IE工程與系統(tǒng)工程知識結(jié)合ppt課件

1、Quality & Satisfy深圳德信誠經(jīng)濟咨詢公司地址：東莞市長安鎮(zhèn)圖書館左側(cè)電梯四樓 郵政編碼: 523850：/bz01 ：bz01bz01 :FAX:東莞德信誠相關(guān)培訓課程：P01 JIT精益消費與現(xiàn)場改善培訓班P02 消費合理化改善-IE工業(yè)工程實務訓練營P03 PMC消費方案管理實務培訓班(生管員培訓)P04 高效倉儲管理與清點技巧培訓班(倉管員培訓)P05 目視管理與5S運動推行實務培訓班P06 采購與供應鏈管理實務 (采購員培訓)工業(yè)工程概論第 1 章 工業(yè)工程的概念與認識 2第 2 章 工業(yè)工程的開展與運用 2第

2、 3 章 工業(yè)工程的學科構(gòu)成 2第 4 章 IE與運籌學 OS 2第 5 章 IE與系統(tǒng)工程學 SE 2IE與系統(tǒng)工程5.1 系統(tǒng)的概念5.2 系統(tǒng)科學的體系5.3 系統(tǒng)工程的內(nèi)涵5.4 系統(tǒng)工程的方法5.6 系統(tǒng)工程的運用5.1 系統(tǒng)的概念5.1.1 古代系統(tǒng)思想5.1.3 系統(tǒng)的定義5.1.2 系統(tǒng)的分類5.1.1 古代系統(tǒng)思想圖1 伏羲古太極圖伏羲古太極圖蘊涵了古代中國人的系統(tǒng)思想見圖1-1。試圖用陰陽五行八卦論來闡明一致的世界，或把五行金木水火土作為構(gòu)成萬物的根本要素，或把八卦從自然界中找出的8種事物：天地雷風水火山澤看作萬物之源。戰(zhàn)國時的子思、孟子提出了“天人合一的思想。這些學說都把

3、宇宙看作一個整體。古希臘思想家亞里士多德提出了著名論點“整體大于它的各部分的總和。圖1伏羲古太極圖5.1.2 系統(tǒng)的定義1994年我國的系統(tǒng)System定義： 系統(tǒng)是由相互聯(lián)絡、相互作用的要素組成的，具有一定構(gòu)造和功能的有機整體。1986至1998年汪應洛院士給出的系統(tǒng)定義是：系統(tǒng)是具有特定功能的、相互間具有有機聯(lián)絡的許多要素構(gòu)成的一個整體。構(gòu)成一個系統(tǒng)必需具備三個條件： 系統(tǒng)由兩個以上的要素組成； 要素之間存在著相互聯(lián)絡、相互作用interaction； 系統(tǒng)具有不同于各個組成要素的整體功能。 5.1.2 系統(tǒng)的定義系統(tǒng)包含了以下6個根本概念：圖41要素。又稱元素。是系統(tǒng)的組成部分，又稱為子

4、系統(tǒng)。2構(gòu)造。系統(tǒng)各個要素相對穩(wěn)定的相互聯(lián)絡、相互作用的方式3功能。系統(tǒng)整體在內(nèi)部與外部的聯(lián)絡中表現(xiàn)的作用和才干4邊境。系統(tǒng)所包含的要素的界限，構(gòu)造闡明須有確定邊境5環(huán)境。存在于系統(tǒng)外與系統(tǒng)發(fā)生作用的各種要素的總體。 功能闡明系統(tǒng)需求與環(huán)境發(fā)生關(guān)系。6輸入。經(jīng)過邊境進入到系統(tǒng)的事物。 輸出。經(jīng)過邊境進入到環(huán)境的事物。 圖4 系統(tǒng)的概念1Elements Components Subsystem2Structure3Function4Boundary5environment6Input/Output邊境要素 聯(lián)絡系統(tǒng)環(huán)境輸出輸入圖4 系統(tǒng)的概念功能：轉(zhuǎn)換構(gòu)造5.1.3 系統(tǒng)的分類系統(tǒng)形狀的分類如

