系统工程原理(谭跃进[等]编著)思维导图
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《系统工程》课件
系统结构
图1.1 系统的基本概念图
9
4 系统的构成要素
（1） 系统的诸部件及其属性： 结构部件；操作部件；流部件 以电路系统、城市系统以及自然生态系统为例说明 （2）系统的环境及其界限
（3）系统的输入与输出
S＝（C，S，F，E）
C: 组成要素；S: 结构；F: 功能；E: 环境.
10
系统的要素
系统的功能
《系统工程》讲义
参考教材：
谭跃进、陈英武、易进先编著.1999.系统工程原理. 湖南长沙:国防科技大学出版社. 顾培亮编著.1998. 系统分析与协调.天津:天津大学 出版社. 林定夷编著.1998.系统工程概论.广州:中山大学出 版社. 提纲：outline.doc
1
第一章 导 言
第一节 系统工程的定位
来愈令人满意。
34
第三节
方法论层次：
钱学森的综合集成工程方法论
(1)经验知识＋理论知识； (2)通过建模将定性知识与观测数据、统计资料结合； (3)人(知识工程＋专家系统)与计算机(电脑)结合
工程技术层次：
(1)根据实际问题收集信息资料和统计数据；
(2)约请相关专家分析研究，明确系统四大变量(状态、环境、控制、输出)， 确定系统建模思想； (3)建立系统数学模型(定量表示系统结构、功能、行为、特性、输入输出关 系)； (4)对系统行为做仿真模拟试验，获得定量数据资料； (5)组织专家群体检验系统模型的有效性； (6)修改、调整参数，仿真试验，专家分析评价，修改。。。 数学模型(符合实际系统的理论描述)----可信的结论
7
3 定义
(1)美Webster大词典 (2)日JIS工业标准 (3)前苏联大百科全书 (4)钱学森：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。
系统工程第3讲系统分析原理与创新思维
目标分析遵循的原则（SMART原则）
具体的（special） 可衡量的（measurable） 可达到的（attainable）：避免设立过高或过低目标 相关的（relevant）：实现此目标与其他目标的关联情况，相关性 高比较好。 有时限的（time-based）
系统工程第3讲系统分析原理与创新 思维
运用建模、仿真、预测及评价、优化等技术对系统的各有 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。
系统工程第3讲系统分析原理与创新 思维
系统分析的内容：
在进行系统分析时，系统分析人员对与问题有关的要 素进行探索和展开，对系统的目的与功能、环境、费用与效 果等进行充分的调查研究，并分析处理有关的资料和数据， 据此对若干备选的系统方案建立必要的模型，进行优化技术 或仿真实验，把技术、实验、分析的结果同预定的任务或目 标进行比较和评价，最后把少数较好的可行方案整理成完整 的综合资料，作为决策者选择最优或满意的系统方案的主要 依据。
登门槛效应
在1984年的日本东京国际马拉松邀请赛和1986年的意大利 米兰国际马拉松邀请赛中，日本选手山田本一两次夺冠，令人 们大惑不解。
十年后，他在自传中解开了这个谜：“每次比赛之前， 我都要乘车把比赛的线路仔细地看一遍，并把沿途比较醒目 的标志画下来，比如第一个标志是银行；第二个标志是一棵 大树；第三个标志是一座红房子……这样一直画到赛程的终 点。比赛开始后，就以百米的速度奋力向第一个目标冲去， 等到达第一个目标后，又以同样的速度向第二个目标冲去。 40多公里的赛程，就被分解成这么几个小目标轻松地跑完。
系统工程第3讲系统分析 原理与创新思维
2020/11/30
系统工程第3讲系统分析原理与创新 思维
具体的（special） 可衡量的（measurable） 可达到的（attainable）：避免设立过高或过低目标 相关的（relevant）：实现此目标与其他目标的关联情况，相关性 高比较好。 有时限的（time-based）
系统工程第3讲系统分析原理与创新 思维
运用建模、仿真、预测及评价、优化等技术对系统的各有 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。
系统工程第3讲系统分析原理与创新 思维
系统分析的内容：
