第三章：系统工程方法论16145.pptx

系统工程系统工程（Systems Engineering,SE）现代管理的系统思维与系统分析方法现代管理的系统思维与系统分析方法西安交通大学管理学院西安交通大学管理学院袁治平袁治平 第三章 系统工程方法论第一节：系统工程基本工作过程第二节：系统分析原理与应用第三节：对系统工程方法论的新探索第三章 系统工程方法论一、霍尔三维结构 1.时间维(T)2.逻辑维(L)3.知识维(K)或专业维(P)第一节 系统工程基本工作过程 霍尔三维结构霍尔三维结构A.D.Hall,1969 SE活动矩阵：活动矩阵：T-L知识维（知识维（K K）运筹学控制论社会科学工程技术逻辑维（逻辑维（L）规划阶段设计阶段分析阶段运筹阶段实施阶段运行阶段更新阶段时间维时间维(T)摆明问题系统设计方案综合模型化实施计划决策最优化二、切克兰德方法论 “软系统工程方法论”问题及其环境的问题及其环境的 识别与表达识别与表达建立概念模型建立概念模型(目标系统概念化目标系统概念化)根底根底定义定义比较比较寻求改善途径寻求改善途径选择选择设计设计实施实施评估评估三、两种方法论的比较 霍尔三维结构与切克兰德方法论均为系统工程方法论，均以问题为起点，均具有相应的逻辑过程。在此基础上，两种方法论主要存在以下不同点：(1)霍尔三维结构主要以工程系统为研究对象，而切克兰德方法更适合于对社会经济和经营管理等“软”系统问题的研究。(2)前者的核心内容是优化分析，而后者的核心内容是比较学习。(3)前者更多关注定量分析方法，而后者比较强调定性或定性与定量有机结合的基本方法。第三章:系统工程方法论第二节 系统分析原理及应用1.1.系统分析概念系统分析概念 系统分析（系统分析（SASA）是在对系统问题现状及目标是在对系统问题现状及目标充分挖掘的基础上，运用建模及预测、优化、仿充分挖掘的基础上，运用建模及预测、优化、仿真、评价等方法，对系统的有关方面进行定性与真、评价等方法，对系统的有关方面进行定性与定量相结合的分析，为决策者选择满意的系统方定量相结合的分析，为决策者选择满意的系统方案提供决策依据的分析研究过程。案提供决策依据的分析研究过程。SASA是是SESE的核心内容、分析过程和基本方法。的核心内容、分析过程和基本方法。问题问题 目的及目标目的及目标 方案方案 模型（结构、数学、仿真）模型（结构、数学、仿真）评价评价 决策者决策者SASA要素：要素：2 2SASA程序程序 认识认识问题问题探寻探寻目标目标综合综合方案方案模型模型化化优化或优化或仿真仿真分析分析系统系统评价评价决策决策（分析）（分析）NY SASA程程序序图图是是SASA的的一一般般过过程程，也也为为全全课课程程提提供供了了基基本本的的逻逻辑辑框框架架，因因而而十十分分重重要要。在在对对其其理理解解和和应应用上应注意以下各点：用上应注意以下各点：重视做好初步重视做好初步SA.5W1H(What/Why/WhoSA.5W1H(What/Why/Who/Where/When/How)Where/When/How)方法是做好这段工作的基本线索。方法是做好这段工作的基本线索。在在规规范范分分析析中中一一般般需需（或或尽尽可可应应）建建立立结结构构模模型型、数数学学模型或仿真模型。模型或仿真模型。每每段段结结束束后后系系统统方方案案的的变变化化轨轨迹迹是是：可可行行方方案案非非劣劣方方案案经排序的非劣方案（或称选择性方案）。经排序的非劣方案（或称选择性方案）。环环境境分分析析贯贯穿穿SASA全全过过程程，在在SASA中中是是十十分分重重要要和和必必不不可可少少的。的。在在管管理理应应用用SASA过过程程中中，并并不不一一定定要要（或或能能）遍遍历历并并完完成成每一个具体过程。每一个具体过程。