系统工程的概念和特征
系统与系统工程
系统与系统工程系统的定义系统是指由多个元素组成的整体，这些元素之间存在着相互关系和协调作用，并能够完成某种功能或实现某种目的。
系统具备以下特征：•具有整体性：系统中的各个元素之间相互关联，是一个整体；•具有目标性：系统存在的目的是为了完成某种功能或实现某种目标；•具有组成性：系统中包含多个部分或元素；•具有相互作用性：系统中的各个部分之间通过相互作用达到整体的目标；•具有开放性：系统和环境之间是相互作用和相互影响的关系，系统会受到来自外部的干扰和反馈。
系统工程的定义系统工程是指应用系统科学和系统工程理论，采用科学的方法，从整体观念出发，对大型复杂工程进行预测、分析、设计、集成、验证和管理等过程，以达到实现系统整体性能和在规定条件下的可用性、可靠性、安全性和经济性要求的应用科学与技术。
系统工程是在系统的生命周期内，通过对系统工程的进程和方法的分析和指导来实现系统目标，从而最大程度地满足用户的需求和要求。
系统工程包括以下主要内容：•系统建模与分析：对系统进行建模和分析，以确保系统满足用户需求；•系统设计：确定系统的结构和功能，使得系统达到最佳性能；•系统测试与验证：对系统进行严格测试，以保证系统的正确性和可靠性；•系统实现：实现系统的设计，并保证各组成部分可以有效地集成；•系统运维与管理：对系统进行运维和管理，以保证系统的稳定性和可用性。
系统和系统工程的关系系统工程是从整体性的角度出发对于系统工作的进行管理和实现的有效手段，它是实现系统工作的综合性技术和方法。
同时，系统工程也面临着实际系统工作所面对的各种问题和挑战。
系统和系统工程的关系可以如下：•系统包含了所有的元素以及元素之间的关系，是一个具有完整整体性质的事物。
系统工程则是对系统进行全面规划、组织、管理和实施的过程，是建立、开发与维护复杂系统的能力。
•系统和系统工程是密切相关的概念。
没有复杂的系统，就没有系统工程；而没有系统工程，就不可能让复杂的系统得以发挥作用。
系统工程的概念
自动化0902第一小组
姓名
王磊
学号
090610201
任务
PPT讲解
何亚利
李倩 崔晓红
090610203
090610204 090610205
搜集资料、PPT 制作
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系统工程的概念
系统工程是实现系统最优化的科学。 1957年前后正式定名，1960年左右形成体 系。是一门高度综合性的管理工程技术， 涉及应用数学（如最优化方法、概率论、 网络理论等）、基础理论（如信息论、控 制论、可靠性理论等）、系统技术（如系 统模拟、通信系统等）以及经济学、管理 学、社会学、心理学等各种学科。
3. 系统工程的应用领域日益扩大，进而推动 系统工程理论和方法不断发展与完善，近 年来，模糊决策理论、多目标决策和风险 决策的理论与方法、智能化决策支持系统、 系统动力学、层次分析法、情景分析法、 冲突分析、柔性系统分析、计算机决策支 持系统、计算机决策专家系统等方法层出 不穷，展示了系统工程广阔的发展远景。
谢谢大家！
——一般系统论
4. 系统是一个动态和复杂的整体，相互作用 结构和功能的单位。 5. 系统是能量、物质、信息流不同要素所构 成。 6. 系统往往由寻求平衡的实体构成，并显示 出震荡、混沌或指数行为。 7. 一个整体系统是任何相互依存的集或群暂 时的互动部分。
我们组认为第7种概念描述比较合理。因为 “部分”又是由系统本身和其他部分所组成，这 个系统又同时是构成其他系统的部分或“子整 体”。既归纳了系统的一般特征，又引入了时空 与动态观念，也就是说任何系统都不是永恒的， 是暂时的、动态的。 系统是多种多样的，可以根据不同的原则和 情况来划分系统的类型。按人类干预的情况可划 分自然系统、人工系统；按学科领域就可分成自 然系统、社会系统和思维系统；按范围划妥则有 宏观系统、微观系统；按与环境的关系划分就有 开放系统、封闭系统、孤立系统；按状态划分就 有平衡系统、非平衡系统、近平衡系统、远平衡 系统等等。此个还有大系统、小系统的相对区别。