在进行系统分析时，系统分析人员对与问题有关的要 素进行探索和展开，对系统的目的与功能、环境、费用与效 果等进行充分的调查研究，并分析处理有关的资料和数据， 据此对若干备选的系统方案建立必要的模型，进行优化技术 或仿真实验，把技术、实验、分析的结果同预定的任务或目 标进行比较和评价，最后把少数较好的可行方案整理成完整 的综合资料，作为决策者选择最优或满意的系统方案的主要 依据。
登门槛效应
在1984年的日本东京国际马拉松邀请赛和1986年的意大利 米兰国际马拉松邀请赛中，日本选手山田本一两次夺冠，令人 们大惑不解。
十年后，他在自传中解开了这个谜：“每次比赛之前， 我都要乘车把比赛的线路仔细地看一遍，并把沿途比较醒目 的标志画下来，比如第一个标志是银行；第二个标志是一棵 大树；第三个标志是一座红房子……这样一直画到赛程的终 点。比赛开始后，就以百米的速度奋力向第一个目标冲去， 等到达第一个目标后，又以同样的速度向第二个目标冲去。 40多公里的赛程，就被分解成这么几个小目标轻松地跑完。
系统工程第3讲系统分析 原理与创新思维
2020/11/30
系统工程第3讲系统分析原理与创新 思维
系统工程原理学习总结
系统工程原理学习总结1.系统工程的含义系统工程是一门新兴的学科，国内外有一些学者对系统工程的含义有过不少阐述，但至今仍无统一的定义。
1978年我国著名学者钱学森指出:"系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的方法"。
1977年日本学者三浦武雄指出:"系统工程与其他工程学不同之点在于它是跨越许多学科的科学，而且是填补这些学科边界空白的一种边缘学科。
因为系统工程的目的是研制一个系统，而系统不仅涉及到工程学的领域，还涉及社会、经济和政治等领域，所以为了适当地解决这些领域的问题，除了需要某些纵向技术以外，还要有一种技术从横的方向把它们组织起来，这种横向技术就是系统工程"。
1975年美国科学技术辞典的论述为:"系统工程是研究复杂系统设计的科学，该系统由许多密切联系的元素所组成。
设计该复杂系统时，应有明确的预定功能及目标，并协调各个元素之间及元素和整体之间的有机联系，以使系统能从总体上达到最优目标。
在设计系统时，要同时考虑到参与系统活动的人的因素及其作用。
" 从以上各种论点可以看出，系统工程是以大型复杂系统为研究对象，按一定目的进行设计、开发、管理与控制，以期达到总体效果最优的理论与方法。
系统工程是一间工程技术，用以改造客观世界并取得实际成果，这与一般工程技术问题有共同之处。
但是，系统工程又是一类包括了许多类工程技术的一大工程技术门类，与一般工程比较，系统工程有三个特点:(1)研究的对象广泛，包括人类社会、生态环境、自然现象和组织管理等。
(2)系统工程是一门跨学科的边缘学科。
不仅要用到数、理、化、生物等自然科学，还要用到社会学、心理学、经济学、医学等与人的思想、行为、能力等有关的学科，是自然科学和社会科学的交叉。
因此，系统工程形成了一套处理复杂问题的理论、方法和手段，使人们在处理问题时，有系统的整体的观点。
第1章系统工程概述
“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系统理论的重要内容和SE的理论基础。
二、系统工程的发展概况
阶段 年代（份） 重大工程实践或事件
重要理论与方法贡献
1930
美国发展与研究广播电视
正式提出系统方法（ Systems approach ）的概念
认识到必须从系统的角度来考察和研究整个世界。系统思
想正是在这种历史背景下产生和发展起来的。
系统思想的成熟与发展
系统思想的出现，彻底改变了人们的思维方式，使人 们在改造世界的活动中，逐步地认识并揭示出客观世界的 本质联系和内部规律。现代科学技术的发展以及计算机技 术和信息技术的高度发展，使得系统思想方法从一种哲学 思维逐步形成了独特的系统理论，并在此基础上形成了一 门专门的科学——系统科学。
14 14
第二节 系统工程的研究对象
一、系统的概念及特点
研究对象： 系统工程的研究对象是组织化的大规模复杂系统。而
“系统”作为系统理论、系统工程和整个系统科学的基本 研究对象，需要正确理解和深刻认识。
15 15
一、系统的概念及特点
系统—— System，我们并不陌生，在现实生活中， “系统”是一个被广泛使用的词。比如：人体就是一个 系统，人体系统是由神经、呼吸、消化、循环、运动、 内分泌、泌尿生殖这些子系统构成的；交通运输系统是 由铁路运输、公路运输、水路运输、航空运输、管道运 输这些子系统构成的。
7 7
⒈ 古代朴素的系统思想
?
