系统工程导论教学课件（全）.ppt

《系统工程导论教学课件（全）.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《系统工程导论教学课件（全）.ppt（362页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第一章 引言 教学要求：教学要求：通过对社会发展、经济发展中遇到的实际问题的讲解和归纳提炼、以及系统工程相关基础理论和计算机技术发展等方面的介绍，了解系统工程的产生背景；其次通过讲解国内外系统工程案例，了解系统工程的发展简史、以及我国系统工程的发展状况；熟悉系统工程在社会经济系统和现代企业管理中的应用。 第一章 引言 1.1系统工程产生的背景 1.2系统工程发展简史 1.3 我国系统工程的发展 1.4 系统工程在我国社会经济发展中的作用1.1系统工程产生的背景 必要性 社会发展产生的问题 经济发展产生的问题 技术发展产生的问题 案例讲解：山江湖开发治理系统；地区社会经济发展问题； 可能性 运筹

2、学 控制论 一般系统理论 信息论 耗散结构理论 协同论 突变论1.2系统工程发展简史 不同年代重要事件（曼哈顿计划 ，北极星导弹、核潜艇计划和阿波罗登月计划） 国际应用系统分析研究所 圣塔菲研究所（复杂、非线性系统研究以及人机系统研究） 复杂适应系统的提出 （提出对于人们认识、理解、控制、管理复杂系统提供了新的思路）1.3 1.3 我国系统工程的发展我国系统工程的发展 古代朴素系统观点的自发应用： 孙子兵法（道、天、地、将、法 ） 都江堰水利工程 （鱼嘴”、 “飞沙堰”“宝瓶口” ） 皇宫修复工程（一举三得 ） 优化冶炼方法 （元素的合理配比） 都江堰水利工程1.3 1.3 我国系统工程的发展

3、我国系统工程的发展 钱学森对我国系统工程发展的贡献 把运筹学的“种子”从它的发源地美国带回了中国 创建了我国第一个军事运筹研究机构“作战研究处” 积极建议我国军事部门将系统工程原理和方法，作为我军不断向现代化迈进的重要手段 倡导开展复杂系统的研究 倡导建立国民经济总体设计部1.3 1.3 我国系统工程的发展我国系统工程的发展 我国系统工程发展的几个阶段 50年代中期，中科院成立了“运筹”、“优选”、“统筹”研究小组 7080年代，人口研究领域、能源与经济协调发展和社会经济发展规划研究 90年代初期和中期 ，企业活力研究和可持续发展研究 90年代后期和21世纪初，系统工程研究主要是复杂巨系统研究

4、 ，如复杂系统理论，系统论、定性到定量综合集成系统、大成智慧系统的研究。1.4 1.4 系统工程在我国社会经济发展中的作用系统工程在我国社会经济发展中的作用 存在着很多急待解决的宏观、中观、微观层次的问题 ： 发展现状与和谐发展、可持续发展、循环利用、清洁生产 之间的矛盾 城市人口出生率低与人口老化问题，城市经济结构提升与城市普通居民就业难的问题，农业生产效率提高与农村富有劳动力增加的问题，人与自然和谐等问题 1.4 1.4 系统工程在我国社会经济发展中的作用系统工程在我国社会经济发展中的作用 系统工程在宏观研究和微观研究中的作用。 定量分析是社会经济发展研究的需要 现代仿真可代替部分社会试验

5、 提升管理机构执行公务的能力 第二章 系统与系统工程系统与系统工程 教学要求：教学要求： 在熟悉国内外专家不同定义和系统构成条件的基础上，掌握系统的含义和系统的构成条件；了解系统和要素之间的辩证关系以及系统的基本性质；熟知系统分类的方法和系统研究的内容。 掌握系统工程的概念；深刻理解系统工程的内涵，了解系统工程的理论基础和系统工程的四类基本问题（排序、组集、适度、联接）。 了解社会经济系统的复杂性和掌握社会经济系统的一些基本特点。第二章 系统与系统工程系统与系统工程 2.1 系统的概念 2.2 系统工程的概念 2.3 系统工程的重点研究对象社会经济系统2.1.1、关于系统的定义 从学习、生活和

6、工作所在的学校、地区和单位，城市、国家、地球，或者从身体、身体内不同的子系统来说明系统的普遍性； 剖析一个学校、一个家庭，从系统的组成、关系等掌握系统一下基本概念。2.1.1、关于系统的定义 日本JIS（工业标准）认为系统是许多要素保持有机的秩系统是许多要素保持有机的秩序，向着同一目的行动的东西序，向着同一目的行动的东西。 美国学者阿柯夫教授认为系统是有由两个或两个以上相互系统是有由两个或两个以上相互联系的任何类的要素所构成的集合联系的任何类的要素所构成的集合。 生物学家冯贝塔朗菲认为系统是由相互作用着的诸要素系统是由相互作用着的诸要素的综合体的综合体。 汪应洛教授 “系统是有特定功能的、相互

