系統(tǒng)工程-課件-劉永紅20101210

系統(tǒng)工程

（SystemsEngineering）

1課程內(nèi)容簡介系統(tǒng)工程(Systemsengineering，SE)是20世紀(jì)中期興起的一門新興的交叉學(xué)科，它主要是應(yīng)用定性分析和定量分析相結(jié)合的方法，通過建立實際對象的數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用合適的優(yōu)化算法對模型進(jìn)行求解，從而解決實際問題。運用系統(tǒng)工程的思想和方法去解決大型復(fù)雜問題，實現(xiàn)總體效果最優(yōu)的目的。對系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)預(yù)測和決策分析，為決策者提供科學(xué)、技術(shù)和可行的支持。2參考資料梁迪,主編，系統(tǒng)工程[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，

2005（本課程教材）汪應(yīng)洛，主編，系統(tǒng)工程[M]

，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003《運籌學(xué)》教材編寫組編，運籌學(xué)[M]（修訂版），北京：清華大學(xué)出版社，1996楊家本，主編，系統(tǒng)工程概論[M]，武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2003AlexisJacguemin,IndustrialEngineering[M],OxfordUniversityPress,1986劉永紅，系統(tǒng)工程課程建設(shè)與創(chuàng)新[J]，裝備制造技術(shù)，2007（6）：152-1535

夫運籌帷幄之中，決勝千里之外。《史記·高祖本記》

古人云：人無遠(yuǎn)慮，必有近憂。

1.1系統(tǒng)工程的一個典型實例戰(zhàn)國時期，齊王與一名大將田忌賽馬，雙方約定各出3匹馬，分別為3個等級（上等馬、中等馬和下等馬），問田忌戰(zhàn)勝齊王的對策是什么？上等馬用1表示，中等馬用2表示，下等馬用3表示。齊王與田忌各有6個策略：1，2，31，3，22，1，32，3，13，2，13，1，291.2系統(tǒng)工程的產(chǎn)生與發(fā)展系統(tǒng)工程來源于千百年來人們的生產(chǎn)實踐，是由點滴經(jīng)驗的總結(jié)形成的。在中國，早在2600多年前就有了《周易》，其后，孔子所作的《易傳》，老子創(chuàng)始的道家，莊子的《天運》，還有《孫子兵法》、《黃帝內(nèi)經(jīng)》、《易經(jīng)》等都試圖對自然的演化、社會的發(fā)展作出統(tǒng)一解釋，他們把世界看成是一個由基本要素組成的，動態(tài)演化的，多層次的系統(tǒng)整體，主張從整體上把握系統(tǒng)世界。在西方，大體也同樣的久遠(yuǎn)，古希臘泰勒斯（Thales）、赫拉克利特（Herakleitos）探索組成萬物的要素，德謨克利特（Demokritos）提出構(gòu)成宇宙系統(tǒng)要素的原子論，以及亞里士多德（Aristoteles）的“整體大于各部分的總和”更是現(xiàn)代系統(tǒng)論的最基本思想。10進(jìn)入18世紀(jì)，工業(yè)革命有力地推動著社會化大生產(chǎn)，同時也極大地推動著社會的前進(jìn)。在這種背景下，馬克思主義的誕生，標(biāo)志著人類認(rèn)識史上的一次偉大飛躍，把系統(tǒng)觀作為對世界的總的看法包括在唯物辯證法中。現(xiàn)代系統(tǒng)思想——以系統(tǒng)科學(xué)為標(biāo)志，其誕生應(yīng)該說是進(jìn)入20世紀(jì)之后的事。系統(tǒng)科學(xué)的早期工作多出于電子科學(xué)家和自動控制理論專家之手。此外，一般系統(tǒng)理論是由理論生物學(xué)家貝塔朗菲提出的。系統(tǒng)工程的前身，即運行分析（OperationsAnalysis）與運籌學(xué)（OperationsResearch）到20世紀(jì)40年代才出現(xiàn)。20世紀(jì)40年代出現(xiàn)了“系統(tǒng)工程”一詞，這是對當(dāng)時一些工程實踐中卓有成效的新觀點新方法的命名。11二次世界大戰(zhàn)時期，德國空軍對英倫三島狂轟濫炸，為對付敵人的空襲，英國人使用了雷達(dá)，但沒有科學(xué)的布局，防空系統(tǒng)的效率并不很高，為解決這個問題，英國軍方于1939年9月從全國各地調(diào)來一批科學(xué)家，共11人，他們中有將軍1人、數(shù)學(xué)家2人、理論物理學(xué)家2人、應(yīng)用物理學(xué)家1人、天體物理學(xué)家1人、測量學(xué)家1人、生物學(xué)家3人，來到英國皇家空軍指揮部，組成了以著名的物理學(xué)家、諾貝爾獎金獲得者P.M.S.Blacket為核心的世界上第一個運籌學(xué)小組，他們的任務(wù)就是應(yīng)用系統(tǒng)論的觀點，統(tǒng)籌規(guī)劃的方法研究作戰(zhàn)問題，這個運籌學(xué)小組在作戰(zhàn)中發(fā)揮了卓越的作用，受到英國政府極大的重視。于是，英國政府逐漸在它的海陸空三軍中都成立了運籌學(xué)小組，美國參戰(zhàn)以后，也仿效英國在軍隊中成立了運籌學(xué)小組。13在生產(chǎn)管理方面的應(yīng)用，最早是1939年前蘇聯(lián)的康特洛為奇提出了生產(chǎn)組織與計劃中的線性規(guī)劃問題，并給出解乘數(shù)法的求解方法，出版了第一部關(guān)于線性規(guī)劃的著作《生產(chǎn)組織與計劃中的數(shù)學(xué)方法》。但，當(dāng)時并沒有引起重視，直到1960年康特洛為奇再次出版了《最佳資源利用的經(jīng)濟(jì)計算》，才受到國內(nèi)外的一致重視，為此康特洛為奇獲得了諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎。線性規(guī)劃提出后很快受到經(jīng)濟(jì)學(xué)家的重視，如二次世界大戰(zhàn)中從事運輸模型研究的美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家?guī)炱章梗═.C.Koopmans），他很快看到了線性規(guī)劃在經(jīng)濟(jì)中應(yīng)用的意義，并呼吁年輕的經(jīng)濟(jì)學(xué)家要關(guān)注線性規(guī)劃。其中阿羅、薩謬爾遜、西蒙、多夫曼和胡爾威茨等都獲得了諾貝爾獎。人們認(rèn)識到數(shù)學(xué)作為系統(tǒng)工程的“金鑰匙”地位。142.發(fā)展時期（1957—1964）美國密執(zhí)安大學(xué)的H.Goode和R.E.Machol兩位教授在1957年所著的SystemEngineering一書中正式定名。1958年美國在北極星導(dǎo)彈的研究中首先采用了計劃評審技術(shù)（PERT），有效地進(jìn)行了計劃管理，從而將系統(tǒng)工程推向了新的領(lǐng)域。其后，1962年A.D.Hall寫的《系統(tǒng)工程方法論》一書。20世紀(jì)60年代初，美國、英國、日本和加拿大等國家將系統(tǒng)工程用于地下礦和露天礦的開采。這個時期開始出現(xiàn)大量有關(guān)的雜志和書籍。3.初步成熟期（1965—1980）20世紀(jì)60年代以后，對于復(fù)雜大系統(tǒng)，人們設(shè)想采用分析與積集兩個過程而形成的多級遞階控制結(jié)構(gòu)。1965年美國數(shù)學(xué)家Zadeh提出了“模糊集合”的概念。美國組織了42萬人，耗資幾百億美元，用了13年時間使宇航飛艇登陸月球的阿波羅計劃成功了。70年代以后，系統(tǒng)工程的應(yīng)用滲透到社會系統(tǒng)，技術(shù)系統(tǒng)，經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的最優(yōu)控制，最優(yōu)管理。80年代以后，在工農(nóng)業(yè)、交通運輸、能源、戰(zhàn)略等部門對大型工程項目要求做系統(tǒng)分析、可行性報告，方案才能夠評審。系統(tǒng)工程在80年代是“遍地開花”的時期。15我國系統(tǒng)工程的發(fā)展中國科學(xué)院于1956年在力學(xué)研究所成立“運用（Operation）組”，即后來“運籌組”的前身。到1980年成立“系統(tǒng)科學(xué)研究所”、成立“中國系統(tǒng)工程學(xué)會”，同年下半年，中央人民廣播電臺和中央電視臺都主辦系統(tǒng)工程講座。1986年錢學(xué)森發(fā)表“為什么創(chuàng)立和研究系統(tǒng)學(xué)”，把我國系統(tǒng)工程研究提高到基礎(chǔ)理論上，從系統(tǒng)科學(xué)體系的高度進(jìn)行研究。17在中國，最早的運籌學(xué)思想有戰(zhàn)國時期的田忌賽馬，它是對策論的一個典型例子，北宋時期的丁渭造皇宮，它是統(tǒng)籌規(guī)劃的一個例子。50年代中期，錢學(xué)森、許國志等教授在國內(nèi)全面介紹和推廣運籌學(xué)知識，1954年錢學(xué)森所著《工程控制論》一書英文版問世，1956年，中國科學(xué)院成立第一個運籌學(xué)研究室，1957年運籌學(xué)運用到建筑和紡織業(yè)中，1958年提出了圖上作業(yè)法，山東大學(xué)的管梅谷教授提出了“中國郵遞員問題”。60年代，在錢學(xué)森領(lǐng)導(dǎo)下，我國導(dǎo)彈等現(xiàn)代化武器總體設(shè)計取得了豐富經(jīng)驗，國防尖端科研的“總體設(shè)計部”成效顯著。他在系統(tǒng)工程方法論方面有深刻的研究，提出了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)，提出了系統(tǒng)科學(xué)結(jié)構(gòu)。1970年，在華羅庚教授的直接指導(dǎo)下，在全國范圍內(nèi)推廣統(tǒng)籌方法和優(yōu)選法（我認(rèn)為，他不值得做這個事情，去做理論他在國際數(shù)學(xué)界的地位還要高）。

