有功能。 自学习控制系统——能按照自己运行过程中的 经验来改进控制算法的能力的系统。它有“定 式”和“非定式”两个方面。 自组织系统——能根据环境和运行经验来改变 自身结构和行为参数的系统。自组织系统理论 的主要目标是通过仿真、模拟人的神经网络和 感觉器官的功能,探索人工智能的途径。
20世纪50年代末期之前为第一阶段,称为经典
控制论阶段——经典控制论主要是研究单输入
和单输出的线性控制系统的一般规律,它建立 了系统、信息、调节、控制、反馈等控制论的 基本概念和分析方法。研究重点是反馈控制, 主要应用与单机自动化。
系统工程理论与方法

系统工程理论与方法第1章管理系统概述第2章管理系统工程方法论第3章管理系统分析第4章管理系统模型第5章建设系统工程中的模型方法1.线形规划模型2.特殊线形规划模型3.整数规划模型4.动态规划模型第1章管理系统概述1.1 系统概念无论是自然界,还是人类社会,可以说任何事物部是以系统的形式存在的。
这种存在的方式决定了我们要树立把所要研究的问题或对象都可以看成是一个系统的观念。
从人们认识客观事物或改造客观事物的过程来看,通常用综合分析的思维方式看待事物,根据事物中内在的、本质的、必然的联系,从整体的角度进行分析和研究,这类事物就被看作为一个系统。
(1)系统的定义系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合的具有特定功能的有机整体。
这个定义,指出了作为系统的三个基本特征。
第一,系统是由若干要素组成的:第二,这些要素相互作用、相互依赖;第三,由于要素间的相互作用,使系统作为一个整体具有特定的功能。
在物质世界中,一个系统中的任何部分都可以被看作一个子系统,而每一个系统又可以成为一个更大规模系统中的一个部分。
(2)系统的要素要素是组成系统的基本部分。
凡是系统里不可再进行分解的部分就称为其要素。
一个“部分”能称为系统的要素,它必须具有下列的特性:①每个要素应具有自身特定的功能;②每个要素的性质和行为影响着所构成系统的性质和行为;③每个要素对所构成系统的影响(使系统的性质或行为发生的变化),依赖于系统中其他要素的性质和行为;④不存在独立的要素,即系统不可能分成独立的要素。
(3)系统的特性①整体性系统是由两个或两个以上的可以相互区别的要素,按照作为系统整体所应具有的综合整体性而构成的。
系统具有集合性,它是为达到系统基本功能要求所必须具有的组成要素的集合。
构成系统的各要素虽然具有不同性能,但它们是根据逻辑统一性的要求而构成的整体。
系统不是各个要素简单的集合,否则它就不会形成整体的特定的功能。
因此,即使每个要素并不都很完善,但它们可以进行综合和统一,成为具有良好功能的系统。
系统工程理论方法

• 1.系统工程的理论和方法框架 • 2.控制理论的解读
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系统工程的理论和方法框 架
系统工程 的理论
一 般 系 统 论
控 制 论
信 息 论
耗 散 结 构 理 论
协 同 学
超 循 环 理 论
突 变 论
复 杂 系 统 理 论
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系统工程的方法
霍尔的方法论
切克兰德的方法论
物理—事理论是研究系统如何在动态环境中,如何保持 平衡状态或稳定状态的科学。 1、控制论的产生 维纳(Norbert Wiener)于1948年出版了 《控制论》一书,他对控制论 (Cybernetics)的定义是:“关于动物和 机器中控制和通信的科学。” 从此控制论 在人们的脑海中渐渐成立,开始被人们应用 于各个领域。
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功能模拟法
• 功能模拟法:就是用功能模型来模仿客观原 型的功能和行为的方法。所谓功能模型就是只 以功能行为是相似为基础而建立模型。如猎手 瞄准猎物的过程与自动火炮系统功能行为是相 似的,但二者的内部结构和物理过程是截然不 同的,这就是一种功能模拟。一个系统呈为模 型必须具备类比性、代表性、外推性。
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白箱、灰箱、黑箱
• 所谓白箱就是机制和结构完全明了的系统,如 同电视机对电视发明制造者来说就是“白箱”。 • 所谓灰箱,就是相当部分的结构机制已经明了, 但并没有完全明了的系统,如电视机对一个并 不高明的修理者来说就是“灰箱”。 • 所谓黑箱就是结构机制完全不明了,仅仅知道 输入输出信息之间某些简单关系的系统,如电 视机对一个根本不懂电器的用户来说,他只知 道打开钮就亮、闭掉钮就灭一样。
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• 2、控制论发展过程 • (1)20世纪50年代末期以前,称为经 典控制论阶段; • (2)50年代末期至70年代初期,称为 现代控制论阶段; • (3)70年代初期至现在,称为大系统 理论阶段。
系统工基程础理论及方法

推广国际通用的系统工程标准和规范,提高项目的国际化水平和互操作性。
THANKS.
