第6章-系统评价

系统工程SystemsEngineering2020/4/23北京物资学院信息学院1本章主要内容2020/4/23北京物资学院信息学院26.1概述6.2系统评价的理论和方法6.3费用—效益分析6.4层次分析法6.5模糊评价法第6章系统评价2020/4/23北京物资学院信息学院36.1概述6.2系统评价的理论和方法6.3费用—效益分析6.4层次分析法6.5模糊评价法6.1概述系统评价就是根据预定的系统目的，在系统分析的基础上，就系统设计所能满足需要的程度和占用的资源进行评审和选择，选择出技术上先进、经济上合理、实施上可行的最优或满意的方案。2020/4/23北京物资学院信息学院46.1概述6.1.1系统评价的基本概念评价是指按照明确目标测定对象的属性，并把它变成主观效用（满足主体要求的程度）的行为，即明确价值的过程。系统评价就是评定系统可行方案的价值。2020/4/23北京物资学院信息学院56.1概述系统的价值系统的价值是一个综合的概念，指系统的效果或目标能达到的程度。一般有如下两方面的特点1.相对性这是由于系统总是存在于一定的环境条件下，而价值概念也只有在一定的条件下才有意义，也就是说价值都是相对的。2.是可分性系统价值包括许多组成要素（或称价值要素），它们共同决定着系统的总价值。2020/4/23北京物资学院信息学院6系统评价的任务系统评价是方案选优和决策的基础，评价的好坏直接影响决策的正确性。一般来说，系统评价承担着以下几个方面的任务：（1）对系统运行现状的评价。（2）对方案可能产生的后果和影响的评价。（3）对方案开始后的跟踪评价及决策完成后回顾评价。2020/4/23北京物资学院信息学院76.1概述6.1概述6.1.2系统评价的复杂性1．评价复杂性（1）由于系统的结构各不相同，且系统的目的也不相同，因此评价的因素与方法也不可能相同，这给系统的评价带来了很大的困难。（2）要评价一个系统或某一方案的优劣，要从很多利弊的评价因素综合考虑，选择评价因素又直接关系到系统评价的结果。2020/4/23北京物资学院信息学院8（3）一旦确定了系统的评价因素之后，由于许多评价因素是无法进行定量分析的，但是怎样把一些定性的因素与定量的因素统一到同一个评价的尺度上，这是系统评价成功的关键。（4）不同的方案可能各有所长，难以取舍，且指标越多，问题就越复杂，方案也就越难定夺。2020/4/23北京物资学院信息学院96.1概述2．评价关注点在进行系统评价时，要注意以下两个方面：（1）正确、合理地选择评价因素衡量一个系统或者一个可行方案的优劣要有一组评价标准，而评价标准要以评价指标作为基准。基本上是按照性能（Performance）、费用（Cost）、时间（Schedule）三大类来考虑的。2020/4/23北京物资学院信息学院106.1概述（2）系统评价指标的“价值”化系统评价指标确定后，对各评价指标要统一在同一的评价尺度上，这就是系统评价指标的“价值”化。对一个系统或一个方案进行评价时，要把各评价指标统一到同一标准尺度上，然后才能进行互相比较，特别是一些定性分析的评价指标，这一点尤为重要。2020/4/23北京物资学院信息学院116.1概述6.1.3系统评价、系统分析以及系统决策的关系2020/4/23北京物资学院信息学院12选取指标指标体系指标量化系统目标、功能技术因素人文因素系统方案已有系统分析结果系统决策方案实施评价结果系统决策系统改进6.1概述6.1.4系统评价的思想与原则1.评价思想（1）综合评价思想（2）经济利益思想（3）规划思想2020/4/23北京物资学院信息学院136.1概述2．评价原则（1）保证评价的客观性（2）保证方案的可比性（3）评价指标要成体系（4）评价方法和手段的综合性2020/4/23北京物资学院信息学院146.1概述6.1.5系统评价的内容在系统评价过程中，首先要熟悉方案和确定方案指标。根据熟悉方案的情况，结合评价指标，应用适当的方法，先进行单项评价，再作综合评价，从而找出最优方案。