在哲学上，朴素的系统思想表现在把自然界当作一个统
一的整体。如我国春秋末期的思想家老子也强调自然界的统
一性。
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系统理论的重要内容和SE的理论基础。
二、系统工程的发展概况
阶段 年代（份） 重大工程实践或事件
重要理论与方法贡献
1930
美国发展与研究广播电视
正式提出系统方法（ Systems approach ）的概念
认识到必须从系统的角度来考察和研究整个世界。系统思
想正是在这种历史背景下产生和发展起来的。
系统思想的成熟与发展
系统思想的出现，彻底改变了人们的思维方式，使人 们在改造世界的活动中，逐步地认识并揭示出客观世界的 本质联系和内部规律。现代科学技术的发展以及计算机技 术和信息技术的高度发展，使得系统思想方法从一种哲学 思维逐步形成了独特的系统理论，并在此基础上形成了一 门专门的科学——系统科学。
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第二节 系统工程的研究对象
一、系统的概念及特点
研究对象： 系统工程的研究对象是组织化的大规模复杂系统。而
“系统”作为系统理论、系统工程和整个系统科学的基本 研究对象，需要正确理解和深刻认识。
15 15
一、系统的概念及特点
系统—— System，我们并不陌生，在现实生活中， “系统”是一个被广泛使用的词。比如：人体就是一个 系统，人体系统是由神经、呼吸、消化、循环、运动、 内分泌、泌尿生殖这些子系统构成的；交通运输系统是 由铁路运输、公路运输、水路运输、航空运输、管道运 输这些子系统构成的。
7 7
⒈ 古代朴素的系统思想
?
在哲学上，朴素的系统思想表现在把自然界当作一个统
一的整体。如我国春秋末期的思想家老子也强调自然界的统
一性。
2017中国矿业大学(北京)考研专业主要参考书目录分析
2026
环境化学
《环境化学》（第二版），高教出版社，2006，戴树桂主编
2027
环境学
《环境学》（第二版），中国环境科学出版社，2006，左玉辉主编
2028
数理统计
《数理统计》，煤炭工业出版社，马玲、高运良编
2029
高级经济学
《经济学原理（宏观分册）》（第4版），北京大学出版社，[美]曼昆，梁小民译；《经济学原理（微观分册）》（第4版），北京大学出版社，[美]曼昆，梁小民译
2018
物理化学
《物理化学》（第二版）天津大学出版社，2003，肖衍繁，李文斌编
2019
有机化学
《有机化学》，高等教育出版社，徐寿昌编
2020
结构力学
《结构力学》(I, II).高等教育出版社,龙驭球.包世华，2011
《结构力学》(第五版).高等教育出版社，李廉辊.，2010
2021
系统工程
《系统工程原理》，国防科技大学出版社，1999，谭跃进等编著
2017中国矿业大学（北京）考研专业主 要 参 考 书）
编号
考试科目
参考书目
1001
英语
无
1002
俄语
无
1003
日语
无
2001
地质学基础
《普通地质学》，高等教育出版社，黄定华主编
2002
无机化学
《无机化学》（第五版），高等教育出版社，2006，大连理工大学无机化学教研室编
2003
数学物理方程
《数学物理方程》，谷超豪、李大潜、陈恕行、郑宋穆、谭永基，高等教育出版社
2022
系统安全理论
《安全系统工程》，冶金工业出版社，1987，冯肇瑞，崔国璋编
环境化学
《环境化学》（第二版），高教出版社，2006，戴树桂主编
2027
环境学
《环境学》（第二版），中国环境科学出版社，2006，左玉辉主编
2028
数理统计
《数理统计》，煤炭工业出版社，马玲、高运良编
2029
高级经济学
《经济学原理（宏观分册）》（第4版），北京大学出版社，[美]曼昆，梁小民译；《经济学原理（微观分册）》（第4版），北京大学出版社，[美]曼昆，梁小民译
2018
物理化学
《物理化学》（第二版）天津大学出版社，2003，肖衍繁，李文斌编
2019
有机化学
《有机化学》，高等教育出版社，徐寿昌编
2020
结构力学
《结构力学》(I, II).高等教育出版社,龙驭球.包世华，2011
《结构力学》(第五版).高等教育出版社，李廉辊.，2010
2021
系统工程
《系统工程原理》，国防科技大学出版社，1999，谭跃进等编著
2017中国矿业大学（北京）考研专业主 要 参 考 书）
编号
考试科目
参考书目
1001
英语
无
1002
俄语
无
1003
日语
无
2001
地质学基础
《普通地质学》，高等教育出版社，黄定华主编
2002
无机化学
《无机化学》（第五版），高等教育出版社，2006，大连理工大学无机化学教研室编
2003
数学物理方程
《数学物理方程》，谷超豪、李大潜、陈恕行、郑宋穆、谭永基，高等教育出版社