系统工基程础理论及方 法
目录
• 系统工程概述 • 系统工程基础理论 • 系统工程方法与技术 • 系统工程实践应用 • 系统工程前沿研究 • 系统工程未来发展趋势
系统工程概述
01
系统工程定义与发展
系统工程的定义
系统工程是一种综合性的工程技术,它运用系统科学的原理和方法,对复杂系 统进行规划、设计、实施和运行,以实现系统的最优性能和总体效益。
运筹学的基本原理
包括最优化原理、对偶原理、灵敏度分析等,这些原理为优化问题的建模和求解提供了基本思路 和方法。
运筹学的应用领域
运筹学在物流、生产管理、金融工程等领域有着广泛的应用,为实现资源的优化配置和决策的科 学化提供了有力支持。
系统工程方法与技术
03
系统分析方法
01
02
03
结构化分析方法
通过自顶向下逐层分解的 方式,将复杂系统划分为 简单的组成部分,便于理 解和分析。
系统工程未来发展趋
06
势
跨学科融合与创新发展
学科交叉融合
系统工程将更多地与计算机科学、数 学、物理学、经济学等学科进行交叉 融合,形成新的理论和方法体系。
创新驱动发展
通过引入创新理念和方法,如设计思 维、敏捷开发等,推动系统工程的创 新发展,提高解决复杂问题的能力。
智能化、自动化、可视化趋势
01
物联网感知技术
通过传感器、RFID等技术对物理世界进行感知和数据采集,为系统工程提供实时、准确 的数据输入。
物联网通信技术
利用无线通信技术实现物联网设备间的信息交互和数据传输,支持系统工程中的远程监控 和控制。
ch2 系统工程理论与方法论

ch2 系统工程理论与方法论引言在系统工程领域,系统工程理论与方法论是指通过科学的方法和系统化的思维方式来解决复杂问题和开展复杂工程的一套理论和方法。
系统工程理论系统与系统工程概念系统是由若干个相互作用的要素组成的整体,系统工程是研究和解决技术问题及组织问题的一种科学方法。
系统工程的目标和基本任务系统的核心目标是实现预期的功能、性能和特性,同时满足约束条件。
系统工程的基本任务包括需求分析、概念设计、详细设计、实施和验证。
系统工程的原则包括系统思维、综合性、整体性、系统规划、系统评估等。
而系统工程的方法包括系统分级、系统建模、系统仿真、系统优化等。
系统工程方法论系统工程的过程系统工程的过程包括系统定义、需求分析、系统设计、系统集成、系统验证和系统维护等阶段。
每个阶段都需要严格地按照流程进行,以确保系统能够按照预期的方式运行。
系统工程的工具与技术系统工程需要使用到一系列工具和技术来辅助工作,包括需求管理工具、系统建模工具、系统仿真工具、系统优化工具等。
这些工具和技术可以提高工程师的工作效率,同时减少错误和风险。
通过对一些实际案例的分析,可以更好地理解系统工程的理论和方法。
例如,在飞机设计领域,系统工程的方法和工具被广泛应用,从飞机的概念设计到实施和验证过程中,系统工程都发挥着重要作用。
结论系统工程理论与方法论是解决复杂问题和开展复杂工程的重要工具。
通过理解系统工程的概念、原则和方法,以及掌握系统工程的过程和工具,我们可以更好地应对复杂问题,提高工作效率,降低风险,实现工程目标的成功实施。
以上是关于系统工程理论与方法论的简要介绍,希望对您有所帮助。
参考资料1.。
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学校管理系统化的实践与思考
按照系统论的观点,世界的万事万物都是系统的,系统性是自然界和人类社会的根本属性。
