第3章:典型系统工程方法论

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方向目 标及指 标设计
对象 系统 的再认识
变革 途径 探索
比较、 分析、 权衡、 评价
组织 行为 分析
实施 与 改进
8. 企 业 管 理 系 统更新和企业 经营环境改善
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3.3. 综合集成工程方法学(综合集成研 讨厅体系)
1.综合集成方法论的产生 80年代初,钱学森提出处理复杂行为系统的定 量方法学。 80年代末,钱学森提出处理开放的复杂巨系统 的方法论是“从定性到定量综合集成方法”。 1992年,钱学森提出从定性到定量综合集成研 讨厅体系 。
7更新阶段
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了解系统的环境、目的、系统的各组成部分 及其联系等
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问题的设定:
直观经验方法:头脑风暴法 预测法:德尔菲法、情景分析法、交叉影响法、 时间序列法 结构模型法:解释结构模型法(ISM)、决策实验 室法、图论法 多变量统计方法:非结构、半结构问题,因子 分析、主成分分析法 其他:一般系统理论和模糊集理论等
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在综合集成研讨厅体系这个概念中,综合集 成是方法特征,研讨厅体系是组织形式。综合 集成方法指出了解决复杂开放巨系统和复杂性 问题的过程性以及过程的方向性和反复性。 综合集成研讨厅体系本身是个开放的、动态 的体系,也是个不断发展和进化的体系。
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3.总体设计部思想
应用综合集成方法(包括综合集成研讨厅体系)必须 有总体设计部这样的实体机构。“我们把处理开放的 复杂巨系统的方法定名为从定性到定量综合集成方法, 把应用这个方法的集体称为总体设计部。” 综合集成研讨厅是研究开放的复杂巨系统的方法论, 那么总体设计部是实现这个方法论所必须的体制和机 制。
德尔菲法依据系统的程序,采用匿名发表意见的方式,即专
家之间不得互相讨论,不发生横向联系,只能与调查人员发 生关系,通过多轮次调查专家对问卷所提问题的看法,经过 反复征询、归纳、修改,最后汇总成专家基本一致的看法, 作为预测的结果。这种方法具有广泛的代表性,较为可靠。
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情景分析法
情景分析法又称脚本法或者前景描述法,是
5.方案优化:选出待选方案集,交决策部门
最优化:单目标、多目标 优化:约束条件,最优解、满意解 线性规划、动态规划、非线性规划、 大系统理论、组合优化等
6.作出决策:不能十全十美,要考虑人、社会各种因素 7.付诸实施:
企业:生产计划 开发项目:CPM、PERT
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(三) 知识维 知识维是指在完成上述各种步骤所需要的各种 专业知识和管理知识,包括科学学、基础科 学、工程技术、环境科学、计算机技术、数 学、经济学、法律、管理科学和其它相关社 会科学等 。
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3.1.霍尔三维结构体系
1969年,美国工程师霍尔认为系统工程整个
活动过程可以分为前后紧密衔接的7个阶段, 每个阶段应遵循一定的思维程序,需各种专 业知识和技能的支持。这构成了时间维、逻 辑维和知识维的“三维空间结构”,概括了 系统工程的一般过程。
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(一) SE基本工作过程——霍尔三维结构
物流系统分析的基本思路与系统分析的思路类似,只是其分
析的对象做了限制,只针对物流系统。
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物流系统分析的适用范围
制定经济发展计划。 (规划理论,方案优化) 重大物流工程项目的组织管理。(网络分析理论,保质保量
如期完成) 厂址选择和建厂规划。(从技术上先进、经济上合理、建设 上可行几个方面,选择最佳建设方案。 新产品开发。(价值分析,确定该产品最适宜的性能、结构、 用料和价格) 资金成果管理。(预算控制,成本盈亏分析,采用经济合理 的措施或方案) 组织企业的生产布局和生产线。(对人员和各种生产设施进 行最佳的分配和安排) 编制生产作业计划。(投入产出分析法,库存控制等,实现 准时生产和均衡生产) 物流系统分析在解决上述问题时是非常有效的,一般而 论,越是重大而复杂的问题,运用物流系统分析,效果就越 明显。
