系統(tǒng)工程概論培訓(xùn)

1、系統(tǒng)工程概論在百度里輸入“是一項系統(tǒng)工程”會有多少個相關(guān)結(jié)果呢？當(dāng)代中國領(lǐng)導(dǎo)層的系統(tǒng)思維The Leaderships Systems Thinking of Contemporary China 落實科學(xué)發(fā)展觀，是一項系統(tǒng)工程這就需要我們采用系統(tǒng)科學(xué)的方法來分析、解決問題，從多因素、多層次、多方面入手研究經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和社會形態(tài)、自然形態(tài)的大系統(tǒng)要把自然科學(xué)、人文科學(xué)、社會科學(xué)等方方面面的知識、方法、手段協(xié)調(diào)和集成起來，不斷認(rèn)識和把握社會發(fā)展的客觀規(guī)律 胡錦濤(2004年06月)新華網(wǎng)北京2012年月日電習(xí)近平總書記廣東考察重要講話中談到改革時強(qiáng)調(diào)，更加注重改革的系統(tǒng)性、整體性、協(xié)同性。這一要

2、求回應(yīng)了時代呼喚，對于增強(qiáng)改革的理性思維，凝聚更多的改革智慧，用好事關(guān)民族復(fù)興的關(guān)鍵一招，不斷推進(jìn)改革取得實效，有著十分重要的現(xiàn)實意義。改革是龐大復(fù)雜的系統(tǒng)工程。任何一項改革都會牽一發(fā)而動全身，必須放在大系統(tǒng)內(nèi)來考量；改革與發(fā)展面臨諸多棘手難題，破解每一個難題也是系統(tǒng)工程。當(dāng)代中國領(lǐng)導(dǎo)層的系統(tǒng)思維The Leaderships Systems Thinking of Contemporary China8教材： 汪應(yīng)洛主編：系統(tǒng)工程（第4版） 機(jī)械工業(yè)出版社 2012年6月10課程學(xué)習(xí)目的、要求 通過課程學(xué)習(xí)，掌握系統(tǒng)工程方法論，能用系統(tǒng)的觀點分析問題，并掌握系統(tǒng)工程分析解決問題的基本概念、基

3、本原理和基本方法，初步具有運(yùn)用系統(tǒng)建模、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)預(yù)測、系統(tǒng)評價、系統(tǒng)決策與系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)計劃等系統(tǒng)工程方法分析解決實際問題的能力。11內(nèi)容學(xué)時數(shù) 第一章系統(tǒng)工程概述2 第二章系統(tǒng)工程方法論6 第三章系統(tǒng)模型與模型化6 第四章系統(tǒng)仿真及系統(tǒng)動力學(xué)方法6 第五章系統(tǒng)評價方法4 第六章決策分析方法4 第七章戰(zhàn)略研究與管理2 第八章 案例 +開卷考試2合計3213第一節(jié) 系統(tǒng)工程的產(chǎn)生、發(fā)展及應(yīng)用一、系統(tǒng)思想的產(chǎn)生與發(fā)展系統(tǒng)工程作為一門學(xué)科形成于20世紀(jì)50年代,但是系統(tǒng)思想的產(chǎn)生歷史悠久，可以追溯到古代。系統(tǒng)思想屬于哲學(xué)范疇，從淵源上來看，可追溯到古代中國和古希臘。這兩個國家在系統(tǒng)思想的產(chǎn)生與早期發(fā)

4、展中具有突出地位和貢獻(xiàn)。古希臘的唯物主義哲學(xué)家德謨克利特曾提出”宇宙大系統(tǒng)”的概念,并最早使用”系統(tǒng)”一詞;后人把亞里士多德的名言歸結(jié)為：整體大于部分的總和。這是系統(tǒng)論的基本原則之一。易經(jīng)把世界看成為一個由基本要素組成的系統(tǒng)整體，以代表天地的乾坤二卦作為起始形成八卦，八卦重疊形成六十四卦，從而形成了概括天地間萬事萬物的世界體系。 老子曾闡明了自然界的統(tǒng)一性：西周時代，出現(xiàn)了世界構(gòu)成的“五行說”（金木水火土），東漢張衡提出了“渾天說”。在政治上，秦始皇創(chuàng)建的郡縣制在系統(tǒng)工程中具有重要意義。它就是現(xiàn)在圖論中的樹結(jié)構(gòu)，像一棵大樹：樹干是中央政府，端部坐著是皇帝；然后主干分岔，成為主枝，每一主枝相當(dāng)一

