系统工程复习提纲Word文档下载推荐.docx

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三个和尚没水喝

第２章　系统工程的基本概念

一．系统工程的基本定义：

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．简言之：

系统工程就是组织管理系统的技术．

SE的研究对象是大规模复杂系统；

SE的内容是组织协调系统内部各要素的活动使各要素为实现整体目标发挥适当作用；

SE的目的是实现系统整体目标最优化；

二．系统工程产生的理论基础：

运筹学，控制论，信息论．

三．系统工程的主要特点

•1.一个系统，两个最优；

•一个系统就是要求全面，终合考虑问题；

•两个最优就是系统总体效果最优；

实现方法途径最优．

•2.以软为主，软硬结合

•3.跨学科多，综合性强

•4.从定性到定量的综合集成研究

•5.以宏观研究为主，兼顾微观研究

•宏观：

带全局，总体和长远的发展问题均为宏观．

•微观：

属于系统内部低层次问题为微观．

•原则：

宏观调控，微观搞活

•6.实践性与咨询性

•实践性：

就是要解决实际问题并接受实践检验．

•咨询性：

为领导当参谋，提供多种方案供选择，由领导定夺，拍板．

第３章　系统工程的若干专业

一．工程系统工程任务：

把比较笼统的初始研制要求逐步展开为多个指标任务，在此基础上

分解成具体的工作任务落实到每个人的具体工作执行；

把千头万绪的工作最后综合成为一个技术上先进，经济上合算，研制周期短，能协调运转的实际系统．所有这些工作由总体设计部来抓．

工程系统工程关键在于综合，综合即创造，综合即创新－－系统工程基本观点

二．运筹学：

是在实行管理的领域，运用数学的方法，对需要进行管理的问题进行统筹规划，

作出决策的一门应用学科，是为领导机关对其控制下的事物，活动采取策略而提供定量

依据的科学方法．

三．信息系统工程是信息科学，系统科学，计算机科学与通信技术相结合的综合性，交叉性

学科，近30年来飞速发展，应用深入社会生活各个方面，包括信息系统工程在内的信息

产业已成为当代社会最有生机，最有潜力的支柱产业之一．

四．信息系统工程的研究方法：

技术方法，行为方法，社会技术系统方法。

五．管理信息系统定义：

是一个以人为主导，利用计算机硬件，软件，网络通信设备以及其

他办公设备，进行信息的收集，传输，加工，更新和维护，以企业战略竞优，提高效率

为目的，支持企业高层决策，中层控制，基层运作的集成化的人机系统．

六．管理信息系统不仅是个技术系统，而且是人机系统，管理系统，社会系统．他面向管理，

利用系统的观点，数学的方法和计算机应用三大要素，形成自己独特内涵，从而形成一

个系统

七．管理信息系统是个一体化的集成系统，只有信息集中统一，信息才成为资源

八．知识工作者三特征：

有正式大学毕业学历或学位；

有职称；

工作内容是创造新信息．

九．TPS是支持企业运行层日常操作的主要系统，是进行日常业务的记录，汇总，综合和分

类的系统，它的输入是原始单据，输出是分类或汇总的报表．主要类型有销售／市场系

统，制造／生产系统，财务／会计系统，人事／组织系统．

十．办公自动化系统（OAS）是支持低层次的脑力劳动者工作的系统．主要是处理数据而不

是创造信息．

十一管理信息系统的结构是指各部件的构成框架，对部件的不同理解构成不同的结构方式，其中最重要的是概念结构、功能结构、软件结构和硬件结构．

1.概念结构：

从概念上看，管理信息系统由四大部件组成：

即信息源、信息处理器、信息用户和信息管理者。

2.功能结构：

一个管理信息系统从使用者的角度看，它总有一个目标，具有多种功能，各种功能分别是一个子系统，子系统之间又有各种信息联系，构成一个有机结合的整体，

形成一个功能结构。

十二管理信息系统的开发三个成功要素：

合理确定系统目标；

组织系统性队伍；

遵循

系统工程的开发步骤。

四个开发步骤：

系统分析，系统设计，系统实现和系统评价．

十三社会系统工程：

把系统工程应用于社会经济系统，发展社会系统工程，是研究整个社会，整个国家范围宏观经济运动这样巨系统，是最高层次的系统．

物质基础：