5、表1所示。復合系統(tǒng)Compound systems是指 幾種類型的系統(tǒng)相互重合和嵌套所組成的系統(tǒng)。大多數(shù)系統(tǒng)是自然系統(tǒng)與人工系統(tǒng)的復合系統(tǒng)。在多數(shù)情況下物質(zhì)系統(tǒng)和概念系統(tǒng)是結(jié)合的。 消費系統(tǒng)既有物質(zhì)系統(tǒng)設備，也有概念系統(tǒng)知識。表 1 系統(tǒng)的分類 劃分依據(jù)系統(tǒng)類型實例系統(tǒng)起源自然系統(tǒng) Natural systems 海洋系統(tǒng)，天體系統(tǒng)，生物系統(tǒng)人工系統(tǒng) Artificial systems工程系統(tǒng)，社會系統(tǒng)，管理系統(tǒng)要素性質(zhì)物質(zhì)系統(tǒng) Physical systems礦藏系統(tǒng)，生物系統(tǒng)，技術(shù)系統(tǒng)概念系統(tǒng) Conceptual systems法律系統(tǒng)，文學系統(tǒng)，藝術(shù)系統(tǒng)要素數(shù)量簡單系統(tǒng) Simple

6、 systems原子系統(tǒng)，簡單工具復雜系統(tǒng) Complex systems生命系統(tǒng)，生產(chǎn)系統(tǒng)，社會系統(tǒng)與時間關(guān)系動態(tài)系統(tǒng) Dynamic systems氣象系統(tǒng)，生物系統(tǒng)，生產(chǎn)系統(tǒng)靜態(tài)系統(tǒng) Static systems建筑物，地圖與外界作用孤立系統(tǒng) Island systems宇宙飛船的密封倉封閉系統(tǒng) Closed systems外加磁/電場中的磁/電介質(zhì)系統(tǒng)開放系統(tǒng) Open systems生命系統(tǒng)，經(jīng)濟系統(tǒng)，社會系統(tǒng)認識論黑色系統(tǒng) Black systems銀河系外遙遠星座，待設計產(chǎn)品白色系統(tǒng) Whitening systems可拆卸的機器，已解決的問題灰色系統(tǒng) Grey systems農(nóng)

7、業(yè)系統(tǒng)，人體系統(tǒng)1.1 系統(tǒng)的根本概念1.1.1 系統(tǒng)的定義與分類1.1.2 系統(tǒng)科學與系統(tǒng)工程1.1.3 人工系統(tǒng)的分類5.2 系統(tǒng)科學的體系系統(tǒng)科學System science它是以系統(tǒng)為研討和運用對象的一個科學技術(shù)的門類。它是現(xiàn)代科學技術(shù)體系中的一大門類。中國著名科學家錢學森于20世紀70年代末提出了系統(tǒng)科學體系的三個層次構(gòu)造，如圖5所示。 工程技術(shù)層次是直接優(yōu)化客觀世界的知識。 技術(shù)科學層次是指點工程技術(shù)的實際。 根底科學層次是研討系統(tǒng)的根本屬性與普通規(guī)律的學科。系統(tǒng)科學通向哲學的橋梁是系統(tǒng)論。圖5 系統(tǒng)科學的體系圖5 系統(tǒng)科學的體系系統(tǒng)學運籌學控制論系統(tǒng)工程自動化技術(shù)信息論通訊技術(shù)技

8、術(shù)科學工程技術(shù)根底科學系統(tǒng)科學5.3 系統(tǒng)工程的內(nèi)涵現(xiàn)代IE與系統(tǒng)工程功能非常類似，國外有的大學把IE系改名為I&SE(工業(yè)與系統(tǒng)工程)，但兩者也是有區(qū)別的。系統(tǒng)工程System engineering中的系統(tǒng)與工程均有其特殊的含義。 系統(tǒng)是只包括屬于人工系統(tǒng)及復合系統(tǒng)這類性質(zhì)的系統(tǒng)，不包括自然系統(tǒng)。 工程是指造物的學問，是“工程學的簡稱。不是指造物的任務過程。1971年日本寺野壽郎以為 系統(tǒng)工程學就是使從無到有的發(fā)明過程合理化的科學。 1975年美國科學技術(shù)辭典的定義是： 系統(tǒng)工程是研討彼此親密聯(lián)絡的許多要素所構(gòu)成的復雜系統(tǒng)的設計的科學。1994年我國的定義是： 系統(tǒng)工程是門統(tǒng)籌全局綜合協(xié)調(diào)

