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1、引言及第一章系统工程概述引言及第一章系统工程概述zhaozhao 系统工程系统工程 引言引言 按照马克思的时间和认识论的观点，人类的认识总按照马克思的时间和认识论的观点，人类的认识总是从实践中总结出来的，也就是说人类在改造自然界的是从实践中总结出来的，也就是说人类在改造自然界的同时，也在改造自己，人类总是在与自然界作斗争的过同时，也在改造自己，人类总是在与自然界作斗争的过程中，靠自己的聪明才智取得需要衣、食物。他们在失程中，靠自己的聪明才智取得需要衣、食物。他们在失败的挫折中吸取教训，在成功的喜悦中总结经验，长期败的挫折中吸取教训，在成功的喜悦中总结经验，长期的积累。逐步形成了某一方面一整套的

2、认识，研究自然的积累。逐步形成了某一方面一整套的认识，研究自然界的一般性方法，即科学论。界的一般性方法，即科学论。系统工程是二十世纪六十年代以后才开始兴起的一门系统工程是二十世纪六十年代以后才开始兴起的一门科学，它是以科学，它是以 一种思想一种思想系统思想，为指导解决社会系统思想，为指导解决社会实践问题的方法，在我国古代就有很多的系统思想的例实践问题的方法，在我国古代就有很多的系统思想的例实，他们有意或无意地在利用方这种思想，但当时科学实，他们有意或无意地在利用方这种思想，但当时科学技术并不发达，因此还不叫系统工程。技术并不发达，因此还不叫系统工程。都江堰工程都江堰工程思考思考1 1作作作作为

3、为为为一一一一项项项项系系系系统统统统工工工工程程程程，鱼鱼鱼鱼嘴嘴嘴嘴、飞飞飞飞沙沙沙沙堰堰堰堰和和和和宝宝宝宝瓶瓶瓶瓶口口口口是是是是都都都都江江江江堰堰堰堰渠渠渠渠首首首首工工工工程程程程的的的的三三三三大大大大主主主主体体体体工工工工程程程程，请请请请你你你你利利利利用用用用系系系系统统统统结结结结构构构构功功功功能能能能相相相相关关关关规规规规律律律律来来来来说说说说明明明明这这这这三三三三者者者者是是是是如如如如何何何何协协协协作作作作，从从从从而起到清除泥沙和防御洪水的作用的？而起到清除泥沙和防御洪水的作用的？而起到清除泥沙和防御洪水的作用的？而起到清除泥沙和防御洪水的作用的？2

4、 2 在在在在当当当当代代代代，很很很很多多多多水水水水利利利利工工工工程程程程都都都都采采采采用用用用拦拦拦拦江江江江修修修修建建建建大大大大坝坝坝坝的的的的方方方方式式式式来来来来调调调调配配配配江江江江水水水水，可可可可是是是是都都都都江江江江堰堰堰堰却却却却没没没没有有有有拦拦拦拦断断断断江江江江水水水水，只只只只是是是是在在在在岷岷岷岷江江江江中中中中修修修修建建建建了了了了一一一一座座座座像像像像鱼鱼鱼鱼一一一一样样样样的的的的大大大大堤堤堤堤，既既既既起起起起到到到到了了了了大大大大坝坝坝坝和和和和水水水水闸闸闸闸所所所所具具具具有有有有的的的的作作作作用用用用，又又又又没没没没

5、有有有有任任任任何何何何人人人人为为为为因因因因素素素素干干干干涉涉涉涉，从从从从而而而而保保保保持持持持了了了了这这这这一一一一方方方方水水水水土土土土的的的的自自自自然然然然天天天天成成成成。两两两两千千千千多多多多年年年年来来来来，都都都都江江江江堰堰堰堰没没没没有有有有对对对对生生生生态态态态环环环环境境境境产产产产生生生生一一一一丝丝丝丝负负负负面面面面影影影影响响响响，却却却却给给给给予予予予了了了了蜀蜀蜀蜀地地地地万万万万民民民民长长长长久久久久的的的的安安安安康康康康富富富富足足足足。请请请请你你你你说说说说说说说说系系系系统统统统的的的的开开开开放放放放性性性性原原原原理理理

6、理在在在在这这这这项项项项工工工工程程程程中中中中得得得得到到到到的的的的体体体体现。现。现。现。曼哈顿计划曼哈顿计划n曼哈顿计划是美国研制第一颗原子弹的计划曼哈顿计划是美国研制第一颗原子弹的计划n第二次世界大战期间，美国总统罗斯福下令向日本第二次世界大战期间，美国总统罗斯福下令向日本广岛投放了第一颗原子弹，对盟国在二战中彻底击广岛投放了第一颗原子弹，对盟国在二战中彻底击败法西斯，对中国的抗日战争最终取得胜利都有不败法西斯，对中国的抗日战争最终取得胜利都有不可估量的影响，也为日本人留下了永久的灾难，美可估量的影响，也为日本人留下了永久的灾难，美国第一颗原子弹计划就是曼哈顿计划。国第一颗原子弹计