准确的经济，社会和科技发展统计数据，大容量高速运算的电子计算机

理论基础：

运筹学，控制论，社会学，政治经济学，部门经济学，技术经济学，科学学，未来学

第4章系统工程方法论

一．方法与方法论区别：

是两不同范畴，方法是用于完成一既定目标的具体技术与工具；

方

法论是进行探索的一般途径，它高于方法，是对方法使用的指导．

二．系统工程方法论可以是哲学层次的思维方式，思维规律，也可以是操作层次上开展系统工程项目的一般过程和程序，它反映了解决和研究系统工程问题的一般规律或模式．

三．辩证法，唯物论是最重要的方法论，对立统一规律是系统工程和管理工作很有用的武器．

四．霍耳方法论

•1.霍耳方法论由霍耳提出的系统工程三维结构模型，三维指时间维，逻辑维和专业维．

•2.时间维（粗结构）：

一工程项目从规划开始到系统更新，全过程按时间先后顺序分为：

规划阶段；

设计阶段；

研制阶段；

生产阶段；

安装阶段；

运行阶段；

更新阶段．

•3.逻辑维（细结构）：

将时间维的每一阶段展开可划分为若干逻辑步骤，展示系统工程的细结构，这就是逻辑维．霍耳把每一阶段分为７个步骤：

摆明问题，确定目标，系统综合，系统分析，系统评价，决策和实施．

•３.１摆明问题：

收集各种有关资料和数据，把问题的历史，现状，发展趋势以及环境因素搞清楚，把握住问题实质和要害，做到心中有数．为此应首先调查研究：

包括环境方面和需求方面的调查研究．

•３.２确定目标（系统指标设计）：

在摆明问题的前提下应建立明确目标体系，作为衡量各个备选方案的评价标准．

•确定目标和指标应注意８大原则：

长远观点；

总体观点；

目标明确性；

多目标的主次性；

权衡先进性和可行性；

标准化；

指标数宜简不宜繁；

指标数不宜过多，不要互相重叠与包含；

•处理目标体系中相互矛盾目标出现方法：

１）剔除次要目标，建立无矛盾目标体系；

２）折中兼顾，让矛盾的目标共存．

•３.３系统综合（形成系统方案）：

建立在前面两个分析步骤（摆明问题，确定目标）上的．系统综合要反复进行多次

•３.４系统分析：

演绎各种备选方案，对每一种方案建立各种模型，进行计算分析，得到可靠数据，资料和结论．

•３.5系统评价：

根据方案对于系统目标满足的程度，对多个备选方案作出综合评价，从中区分出最优方案，次优方案和满意方案送交决策者．

•注意：

送交方案至少两个，不含零方案．

•３.６决策：

由决策者选择某个方案实施．出于各方面考虑，领导选择的方案不一定是最优方案．

什么也不干，维持现状，也是种方案，称为零方案．

•３.7实施：

将决策选定方案付诸实施，转入下一阶段．

五．软系统方法论

•1.由英国学者切克兰德提出，并称霍耳的系统工程方法论为硬系统思想或硬系统方法论．

•2.问题：

问题是任何理论和方法研究的起点和归宿，是为达目标所要排除的障碍．所有问题包含起始状态（给定），理想状态（目标）和环境状态（障碍）；

•工程系统工程要解决的问题叫“问题”，可以用数学模型寻求最优接，社会系统工程要解决的问题叫“议题”，只能寻求满意解．

•3.硬系统方法论的局限性：

１）硬系统方法论认为问题研究开始时定义目标很容易，但对大多数系统管理问题来说，目标定义本身就是需要解决的首要问题；

２）硬系统方法论没有考虑人的主观因素；

３）硬系统方法论认为只有建立数学模型才能科学地解决问题，但对于复杂社会系统，建立精确数学模型是很困难的事．

•4.软系统方法论解决问题的步骤：

１）问题情景描述；

２）相关系统根定义；

３）建立概念模型；

４）概念模型与现实系统的比较；

５）系统更新

•5.问题情景：

指人们感觉到其中有问题却不能确切定义的某种环境．

6.软系统方法论的应用情况极其评价：

由于软系统方法论在处理问题时的灵活性，它对下列领域的研究和应用很有作用。

•

（1）有助于系统理论方面的研究与应用。

工程系统工程仅适用于解决硬系统问题，软系统方法论不仅可用于解决硬系统问题，也可用于解决软系统问题。

•

（2）有助于决策理论的研究与应用．实践证明，无论是在宏观战略决策或是在企业经营决策中，绝大多数决策要靠人的判断来决策，特别是高层的、战略性的和非程序化的决策，往往是非结构化问题，更需要依靠人的智慧、知识和经验。