9、研討系統(tǒng)的科學技術(shù)， 是系統(tǒng)開發(fā)、設計、實施和運用的工程技術(shù)。5.3 系統(tǒng)工程的內(nèi)涵 錢學森指出：“系統(tǒng)工程是組織管理系統(tǒng)的規(guī)劃、研討、設計、制造和運用的科學方法，是一種對一切系統(tǒng)都具有普遍意義的科學方法。 系統(tǒng)工程根據(jù)總體協(xié)調(diào)的需求，綜合運用自然科學和社會科學中有關(guān)的思想、實際和方法，利用電子計算機作為工具，對系統(tǒng)的構(gòu)造、要素、信息和反響等進展分析、綜合、模擬、最優(yōu)化，以到達最優(yōu)規(guī)劃、最優(yōu)設計、最優(yōu)管理和最優(yōu)控制的目的。 系統(tǒng)工程的原理和方法，適用于一切系統(tǒng)(包括物質(zhì)的和非物質(zhì)的)，如自然系統(tǒng)、社會經(jīng)濟系統(tǒng)、運營管理系統(tǒng)，而不限于某種特定的工程物質(zhì)對象。 系統(tǒng)工程作為最通用的工程技術(shù)，為現(xiàn)代

10、工業(yè)工程及管理工程、制造工程等提供了重要的方法論和根本方法。5.3 系統(tǒng)工程的內(nèi)涵 系統(tǒng)工程的研討對象主要是復雜的人工系統(tǒng)。 系統(tǒng)工程作為一種科學方法，最初是在20世紀40年代由美國貝爾公司在設計通訊網(wǎng)絡時提出的。 系統(tǒng)工程作為一種工程技術(shù)，主要包括兩大技術(shù): 系統(tǒng)分析是對已有的系統(tǒng)用系統(tǒng)方法進展定量分析以協(xié)助進展有效決策。 系統(tǒng)設計是設計出能滿足預定目的要求的新的系統(tǒng)。例 “阿波羅載人登月系統(tǒng)工程的典型運用是美國阿波羅工程Apollo project。工程開場于1961年5月，至1972年12月第6次勝利登月終了，歷時11年，耗資255億美圓，僅科研課題就有5萬多項。在工程頂峰期，參與研制的

11、有2萬多家企業(yè)、200多所大學和80多個科研機構(gòu)，總?cè)藬?shù)超越30萬人，運用大型計算機600臺。共發(fā)射了17枚飛船。阿波羅飛船全部構(gòu)件達300多萬個。如此龐大而復雜的系統(tǒng)，假設有一個環(huán)節(jié)發(fā)生缺點或延時完成，都會使登月飛船無法按期發(fā)射。正是由于采用了系統(tǒng)工程的方法，才順利完成了方案。它是復雜系統(tǒng)工程的光輝典范。圖6 人類初次登上月球阿波羅在進展了6次不載人實驗和4次載人實驗之后，1969年7月20日，“阿波羅11號宇宙飛船把兩名美國宇航員阿姆斯特朗和奧爾德林送上了遙遠的月球，使“嫦娥奔月的神話成為現(xiàn)實。人類第一次在另外的星球上留下了腳印。兩名宇航員在月球上遨游了2小時31分鐘，拍攝了月球風光、安裝

12、了科學儀器、采集了月球的巖石和土壤標本，平安前往地面。圖6 人類初次登上月球阿波羅11號飛船的航天員(1969.7.21)5.4 系統(tǒng)工程的方法5.4.1 霍爾三維構(gòu)造5.4.2 工業(yè)工程方法論的體系5.4.3 系統(tǒng)方法的特點5.4.4 系統(tǒng)方法的類型系統(tǒng)分解系統(tǒng)分析系統(tǒng)綜合系統(tǒng)評價系統(tǒng)設計5.4.1 霍爾三維構(gòu)造 圖7 美國通訊工程師、系統(tǒng)工程專家霍爾A.D. Hall1969年提出了 “霍爾三維構(gòu)造。已成為廣泛采用的方法論。時間維。系統(tǒng)工程活動從開場到終了按時間順序陳列的全過程，7個階段。邏輯維。時間維的每一個階段內(nèi)所要進展的任務內(nèi)容和應該遵照的思想程序， 7個步驟。知識維。為完成這些階段