1978年11月，在成都召開了全國數(shù)學(xué)年會，對運籌學(xué)的理論與應(yīng)用研究進(jìn)行了一次檢閱，1980年4月在山東濟(jì)南正式成立了“中國數(shù)學(xué)會運籌學(xué)會”，1984年在上海召開了“中國數(shù)學(xué)會運籌學(xué)會第二屆代表大會暨學(xué)術(shù)交流會”，并將學(xué)會改名為“中國運籌學(xué)會”。1979年6月中國自動化學(xué)會系統(tǒng)工程專業(yè)委員會成立。1980年成立了中國系統(tǒng)工程學(xué)會。18系統(tǒng)工程的發(fā)展概況表

參考文獻(xiàn)：

1.論系統(tǒng)工程，錢學(xué)森等著，湖南科學(xué)技術(shù)出版社，1982年

2.系統(tǒng)工程與系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展，中國系統(tǒng)工程學(xué)會，2001年1.3系統(tǒng)及系統(tǒng)工程的定義系統(tǒng)的定義“系統(tǒng)”一詞來自拉丁語，是“群”與“集合”的意思。1.韋氏大辭典的定義2.奧地利生物學(xué)家貝塔朗菲的定義3.日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“運籌學(xué)術(shù)語”中的定義4.中國科學(xué)家錢學(xué)森的定義5.原蘇聯(lián)學(xué)者A.N.烏約莫夫的定義：可以把系統(tǒng)定義為客體的集合，在這個集合上實現(xiàn)著帶有固定性質(zhì)的關(guān)系。系統(tǒng)是由兩個以上相互聯(lián)系的要素所構(gòu)成，且具有特定功能、結(jié)構(gòu)、環(huán)境的整體。系統(tǒng)的屬性：整體性、關(guān)聯(lián)性、環(huán)境適應(yīng)性。23（4）相關(guān)性?？茖W(xué)發(fā)展的全部成就證明了現(xiàn)實世界普遍聯(lián)系的觀點。系統(tǒng)中相互關(guān)聯(lián)的要素或部件形成了"部件集"，"要素集"。它集中了各部件或要素的特性和行為相互制約與相互影響的關(guān)系，正是這種相關(guān)性確定了系統(tǒng)性特有的整體形態(tài)與功能。