7、间具有联系的系统是有特定功能的、相互间具有联系的许多要素所构成的一个整体许多要素所构成的一个整体”。 王众托教授“所谓系统就是由相互作用和相互依赖的若干所谓系统就是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体”。2.1.1、关于系统的定义 1、系统包含两个或两个以上的元素，这些元素可以称为要素（主要元素）、部分、或者子系统 ； 2、系统的元素之间存在着各种简单或复杂的关系或联系； 3、系统是其所有元素与全部关系综合而成的有机整体，或称为有机统一体。）2.1.1、关于系统的定义 案例讲解（从系统的定义和三要素角度）： 能源系统 地区社

8、会经济系统 或选择一个大家熟悉的系统2.1.2、要素与系统的关系 剖析系统的角度不同，可以认为系统由不同的要素所组成，但这并不意味着能随意划分系统要素 。 系统与要素之间的关系是非常密切 。 要素与系统是对立统一的。 系统和要素存在着功能的转化。 系统和要素是相对的 。 用案例说明上述关系，如情报系统、军队系统、球队系统等2.1.3、系统的基本性质 整体性整体性。虽然每一个要素都有其各自不同的特征和功能，但通过要素之间的各种关系的相互影响，对外总是以系统的综合特性与功能显示出来。人们很容易观察到这样的事实：即使不全是完善的要素也可以构成性能良好的系统，反之即全是性能良好的要素也不一定能构成一个

9、完善的系统，这说明系统的功能不等于子系统功能之和，而系统功能大于、等于或小于各子系统功能之和与系统结构安排、系统法则设计密切相关。 案例：球队系统2.1.3、系统的基本性质 涌现性涌现性。系统的整体性反映系统要素与系统整体功能数量上的差异，而系统的涌现性则表现在质的差异，即系统各个部分组成一个整体后，就会产生整体具有而各个部分原来没有的某些东西（性质、功能、要素），系统的涌现性还包括系统层次的涌现性，即当低层次的几个部分组成上一层次时，一些新的性质、功能和要素就会涌现出来 。 案例：“三个臭皮匠顶个诸葛亮 ”，飞机等2.1.3、系统的基本性质 相关性相关性。系统的相关性是指构成系统的要素之间，

10、系统内各层次之间都是以一定的规律相互联系，相互作用，它们既相互存在、又相互制约。要素之间关系既存在正相关关系，也存在负相关关系，即系统要素对系统的作用和对其他要素的作用既存在正作用也可能存在负作用。 案例：球队系统，政策。 2.1.3、系统的基本性质 层次性层次性。任何一个系统都可以在空间或时间上进行初步分解，分成次级、次次级等分系统、子系统，直至元素。形成一系列的排列次序。一般而言，系统的层次性表现为系统具有树状结构或金字塔结构。但随着英特网技术发展，管理系统层次在向扁平化发展，当网络化程度很高时，系统层次性会下降。 案例：行政系统、问题系统2.1.3、系统的基本性质 目的性目的性。任何一个

11、人造系统或人为系统都具有特定的目的，为了总的目的，各子系统（要素）直至元素都具有各自的中小目的。只有了解不同层次的目的，才能更好的对系统进行管理。只有了解系统中不同层次各自要素的目的，才能合理的制定各项管理制度和章程，才能有效的管理好系统。 案例：公司目标系统2.1.3、系统的基本性质 成长性成长性。任何系统都是从无到有，从小到大，经历孕育期、诞生期、发展期 、成熟期、衰老和更新期。在系统上升时期，要素在增长，层次性更分明，系统结构稳定性加强，系统与环境的联系紧密，且适应性好，反之在系统衰老期，要素在萎缩，层次性模糊，系统结构稳定性减弱，系统与环境的联系松散，且适应性差。其次，系统的生长曲线为

12、S型，如果系统发展到一定高度，如果不进行及时地更新改造，就将进入衰退期，系统很难再上一个层次。 案例：企业发展2.1.3、系统的基本性质 环境适应性环境适应性。任何一个系统都处于一定的环境之中，或者说它是一个更大系统的子系统；它的形成与发展在不同程度上会受到环境的制约。同时，任何一个系统与同处一个类似环境的系统之间存在着竞争，只有适应环境的系统才能在竞争中取胜。一般来讲，一个系统在诞生之后，它会主动地适应环境的需要，调整自己，使自己适应环境，从而更加有利于自身的生长、发展、壮大。 案例：企业发展2.1.4、系统的数学表示 如果定义系统内所有元素为 ， ；定义所有元素存在关联，即存在 ；且系统有

