| 词条 | 系统工程 |
| 释义 | 1 实现系统最优化管理工程技术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。 ◎ 简介系统工程的主要任务是根据总体协调的需要 ，把自然科学和社会科学中的基础思想、理论、策略和方法等从横的方面联系起来，应用现代数学和电子计算机等工具 ，对系统的构成要素、组织结构、信息交换和自动控制等功能进行分析研究，借以达到最优化设计，最优控制和最优管理的目标。 ◎ 阶段系统工程大致可分为系统开发、系统制造和系统运用等3个阶段，而每一个阶段又可分为若干小的阶段或步骤。 ◎ 基本方法系统工程的基本方法是：系统分析、系统设计与系统的综合评价（性能、费用和时间等）。系统工程的应用日趋广泛 ，至20世纪70年代已发展成许多分支，如经营管理系统工程、后勤系统工程、行政系统工程、科研系统工程、环境系统工程、军事系统工程等。 用定量和定性相结合的系统思想和方法处理大型复杂系统的问题，无论是系统的设计或组织建立，还是系统的经营管理，都可以统一的看成是一类工程实践，统称为系统工程。 ◎ 发展第二次世界大战以后。为适应社会化大生产和复杂的科学技术体系的需要．逐步把自然科学与社会科学中的某些理论和策略、方法联系起来．应用现代数学和电子计算机等工具．解决复杂系统的组织、管理相控制问题，以达到最优设计、最优控制和最优管理的目标。系统工程是一门高度综合性的管理工程技术，涉及自然科学棚社会科学的多门学科。构成系统工程的基本要素是：人、物、财、目标、机器设备、信息等六大因素。各个因素之间是互相联系、互相制约的关系。系统工程大体上可分为系统开发、系统制造和系统运用三个阶段，每个阶段又可划分为若干小阶段或步骤。系统工程的基该方法是：系统分析、系统设计相系统的综合评价。具体地说，就是用数学模型和逻辑模型来描述系统，通过模拟反映系统的运行、求得系统的最优组合方案和最优的运行方案。70年代以来，系统工程已广泛地应用于交通运输、通讯、企业生产经营等部门，在体育领域亦有应用价值和广阔的前景。它的基本特点是：把研究对象作为整体看待，要求对任一对象的研究都必须从它的组成、结构、功能、相互联系方式、历史的发展和外部环境等方面进行综合的考察．做到分析与综合的统一。最常用的系统工程方法，是系统工程创始人之一霍尔创立的，称为三维结构图：①时间维。对一个具体工程，从规划起一直到更新为止．全部程序可分为规划、拟定方案、研制、生产、安装、运转和更新七个阶段。②逻辑维。对一个大型项目可分为明确目的、指标设计、系统方案组合、系统分析、最优化、作出决定和制定方案七个步骤。②知识维。系统工程需使用各种专业知识，霍尔把这些知识分成工程、医药、建筑、商业、法津、管理、社会科学和艺术等，把这些专业知识称为知识维 系统工程(Systems Engineering)是系统科学的一个分支，实际是系统科学的实际应用。可以用于一切有大系统的方面，包括人类社会、生态环境、自然现象、组织管理等，如环境污染、人口增长、交通事故、军备竞赛、化工过程、信息网络等。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。系统工程是一门工程技术，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，涉及范围很广，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。系统工程所需要的基础理论包括，运筹学、控制论、信息论、管理科学等。20世纪80-90年代，中国科学与哲学界翻译出版了系列国外系统科学、系统哲学与系统工程名著，举办了系列科学学、科学史与经济系统管理等学术探讨，从1983年到1993年在生物物理学和心理生物学等领域的系统论探讨中产生了系统生物工程等概念与原理等。 ◎ 定义1．