系统工程总结（2篇）
系统工程总结1.系统。
系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的、具有特定功能在有机整体。
2.系统工程。
系统工程是从整体出发合理开发、设计、实施和运用系统的工程技术。
它是系统科学中直接改造世界的工程技术。
3.系统评价。
系统评价就是根据确定的目的，利用最优化的结果和各种资料，用技术经济的观点对比各种替代方案，考虑成本与效果之间的关系，权衡各个方案的利弊得失，选择出技术上先进、经济上合理和现实中可行的、良好的或满意的方案。
4.最小割集。
能够导致顶上事件发生的最小限度的事件集合称为最小割集。
5.采矿系统工程。
采矿系统工程是根据采矿工程内在规律和基本原理，以系统论和现代数学方法研究和解决采矿工程综合优化问题的采矿工程学科分支。
顶上事件：将易于发生，且后果严重的事故作为顶上事件系统三个必备条件：第一、系统必须由两个或两个以上的要素所组成，要素是构成系统的最基本单位，也是系统存在的基础和实际载体。
第二、要素和要素之间存在着一定的有机联系，在系统内部和外部形成一定的结构或秩序，任何一个系统都是它所从属的一个更大系统的组成部分，系统整体与要素、要素与要素、整体与环境之间存在着相互作用和相互联系的机制。
第三、任何系统都有特定的功能，这是整体具有不同于各个组成要素的新功能，这种新功能有系统内部的有机联系和结构所决定。
系统分析。
利用科学的分析工具和方法，分析和确定系统的目的、功能、环境、费用与效益等问题，抓住系统中需要决策的若干____，根据其性质和要求，在充分调查研究和掌握可靠信息资料的基础上，确定系统目标，提出为实现目标的若干可行方案，通过模型进行仿真试验，优化分析和综合评价，最后整理出完整、正确、可行的综合资料，从而为决策提供充分的依据。
系统决策。
在一定环境下，结合系统的当前状态和将来的发展趋势，一局系统的发展目标在可选策略中选取一个最优策略并付诸实施的过程。
解答：1.可靠性与可靠性主要评价指标。
答。
可靠性是指产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定的功能的能力。
系统工程
第一章系统工程的概述一、系统的定义系统是由两个或两个以上相互区别、相互依赖和相互制约的要素（或单元、组成部分）结合而成的具有特定功能、结构和环境的有机整体三、系统的特征系统的特征，是从各种具体的系统中抽象出来的系统的共性。
明确系统的特征是我们正确认识系统的关键。
一般具备五大特征：1．目的性通常系统都具有某种目的。
系统的目的就是系统要达到的终极形式。
2.多元性系统由多个元素构成，至少需要两个元素3．整体性系统是由相互联系的各个部分组成的有机整体。
4．相关性(1)各个组成部分是相互联系和制约的，这是系统内部的相关性5．层次性系统具有层次结构。
即系统由若干个子系统构成，而系统与其它系统可构成更大的系统6．环境适应性系统适应外部环境的变化，以获取生存和发展能力的性质，就是系统的环境适应性。
系统与环境的作用是相互的。
四．本课的定义系统工程系统工程是处理系统问题的工程技术。
它包含了开发、运行、革新系统所需思想、程序、方法的总和五．系统工程的概念-与其它工程学科的关系系统工程是以已经体系了的原有的科学和技术为基础，使各种管理技术融合起来，重新又体系化了的科学。
因此，系统工程与各方面工程技术、与先后发展起来的管理技术有密切的关系。