13、 层；则系统可以表示为 ，其中， 为元素集， 关联集, 为层次集。 ixixXijnnRrm, ,SfX R C,1iXx in ijn nRr jmCc2.1.5、系统的分类 自然系统与人造系统 实体系统与概念系统 静态系统与动态系统 开放系统与封闭系统 开环系统与闭环系统 从实际存在性和研究需要角度讲解系统分类2.1.6、系统研究的内容 对于一个人造系统来讲，人们最关心的是系统功能，系统行为、系统结构、系统环境、系统运行规则以及系统的目标 。 所以在很多场合，人们研究系统的目的是要使系统功能、系统行为达到人们所期望的状态，系统结构与系统运行法则应如何设计的问题。2.1.6、系统研究的内容

14、系统目标是多样的 ，方方面面的目标组成了系统的目标体系 ，各子目标的权重不一样 ，随着时间的推移、领域的变化、各子目标的权重也是变化的 ，系统近期、中期和远期的系统目标不仅权重是变化的，有时目标体系也会变化的 。 案例：建设方案2.1.6、系统研究的内容 系统功能指的是系统在环境中所起的作用，或系统完成任务以及完成任务的能力，系统功能是相对环境来说的，环境是系统功能作用的舞台 。 案例：计算机系统，某个职工2.1.6、系统研究的内容 系统行为指的是一个系统输入作用于系统所引起的输出，反映系统对系统输入的响应程度。系统响应时间的快慢和强度的大小是系统的重要性质，系统行为是系统结构和系统输入的函数

15、，或者说系统行为是系统自身特性的表现，但与环境有关。 案例：能源对企业的影响2.1.6、系统研究的内容 系统结构指系统内部各组成要素（组分）之间在空间、时间的联系、作用方式与顺序，系统要素在空间的排列或配置方式成为系统的空间结构，系统要素在时间流程中的关联方式称作系统的时间结构，有些系统主要呈现空间结构，有些系统主要呈现时间结构，有些系统兼而有之 。 案例：地区经济结构2.1.6、系统研究的内容 系统法则指支配系统各要素，以及要素之间相互支持、联系、制约的一些规律。系统法则包含自然法则和人为法则。 案例：产业政策 2.1.6、系统研究的内容 系统环境是指系统之外的一切与它相关联的事物构成的集合

16、，由于不同研究目的和不同研究者对于相关联事物理解的差异，系统环境只能在相对的意义上确定。 案例：企业或学校环境2.1.6、系统研究的内容 系统结构与功能的关系：构成系统结构的要素不同，系统的功能不同；构成系统的要素相同，但连接方式、排列次序不同，系统的功能不同 ，但在某些特定场合，构成系统的要素与结构不同，也可获得相同的功能 ，同一结构的系统，可以由不同的功能 。 用熟悉的案例说明系统结构与功能的关系2.2.1、关于系统工程的定义 不同专家站在不同的层次，不同专家来自不同的学科，从自己工作和熟悉的专业术语对系统工程进行定义，由此产生对系统工程定义描述相差较大的现象 钱学森：系统工程是关于组织、

17、管理、规划、研究、设计、制造、试验、和使用系统的科学方法，是一种对所有系统都具有普通意义的科学方法。 “系统工程是一门组织管理的技术”。 2.2.1、关于系统工程的定义 日本寺野寿郎：系统工程就是使从无到有的创造合理化的系统工程就是使从无到有的创造合理化的科学，就是合理进行开发、设计、运用系统而采用的思想、科学，就是合理进行开发、设计、运用系统而采用的思想、程序、组织和方法的总称程序、组织和方法的总称。 日本学者三浦武雄：为了制造系统，需要实现其目标和功为了制造系统，需要实现其目标和功能的必要硬件、软件、子系统、要素等适当地组织起来并能的必要硬件、软件、子系统、要素等适当地组织起来并进行统一，

18、系统研究不仅涉及到工程学领域，而且涉及到进行统一，系统研究不仅涉及到工程学领域，而且涉及到社会、经济和政治等领域，为了适当地解决这些领域的问社会、经济和政治等领域，为了适当地解决这些领域的问题，除了需要各种纵向技术之外，还必须有横向技术，而题，除了需要各种纵向技术之外，还必须有横向技术，而系统工程就属于这种技术，可以理解为制造系统所必须的系统工程就属于这种技术，可以理解为制造系统所必须的许多思想、技术、方法和理论等构成体系化的总称许多思想、技术、方法和理论等构成体系化的总称。 2.2.1、关于系统工程的定义 汪应洛：系统工程是一门以大系统为研究对象的系统工程是一门以大系统为研究对象的多学科、跨

19、行业的边缘学科，它结合自然科学、多学科、跨行业的边缘学科，它结合自然科学、工程技术和社会科学的思想、理论和方法，把系工程技术和社会科学的思想、理论和方法，把系统内人类的生产、科研或经营组织起来，应用现统内人类的生产、科研或经营组织起来，应用现代数学和电子计算机技术为工具或手段，对系统代数学和电子计算机技术为工具或手段，对系统构成的要素、组织结构、信息交流和反馈控制等构成的要素、组织结构、信息交流和反馈控制等功能进行分析、设计、制造和运行、从而达到系功能进行分析、设计、制造和运行、从而达到系统的最优设计、最优控制、最优管理统的最优设计、最优控制、最优管理2.2.2、系统工程的学科性质与特点 无论