7、划就是曼哈顿计划。n1940年，爱因斯坦等著名科学家向年，爱因斯坦等著名科学家向美国政府建议研制原子弹，n美国总统罗斯福采纳了，组织这种史无前例美国总统罗斯福采纳了，组织这种史无前例的工作是很这个建议，请理论生物学家奥本的工作是很这个建议，请理论生物学家奥本海默来组织领导这项工作。他动员了二万五海默来组织领导这项工作。他动员了二万五千名各种专业的科学家和工程师困难的，人千名各种专业的科学家和工程师困难的，人员众多，课题繁多，相互交错，他在执行计员众多，课题繁多，相互交错，他在执行计划的过程中，从整体出发把研究课题分解成划的过程中，从整体出发把研究课题分解成大量的小课题，组织很多小课题，负责整个

8、大量的小课题，组织很多小课题，负责整个课题的研究工作，同时他又非常注重各课题课题的研究工作，同时他又非常注重各课题之间的联系和层次，使全部课题组合起来，之间的联系和层次，使全部课题组合起来，能达到整个计划的最优结构。能达到整个计划的最优结构。n在生产原子弹燃料这一中心项目上，大家论证提出在生产原子弹燃料这一中心项目上，大家论证提出了六种方案，各不相让，他确定一个原则，首先要了六种方案，各不相让，他确定一个原则，首先要保证按时完成任务，其他皆是次要的，因此他根据保证按时完成任务，其他皆是次要的，因此他根据可靠性理论中可靠性低的原件组成可靠性高的系统可靠性理论中可靠性低的原件组成可靠性高的系统的原

9、理，决定六种方案同时实验，结果按时得到了的原理，决定六种方案同时实验，结果按时得到了生产原子弹的所需的铀，生产原子弹的所需的铀，1994年年5月成功地爆炸第月成功地爆炸第一颗原子弹。一颗原子弹。n在大规模的组织起来完成一项军事科研生产在大规模的组织起来完成一项军事科研生产任务的大型系统工程中，时刻从系统的总目任务的大型系统工程中，时刻从系统的总目标出发，在系统的约束条件下最终完成了目标出发，在系统的约束条件下最终完成了目标，但当时还没有系统工程这一词，但国外标，但当时还没有系统工程这一词，但国外都认为这是系统工程方法成功的起点都认为这是系统工程方法成功的起点。n三峡工程全称为长江三峡水利枢纽工

10、程。三峡工程全称为长江三峡水利枢纽工程。19921992年年4 4月月3 3日，七届人大五次会议审议并通过了关日，七届人大五次会议审议并通过了关于兴建长江三峡工程决议。于兴建长江三峡工程决议。19941994年年1212月月1414日，日，三峡工程在前期准备的基础上正式开工。三峡工程在前期准备的基础上正式开工。n三峡工程分三期，总工期三峡工程分三期，总工期1717年。年。n一期工程一期工程5 5年年(19931997(19931997年年)，主要进行一，主要进行一期围堰填筑，导流明渠开挖等。期围堰填筑，导流明渠开挖等。n二期工程二期工程6 6年年(19972003(19972003年年)，主要

11、任务，主要任务是修筑二期围堰，左岸大坝的电站设施建设及是修筑二期围堰，左岸大坝的电站设施建设及机组安装等。机组安装等。导流明渠截流是二期工程转向三期工程建设的重导流明渠截流是二期工程转向三期工程建设的重要标志。要标志。n三期工程三期工程6 6年年(20032009(20032009年年)，右岸大坝，右岸大坝和电站的施工，并继续完成全部机组安装。届和电站的施工，并继续完成全部机组安装。届时，三峡水库将是一座长达时，三峡水库将是一座长达600600公里，最宽处公里，最宽处达达20002000米，面积达米，面积达1000010000平方公里，水面平静平方公里，水面平静的峡谷型水库。的峡谷型水库。n三

12、峡水利工程是我国建国以来最大的工程三峡水利工程是我国建国以来最大的工程项目，它的论证、组织、实施与管理可以说项目，它的论证、组织、实施与管理可以说就是一个庞大的系统工程问题，这项工程涉就是一个庞大的系统工程问题，这项工程涉及到国家及地方的众多部门，如水利、电力、及到国家及地方的众多部门，如水利、电力、能源、文物、生态、移民等等，涉及到多个能源、文物、生态、移民等等，涉及到多个省的上百个县市，同时实施过程要由众多单省的上百个县市，同时实施过程要由众多单位共同参与，时间横跨将近位共同参与，时间横跨将近2020年。年。如此大的工程为什么能按期、如此大的工程为什么能按期、按质量建成？用什么方法来管按质

