系统工程 思考与练习题

第一章1、选择一个你所熟悉的系统问题说明：(1)系统的功能及其要素；(2)系统的环境及输入、输出；(3)系统的结构(最好用框图表达)；(4)系统的功能与结构、环境的关系。2、说明系统一般属性的含义，并据此归纳出若干系统思想或观点；3、管理系统有何特点?为什么说现代管理系统是典型的(大规模)复杂系统?4、请总结系统工程(学)的特点(结合第二、三章内容)。5、结合系统工程应用领域，说明系统工程在你所学专业领域的可能应用及其前景。第二章1.系统工程与系统科学的联系和区别是什么？2.控制论的两个基本观点及其意义。3.系统结构有哪些特点？4.简述控制论对系统工程方法论的启示。5.功能模拟法与传统模拟法的区别有哪些？6.信息概念的特点有哪些？7.申农信息熵与物理学中的熵有什么关系？8.信息方法论与传统方法的区别，以及信息方法的意义。9.简述一般系统论的产生背景及其基本观点。10.什么是耗散结构？形成耗散结构的条件有哪些？以及耗散结构理论的意义。11.协同学与耗散结构理论在研究上的区别有哪些？12.突变论较以往的数学理论有什么突破？其主要观点有哪些？13.复杂适应系统理论的基本思想是什么？14.钱学森提出的“开放的复杂巨系统”有哪几个方面的层次含义？第三章1.什么是霍尔三维结构?它有何特点?2.霍尔三维结构与切克兰德方法论有何异同点?3.什么是系统分析?它与系统工程关系如何?4.系统分析的要素有哪些?各自是何含义?5.你如何正确理解系统分析的程序?6.初步系统分析有何意义?如何做好这项工作?7.请通过一实例，说明应用系统分析的原理。8.请总结近年来系统工程方法论的新发展及其特点。第四章1.系统模型有哪些主要特征？模型化的本质和作用是什么？2.简述解释结构模型的特点、作用及适用范围。3.请依据下图建立可达矩阵。VVA0A0A0P1VVA00V0P2VVA000P3VV00AP4V000P5VV0P6V0P7VP8P94.已知下列可达矩阵,求结构模型。5.考虑一个三阶差分方程（所描述的线性定常系统）式中给定初始状态求k=1,2,3时的x(k)。第五章1、系统仿真在系统分析中起何作用?系统仿真方法的特点有哪些?2、SD的基本思想是什么?其反馈回路是怎样形成的?请举例加以说明。3、请分析说明SD与解释结构模型化技术、状态空间模型方法的关系及异同点。4、请举例说明SD结构模型的建模原理。5、SD为什么要引入专用函数?请说明各主要DYNAMO函数的作用及适用条件。6、如何理解SD在我国现实的社会经济和组织管理系统分析中更具有方法论意义?7、请用SD结构模型来描述学习型组织的一般机理。8、假设每月招工人数MHM和实际需要人数RM成比例，招工人员的速率方程是：MHM·KL=P*RM·K，请回答以下问题：(1)K和KL的含义是什么?(2)RM是什么变量?(3)MHM、P、RM的量纲是什么?(4)P的实际意义是什么?9、已知如下的部分DYNAMO方程：MT·K=MT·J+DT*(MH·JK-MCT·JK)，MCT·KL=MT·K/TT·K，TT·K=STT*TEC·K，ME·K=ME·J*DT*(MCT·JK-ML·JK)其中：MT表示培训中的人员(人)、MH表示招聘人员速率(人/月)、MCT表示人员培训速率(人/月)、TT表示培训时间、STT表示标准培训时间、TEC表示培训有效度、ME表示熟练人员(人)，ML表示人员脱离速率(人/月)。请画出对应的SD(程)图。10、高校的在校本科生和教师人数(S和T)是按一定的比例而相互增长的。已知某高校现有本科生10000名，且每年以SR的幅度增加，每一名教师可引起增加本科生的速率是1人/年。学校现有教师1500名，每个本科生可引起教师增加的速率(TR)是0.05人/年。请用SD模型分析该校未来几年的发展规模，要求：(1)画出因果关系图和流(程)图；(2)写出相应的DYNAMO方程；(3)列表对该校未来3～5年的在校本科生和教师人数进行仿真计算；(4)请问该问题能否用其它模型方法来分析?