它是各工程学科的综合运用，同时，它又普遍适用于各特定的工程学科第二章系统工程方法论一.系统工程方法论特点:1.研究方法强调整体性 2.技术应用强调综合性 3.管理决策强调科学性1、霍尔的三维结构原理：系统的整个管理过程分为前后紧密相连的七个阶段和七个步骤，并同时考虑到为完成这些阶段和步骤的工作所需的各种专业管理知识。
三维结构由时间维、逻辑维、知识维组成步骤：1）时间维系统工程工作从规划到更新的整个过程或寿命周期，按时间顺序排列，用以表示系统工程的工作阶段和进程。
一般分为七个阶段：规划阶段——谋求系统工程工作在总体上、战略上、方针上的设想和规划；设计方案——根据规划提出具体的计划方案；研制阶段——实现系统的计划方案，并作出较为详细而具体的生产计划；生产制造阶段——生产出系统所需要的构件及整个系统，并提出较为详细而具体的安装计划；安装阶段（系统实施）——把系统安装好，通过试验运行作出较为具体的运行计划；运行阶段——系统投入运行，为预期用途服务；更新阶段——系统经过长时间运行后，改进旧系统，或取消旧系统，建立新系统。
系统工程设计的理论和方法
系统工程设计的理论和方法随着科技的快速发展和社会的不断进步，各个领域的工程设计也得到了越来越多的重视。
系统工程设计作为一种新兴的设计理念和方法，得到了广泛的应用和发展，成为了当今各类工程领域的重要组成部分。
本文将对系统工程设计的理论和方法进行探讨和分析。
一、系统工程设计的概念和意义系统工程设计是一种把所有组成部分看成一个整体、考虑系统功能和性能的设计方法。
其主要目的是为了满足用户的需求，实现工程质量的提高和设计成本的降低。
通过系统工程设计的方法，可以把整个系统的要素和过程进行有效的集成和协调，避免因局部优化而导致整体拖累的现象，实现系统工程的高质量、高效率和高可靠性。
在今天的工程设计中，需要考虑的因素越来越多，如人因工效、环境保护、安全性、效益等等，而且在全球经济竞争日益激烈的背景下，企业需要不断提高产品质量和提高市场占有率，因此采用系统工程设计方法是确保产品成功的一种重要手段。
二、系统工程设计的特征系统工程设计具有以下几个主要特征：1、系统思维：系统工程设计以系统整体为设计对象，需要采用系统思维，从系统结构、功能、性能等方面进行设计和优化。
2、集成性：系统工程设计要求将所有要素、过程和功能进行有效的整合和集成，以达到最佳的设计效果。
3、多学科交叉：系统工程设计涉及多个学科和专业的知识，需要跨领域的交流和协作。
4、生命周期观念：系统工程设计要求对整个产品的生命周期进行全面的考虑和规划，从设计、制造、使用到报废整个周期都需要进行优化。
5、风险管理：系统工程设计需要对可能出现的风险进行有效的分析和管理，从而提高系统的可靠性和安全性。
三、系统工程设计的方法系统工程设计的方法主要包括以下几个方面：1、系统分析方法：包括需求分析、功能分析、性能分析、结构分析等；可以得到系统的设计指标和设计方案。
2、系统综合方法：包括系统设计和优化、系统评估和选择等；可以综合考虑多个因素，得出系统最优的设计方案。
3、系统仿真方法：通过建立系统的数学模型，可以进行系统的仿真分析，以便预测和评估系统的性能、可靠性等指标。
系统工程学理论知识大总结
系统工程学理论知识大总结系统工程学理论知识大总结第一章 1.系统，就是由相互作用和相互依赖的若干组成部分按照一定的规律结合而成，具有特定功能的有机整体。
2．系统的特征： 集合性，系统是由许多元素按照一定的方式组合起来的，系统这特征称为系统的“集合性”。
关联性，系统的各组成部分之间是互相联系、互相制约的，这一特征称为系统的“关联性”。
目的性，系统总是具有特定的功能，管是自然系统还是人造系统，系统的存在都具有特定的，即存在的合理性。
特别是人创造的大中型改造系统，总有一定的目的性，这一特征称为“目的性”。
环境适应性，任何系统总是存在并活动于一个特定的环境之中，与环境不断进行物质、能量和信息的交换。
