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。企业必须经常了解同类型企业的经营动向、有关行业的发展状态、国内外市场的需求等环境的变化，在此基础上研究企业的经营策略，以适应环境的变化。3．系统工程：就是指要依据系统的观点，运用处理工程技术问题的方法，进行系统的规划、设计、建造、运行和维护的组织管理，以求系统与环境的协调和系统整体长期运行的最佳效果。4．系统工程的特点：（1）系统工程不同于机械工程、电子工程、化学工程、水利工程等。它不以某一专门的技术领域为对象，而是跨越各专业领域，研究各行各业中系统的开发、运用等问题。（2）系统工程不仅涉及工程系统，而且涉及社会经济、环境生态等非工程系统；不仅涉及技术因素，而且涉及经济、社会甚至心理因素；它的对象和应用不仅涉及自然科学和技术科学，而且涉及社会科学。在自然科学和社会科学之间架设了一座沟通的桥梁。（3）系统工程中的概念和原则是最本质的东西，数学方法和工具是为概念和原则的实际应用服务的。（4）系统工程从各门学科中吸收了许多有用的知识和工具，并且在解决自己的问题中综合运用这些工具。5．系统工程内容体系：思想体系，步骤体系，方法体系。6．系统工程产生的背景：社会实践基础，组织管理技术基础，理论基础，物质（技术手段）基础。7．系统工程的应用：市场营销：广告预算、媒介的选择、竞争性定价、新产品开发。生产计划：在总体计划方面主要是从总体上确定生产、存储和劳动力的配合等计划以适应波动的需求。库存管理：库存理论与计算机的物资管理信息系统相结合，如：MRP、MRPⅡ、ERP。运输问题。财政和会计：统计分析、数学规划、决策分析、盈亏平衡分析价值分析法。人事管理：获得和需求估计、教育训练、指派问题、人员合理利用问题、人才评价、工资和津贴的确定等。设备维修，工程的优化设计，计算机和信息系统，城市管理等。（一般掌握）对于一个国家来说，可以在5个层次上应用系统工程：宏观的国家整体层次上，部门系统分析，地区系统分析，企业的系统分析，一项工程的系统分析。8．系统论的观点：一般性，相关性，整体性，层次性。第二章1．系统概念的五个基本要素：功能（Function），是指系统将一定的输入转换为一定的输出的能力。组元（Component），是指组成系统的成分；作为系统概念要素的“组成”一词，是指系统组元的集合，每个系统都有两个以上的组元。结构（Structure），是指系统的诸要素之间在时间、空间、数量的比例等方面的一定关系。运行（Operation），在结构的基础上决定运转组元的实际活动，从而决定流动组元的实际变换与流通的机制环境（Environment），由系统功能的定义，必然有与它相互作用的外界，这个客观存在的与系统有着密切联系的外界就是系统的环境。2．系统的分类（四种分类）①自然系统是由自然过程产生的系统，如：生态链系统、水循环系统。人造系统是人们为达到某个目的，按属性和相互关系将有关部件（或元素）组合而成的系统。②静态系统是指有结构而无活动，系统的状态不随时间的变化而变化的系统。动态系统是指系统的状态随时间而变化的系统。③开环系统是指系统的输入影响着系统的输出，而系统的输出对系统的输入和控制作用不存在任何影响。闭环系统即反馈系统是指输入影响着输出，同时输出又对输入和控制作用存在着直接或间接影响的系统④封闭系统是指系统与环境之间没有物质、能量和信息的交换，由系统的界限将环境与系统隔开，因而呈一种封闭状态。开放系统是指系统与环境之间具有物质、能量和信息的交换的系统。⑤物理系统、事理系统和生物系统事理系统是有人参加的，且人通过主观能动性的发挥可以影响其运行与变化的系统。（事理系统的特征：有人作为主体，从而表现出很强的信息加工处理能力，特别是可以加工并输出主观信息。）物理系统是没有人作为主体的系统自身不具有主动的获取并加工处理信息的能力，因此不能对外界做出主动反应。生物系统：介于物理系统与事理系统之间，一般不能进行主观信息的加工处理，但能够对环境的刺激作出主观反应，并因此表现出一定的信息获取与加工处理能力。3．开环系统的特点（1）开环系统是沿着时间坐标轴单向运行的系统，在系统中，稳定性不是重要的问题。（2）在不存在干扰的情况下，系统实现目标的程度主要取决于原设计的精度。（3）为了实现系统的目标，在系统的运行中，系统各个组成部分的参数不能发生随机变化。（4）在外部干扰对系统有较大的影响时，系统输出将会远远偏离希望值，系统将不能正常运行。（5）相对来说，开环系统比较简单，比较容易分析。注意：有些开环系统会存在若干问题，比如：不完善的生产管理系统。解决：加反馈环节4．反馈系统（闭环系统）的特点（1）反馈系统具有闭合形式的环或回路形结构，在系统中传输的信号具有双向运行特性，即在系统中存在从系统输入端流向输出端的信号，同时也有从系统输出端流向输入端的反馈信号。（2）反馈系统对外部干扰和内部参数的变化产生的影响不敏感，当外部干扰和内部参数变化比较大时，反馈系统能够通过自身调节减小上述变化对系统行为的影响。