（5）復(fù)雜性?，F(xiàn)代系統(tǒng)一般是多結(jié)構(gòu)、多目標(biāo)、多功能、多參數(shù)、多層次、多輸入、多變化的系統(tǒng)。系統(tǒng)通常處在一個多變的環(huán)境約束之中，其輸入具有多個參數(shù)，且表現(xiàn)在時間空間或數(shù)值上的隨機(jī)性和不確定性，系統(tǒng)本身往往具有多結(jié)構(gòu)層次演變，只有進(jìn)行一系列運算分析和比較，才能權(quán)衡出較優(yōu)的方案。

（6）適應(yīng)性。系統(tǒng)與周圍環(huán)境之間通常都有物質(zhì)、能量和信息交換。環(huán)境的變化會引起系統(tǒng)特性的改變。相應(yīng)地引起系統(tǒng)內(nèi)部各要素或部分之間相互關(guān)系與功能的變化。因此，一般結(jié)構(gòu)良好的系統(tǒng)必須具有反饋系統(tǒng)、自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)系統(tǒng)，以保持對客觀環(huán)境的適應(yīng)能力。（7）動態(tài)性。系統(tǒng)的動態(tài)性是指其狀態(tài)與時間的關(guān)系。由于物質(zhì)與運動的不可分離性。各種物質(zhì)的特性、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、功能及其規(guī)律都是通過運動表現(xiàn)出來的，要認(rèn)識系統(tǒng)必須要研究系統(tǒng)的運動。開放系統(tǒng)因與外界的物質(zhì)能量和信息交換，而系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)也可隨時變化，系統(tǒng)的發(fā)展是一個有方向性、周期性的動態(tài)反饋過程。（8）開放性。系統(tǒng)與環(huán)境的關(guān)系。

系統(tǒng)的功能各種系統(tǒng)的特定功能是大不一樣的，從一般意義上講，系統(tǒng)的功能如圖1.1圖1.1狹義上說，處理與轉(zhuǎn)換就是系統(tǒng)的功能。廣義上說，把輸入輸出也看著是系統(tǒng)的功能。如果是閉環(huán)系統(tǒng)，則反饋作為系統(tǒng)的功能。處理與轉(zhuǎn)換輸入

物質(zhì)、能量和信息輸出

物質(zhì)、能量和信息1.4系統(tǒng)工程的地位和作用工程的定義1.工程就是利用自然規(guī)律創(chuàng)建至少能夠使一部分人受益的系統(tǒng)。2.工程是人類有目的有組織地改造世界的活動，注重實踐效果。工程這個詞十八世紀(jì)在歐洲出現(xiàn)的時候，本來專指作戰(zhàn)兵器的制造和執(zhí)行服務(wù)于軍事目的的工作。這一涵義引伸出一種普遍的看法：把服務(wù)于特定目的的各項工作的總體稱為工程，如水利工程，機(jī)械工程，電力工程，電子工程，冶金工程，等等。關(guān)于系統(tǒng)工程的工程概念有很多，上面給出了兩個定義。工程設(shè)計實質(zhì)上是有效地分配自然資源。從定義上說，分配資源就是制定決策。設(shè)計是一個決策的過程，選擇設(shè)計參數(shù)就是制定決策。注意：這里的工程含意遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了一般工程學(xué)的范圍，與一般工程不同，如機(jī)械工程、電氣工程、采礦工程、土木工程等一般工程。29系統(tǒng)工程在理論和實踐上都處于發(fā)展階段還不夠完善。同時又與其他許多科學(xué)相互滲透相互影響。因此，人們對它的認(rèn)識很不一致，也就沒有一個公認(rèn)的定義。關(guān)于它的定義很多，下面給出幾個具體代表性的系統(tǒng)工程定義：1.美國科學(xué)技術(shù)辭典的定義（1975年）2.日本學(xué)者三浦武雄的定義（1977年）3.我國科學(xué)家錢學(xué)森的定義（1978年）一般認(rèn)為，系統(tǒng)工程是從整體出發(fā)，分析各單元的內(nèi)在聯(lián)系和約束條件（關(guān)系），作統(tǒng)籌安排，發(fā)揮各單元的功能，基于系統(tǒng)思想的定量和定性相結(jié)合的系統(tǒng)方法及計算機(jī)等技術(shù)工具處理大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)的問題，從而達(dá)到系統(tǒng)整體最優(yōu)的目的。系統(tǒng)工程的內(nèi)容與特點系統(tǒng)工程是用來開發(fā)、運行、革新一個大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)所需思想、程序、方法的總和（或總稱）。

系統(tǒng)工程強(qiáng)調(diào)以下觀點：

(1)整體性和系統(tǒng)化觀點（前提）

(2)總體最優(yōu)或平衡協(xié)調(diào)觀點（目的）

(3)多種方法綜合運用的觀點（手段）

(4)問題導(dǎo)向及反饋控制觀點（保障）

系統(tǒng)工程的應(yīng)用領(lǐng)域系統(tǒng)工程的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，主要有：1.社會系統(tǒng)工程2.經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)工程3.能源系統(tǒng)工程4.環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)工程5.水資源系統(tǒng)工程6.農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程7.企業(yè)系統(tǒng)工程8.科技管理系統(tǒng)工程9.人口系統(tǒng)工程10.教育系統(tǒng)工程11.軍事系統(tǒng)工程12.區(qū)域規(guī)劃系統(tǒng)工程系統(tǒng)工程技術(shù)被應(yīng)用于復(fù)雜工程：從太空飛船到芯片設(shè)計，從機(jī)器人技術(shù)到大型軟件產(chǎn)品，系統(tǒng)工程用到的工具包括建模與仿真，需求分析，時序安排以及復(fù)雜性管理等。各類系統(tǒng)工程，作為工程技術(shù)的共同特點在于它們的實踐性，強(qiáng)調(diào)對各類系統(tǒng)問題的應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)改造自然系統(tǒng)、創(chuàng)造社會生活所需的系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)實踐效果。1.5系統(tǒng)工程的理論基礎(chǔ)