系统必须适应环境。
例子（了解）A 集合性a ）计算机系统：硬件（CPU 、存储器、输入输出设备），软件（系统软件：操作系统、编译软件、DBMS 等，应用软件），人（user ，操作人员）b ）人体系统：脑、四肢、躯干、各部位c ）学校：教师、学生、干部、工人、教室（建筑物）、设备（教学仪器、科研设备）等d ）汽车：发动机、传动制动系统、轮胎、车体等（司机？） B 关联性a ）人体系统：头脑、四肢、躯干、各部位。
骨骼、肌肉、血管、神经连接起来。
头疼的原因：感冒、血压不正常、神经衰弱、心脏供血问题等 b ）计算机系统：各个硬件之间相互联结，硬件与软件之间，软件与其它软件之间。
硬件,操作系统,编译软件、DBMS 等,应用软件,人 c ）学校：教师、学生、干部、工人、教室（建筑物）、设备（教学仪器、科研设备）教师 -------- 学生 （教学，教与学） 教师、学生 -------- 设备 （实验、科研；学习、实践） 教师、学生 ------- 教室 （上课、办公） C 目的性：学校以培养人才为目的；工厂则以生产各种产品、获得利润为目的；汽车的功能：交通运输 D 环境适应性：一个工业企业的环境：原材料市场、技术与劳务市场；产品销售市场、协作单位、竞争单位；政府有关业务管理机关；所处自然地理位置和周围商业、治安的社会条件。
系统工程
系统工程复习第一章1、系统的定义：系统是由相互联系、相互作用的要素（部分）组成的具有一定结构和功能的有机整体。
·系统的概念是相对的而不是绝对的，它没有绝对规模的界限2、系统工程的定义：系统工程是以系统为研究对象的工程技术，它涉及到“系统”与“工程”两个侧面。
（系统工程是多学科的高度综合，它的思想和方法来自各个行业与领域，又综合吸收了邻近学科的理论与工具，故国内外对系统工程的理解就不尽相同。
）3、系统的特性（1）系统的整体性：确定系统的组成要素（2）相关性：反映要素间的关系（3）系统的目的性：反映系统的功能，确定系统和环境的边界（4）有序性：反映了系统的结构形态（5）环境适应性：明确了系统与环境之间的关系（6）动态性：反映了系统的变化趋势4、系统的结构：因果结构反馈结构 S型结构多重结构(1)因果关系：通常因果关系用一个箭头线表示，即A→B，变量A表示原因，变量B表示结果。
箭头线标为因果链，表示A到B的作用。
一般地，当A变化时将引起B变化，假定ΔA>0，ΔB>0，分别表示变量A、B的改变量。
A到B具有正因果关系满足下列条件之一：（1）A加到B中；（2）A是B的乘积因子；（3）A变到A±ΔA，有B变到B±ΔB，即A、B的变化方向相同。
A到B具有负因果关系满足下列条件之一：（1）A从B中减去；（2）1/A是B的乘积因子；（3）A变到A±ΔA，有B变到B﹣（+）ΔB，即A、B的变化方向相反。
(2)反馈结构：若反馈回路包含偶数个负的因果链，则其极性为正，叫正反馈回路；若反馈回路包含奇数个负的因果链，则其极性为负，叫负反馈回路。
(3)S型结构：由正反馈和负反馈构成的系统，用途很多(4)多重结构：非常复杂的反馈耦合结构5、系统的边界（判断）系统边界就是属于系统的要素和不属于系统的要素之间的分界线，即确定系统边界就是确定什么因素属于系统要素的范围。
例：某企业经济活动作为一个系统，相关的因素有：劳动力、资金、厂房、设备、原材料、用户、合作者、竞争对手……·系统具有有限的边界·系统边界划分注意的几个问题系统的目的性；现有的技术、理论水平；问题解决的时效性；系统的表现程度6、系统形态的分类（1）面向对象区分的各种系统形态物质系统、人类系统及方法步骤系统；作业系统和管理系统；社会经济系统；经营系统（2）根据具体对象划分的各种系统工业系统、运输系统、交通系统、通信系统、物资流通系统、金融系统、能源系统等以产业区分系统的形态，或按消费生活系统、医疗系统、军事系统和教育系统等（3）自然系统与人造系统·海洋系统、矿藏系统、生态系统、太阳系、宇宙系等，都属于自然系统。