[美]切斯纳 (1967) 虽然每个系统都是由许多不同的特殊功能部分所组成，而这些功能部分之间又存在着相互关系，但是每一个系统都是完整的整体，每一个系统都有一定数量的目标。 系统工程则是按照各个目标进行权衡，全面求得最优解的方法，并使各组成部分能够最大限度地相互协调。 2． 日本工业标准JIS8121(1967) 系统工程是为了更好地达到系统目的，对系统的构成要素、组织结构、信息流动和控制机构等进行分析与设计的技术。 3． [美]莫顿(1967） 系统工程是用来研究具有自动调整能力的生产机械，以及象通讯机械那样的信息传输装置、服务性机械和计算机械等的方法，是研究、设计、制造和运用这些机械4. 美国质量管理学会系统委员会(1969) 系统工程是应用科学知识设计和制造系统的一门特殊工程学。 5． [日]寺野寿郎(1971） 系统工程是为了合理进行开发、设计和运用系统而采用的思想、步骤、组织和方法等的总称。 的基础工程学。 6． 大英百科全书(1974) 系统工程是一门把已有学科分支中的知识有效地组合起来用以解决综合化的工程技术。 7． 苏联大百科全书英百科全书(1976) 系统工程是一门研究复杂系统的设计、建立、试验和运行的科学技术。 8． [日]三浦武雄(1977) 系统工程与其他工程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科学。因为系统工程的目的是研制系统，而系统不仅涉及到工程学的领域，还涉及到社会、经济和政治等领域，为了适当解决这些领域的问题，除了需要某些纵向技术以外，还要有一种技术纵横的方向把他们组织起来，这种横向技术就是系统工程。 9． 钱学森(1978) 系统工程是组织管理的技术。把极其复杂的研制对象称为系统，即由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成具有特定功能的有机整体，而且这个系统本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分。……系统工程则是组织管理这种系统的规划、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。 系统工程的第一次应用并提出这个名词是在1940年，美国贝尔实验室研制电话通信网络时，将研制工作分为规划、研究、开发、应用和通用工程等五个阶段，提出了排队论原理。1940年美国研制原子弹的曼哈顿计划应用了系统工程原理进行协调。自觉应用系统工程方法而取得重大成果的两个例子是美国的登月火箭阿波罗计划和北欧跨国电网协调方案。 系统工程还可以用于化工生产设计过程优化控制、信息网络运筹等多个方面，目前有的大学已开设系统工程专业。 系统工程的目的是解决总体优化问题，从复杂问题的总体入手，认为总体大于各部分之和，各部分虽较劣但总体可以优化。有的问题，如电话网络，不能只研究个别电话的质量问题，必须从总体网络入手，这种思路是和笛卡儿的方法论相左的 ◎ 特点1．系统工程研究问题一般采用先决定整体框架，后进入详细设计的程序，一般是先进行系统的逻辑思维过程总体设计，然后进行各子系统或具体问题的研究。 2．系统工程方法是以系统整体功能最佳为目标，通过对系统的综合、系统分析构造系统模型来调整改善系统的结构，使之达到整体最优化。 3．系统工程的研究强调系统与环境的融合，近期利益与长远利益相结合，社会效益、生态效益与经济效益相结合。 4．系统工程研究是以系统思想为指导，采取的理论和方法是综合集成各学科、各领域的理论和方法。 5．系统工程研究强调多学科协作，根据研究问题涉及到的学科和专业范围，组成一个知识结构合理的专家体系。 6．各类系统问题均可以采用系统工程的方法来研究，系统工程方法具有广泛的适用性。 7．强调多方案设计与评价。 ◎ 系统评价的概念系统评价，是指按照目标测定对象系统的属性，把它变成客观定量或主观效用（满足主体要求的程度）的行为，即明确系统价值的过程。 