第二章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程

第二章系統(tǒng)與系統(tǒng)工程教學(xué)要求：掌握系統(tǒng)的概念、特征、環(huán)境和模式。掌握系統(tǒng)工程的概念、基本內(nèi)容、基本觀點(diǎn)和基本思想方法。了解系統(tǒng)的分類(lèi)和系統(tǒng)工程的發(fā)展史。一、關(guān)于系統(tǒng)的案例從學(xué)習(xí)、生活和工作所在的學(xué)校、地區(qū)和單位，城市、國(guó)家、地球，或者從身體、身體內(nèi)不同的子系統(tǒng)來(lái)說(shuō)明系統(tǒng)的普遍性；剖析一個(gè)學(xué)校、一個(gè)家庭，從系統(tǒng)的組成、關(guān)系等掌握系統(tǒng)一下基本概念。基本特征1多單元、多因素（寢室單元、好朋友單元、小組單元）2單元之間相互區(qū)別又互相聯(lián)系（共同學(xué)習(xí)、共同生活）3具有特定功能（培養(yǎng)有用人才）4有機(jī)結(jié)合體（班級(jí)成績(jī)、班級(jí)的升學(xué)率）5往下可以再分，往上可以再合（由班到年級(jí)，由班到小組）6系統(tǒng)都有一個(gè)環(huán)境（基礎(chǔ)教學(xué)設(shè)施、教學(xué)隊(duì)伍、生活服務(wù)保障）系統(tǒng)定義系統(tǒng)—是由兩個(gè)或兩個(gè)以上，互相區(qū)別又互相聯(lián)系的單元結(jié)合起來(lái)為完成特定功能的有機(jī)結(jié)合體三個(gè)基本點(diǎn)：1系統(tǒng)是由兩個(gè)以上若干元素組成的；2元素間相互區(qū)別、相互聯(lián)系；3元素間的相互作用，使系統(tǒng)作為一個(gè)整體具有特定功能。三、系統(tǒng)的特征1.集合性表明系統(tǒng)是由多個(gè)可相互區(qū)別的要素組成。2相關(guān)性

相關(guān)性包括：系統(tǒng)內(nèi)部各要素間；要素與系統(tǒng)整體間；系統(tǒng)與環(huán)境間的有機(jī)聯(lián)系。如不存在相關(guān)性，眾多的要素如同一盤(pán)散沙，只是一個(gè)集合，而不是一個(gè)系統(tǒng)案例：球隊(duì)系統(tǒng)，國(guó)家政策。

3.目的性任何一個(gè)系統(tǒng)都有一個(gè)特定的功能，完成這個(gè)特定功能就是整個(gè)系統(tǒng)的目的。案例：生物系統(tǒng)的目的性就是增殖個(gè)體、繁衍物種、保存生命。企業(yè)的經(jīng)營(yíng)目的，就是以最少的資源消耗去取得最大的經(jīng)濟(jì)效益。運(yùn)輸系統(tǒng)的目的，就是為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供運(yùn)輸服務(wù)。運(yùn)輸系統(tǒng)中各運(yùn)輸子系統(tǒng)的目的，就是為運(yùn)輸大系統(tǒng)的總目的服務(wù)。4.環(huán)境適應(yīng)性任何一個(gè)系統(tǒng)都處于一定的環(huán)境之中，或者說(shuō)它是一個(gè)更大系統(tǒng)的子系統(tǒng)；它的形成與發(fā)展在不同程度上會(huì)受到環(huán)境的制約。同時(shí)，任何一個(gè)系統(tǒng)與同處一個(gè)類(lèi)似環(huán)境的系統(tǒng)之間存在著競(jìng)爭(zhēng)，只有適應(yīng)環(huán)境的系統(tǒng)才能在競(jìng)爭(zhēng)中取勝。案例：企業(yè)發(fā)展、民營(yíng)銀行、國(guó)企改革圖

1—1城市交通綜合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

城市交通綜合系統(tǒng)