系统评价可以分阶段进行，特别是对复杂大系统的开发，各个重要环节都要做出评价，以确定目标是否合理。2020/4/23北京物资学院信息学院156.1概述系统评价包含以下几个方面的内容1．系统结构评价（1）系统结构分析系统结构分析的目的是要弄清和理顺系统结构组成要素之间的关系，以便进行分析和评价。（2）参照标准结构评价为了对系统结构的合理性进行评价，必须有一个评判标准，用来作为评价现实系统的参照系，然后对现实系统进行比较评价，从而得出系统构成结构的优劣。（3）系统结构稳定性评价任何系统都会受到来自环境的种种干扰，使系统运行状态发生变化。2020/4/23北京物资学院信息学院166.1概述2．“系统—环境”影响的评价（1）“系统—环境”影响的识别。找出所有“系统—环境”影响关系，并分析清楚其主次关系，弄清各种关系的轻重缓急及其影响的状况。（2）系统的环境适应性评价。系统的环境适应性是系统的运行特征之一，对其评价必须基于对环境发展趋势的把握和对系统结构性能的了解。2020/4/23北京物资学院信息学院176.1概述一般情况下，系统与环境的关系有如下四种：1）系统运行对环境具有改造性。2）系统能适应环境的变化。3）系统对环境起消极作用。4）系统的运行不适应环境的变化，而且对环境起破坏作用。2020/4/23北京物资学院信息学院186.1概述3．系统“输入—输出—反馈”的评价系统输入和输出的外部特征和基本表现，体现了系统的转换机能。反馈是系统调节机制灵敏性和有效性的表现。（1）系统的输入、输出指标评价。一般都是用输入与输出之间的比值来反映系统的转换机能，即系统的有效性。对系统的动态性评价，可考虑进行系统反馈性能评价。（2）系统反馈性能评价。反馈是系统动态性能的表现，它作用于系统的输入并通过系统的转换机制影响系统的输出。2020/4/23北京物资学院信息学院196.1概述4．系统综合评价综合评价所要解决的问题是如何把上述对系统各方面的评价综合起来，向决策者提供清晰地评价结论。2020/4/23北京物资学院信息学院206.1概述6.1.6系统评价的步骤系统评价的步骤是有效地进行评价的保证，它一般包括以下几项：（1）对各个评价方案做出简要说明，使方案的特点清晰明了，便于评价人员掌握；（2）确定由所有单项和大类指标组成的评价指标体系；（3）确定各大类及单项评价指标的权重，并从整体上调整；（4）进行单项评价，查明各项评价指标的实现程度（5）进行综合评价，综合各大类指标的价值和系统整体价值。2020/4/23北京物资学院信息学院216.1概述6.1.7系统评价指标体系1．评价指标体系的概念这个指标体系必须将被评对象的相互关系、相互制约的复杂因素之间的关系层次化、条理化，并能区分它们各自对评价目标影响的重要程度，以及对那些只能定性评价的因素进行恰当的方便的量化处理。系统评价的指标体系是由若干个单项评价指标所组成的整体，它反映了系统所要解决问题的各项目标要求。2020/4/23北京物资学院信息学院226.1概述指标体系通常可考虑如下方面：（1）政策性指标。包括政府的方针、政策、法令、法律及发展规划等方面的要求，它对国防或国计民生方面的重大项目或大型系统尤为重要。（2）技术性指标。包括产品的性能、寿命、可靠性、安全性等，工程项目的地质条件、设备、设施、建筑物、运输等技术指标要求。（3）经济性指标。包括方案成本、利润和税金、投资额、流动资金占有量、回收期、建设周期等。2020/4/23北京物资学院信息学院236.1概述（4）社会性指标。包括社会福利、社会节约、综合发展、就业机会、污染、生态环境等。（5）资源性指标。包括人、财、物等资源的保证程度。如工程项目中的物质、人力、能源、水源、土地条件等。（6）时间性指标。如工程进度、时间节约、试制周期等。以上考虑的是大类指标，每一个大类指标又可以包含许多小类指标。每一个具体指标可能由几个指标综合反映，这样形成了指标树，由这个指标树就构成了系统评价指标体系。