第3章 系统工程方法论
《系统工程方法论》课件
总结
课程总结
回顾本课程的主要内容和学习收获。
学习建议
提供一些建议，帮助学员更好地学习和应用系统工程方法论。
参考资料
书籍推荐
推荐一些与系统工程方法论相关的优秀书籍。
网站链接
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系统架构模型
常用的系统架构模型和其应 用。
系统开发与实现
系统实施计划
制定系统实施计划，并确保 项目按计划顺利进行。
系统开发流程
系统开发中的各个阶段和关 键活动，以及合适的开发方 法。
软件开发方法
常用的软件开发方法，以及 其优缺点。
系统测试与维护
系统测试计划
制定系统测试计划，并确保 系统在交付前经过充分的测 试。
系统测试方法
使用各种测试方法来验证系 统的正确性和可靠性。
系统维护流程
系统交付后的维护和支持过 程，以确保系统的正常运行。
实践案例
实践案例1
介绍一个成功应用系统工程方法论的实际案例。
实践案例2
分享另一个成功应用系统工程方法论的实际案 例。
《系统工程方法论》PPT 课件
系统工程方法论PPT课件大纲
介绍
课程简介
学习系统工程的基本概念和原则，以及如何应用于实践中。
学习目标
掌握系统工程的关键概念和方法，提高工作和学习效率。
系统工程基础
系统工程概述
系统工程的定义、原理和应 用领域。
系统工程原则
系统工程的核心原则，以确 保项目的成功。
系统开发生命周期
系统开发过程中的各个阶段 和关键活动。
系统需求分析
需求定义
了解如何准确地定义系统的需求，确保开发过程中的需求符合实际需要。
系统工程的方法论
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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系统工程的方法论
系统工程的方法论
系统工程是一种应用科学，它致力于设计、构建、操作和维护复杂系统。
系统工程的方法论包括以下方面：
1. 系统思维：系统工程师需要具备整体思维能力，即能够将系统看作一个整体，理解各个部分之间的相互作用和影响。
2. 系统分析：系统工程师需要使用系统分析方法，对系统的需求、功能、性能、成本等进行分析，以确定系统设计方案。
3. 系统设计：系统工程师需要使用系统设计方法，将系统需求翻译成可实现的设计，结合技术、成本、时间等因素，确定系统的最终设计方案。
4. 系统集成：系统工程师需要使用系统集成方法，将不同的系统组成部分进行集成，确保它们能够协同工作，实现系统整体功能。
5. 系统验证：系统工程师需要使用系统验证方法，对系统进行测试、评估和验证，确保系统满足需求和规格，符合性能和质量要求。
6. 系统维护：系统工程师需要使用系统维护方法，对系统进行维护和升级，确保系统持续稳定运行，并能够适应不断变化的需求。
总之，系统工程的方法论是一套系统的、科学的、规范的工程方法，可以帮助系统工程师有效地解决系统设计、构建、运行和维护中的各种问题。
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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方法论，它将系统理论、系统分析、系统设计、系统管理等多学科知识融合在一起，以解决复杂系统的设计、开发和管理问题。
系统工程方法论的核心理念是整体性思维和系统化方法，通过对系统整体的认识和分析，找出系统的关键问题，并提出解决方案，从而实现系统的高效运行和优化发展。
在系统工程方法论中，系统思维是至关重要的。
系统思维是一种综合性的思考方式，它强调整体性、协同性和多维度的思考。
在系统工程中，我们需要从整体的角度去考虑问题，不能只关注局部的细节，要把握系统的全貌，找出系统的内在联系和规律性，从而找到解决问题的关键点。
系统工程方法论还强调系统化方法。
系统化方法是指通过系统分析、系统设计、系统实施和系统管理等一系列有机的步骤和方法，来解决复杂系统问题的过程。