5、個郡（省）；主枝又分成次枝，相當(dāng)一個縣；次枝分成末枝，相當(dāng)于保甲，末枝上長葉，相當(dāng)于家庭。中央集權(quán)，一管到底！皇帝的權(quán)力非常大，指揮很靈，誰都要聽他的，老百姓的話他聽不到，為什么？雖然古代還沒有提出一個明確的系統(tǒng)概念，沒有也不可能建立一套專門的、科學(xué)的系統(tǒng)方法論體系，但是人們已經(jīng)自覺的將對客觀世界的系統(tǒng)性和整體性的認(rèn)識運(yùn)用到改造客觀世界的實踐中，中國在這方面表現(xiàn)尤為突出。飯菜要求色香味俱全 系統(tǒng)化，吃飯的工具：多要素配合，筷子兩根和手的配合；孫子兵法-戰(zhàn)爭中多要素的配合；中醫(yī)診病主要有望、聞、問、切四種方法，簡稱為“四診”。人體是一個有機(jī)的整體，局部的病變可以影響全身；內(nèi)臟的病變，可以從五官四

6、肢體表各個方面反映出來。所以，通過望、聞、問、切這四種診斷方法，診察疾病表現(xiàn)在各個方面的癥狀，就可以了解疾病的病因、性質(zhì)和它的內(nèi)在聯(lián)系，從而為進(jìn)一步的辨證論治提供依據(jù)。都江堰成功的工程實踐。整個工程具有總體目標(biāo)最優(yōu)化、選址最優(yōu)和自動分級排沙、利用地形并自動調(diào)節(jié)水量、就地取材及經(jīng)濟(jì)方便等特點。趙州橋長扁的大券上面，每端所負(fù)的兩個小券，張嘉貞銘所說的“兩涯嵌四穴”，真是可驚異的表現(xiàn)出一種極近代的進(jìn)步的工程精神。 系統(tǒng)思想的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段只見樹木先見森林，后見樹木只見森林古代樸素的系統(tǒng)思想永自發(fā)的系統(tǒng)概念考察自然現(xiàn)象，是“只見森林”（樸素的系統(tǒng)思想）階段總體概念，比較抽象的特點。大約15世紀(jì)下半

7、葉開始，力學(xué)、天文學(xué)、物理學(xué)等各門自然科學(xué)從哲學(xué)中獨立出來， 人們認(rèn)識世界的層次和方式發(fā)生的變化，形成了形而上學(xué)的思想，研究有深度，但是缺點，忽視了樹與樹之間的關(guān)聯(lián)。具有“只見樹木”和具體化的特點。19世紀(jì)自然科學(xué)取得了巨大成就， 使人的對自認(rèn)過程相互聯(lián)系的認(rèn)識有了質(zhì)的飛躍。“先見森林，后見樹木”（科學(xué)的系統(tǒng)思想）階段。整體思想和聯(lián)系思想是科學(xué)系統(tǒng)思想的核心與實質(zhì)。二、系統(tǒng)理論的形成與發(fā)展系統(tǒng)思想發(fā)展到（一般）系統(tǒng)論、控制論、信息論等系統(tǒng)理論，是和近代、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的興起合發(fā)展緊密聯(lián)系的，大約在20世紀(jì)初、中葉才實現(xiàn)。一般系統(tǒng)論、控制論、信息論、耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學(xué)及自組織理論等是系統(tǒng)理論的重

8、要內(nèi)容和SE的理論基礎(chǔ)。我國著名科學(xué)家錢學(xué)森對系統(tǒng)理論和系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展具有獨到的貢獻(xiàn)。在系統(tǒng)工程和系統(tǒng)科學(xué)領(lǐng)域，錢學(xué)森在80年代初期提出國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)總體設(shè)計部的概念，堅持致力于將航天系統(tǒng)工程概念推廣應(yīng)用到整個國家和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)，并從社會形態(tài)和開放復(fù)雜巨系統(tǒng)的高度，論述了社會系統(tǒng)。他發(fā)展了系統(tǒng)學(xué)和開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)的方法論。 老三論，新三論 理論叢林（體系）不斷地發(fā)展，為系統(tǒng)工程學(xué)科的發(fā)展奠定了必要的基礎(chǔ)。21三、系統(tǒng)工程的發(fā)展概況階段年代（份）重大工程實踐或事件重要理論與方法貢獻(xiàn)I1930美國發(fā)展與研究廣播電視正式提出系統(tǒng)方法（Systems approach）的概念1940美國實施彩電開發(fā)計劃