软系统方法论可以为决策者提供充分发挥其知识、智慧和经验的途径，可望使决策更为有效和切合实际。

•（3）有助于推动其他软系统问题的研究工作．现实世界上存在大量的非结构化问题，因而软系统方法论可望得到更广泛的应用。

•7.软系统方法论的特点是：

（1）它与目标不明、非结构化的“麻烦”有关；

（2）它强调过程，即与学习和决策有关；

（3）它与感性认识、世界观及人类把组织现实的内涵与环境相联系的方式有关；

（4）用模型的术语来说，它是非数量型的；

（5）它依靠加深对问题情景的理解来改进它；

（6）它依赖于解释社会理论；

（7）它与对统治人类社会的社会规则的理解有关。

•8.软系统方法论也有其不足之处，概括如下：

•

（1）它不大适合处理突发事件，不能寄希望它立竿见影；

•

（2）它在解释问题情景中的权利与冲突时缺乏可信度，因此在考虑社会变革时往往是保守的；

•（3）它缺乏明确的组织变革理论，只能通过有关参与者相互之间的沟通来激发变革；

•（4）它没有提及行为措施的合理性与合法性的关系；

人们往往忽视问题的合理解决方法与当权者利益之间的冲突。

六综合集成法

1.综合集成法的实质：

把专家体系、数据和信息体系以及计算机体系结合起来，构成一个高度智能化的人机结合系统；

理论基础是思维科学；

方法基础是系统科学与数学；

技术基础是以计算机为主的信息技术；

哲学基础是实践论和认识论。

实践形式是综合集成研讨厅体系。

2.综合集成法的特点：

１）发挥了这个系统的综合优势、整体优势和智能优势；

２）把人的思维、思维的成果、人的经验、知识、智慧以及各种情报、资料和信息等通通集成起来，从多方面的定性认识上升到定量认识。

３）体现了精密科学从定性判断到精密论证的特点；

也体现了以形象思维为主的经验判断到以逻辑思维为主的精密定量论证过程。

3.研讨厅体系可以看作由三部分组成：

以计算机为核心的现代高新技术的集成与融合所构成的机器体系；

专家体系；

知识体系．其中专家体系和机器体系是知识体系的载体。

这三个体系构成高度智能化的人机结合体系，不仅具有知识与信息采集、存储、传递、调用、分析与综合的功能，更重要的是具有产生新知识和智慧的功能。

七．物理一事理一人理

.1.物理一事理一人理的基本概念：

作为科学研究对象的客观世界是由物和事两方面组成的。

物是指独立于人的意志而存在的物质客体；

事是指人们变革自然和社会的各种有目的的活动。

通俗地讲，事就是人们做事情、做工作、处理事务；

人理是做人的道理。

2.物理一事理一人理三者关系：

物理主要涉及物质运动的规律，通常要用到自然科学知识，回答有关的物是什么，能够做什么，它需要的是真实性。

事理是做事的道理，主要解决如何安排、运用这些物，通常用到管理科学方面的知识，回答可以怎样去做。

人理是做人的道理，主要回答应当如何做。

3.WSR系统方法论的主要步骤：

（1）理解领导意图．在这一阶段，可能开展的工作是愿望的接受、明确、深化、修改、完善等。

（2）调查分析．这一阶段开展的工作是分析可能的资源、约束和相关的愿望等，出具调查报告。

（3）形成目标．在领会和理解领导的意图以及调查分析，取得相关信息之后，这一阶段可能开展的工作是形成目标。

（4）建立模型这里的模型是比较广义的，除数学模型外，还可以是物理模型、概念模型，运作步骤、规则等。

（5）协调关系．在这一阶段，一般会出现一些新的关注点和议题，可能开展的工作就是相关主体的认知、利益协调。

（6）提出建议．提出的建议一要可行，二要尽可能使相关主体满意，最后还要让领导从更高一层次去综合和权衡，以决定是否采用。