在系统工程中，我们需要运用各种科学的方法和工具，如系统分析方法、模型建立方法、决策支持方法等，来全面、系统地分析和解决问题，确保系统的高效运行和优化发展。
另外，系统工程方法论还注重团队合作和跨学科融合。
在系统工程中，往往需要多学科的知识和专业技术的综合运用，需要不同领域的专家和团队成员共同合作，协同工作。
只有通过跨学科的融合和团队的合作，才能充分发挥各方的优势，解决复杂系统问题。
总的来说，系统工程方法论是一种综合性的工程方法，它强调整体性思维、系统化方法、团队合作和跨学科融合。
通过系统工程方法论的应用，我们可以更好地解决复杂系统问题，提高系统的效率和性能，实现系统的优化和发展。
因此，系统工程方法论在现代工程领域具有重要的理论和实践意义，对于推动工程技术的创新和发展具有重要的作用。
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方法论，它旨在通过系统化的方法来解决复杂系统的设计、开发、运行和维护等问题。
在当今快速发展的科技领域，系统工程方法论的重要性日益凸显。
本文将从系统工程的概念、原则和应用等方面进行探讨，以期为相关领域的研究和实践提供一些参考和借鉴。
首先，系统工程的概念是指通过对整体系统的全面分析、设计、管理和优化，来实现系统的高效运行和良好性能。
系统工程强调系统的整体性和综合性，注重系统各个部分之间的相互作用和影响。
其核心思想是将系统看作一个整体，而不是简单地将其视为各个独立的部分的集合。
在系统工程的实践中，需要综合考虑技术、经济、社会、环境等多方面因素，以实现系统的最优化。
其次，系统工程的方法论包括系统分析、系统设计、系统集成、系统验证和系统评估等环节。
系统分析阶段主要是对系统需求和约束进行分析和定义，以确保对系统整体性能的充分理解。
系统设计阶段则是根据系统需求，进行系统结构和功能的设计，以满足用户的需求和期望。
系统集成阶段是将各个子系统和组件有机地结合在一起，形成一个完整的系统。
系统验证阶段是对系统进行全面测试和验证，以确保系统的正确性和可靠性。
系统评估阶段则是对系统进行全面评估和分析，以确定系统的性能和效果。
此外，系统工程的原则包括系统思维、综合性、系统优化、系统动态性和系统开放性等。
系统思维是系统工程的核心思想，要求从整体上看待系统，注重系统各部分之间的相互作用和影响。
综合性要求系统工程应该综合考虑技术、经济、社会、环境等多方面因素，以实现系统的最优化。
系统优化要求系统工程应该通过全面分析和设计，以实现系统的高效运行和良好性能。
系统动态性要求系统工程应该能够适应环境的变化和系统的演化，以保持系统的稳定性和可靠性。
系统开放性要求系统工程应该具有良好的可扩展性和可维护性，以适应未来的发展和变化。
最后，系统工程方法论的应用范围涵盖了航空航天、电子信息、交通运输、能源环保、医疗健康等多个领域。
系统工程方法论
系统工程方法论系统工程方法论是一种系统化的、综合性的工程方法，旨在解决复杂系统的设计、开发和管理问题。
它涵盖了系统工程的各个阶段，从需求分析到系统测试，再到系统维护和更新。
系统工程方法论强调整体性、系统性和协同性，通过系统思维和工程方法，有效地解决了复杂系统工程中的种种挑战。
首先，系统工程方法论注重系统思维。
在系统工程中，系统思维是一种综合性的思考方式，强调整体性和相互关联性。
系统工程方法论要求工程师不仅仅关注系统的各个部分，更要关注它们之间的相互作用和影响。
通过系统思维，工程师能够更好地把握整个系统的特性和需求，从而设计出更加合理和有效的解决方案。
其次，系统工程方法论强调工程方法。
在系统工程中，各种工程方法被应用于系统的不同阶段，包括需求分析、系统设计、系统集成、系统测试等。
这些工程方法不仅包括技术手段，还包括管理手段，如项目管理、风险管理等。
系统工程方法论通过科学的、系统化的工程方法，帮助工程师更好地组织和管理复杂系统工程，确保工程的质量和进度。
此外，系统工程方法论注重协同性。
在复杂系统工程中，涉及到多个不同领域的知识和技术，需要多个团队和个体之间的协同合作。
