《系统工程》作业集答案

《系统工程》作业集答案

第一章

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

2.系统工程：用定量与定性相结合的系统思想和方法处理大型复杂系统的问题，无论是系统的设计或组织的建立，还是系统的经营管理，都可以统一的看成是一类工程实践，统称为系统工程。

二、判断正误

1.管理系统是一种组织化的复杂系统。( T )

2.大型工程系统和管理系统是两类完全不同的大规模复杂系统。( F )

3.系统的结构主要是按照其功能要求所确定的。( F )

4.层次结构和输入输出结构或两者的结合是描述系统结构的常用方式。( T)

2.简述系统的一般属性

答：

（1）整体性：整体性是系统最基本、最核心的特征，是系统性最集中的体现；

（2）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；

（3）环境适应性：任何一个系统都处于一定的环境之中，并与环境之间产生物质、能量和信息的交流。环境的变化必然会引起系统功能及结构的变化。

除此之外，很多系统还具有目的性、层次性等特征。

3.系统工程方法有哪些特点？

答：1. 系统工程是一般采用先决定整体框架，后进入内部详细设计的程序

2. 系统工程试图通过将构成事物要素的程序加以适当配置来提高整体功能，主张可

采用不太可靠的元件构成可靠的系统，其核心思想是“综合及创造”

3.系统工程属于“软科学”

二、判断正误

1. SE本质上是一种组织管理的技术方法。( T )

2. 改革是“系统工程（SE）”。( T )

2.列表比较“硬”系统与“软”系统

4.

答：系统的整体性，系统的开放性，系统的动态相关性，系统的层次等级性系统的有序性

5.简述系统方法要求遵循的原则

答：整体性：从整体出发进行研究，注意各要素之间的相关关系

历时性（动态性）：从时间轴上看其产生、发展的过程及前景

最优化：要求整体最优，而不拘泥于局部最优

1.系统分析：系统分析是运用建模及预测、优化、仿真、评价等技术对系统的各个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。

2.系统工程方法论：系统工程方法论就是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。

3.霍尔三维结构：霍尔三维结构是由美国学者A·D·霍尔等人在大量工程实践基础上，

于1969年提出的，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、判断正误

1.Hall三维结构与Checkland方法论均强调定量分析。( F )

2.Checkland方法论是在Hall三维结构的基础上提出的，因而更为合理。( F )

3.系统分析原理与Hall三维结构和Checkland方法论有密切联系。( T )

四、简答

1.画图表示系统分析的基本步骤

答：

2.简述切克兰德方法论的主要内容和工作过程

答：主要步骤：

a)认识问题

b)根底定义

c)建立概念模型

d)比较及探究

e)选择

f)设计与实施

g)评估与反馈

具体如下图所示：

3.简述霍尔三维结构的主要特点

答：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都可以归纳成工程系统问题，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。技术应用上的综合性、组织管理上的科学性和系统工程的问题导向性等突出特点。

4.简述系统分析的主要原则

答：①坚持问题导向；②以整体为目标；③多方案模型分析与选优；

④定性分析与定量分析相结合；⑤多次反复进行

一、名词解释

1.模型：模型是描述现实世界的一个抽象，由于描述现实世界，因此必须反映实际；由于它的抽象特征，又应高于实际。

2.结构分析：结构分析是一个实现系统结构模型化并加以揭示的过程。

二、判断正误

1.解释结构模型的直接结构基础是多级递阶有向图。( F )

2.IS M是SD的结构模型基础( F )

三、简答

1.简述模型化的作用

答：①模型本身是人们对客观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。

总之，模型研究具有经济、方便、快速和可重复的特点，它使得人们可以对某些不允许进行试验的系统进行模拟试验研究，快速显示它们在各种条件下漫长的反映过程，并很经济，可重复进行。

2.简述模型的特征

答：①它是现实世界部分的抽象与模仿

②它是由那些与分析问题有关的因素构成的

③它表明了有关要素之间的相互联系

3.简述模型化的本质

答：利用模型与原型之间某方面的相似关系，在研究过程中用模型来代替原型，通过对模型的研究得到关于原型的一些信息。这里的相似关系是指两事物不论其自身结构如何不同，其某些属性是相似的。