13、量建成？用什么方法来管理确保完成？理确保完成？思考思考投入产业模型在国民计划经济中的应用投入产业模型在国民计划经济中的应用n我国计划经济的最基本原理是有计划按我国计划经济的最基本原理是有计划按比例发展，综合平衡各部门之间按比例比例发展，综合平衡各部门之间按比例发展，系统工程把整个国民经济当作一发展，系统工程把整个国民经济当作一个大系统。分析总结出投入产出综合模个大系统。分析总结出投入产出综合模型，对系统中各因子进行分析，确定各型，对系统中各因子进行分析，确定各部门的投入及生产规模，以求最终平衡，部门的投入及生产规模，以求最终平衡，实现安比例发展的目标。实现安比例发展的目标。系统工程的应用系统工

14、程的应用n系统工程的应用是相当广泛的，大至我们的国家、系统工程的应用是相当广泛的，大至我们的国家、社会、各行业、部门、各种服务系统、小至企业、社会、各行业、部门、各种服务系统、小至企业、企业的产品开发，经营预测，库存管理都涉及到企业的产品开发，经营预测，库存管理都涉及到系统工程管理问题，对于象国民经济各部门如何系统工程管理问题，对于象国民经济各部门如何达到费用最省结构最合理。如何使资源利用最优、达到费用最省结构最合理。如何使资源利用最优、利润最大，人员配备问题、几名工人、几项工作，利润最大，人员配备问题、几名工人、几项工作，一人只能承担一项工作。当不同的人从事各种工一人只能承担一项工作。当不同

15、的人从事各种工作的效益不同时，如何分配人员才能使全工程组作的效益不同时，如何分配人员才能使全工程组收益最大收益最大.n练习练习n全球粮食价格的上涨引发了哪些问题？产生怎样的全球粮食价格的上涨引发了哪些问题？产生怎样的后果？后果？n燃料能源价格危机：燃料能源价格危机：n美国次贷危机：美国次贷危机：n外汇牌价：外汇牌价：n企业的长远规划：企业的长远规划：n新产品开发：新产品开发：n区域经济一体化：区域经济一体化：n大项目管理：大项目管理：n练习练习n全球粮食价格的上涨引发了哪些问题？产生怎样的全球粮食价格的上涨引发了哪些问题？产生怎样的后果？后果？影响肉、菜、生活用品等等，从而影响整个社会的物价。

16、影响肉、菜、生活用品等等，从而影响整个社会的物价。n燃料能源价格危机：燃料能源价格危机：影响原材料、产品及全球物价影响原材料、产品及全球物价n美国次贷危机：美国次贷危机：房地产业房地产业产生金融危机产生金融危机汽车工业汽车工业其他行业其他行业欧洲欧洲亚洲亚洲全球全球n外汇牌价：外汇牌价：主要用于调节进出口政策，同时反应了一个国家的经济实主要用于调节进出口政策，同时反应了一个国家的经济实力力n企业的长远规划：企业的长远规划：综合考虑企业发展、实力、原材料、能源、技术、市场、综合考虑企业发展、实力、原材料、能源、技术、市场、国家政策等。国家政策等。n新产品开发：新产品开发：考虑市场、企业开发技术与

17、实力、销售网络、经济条件等考虑市场、企业开发技术与实力、销售网络、经济条件等n区域经济一体化：区域经济一体化：考虑区域特征、交通、历史、地理等考虑区域特征、交通、历史、地理等n大项目管理：如大项目管理：如*学院申请硕士研究生授予权项目学院申请硕士研究生授予权项目立项申请（可行性报告）立项申请（可行性报告）论证（答辩）论证（答辩）立项立项制定建设规划报告制定建设规划报告论证（答辩）论证（答辩）建设规划建设规划实施建设实施建设 nWho/Where?Who Who 学生学生为主体，教师为主导。为主体，教师为主导。WhereWhere 将课堂内外的学习结合起来将课堂内外的学习结合起来！What/Wh

18、en?内容nHow?1 1、注重系统思考、注重系统思考 2 2、坚持问题导向、坚持问题导向 3 3、采用系统化方法、采用系统化方法 4 4、注重方案创新、注重方案创新参考书参考书教材：汪应洛教材：汪应洛.系统工程系统工程.机械工业出版社机械工业出版社.n梁军梁军,赵勇赵勇.系统工程导论系统工程导论.化学工业出版社化学工业出版社.2005.3月月n陈宏民陈宏民.系统工程导论系统工程导论.高等教育出版社高等教育出版社.2006.4月月n梁迪梁迪,董海董海.系统工程系统工程.机械工业出版社机械工业出版社.2005.6月。月。n昝延全昝延全.沟通就是零距离沟通就是零距离系统经济学学术系统经济学学术随笔