2022
系统安全理论
《安全系统工程》，冶金工业出版社，1987，冯肇瑞，崔国璋编
系统工程方法论原理及应用22页PPT文档
型问题（也称为是研究开发型问题）。
愿幻型问题=问题命名+问题=N（P）问题。
2020/4/21
3 /16
五、热点或重大问题的来源*
1、国家相关部门及企业的科研项目 2、自己发现 **
2020/4/21
4 /16
第三节 提出研究项目
一、研究项目名称及待研究问题范围特定
1、研究项目名称的定义 定义3（研究项目名称）：一个研究项目名称，是
疑问语句的方式来提出问题。比如： 地球为什么是圆的（回答原因）？ 人为什么会感冒（回答原因）？
2020/4/21
2 /16
按提问方式的不同，我们将问题分为两类： 1、求知或任务型问题 我们称以疑问句提问方式提出的问题为求知或任务
型问题。
2、愿幻型问题（研究开发型问题） 我们称按问题命名提出问题法则提出的问题为愿幻
第一章 愿幻公设、提出问题与提出研究项目
上节课重点回顾: 现状的定义 对现状的不满意或抱怨描述 问题的定义 问题的命名 问题表达式 问题命名提出问题法则一、法则二、法则三
2020/4/21
1 /16
第二节 提出问题
三、问题的特性 1、不满意或抱怨特性** 2、主体特性** 3、时效特性** 4、无限特性** 四、问题的类别 但在现实中，我们还经常用带有疑问词、问号等的
在人类社会中，存在各种瘾现象。
“瘾”作为人偏执性的心理和行为活动现象，人们 更多地研究了它形成的机理、对个人及社会造成的 危害，并提出了许多消除、控制“瘾”危害的物理 或心理的方法。
2020/4/21
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二、提出研究项目的过程
研究项目名称的过程包括四个步骤，如下图所示 。
第一步 提出愿幻
第二步 提出问题
愿幻型问题=问题命名+问题=N（P）问题。
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五、热点或重大问题的来源*
1、国家相关部门及企业的科研项目 2、自己发现 **
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第三节 提出研究项目
一、研究项目名称及待研究问题范围特定
1、研究项目名称的定义 定义3（研究项目名称）：一个研究项目名称，是
疑问语句的方式来提出问题。比如： 地球为什么是圆的（回答原因）？ 人为什么会感冒（回答原因）？
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按提问方式的不同，我们将问题分为两类： 1、求知或任务型问题 我们称以疑问句提问方式提出的问题为求知或任务
型问题。
2、愿幻型问题（研究开发型问题） 我们称按问题命名提出问题法则提出的问题为愿幻
第一章 愿幻公设、提出问题与提出研究项目
上节课重点回顾: 现状的定义 对现状的不满意或抱怨描述 问题的定义 问题的命名 问题表达式 问题命名提出问题法则一、法则二、法则三
2020/4/21
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第二节 提出问题
三、问题的特性 1、不满意或抱怨特性** 2、主体特性** 3、时效特性** 4、无限特性** 四、问题的类别 但在现实中，我们还经常用带有疑问词、问号等的
在人类社会中，存在各种瘾现象。
“瘾”作为人偏执性的心理和行为活动现象，人们 更多地研究了它形成的机理、对个人及社会造成的 危害，并提出了许多消除、控制“瘾”危害的物理 或心理的方法。
2020/4/21
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二、提出研究项目的过程
研究项目名称的过程包括四个步骤，如下图所示 。
第一步 提出愿幻
第二步 提出问题
系统工程的一般原理-PPT课件
动作特征
目的系统
按预定目标行动，系统有达 军事系统、管理 到目标的手段及自适应能力。 系统、生产系统 有控制功能和手段，有测度 及比较机构。 把为达到目的而产生的行动 作为系统的组成要素。 自动指挥系统、 自适应系统、人 体系统 运输系统、劳动 系统、存贮系统
控制系统
功能特征 行动系统
系统的分类使我们能够了解各种不同形态的系统特 点及其相互关系。作为系统概念的实际应用，在大多数场合 下是使用实体系统与概念系统相结合的人造复合系统。例如 一个企业，它不仅拥有若干机械系统、设备系统、人机系统， 而且拥有计划系统、程序系统、方法系统等等，从而有机地 构成一个人造的复合系统。我们在研究或设计系统的时候， 常常是首先假定其状态不随时间而改变，建立其静态系统， 然后再辅以相应的计划、指令、程序等，使之转化为实际的 动态系统。 系统的概念符合辩证唯物主义的认识论，因而能够清 晰地描述客观事物的本质特性，成为我们把握客观事物内在 规律的有力工具。