9、采用系統(tǒng)方法，并取得巨大成功美國Bell電話公司開發(fā)微波通訊系統(tǒng)正式使用系統(tǒng)工程（Systems Engineering）一詞II第二次世界大戰(zhàn)期間英、美等國的反空襲等軍事行動產(chǎn)生軍事運(yùn)籌學(xué)（Military Operations Research）,也即軍事系統(tǒng)工程本世紀(jì)40年代美國研制原子彈的“曼哈頓計劃”運(yùn)用SE，并推動了其發(fā)展1945美國空軍建立蘭德（RAND）公司曾經(jīng)提出系統(tǒng)分析（Systems analysis）概念，強(qiáng)調(diào)了其重要性22三、系統(tǒng)工程的發(fā)展概況III40年代后期到50年代初期運(yùn)籌學(xué)的廣泛運(yùn)用與發(fā)展、控制論的創(chuàng)立與應(yīng)用、電子計算機(jī)的出現(xiàn)，為SE奠定了重要的學(xué)科基礎(chǔ)IV1

10、957H.Good和 R.E.Machol發(fā)表第一部名為系統(tǒng)工程的著作系統(tǒng)工程學(xué)科形成的標(biāo)志1958美國研制北極星導(dǎo)彈潛艇提出PERT（網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)），這是最早的系統(tǒng)工程技術(shù)之一。1965R.E.Machol編著系統(tǒng)工程手冊表明系統(tǒng)工程的實用化和規(guī)范化美國自動控制學(xué)家L.A.Zedeh提出“模糊集合”概念為現(xiàn)代SE奠定了重要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)1961-1972美國實施“阿波羅”登月計劃使用了多種SE方法，其成功極大地提高了SE的地位阿波羅登月計劃阿波羅載人登月飛船于1969年7月16日發(fā)射，計劃是于1961年提出，其系統(tǒng)目標(biāo)是：10年內(nèi)把人送到月球表面并且安全返回地球，并要求在最短的時間內(nèi)，以最少的費

11、用，勝利完成登月計劃。阿波羅計劃順利實施，是現(xiàn)代系統(tǒng)科學(xué)研究的成功典范。此項工程組織了2萬多個公司，120多所大學(xué)，動用了42萬人參加，投入了300億美元的巨資，用了近10年的時間，終于實現(xiàn)了人類征服地球引力，遨游太空，登上月球探險的夢想。關(guān)鍵在于運(yùn)用系統(tǒng)方法進(jìn)行有效的組織管理。首先，建立強(qiáng)有力的管理組織，明其職責(zé)分工。其次，用系統(tǒng)方法加強(qiáng)對阿波羅計劃整體過程的管理工作，將其管理工作全過程劃分為編制計劃，分析評價，控制指導(dǎo)及督促檢查等階段，創(chuàng)造性地運(yùn)用了新的管理方法，推廣使用了電子計算機(jī)從事生產(chǎn)與科研的管理，從根本上保障了阿波羅計劃的順利完成。阿波羅飛船的登月成功，還證實“綜合即創(chuàng)造”。負(fù)責(zé)阿

12、波羅計劃實施的總指揮韋伯先生說過：“阿波羅計劃中沒有一項新發(fā)明的自然科學(xué)理論和技術(shù)，全部工作都是現(xiàn)有技術(shù)的運(yùn)用。關(guān)鍵在于綜合。”系統(tǒng)方法的價值就在于它使你能夠把所有這些常識性的思想?yún)R集起來，協(xié)調(diào)一致，集中解決復(fù)雜環(huán)境中的復(fù)雜問題。26四、系統(tǒng)工程在中國的發(fā)展及應(yīng)用 上世紀(jì)50至60年代，我國的一些研究機(jī)構(gòu)和著名學(xué)者為SE的研究與應(yīng)用作了理論上的探討、應(yīng)用上的償試和技術(shù)方法上的準(zhǔn)備。 我國大規(guī)模地研究與應(yīng)用SE是從70年代末、80年代初開始，90年代以來，系統(tǒng)工程在與企業(yè)發(fā)展結(jié)合、與現(xiàn)代信息技術(shù)結(jié)合、與實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略結(jié)合、與思維科學(xué)結(jié)合等方面已具有初步結(jié)果和強(qiáng)勁勢頭。摘錄：錢學(xué)森、徐國志、王