如何分析?11、某城市国营和集体服务网点的规模可用SD来研究。现给出描述该问题的DYNAMO方程及其变量说明。要求：(1)绘制相应的SD流(程)图(绘图时可不考虑仿真控制变量)；(2)说明其中的因果反馈回路及其性质。LS·K=S·J+DT*NS·JKNS=90RNS·KL=SD·K*P·K/(LENGTH-TIME·K)ASD·K=SE-SP·KCSE=2ASP·K=SR·K/P·KASR·K=SX+S·KCSX=60LP·K=P·J+DT*NP·JKNP=100RNP·KL=I*P·KCI=0.02其中：LENGTH为仿真终止时间、TIME为当前仿真时刻，均为仿真控制变量；S为个体服务网点数(个)、NS为年新增个体服务网点数(个/年)、SD为实际千人均服务网点与期望差(个/千人)、SE为期望的千人均网点数、SP为的千人均网点数(个/千人)、SX为非个体服务网点数(个)、SR为该城市实际拥有的服务网点数(个)、P为城市人口数(千人)、NP为年新增人口数(千人/年)、I为人口的年自然增长率。12、为研究新住宅对家俱销售的影响，考虑分房和家俱销售两个子系统。在分房子系统中，分房数量(FFL)的增加使分到新房的户数(XFS)增加，进而使未分房户数(WFS)减少。其中未分房户数还受到需住房总户数(XQS)的影响；分房数量与未分房户数成比例，比例系数记为分房系数(FFX)。在家俱销售子系统中，未买家俱新房户数(WMS)的增加使家俱销售量(XSL)成比例增加，比例系数记为销售系数(XSX)；销售量的增加又使得已买家俱户数(YMS)增加。假定在一定时期(如若干年)内，XQS、FFX和XSX保持不变。要求：(1)画出新住宅对家俱销售影响的因果关系图，并指出两个子系统各自回路的性质；(2)指出给定所有变量的类型，建立用SD研究该问题的结构模型；(3)写出该问题的SD数学模型，并就其中任一子系统，指出各方程的名称和作用(4)适当设定初值和常量，仿真计算3～5年后所有状态变量的数值；(5)分别画出两个子系统中状态变量随时间的响应趋势。13、根据以下说明，画出因果关系图、建立流图模型，并拟定变量名和适当数据，写出对应的DYNAMO方程(1)人口与经济增长城市就业机会多，是人口流入城市的原因之一。但迁入者不一定会马上在该地区得到许多就业机会，得知并取得就业需要一段时间。迁入人口的增加，促使城市产业扩大。而产业经济的扩大，形成附加的需要，这种需要更加增大了该地区的就业机会。(2)人口与土地使用人口增加，除了促进经济增长之外，还使住宅建设按照人口增长的速度发展。现在假定，可供产业和住宅用的土地是固定不变的。因此，住宅储备的增加，使可供产业扩大的用地减少。这样，一旦没有更多的土地可供使用，该地区的产业发展就受到抑制，劳动力需求减少，结果就业机会也就减少。潜在的移入者一旦知道就业机会减少，移入人口随之减少，地区人口就停止增长。14、请根据某产品销售速率、销售量及市场需求量的相互关系(假定销售速率与实际销售量成正比，比例系数与市场需求情况有关)，分别就以下两种市场状况，采用系统动力学或其他方法，建立预测和分析销售量变化的模型，并据此图示销售量随时间变化的轨迹(趋势)：(1)该产品由某企业独家经营，且市场远未饱和；(2)该产品的市场需求量已接近饱和。15、假定某商品的库存仅发生在生产厂家，且出厂价格(元/吨)取决于库存量。库存增加，价格下降；库存下降，价格上升，且价格是库存的非线性函数(见图a)，另外，销售率是价格的反比函数(见图b)。这里给出的价格取过去一季度的平均价格(建议采用具有三个月或一个季度延迟的指数平滑平均值)。由于厂家增加生产能力需较长时间，且固定成本较高，可以认为商品生产速率是一每月1000吨的常数。请建立描述该问题的SD结构模型和数学模型。第六章1、试述决策分析问题的类型及其相应的构成条件。2、管理决策分析的基本过程是怎样的?3、如何正确评价信息在决策分析中的作用?