19、随笔.中国传媒大学出版社中国传媒大学出版社.2006.10月月第一章第一章 系统工程概述系统工程概述n 教学目的与要求教学目的与要求 n要求：要求：掌握系统、系统工程的基本概念；掌握系统、系统工程的基本概念；了解系统工程的理论基础，大系统理论和一了解系统工程的理论基础，大系统理论和一般系统理论；般系统理论；了解系统工程的发展趋势；了解系统工程的发展趋势；掌握系统工程的主要特征，了解系统工程的掌握系统工程的主要特征，了解系统工程的专业分类；专业分类；了解用系统工程思想来分析社会、经济中的了解用系统工程思想来分析社会、经济中的问题和应用。问题和应用。教学内容教学内容一、系统的定义一、系统的定义四、

20、系统工程的理论基础四、系统工程的理论基础五、系统工程的特征五、系统工程的特征六、系统工程的分类六、系统工程的分类三、系统工程的产生与发展三、系统工程的产生与发展二、系统工程的定义二、系统工程的定义1.1 系统的概念系统的概念n系统一词的概念和内涵是逐渐发展而来系统一词的概念和内涵是逐渐发展而来,随社会发展随社会发展,其内涵还在不断发展和完善其内涵还在不断发展和完善.40年代才开始趋于统一年代才开始趋于统一.n创始人冯创始人冯贝朗费认为贝朗费认为:“系统是相互作用的要素的系统是相互作用的要素的综合体综合体”nWeberster大辞典中系统被修释为组织或被组织的大辞典中系统被修释为组织或被组织的整

21、体；及组织的整体所形成的各种概念和原理的综整体；及组织的整体所形成的各种概念和原理的综合，也是有规则地相互作用相互依赖的形式组成的合，也是有规则地相互作用相互依赖的形式组成的诸多要素的综合。诸多要素的综合。n钱学森教授：极其复杂的研究对象，即由相互作用钱学森教授：极其复杂的研究对象，即由相互作用和相互依赖的若干组成的具有特定功能的有机整体，和相互依赖的若干组成的具有特定功能的有机整体，而且这个系统本身有时他从属于一个更大系统的组而且这个系统本身有时他从属于一个更大系统的组成部分。成部分。系统概念系统概念n本书定义：本书定义：系统是由两个以上有机联系、相互作用的系统是由两个以上有机联系、相互作用

22、的要素组成，具有特定功能、结构和环境的整体。要素组成，具有特定功能、结构和环境的整体。数学模型：数学模型：数学模型：数学模型：式中：式中：式中：式中：S S S S 代表系统；代表系统；代表系统；代表系统；E E E E 代表系统中各元素的集合；代表系统中各元素的集合；代表系统中各元素的集合；代表系统中各元素的集合；R R R R 代表系统中各元素之间的关系集。代表系统中各元素之间的关系集。代表系统中各元素之间的关系集。代表系统中各元素之间的关系集。系统概念系统概念n要点：要点：系统及其要素系统及其要素系统和环境系统和环境系统的结构系统的结构系统的功能系统的功能系统及其要素系统及其要素n在物质

23、世界中，一个系统中的任何一部分可被在物质世界中，一个系统中的任何一部分可被看成一个系统，而每个系统又可看成一个大系看成一个系统，而每个系统又可看成一个大系统中的一部分，现代社会，人们把事物看成系统中的一部分，现代社会，人们把事物看成系统整体的一部分。而不是把整体者看成许多相统整体的一部分。而不是把整体者看成许多相互不联系的属性部分，这是综合思想，即系统互不联系的属性部分，这是综合思想，即系统方法方法n n整体性整体性n n有序性有序性n n集合性集合性n n关联性关联性n n目的性目的性n n环境适应性环境适应性n n涌现性涌现性n n1.2 系统特征系统特征系统特征系统特征n系统的整体性系统

24、的整体性：首先体现在建立目标是要求系统整体最首先体现在建立目标是要求系统整体最优化，其次还体现在系统功能和规律是整优化，其次还体现在系统功能和规律是整体的简单相加。体的简单相加。整体性整体性案例案例 巴尔扎克雕像的故事巴尔扎克雕像的故事n传说，法国著名雕塑家罗丹曾经给文学家巴尔扎克传说，法国著名雕塑家罗丹曾经给文学家巴尔扎克雕了一座塑像。塑像雕好之后，大受人们的称赞，雕了一座塑像。塑像雕好之后，大受人们的称赞，人们特别对雕像上巴尔扎克的一双手赞不绝口，都人们特别对雕像上巴尔扎克的一双手赞不绝口，都说这双手太逼真、太生动了。罗丹听到人们的议论说这双手太逼真、太生动了。罗丹听到人们的议论后，却毫不

25、犹豫地从塑像上砍去了这双手。巴尔扎后，却毫不犹豫地从塑像上砍去了这双手。巴尔扎克雕像的故事说明了什么？克雕像的故事说明了什么？做任何事情都要重视整体效应，必要的时候要舍得做任何事情都要重视整体效应，必要的时候要舍得做任何事情都要重视整体效应，必要的时候要舍得做任何事情都要重视整体效应，必要的时候要舍得抛弃部分而保留整体。中国有一句成语就表达了抛弃部分而保留整体。中国有一句成语就表达了抛弃部分而保留整体。中国有一句成语就表达了抛弃部分而保留整体。中国有一句成语就表达了这个意思：这个意思：这个意思：这个意思：“弃卒保车弃卒保车弃卒保车弃卒保车”。back整体性整体性案例案例 阿波罗阿波罗n美国美国