20、用哪一种系统工程方法去处理问题，其基本原则都是把要研究对象作为一个系统，从整体性角度去分析、组织和管理 。 从系统工程的研究对象来说，可以是具有普遍意义的系统，尤其是大规模复杂系统，复杂系统的研究更能体现出系统工程的优势。 2.2.2、系统工程的学科性质与特点 从系统工程要解决问题的手段来看，要以软为主，软硬结合。 从系统工程研究要达到目的来说，无非是使系统达到“最优的开发、最优的设计、最优的管理和最优的运行”。 2.2.2、系统工程的学科性质与特点 广义系统工程是指开发和改造系统的规划、计划、设计、研制、生产、安装、运行等阶段所涉及的思想、程序、方法等的总和。而狭义系统工程是指对系统进行分析

21、、综合、仿真、优化等比较理性的技术 2.2.3、系统工程的理论基础 系统工程的产生与发展除了在哲学、系统科学等方面获得思想方法的源泉以外，同时也因为分析和处理各类系统的相关理论和技术的诞生和成熟，如运筹学、控制论、信息论、计算机科学和信息技术等学科的理论支持 。2.2.3、系统工程的理论基础 系统工程理论基础主要由自然科学、社会科学和工程技术所组成。自然科学中的数学、运筹学、统计学、概率论是系统工程最重要的理论基础；社会科学中的经济学、社会学、行为科学是研究与人、社会密切相关的系统工程问题必须掌握的理论基础；而工程技术中的控制理论、计算机科学以及信息技术和各种工程技术是实现系统工程最优设计、最

22、优控制和最优管理的理论基础和技术工具，尤其是信息技术，它是系统工程解决问题最基础的工具 2.2.4、常见的四类系统工程问题 排序排序。“序”指要素在系统某特定广义空间排列的次序 。如技术改造方案的选择，创新构思的筛选，技术创新能力的评估，创新战略方案选择等，如何科学合理的解决这类排序问题，系统工程最常用的方法系统评价是解决这类问题的最好方法。它运用合理地分解方法，将评价的目标和对象属性共同构成评价指标体系，以及利用专家经验和评价方法确定各指标的权重，最后运用效用原理将系统各个属性的价值组合成为系统的价值，作为排序的依据。 案例案例：地区市场秩序评价，企业新业务开发2.2.4、常见的四类系统工程

23、问题 组集组集。组集是寻求集合的合理匹配，以实现系统的预定目标和特定功能与行为。前提是对系统各种要素进行详细、全面地分析，和要素的相关分析。组集常用的技术为多元相关分析与聚类分析。组集有两种类型，互补性组集是对性质互补的要素进行合理的匹配，形成一个能相互取长补短、合乎客观规律、适应外部环境与实现系统整体功能的集合 ；同类性组集是把性质相近的要素聚合在一起，形成一个特定功能与行为的系统 。 案例：地区科技重点行业的选择2.2.4、常见的四类系统工程问题 适度适度。适度就是掌握事物的质和量的分寸，“恰到好处”。解决这类问题常用“优化”技术，一般来讲“运筹学”是寻求“适度”最重要的方法。但在很多社会

24、经济系统的研究中，为了保证社会经济可持续发展、建设和谐社会，合理的分配资源，合适的发展速度，社会经济系统各子系统的协调发展是重要的议题，由于系统的复杂性，难以写出优化的数学表达式，所以采用系统仿真方法能够较有效的确定系统各要素的量和质的关系。 案例：开发治理资金的匹配，企业研发项目计划安排2.2.4、常见的四类系统工程问题 联接联接。联接包含两重含义，一重是系统内各要素如何衔接，支配关系如何选定，要素比重如何确定，才能使系统的功能达到最佳 。第二重含义是，一旦系统目标确定之后，系统以何种策略，从现在过渡到目标点，或者系统的近期目标、中期目标、远期目标如何衔接问题，才能使达到目标所花费的时间或投

25、入最少 。 案例：地区社会经济发展问题，2.3.1、社会经济系统遵循因果律、社会经济系统遵循因果律 因果律是社会经济系统的基本规律，是系统工程分析问题的基本点。对系统实施任何一个影响都会产生一定的效果（正面的或负面的影响）；反过来，系统中任何结果的产生都会找到原因。 系统工程工作者在分析社会经济系统问题时，要分清什么是原因，什么是结果，还更要清楚某项原因产生的正作用和负作用。在现实中，不仅大量存在着一因多果和一果多因，而且一个原因可能产生短期与长期的不同效果，或者直接和间接的不同效果。 案例：“分田到户，责任承包”政策 。2.3.2、社会经济系统具有多重反馈、社会经济系统具有多重反馈 反馈是指