13、和步驟所需求的各種專業(yè)知識和技藝。圖7 霍爾三維構(gòu)造圖時間知識邏輯明確問題確定目的系統(tǒng)綜合系統(tǒng)分析優(yōu)化實施規(guī)劃擬定方案更新研制消費安裝階段藝術(shù)社會科學管理法律商業(yè)建筑醫(yī)學工程決策運轉(zhuǎn)步驟知識和技藝5.4.2 工業(yè)工程方法論的體系 IE專門技術(shù)與系統(tǒng)工程方法相結(jié)合現(xiàn)代IE的標志之一。在IE的研討與運用中，要充分認識其方法論的意義和系統(tǒng)工程在整個IE方法與技術(shù)體系中的支配位置。參照系統(tǒng)工程中的霍爾三維構(gòu)造，可將IE方法論的方式體系歸結(jié)為圖8。圖8 工業(yè)工程方法論體系系統(tǒng)工程計算機技術(shù)工業(yè)工程專門技術(shù)管文科學社會及人文科學運用數(shù)學工程技術(shù)系統(tǒng)診斷與分析系統(tǒng)規(guī)劃與設計系統(tǒng)實施與運轉(zhuǎn)系統(tǒng)評價和改善任務階

14、段知識方法 問題闡明邏輯步驟目的探求方案綜合分析權(quán)衡評價抉擇5.4.3 系統(tǒng)方法的特點系統(tǒng)方法(system method)，就是按照事物本身的系統(tǒng)性，把研討對象放在系統(tǒng)的方式中加以調(diào)查、認識和處置的一種方法。即從系統(tǒng)的觀念出發(fā)，著眼于系統(tǒng)與要素、要素與要素、系統(tǒng)與環(huán)境之間的相互聯(lián)絡和相互作用的關(guān)系中，綜合地、準確地調(diào)查系統(tǒng)，以掌握系統(tǒng)的本質(zhì)與運動規(guī)律和到達稱心地處置問題的一種方法。5.4.3 系統(tǒng)方法的特點與傳統(tǒng)方法相比，系統(tǒng)方法有如下的特點：(1)整體性。系統(tǒng)方法特別強調(diào)對事物整體性的研討。(2)綜合與分析的辯證一致。系統(tǒng)方法采用 綜合分析綜合 的方式，把綜合與分析經(jīng)過反響耦合成雙向性思想

15、。(3)優(yōu)化。確定系統(tǒng)優(yōu)化目的，使系統(tǒng)構(gòu)造合理、內(nèi)外協(xié)調(diào)，到達整體優(yōu)化的目的。(4)定性研討與定量研討的有機結(jié)合。系統(tǒng)方法不僅可以定性地提示系統(tǒng)的屬性和機制，而且可以借助現(xiàn)代數(shù)學和計算機定量地描畫系統(tǒng)的運動形狀和規(guī)律。5.4.4 系統(tǒng)方法的類型根據(jù)系統(tǒng)工程的原理， 就系統(tǒng)設計的過程而言， 系統(tǒng)方法包括：系統(tǒng)分解系統(tǒng)分析系統(tǒng)綜合系統(tǒng)評價如圖9所示下面引見這4種方法 圖9 系統(tǒng)設計的過程系統(tǒng)綜合Y設計結(jié)果系統(tǒng)分析系統(tǒng)的要求系統(tǒng)評價稱心?N系統(tǒng)分解5.4.4.1 系統(tǒng)分解1系統(tǒng)分解 (Systems decompose)的定義系統(tǒng)分解是把系統(tǒng)整體分成多個部分的過程。即，把復雜的系統(tǒng)分解為假設干個相互

16、聯(lián)絡的、相對比較簡單的子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)還可再分解為更小的子系統(tǒng)，依次逐級分解，直至能進展適宜的分析和設計為止。這是系統(tǒng)設計的首要方法。 5.4.4.3 系統(tǒng)分析 系統(tǒng)分析 (Systems analysis)(1)系統(tǒng)分析的定義。系統(tǒng)分析是從系統(tǒng)的整體效益出發(fā)，采用建模、優(yōu)化、仿真和評價等方法，對系統(tǒng)的特定問題進展定性和定量分析，為選擇最優(yōu)或稱心的系統(tǒng)方案提供決策根據(jù)的一種決策方法。 系統(tǒng)分析的目的是協(xié)助決策。它不同于普通的技術(shù)經(jīng)濟分析，它不僅要分析系統(tǒng)本身技術(shù)經(jīng)濟方面的有關(guān)問題，還要分析內(nèi)、外系統(tǒng)之間及系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)之間的聯(lián)絡要素。由于系統(tǒng)中存在著許多矛盾和不確定的要素，所以沒有一個通用的