26、“阿波罗阿波罗”计划中的飞船和运载火箭是由计划中的飞船和运载火箭是由700多万个零件组成。这些零件都很普通，甚多万个零件组成。这些零件都很普通，甚至没一个是新研制的，为什么能实现把人送上至没一个是新研制的，为什么能实现把人送上太空的功能？太空的功能？各部分按照一定的结构组成了系统，从而实现了整各部分按照一定的结构组成了系统，从而实现了整各部分按照一定的结构组成了系统，从而实现了整各部分按照一定的结构组成了系统，从而实现了整体的功能体的功能体的功能体的功能。“结构决定性质，性质决定用途结构决定性质，性质决定用途结构决定性质，性质决定用途结构决定性质，性质决定用途”back系统特征系统特征n系统有

27、序性系统有序性。凡系统都有结构，凡结构都。凡系统都有结构，凡结构都是有序的，各组成部分在系统中所处的地是有序的，各组成部分在系统中所处的地位不同，形成不同的层次，该层次关系决位不同，形成不同的层次，该层次关系决定了系统的一定功能。定了系统的一定功能。n系统集合性系统集合性，系统是有一个或两个以上的，系统是有一个或两个以上的可识别的子系统组成，构成多层次的整体，可识别的子系统组成，构成多层次的整体，使整体不可缺少的一部分。使整体不可缺少的一部分。集合性集合性案例：大学是一个系统案例：大学是一个系统教育教育高等教育高等教育大学大学大学大学教学教学教学教学科研科研科研科研管理管理管理管理后勤后勤后勤

28、后勤back思考题：试说说我们国家都由哪思考题：试说说我们国家都由哪些子系统组成？些子系统组成？n系统的关联性系统的关联性，系统各组成部分之间相互，系统各组成部分之间相互联系，相互依赖，相互制约，相互作用的联系，相互依赖，相互制约，相互作用的性质叫关联性。正是由于系统的嘎，系统性质叫关联性。正是由于系统的嘎，系统才表现出整体性，才揭示出整体与部分的才表现出整体性，才揭示出整体与部分的关系。关系。系统特征系统特征关联性关联性n为了保护草原植被，当地政府颁布了禁止大量捕杀野狼为了保护草原植被，当地政府颁布了禁止大量捕杀野狼的法令，这是什么道理？的法令，这是什么道理？n狼捕杀羊、野兔等食草性动物，使

29、其数量减少，从狼捕杀羊、野兔等食草性动物，使其数量减少，从而起到保护植被的作用。而起到保护植被的作用。系统的各个元素、组分的变化会对其他的元系统的各个元素、组分的变化会对其他的元素、组分起影响。素、组分起影响。n相同的道理，为了使野生动物园的羚羊更有活力、相同的道理，为了使野生动物园的羚羊更有活力、生命力更强，可以引进狼或豹子等肉食动物。生命力更强，可以引进狼或豹子等肉食动物。关联性关联性n如何理解如何理解“一着不慎，满盘皆输一着不慎，满盘皆输”？不管什么棋类比赛，关键的一着下错，都很有可能输掉不管什么棋类比赛，关键的一着下错，都很有可能输掉整盘棋。整盘棋。要重视关键因素。在一个系统中关键部分

30、的变要重视关键因素。在一个系统中关键部分的变要重视关键因素。在一个系统中关键部分的变要重视关键因素。在一个系统中关键部分的变化，甚至会对全局产生决定性的影响。化，甚至会对全局产生决定性的影响。化，甚至会对全局产生决定性的影响。化，甚至会对全局产生决定性的影响。n系统的目的性系统的目的性，系统的组成部分按一定的，系统的组成部分按一定的目的组合在一起的性质叫系统的目的性。目的组合在一起的性质叫系统的目的性。系统都具有一定的功能，这正是区别这一系统和系统都具有一定的功能，这正是区别这一系统和那一系统的标志。那一系统的标志。比较复杂的社会经济系统都具有不止一个目标。比较复杂的社会经济系统都具有不止一个

31、目标。因此，需要用一个指标体系来描述系统的目标。因此，需要用一个指标体系来描述系统的目标。系统特征系统特征目的性目的性n自行车为什么要有刹车功能？自行车为什么要有刹车功能？n自行车的作用是提高速度，使人们可以更快地到达目的自行车的作用是提高速度，使人们可以更快地到达目的地，而刹车的作用却是减速，两者相矛盾。为什么还要地，而刹车的作用却是减速，两者相矛盾。为什么还要刹车呢？刹车呢？n在某些情况下（如下陡坡），行车速度和安全要求这在某些情况下（如下陡坡），行车速度和安全要求这两个具体目标产生了矛盾，就得通过刹车来减速，进两个具体目标产生了矛盾，就得通过刹车来减速，进行协调，从而保证自行车更好地到达