一般系統(tǒng)論一般系統(tǒng)論的創(chuàng)始人美國理論生物學(xué)家L.V.貝塔朗菲，他主張用機(jī)體論取代機(jī)械論，他把一般系統(tǒng)論的研究內(nèi)容概括為關(guān)于系統(tǒng)的科學(xué)、數(shù)學(xué)系統(tǒng)論、系統(tǒng)技術(shù)、系統(tǒng)哲學(xué)等。他說：“我們提出一門稱為一般系統(tǒng)論的新學(xué)科，這是邏輯和數(shù)學(xué)的領(lǐng)域，它的任務(wù)乃是確立適用于各種系統(tǒng)的一般原則?！泵绹茖W(xué)哲學(xué)家E.拉茲洛評論貝塔朗菲的一般系統(tǒng)論，他歸納為四點：1.整體觀點；2.科學(xué)知識的整體化；3.自然界的統(tǒng)一性；4.重視人的因素。1965年美國成立了一般系統(tǒng)學(xué)會1968年貝塔朗菲在《一般系統(tǒng)論的基礎(chǔ)、發(fā)展和應(yīng)用》一書中，他把系統(tǒng)作為研究的對象，系統(tǒng)地全面地闡述了動態(tài)的開放系統(tǒng)的理論。34

一般系統(tǒng)論采用微分方程組描述系統(tǒng)貝塔朗菲提出了一般系統(tǒng)的性質(zhì)：1.整體性2.層次性3.目的性4.同形性經(jīng)濟(jì)控制論“經(jīng)濟(jì)控制論”這一名詞是1952年巴黎召開的世界控制論大會上首先提出的。1954年美國數(shù)學(xué)家R.S.菲利普斯開始用二階常微分方程描述宏觀經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，并討論了系統(tǒng)的開環(huán)控制和閉環(huán)控制問題,采用PID（比例-積分-微分）控制原理來改善經(jīng)濟(jì)政策的穩(wěn)定性。50年代中期，美國H.A.西蒙等人研究了宏觀經(jīng)濟(jì)的最優(yōu)控制問題。50年代末，波蘭科學(xué)院應(yīng)用控制理論的方法建立中央國民經(jīng)濟(jì)計劃系統(tǒng)模型。從1960年起，出版了許多有關(guān)經(jīng)濟(jì)控制論的著作，如美國J.W.福雷斯特的《工業(yè)動力學(xué)》、《城市動力學(xué)》、《系統(tǒng)動力學(xué)》，波蘭學(xué)者O.隆蓋的《經(jīng)濟(jì)控制論導(dǎo)論》，羅馬尼亞經(jīng)濟(jì)學(xué)家、前總理M.曼內(nèi)斯庫的《經(jīng)濟(jì)控制論》等；建立了許多經(jīng)濟(jì)控制論模型，并相繼出現(xiàn)了許多經(jīng)濟(jì)控制論的研究機(jī)構(gòu)。美國哈佛大學(xué)R.多貝爾和何毓琦合作建立了經(jīng)濟(jì)控制論模型；1972年，美國在普林斯頓成立了第一個隨機(jī)控制和經(jīng)濟(jì)研究小組，鄒至莊和M.阿申斯任主席。英國、日本、蘇聯(lián)等國也相繼成立了類似的研究機(jī)構(gòu)。中國從70年代末到80年代初，將經(jīng)濟(jì)控制論應(yīng)用于制訂區(qū)域的經(jīng)濟(jì)、能源、農(nóng)業(yè)等規(guī)劃。1985年，從國民經(jīng)濟(jì)實際統(tǒng)計數(shù)據(jù)出發(fā)，應(yīng)用控制理論和系統(tǒng)工程方法，建立了國家宏觀經(jīng)濟(jì)最優(yōu)控制模型。這個模型是以1985～2000年的歷年國民收入總和作為目標(biāo)函數(shù)，以部門的基建投資和更新改造投資作為控制變量，進(jìn)行了總體優(yōu)化。模型包含3582個方程，其中1520個方程組成一個76維的狀態(tài)方程，39維聯(lián)立方程組成系統(tǒng)的輸出方程,有760個控制變量,1660個約束方程,在大型計算機(jī)上進(jìn)行總體優(yōu)化設(shè)計。模型預(yù)測1985～2000年逐年國民經(jīng)濟(jì)增長速度和水平，分析了國民經(jīng)濟(jì)各部門的結(jié)構(gòu)和重大比例關(guān)系的變化趨勢、基本建設(shè)規(guī)模和投資方向、人民生活水平的提高和消費結(jié)構(gòu)的變化等，為制訂中、長期規(guī)劃和政策分析提供了科學(xué)依據(jù)。建立有關(guān)國民收入、經(jīng)濟(jì)管理政策、私人商業(yè)投資、商品生產(chǎn)、納稅和消費者開支等方面的經(jīng)濟(jì)反饋聯(lián)系模型。借助這個反饋模型，經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的決策和分析人員就可以了解管理政策和私人商業(yè)投資對國民收入的全部影響。1994年,智能經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)是利用人工智能理論應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。1999年,投入占用產(chǎn)出技術(shù)。2005年,商品流通系統(tǒng)的數(shù)學(xué)理論，是采用偏微分方程和半群理論建立模型。

控制概念的經(jīng)濟(jì)意義:

建立經(jīng)濟(jì)控制論模型要賦于各種控制概念以明確的經(jīng)濟(jì)意義，下表列出一些基本概念的對應(yīng)關(guān)系。建立經(jīng)濟(jì)控制論模型必須充分考慮宏觀經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的特點，其中最主要的是：①宏觀經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)經(jīng)常受到人和經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象不確定因素的制約，它實質(zhì)上是一個隨機(jī)性的非線性系統(tǒng)。把它當(dāng)作線性系統(tǒng)處理是一種近似，會引入很大誤差，有時甚至?xí)?dǎo)致經(jīng)濟(jì)振蕩。②辨識和建模數(shù)據(jù)大都是周期采樣取得的,可供利用的資料不充分,可靠性程度低，在多數(shù)情況下都有嚴(yán)重的噪聲干擾。③宏觀經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)屬于大系統(tǒng)范疇,一般難于準(zhǔn)確地分解,各子系統(tǒng)的強(qiáng)烈耦合往往造成數(shù)學(xué)處理上的困難。④宏觀經(jīng)濟(jì)的最優(yōu)控制受到?jīng)Q策人和系統(tǒng)分析人員主觀因素的影響，不同人員可能會對同一系統(tǒng)得出截然不同的結(jié)論。⑤描述系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型常常包括幾百甚至成千上萬個數(shù)學(xué)方程。應(yīng)用經(jīng)濟(jì)控制論和現(xiàn)代控制理論對宏觀經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)進(jìn)行辨識和估計而建立的模型，以便通過計算機(jī)仿真運行來實現(xiàn)宏觀經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的最優(yōu)控制或次優(yōu)控制。經(jīng)濟(jì)控制論模型是從宏觀經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)總體出發(fā)，利用經(jīng)濟(jì)控制論以及輸入、輸出、反饋、協(xié)調(diào)、優(yōu)化等基本概念建立的宏觀經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。它為宏觀經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的最優(yōu)控制提供了新的思想和工具。信息論

香農(nóng)被稱為是“信息論之父”。人們通常將香農(nóng)于1948年10月發(fā)表于《貝爾系統(tǒng)技術(shù)學(xué)報》上的論文《AMathematicalTheoryofCommunication》（通信的數(shù)學(xué)理論）作為現(xiàn)代信息論研究的開端。這一文章部分基于哈里·奈奎斯特和拉爾夫·哈特利先前的成果。在該文中，香農(nóng)給出了信息熵（以下簡稱為“熵”）的定義：

H=-k∑n

pilogpi

（bit）

K：Boltzmann常數(shù)

這一定義可以用來推算傳遞經(jīng)二進(jìn)制編碼后的原信息所需的信道帶寬。熵度量的是消息中所含的信息量，其中去除了由消息的固有結(jié)構(gòu)所決定的部分，比如，語言結(jié)構(gòu)的冗余性以及語言中字母、詞的使用頻度等統(tǒng)計特性。

信息論是運用概率論與數(shù)理統(tǒng)計的方法研究信息、信息熵、通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸、密碼學(xué)、數(shù)據(jù)壓縮等問題的應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)科。

信息論將信息的傳遞作為一種統(tǒng)計現(xiàn)象來考慮，給出了估算通信信道容量的方法。信息傳輸和信息壓縮是信息論研究中的兩大領(lǐng)域。這兩個方面又由信息傳輸定理、信源－信道隔離定理相互聯(lián)系。運籌學(xué)運籌學(xué)本身也在不斷發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)是一個包括好幾個分支的數(shù)學(xué)部門了。比如：數(shù)學(xué)規(guī)劃（又包含線性規(guī)劃；非線性規(guī)劃；整數(shù)規(guī)劃；組合規(guī)劃等）、圖論、網(wǎng)絡(luò)流、決策分析、排隊論、可靠性數(shù)學(xué)理論、庫存論、對策論、搜索論、模擬等等。

運籌學(xué)有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，它已滲透到諸如服務(wù)、庫存、搜索、人口、對抗、控制、時間表、資源分配、廠址定位、能源、設(shè)計、生產(chǎn)、可靠性、等各個方面。

運籌學(xué)是軟科學(xué)中“硬度”較大的一門學(xué)科，兼有邏輯的數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)的邏輯的性質(zhì)，是系統(tǒng)工程學(xué)和現(xiàn)代管理科學(xué)中的一種基礎(chǔ)理論和不可缺少的方法、手段和工具。運籌學(xué)已被應(yīng)用到各種管理工程中，在現(xiàn)代化建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。耗散結(jié)構(gòu)理論、突變論和協(xié)同學(xué)

耗散結(jié)構(gòu)理論是指用熱力學(xué)和統(tǒng)計物理學(xué)的方法，研究耗散結(jié)構(gòu)形成的條件、機(jī)理和規(guī)律的理論。

耗散結(jié)構(gòu)理論的創(chuàng)始人是伊里亞·普里戈金(IlyaPrigogine)教授，由于對非平衡熱力學(xué)尤其是建立耗散結(jié)構(gòu)理論方面的貢獻(xiàn)，他榮獲了1977年諾貝爾化學(xué)獎。普里戈金的早期工作在化學(xué)熱力學(xué)領(lǐng)域，1945年得出了最小熵產(chǎn)生原理，此原理和翁薩格倒易關(guān)系一起為近平衡態(tài)線性區(qū)熱力學(xué)奠定了理論基礎(chǔ)。普里戈金以多年的努力，試圖把最小熵產(chǎn)生原理延拓到遠(yuǎn)離平衡的非線性區(qū)去，但以失敗告終，在研究了諸多遠(yuǎn)離平衡現(xiàn)象后，使他認(rèn)識到系統(tǒng)在遠(yuǎn)離平衡態(tài)時，其熱力學(xué)性質(zhì)可能與平衡態(tài)、近平衡態(tài)有重大原則差別。以普里戈金為首的布魯塞爾學(xué)派又經(jīng)過多年的努力，終于建立起一種新的關(guān)于非平衡系統(tǒng)自組織的理論──耗散結(jié)構(gòu)理論。這一理論于1969年由普里戈金在一次“理論物理學(xué)和生物學(xué)”的國際會議上正式提出。