4.系统工程项目研究的一般过程：

在系统工程应用研究的项目中，委托方作为甲方，是项目的提出者、决策者；

系统工程项目组作为乙方承担项目，负有向甲方提交研究成果的义务，他们要为此而开展一系列的研究工作。

八．系统论方法的若干要点：

系统论方法的哲学基础；

还原论与整体论相结合；

定性描述与定量描述相结合；

局部描述与整体描述相结合；

确定性描述与不确定性描述相结合；

系统分析与系统综合相结合．

第５章　系统工程的理论基础

一．运筹学：

为达到一定目的去做某件事情、执行某项任务、开展某种活动之前，人们总要进行一番筹划和安排，总想在一定的客观条件下，把事情办得更合理一些，以期得到最好的效果。

这种合理安排、选优求好的朴素思想，就是运筹学的基本思想。

二运筹学研究的是系统资源的合理配置和有效的经营运作问题。

运筹学通过数量分析，建立数学模型，寻求解决问题的最优方案。

三．控制论

1.控制就是施控者选择适当的控制手段作用于受控者，以期引起受控者行为姿态发生符合目的的变化。

2.控制理论包括经典控制理论、现代控制理论和大系统理论等三方面内容。

3.反馈：

所谓反馈，就是系统的输出对于输入的影响，或者说是输入与输出之间的反向联系。

反馈分为正反馈与负反馈，一般不加说明的反馈，是指负反馈。

4.控制任务主要有以下4种类型：

定值控制；

程序控制；

随动控制；

最优控制。

（1）定值控制是最简单的控制任务，在自然界、生命体、机器和社会系统中广泛存在。

它是指在某些控制问题中，控制任务是使受控量y稳定地保持为预定的常数值y０。

（2）程序控制程序控制的任务是执行保证受控制量y按照某个预先知道的方式ω（t）随时间t而变化的预定程序的控制方式。

定值控制是ω（t）=C（常数）时的特殊程序控制。

（3）随动控制在许多情况下，控制任务是使受控量y（t）随着某个预先不能确定而只能在系统运行过程中实时测定的变化规律u（t）来变化。

这时的控制任务是保证y随着u的变动而变动，故称为随动控制,它又称为跟踪控制。

4）最优控制许多实际过程关于受控量的预定要求不仅不能作为固定值在系统中标定出来，或者作为已知规律引入系统作为程序，甚至无法在系统运行中实时获取。

这类过程的控制任务应当表述为：

使系统的某种性能达到最优，即实现对系统的最优控制。

5.控制方式给定控制任务后，还需要选择适当的控制方式或策略。

常见的控制方式有以下4种：

简单控制；

补偿控制；

反馈控制；

递阶控制．

第７章　系统模型与仿真

一.基本概念及意义

模型——对现实系统抽象表达的结果。

应能反映（抽象或模仿）出系统某个方面的组成部分（要素）及其相互关系。

模型化——构建系统模型的过程及方法。

要注意兼顾到现实性和易处理性。

意义及特点：

Ø

对系统问题进行规范研究的基础和标志；

经济、方便、快速、可重复，可进行“思想”或“政策”试验；

结果必须再拿到现实中去检验。

概述

二.模型的分类与模型化的基本方法

模型的分类：

A——概念模型A1（思维或意识模型A11;

字句

模型A12;

描述模型A13）

符号模型A2（图表模型A21;

数学模型A22）

仿真模型A3

形象模型A4（物理模型A41;

图像模型A42）

类比模型A5

B——分析模型B1[通常用数学关系式表达]

仿真模型B2[主要基于“计算机导向”]

博弈模型B3[主要基于“人的行为导向”]

判断模型B4[基于专家调查的判断]

C——结构模型C1

数学模型C2

仿真模型C3

D—实体模型D1（实物模型D11;

模拟模型D12）

抽象模型或符号模型D2（数学模型D21;