32、目的地。行协调，从而保证自行车更好地到达目的地。系统的具体目标之间有矛盾时，要进行协系统的具体目标之间有矛盾时，要进行协调，确定目标体系中的关键目标。调，确定目标体系中的关键目标。n系统的环境适应性系统的环境适应性，任何系统总处在特定，任何系统总处在特定的环境之中，并与环境不断地进行物质、的环境之中，并与环境不断地进行物质、能量、信息的交换，系统离不开环境，而能量、信息的交换，系统离不开环境，而且必须适应环境的变化，负责系统将不复且必须适应环境的变化，负责系统将不复存在。这种系统随环境的变化而存在的性存在。这种系统随环境的变化而存在的性质叫环境适应性。质叫环境适应性。系统特征系统特征系统与环境

33、示意图系统与环境示意图系统环境环境输入输出 反 馈1.3 系统分类系统分类（一）、按组成的自然属性：（一）、按组成的自然属性：1、自然系统。、自然系统。2、人造系统。、人造系统。3、复合系统。、复合系统。（二）、按与环境的关系：（二）、按与环境的关系：1、封闭系统。、封闭系统。2、开放系统。、开放系统。（三）按系统所处的状态：（三）按系统所处的状态：1、静态系统。、静态系统。2、动态系统。、动态系统。（四）按系统的对象：（四）按系统的对象：1、实体系统。、实体系统。2、概念系统、概念系统（五）按系统的规模：（五）按系统的规模：1、大型系统。、大型系统。2、中型系统。、中型系统。3、小型系统。、

34、小型系统。自然系统与人造系统自然系统与人造系统n n自然系统自然系统自然系统自然系统是由自然发生而产生与形成的系统，这类系统的组成部分是自然物（山、海、河流、矿物、植物及动物等）所自然形成的系统自然形成的系统自然形成的系统自然形成的系统。像海洋系统、矿藏系统、生态系统、太阳系、宇宙系等，都属于自然系统。n n人造系统人造系统人造系统人造系统是人们将有关元素，按其属性和相互关系组合而成的系统，亦即用人工方法建立起来的系统人工方法建立起来的系统人工方法建立起来的系统人工方法建立起来的系统。例如，人类对自然物质通过加工，用人工方法制造出来的工具和机械装置等构成的各种工程系统各种工程系统各种工程系统各

35、种工程系统；人类通过人为地规定的组织、制度、步骤、手续等建立起来的各种管理系统和社会系统各种管理系统和社会系统各种管理系统和社会系统各种管理系统和社会系统；人类通过对自然现象和社会现象的科学认识，用人工方法研究出来的科学体系和技术体系等都属于人工系统。封闭系统与开放系统封闭系统与开放系统 n n封封封封闭闭闭闭系系系系统统统统是是是是指指指指该该该该系系系系统统统统与与与与环环环环境境境境之之之之间间间间没没没没有有有有物物物物质质质质、能能能能量量量量和信息的交换，因而呈一种封闭状态的系统；和信息的交换，因而呈一种封闭状态的系统；和信息的交换，因而呈一种封闭状态的系统；和信息的交换，因而呈一

36、种封闭状态的系统；n n开放系统是指系统与环境之间具有物质、能量与开放系统是指系统与环境之间具有物质、能量与开放系统是指系统与环境之间具有物质、能量与开放系统是指系统与环境之间具有物质、能量与信息的交换的系统。信息的交换的系统。信息的交换的系统。信息的交换的系统。示例 S S物资流信息流静态系统和动态系统静态系统和动态系统n n动动动动态态态态系系系系统统统统就就就就是是是是系系系系统统统统的的的的状状状状态态态态变变变变量量量量是是是是随随随随时时时时间间间间不不不不断断断断变变变变化化化化的的的的，即即即即系系系系统统统统的的的的状状状状态态态态变变变变量量量量是是是是时时时时间间间间的的

37、的的函函函函数数数数。例例例例如如如如，学学学学校校校校就就就就是是是是一一一一个个个个动动动动态态态态系系系系统统统统，它它它它不不不不仅仅仅仅有有有有建建建建筑筑筑筑物物物物，还还还还有有有有教教教教师和学生。企业也是动态系统的一个典型例子师和学生。企业也是动态系统的一个典型例子师和学生。企业也是动态系统的一个典型例子师和学生。企业也是动态系统的一个典型例子n n静静静静态态态态系系系系统统统统则则则则是是是是表表表表征征征征系系系系统统统统运运运运行行行行规规规规律律律律的的的的数数数数学学学学模模模模型型型型中中中中不不不不含含含含有有有有时时时时间间间间因因因因素素素素，即即即即模模