突變論的創(chuàng)始人是法國數(shù)學(xué)家雷內(nèi)托姆，他于1972年發(fā)表的《結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和形態(tài)發(fā)生學(xué)》一書闡述了突變理論，榮獲國際數(shù)學(xué)界的最高獎——菲爾茲獎?wù)?。突變論是研究客觀世界非連續(xù)性突然變化現(xiàn)象的一門新興學(xué)科，自本世紀(jì)70年代創(chuàng)立以來，十?dāng)?shù)年間獲得迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，引起了科學(xué)界的重視。“突變”一詞，法文原意是“災(zāi)變”，是強(qiáng)調(diào)變化過程的間斷或突然轉(zhuǎn)換的意思。突變論的主要特點是用形象而精確的數(shù)學(xué)模型來描述和預(yù)測事物的連續(xù)性中斷的質(zhì)變過程。突變論是一門著重應(yīng)用的科學(xué)，它既可以用在“硬”科學(xué)方面，又可以用于“軟”科學(xué)方面。當(dāng)突變論作為一門數(shù)學(xué)分支時，它是關(guān)于奇點的理論，它可以根據(jù)勢函數(shù)而把臨界點分類，并且研究各種臨界點附近的非連續(xù)現(xiàn)象的特征。突變論的研究內(nèi)容簡單地說，是研究從一種穩(wěn)定組態(tài)躍遷到另一種穩(wěn)定組態(tài)的現(xiàn)象和規(guī)律。突變論提出，高度優(yōu)化的設(shè)計很可能有許多不理想的性質(zhì)，因為結(jié)構(gòu)上最優(yōu)，常常聯(lián)系著對缺陷的高度敏感性，就會產(chǎn)生特別難于對付的破壞性，以致發(fā)生真正的“災(zāi)變”。在工程建造中，高度優(yōu)化的設(shè)計常常具有不穩(wěn)定性，當(dāng)出現(xiàn)不可避免的制造缺陷時，由于結(jié)構(gòu)高度敏感，其承載能力將會突然變小，而出現(xiàn)突然的全面的塌陷。突變論不僅能夠應(yīng)用于許多不同的領(lǐng)域，而且也能夠以許多不同的方式來應(yīng)用。

混沌理論（ChaosTheory）混沌理論：是系統(tǒng)從有序突然變?yōu)闊o序狀態(tài)的一種演化理論，是對確定性系統(tǒng)中出現(xiàn)的內(nèi)在“隨機(jī)過程”形成的途徑、機(jī)制的研討。

“相對論消除了關(guān)于絕對空間和時間的幻想；量子力學(xué)則消除了關(guān)于可控測量過程的牛頓式的夢；而混沌則消除了拉普拉斯關(guān)于決定論式可預(yù)測的幻想?！?/p>

第一，就是未來無法確定。如果你某一天確定了，那是你撞上了。

第二，事物的發(fā)展是通過自我相似的秩序來實現(xiàn)的。看見云彩，知道他是云彩，看見一座山，就知道是一座山，憑什么？就是自我相似。這是混沌理論兩個基本的概念。

混沌理論還有一個是發(fā)展人格，他有三個原則，一個是事物的發(fā)展總是向他阻力最小的方向運動。第二個原則當(dāng)事物改變方向的時候，他存在一些結(jié)構(gòu)。

混沌理論是一種兼具質(zhì)性思考與量化分析的方法，用以探討動態(tài)系統(tǒng)中（如：人口移動、化學(xué)反應(yīng)、氣象變化、社會行為等）無法用單一的數(shù)據(jù)關(guān)系，而必須用整體、連續(xù)的數(shù)據(jù)關(guān)系才能加以解釋及預(yù)測之行為。

二，混沌一詞原指宇宙未形成之前的混亂狀態(tài)，我國及古希臘哲學(xué)家對于宇宙之源起即持混沌論，主張宇宙是由混沌之初逐漸形成現(xiàn)今有條不紊的世界。在井然有序的宇宙中，西方自然科學(xué)家經(jīng)過長期的探討，逐一發(fā)現(xiàn)眾多自然界中的規(guī)律，如大家耳熟能詳?shù)牡匦囊?、杠桿原理、相對論等。這些自然規(guī)律都能用單一的數(shù)學(xué)公式加以描述，并可以依據(jù)此公式準(zhǔn)確預(yù)測物體的行徑。三，近半世紀(jì)以來，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)許多自然現(xiàn)象即使可化為單純的數(shù)學(xué)公式，但是其行徑卻無法加以預(yù)測。如氣象學(xué)家EdwardLorenz發(fā)現(xiàn)，簡單的熱對流現(xiàn)象居然能引起令人無法想象的氣象變化，產(chǎn)生所謂的“蝴蝶效應(yīng)”，亦即某地下大雪，經(jīng)追根究底卻發(fā)現(xiàn)是受到幾個月前遠(yuǎn)在異地的蝴蝶拍打翅膀產(chǎn)生氣流所造成的。一九六○年代，美國數(shù)學(xué)家StephenSmale發(fā)現(xiàn)，某些物體的行徑經(jīng)過某種規(guī)則性的變化之后，隨后的發(fā)展并無一定的軌跡可尋，呈現(xiàn)失序的混沌狀態(tài)。

四，混沌現(xiàn)象起因于物體不斷以某種規(guī)則復(fù)制前一階段的運動狀態(tài)，而產(chǎn)生無法預(yù)測的隨機(jī)效果。所謂“差之毫厘，失之千里”正是此一現(xiàn)象的最佳批注。具體而言，混沌現(xiàn)象發(fā)生于易變動的物體或系統(tǒng)，該物體在行動之初極為單純，但經(jīng)過一定規(guī)則的連續(xù)變動之后，卻產(chǎn)生始料所未及的后果，也就是混沌狀態(tài)。但是此種混沌狀態(tài)不同于一般雜亂無章的的混亂狀況，此一混沌現(xiàn)象經(jīng)過長期及完整分析之后，可以從中理出某種規(guī)則出來?；煦绗F(xiàn)象雖然最先用于解釋自然界，但是在人文及社會領(lǐng)域中因為事物之間相互牽引，混沌現(xiàn)象尤為多見。如股票市場的起伏、人生的平坦曲折、教育的復(fù)雜過程。