交通環(huán)境條件

道路交通條件路段交通系統(tǒng)路口交通系統(tǒng)交通設(shè)施系統(tǒng)行人交通系統(tǒng)公共交通系統(tǒng)交通管理系統(tǒng)公共場(chǎng)所分布居民住宅分布公交站點(diǎn)分布停車(chē)場(chǎng)分布企事業(yè)單位分布第三產(chǎn)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)分布從結(jié)構(gòu)圖可以看出，城市交通系統(tǒng)具有以下四個(gè)特性：⑴整體性城市交通系統(tǒng)是由人、車(chē)、道路、設(shè)施、管理、環(huán)境等許多子系統(tǒng)組成的綜合性整體，各子系統(tǒng)從屬于這個(gè)整體，而整個(gè)城市交通系統(tǒng)又是更龐大的城市系統(tǒng)中的子系統(tǒng)。⑵相關(guān)性城市交通系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)、各子系統(tǒng)要素之間是有機(jī)聯(lián)系、相互依存又相互作用的。⑶目的性城市交通系統(tǒng)具有特定的目的。這就是：為人們從事各種活動(dòng)提供必要的物質(zhì)條件和空間活動(dòng)條件，并達(dá)到安全、快速、高效、舒適的目的。⑷環(huán)境適應(yīng)性城市交通系統(tǒng)處于社會(huì)環(huán)境之中，受周?chē)h(huán)境的影響和制約，并與周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào)。四、系統(tǒng)的環(huán)境和模式1系統(tǒng)的環(huán)境是系統(tǒng)所處的更大的系統(tǒng)，是外部條件。包括有形的物質(zhì)資料-物資和無(wú)形的信息。2交換方式：直接和間接3交換形式：輸入和輸出4交換關(guān)系：（1）系統(tǒng)的輸入：環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的直接輸入，包括物資、人員、信息。（2）系統(tǒng)的輸出：系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的直接輸出。（3）約束和干擾：環(huán)境對(duì)系統(tǒng)處理形成的外部條件，環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的間接、強(qiáng)迫性輸入，是系統(tǒng)處理的約束條件。約束：經(jīng)常性間接。政治政策、經(jīng)濟(jì)技術(shù)、氣候地理等。干擾：偶然、無(wú)法預(yù)測(cè)。天災(zāi)人禍、突發(fā)事故。5系統(tǒng)三要素：系統(tǒng)處理、系統(tǒng)輸入、系統(tǒng)輸出四、系統(tǒng)的環(huán)境和模式5系統(tǒng)三要素：系統(tǒng)處理、系統(tǒng)輸入、系統(tǒng)輸出

