SE理论与方法论系统分析原理ief.pptx

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1、第二讲 SE理论与方法论一SE理论二SE基本工作过程三系统分析原理及其应用系统分析原理及其应用一SE理论q一般系统论一般系统论（general system theory)19241928;奥地利理论生物学家L.VON 贝塔朗菲；1945年发表关于一般系统论 研究复杂系统一般规律的学科 基本观点：基本观点：整体性 开放性及目的性（有效性、适应性、寻的性）动态相关性（动态性取决于相关性）等级层次性 有序性（结构或空间；发展或时间）SE理论q控制论（控制论（Cybernatics）维纳于1948年出版了控制论一书 经典控制论现代控制论大系统控制理论 研究大系统的结构方案、稳定性、最优化、建模及模型

2、简化等。对系统方法的启示：黑箱-灰箱-白箱法 功能模拟法 形式化、数量化、最优化方法SE理论q信息论信息论 美国数学家申农（美国数学家申农（C.E.Shannon）和维纳和维纳 （信息科学）（信息科学）以信息为主要研究对象，以信息的运动规律和以信息为主要研究对象，以信息的运动规律和应用方法为主要研究内容，以计算机、光导纤维等为主要研究工应用方法为主要研究内容，以计算机、光导纤维等为主要研究工具，以扩展人类的信息功能为主要研究目标。具，以扩展人类的信息功能为主要研究目标。类比方法类比方法 统计方法统计方法 信息方法信息方法（运用信息的观点，把（运用信息的观点，把系统系统看作看作是借助于信息的获取

3、、是借助于信息的获取、传递、加工、处理而实现其有目的性的运动传递、加工、处理而实现其有目的性的运动的一种研究方法）的一种研究方法）SE理论q耗散结构理论耗散结构理论（dissipative structure theory)1969；比利时统计物理学家I.普利高津 研究远离平衡态的开放系统从无序到有序的演化规律的一种理论q协同学协同学（synergetics）70年代初，联邦德国理论物理学家 H.哈肯 研究协同系统从无序到有序的演化规律的新兴综合性学科 SE理论q超循环理论超循环理论（hypercycle theory）1971，德国生物物理学家 M.艾根 研究分子自组织的一种理论q突变论突变

4、论（catastrophe theory）60年代末，法国数学家 R.托姆 研究不连续现象的一个新兴数学分支，也是一般形态学的一种理论，能为自然界中形态的发生和演化提供数学模型SE理论q微分动力系统微分动力系统（differential dynamical systems）60年代初，S.斯梅尔、廖山涛（北大数学教授）系统科学的一个数学分支。主要研究随时间演变的动力系统的整体性质及其在扰动中的变化SE理论q分岔理论分岔理论（bifurcation theory）50年代，苏联学者A.A.安德罗诺夫等 研究分岔现象的特性和产生机理的数学理论 （早在19世纪，C.雅可比、H.庞加莱等人就已引进“分

5、岔”概念）q卡姆定理卡姆定理（KAM theorem）50年代中至60年代初，A.H柯尔莫戈罗夫、B.阿诺德、J.莫泽先后提出和证明 关于哈密顿力学系统运动稳定性的一种论断，它反映“弱”不可积（或接近可积）系统的运动规律，该定理是牛顿力学在20世纪的重大进展SE理论q泛系理论泛系理论（pansystems theory）1976，吴学谋（中科院武汉数理所研究员）一种研究广义系统、关系的理论和方法，又称泛系方法或泛系方法论q灰色系统理论灰色系统理论（gray systems theory）1979，邓聚龙（华中科技大教授）关于信息不完全或不确定系统的控制理论，应用在系统预测等方面SE理论钱学森

6、我认为把运筹学、控制论和信息论同贝塔朗菲（一般系统论）、普利高津（耗散结构理论）、哈肯（协同学）、艾根（超循环理论）等人的工作融会贯通，加以整理，就可以写出系统学这本书了。SE理论复杂系统理论n以非线性自组织理论为核心的系统理论（欧洲学派）n以圣菲研究所（SFI）为代表的理论框架，其代表性理论是1994年霍兰提出的CAS（复杂适应系统）理论（美国学派）n以开放的复杂巨系统理论为核心的理论体系（中国学派）二SE基本工作过程n1.霍尔三维结构霍尔三维结构A.D.Hall1969系统工程活动矩阵：T-L知识维（K）运筹学控制论社会科学工程技术逻辑维（L）规划阶段设计阶段分析阶段运筹阶段实施阶段运行阶

7、段更新阶段时间维(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SE基本工作过程n2.切克兰德方法论切克兰德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)根底定义根底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.SE基本工作过程n3.两种方法轮的比较两种方法轮的比较(?)相同点相同点：问题导向；注重程序及阶段；：问题导向；注重程序及阶段；不同点不同点：(研究对象或应用领域、基本方法、研究对象或应用领域、基本方法、核心内容或关键点、反馈机制、核心内容或关键点、反馈机制、)应用企业管理系统工程活动矩阵（框