17、系統(tǒng)分析方法。分析對象和目的的不同，所用分析方法也不同。廣義上把系統(tǒng)分析等同于系統(tǒng)工程。？n螺旋傳動s5.4.4.3 系統(tǒng)分析 2系統(tǒng)分析的普通步驟：明確系統(tǒng)的目的、要求和目的。搜集資料，擬定方案。建立系統(tǒng)模型。進展優(yōu)化計算或仿真實驗。把計算、實驗、分析的結(jié)果同預定的目的進展比較和評價。給出引薦方案。把少數(shù)較好的可行方案整理成完好的綜合資料，作為決策者選擇最優(yōu)或稱心的系統(tǒng)方案的主要根據(jù)。3系統(tǒng)分析的根本要素： 問題，目的或目的，方案，模型，評價和決策者。4系統(tǒng)分析的特點： 問題導向，以整體為目的，多方案模型分析和選優(yōu)， 定量分析與定性分析相結(jié)合，需多次反復進展。 5.4.4.3 系統(tǒng)綜合系統(tǒng)綜

18、合 (Systems syntheses)系統(tǒng)綜合是不斷將分解的各個要素和它們的相互關(guān)系加以綜合，構(gòu)成一個相應的小系統(tǒng)，再將各個小系統(tǒng)逐階綜合成為個大系統(tǒng)的過程。系統(tǒng)綜合不是將曾經(jīng)分解了的要素按原來的聯(lián)絡機械地重新拼接起來，使之復原成原來的整體系統(tǒng)，而是根據(jù)系統(tǒng)分解得到的各要素之間、要素與系統(tǒng)之間、系統(tǒng)與環(huán)境之間的聯(lián)絡特性，在總目的的支配下，尋求各要素之間新的優(yōu)化構(gòu)造，重新把各種要素組織起來，創(chuàng)上演更順應于目的要求的新的系統(tǒng)整體。所以說系統(tǒng)綜合是一個復雜的創(chuàng)新過程。系統(tǒng)綜合常是系統(tǒng)分析的逆過程，兩者互為因果，對立一致。？nX 傳動s5.4.4.4 系統(tǒng)評價系統(tǒng)評價 (Systems evalu

19、ation) 對新設計的系統(tǒng)或改良的系統(tǒng)，根據(jù)預定的目的要求，用系統(tǒng)分析的方法，從技術(shù)、經(jīng)濟、社會、生態(tài)等方面對系統(tǒng)設計的各種方案進展評審和選擇，以確定最優(yōu)或次優(yōu)或稱心的系統(tǒng)方案。系統(tǒng)評價分為：事前評價、中間評價、事后評價和跟蹤評價。對于不同的系統(tǒng)，其評價工程、評價規(guī)范和評價方法也不盡一樣。評價對象的價值與評價人員的客觀要素(閱歷及其評價的角度)有關(guān)，因此系統(tǒng)不存在絕對的價值。運用計算機評價程序，使系統(tǒng)評價速度加快，結(jié)果更加全面、正確、可靠。 最優(yōu)稱心5.4.4.4 系統(tǒng)評價評價是IE的根本功能之一。IE活動中充溢著對方案的選擇，隨時隨地都需求系統(tǒng)評價方法的支持。系統(tǒng)評價：是對新開發(fā)的或改建的

20、系統(tǒng)，根據(jù)預定的系統(tǒng)目的，從技術(shù)、經(jīng)濟、社會等多方面對各種非劣的系統(tǒng)方案進展評審和選擇，以確定稱心的行動方案的過程。系統(tǒng)評價應思索的根本問題：評價主體、評價對象、評價目的、評價時間、評價地點。有代表性的系統(tǒng)評價方法： 費用效益分析法 數(shù)據(jù)包絡分析法 模糊綜合評定法 層次分析法 關(guān)聯(lián)矩陣法 評分法 5.4.4.5 系統(tǒng)設計1 系統(tǒng)設計的概念與類型系統(tǒng)設計：是在系統(tǒng)分析的根底上，按照系統(tǒng)思想和優(yōu)化要求，綜合運用各有關(guān)學科的知識、技術(shù)和閱歷，經(jīng)過總體研討和詳細設計等環(huán)節(jié)，落實到詳細任務或工程上，以發(fā)明出滿足設計目的的人造系統(tǒng)。在系統(tǒng)開發(fā)過程或整個系統(tǒng)生命周期中， 系統(tǒng)分析著重回答“干什么的問題， 系統(tǒng)設計主要處理“怎樣干的問題。系統(tǒng)設計在IE實際中廣泛運用，普通分為： 任務系統(tǒng)設計(如消費系統(tǒng)、組織系統(tǒng)) 信息系統(tǒng)設計(如MIS、DSS) 工程系統(tǒng)設計(如機器、建筑物)5.4.4.5 系統(tǒng)設計2 系統(tǒng)