13、壽云在文匯報上發(fā)表的文章“組織管理的技術(shù)-系統(tǒng)工程”總體設(shè)計部由熟悉系統(tǒng)各方面專業(yè)知識的技術(shù)人員組成，并由知識面比較寬廣的專家負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)。總體設(shè)計部設(shè)計的是系統(tǒng)的“總體”，是系統(tǒng)的“總體方案”，是實現(xiàn)整個系統(tǒng)的“技術(shù)途徑”。總體設(shè)計部一般不承擔(dān)具體部件的設(shè)計，卻是整個系統(tǒng)研制工作中必不可少的技術(shù)抓總單位。 “系統(tǒng)工程”是組織管理“系統(tǒng)”的規(guī)劃、研究、設(shè)計、制造、試驗和使用的科學(xué)方法，是一種對所有“系統(tǒng)”都具有普遍意義的科學(xué)方法。 怎樣學(xué)好系統(tǒng)工程呢？系統(tǒng)工程的內(nèi)容包含許多數(shù)學(xué)和一些前沿學(xué)科的內(nèi)容，涉及面廣，學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)中要注重培養(yǎng)自己整體的、系統(tǒng)的思維方式，掌握基本的系統(tǒng)工程方法，提高自己解決實

14、際問題的工作能力。學(xué)習(xí)中要注意以下幾點：1.通過理論聯(lián)系實際來掌握基本概念，如：在生活中尋找系統(tǒng)的實例。2.要善于運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)的搜索功能來幫助理解相關(guān)的學(xué)習(xí)內(nèi)容。3.多相互交流， 及時弄清相關(guān)的問題。4.多看幾本相關(guān)的教學(xué)資料。做到了以上幾點，相信會對您的學(xué)習(xí)有較大的幫助。 29第二節(jié) 系統(tǒng)工程的研究對象一、系統(tǒng)的概念及特點系統(tǒng)工程的研究對象是組織化的大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)。而“系統(tǒng)”作為系統(tǒng)理論、系統(tǒng)工程和整個系統(tǒng)科學(xué)的基本研究對象，需要正確理解和深刻認(rèn)識。 研究對象：30一、系統(tǒng)的概念及特點1.系統(tǒng)的定義：系統(tǒng)是由兩個以上有機(jī)聯(lián)系、相互作用的要素所組成，具有特定功能、結(jié)構(gòu)和環(huán)境的整體。該定義有以下四

15、個要點：(1)系統(tǒng)及其要素(2)系統(tǒng)和環(huán)境(3)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)(4)系統(tǒng)的功能該定義有四個要點：(1)系統(tǒng)及其要素系統(tǒng)是由兩個以上要素組成的整體，構(gòu)成這個整體的各個要素可以是單個事物(元素)，也可以是一群事物組成的分系統(tǒng)、子系統(tǒng)等。系統(tǒng)與其構(gòu)成要素是一組相對的概念，取決于所研究的具體對象及其范圍。(2)系統(tǒng)和環(huán)境任一系統(tǒng)又是它所從屬的一個更大系統(tǒng)(環(huán)境或超系統(tǒng))的組成部分，并與其相互作用，保持較為密切的輸入輸出關(guān)系。系統(tǒng)連同其環(huán)境超系統(tǒng)一起形成系統(tǒng)總體。系統(tǒng)與環(huán)境也是兩個相對的概念。(3)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)在構(gòu)成系統(tǒng)的諸要素之間存在著一定的有機(jī)聯(lián)系，這樣在系統(tǒng)的內(nèi)部形成一定的結(jié)構(gòu)和秩序。結(jié)構(gòu)即組成系統(tǒng)的諸