完全信息和抽样信息的价值是什么?4、如何识别决策者的效用函数?效用函数在决策分析中有何作用?5、请简述冲突分析方法的主要特点，它与对策论的关系如何?6、试比较冲突分析过程与系统分析一般程序的异同。7、对冲突事件背景的认识与描述应主要包括哪些内容?8、稳定性分析的基本思想是什么?9、你认为突分析模型是什么类型的模型?为什么?10、冲突分析方法的适用条件如何?有哪些功能?11、某种表公司拟生产一种低价手表，预计每块售价10元，有三种设计方案：方案Ⅰ需投资10万元，每块生产成本5元；方案Ⅱ需投资16万元，每块生产成本4元；方案Ⅲ需投资25万元，每块生产成本3元。估计该手表需求量有下面三种可能：E1——30000只，E2——120000只，E3——20000只(1)建立益损值矩阵，分别用悲观法、乐观法、等可能法和最小后悔值法决定应采用哪种方案?你认为哪种方法更为合理?(2)若已知市场需求量的概率分布为P(E1)=0.15、P(E2)=0.75、P(E3)=0.10，试用期望值法决定应采用哪种方案?(3)若有某部门愿意为该公司调查市场确切需要量，试问该公司最多愿意花费多少调查费用?12、某产品因工艺落后需改进，现有两种方案可采用，有关资料如下表所示。请问：(1)采用哪种方案较好?(2)具体收益是多少?(3)产量是否要增加?自然状态概率工艺不改进方案A成功概率0.8耗资10万方案B成功概率0.6耗资5万产量不变产量增加产量不变产量增加低价0.1-100-200-200-200-300现价0.5050500-250高价0.415015025020060013、某厂面临如下市场形势：估计市场销路好的概率为0.7，销路差的概率为0.3。若进行全面设备更新，销路好时收益为1200万元，销路差时亏损150万元。若不进行设备更新，则不论销路好坏均可稳获收益100万元。为避免决策的盲目性，可以先进行部分设备更新试验，预测新的市场信息。根据市场研究知，试验结果销路好的概率是0.8，销路差的概率是0.2；又试验结果销路好实际销路也好的概率是0.85，试验结果销路差实际销路好的概率为0.10。要求：(1)建立决策树；(2)计算通过进行部分设备更新获取信息的价值。14、有一海上油田招标，根据地震试验资料分析估计，找到大油田的概率为0.3，开采收益为20亿元；找到中油田的概率为0.4，开采收益10亿元；找到小油田的概率为0.2，开采收益为3亿元；油田无开采价值的概率为0.1。招标规定，开采前的勘探等费用要由中标者全部负担，预期需1.2亿元，开采后中标者利润分成30%。现有A、B、C三家公司，其效用函数分别为：UA(M)=(M+1.2)0.9-2，UB(M)=(M+1.2)0.8-2，UC(M)=(M+1.2)0.7-2。试用效用期望值法确定各公司是否投标。14、有一海上油田招标，根据地震试验资料分析估计，找到大油田的概率为0.3，开采收益为20亿元；找到中油田的概率为0.4，开采收益10亿元；找到小油田的概率为0.2，开采收益为3亿元；油田无开采价值的概率为0.1。招标规定，开采前的勘探等费用要由中标者全部负担，预期需1.2亿元，开采后中标者利润分成30%。现有A、B、C三家公司，其效用函数分别为：UA(M)=(M+1.2)0.9-2UB(M)=(M+1.2)0.8-2UC(M)=(M+1.2)0.7-2试用效用期望值法确定各公司是否投标。15、某地区计划在一山谷修筑成本为500万元的水坝。为了保护水坝，需要有独立的溢洪道。为此管委会要确定是建设成本为300万元的大溢洪道还是200万元的小溢洪道。按历史资料，估计在水坝使用期间有一次或一次以上洪水发生的概率为0.25，有一次或一次以上特大洪水发生的概率为0.10，两种溢洪道在两种洪水时损坏的概率估计如下：洪水大洪水损坏安全损坏安全大溢洪道0.050.950.100.90小溢洪道0.100.900.250.75若溢洪道损坏，则水坝被破坏，其修复费用与坝的原价相同，还要