系统工程的概念

系统工程导论自动化0902第一小组姓名学号任务王磊090610201PPT讲解何亚利090610203搜集资料、PPT制作李倩090610204搜集资料、PPT制作崔晓红090610205搜集资料、PPT制作系统工程的概念系统工程是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。系统工程的特点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。举例说明举例一：在复杂的工程技术工作当中，比如说，在发射人造卫星、研究原子弹、氢弹这些很复杂的科学技术工作当中，一个工程师，或者一个总工程师加上几个副总工程师,已经不能够应付局面,已经不能够抓总复杂体系的设计工作了，必须要有一个在我们的工作当中，称之为总体设计部的部门。这个部门不是几个人，也不是十几个人，常常是几百人，甚至于近千人的组织。这样一个组织来抓总复杂系统的设计工作，这是现代科学技术里面复杂的大工程所必需的。举例二：作为个体劳动者的一位泥瓦匠造一所简单房子，首先他要搞到材料，要选定一个可行的方案，然后再进行建造。在他动手建造以前，当然在他脑予里头已经有要盖的这个房子的形象了。要盖这个房子，先怎么办，后又怎么办，他也有一个方案。在整个建造过程当中，他既是构想这所房子的结构设计师,又是从每一个局部来实现房子的建造工人。他既是管理工作者，也是劳动者．两者是合一的。系统工程未来的发展方向系统工程在理论上和实际应用中取得了很大的成就，引起了人们的高度重视，目前系统工程的发展趋势主要在下面几个方面：1.系统工程作为一门交叉学科，日益向多学科渗透和交叉发展。由于自然科学与社会科学的相互渗透日益深化，为了使科学技术、经济、社会协调发展，需要社会学、经济学、系统科学、数学、计算机科学与各门技术科学的综合应用。由于社会经济系统的规模日益庞大，影响决策的因素越来越复杂，在决策过程中有许多不确定的因素要考虑。因此，现代决策理论中不仅要应用数学方法，还要应用心理学和行为科学，同时还需要广泛应用计算机这个现代工具，形成决策支持系统和以计算机为核心的决策专家系统由于现代管理科学的发展日益依靠现代计算机科学和通信技术，从而形成了各种管理信息系统和远距离通信网络系统。2.系统工程作为一门软科学，日益受到人们的重视。系统工程的研究对象往往可以分为“硬系统”和“软系统”两类。所谓硬系统一般是偏工程、物理型的，它们的机理比较清楚，因而比较容易用数学模型来描述，有较多的定量方法可以计算出系统的最优解。这种硬系统虽然结构良好，但常常由于计算复杂，计算费用昂贵，有时不得不采取一些软方法处理，如人-机对话方法、启发式方法等，引入人的经验判断，使复杂的问题得以简化。所谓软系统一般是偏社会、经济的系统，它们的机理比较模糊，完全用数学模型来描述比较困难需要用定量与定性相结合的方法处理。其一个主要特点就是在系统中加入了人的因素，吸收人的智慧与直觉。当然，为了求解方便，软系统也可以用近似的硬系统来代替。这种软系统的“硬化”处理，首先是把某些定性的问题定量化，然后采取定量为主、定性为副的方法来处理。3.系统工程的应用领域日益扩大，进而推动系统工程理论和方法不断发展与完善，近年来，模糊决策理论、多目标决策和风险决策的理论与方法、智能化决策支持系统、系统动力学、层次分析法、情景分析法、冲突分析、柔性系统分析、计算机决策支持系统、计算机决策专家系统等方法层出不穷，展示了系统工程广阔的发展远景。国内外学术界和工程界对系统的不同定义国内外学术界和工程界对系统工程的不同定义1.为实现规定功能以达到某一目标而构成的相互关联的一个集合体或装置(部件)。——全国科学技术名词审定委员会2.系统是相互联系相互作用的诸元素的综合体。——一般系统论创始人贝塔朗菲这个定义强调元素间的相互作用以及系统对元素的整合作用，其还指出了系统的三个特性：一、多元性；二、相关性；三整体性。3.由若干要素以一定结构形式联结构成的具有某种功能的有机整体。在这个定义中包括了系统、要素、结构、功能四个概念，表明了要素与要素、要素与系统、系统与环境三方面的关系。——一般系统论4.系统是一个动态和复杂的整体，相互作用结构和功能的单位。5.系统是能量、物质、信息流不同要素所构成。6.系统往往由寻求平衡的实体构成，并显示出震荡、混沌或指数行为。7.一个整体系统是任何相互依存的集或群暂时的互动部分。我们组认为第7种概念描述比较合理。因为“部分”又是由系统本身和其他部分所组成，这个系统又同时是构成其他系统的部分或“子整体”。既归纳了系统的一般特征，又引入了时空与动态观念，也就是说任何系统都不是永恒的，是暂时的、动态的。系统是多种多样的，可以根据不同的原则和情况来划分系统的类型。按人类干预的情况可划分自然系统、人工系统；按学科领域就可分成自然系统、社会系统和思维系统；按范围划妥则有宏观系统、微观系统；按与环境的关系划分就有开放系统、封闭系统、孤立系统；按状态划分就有平衡系统、非平衡系统、近平衡系统、远平衡系统等等。此个还有大系统、小系统的相对区别。国内外学术界和工程界对系统的不同定义国内外学术界和工程界对系统工程的不同定义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。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。系统工程的应用及作用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。谢谢大家！