按评价项目可分为 目标评价 确定系统的目标后，要进行目标评价，以确定目标是否合理； 方案评价 确定目标之后，要进行方案评价，选择最优方案； 设计评价 对系统设计进行评价。 计划评价和规划评价 按评价的时间顺序分 事前评价 系统开发之前进行的评价，是为了提高系统性能，在进行系统规划研究时进行的评价。（由于没有系统实体，一般用预测或仿真的方法） 中间评价 在系统计划实施过程中期进行的评价。 事后评价 在开发完成之后进行的评价，评价系统是否达到了预期目标。 跟踪评价 系统运行一段时间后才会发现有些意想不到的后效，因此要重新评价。 按评价内容分 技术评价技术评价围绕系统功能来进行，评定系统技术方案能否实现所需的功能。 经济评价围绕经济效益进行的，内容主要是以成本-效益为代表的经济可行性分析 社会评价是针对系统给社会带来的利益或影响而进行的评价。 综合评价 是在上述3个方面评价的基础上，对系统方案价值的大小所做的综合评定。 ◎ 评价原则要保证评价具有一定的客观性 要保证方案的可比性 评价指标要成体系 评价准则与效用函数 多目标系统中，不同目标要用不同的准则来衡量。如果要从总体上评价某一备选方案对于全体目标的合意程度，那就有必要将上述用各种度量单位表示的准则规化为统一的数量标度或测度。 ◎ 评价方法单项评价法 单项评价方法主要指利用经济理论和技术水平对系统的某个方面作出定量评价的方法。 经济评价方法主要有价值分析法、成本效益法、利润评价法等。 技术评价方法主要有可行性分析、可靠性评价等。在这里只介绍成本效益法和可行性分析法。 层次分析法 （The Analytical Hierarchy Process，AHP） 1层次分析法原理 AHP是处理系统工程中一些难于用其他定量方法进行分析的复杂问题的有效方法，也是一种整理和综合人们的主观判断的客观方法。 层次分析法的基本原理 用层次分析法作系统分析，首先要把问题层次化。根据问题的性质和要达到的总目标，将问题分解为不同的组成因素，并按照因素间的相互关联影响以及隶属关系将因素按不同层次聚集组合，形成一个多层次的分析结构模型。 最高层：表示解决问题的目的，即层次分析要达到的总目标； 中间层：包括准则层和指标层，表示采取某一方案来实现预定总目标所涉及的中间环节； 最底层：表示要选用的解决问题的各种措施、策略、方案等。 AHP的应用领域： 1．资源环境评价 包括石油资源评价、环境污染治理方案评价等； 2．科学技术评价 包括产业科技水平评价、地区科技综合实力评价、科技成果评价等； 3．教育评价 包括教学质量评价、大学生综合评价、毕业生质量评价等； 4．制造系统评价 包括武器系统评价、反坦克导弹武器系统方案评价等 5．工程项目评价 水利工程开发方案评价、采矿方法可行性方案综合评价等。 6．人员和社会系统评价 领导能力考核、专业技术人员评价、中小企业经济效益评价、城市综合实力评价等。 层次分析法的基本原理 用层次分析法作系统分析，首先要把问题层次化。根据问题的性质和要达到的总目标，将问题分解为不同的组成因素，并按照因素间的相互关联影响以及隶属关系将因素按不同层次聚集组合，形成一个多层次的分析结构模型。 层次分析法的计算问题 ◎ 决策的概念狭义地说，决策指的是在几种行为方案中作出选择；广义地讲，决策还包括在作出最后选择前所进行的一切思维活动 内容 决策分析包括收集可行性方案、对未来进行预测、建立目标集、优化分析各种可行方案并给出结果等等，每个环节的工作都要依靠决策者和专家的知识、经验和胆识。 自然状态 （简称状态或条件） 是不依决策者主观意志为转移的客观环境条件 损益值 在不同的自然状态下相应的方案所产生的损失和效益状态 决策树中图形含义 ⑴ 以方框为决策点，圆圈表示状态点，小三角表示树的末端是损益值； ⑵ 由方框引出的树枝称为方案枝，每一个方案由一个树枝代表； ⑶ 由圆圈引出的树枝称为状态枝，每一个状态由一个树枝代表，在其旁边注明状态发生的概率； ⑷ 状态风险型决策 未来情况未知，但各种自然状态出现的概率已知，这种条件下的决策称为风险型决策，也称为随机型决策或统计型决策 不确定型决策 不确定型决策是虽然知道将有几种情况发生，但既不知道哪一种自然状态发生，也不知道自然状态发生的概率，在这种情况下，有几种决策准则，这些准则的应用，完全取决于决策者的经验和性格。 