3 3、SASA的特点及原则的特点及原则（1 1）坚持问题导向）坚持问题导向（2 2）以整体为目标）以整体为目标（3 3）多方案模型分析和选优）多方案模型分析和选优（4 4）定量分析与定性分析相结合）定量分析与定性分析相结合（5 5）多次反复进行）多次反复进行4 4、应用实例、应用实例 某厂外购玻壳进厂入库搬运路线的系统分析 南站台玻壳库外购玻壳原运输流程：用火车运至南站台；用吊车将集装箱卸至南站台；打开集装箱；用叉车托起玻壳箱；运至卡车；用叉车装至卡车；卡车运至玻壳库约500米；叉车卸货；叉车运输；堆垛。化工库成品库523526工段206库油库528房图34 玻壳供应物流流程图 第三章:系统工程方法论第三节 对系统工程方法论的新探索 系统工程方法论一直是系统工程研究开发及应用的重要内容，近10余年来不断有所创新和发展，并日益引起大家的高度重视。以霍尔、切克兰德等方法论及系统分析方法为基础，以东方文化与西方文明等多方面的结合为重要特征，对系统工程方法论的研究与应用在国内外取得了不少新的成果，值得关注。中国科学家钱学森等针对开放复杂巨系统问题，于20世纪90年代初提出了从定性到定量的综合集成系统方法论。该方法论以对社会系统、人体系统、地理系统等三类复杂巨系统的研究实践为基础，形成一个整体，其主要特点是：(1)根据开放的复杂巨系统的复杂机制和变量众多的特点，把定性研究与定量研究有机地结合起来，从多方面的定性认识上升到定量认识；(2)按照人机结合的特点，将专家群体(各种有关专家)、数据和各种信息与计算机技术有机结合起来；(3)由于系统的复杂性，把科学理论与经验知识结合起来，把人对客观事物的各种知识综合、集成起来，力求问题的有效解决；(4)根据系统思想，把多种学科结合起来进行研究；(5)根据复杂巨系统的层次结构，把宏观研究与微观等研究统一起来；(6)强调对知识工程及数据挖掘技术等的应用。该方法论在社会经济系统工程等领域已得到了成功应用。在中国科学家钱学森、许国志及美国华裔专家李耀滋等人的工作基础上，中国系统工程专家顾基发和英国华裔专家朱志昌于90年代中期提出了物理事理人理(WSR)系统方法论。物理主要涉及物质运动的机理，通常要用到自然科学知识，主要回答这个“物”是什么，它需要的是真实性；事理是做事的道理，主要解决如何去安排这些事物，通常用到管理科学方面的知识，主要回答怎样去做；人理是做人的道理，处理任何事和物都离不开人支做，以及由人来判断这些事和物是否得当，通常要用到人文社会科学的知识，主要回答应当如何。WSR作为一个统一的工作过程，可由理解领导意图、调查分析、形成目标、建立模型、协调关系、提出建议等六个步骤来构成。在应用WSR方法论时通常还需要遵循参与、综合集成、人机结合且以人为主、迭代和学习等主要原则。WSR方法论的主要内容如表32所示。该方法论已在水资源管理、商业标准体系制定、商业综合自动化评价、海军武器系统评价、新疆地区可持续发展、高技术开发区评价、飞行器安全性、劳动力市场评估、科研周转金评价等系统分析问题中得到应用。20世纪90年代，日本系统科学学者提出西那雅卡那系统方法论，吸取了切克兰德等思想，针对日本文化特点形成了一种软硬结合、刚柔相济的系统方法论。中国系统工程专家提出了旋进原则方法论，强调在系统工程工作中，系统分析、系统策划、系统实施具有旋进式三角循环关系。近年来，适应世纪之交社会、经济、科技及其管理的诸多新变化，面向各种具体问题的系统工程方法论或其应用成果越来越多，并将继续朝着特色化及实用化方向发展。表32 WSR系统方法论内容 物理事理人理道理物质世界法则、规则的理论管理和做事的理论人、纪律、规范的理论对象客观物质世界组织、系统人、群体、关系、智慧着 重点是什么?(功能分析)怎样做?(逻辑分析)应当怎样做?(人文分析)原则诚实、追求真理，尽可能正确协调、有效率，尽可能平滑人性、有效果，尽可能灵活需 要的 知识自然科学管理科学 系统科学人文知识 行为科学思考讨论题本章讲义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?8、请通过一实例，说明应用系统分析的原理。9、请总结近年来系统工程方法论的新发展及其 特点。