8、架H；内容C）问题问题现状现状说明说明关联关联要素要素分析分析方方 向向 目目标标 及及 指指标设计标设计 对象对象 系统系统的再认识的再认识变革变革途径途径探索探索比比 较较、分分 析析、权权 衡衡、评价评价组织组织行为行为分析分析实施实施 与与改进改进1.企企业业诊诊断断与与环境分析环境分析2.企企业业发发展展战战略与规划略与规划3.产产品品研研究究与与开发管理开发管理4.企企业业经经营营决决策与计划策与计划5.生生产产要要素素的的准准备备及及投投入入管管理理6.生生产产过过程程的的组织与控制组织与控制7.销销售售服服务务与与资金回收管理资金回收管理8.企企业业管管理理系系统统更更新新和和

9、企企业业经营环境改善经营环境改善逻辑逻辑步骤步骤活动项目活动项目工作过程工作过程三、系统分析原理及应用三、系统分析原理及应用n1.系统分析概念系统分析概念 系统分析（系统分析（SASA）是在对系统是在对系统问题问题现状及现状及目标目标充分充分挖掘的基础上，运用挖掘的基础上，运用建模建模及预测、优化、仿真、及预测、优化、仿真、评价评价等方法，对系统的有关方面进行定性与定量相结合的等方法，对系统的有关方面进行定性与定量相结合的分析，为分析，为决策者决策者选择满意的系统选择满意的系统方案方案提供决策依据的提供决策依据的分析研究过程。分析研究过程。SA是是SE的核心内容、分析过程和基本方法。的核心内容

10、、分析过程和基本方法。系统分析原理系统分析原理nSA要素：要素：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2.SA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初步初步SASA规范分析规范分析综合分析综合分析系统分析原理系统分析原理-SA程序程序 SA程程序序图图是是SA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。在在对对其理解和应用上应注意以下各点：其理解和应用上应

11、注意以下各点：重视做好初步重视做好初步SA.SA.5W1H(What/Why/Who 5W1H(What/Why/Who/Where/When/How)Where/When/How)方法方法是做好这段工作的基本线索。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型、数学模型或仿真模型。模型、数学模型或仿真模型。系统分析原理系统分析原理-SA程序程序 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经排排序序的的非非劣劣方方案案（或或称称选选择择性方案）。性方案）。环环境境分分析析贯贯穿穿SAS

12、A全全过过程程，在在SASA中中是是十十分分重重要要和必不可少的。和必不可少的。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）遍历并完成每一个具体过程。遍历并完成每一个具体过程。系统分析原理系统分析原理3、SA的特点及原则的特点及原则（1）问题导向）问题导向（2）以整体为目标）以整体为目标（3）多方案模型分析和选优）多方案模型分析和选优（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）多次反复进行）多次反复进行4.系统分析原理系统分析原理应用问题应用问题v应用领域广泛应用领域广泛（如教学参考书中的习题、实例）（如教学参考书中的习题、实例）v对系统分析的技

13、术方法具有指导作用对系统分析的技术方法具有指导作用 （将在课程第二、三段具体说明）（将在课程第二、三段具体说明）v充分发挥充分发挥系统分析小组系统分析小组的作用的作用（4人左右）人左右）问题应尽可能具体，且贴近实际问题应尽可能具体，且贴近实际注意对多目标和多方案的挖掘，并以此来检验问注意对多目标和多方案的挖掘，并以此来检验问题题首先注重首先注重SA原理框架的应用原理框架的应用关于第一次课堂讨论关于第一次课堂讨论（小组发言）（小组发言）n时间：时间：2.26（周四）、（周四）、3.4（周四）（周四）n内容内容：第一、二讲部分思考讨论题；第一、二讲部分思考讨论题；小组拟作系统分析的问题。小组拟作系

14、统分析的问题。n注意事项：每组发言时间不超过注意事项：每组发言时间不超过5分钟；分钟；每组同学应集中就坐每组同学应集中就坐；每班有一人负责评分（每班有一人负责评分（5分制）。分制）。第一讲思考讨论题（第一章）1、选择一个你所熟悉的系统问题说明：(1)系统的功能及其要素；(2)系统的环境及输入、输出；(3)系统的结构(最好用框图表达)；(4)系统的功能与结构、环境的关系。2、说明系统一般属性的含义，并据此归纳出若干系统思想或观点；3、管理系统有何特点?为什么说现代管理系统是典型的(大规模)复杂系统?4、请总结系统工程的特点(结合第二、三章内容)。5、结合系统工程应用领域，说明系统工程在你所学专业领域的可能应用及其前景。第二讲思考讨论题（第三章）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?7、进行系统分析的原则及要求有哪些？8、请通过一实例，说明应用系统分析的原理。演讲完毕，谢谢观看！