把每个备选方案的期望值计算出来，加以比较。如果决策目标是效益最大，则取期望值最大的备选方案；如果损益矩阵的元素是损失值，而且决策目标是使损失最小，则应选期望值最小的备选方案。 枝的末端，画上三角表示结束，并注明该状态在该方案下的损益值。 乐观准则 特点： 选择该准则的决策者对客观情况比较乐观，愿意争取一切获得最好结果的机会。 悲观准则 特点： 决策者对客观情况比较悲观，总是小心谨慎，从最坏结果着想，比较保守。 折中准则 （乐观系数准则） 特点： 对客观情况的态度介于乐观者和悲观者之间，主张从中平衡折中处理。 折中收益值=α×最大收益值+（1-α）×最小收益值 等可能性准则 特点： 假定各种自然状态出现的可能性相同，即赋予每种自然状态出现相等的概率。 后悔值准则 特点： 设每种自然状态的最高值为该状态的理想目标，将该状态中的其它值与最高值相减所得之差，称为后悔值，由后悔值构成的矩阵称为后悔值矩阵。后悔值准则是在决策中使未来的可能最大后悔值达到最小。 2 北京大学出版社出版图书◎ 基本信息书 名: 系统工程 作 者：王众托 出版社： 北京大学出版社 出版时间： 2010年04月 ISBN: 9787301170052 开本： 16开 定价: 29.00 元 ◎ 内容简介《系统工程》是普通高等教育“十一五”国家级规划教材之一，是一本简明的系统工程教材。《系统工程》的主旨是阐明系统工程的基本理念、方法论与方法，包括：系统的概念，系统工程的含义、任务和内容，系统思想，系统工程方法论，系统工程从需求分析、设计、实施到运行的全过程的工作内容和步骤，系统的建模、分析优化，评价与决策，以及复杂系统的概念等。《系统工程》可作为管理类相关专业的本科生与研究生的系统工程教材，以及更广泛的专业作为通识课程教材使用。全书以介绍理念和方法为主线，不强调数学工具的运用，使希望掌握系统工程基本概念的各专业学生，能通过学时较少的课程获得基本概念，同时也能使已经参加工作的广大技术人员、管理人员、领导干部和创业者通过自学掌握系统工程的基本思想，与自己的工作相结合而扩大自己的眼界，建立整体与全局思想。 ◎ 图书目录第一章 系统与系统工程 第二章 系统思想 第三章 系统工程的方法论和方法 第四章 系统工程过程 第五章 从需求的定义到系统的建构与集成 第六章 系统的工程实现 第七章 系统的建模 第八章 系统的分析与优化 第九章 实用评价方法 第十章 决策分析 第十一章 实际生活中的决策问题 第十二章 系统工程中的复杂系统与“系统的系统” …… 3 汪应洛主编图书◎ 基本信息系统工程第4版 书号： 12537A ISBN： 978-7-111-12537-2 作者： 汪应洛 西安交通大学 主编 印次： 4-8 责编： 曹俊玲 开本： 16(B5) 字数： 323 千字 定价： ￥26.00 所属丛书： 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 装订： 平 出版日期： 2010-08-13 ◎ 内容简介本书是在对第3版《系统工程》进行结构调整和内容更新的基础上编写而成的。全书共十章，主要内容包括：系统工程概述、系统工程理论、系统工程方法论、系统模型与模型化、系统仿真及系统动力学方法、系统评价方法、决策分析方法、柔性战略、技术创新和系统工程应用案例等。 本书系高等教育“十一五”国家级规划教材，适用于管理各专业的本科生、研究生教学，也可供其他相关学科，专业教学使用，或作为有关人员的培训教材和自学参考书。 