38、模模型型型型中中中中的的的的变变变变量量量量不不不不随随随随时时时时间间间间而而而而变变变变化化化化，它它它它是是是是动动动动态态态态系系系系统统统统的的的的一一一一种种种种极极极极限限限限状状状状态态态态，即即即即处处处处于于于于稳稳稳稳定定定定的的的的系系系系统。例如大桥、公路、房屋等。统。例如大桥、公路、房屋等。统。例如大桥、公路、房屋等。统。例如大桥、公路、房屋等。实体系统与概念系统实体系统与概念系统 n所所谓谓实实体体系系统统，是是指指以以物物理理状状态态的的存存在在物物作作为为组组成成要要素素的的系系统统，这这些些实实体体占占有有一一定定空空间间，如如自自然然界界的的矿矿物物、生生

39、物物，生生产产部部门门的的机机械械设设备备、原原始始材材料料等等。由由于于自自然然物物都都为为实实实实在在在在的的存存在在物物，因因此此，实体系统亦称为硬件系统。实体系统亦称为硬件系统。n与与实实体体系系统统相相对对应应的的是是概概念念系系统统，它它是是由由概概念念、原原理理、假假说说、方方法法、计计划划、制制度度、程程序序等等非非物物质质实实体体构构成成的的系系统统，如如管管理理系系统统、科科学学技技术术体体系系、教教育育系系统统、文文化化系系统统等等。由由于于概概念念系系统统，对对应应着着的的多多是是人人们们对对自自然然界界的的认认识识和和假假设设，因因此此概概念念系系统亦称为软件系统。统

40、亦称为软件系统。普通系统、大系统、巨系统、简普通系统、大系统、巨系统、简单系统与复杂系统单系统与复杂系统 n从从系系统统的的规规模模进进行行分分类类，系系统统有有大大小小之之分分，可可分分为为普普通通系系统统、大大系系统统及及巨巨系系统统；从从系系统统的的复复杂杂程程度度来来分分，系系统统又又可可分分为为简简单单系系统与复杂系统。统与复杂系统。国家国家国家国家政策政策政策政策市场市场市场市场研究研究研究研究技术技术技术技术经济经济经济经济预测预测预测预测竞争竞争竞争竞争状况状况状况状况企业企业企业企业能力能力能力能力资金资金资金资金来源来源来源来源资源资源资源资源条件条件条件条件社社社社会会会

41、会需需需需求求求求生生生生产产产产可可可可能能能能生生生生产产产产组组组组织织织织与与与与控控控控制制制制物物物物、财财财财、人人人人、信信信信息息息息生产生产生产生产控制控制控制控制库存库存库存库存控制控制控制控制质量质量质量质量控制控制控制控制成本成本成本成本控制控制控制控制资金资金资金资金回收回收回收回收产品产品产品产品销售销售销售销售服务服务服务服务调查调查调查调查经经经经 营营营营 目目目目 标标标标产产产产 品品品品 开开开开 发发发发经经经经 营营营营 计计计计 划划划划生生生生产产产产技技技技术术术术准准准准备备备备技术技术技术技术文件文件文件文件劳动劳动劳动劳动力力力力劳动劳

42、动劳动劳动手段手段手段手段劳动劳动劳动劳动对象对象对象对象环境分析环境分析环境分析环境分析经营决策与计划经营决策与计划经营决策与计划经营决策与计划投入投入投入投入转换转换转换转换产出产出产出产出图图图图 工业企业生产经营活动过程示意图工业企业生产经营活动过程示意图工业企业生产经营活动过程示意图工业企业生产经营活动过程示意图2、系统科学与系统工程、系统科学与系统工程2.1、系统科学的分类、系统科学的分类从纵向分：从纵向分：、哲学。、哲学。、基础科学。、基础科学。、技术科学。技术科学。、工程技术。、工程技术。从横向分：从横向分：、自然科学。、自然科学。、社会科、社会科学。学。、系统科学。、系统科学

43、。、人体科学。、人体科学。、思维科学、思维科学2.22.2、系统工程、系统工程n要作出科学的决策就必须依赖于系统可靠的要作出科学的决策就必须依赖于系统可靠的科学决策方法，它将所处理的问题作为一个科学决策方法，它将所处理的问题作为一个完整的系统进行处理，强调决策系统完整的系统进行处理，强调决策系统整体目整体目标的综合最优化标的综合最优化；n系统工程借助于系统工程借助于自然科学自然科学与与工程技术工程技术的方法，的方法，来处理各种社会系统，将实践中所形成的整来处理各种社会系统，将实践中所形成的整体最优化系统观念应用于其求解问题的全过体最优化系统观念应用于其求解问题的全过程之中，从而保证了所解决问题