系统工程2系统工程的基本原理
第三节 系统工程理论
STEP1
STEP2
STEP3
以非线性自组织理论为核心的系统理论（欧洲学派）
以圣菲研究所（SFI）为代表的理论框架，其代表性理论是1994年霍兰提出的CAS（复杂适应系统）理论（美国学派）
以开放的复杂巨系统理论为核心的理论体系（中国学派）
八、复杂系统理论
第三节 系统工程理论
对于一个系统，如果它的某种描述结构能保持所需的一段时间并具有某种简单性，就称该系统的此种结构是有序的，此时的系统也称为有组织的。
框架结构：能够基本确认系统的主要关联方式； 运行结构：系统运行过程中各组分之间相互动态影响的关联方式 空间结构：系统组分在空间的排列配置方式； 时间结构：系统组分关联方式随时间的变化特征。
第二讲 系统工程的基本原理
经济管理学院工业工程系
系统工程
第一节 系统工程的基本概念
一、系统
一个系统是人类在某项实践活动中的一个对象；系统中的要素根据实践的目的组合在一起，形成一个整体，并成为思维的对象。
二、子系统、结构与组织
当把系统的一个部分作为考察对象时，这个部分就称为原系统的一个子系统。 系统的每个最小组成要素和各种子系统都称为系统的一个组分。系统在功能上不能再分的最小组分叫做基本组分，也是一个子系统。
01
类比方法
01
统计方法 信息方法 信息论(informatics)
01
第三节 系统工程理论
theory) 1969；比利时统计物理学家I.普利高津 研究远离平衡态的开放系统从无序到有序的演化规律的一种理论
四、耗散结构理论(dissipative structure
70年代初，联邦德国理论物理学家 H.哈肯 研究协同系统从无序到有序的演化规律的新兴综合性学科
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系统工程既有广泛而厚实的理论和方法论基础，又具有很强的实践性。系统工程强调针对实际问题进行系统分，所提出的问题解决方案必须接受实践检验，不能脱离实际，只有这样，系统工程才能服务于并造福于现实社会。
4）系统工程的专业特点
系统工程作为新兴的一大类工程技术，与其他工程技术具有共性，即直接与改造世界社会实践相联系。但与各类专门的工程技术相比，系统工程在内容和方法上表现出以下明显的专业特点：
1993年出版的《中国大百科全书·自动控制与系统工程卷》指出：“系统工程是从整体出发，合理开发、设计、实施和运用系统的工程技术。它是系统科学中直接改造世界的工程技术。”
本书采用我国汪应洛院士主编的《系统工程》一书中给出的宏观定义：系统工程是从总体出发，合理开发、运行和革新的一个大规模复杂系统所需的思想、理论、方法论、方法和技术的总称，属于一门综合性的工程技术。它把自然科学和社会科学中的某些思想、理论、方法策略和手段等根据总体协调的需要有机地联系起来，把人们的生产、科研或经济活动有效的组织起来，应用定量分析和定性分析相结合的方法和电子计算机等工具，对系统的构成要素、组织结构、信息交换和反馈控制等功能进行分析、设计、制造和服务，从而达到最优设计、最优控制和最优管理的目标，一遍最充分的发挥人力、物力和潜力。并通过各种组织管理技术，是局部和整体之间的关系协调配合，以实现系统的综合最优化。
2）交叉性和综合性
首先，系统工程的交叉性体现在其理论基础上，它是在一般系统理论、大系统理论、经济控制论、运筹学、管理科学等学科相互渗透、交叉发展的基础上产生的，并在自然科学、社会科学、数学之间架设了一座沟通的桥梁。其次，系统工程以大型复杂的人工系统和复合系统为研究对象，这些系统涉及的因素很多，涉及的学科领域也非常广泛。最后，参与系统工程项目的成员来自多学科，从各学科的专业角度对系统进行协作研究。因此，系统工程是综合研究各种因素，综合运用各学科和技术领域的成就，从整体目标出发使各学科、各种技术有机的配合、综合运用，已达到整体最优化的交叉性与综合性学科。