26、因果关系的互动，存在正负反馈，正反馈指系统的A要素的增长会引起系统B要素的增长，而B要素的增长又使得A要素增长，负反馈指系统A要素的增长会引起系统B要素的增长，而系统B要素的增长又使得系统A要素减弱 。社会经济系统不但具有正负反馈，还具有多重反馈。 用因果关系环表示社会经济系统的反馈和多重反馈，是系统工程常用的分析方法，尤其是复杂系统的分析，同时也是系统建模的前提，只有准确的描述系统的行为才能有效地进行分析，才可能得到正确的结论。 案例：人口系统 2.3.3、社会经济系统存在反直观性、社会经济系统存在反直观性 社会经济系统具有较高的复杂性，其因果关系特别复杂， “歪打正着”“好心办坏事”正是系

27、统复杂性的表现。在社会经济系统里，反直观性是指某一项政策，经过常规的分析认为是一个好的政策，但政策实施后其效果不佳，或出现人们意想不到的后果。造成这一结局的可能性是系统复杂程度太高，根据常规思维人们不容易进行有效的分析，或人们根据现有的资料、用常规方法是难以全面认识该问题，如心理问题；其次是系统分析人员，在设计政策时分析欠深入，或被表面现象所迷糊，或基本假设与现实相差太大 案例：烟酒涨价问题 2.3.4、社会经济系统具有较强的非线性特征、社会经济系统具有较强的非线性特征 人们很容易地观察到社会经济系统存在大量的非线性现象。如一个国家的税率和税收总额的关系，或者一个国家的税率与社会财富创造数量（

28、GDP）之间的关系。简单地看，似乎会觉得税率与税收总额应该是一个线性关系，税率越高，税收总额也越高，其实不然。税率太低，固然税收总额很少；税率过高，也会过度伤害人们创造财富的积极性，而使整个社会财富创造数量减少，从而减少实际税收 。 在系统复杂性较高时，给系统的设计、系统优化带来了很大麻烦。目前在社会经济系统的系统设计、系统优化研究中常用的方法是系统动力学方法。 案例：工作压力问题2.3.5、社会经济系统存在时滞（延迟）效应、社会经济系统存在时滞（延迟）效应 社会经济系统还存在着大量的时滞（延迟）效应的事实。如人们常说的“十年树木、百年树人”，说明具有较长的延迟效应。环境治理、基础教育改革、高

29、等学校创新教育等，这些领域需要较长时间才能反映政策实施的效果。 人们在设计社会经济系统政策时要充分考虑政策的延迟效应，如考核指标的设计，要充分考虑系统的延迟效应，防止短期行为的发生，尤其是在做社会经济发展战略和规划设计，要充分考虑系统的延迟效应，不能被短期的效果所迷惑。 案例：承包制度，教育改革2.3.6、社会经济系统存在大惯性、社会经济系统存在大惯性 大惯性是社会经济系统的又一大特点，通常用“习惯势力”来表示，由于惯性力太大，要改变系统运行需要有强大的推力或拉力。这告诉人们，在设计政策时要充分考虑传统习惯的抵抗力，要了解和熟悉当地的文化、风俗习惯，要充分考虑系统内各子系统的要求，协调子系统之

30、间的利益冲突。其次，要加强政策的宣传力度，使系统内各子系统了解政策设计的目的和功能，得到理解与共识，减少政策实施的阻力。 案例：城市交通管理问题，2.3.7、社会经济系统不适应做直接试验、社会经济系统不适应做直接试验 人是社会经济系统的主体要素，他（她）具有思想、智慧、感情和创造力，不能与社会经济系统其他要素相比，不适应做直接试验不适应做直接试验 。要“以人为本”，充分发挥人的创造性。 要充分应用系统仿真的方法，探索不同政策实施的后果；其次在进行信息收集、分析和处理时，要区分是一次性现象还是系统的一般规律，要发挥专家的作用。 案例：青少年教育问题 2.3.8、社会经济系统因果有时在空间上分离、

31、社会经济系统因果有时在空间上分离 在一般情况下，当系统发生问题时，研究者在系统内部和系统边界上找产生问题的原因，但是在特定条件下，因果有时在空间上会分离。 人们在思考问题时，不要局限于在系统内部和系统边界上找问题，要从系统输入（信息、物质、能量）中找问题。 案例：山江湖开发治理问题，学校教育问题第三章第三章 系统工程方法论系统工程方法论 教学要求：教学要求：掌握系统工程中处理复杂问题的基本思想，理解处理系统的整体、综合、层次、价值、发展等基本观点；了解系统方法论，熟悉系统工程的各种方法：如系统工程三维结构、调查学习模式、人理事理物理方法论、螺旋式推进原则、等，并能运用以上方法论说明如何去解决现