学校作为一个社会组织,同样具有系统性。
一方面它是教育系统的组成部分(子系统)另一方面它又自成系统,一般由教务教学、总务后勤、思想政治和行政管理等子系统组成。
而每一子系统又由更小的系统(或要素)组成,如教务教学子系统是由学科教研室、实验室、图书馆、电教中心等要素组成,等等。
所谓系统方法,就是根据系统的基本特征去认识系统、改造系统的方法。
本文仅就此方法在学校管理里的运用,谈点粗浅的体会和看法。
一、调整管理机构,创设良好管理系统
系统的结构决定着系统的功能,不同的结构可以产生不同的功能。
要想使学校运转和谐有序,必须改造优化学校内部机构。
随着高等教育的改革与发展,高校内部的原设机构和运行机制,已明显不适应新的形势,应该大胆地调整和优化。
对调整后的内设机构,必须明确其岗位职责和工作任务,严格界定其工作范围。
同时,理顺各个机构之间的关系,营造互动机制。
在调整过程中,应该注意三点:一是要从学校适应社会要求和满足实际工作需要出发;二是调整后的内设机构,能充分承担学校任务,行使学校职能;三是保证学校内部结构合理,避免内耗。
通过这样一种调整,使学校成为一个结构合理、层次分明、整体性强、功能完备的管理系统,为实现系统化管理创造了一个客观的前提。
二、合理使用人才,有效操作管理系统
创设一个好的管理系统,固然奠定了系统化管理的基础,如何使系统发挥作用,关键在于用什么人去操作。
用人妥当,能使学校的各个部门各尽其职,发挥最佳功能,收到整体大于部分之和的效果;反之,用人不当,有可能造成系统运转的薄弱环节,各个部分彼此扯皮推诿,不负责任,形不成合力,系统运转不畅,甚至停摆,出现内耗,造成整体功能小于部分之和的结果。
可见合理用人至关重要。
首先,校级领导分工要科学。
传统的领导分工,过多地考虑权力分配,其弊端不言而喻。
要实现学校领导分工的科学化要求,一方面要从系统观点出发,把学校工作进行模块划分,尽量体现联系性,一般可分为教学科研工作、后勤服务工作、思想政治工作、行政管理工作等;另一方面要根据个人知识结构、年龄、个性特征、专长等进行合理分工,尽量做到人尽其才,扬长避短,发挥优势;第三,从整体性出发,分工不分家,强调协作,优势互补,突出集体领导,反对个人专权。
其次,中层干部的安排要妥当。
选好、用好中层干部,是充分发挥处室功能的关键。
一是用竞聘方式,选拔优秀人才,充实中层干部队伍,力求能者上,庸者下。
二是对原有中层干部实行轮岗使用,实行动态管理,打破多年一贯制,调整用人机制,力求把每个中层干部安排
到最能发挥作用的岗位上来,帮助他们克服经验主义和思维定势,重新激发他们的创造性思维,开辟新的工作局面。
三是加强对中层干部工作的督导和评估,调控他们的工作关系,及时消除矛盾,搞好工作协调。
第三,一般管理人员的使用要切合实际。
学校的行政、教辅和总务人员是最基层的管理人员,承担着最前沿的管理工作,如果忽视了对他们的使用,也难以将管理措施落到实处。
因此,需要重新分析认识这些同志,并立足新形势、新任务、新要求,对这些同志进行优化组合,让他们干最适合的工作,最大限度地调动他们的积极性,帮助他们提高工作能力和服务水平,发挥更大的作用。
三、改善办学条件,优化系统操作手段
办学条件如何,影响到人们的观念,影响到人们的工作方式和方法,关系到学校管理系统的运作速度,关系到学校管理效果。
现代科技的发展为学校施行现代化管理提供了巨大方便。