系统工程方法论通过建立有效的沟通和协作机制，促进不同团队和个体之间的协同工作，确保系统工程的整体一致性和协同性。
总的来说，系统工程方法论是一种综合性的工程方法，它强调系统思维、工程方法和协同性，帮助工程师解决复杂系统工程中的各种挑战。
在今后的系统工程实践中，我们应该充分认识到系统工程方法论的重要性，灵活运用其中的理念和方法，不断提升系统工程的质量和效率，推动系统工程领域的发展和进步。
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。
系统工程方法论
系统工程方法论系统工程是一种综合性的工程方法论，它将系统理论、系统分析、系统设计、系统管理等多学科知识融合在一起，以解决复杂系统问题为目标，是一种以系统为研究对象，以系统为分析对象，以系统为设计对象，以系统为管理对象的综合性学科。
系统工程方法论的提出，旨在解决传统工程方法在处理复杂系统问题时所面临的困难和不足，通过系统的思维方式和方法手段，实现对复杂系统的全面、系统性的分析和解决。
系统工程方法论的核心理念是系统思维，它要求工程师在处理问题时要从整体的角度去考虑，而不是局部的角度。
系统工程方法论强调系统的整体性、协同性和综合性，要求工程师在设计和管理系统时，要考虑系统的各个部分之间的相互关系，以及系统与外部环境的相互作用，从而实现系统的高效运行和优化管理。
系统工程方法论的应用范围非常广泛，它可以应用于各种工程领域，如航空航天、电子信息、交通运输、能源环保、军事国防等。
在航空航天领域，系统工程方法论可以帮助工程师设计和管理复杂的飞行器系统，保证飞行器的安全性和可靠性；在电子信息领域，系统工程方法论可以帮助工程师设计和管理复杂的通信系统和网络系统，保证信息的传输和交换的高效和安全；在交通运输领域，系统工程方法论可以帮助工程师设计和管理复杂的交通运输系统，提高交通运输的效率和安全性。
系统工程方法论的核心方法包括系统分析、系统建模、系统仿真、系统优化、系统集成等。
系统分析是系统工程的第一步，它要求工程师对系统的各个部分进行全面的分析，找出系统存在的问题和瓶颈；系统建模是系统工程的重要手段，它要求工程师利用数学模型和计算机模拟技术，对系统进行抽象和描述；系统仿真是系统工程的重要方法，它要求工程师利用仿真软件对系统进行模拟和验证；系统优化是系统工程的重要目标，它要求工程师找出系统的最优解，使系统达到最佳状态；系统集成是系统工程的重要环节，它要求工程师将系统的各个部分有机地结合在一起，实现系统的整体性和协同性。
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3）约束条件 约束条件是对备选方案、后果和目标的限
制。 资源、技术、环境、时间、法律、制度
第3章 系统工程方法论
3．3 谋划备选方案
1）特点——创造性，良好的方案是良好的系 统分析的基础。 都江堰 都江堰，秦太守李冰父子，“鱼嘴”分水 工程，“飞沙堰”分洪 排沙工程，“宝瓶口” 引水工程，120个附属渠堰。
如冲突分析
第3章 系统工程方法论
4、判断模型 软系统方法，会议法，Delphi法等
第3章 系统工程方法论
3．5 预测未来环境
环境是决策人无法控制的自然、经济、社会和技术 的未来状态。 1、离开未来实施环境去谈方案后果是没有实际意义 的。系统工程者向决策人后果信息只能这样表述： 在某种环境下采取某种行动将会导致什么结果。 2、行动方案从决策到实施有一段时间间隔，而未来 状态是不确定的，不确定是系统工程全过程的一个 基本特点。
第3章 系统工程方法论
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/25
第3章 系统工程方法论
项目投资灵敏度分析是指在你原有的分析基础上如果投资环境发生 变化例如原材料价格变化或者土地价格变化等会引起多少的最终利润变 化.要分为单项的投入变化的灵敏度和综合的灵敏度分析,也就是说最坏的 情况比如材料价格上涨并且土地价格也上涨再加上产品价格下降会引起 怎样的利润变化.