32、实生活中相应的系统工程问题。第三章第三章 系统工程方法论系统工程方法论 3.1系统工程方法与方法论 3.2 处理复杂系统问题的基本观点 3.3霍尔系统工程方法 3.4 切克兰德的系统工程方法 3.5 物理-事理-人理系统方法 3.6 综合集成系统方法 3.7 螺旋式推进系统方法 3.8系统论方法3.1系统工程方法与方法论系统工程方法与方法论 1、研究、分析和处理问题的思想、程序和基本原则叫着方法论，它告诉人们如何去组织、计划、设计和实施问题的研究，但不能详细告诉如何进行一项具体的、个别的研究，因为每一项研究都具有特殊性。 本书将系统工程方法定义在方法论层次上的方法和技术层次上的方法。 方法论层

33、次上的方法指的是人们研究、分析、处理某类系统工程问题运用的程序和基本原则、如对“硬系统”，HALL提出了三维结构模型，对 “软系统”切可兰德提出了“调查学习”模式。 3.1系统工程方法与方法论系统工程方法与方法论 技术层面上方法指的是处理复杂系统问题常用到一些具体方法，如系统分析方法，系统评价方法，系统仿真方法，系统预测方法和系统决策方法等。 系统工程方法论指的是处理复杂系统问题的基本观点（整体、综合、层次、优化等）和方法论层次上各种方法的总和。3.2 处理复杂系统问题的基本观点 整体观点整体观点是把系统内部所有要素看成一个整体，在策划最优时，如果子系统最优与系统最优发生矛盾时，子系统要服从整

34、个系统。反之，整个系统要对所有的子系统之间的关系进行协调，充分发挥各子系统的能动作用，使整个系统和各子系统都取得满意的效果。 整体观点整体观点要把系统与环境看成一个整体，从更高的角度来分析系统与环境的关系，在策划系统最优时，必须考虑环境的制约作用，必须使环境受益，在万不得已的情况下，力图使环境所受损失最小，决不允许环境受到不能接受的损失。3.2 处理复杂系统问题的基本观点 整体观点整体观点倡导人们在思考问题时要从系统的整体去思考、判断和解决，而不是站在狭隘的个人立场，站在小团体立场去观察、思考和解决问题，整体观点强调关系的协调，强调发挥子系统的能动作用，发挥两个积极性。 整体观念整体观念要求站

35、在更高的层次看待系统与环境，强调环境的制约作用，决不允许破坏环境。在提倡和谐社会、可持续发展的大背景下，人们更应强调整体观点，要站在全社会的角度思考、分析、处理某些问题。 案例：核电站建设，地区产业发展问题 3.2 处理复杂系统问题的基本观点 综合观点综合观点是指人们在思考、研究和解决问题时，要综合考虑系统的方方面面，协调系统内各要素之间的关系 ，遇到多目标、多因素、关系纵横交错、环境千变万化的系统时，应对目标、因素等进行综合分析或评价，分清主次，对目标、因素进行综合。 综合观点综合观点强调人们在判断和解决问题时要全面，要综合平衡系统的方方面面，要协调好系统内外各要素之间的关系，同时要分清主次

36、。 案例：方案选择问题 ，政策设计问题3.2 处理复杂系统问题的基本观点 层次观点层次观点是指处理复杂问题时要抓住问题的主要矛盾，抓住主要矛盾的主要方面。系统有很明显的层次性，一般存在树状结构（鱼刺图形状）。人们在分析、处理、解决这些问题时，要熟悉系统中诸要素在各种空间内的层次与分布，将主要精力放在最主要的问题上，避免平均主义。 层次观点层次观点强调人们在思考、研究和解决问题时，不要混淆父辈、子辈问题，即使在同一辈分中也存在主次之分，不要搞平均主义，要根据系统层次和要素的重要性确定时间的前后、空间位置和资源的投入强度。 案例：地区社会经济发展，企业发展3.2 处理复杂系统问题的基本观点 价值观

37、点价值观点是指人们在设计、改造、管理和控制系统时，应考虑系统的投入与产出，具体的说用最少的投入价值创造出最多的使用价值；或者说用同样的人、财、物和时间去开发一个性能最好的系统。 价值观点价值观点提醒人们必须从价值角度去思考、研究、解决问题，必须从系统的投入产出，从对系统产生的正作用和负作用角度去思考、研究和解决问题；其次，在设计、改造、管理和控制一个系统时，研究人员能够把“希望马儿跑得快，希望马儿少吃草”变成具体的是方案、政策、策略和手段。 案例：方案评估。 3.3 3.3霍尔系统工程方法霍尔系统工程方法 明确问题确定目标123456AB CDEFG逻辑维（步骤）专业维（知识）时间维 （ 阶段