44、的全面周到程之中，从而保证了所解决问题的全面周到与科学合理。与科学合理。1 1、系统工程的定义、系统工程的定义n用系统思想、定量和定性相结合的系统方法处用系统思想、定量和定性相结合的系统方法处理大型复杂系统的问题，无论是系统的设计或理大型复杂系统的问题，无论是系统的设计或组织建立，还是系统的经营管理，都可以统一组织建立，还是系统的经营管理，都可以统一看成是一类工程实践，统称为看成是一类工程实践，统称为系统工程系统工程。n系统工程是一门新兴的交叉学科。在科学技术系统工程是一门新兴的交叉学科。在科学技术的体系结构中，它属于工程技术，尚处于发展的体系结构中，它属于工程技术，尚处于发展阶段。阶段。n目

45、前还没有一个统一的定义。目前还没有一个统一的定义。n具代表性的定义：具代表性的定义：n19781978年我国著名学者年我国著名学者钱学森钱学森指出：指出：“系统工程是组织管理系统的规划、研系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学究、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方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的方法意义的方法”。n“系统工程是一门组织管理的技术系统工程是一门组织管理的技术”。定义定义1n“系系统统工工程程与与其其他他工工程程学学不不同同之之点点在在于于它它是是跨跨越越许许多多学学科科的的科科学学，而而且且是是填填补补这这些些学学科科边边

46、界界空空白白的的一一种种边边缘缘学学科科。因因为为系系统统工工程程的的目目的的是是研研制制一一个个系系统统，而而系系统统不不仅仅涉涉及及到到工工程程学学的的领领域域，还还涉涉及及社社会会、经经济济和和政政治治等等领领域域，所所以以为为了了适适当当地地解解决决这这些些领领域域的的问问题题，除除了了需需要要某某些些纵纵向向技技术术以以外外，还还要要有有一一种种技技术术从从横横的的方方向向把把它它们们组组织织起起来来，这这种种横横向向技技术术就就是是系系统统工工程程”。（三三浦浦武武雄雄，日日本本，19771977年）年）定义定义2 2n虽然每个系统都是由许多不同的特殊功能部分虽然每个系统都是由许多

47、不同的特殊功能部分组成，而这些功能部分之间又存在着相互关系，组成，而这些功能部分之间又存在着相互关系，但是，每一系统都是完整的整体，每一个系统但是，每一系统都是完整的整体，每一个系统都要求有一个或若干个目标。都要求有一个或若干个目标。系统工程系统工程则是按则是按照各个目标进行权衡，全面求得最优解（或满照各个目标进行权衡，全面求得最优解（或满意解）的方法，并使各组成部分能够最大限度意解）的方法，并使各组成部分能够最大限度地互相适应。地互相适应。n（H H切斯纳，美国）切斯纳，美国）定义定义3n“系统工程是研究复杂系统设计的科学，该系统工程是研究复杂系统设计的科学，该系统由许多密切联系的元素所组成

48、。设计该系统由许多密切联系的元素所组成。设计该复杂系统时，应有明确的预定功能及目标，复杂系统时，应有明确的预定功能及目标，并协调各个元素之间及元素和整体之间的有并协调各个元素之间及元素和整体之间的有机联系，以使系统能从总体上达到最优目标，机联系，以使系统能从总体上达到最优目标，在设计系统时，要同时考虑到参与系统活动在设计系统时，要同时考虑到参与系统活动的人的因素及其作用。的人的因素及其作用。”n（美国科学技术辞典（美国科学技术辞典,1975,1975年）年）定义定义4定义定义5n系统工程系统工程不同于其他传统的工程技术，它是一不同于其他传统的工程技术，它是一大类新的工程技术，是定性研究与定量研

49、究相大类新的工程技术，是定性研究与定量研究相结合（尤其结合（尤其强调从定性到定量的综合集成强调从定性到定量的综合集成）、）、注重整体优化地研究问题和解决问题的科学方注重整体优化地研究问题和解决问题的科学方法。法。例如，美国研制原子弹的例如，美国研制原子弹的“曼哈顿工程曼哈顿工程”、阿波、阿波罗登月计划、我国的神州六、七号的载人航天等。罗登月计划、我国的神州六、七号的载人航天等。美国的阿波罗登月计划，运用系统工程与分析方美国的阿波罗登月计划，运用系统工程与分析方法，创造了法，创造了“计划评审技术（计划评审技术（PERTPERT）”和和“随机随机网络技术（网络技术（GERTGERT）”，实现了时间

50、进度、质量，实现了时间进度、质量技术与经费管理三者统一。技术与经费管理三者统一。u系系统统工工程程（SE)是是从从总总体体出出发发，合合理理开开发发、运运行行和和革革新新一一个个大大规规模模复复杂杂系系统统所所需需思思想想、理理论论、方方法法论论、方方法法与技术的总称，属于一门综合性的工程技术。与技术的总称，属于一门综合性的工程技术。uSE的研究对象是复杂系统的研究对象是复杂系统 该类系统的主要特点有：规模庞大、结构复杂、属该类系统的主要特点有：规模庞大、结构复杂、属性及目标多样、一般为人性及目标多样、一般为人-机系统、经济性突出等。机系统、经济性突出等。uSE的任务的任务:提高系统的功能提高