(不知道什么是最优,而是要做到“更好”)
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问 题 现 状 说 明
弄 清 关 联 因 素
建 立 概 念 模 型
改 善 概 念 模 型
比 较
实 施
图3.2切克兰德的“调查学习”方法流程图
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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 问题 现状 说明 关联 要素 分析
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这套方法论是从整体上研究和解决复杂巨系统问题 的方法,采取人机结合以人为主的思维方法和研究方 式,对不同层次、不同领域的信息和知识进行综合集 成,达到对整体的定性定量认识。 按照我国传统说法,把一个复杂事物的各个方面综 合起来,达到对整体的认识,称之为“集大成”的智 慧,所以钱学森把这个方法称为“大成智慧工程”。
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霍尔三维结构适用于以研制“硬件系统”为目标的 自然科学、工程技术等“硬科学”领域,故有人称 霍尔三维结构为“硬科学”的系统工程方法论。不 适用于以建立和管理“软系统”为目的的社会科学、 管理科学等科学领域。
问题: 如果你的老板对公司运行不是很满意,要你 提出提高运行效益的方案,你怎么做?
假定某种现象或某种趋势将持续到未来的前 提下,对预测对象可能出现的情况或引起的 后果作出预测的方法。通常用来对预测对象 的未来发展作出种种设想或预计,是一种直 观的定性预测方法。
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交叉影响法
交叉影响法,也即交叉概率法,是美国于上世纪60年
代,在德尔菲法和主观概率法基础上发展起来的一 种新的预测方法。这种方法是主观估计每种新事物 在未来出现的概率,以及新事物之间相互影响的概 率,对事物发展前景进行预测的方法。
第3章:典型系统工程方法论
3.1. 霍尔三维结构体系 3.2.切克兰德模式
3.3.综合集成工程方法学(综合集成研讨厅
体系) 3.4.系统分析原理及其应用 3.5. 物流系统优化分析 3.6 创新思维与方案创造技术
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问题: 如果给你一个具体的任务,你会怎么做? 如:1、建设一个物流配送中心 2、新建一个连锁超市门店
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2、选择目标:提出目标,制定准则(标准) 选择目标过程一般使用价值体系方法: 效用理论 费用—效益分析:经济系统 风险估计 价值工程 3、系统综合:方案策略,对每种方案进行说 明 4、系统分析:系统地比较分析各方案→建模 →计算或仿真
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系统分析主要内容: 系统变量的选择:状态变量、决策变量(内生、外生) 建模和仿真:GPSS(General-purpose Systems Simulator )、 SD 可靠性工程
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3.2. 切克兰德模式
英国学者切克兰德把OR、SE、SA和SD所使 用的方法论叫硬系统方法论,并在1981年自 己提出一种软系统方法(SSM)——“调查学习” 法。
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切克兰德的调查学习法用概念模型代替数学模型, 使思路更为开阔;用可行满意解代替最优解是价值 观方面的重要变化。 良结构系统:指偏重工程问题、机理明显的物理型 的硬系统 不良结构系统:指偏重社会问题、机理尚不清楚的 心理和事理型的软系统 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,是有很明显的反馈调节思想。
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2.综合集成研讨厅体系的框架与特点
由三部分组成:机器体系、专家体系和知识体系。
社会认识 知识体系 改造世界 结 果 专家体系 机器体系 社会实践 客观世界 命 题 认识世界
图3.3 研讨厅Hale Waihona Puke Baidu图
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分析
高层次研讨厅 分析
作战训练中心演习
低层次研讨厅
分布交互仿真次研讨厅
研制与试验
图3.4 研讨厅体系一例
时间序列预测法
时间序列预测法是一种历史资料延伸预测,也称历