38、） 规划阶段经济管理科学社会科学环境科学信息技术工程技术法律计划阶段研制阶段生产阶段更新阶段安装阶段系统综合系统分析系统优化系统决策系统实施 3.3.1 HALL3.3.1 HALL系统工程的的时间维系统工程的的时间维（1）规划阶段）规划阶段调查研究、明确研究目标，提出自己的设想和初步方案，制定系统工程活动的方针、政策或规划。（2）计划阶段）计划阶段根据规划阶段所提出设计思想和初步方案，从社会、经济、技术、可行性方面进行综合分析，提出具体的计划方案和选择一个最优方案。（3）研制阶段）研制阶段以计划为指南，组织人、财、物及各个环节、各个部门，实现系统的试制方案，并制定生产计划。（4）生产阶段）生

39、产阶段生产系统的构件及整个系统，并提出安装计划。（5）安装阶段）安装阶段对系统进行安装和调，提出系统的运行计划。（6）运行阶段）运行阶段系统按预定的目标运行服务。（7）更新阶段）更新阶段完成系统的评价，改进或以新系统代替老系统，使系统更有效的工作，为系统进入下一个研制周期准备条件。3.3.2 HALL系统工程方法的逻辑维系统工程方法的逻辑维 （1）明确问题）明确问题首先要明确要解决的问题，即明确要解决什么问题。为了了解研究的问题，研究者要尽量全面地收集和提供解决问题的历史、现状以及发展方面的资料和数据，对每一阶段要研究的问题要与决策者沟通，明确决策者的意图、或通过某种手段、方法，明确所研究的问

40、题。在明确问题的过程中，研究人员要注重环境方面的调查，因为新系统与所在的环境密切相关，这里的环境包括物理环境、技术环境、社会环境、经济环境等。 案例：两点之间运输方式的选择问题3.3.2 HALL系统工程方法的逻辑维系统工程方法的逻辑维 （2）确定目标）确定目标（系统指标设计）系统目标是系统工程活动关注的重点，确定系统目标的是系统工程活动的关键环节。系统问题往往具有多目标（指标），在明确研究问题的基础上，应提出系统目标或目标体系，确定达到目标的程度标准，以此衡量方案的优劣。在确定目标和指标时要有系统的观点，如整体观点、发展观点，还有要考虑操作的可行性；其次，目标一般应包含经济、社会、环境、技术

41、等方面的内容；当目标体系中各指标发生矛盾时，可采用折衷兼顾方法或剔除次要目标。 案例：两点之间运输方式的选择问题3.3.2 HALL系统工程方法的逻辑维系统工程方法的逻辑维 （4）系统分析）系统分析系统分析是应用系统工程技术，对于每一个系统方案进行比较、分析计算，为了能更好地分析各因素对目标的影响，需要建立相应的系统模型。建模之前，必须了解、掌握系统内部要素之间、内外要素之间的相互联系和系统的性能与特点，根据系统优化和系统决策的需要，所建立的模型应考虑到所需信息资料的采集。在系统分析中，可能形成新的方案。 案例：两点之间运输方式的选择问题3.3.2 HALL系统工程方法的逻辑维系统工程方法的逻

42、辑维 （5）系统优化）系统优化在一定的约束条件下，人们总是希望选择最优的方案。系统优化就是寻找满足约束条件的最优方案，或者说挑选出最好地满足系统目标的方案。通常应根据系统方案对于系统目标满足的程度，对每一个被选方案进行综合评价，从中选出最优方案、次优方案、满意方案，分析者应递交多方案给决策者，以便决策者做出正确的决策。 案例：两点之间运输方式的选择问题3.3.2 HALL系统工程方法的逻辑维系统工程方法的逻辑维 （6）系统决策）系统决策由决策者从多个优选方案中选择一个方案进行实施。出于各方面的考虑，决策者选择的方案不一定是最优方案。 （7）系统实施）系统实施对已选方案进行实施、修改，完善以上6

43、个步骤，转入下一阶段。 在实践工作中，系统综合、系统分析和系统优化存在循环，不断递进的过程，即在系统分析和系统优化的过程中可能产生系统方案，或者对模型进行修正。 系 统 综合系 统 分析系 统 优化3.3.2 HALL系统工程方法的逻辑维系统工程方法的逻辑维3.3.3 HALL系统工程方法的专业维系统工程方法的专业维 HALL系统工程方法专业维说的是解决一个系统工程问题，需要有相应专业知识。如进行社会经济系统的规划研究，研究者需要有宏观经济学、微观经济学、社会学、心理学、环境科学、管理科学、法律、工程技术等学科的知识。如研究某项技术的发展与技术的评估问题，系统工程工作者需要具备所研究的某项技术

44、的专业知识，了解它的特性，发展规律等。 一般来讲，进行某项系统工程研究，研究工作者应具备法律、经济、管理科学、社会科学、环境科学、信息技术和和相应的工程技术，才可能有效的进行系统工程的研究，解决相应的问题 3.4 切克兰德的系统工程方法 对哪些目标不是很清楚，边界较模糊，系统的机理尚不清楚，较难用数学模型描述，只能用半定量、半定性或者只能用定性的方法来处理系统。切克兰德创造了“调查学习”软系统方法，其核心不是寻求系统的“最优化”，而是“调查、比较”或者说是“学习”，从现状调查和模型比较中，学习改善现存系统的途径 。 3.4 切克兰德的系统工程方法实施系统现状说明建立概念模型弄清关联因素改善概念