4.简述模型化的地位

答：模型的本质决定了它的作用的局限性。它不能代替对客观系统内容的研究，只有在和对客体系统内容研究相配合时，模型的作用才能充分发挥。模型是对客体的抽象，得到的结果，必须拿到现实中去检验。

四、应用

已知下面的系统可达矩阵，请建立递阶结构模型

解答：

缩减矩阵：

层次化处理：

递阶有向图：

第五章

第五章

一、名词解释

1.系统仿真：所谓系统仿真，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，据此进行实验或定性分析，以获得正确决策所需的各种信息。

2.连续系统：连续系统是指系统中的状态变量随时间连续地变化的系统。

3.离散系统：离散系统是离散事件动态系统的简称，是指系统状态变量只在一些离散地时间点上发生变化地系统。

4.因果箭：连接因果要素地有向线段，箭尾始于原因，箭头终于结果。

5.因果链：因果关系具有传递性，用因果箭对具有递推性质地因果关系加以描绘即得到

因果链。

二、判断正误

下面为描述某种传染病蔓延系统问题的部分DYNAMO方程及其变量说明：

L IP·K=IP·J+DT*CR·JK ( T)

C IP=10 ( F )

R CR·JK=IPC*NCF*IP·K*SP·K ( F )

A SP=P–IP·K ( F )

其中：IP—患病人数（人）；CR—每日受感染人数（人/日）；IPC—每次接触的感染

率（无量纲）；NCF—额定接触系数（比例数/人.日）；SP—未患病人数（人）；P—总

人口数（人）。

三、简答

1.简单归纳仿真的主要作用

答：①仿真的过程也是实验的过程，而且还是系统地收集和积累信息的过程。尤其是对一些复杂的随机问题，应用仿真技术是提供所需信息的唯一令人满意的方法。

②仿真技术有可能对一些难以建立物理模型或数学模型的对象系统，通过仿真模型

来顺利地解决预测、分析和评价等系统问题。

③通过系统仿真，可以把一个复杂的系统化降阶成若干子系统以便于分析，并能指

出各子系统之间的各种逻辑关系。

④通过系统仿真，还能启发新的策略或新思想的产生，或能暴露出在系统中隐藏着

的实质性问题。同时，当有新的要素增加到系统中时，仿真可以预先指出系统状

态中可能会出现的瓶颈现象或其它的问题。

2.SD的主要研究对象——社会（经济）系统有何突出特点？

答：

①社会系统中存在着决策环节。社会系统的行为总是经过采集信息，并按照某个政策

进行信息加工处理作出决策后出现的，决策是一个经过多次比较、反复选择、优化

的过程。

②社会系统具有自律性。自律性就是自己作主进行决策，自己管理、控制、约束自身

行为的能力和特性。

③社会系统的非线性。非线性是指社会现象中原因和结果之间所呈现出的极端非线性

关系。

3.图表展示SD的工作程序

答：

4.简述SD结构模型地建模步骤

答：1.明确系统边界，即确定对象系统地范围

2.阐明形成系统结构地反馈回路，即明确系统内部活动地因果关系链

3.确定反馈回路中的水准变量和速率变量

4.阐明速率变量的子结构或完善、形成各个决策函数，建立起SD结构模型（流图）

四、应用

1. 判断下列因果关系图的极性(20)

解答;

2. 写出DYNAMO方程运行结果中仿真时间0、1、2的水准与速率的输出结果，并画出对应的流图及输出水准方程的曲线

L P?K=P?J+DT*PR?JK

N P=100

R PR?KL=C1*P?K

C1=0.02 输出结果：

三、应用

(1) 计算AHP 判断矩阵的重要度

3

21321

5

23

1B B B B B B A

解答：

首先将矩阵补充完整

1

5

12

151323113

21321B B B B B B A 计算：（10）464

.015

121466.2513874

.023

113

33

23

1=??=

=??=

=??

=

W W W 归一化处理：

122

.0648.0230

.0464

.0466.2874.0874

.003020

1===++=

W W W

P PR

100

2

1

102 2.04 2 104.04 2.0808 ┆

┆

┆