4 严广乐主编图书◎ 基本信息系统工程 书号： 24630 ISBN： 978-7-111-24630-5 作者： 严广乐 印次： 1-1 责编： 张敬柱 开本： 16(B5) 字数： 434 千字 定价： ￥32.00 所属丛书： 21世纪普通高等教育规划教材 装订： 平 出版日期： 2008-09-08 ◎ 内容简介本书是上海市重点学科建设项目(T0502)的一个重要组成部分，其中包含了编写组成员20多年来在系统工程教学和科研方面的实践和研究成果。本书系统地介绍了系统工程的基本思想、原理和方法，并给出了若干实际应用案例。其内容涉及系统工程方法论、系统建模的功能方法、结构方法和历史方法、系统模拟、系统评价、系统优化、系统决策、系统预测以及系统分析的网络技术等，具有理论分析与实际应用相结合、定性分析与定量分析相结合、知识的宽度与深度相结合的特点。为方便教师授课，本书还配有相应的教学课件。 本书编写的宗旨是为管理科学专业、系统工程专业、系统分析与集成专业以及其他相关专业的本科生和研究生提供一本适用的教科书，为从事相关领域研究工作的研究人员提供一本实用的参考书。 5 5.机工版教材◎ 基本信息书 名:系统工程第2版 层 次：本科、高职高专 配 套：电子课件 作 者：杜瑞成 出版社： 机械工业出版社 出版时间：2011-02-12 ISBN:978-7-111-07300-0 开本： 16开 定价:￥32.0 ◎ 内容简介本书第2版根据系统工程的学科发展和教学实践，除保留了原书的结构外，在内容上对第1版进行了全面地修订，充实了大部分章节的内容，增加了模型的案例分析和计算机的运用，并被教育部评为“普通高等教育‘十一五’国家级规划教材”。主要内容有：系统与系统工程、系统分析与评价、线性规划、整数规划、目标规划、动态规划、存储论、图与网络分析、排队论、对策论、决策分析、预测技术等。本书内容突出了应用，力求深入浅出，以系统模型的建立和求解方法为主，在保持理论体系完整性的情况下，省略了许多不必要的数学推导并用大量篇幅介绍系统工程方法。本书可作为大学本科管理专业教材，也可供非系统工程专业师生和广大管理工作者及工程技术人员参考。本书配有多媒体课件，凡一次性购书30本以上者免费赠送一份多媒体课件。 ◎ 目录第1章 系统与系统工程 1.1 系统概述 1.2 系统工程及其发展趋势 1.3 系统工程的方法与步骤 复习思考题 第2章 系统分析与评价 2.1 系统分析概述 2.2 系统的模型化 2.3 系统分析实例——企业库存问题的系统分析 2.4 系统评价 复习思考题 第3章 线性规划 3.1 线性规划问题及其数学模型 3.2 线性规划问题的图解法 3.3 线性规划问题的标准形式及其解的概念 3.4 单纯形法 3.5 改进单纯形法 3.6 对偶单纯形法 3.7 灵敏度分析 3.8 运输问题 3.9 线性规划模型在柔性制造系统评价中的应用 复习思考题 第4章 整数规划 4.1 分枝定界法 4.2 O-1型整数规划隐枚举法 4.3 指派问题及其解法 复习思考题 第5章 目标规划 5.1 目标规划数学模型的建立 5.2 目标规划的图解法 5.3 目标规划的分层单纯形法 5.4 目标规划应用案例 复习思考题 第6章 动态规划 6.1 动态规划的基本原理和基本方程 6.2 机器负荷分配问题 6.3 资源分配问题 6.4 背包问题 6.5 多阶段生产安排问题 6.6 生产与存储问题 6.7 连续型动态规划问题 6.8 案例分析——动态规划在公交车调度中的应用 复习思考题 第7章 存储论 7.1 存储论的基本概念 7.2 确定型存储模型 7.3 随机性存储模型 7.4 带某些约束条件的多种物资联合订购的存储模型 7.5 应用案例——戴尔的库存管理 复习思考题 第8章 图与网络分析 8.1 图和网络的基本概念 8.2 树 8.3 最短路问题 8.4 网络最大流问题 8.5 最小费用最大流问题 8.6 中国邮路问题 8.7 网络计划技术 8.8 应用案例 复习思考题 第9章 排队论 第10章 对策论 第11章 决策分析 第12章 预测技术 附录 参考文献 |
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