学校作为先进文化的载体,要保持其先进性,应当及时改善办学条件,用最先进的、最具现代意义的工作手段从事管理工作。
只有这样,才能保证学校管理系统运转高效、快速,产生良好的管理效果。
改善办学条件是为了优化系统操作手段,加速系统运转,提高管理效果。
因此在改善过程中应尽量做到:全方位的改善,以满足各方面的需要,实现整体提高,避免因局部落后,影响整体操作;选择最先进的设备,争取一步到位,体现时代要求,达到最佳效果;有利于各科室行使职能,充分履行职责。
四、优化制度建设,规范系统操作过程
学校的管理系统确定之后,需要用“法”的形式把它固定下来,使之成为人们普遍遵守的规范。
一方面要制定一系列的岗位职责,明确各个岗位的任务要求和责任,保证系统自身的规范性;另一方面,要制定一系列的规章制度,对管理过程的各个环节、各个方面做出严格的规定,提出合理化的要求,保障系统运转和谐、有序。
在制度建设过程中,应注意三点:一是要依据国家的法律法规制定学校的规章制度,不能表现出任意性,更不能违法乱纪,知法犯法。
二是学校的规章制度要全,形成制度体系,避免顾此失彼或此松彼严。
同时,又要突出重点,保证核心。
三是制定学校的规章制度要从学校实际出发,具有较强的可行性、针对性和可操作性。
四是学校的规章制度要面向全体师生,是对全体师生的规范性要求,做到规章面前人人平等,防止偏颇。
五、加强督导评估,有机调控管理系统
学校管理系统在运行过程中,经常出现这样或那样的偏差,如有的冒进、有的滞后,影响整体管理效果。
因此,应及时建立评估机制,进行督导评估,加强调控,保证学校管理系统的匀速运转。
首先,要制定督导评估制度,定期评估;其次要制定评估标准,用标准来规范管理活动;第三,要开展评估活动,奖优罚劣,鼓励先进,鞭策后进;第四,实行有效指导。
这是评估的关键,应根据评估发现的问题,及时给予指导,帮助其予以改正,消除薄弱环节。
评估督导的目的在于发现问题,纠正问题;在于鼓励先进,鞭策后进;在于有效指导,及时调控,从而保证管理系统运转正常,各项工作齐头并进,匀速向前。
在评估活动中,要注意:评估要定期进行,坚持始终;评估标准要具体,针对性、可操作性要强;评估方式要切合实际,保证评估落到实处,切莫作表面文章、走过场。
六、协调外部关系,优化管理系统的运作环境
学校是个开放系统,是社会的一个组成部分,与社会各行各业发生着各种联系。
处理好这些联系,对保证学校管理系统运转正常至关重要。
协调好了,学校可以获得社会的各种支持,四处逢春,如鱼得水;协调不好,则要四处碰壁,干预重重。
因此,重视并处理好
学校的对外关系,给学校创造一个良好的、宽松的发展环境,保证学校管理系统运转自如,是学校管理工作中的一个重要内容。
在众多的对外关系中,首先要处理好与上级党委政府的关系,争取领导支持;其次要处理好教育系统内部的各种关系,如与教育主管部门的关系,与兄弟学校的关系等等;再次,要处理好与政府各部门的关系。
另外,还要处理好与当地党委政府的关系,甚至与所在村居的关系,等等。
在处理各种关系的过程中,切忌清高,既讲原则,又讲人情;多讲贡献,少讲求索;多承担社会义务,少给政府添麻烦。
只有这样,学校才能给人留下好感,才能受人尊敬,才能避免孤立。
上述六个方面是实施学校系统化管理的基本措施,彼此联系,互相作用,是一个有机整体,分别从不同方面支撑学校管理系统的正常运转。
这六个方面如果协调一致,将会形成强大合力,促使学校健康有序,快速运转,显示出蓬勃生机,产生最佳功能。