模型化的基本方法：

分析方法或机理法——利用逻辑演绎法，从公理、定律导出系统模型。

实验方法——利用逻辑归纳法，从对实验结果的分析中导出系统模型。

综合法——将实验数据与理论推导统一于建模中。

专家法或老手法

……

三.建模一般过程

（1）明确建模目的和要求；

（2）弄清系统或子系统中的主要因素及其相互关系；

（3）选择模型方法；

（4）确定模型结构；

（5）估计模型参数；

（6）模型试运行；

（7）对模型进行实验研究；

（8）对模型进行必要修正。

四.系统结构模型化技术

（一）系统结构模型化基础

（1）集合

系统要素集合

设系统由n（n≥2）个要素所组成，其集合为S,则有：

S={S1，S2，…，Sn}

二元关系——二要素（Si、Sj）之间的关系R

①三种情形：

②传递性

若SiRSj、SjRSk，则有SiRSk

③强连接关系

有SiRSj，又有SjRSi

S上的二元关系集合

Rb={（Si，Sj）|Si、Sj∈S，SiRSj，i、j=1,2,…，n}

（2）有向图

组成

节点——要素

有向弧——二元关系

（3）矩阵

邻接矩阵（A）——表示要素间基本二元关系或节点间直接联系情况的方阵。

①定义

可达矩阵（M）——表示要素间任意次传递性二元关系或节点间经过任意长度的通路后可以到达的程度的方阵。

理解并掌握ISM建模方法。

三、结构模型法的缺陷

✹忽略了反馈回路

✹要素间关系的判定较为主观

第8章系统分析

一系统分析基本概念：

1.系统分析有广义与狭义之分。

广义系统分析是把系统分析作为系统工程的同义语；

狭义系统分析是把系统分析作为系统工程的一个逻辑步骤，这个步骤是系统工程的核心部分。

有两点应该注意：

第一点是问题导向，第二点是具体问题具体分析。

2.兰德型系统分析的要素包括：

目标、替代方案、费用、模型和准则等。

兰德型系统分析是广义的系统分析。

同时，兰德型系统分析重视费用（成本）与效益的分析与评价，因此往往被称为费用一效益分析或成本一效益分析

二技术经济分析

1.产值：

产值分为总产值与净产值。

（1）总产值这是企业或部门在一定时期内生产活动成果的货币表现。

从政治经济学的观点看，总产值由三部分构成：

S=C+V+M。

C——已消耗的生产资料的转移价值；

V——劳动者为自己创造的价值；

M——劳动者为社会创造的价值。

（2）净产值这是企业或部门在一定时期内生产活动新创造的价值。

它反映生产活动的净成果，是计算国民收入的基本依据。

计算净产值有生产法与分配法两种方法:

生产法:

是以总产值减去生产过程中的物质消耗（原材料、燃料、外购电力、生产用固定资产折旧等）所得的余额为净产值。

记净产值为N，可表示为N=S-C。

分配法:

是从国民收入初次分配的角度出发，把构成净产值的各种要素直接相加之和作为净产值。

用公式表示为N=V+M或净产值=工资+税金+利润+其他。

2成本：

企业的产品成本，即企业制造（或包括销售）产品所发生的费用，主要包括消耗掉的生产资料价值和支付的劳动报酬。

3收入：

收入分为销售收入与纯收入。

（1）销售收入是售出产品（或服务）后的收入，即已售出的产品（或服务）的价值。

它与总产值不同，总产值包括已生产的与正在生产的产品的价值。

（2）纯收入又称作盈利，是销售收入扣除产品成本后的余额。

它是产品价值中劳动者为社会创造的新价值，包括税金和利润。

4投资：

投资是指为实现技术方案所花费的资金，分为固定资产投资和流动资金。

（1）固定资产其特点是能长期使用而不改变本身的实物形态，其价值随着生产过程的持续进行以其本身的磨损（折旧）而逐渐转移到产品成本中去。

（2）流动资金其特点是随着生产过程和流通过程的持续进行，不断地由一种形态转化为另一种形态。

5价格：

价格是商品价值的货币表现。

工业品的价格由产品成本、税金和利润构成。

它分为出厂价格、批发价格和零售价格三种

6劳动生产率：

它反映劳动者的生产能力，通常是用劳动者在单位劳动时间内所生

产的产品数量计算，或者用单位产品所耗费的劳动时间计算。

7我国国民经济经济核算中的当年价格、可比价格与不变价格的含义。

（1）当年价格即报告期当年的实际价格。

（2）可比价格指计算各种总量指标所采用的扣除了价格变动因素的价格，可进行不同时期总量指标的对比。

按可比价格计算总量指标有两种方法：

一种是直接用产品产量乘某一年的不变价格计算；

另一种是用价格指数进行缩减。

（3）不变价格指以同类产品某年的平均价格作为固定价格，用于计算各年的产品价值。

按不变价格计算的产品价值消除了价格变动因素，不同时期对比可以反映生产的发展速度。

三成本效益分析

1.成本：

是以货币形式表示的各种耗费之和。

2.效益：

则是用成本换来的价值、功能或效果。

它可以用货币来表示，也可以用其他

意义的指标来表示。

3．资金的时间价值

资金与时间有密切关系，资金具有时间价值。

今天可以用来进行投资的一笔现金比将来同一数量的资金更有价值。

利率是经过一定期限后的利息额与本金之比

利息计算有单利法与复利法之分。

单利法:

仅用本金计算利息，不把先前周期的利息加入本金，即利息不再产生利息。

复利法:

要把先前周期的利息加入本金，即利息再生利息。

具体公式如下：

3.资金的等值计算：

考虑到资金的时间价值，同一笔资金在不同时点上的数值是不等的。

反过来可以说，在不同时间点上数值不等的资金折合到同一时点上可能是相等的，这种折合就是资金的等值计算。

4量本利分析

量本利分析是“产量-成本-盈利分析”的简称，通常又称为盈亏平衡分析或盈亏转折分析。

它是成本效益分析的一种专门形式。

5盈亏平衡图

6.经营安全率：

第九章系统评价方法

1、系统评价概念——根据系统的目标要求，从系统整体最优的观点出