五，混沌理論在教育行政、課程與教學(xué)、教育研究、教育測驗等方面已經(jīng)有些許應(yīng)用的例子。由于教育的對象是人，人是隨時變動起伏的個體，而教育的過程基本上依循一定的準(zhǔn)則，并歷經(jīng)長期的互動，因此，相當(dāng)符合混沌理論的架構(gòu)。也因此，依據(jù)混沌理論，教育系統(tǒng)容易產(chǎn)生無法預(yù)期的結(jié)果。此一結(jié)果可能是正面的，也有可能是負(fù)面的。不論是正面或是負(fù)面的，重要的是，教育的成效或教育的研究除了短期的觀察之外，更應(yīng)該累積長期數(shù)據(jù)，從中分析出可能的脈絡(luò)出來，以增加教育效果的可預(yù)測性，并運用其擴(kuò)大教育效果。

六，過去決策基礎(chǔ)的三個主要假定和三個新的現(xiàn)實

根據(jù)混沌理論，格拉斯提出，過去作為決策基礎(chǔ)的三個主要假定已經(jīng)不再成立。這些假定是：

假定1：企業(yè)是一個“說到做到”的封閉系統(tǒng)。外界對企業(yè)決定采取的行動沒有多大干擾。

假定2：經(jīng)營環(huán)境是穩(wěn)定的。管理者能夠充分把握經(jīng)營環(huán)境，從而制定出詳盡具體的戰(zhàn)略。

假定3：管理者對事件的因果關(guān)系有著足夠的認(rèn)識。他們能夠順藤摸瓜，找出每一事件將會導(dǎo)致的變化。在格拉斯看來，這些舊的假定已經(jīng)被三個新的現(xiàn)實所代替：

現(xiàn)實1：企業(yè)是復(fù)雜的“開放”系統(tǒng)，既影響著其所處的環(huán)境，又在很大程度上受環(huán)境的影響。這意味著，企業(yè)的行動可能無法達(dá)到它所預(yù)期的結(jié)果。

現(xiàn)實2：環(huán)境是瞬息萬變的（不斷創(chuàng)造著機(jī)會和威脅）。高層管理者不能指望制定出在付諸實施時仍完全有效的詳盡戰(zhàn)略。

現(xiàn)實3：作為傳統(tǒng)決策理論基礎(chǔ)的簡單線性因果關(guān)系模型已經(jīng)失靈。因此，各種事件的后果是無法預(yù)料的。2.系統(tǒng)工程方法論2.1系統(tǒng)工程基本工作方法系統(tǒng)工程方法論的概念，霍爾三維結(jié)構(gòu)2.2系統(tǒng)分析系統(tǒng)分析的概念、要素、特點和步驟應(yīng)用實例2.1系統(tǒng)工程基本工作方法系統(tǒng)工程方法論是指用于解決復(fù)雜系統(tǒng)問題的一套工作步驟、方法、工具和技術(shù)。系統(tǒng)工程方法論是在綜合應(yīng)用運籌學(xué)、控制論、信息論、管理科學(xué)、心理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)以及計算機(jī)科學(xué)等有關(guān)學(xué)科的理論和方法的基礎(chǔ)上形成的科學(xué)思想和方法。系統(tǒng)工程方法論是在系統(tǒng)工程的實踐中不斷形成和發(fā)展起來的。早在1957年，美國學(xué)者H.H.古德和R.E.麥克霍爾在《系統(tǒng)工程》一書中就對工作步驟、工具和技術(shù)等方面作過較為系統(tǒng)的描述。到了60年代，許多系統(tǒng)工程學(xué)者根據(jù)實踐經(jīng)驗，總結(jié)出了系統(tǒng)工程方法論的許多有關(guān)步驟、內(nèi)容和方法，雖然這些工作成果在形式上不盡相同，但基本思想還是一致的，其中以霍爾的方法論最具代表性。美國學(xué)者A.D.霍爾在1969年利用結(jié)構(gòu)分析法提出著名的霍爾三維結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)工程的工作階段和步驟更為清晰明了。

霍爾三維結(jié)構(gòu)美國系統(tǒng)工程專家霍爾(A·D·Hall)于1969年提出的一種系統(tǒng)工程方法論。它的出現(xiàn)，為解決大型復(fù)雜系統(tǒng)的規(guī)劃、組織、管理問題提供了一種統(tǒng)一的思想方法，因而在世界各國得到了廣泛應(yīng)用?；魻柸S結(jié)構(gòu)是將系統(tǒng)工程整個活動過程分為前后緊密銜接的七個階段和七個步驟，同時還考慮了為完成這些階段和步驟所需要的各種專業(yè)知識和技能。這樣，就形成了由時間維、邏輯維和知識維所組成的三維空間結(jié)構(gòu)，如圖所示。（1）時間維表示系統(tǒng)工程活動從開始到結(jié)束按時間順序排列的全過程，分為規(guī)劃、擬定方案、研制、生產(chǎn)、安裝、運行、更新七個時間階段。（2）邏輯維是指時間維的每一個階段內(nèi)所要進(jìn)行的工作內(nèi)容和應(yīng)該遵循的思維程序，包括明確問題、確定目標(biāo)、系統(tǒng)綜合、系統(tǒng)分析、優(yōu)化、決策、實施七個邏輯步驟。（3）知識維（專業(yè)科學(xué)知識）。系統(tǒng)工程除了要求為完成上述各步驟、各階段所需的某些共性知識外，還需要其他學(xué)科的知識和各種專業(yè)技術(shù)，霍爾把這些知識分為工程、醫(yī)藥、建筑、商業(yè)、法律、管理、社會科學(xué)和藝術(shù)等各種知識和技能。各類系統(tǒng)工程，如軍事系統(tǒng)工程、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)工程、信息系統(tǒng)工程等。都需要使用其它相應(yīng)的專業(yè)基礎(chǔ)知識。三維結(jié)構(gòu)體系形象地描述了系統(tǒng)工程研究的框架，對其中任一階段和每一個步驟，又可進(jìn)一步展開，形成了分層次的樹狀體系。下面將邏輯維的7個步驟逐項展開討論，可以看出，這些內(nèi)容幾乎覆蓋了系統(tǒng)工程理論方法的各個方面。邏輯維（七個邏輯步驟）1.擺明問題由于系統(tǒng)工程研究的對象復(fù)雜，包含自然界和社會經(jīng)濟(jì)各個方面，而且研究對象本身的問題有時尚不清楚，如果是半結(jié)構(gòu)性或非結(jié)構(gòu)性問題，也難以用結(jié)構(gòu)模型定量表示。因此，系統(tǒng)開發(fā)的最初階段首先要明確問題的性質(zhì)，特別是在問題的形成和規(guī)劃階段，搞清楚要研究的是什么性質(zhì)的問題，以便正確地設(shè)定問題，否則，以后的許多工作將會勞而無功。造成很大浪費。國內(nèi)外學(xué)者在問題的設(shè)定方面提出了許多行之有效的方法，主要有:(1)直觀的經(jīng)驗方法。這類方法中，比較知名約有頭腦風(fēng)暴法(BrainStorming)，又稱智暴法、5W1H法、KJ法等，日本人將這類方法叫做創(chuàng)造工程法。這一方法的特點是總結(jié)人們的經(jīng)驗，集思廣益，通過分散討論和集中歸納，整理出系統(tǒng)所要解決的問題(2)預(yù)測法。系統(tǒng)要分析的問題常常與技術(shù)發(fā)展趨勢和外部環(huán)境的變化有關(guān)，其中有許多未知因素，這些因素可用打分的辦法或主觀概率法來處理。預(yù)測法主要有德爾菲法、情景分析法、交叉影響法、時間序列法等。(3)結(jié)構(gòu)模型法。復(fù)雜問題可用分解的方法，形成若干相關(guān)聯(lián)的相對簡單的子問題，然后用網(wǎng)絡(luò)圖方法將問題直觀地表示出來。常用的方法有解釋結(jié)構(gòu)模型法(I5M法)、決策實驗室法(DEMATEL法)、圖論法等。其中，用圖論中的關(guān)聯(lián)樹來分析目標(biāo)體系和結(jié)構(gòu)，可以很好地比較各種替代方案，在問題形成、方案選擇和評價中是很有用的。