16、要素之間相互關(guān)聯(lián)的方式。(4)系統(tǒng)的功能任何系統(tǒng)都應(yīng)有其存在的作用與價值，有其運(yùn)作的具體目的，也即都有其特定的功能。系統(tǒng)的功能受到其環(huán)境和結(jié)構(gòu)的影響。322.系統(tǒng)的一般屬性（1）整體性 是系統(tǒng)最基本、最核心的特性，是系統(tǒng)性最集中的體現(xiàn)。（2）關(guān)聯(lián)性關(guān)聯(lián)性辨明系統(tǒng)要素之間聯(lián)系或關(guān)系的特性，并且形成了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)問題的基礎(chǔ)。（3）環(huán)境適應(yīng)性系統(tǒng)的開放性及環(huán)境影響的重要性是當(dāng)今系統(tǒng)問題的新特征，系統(tǒng)必須適應(yīng)環(huán)境的變化，在此基礎(chǔ)上使環(huán)境得到持續(xù)改善。除此之外，系統(tǒng)還具有目的性、層次性等特性。3.大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)的特點系統(tǒng)工程所研究對象系統(tǒng)的復(fù)雜性主要表現(xiàn)在：(1)系統(tǒng)的功能和屬性多樣，由此而帶來的多重目 標(biāo)

17、間經(jīng)常會出現(xiàn)相互消長或沖突的關(guān)系；(2)系統(tǒng)通常由多維且不同質(zhì)的要素所構(gòu)成；(3)一般為人機(jī)系統(tǒng)，而人及其組織或群體表現(xiàn)出固有的復(fù)雜性；(4)由要素間相互作用關(guān)系所形成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜化和動態(tài)化。大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)還具有規(guī)模龐大及經(jīng)濟(jì)性突出等特點。34二、系統(tǒng)的類型1.自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)2.實體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)3.動態(tài)系統(tǒng)和靜態(tài)系統(tǒng)4.封閉系統(tǒng)與開放系統(tǒng)35第三節(jié) 系統(tǒng)工程的概念與特點一、系統(tǒng)工程的概念定義：用定量與定性相結(jié)合的系統(tǒng)思想和方法處理大型復(fù)雜系統(tǒng)的問題，無論是系統(tǒng)的設(shè)計或組織建立，還是系統(tǒng)的經(jīng)營管理，都可以統(tǒng)一地看成是一類工程實踐，統(tǒng)稱為系統(tǒng)工程。 3636錢學(xué)森對系統(tǒng)工程的定義： 系

18、統(tǒng)工程是組織管理系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設(shè)計、制造、試驗和使用的科學(xué)方法。簡言之“系統(tǒng)工程是一門組織管理的技術(shù)”。第三節(jié) 系統(tǒng)工程的概念與特點二、系統(tǒng)工程是一門交叉學(xué)科比較一致的看法是： 系統(tǒng)工程學(xué)是以大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)問題為研究對象，在運(yùn)籌學(xué)、系統(tǒng)理論、管理科學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展和成熟起來的一門交叉學(xué)科。系統(tǒng)工程本身就是跨學(xué)科研究的成果，學(xué)科交叉是系統(tǒng)工程之母，目前的系統(tǒng)科學(xué)理論大都依托于另外一門科學(xué)：1以生物學(xué)為背景：貝塔朗菲一般系統(tǒng)論，米勒一般生命系統(tǒng)論，艾根超循環(huán)理論2以物理學(xué)為背景：普里高津耗散結(jié)構(gòu)理論，哈肯協(xié)同學(xué)，槌田敦（日）資源物理學(xué) 3以數(shù)學(xué)為背景：托姆突變論，莫薩洛維克體系，懷莫爾體系，克勒體系，廖山壽（中國）動力系統(tǒng)理論吳學(xué)謀（中國）泛系統(tǒng)論 4以控制論和信息論為背景：維納、艾什比控制論，申農(nóng)信息論，屈浦繆勒（德）、法烏爾（法）（各自的）系統(tǒng)論，福雷斯特（英）系統(tǒng)動力學(xué)理論、大系統(tǒng)理論，模糊系統(tǒng)理論，灰色系統(tǒng)理論，等等。5以社會科學(xué)為背景：曼內(nèi)斯庫（羅馬尼亞）經(jīng)濟(jì)控制論，漢肯（荷蘭）控制