（3）在反馈系统中始终存在稳定性的问题，如果系统设计得不合理，系统有可能不能正常运行。（4）反馈系统相对于开环系统来说是十分复杂的，系统的控制作用是与前时刻的系统状态有关的。因此反馈系统的分析也更困难。（5）在实际中的正负反馈系统会在某些因素的作用下发生向对方的转化，即正反馈系统和负反馈系统在实际运行中不是永远不变的，它们的存在都是有一定条件的。5．反馈系统的分类在实际中，一般根据反馈作用的性质将反馈系统分成正反馈系统和负反馈系统。负反馈系统是指反馈的结果将减小系统输出和输入之间的偏差，使系统的目标得以实现的系统。正反馈系统是指反馈的结果有利于加强输入信号的作用，使系统产生一个持续增长或持续下降的过程的系统。7．负反馈系统的作用：当由于某种原因被控对象偏离既定目标或预定轨道时,控制者通过获取这种信息并选择减少偏离的控制作用，以使系统状态回到既定目标或预定轨道.负反馈的作用:消除干扰,使系统保持稳定运行状态8．系统功能原理：观点一：组成对系统功能的影响，首先是通过结构，最后通过运行表现出来的。观点二：组成在一定程度上决定了系统的结构。但是，组成并不能把结构唯一确定，也就是说，组成相同，系统的结构也可能不同。（如，石墨和金刚石）观点三：结构赋予组元以特定的形式相结合，并决定了每一组元在特定的环境条件下工作。观点四：系统功能、结构、运行亦会对组元组成产生反向影响。观点五：组成或组元对环境的影响是通过结构、运行，进而系统整体功能发生作用的。环境决定了系统可能的输入与输出，因而在相当大的程度上决定了系统的流动组元成分。9．整体性原理：系统整体功能并不等于其所有子系统功能的简单加和，整体功能可能大于或小于子系统同类功能之和，系统还可能具有子系统都不具有的新的功能，当然也有可能系统做为整体失去了子系统的某些功能。系统整体功能与子系统功能之间的这一关系被称为整体性原理。（结构与功能、环境之间的关系1+1≠2）10．从结构与运行的基本关系可以引伸出两个重要论断：（1）在结构确定的情况下，改善系统的运行能够增进系统的功能。（2）运行是在结构的基础上发挥作用的，这就使得系统结构上存在的弊端不可能由运行优化取得根本的、完全的、持久的补偿。11．系统性能的评价四原则：（1）目标明确：每个系统都是为某一目标而运动的（2）结构清晰、合理：信息流、物流通畅（3）联系清楚：内部联系清楚，这种联系是通过定义清楚的接口实现的。（4）可控可观：可观：可以观测系统的运行情况；可控：可以控制系统的行为第三章1．目标确定的原则:正确性；系统性；可行性；先进性；明确性、具体化。2．系统设定（构模）方法：直接分析法，类比法，数据分析法，试验分析法，想定（构想）法。3．方案设定特性：强壮性：在受到干扰的情况下继续维持正常结果的程度。适应性：目标经过修正的情况下原来的方案仍能适用。可靠性：系统在任何时候正常工作的可能性。可操作性：方案实施的可能性第四章1．系统工程方法论：(兰德公司)系统分析方法论，(Hall)硬系统工程方法论，软系统工程方法论，从定性到定量的综合集成方法论。2．应系统方法论的三个维度：时间维，逻辑维，知识维。3．软硬系统工程方法论比较硬系统工程方法论软系统工程方法论处理对象技术系统、人造系统有人参与的系统处理问题明确、良结构不明确、不良结构处理方法定量模型、定量方法概念模型、定性方法价值观一元的，要求优化，有明确的好效果（系统）出现多元的，满意解，系统有好的变化或者从中学到了某些东西4．开放复杂巨系统是指：（1）系统与子系统分别与外界有各种各样的能量、信息或物质的交换，而且通过学习互相取得知识；（2）系统内部结构复杂，不仅要用定量模型，而且要用定性模型，各个子系统的知识表达不同，获取知识方式也各有不同，系统中的结构随着情况变化会不断演变；（3）子系统数量巨大。第五章1．决策：是指为了实现同一目标，从多个互相可以替代的可行方案中，选定一个理想的或满意的方案。从系统工程的观点说，所谓决策就是根据系统的状态选取可能的策略，并对这些策略所产生的后果进行综合研究，以便按照某种衡量准则选择一个最优策略。2．决策的特点（1）多目标。在复杂的问题中，决策者关心的目标很多，这些目标往往是互相冲突或矛盾的。（2）时间延续性。重要问题的决策，其影响往往要延续若干年。（3）模糊性。决策中常常有一些模糊的因素，如某种设计外形是否美观、颜色是否满意等，多采用“很好、一般、较差”等这样一些含糊不清的概念来描述。（4）不确定性。自然状态存在不确定性。决策者在某个时刻选择一个方案，每个方案又会出现不同的结果，各种结果的出现具有随机性。（5）信息样本的必要性。需要收集信息样本来帮助选定方案，否则选定的方案是不可靠的，如市场预测的信息是制定生产计划的依据；必要的地质资料是决定在某地区进行矿藏钻探的依据。3．决策的分类（一般掌握）（1）按照决策目标的影响程度，分为战略决策、战术决策和作业决策三个等级。（2）按照决策问题的结构化程度，分为结构化决策、半结构化决策和非结构化决策。结构化决策是例行常规、可重复性的决策，有规律可循，可预先