第3章 系统工程方法论
3．6 评比备选方案
第3章 系统工程方法论
2020/11/25
第3章 系统工程方法论
•3．1 系统工程的方法论框架
❖ 五个环节，两个注意：反复和交流
第3章 系统工程方法论
3．2 阐明问题阶段
一、阿科夫——乱题（messes ）
二、“硬问题”：能够清楚的阐明目标、边界和约束的问题， 求解过程是找到最有效的达到目标的手段。 “软问题”：目标、边界和约束的问题不清楚，有些变 量无法分析。 系统思考的发展最重要的体现在问题阐明阶段，如基本 假设表面化与检验、交互式规划，以及后现代系统思考。 《系统思考——适于管理者的创造性整体论》（Jackson杰克逊）
第3章 系统工程方法论
丁渭智修皇宫
v 宋代符详年间，皇宫中发生火灾，要进行皇宫修复工程。当 时需要解决“取土”、“外地材料的运送”、“被烧坏皇宫 的瓦砾处理”等三大问题。主管该工程的是大臣丁渭。他便 在皇宫前的大街上挖沟取土，免去到很远的地方取土；很快， 路就挖成了大沟，又让汴河决口，将水引进壕沟。于是各地 运来的竹木都被编成筏子，连同船运来的各种材料，都通过 这条水路运进来。皇宫修复后，他又让大家将拆下来的碎砖 瓦连同火烧过的灰，都填进沟里，重新修成大路。经过这一 处理，不仅节约了大量时间，还节省了上亿的经费。丁渭智 修皇宫，就是充分把握要素之间的相生关系，使系统往有序 和互相促进的方向发展，同时又把握了系统要素的相克性质， 促使其向反面演化，最终达到最理想的效果。
第3章 系统工程方法论
方法
v 情景分析法——对于每种方案都确定几组未来实施环境的特 征和条件。如对市场：好、持平、差。 一般需要给出每种情景的可能性，好：30％；持平：40％； 差30％，比较方案的期望后果。
v 模型法：考虑效率和效果。在不确定情况下，给出一个预测 范围比精确预测更有意义。
v 灵敏度分析，如
•同时继续播出经费，邀请系统分析人员提出竞争新方案。 •竞争方案3：原油中加入海水，用普通输油管道运输 •原理：类似制作汽车防冻液，含10％～20％ NaCl的海水＋原油＝ 低温下乳状液原油，能畅流
•优点：安全，供油稳定，节省费用 •缺点：需运输无用海水 •竞争方案4：天然气转换为甲醇＋原油＝低熔点原油，增加流动性 •原理：埋在地下的石油原来是油、气合一的熔点很低，经漫长年 代，油气才逐渐分离
第3章 系统工程方法论
钱学森派系统工程继承并发扬了西蒙(Simon)的 决策思想。
在西蒙提出的决策模型中，其目标函数以效用函数取代 价值函数，可以适应目标多样化的要求，非物质因素（精神 因素）也可用“效用”的形式表现；在决策方法上，以满意 性准则取代原来奉行的最优化准则，即企业中的各级决策人， 从“主观的理性”出发，在决策中寻求的是他们自己认为 “满意的解”，而不是从“客观的理性”出发所要来的“最 优解”。把决策人看作是“寻求满意的人”，而不是寻求 “最优的人”，在决策中会更加符合或接近客观实践。
决策者。 2、主体报告，用非技术语言描述整个分析过程，包括背景分
析、问题的阐明、分析的依据和设想、方案的筛选、分析过 程的关键问题、结论，提供给主管或实施项目的有关决策者 和管理人员。 3、技术报告，包括分析过程的技术内容、数学模型、计算机 程序及使用说明等，提供给审查分析报告的专家阅读。
写作顺序一般为技术报告、主体报告到简报。 还可能需要讲解材料和答辩。
第3章 系统工程方法论
问题的情景与系统方法：
•参与者
•单元的
•多元的
•强制的
•简
•系 单 统
•复 杂
硬系统思考 （系统分析）
系统动力学 组织控制论 复杂性理论
•软
解放系统思想
系
统
方
后现代系统思想
法
（鼓励多样化）
第3章 系统工程方法论