实体系统 组成性质 概念系统
1.以概念、原则、方法、 程序等非物质的实体组成；计划系统、程序系 统、方法系统 2.为实体系统提供服务。
系统分类
分类的依据 系统形态 静态系统 时间特性 特点与相互关系 实例
1.固有状态不随时间改变； 2.是研究动态系统的基础。
1.状态参数随时间改变而改 变； 2.有输入和输出及转化。 1.与环境不发生物质和信息 的交换； 2.为研究目的而建成。 1.既向环境输出，也向环境 输入； 2.系统状态受环境影响。
二、系统的属性
我们以一个预制构件厂为例，介绍人造系统的五大属性。
钢筋车间 一工段 二工段 预制车间 养护场 各管理科室
搅拌车间 构 件 厂
… … … …
系统工程原理 ppt课件
社会的演变方向 复杂性增加
□ 空间狭窄 □ 时间缩短 □ 普遍联系加强
PPT课件 18
1.1 系统的概念 系统的分类：简单系统与复杂系统
无论如何，我们将被迫在知识的一切领 域中运用“整体”或者“系统”来处理复 杂性问题，这将是对科学思维的一个根本 改造。
——贝塔朗菲
PPT课件 19
1.1 系统的概念 系统的分类：简单系统与复杂系统
系统的分类
□ 自然系统与人造系统 □ 实体系统与概念系统 □ 动态系统和静态系统 □ 控制系统与行为系统 □ 开放系统与封闭系统
PPT课件 16
1.1 系统的概念
系统的分类：开放系统与封闭系统
开放系统指系统与环境之间进行物质、能量 或信息交换。封闭系统则相反，即系统与环境互 相隔绝，它们之间没有任何物质、能量或信息交 换。
PPT课件 6
1.1 系统的概念
系统定义的三个基本特征: (1) 系统是由若干元素组成的； (2) 这些元素相互作用、相互依赖； (3) 由于元素间的相互作用，使系统作为 一个整体具有特定的功能。
PPT课件 7
1.1 系统的概念
系统的五个基本特性:
□ 整体性 □ 层次性 □ 相关性 □ 目的性 □ 适应性
参考书： ▪ 汪应洛等，系统工程，机械工业出版社，2003 ▪ 王众托等，系统工程引论，电子工业出版社，2006 ▪ 白思俊等，系统工程，电子工业出版社，2006 ▪ 陈宏民等，系统工程导论，高等教育出版社，2006 ▪ 孙东川等，系统工程导论，清华大学出版社，2004
PPT课件 4
系统工程原理
第一章 绪 论
内容 第一章 绪论 第二章 系统工程方法论 第三章 系统建模与系统分析 第四章 系统结构模型 第五章 层次分析法 第六章 投入产出分析 第七章 系统预测
□ 空间狭窄 □ 时间缩短 □ 普遍联系加强
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1.1 系统的概念 系统的分类：简单系统与复杂系统
无论如何，我们将被迫在知识的一切领 域中运用“整体”或者“系统”来处理复 杂性问题，这将是对科学思维的一个根本 改造。
——贝塔朗菲
PPT课件 19
1.1 系统的概念 系统的分类：简单系统与复杂系统
系统的分类
□ 自然系统与人造系统 □ 实体系统与概念系统 □ 动态系统和静态系统 □ 控制系统与行为系统 □ 开放系统与封闭系统
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1.1 系统的概念
系统的分类：开放系统与封闭系统
开放系统指系统与环境之间进行物质、能量 或信息交换。封闭系统则相反，即系统与环境互 相隔绝，它们之间没有任何物质、能量或信息交 换。
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1.1 系统的概念
系统定义的三个基本特征: (1) 系统是由若干元素组成的； (2) 这些元素相互作用、相互依赖； (3) 由于元素间的相互作用，使系统作为 一个整体具有特定的功能。
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1.1 系统的概念
系统的五个基本特性:
□ 整体性 □ 层次性 □ 相关性 □ 目的性 □ 适应性
参考书： ▪ 汪应洛等，系统工程，机械工业出版社，2003 ▪ 王众托等，系统工程引论，电子工业出版社，2006 ▪ 白思俊等，系统工程，电子工业出版社，2006 ▪ 陈宏民等，系统工程导论，高等教育出版社，2006 ▪ 孙东川等，系统工程导论，清华大学出版社，2004
PPT课件 4
系统工程原理
第一章 绪 论
内容 第一章 绪论 第二章 系统工程方法论 第三章 系统建模与系统分析 第四章 系统结构模型 第五章 层次分析法 第六章 投入产出分析 第七章 系统预测