2020/4/23北京物资学院信息学院246.1概述2．确定评价体系时应遵循以下基本原则（1）系统性原则。指标体系应能全面地反映被评价对象的综合情况，从中抓住主要因素，既能反映直接效果，又能反映间接效果。以保证综合评价的全面性和可信性。（2）可测性原则。指标含义明确，数据资料收集方便，计算简单，易于掌握。（3）定量指标与定性指标结合使用原则。既可使评价具有客观性，便于数学模型处理，又可弥补单纯定量评价的不足及数据本身存在的某些缺陷。2020/4/23北京物资学院信息学院256.1概述（4）绝对量指标与相对量指标结合使用原则。（5）指标之间应尽可能避免显见的包含关系，对隐含的相关关系要在模型中以适当的方法消除。（6）指标的选择要保持同趋势化，以保证可比性。（7）指标设计要有重点。重要方面的指标可放置的密些、细些；次要方面的指标可放置的稀些、粗些，以简化工作。（8）指标要有层次性，为衡量方案的效果和确定指标的权重提供方便。2020/4/23北京物资学院信息学院266.1概述3．评价时的矛盾处理（1）评价的有效性和评价的简便性相矛盾。应在满足有效性的前提下，尽可能使评价简便。（2）指标的系统性与指标的可测性相矛盾。指标体系需要包括各个方面的因素，而有些指标不易获得和不易测度。（3）指标的精确性与指标的可信度问题。评价应尽可能精确，但有些指标当时不能做到很精确，这样与其为了追求精确而假设数据。2020/4/23北京物资学院信息学院276.1概述第6章系统评价2020/4/23北京物资学院信息学院286.1概述6.2系统评价的理论和方法6.3费用—效益分析6.4层次分析法6.5模糊评价法有关系统评价的理论和方法，归纳起来大致可以分三类：1.以数理为基础的理论它运用数学理论和解析方法对评价系统进行严密的定量描述和计算。2.以统计为主的理论和方法通过统计数据来建立只能凭感觉而不能测量的评价项目的评价模型。3.重现决策支持的方法研究如何才能比较容易地决定与目标一致的人类行为。目前常用的计算机系统仿真技术就是这一类的有效方法。2020/4/23北京物资学院信息学院296.2系统评价的理论和方法6.2.1评价理论1．效用理论最早科学地提出评价问题的是冯·纽曼（VonNewmann）的效用理论。效用理论就是用数学方法来描述效用与效用函数的关系效用理论本身是以评价主体个人的价值观为基础而建立起来的数学理论。2020/4/23北京物资学院信息学院306.2系统评价的理论和方法2．确定性理论主要是用统计的方法使评价数量化，这时需要收集足够数量的、同质的数据，同时要有能看透问题本质的敏锐眼力。在确认使用统计方法的妥当性和有效性后，收集适当数据，以统计方法确认假定，并在数据通过检验后，能够在一定程度上建立起数量化的评价模型，进行属性评价或综合评价。2020/4/23北京物资学院信息学院316.2系统评价的理论和方法3．不确定性理论含有不确定因素的决策问题已经掌握事件发生的概率，则可以用期望值作为评价函数，以便作为确定性问题来处理。可凭借专家的经验和直观判断，以及以往发生的概率，对事件发生的可能性作出定量估计。2020/4/23北京物资学院信息学院326.2系统评价的理论和方法4．非精确理论考虑到认识的模糊性进行这种评价时，需要应用模糊集（FuzzySet）理论。5．最优化理论评价对象的数学模型本身也可能成为评价函数。2020/4/23北京物资学院信息学院336.2系统评价的理论和方法6.2.2评价方法1．费用—效益分析这是系统评价的经典方法之一。美国政府部门将费用—效益分析（CostBenefitAnalysis）作为评价政策的工具，始于1902年的“河川江湾法”。要求所投资的工程项目给社会提供财富和服务的价值效益，必须超过其费用，作为工程项目投资合理性的依据。经济观点考虑效益－－社会观点考虑效益2020/4/23北京物资学院信息学院346.2系统评价的理论和方法2．关联矩阵法关联矩阵法就是