三、 决策者：感觉到现状不满意，或对未来担忧， 并委托专业人员寻求解决。 提出问题者：也可能不是决策者。如：政协委 员。 委托人：接受决策者的旨意，委托他人从事某项 系统分析工作，起到决策者和系统工程人员之间的 中间人作用。如：国家社科基金委。 系统工程（分析）人员：专业人员，不涉及自 身利益，寻求并提出解决问题的方案。
达变量之间的关系。如运筹学模型。 2、仿真模型：通过一系列“伪试验”（一般
用计算机），来预测结果。 蒙特卡洛仿真 圣吉的微世界模型 物流和交通仿真
第3章 系统工程方法论
3、博弈模型 又叫对策论，在人类的互动行为中，结局依赖
于两个或更多的人们所采取的交互式的战略，这些 人们具有相反的动机或者最好的组合动机（mixed motives）。
第3章 系统工程方法论
2、阶段结果报告 包括：问题的由来和背景；重要性；可能
采取行动的组织和个人；利益相关者的组织 和人员；目标、评价指标、约束条件、备选 方案的初步描述、建议等、 1）目标：应帮助决策者达到真正的目标并找 出适当的途径
第3章 系统工程方法论
2）评价指标 衡量决策者对方案后果的满意程度，需要确 定一组指标。 也是综ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ评价的基础。 尽量量化，如医疗状况，用婴儿死亡率、预 期寿命做指标。 输入不宜做指标，垃圾清理系统的用户缴纳 的清洁费。
•2 ： 陆 路 带 加 温 系统油管输送
•利 用 成 熟 的管道输油 技术
•沿 途 设 加温站 ； 管 理 、 运输和供给燃料；一半管 道需底架支撑和保温处理
第3章 系统工程方法论
•总结：1 不安全，费用大，无保证；2 安全，供油稳定，费用高 •决策人员处理策略：暂时把方案2作为参考方案作进一步细致研究， 为规划做准备；
•优点：普通管道可同时输送原油和天然气，仅管道铺设费就节省 近60亿美元，比方案3省一半
第3章 系统工程方法论
2） 原则： 避免利益冲突 忠于科学 有勇气否定 集体智慧——头脑风暴法
第3章 系统工程方法论
3．4 建模和预计后果
建模——从直觉到科学的分析。 1、分析模型：分析模型通常用数学关系式表
第3章 系统工程方法论
四、阐明问题阶段工作内容： 本身就是一个小规模的系统工程，要在某种程度上 研究目标结构、价值观念、约束条件、备选方案、 后果及相关人员的反应。
1、问题剖析 包括两部分：问题性质和问题条件。 （ 5W1H：What, Why, When, Where, Who, How ）
检视 利益相关者
v 对备选方案排出优先持续。方案评价是复杂的。 v 或将备选方案和情景列于同一表格或图表，如兰德公司在为
荷兰三角湾防洪这项巨大工程所进行的系统分析中，就将四 种备选方案（建封闭水坝、建防风浪水坝、修堤防和维持现 状）在投资、经常费用、安全、生态、渔业、运输、旅游、 国民经济及区域经济等方面的后果指标值用不同颜色标志登 记在同一记分表格中，供决策者比较判断。 v 在很大程度上，系统工程是决策支持，而非直接给出决策结 果，涉及价值观和效用函数。
缺陷在于硬思考（较少考虑演化和自组织）和强势者控 制（较少考虑多样化、批判和解放）。
系统思考，由科技奖得主捐出奖金想起孔子一则公案，中国人的系 统观，支教3年免费师范生政策思考，岳飞之死的系统思考
第3章 系统工程方法论
3．7 系统工程分析报告
包括三部分： 1、简略报告，要点、依据、结论和行动方案的建议，提供给
第3章 系统工程方法论
•阿拉斯加原油输送方案的系统分析
•普拉德霍湾油田→美国本土 •任务：每天运送200万桶 •环境：油田处于北极圈内，海湾长年处于冰封阶段；陆地长年冰 冻，最低气温达零下50C。
•方案
•优点
•主要问题
•1 ： 海 路 油 船 运 输
•4 ～ 5 艘 超 级油轮天
•需 破 冰 船引航 ； 起 终点 需建造大型油库；海上风 暴影响