系統(tǒng)處理（輸出）（約束和干擾）（輸入）（環(huán)境）系統(tǒng)的模式圖四、系統(tǒng)的分類(lèi)1按形成方式分：自然系統(tǒng)和人造系統(tǒng)由自然過(guò)程產(chǎn)生的系統(tǒng)謂之自然系統(tǒng)，它的組成部分是自然物。如海洋系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)等。有人參與制造或改造的系統(tǒng)謂之人造系統(tǒng)。一般是按人們特定的希望有目的、有計(jì)劃地組織建造而成的系統(tǒng)。如生產(chǎn)系統(tǒng)、交通系統(tǒng)等。很多系統(tǒng)是自然系統(tǒng)和人造系統(tǒng)的復(fù)合系統(tǒng)。2按實(shí)體的性質(zhì)（物質(zhì)屬性）分：實(shí)體系統(tǒng)和概念系統(tǒng)以礦物、生物、機(jī)械、能量和人群等物質(zhì)實(shí)體為構(gòu)成要素的系統(tǒng)為實(shí)體系統(tǒng)。由概念、原理、原則、方法、制度、程序等非物質(zhì)實(shí)體為構(gòu)成要素的系統(tǒng)為概念系統(tǒng)。概念系統(tǒng)是由實(shí)體系統(tǒng)的需要而產(chǎn)生的，并為實(shí)體服務(wù)的系統(tǒng)。實(shí)體系統(tǒng)是概念系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，概念系統(tǒng)為實(shí)體系統(tǒng)提供指導(dǎo)和服務(wù)。提問(wèn)：生產(chǎn)管理系統(tǒng)、交通管理系統(tǒng)是何系統(tǒng)？舉例3按運(yùn)動(dòng)屬性分：動(dòng)態(tài)系統(tǒng)和靜態(tài)系統(tǒng)靜態(tài)系統(tǒng)是不隨之間而發(fā)展變化的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)是系統(tǒng)的狀態(tài)變量隨時(shí)間變化的系統(tǒng)，具有普遍性。動(dòng)態(tài)是絕對(duì)的，靜態(tài)是相對(duì)的。4按系統(tǒng)與環(huán)境關(guān)系分：開(kāi)放系統(tǒng)和封閉系統(tǒng)開(kāi)放系統(tǒng)中按反饋屬性分：開(kāi)環(huán)系統(tǒng)：沒(méi)有反饋的系統(tǒng)閉環(huán)系統(tǒng)：具有反饋的系統(tǒng)，一般指負(fù)反饋。圖1-5開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的一般表示圖1-6閉環(huán)系統(tǒng)的一般表示第二節(jié)系統(tǒng)工程系統(tǒng)工程的概念系統(tǒng)工程學(xué)的內(nèi)容系統(tǒng)工程的基本觀點(diǎn)系統(tǒng)工程的基本思想方法系統(tǒng)工程的產(chǎn)生工人工程師系統(tǒng)工程師制造指揮組織、指揮、監(jiān)督家具廠一、系統(tǒng)工程的概念錢(qián)學(xué)森：“系統(tǒng)工程是組織管理系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設(shè)計(jì)、制造、實(shí)驗(yàn)和使用的科學(xué)方法”定義：是為了創(chuàng)造或改造系統(tǒng)，使之最有效地達(dá)到系統(tǒng)的目標(biāo)，運(yùn)用各種科學(xué)知識(shí)，根據(jù)系統(tǒng)的思考方法，把它作為系統(tǒng)而進(jìn)行開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制造或運(yùn)行的綜合性工程體系。三要素：1、工作對(duì)象是系統(tǒng)2、綜合運(yùn)用各種知識(shí)3、采用一整套綜合性的工程體系二、系統(tǒng)工程的基本內(nèi)容（一）系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)包含：物質(zhì)系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、信息系統(tǒng)步驟：市場(chǎng)調(diào)研（確定是否可行）—規(guī)劃（開(kāi)發(fā)什么樣的系統(tǒng)）—實(shí)施（如何開(kāi)發(fā)）（二）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（三）系統(tǒng)的制造（四）系統(tǒng)的改造（五）系統(tǒng)的試驗(yàn)（六）系統(tǒng)的運(yùn)行三、系統(tǒng)工程的基本觀點(diǎn)1.系統(tǒng)的觀點(diǎn)（出發(fā)點(diǎn)、本質(zhì)）2.整體最優(yōu)的觀點(diǎn)（最終目標(biāo)）3.發(fā)展變化的觀點(diǎn)（內(nèi)在發(fā)展）4.協(xié)調(diào)配合的觀點(diǎn)（內(nèi)在因素）5.適應(yīng)環(huán)境的觀點(diǎn)（外在因素）6.控制的觀點(diǎn)（實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)）7.人是系統(tǒng)主體的觀點(diǎn)

（以人為本）四、系統(tǒng)工程的基本思想方法霍爾系統(tǒng)的工作模型所處理的系統(tǒng)工程問(wèn)題時(shí)間維1.規(guī)劃階段2.擬定方案3.分析階段4.實(shí)驗(yàn)階段5.調(diào)試階段6.運(yùn)行階段7.更新階段系統(tǒng)工程所進(jìn)行的時(shí)間階段邏輯維1.擺明問(wèn)題2.指標(biāo)設(shè)計(jì)3.系統(tǒng)綜合4.系統(tǒng)分析5.系統(tǒng)優(yōu)化6.擇優(yōu)決策7.計(jì)劃實(shí)施系統(tǒng)工程各個(gè)時(shí)間階段中的工作步驟知識(shí)維自然科學(xué)社會(huì)科學(xué)管理科學(xué)哲學(xué)等每個(gè)時(shí)間段上每個(gè)階段所用的各種知識(shí)四、系統(tǒng)工程的理論基礎(chǔ)

醫(yī)院信息系統(tǒng)的研發(fā)實(shí)例一、規(guī)劃階段

1、首先對(duì)所處的社會(huì)的、經(jīng)濟(jì)的、技術(shù)的環(huán)境因素進(jìn)行廣泛、有深度的調(diào)查和研究。對(duì)醫(yī)院信息系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，要面臨以下的境況：