（1）系统工程一般采用先决定整体框架，后进入内部详细设计的程序；
（2）系通工程试图通过将构成事物的要、方法与技术的集成，其核心思想是“综合即创造”；
（3）系统工程属于“软学科”，强调人（决策者、分析人员等）和信息的重要作用、多次反馈和反复协商、科学性与艺术性以及定性分析和定量分析的有机结合。
为了对系统工程的方法特点有一个更深入的理解，下面以企业的新产品研发为例来分析说明。企业要研发一项新产品，首先，必须从系统的角度设定产品研发的整体目标，包括市场目标和产品的功能目标，再确定研发项目涉及的人员、设计技术、开发资源、组织模式研发流程等各种系统要素及其联系。其次，在研发过程中，需要将产品专业技术、市场情报、计算机建模及仿真技术、最优化技术、多目标群体决策等多专业和多学科的内容综合，结合思维的综合性才能保证产品创新的实现。最后，整个研发过程针对市场需求，以顾客为中心，研制出的产品最终要服务于消费者并促进人类社会的进步，这反映了系统工程的实践性。因此，新产品开发过程是一个典型的制造系统工程问题，体现了系统工程方法的全部特点。
1967年，日本工业标准JIS定义：“系统工程是为了更好地达到系统目标，而对系统的构成要素、组织机构、信息流动和控制机构进行分析与设计的技术。”
1978年，我国著名科学家钱学森院士指出：“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科学方法。”
1.2．3系统科学的学科体系
系统工程是一门从总体上改造客观世界的工程技术实践。如同其他工程技术的发展一样，系统工程也有自己的科学理论基础——系统科学。系统科学室友系统工程这一工程技术、系统工程的理论方法（如运筹学、大系统理论）这一技术科学（统称为系统学），以及他们的理论基础和哲学层面的科学所组成的一类新兴科学。按照钱学森院士所提出的现代科学技术的体系结构，系统科学的学科体系如图1-9所示。其中，系统学主要研究系统的普遍属性和运动规律；研究系统演化、转化、协同和控制的一般规律；系统间复杂关系的行程法则；结构和功能的关系，有序、无序状态的形成规律；以及系统仿真的基本原理等。随着科学的发展，系统学的内容也在不断丰富。系统工程在系统科学中属于工程技术层次，直接作用于工程实践中，以实现系统的综合优化。现代数学方法等自然科学技术，通过系统工程为社会科学研究提供了极为有用的定量方法（如模型方法，仿真实验方法和优化方法），系统工程也为从事自然科学的工程技术人员和从事社会科学的研究人员的相互合作和系统创新开辟了广阔的道路。
2.系统工程的特点
1）系统性
系统性是系统工程最基本的特点。系统工程把所研究对象看成一个整体系统，这个整体系统又是由若干部分（要素与子系统）有机结合形成的。在分析和解决复杂实际系统问题时，需要从整体出发，从整体与部分之间相互依赖、相互制约的关系中去揭示系统的特征和规律，从整体最优化出发去实现系统各组成部分的有效运转。系统工程的系统性强调系统总体最优及平衡协调，强调综合应用各种方法与技术、问题导向和反馈控制等系统观念及技术方法。
1.2.2 系统工程的定义与特征
1.系统工程的定义
系统工程作为一门新兴学科，与其他学科相互渗透、互相影响、不同专业领域的人对他的理解不尽相同。因此，要给出一个统一的定义比较困难。下面列举国内外学术和工程界对系统工程的一些比较有代表性的定义。
1967年，美国著名学者切纳斯（H.Chesthut）指出：“系统工程是按照各个目标进行权衡，全面求得最优解（或满意解）的方法，并使整体的各组成部分能够最大限度的互相适应。”