史引伸预测法。是以时间数列所能反映的社会经济 现象的发展过程和规律性,进行引伸外推,预测其 发展趋势的方法。
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结构化、非结构化、半结构化决策
1).结构化决策问题相对比较简单、直接,其决策过程和决
策方法有固定的规律可以遵循,能用明确的语言和模型加以 描述,并可依据一定的通用模型和决策规则实现其决策过程 的基本自动化。早期的多数管理信息系统,能够求解这类问 题,例如,应用运筹学方法等求解资源优化问题。 如:饲料配方、生产计划、调度等 2).非结构化决策问题是指那些决策过程复杂,其决策过程 和决策方法没有固定的规律可以遵循,没有固定的决策规则 和通用模型可依,决策者的主观行为(学识、经验、直觉、 判断力、洞察力、个人偏好和决策风格等)对各阶段的决策 效果有相当影响。往往是决策者根据掌握的情况和数据临时 做出决定。 如:聘用人员,为杂志选封面 3).半结构化决策问题介于上述两者之间,其决策过程和决 策方法有一定规律可以遵循,但又不能完全确定,即有所了 解但不全面,有所分析但不确切,有所估计但不确定。这样 的决策问题一般可适当建立模型,但无法确定最优方案。 如:开发市场,经费预算;
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物流系统分析
将系统分析的方法运用于物流系统,即物流系统分析。
定义:物流系统分析即:
综合运用科学的分析方法和工具,对物流系统的目的、 功能、环境、费用和效益进行充分的调研、收集、比较、分 析和数据处理,建立若干替代方案和模型,对各种方案和模 型进行比较和分析,寻求使物流系统整体效益最佳和有限资 源配备最佳的方案,为决策者最后决策提供科学依据和信息。
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3.4.系统分析原理及其应用
1、系统分析概念 定义: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。 SA是SE的核心内容、分析过程和基本 方法。
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表3.1 霍尔管理矩阵 1 2 3 4 逻辑维(步骤) 明 确 时间维(阶段) 问 题 1规划阶段 a11 选 择 目 标 a12 系 统 综 合 a13 系 统 分 析 a14
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方 案 优 化 a15
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做 出 决 策 a16
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付 诸 实 施 a17
2设计阶段 3分析阶段 4运筹阶段 5实施阶段 6运行阶段
霍尔三维结构
A.D.Hall 1969
知识维(K) 运筹学 控制论 社会科学 工程技术 ……
逻辑维(L) 规划阶段 设计阶段
系统工程活动 矩阵:T-L
摆 明 问 题 系 统 设 计
分析阶段
运筹阶段
实施阶段 运行阶段
时间维(T)
方 案 综 合
模 型 化
最 优 化
决 策
实 施 计 划
更新阶段
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(一) 时间维 表示系统从规划到更新,从开始→结束按时 间顺序排列的全过程,反映了系统的生命周 期循环过程。
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系统分析中的逻辑
5W1H(What/Why/Who/Where/When/How)
1. 规划阶段:调研、明确目标 2. 设计阶段:初步确定系统结构及各部分联系 3. 分析阶段:如何实现方案,作生产计划 4. 运筹阶段:比较分析方案,对系统进行优化 5. 实施阶段:建造系统 6. 运行阶段:运行 7. 更新阶段:评价→改进和更新
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(二) 逻辑维 每个阶段内所要进行的工作内容和遵循的思 维程序。 1、明确问题:收集资料(考察、测量、调研、 需求分析、市场预测)
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德尔菲法
德尔菲法也称专家调查法,是一种采用通讯方式分别将所需
解决的问题单独发送到各个专家手中,征询意见,然后回收 汇总全部专家的意见,并整理出综合意见。随后将该综合意 见和预测问题再分别反馈给专家,再次征询意见,各专家依 据综合意见修改自己原有的意见,然后再汇总。这样多次反 复,逐步取得比较一致的预测结果的决策方法。
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