（1）大量的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)和信息的散落，如：醫(yī)療信息、門(mén)診信息、藥品信息、收費(fèi)信息、材料信息和影像信息等，數(shù)據(jù)不斷增長(zhǎng)，難以通過(guò)手工來(lái)整理統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息；信息流在中間傳輸環(huán)節(jié)上脫節(jié)、丟失、錯(cuò)亂而導(dǎo)致不必要的內(nèi)部矛盾；病人結(jié)算時(shí)常出現(xiàn)排長(zhǎng)隊(duì)的現(xiàn)象；醫(yī)院科室之間經(jīng)常出現(xiàn)重復(fù)操作的現(xiàn)象；（2）醫(yī)院信息系統(tǒng)在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，并創(chuàng)造了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2、根據(jù)以上的調(diào)查結(jié)果，提出關(guān)于醫(yī)院信息系統(tǒng)的一個(gè)綱領(lǐng)性計(jì)劃：實(shí)現(xiàn)整個(gè)醫(yī)院的人、財(cái)、物等各種信息的順暢流通和高度共享，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的管理水平。二、方案階段

1、對(duì)以上的綱領(lǐng)性計(jì)劃進(jìn)行分解、量化和協(xié)調(diào)，提出一個(gè)相互協(xié)調(diào)、具體的、可量化的目標(biāo)樹(shù)：硬件平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和系統(tǒng)管理平臺(tái)，網(wǎng)絡(luò)管理，工程服務(wù)，培訓(xùn)服務(wù)，系統(tǒng)維護(hù)與支持等。

2、進(jìn)一步根據(jù)這些相互協(xié)調(diào)的目標(biāo)，提出多個(gè)能實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的具體方案。這涉及一系列的具體問(wèn)題。

以硬件平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例：（1）服務(wù)器，必須保證其速度快、穩(wěn)定、質(zhì)量可靠；（2）工作站，以保證網(wǎng)絡(luò)的高速度運(yùn)轉(zhuǎn)、高可靠性為標(biāo)準(zhǔn)；（3）打印機(jī)，以打印速度快、耐用、運(yùn)行成本低，世界著名的打印機(jī)生產(chǎn)商產(chǎn)品完全符合其要求；（4）配備電源，電源中斷時(shí)，如果網(wǎng)絡(luò)正在運(yùn)行，可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失、設(shè)備損壞從而造成無(wú)法彌補(bǔ)的損失，因此，必須保證機(jī)器的不間斷運(yùn)行，但僅能提供一段很短的時(shí)間，并發(fā)出警報(bào)；3、根據(jù)所提出的具體方案，進(jìn)一步提出為實(shí)施這個(gè)方案，在技術(shù)方面、社會(huì)方面、經(jīng)濟(jì)方面、環(huán)境方面可能出現(xiàn)的、需要通過(guò)研究才能解決的問(wèn)題。例如：對(duì)所提出的方案的成本費(fèi)用和效益進(jìn)行盡可能詳細(xì)和嚴(yán)格的計(jì)算，以便讓方案的委托人或雇主估計(jì)承受能力和根據(jù)效益進(jìn)行決策。三、研制階段1、提出該系統(tǒng)的詳細(xì)的研制方案2、提出詳細(xì)的實(shí)施計(jì)劃。

四、生產(chǎn)階段和運(yùn)行階段

網(wǎng)絡(luò)安裝，遵循EIA/TIA568B布線標(biāo)準(zhǔn)，安裝內(nèi)容如下：提供網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)圖，安裝服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)設(shè)配器，安裝工作站及網(wǎng)絡(luò)設(shè)配器，安裝SwitchHUB,UTP及所有接頭，安裝服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，安裝工作站應(yīng)用軟件，連接好網(wǎng)絡(luò)五、更新階段

網(wǎng)絡(luò)調(diào)試，按照標(biāo)準(zhǔn)調(diào)試每一個(gè)節(jié)點(diǎn)，保證每一個(gè)工作站能正常運(yùn)行，并進(jìn)行嚴(yán)格的安裝后測(cè)試，減少每一個(gè)點(diǎn)的不良隱患，使網(wǎng)絡(luò)能穩(wěn)定運(yùn)行。七個(gè)步驟的方法對(duì)象：中