45、模型比较3.4 切克兰德的系统工程方法 (1)系统现状说明系统现状说明。通过调查分析，对现存的不良结构系统的现状进行说明。 (2)弄清关联因素弄清关联因素。初步弄清、改善与现状有关的各种因素及其相互关系。 (3)建立概念模型建立概念模型。在不能建立数学模型的情况下，用结构模型或语言模型来描述系统的现状。 (4)改善概念模型改善概念模型。随着分析的不断深入和“学习”的加深，进一步用更合适的模型或方法改进上述概念模型。 (5)比较比较。将概念模型与现状进行比较，找出符合决策者意图而且可行的改革途径或方案。 (6)实施实施。实施提出的改革方案。3.4 切克兰德的系统工程方法 案例讲解：建设世界一流大

46、学的问题 。3.5 3.5 物理物理- -事理事理- -人理系统方法人理系统方法 作者在总结国内很多系统工程的研究与实践，分析它们成功与失败的原因，从众多的案例分析中悟出了“关系协调”的重要性，从方法论角度提出了物理、事理、人理系统方法。该方法认为系统工程研究者在处理复杂系统问题时，不仅要明物理，懂自然科学，明白世界到底是什么样，还应通事理，通晓各种科学的方法，各种可硬可软的解决问题的方法，选择科学合理的方法处理事物，更应晓人理，掌握人际交往的艺术，充分认识系统内部各部门的价值取向，协调考虑系统各方利益。只有把这三方面结合起来，利用人的理性思维的逻辑性和形象思维的综合性和创造性，去组织实践活动

47、，才可能产生最大的效益与效率 。协调关系1理解意图2调查分析3形成目标4建立模型5提出建议6执行3.5 3.5 物理物理- -事理事理- -人理系统方法人理系统方法3.5 3.5 物理物理- -事理事理- -人理系统方法人理系统方法 1、理解意图、理解意图。这与霍尔系统工程方法论中逻辑维中的明确问题含义相近。在进行任何工作之前，明确要解决的问题、理解决策者的意图。在很多数情况下，决策者们对要解决的问题、或系统的愿望可能是清晰的，也可能是相当模糊的，这就需要沟通，需要协调，因为决策者们各自站在不同的角度，对问题、愿望等有不同的理解，需要分析者理解他们的意图，同时也需理解相关人员的意图。 2 2、

48、调查分析、调查分析。调查分析是一个物理分析过程，任何结论只有在深入、仔细地调查分析之后才可能得出。开展调查分析，要协调好与被调查者关系，争取被调查者（专家、广大群众）的积极配合，且对调查得到的资料、信息要进行必要的处理。3.5 3.5 物理物理- -事理事理- -人理系统方法人理系统方法 3、形成目标、形成目标。作为一个复杂的问题，往往一开始问题拟解决到什么程度，决策者和系统工程工作者都不是很清楚。在领会和理解决策者的意图以及深入的调查分析、取得相关信息后，进行系统目标的确定，形成目标。这些目标可能与当初决策者的意图不完全一致的地方，同时在以后大量分析和进一步考虑后，可能还会有所改变。所以需要

49、协调，使形成的目标得到共识。 4、建立模型、建立模型。这里的模型是比较广义的，除数学模型外，还可以是物理模型、概念模型，运作程序、运行规则等。建立的模型应与相关领域的人员讨论、协商，在协商的基础上形成。在这一阶段，可能开展的工作是设计、选择相应的方法、模型、步骤和规则来对目标进行分析处理，这个过程主要是运用物理和事理。3.5 3.5 物理物理- -事理事理- -人理系统方法人理系统方法 5、提出建议、提出建议。运用模型，分析、比较、计算各种条件、环境、方案之后，可以得到解决问题的初步建议。要使所提出的建议可行，使相关主体尽可能满意，协调工作相对其他阶段来说更加重要，所以系统工程工作者在模型分析

50、的基础上，要协调、综合决策者和相关利益者对所提建议的看法，最后还要让决策者从更高一层次去综合和权衡，以决定是否采用。 6、实施方案。将上述建议付诸实施，在实施工程中也需要与相关主体进行沟通，以取得满意的效果。 案例：地区综合改造问题3.5 3.5 物理物理- -事理事理- -人理系统方法人理系统方法 协调关系协调关系。协调关系是整个系统工程活动的核心，在整个活动中发挥作用，因为在处理问题时，由于不同的人所拥有的知识不同、立场不同、利益不同、价值观不同、认知不同，对同一个问题、同一个目标、同一个方案往往会有不同的看法和感受，往往需要协调。协调相关主体的关系在整个项目过程中都是十分重要的，但在提出