(4)多變量統(tǒng)計分析法。用統(tǒng)計理論方法所得到的多變量模型一般是非物理模型，對象也常是非結(jié)構(gòu)的或半結(jié)構(gòu)的。統(tǒng)計分析法中比較常用的有因子分析法、主成份分析法等，成組分析和正則相關(guān)分析也屬此類。此外，還有利用行為科學(xué)、社會學(xué)、一般系統(tǒng)理論和模糊理論來分析，或幾種方法結(jié)合起來分析，使問題明確化。

2.系統(tǒng)設(shè)計建立價值體系或評價體系

評價體系要回答以下一些問題:評價指標(biāo)如何定量化，評價中的主觀成分和客觀成分如何分離，如何進(jìn)行綜合評價，如何確定價值觀問題等。行之有效的價值體系方法有以下幾種。(1)效用理論。該理論是從公理出發(fā)建立的價值理論體系，反映了人的偏好，建立了效用理論和效用函數(shù)，并發(fā)展為多屬性和多隸屬度效用函數(shù)。

(2)費用/效益分析法。多用于經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)評價，如投資效果評價、項目可行性研究等。

3.系統(tǒng)分析不論是工程技術(shù)問題還是社會環(huán)境問題，系統(tǒng)分析首先要對所研究的對象進(jìn)行描述，建模的方法和仿真技術(shù)是常采用的方法，對難以用數(shù)學(xué)模型表達(dá)的社會系統(tǒng)和生物系統(tǒng)等，也常用定性和定量相結(jié)合的方法來描述。系統(tǒng)分析的主要內(nèi)容涉及以下幾方面。(1)系統(tǒng)變量的選擇

用于描述系統(tǒng)主事狀態(tài)及其演變過程的是一組狀態(tài)變量和決策變量，因此，系統(tǒng)分析首先要選擇出能反映問題本質(zhì)的變量，并區(qū)分內(nèi)生變量和外生變量，用靈敏度分析法可區(qū)別各個變量對系統(tǒng)命題的影響程度，并對變量進(jìn)行篩眩。4.系統(tǒng)綜合

系統(tǒng)綜合是在給定條件下，找出達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的手段或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。一般來講，按給定目標(biāo)設(shè)計和規(guī)劃的系統(tǒng)，在具體實施時，總與原來的設(shè)想有些差異，需要通過對問題本質(zhì)的深入理解，作出具體解決問題的替代方案，或通過典型實例的研究，構(gòu)想出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和簡單易行的能實現(xiàn)目標(biāo)要求的實施方案。系統(tǒng)綜合的過程常常需要有人的參與，計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)和系統(tǒng)仿真可用于系統(tǒng)綜合，通過人機(jī)的交互作用，和人的經(jīng)驗知識，便系統(tǒng)具有推理和聯(lián)想的功能。近年來，知識工程和模糊理論已成為系統(tǒng)綜合的有力工具。

5.系統(tǒng)方案的優(yōu)化選擇在系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和目標(biāo)函數(shù)已經(jīng)建立的情況下，可用最優(yōu)化方法選擇便目標(biāo)值最優(yōu)的控制變量值或系統(tǒng)參數(shù)。所謂優(yōu)化，就是在約束條件規(guī)定的可行域內(nèi)，從多種可行方案或替代方案中得出最優(yōu)解或滿意解。實踐中要根據(jù)問題的特點選用適當(dāng)?shù)淖顑?yōu)化方法，目前應(yīng)用最廣的仍是線性規(guī)劃和動態(tài)規(guī)劃，非線性規(guī)劃的研究很多，但實用性尚有待改進(jìn)，大系統(tǒng)優(yōu)化已開發(fā)了分解協(xié)調(diào)的算法。組合優(yōu)化適用于離散變量，整數(shù)規(guī)劃中的分枝定界法，逐次逼近法等的應(yīng)用也很廣泛。多目標(biāo)優(yōu)化問題的最優(yōu)解處于目標(biāo)空間的非劣解集上，可采用人機(jī)交互的方法處理所得的解，最終得到滿意解。當(dāng)然，多目標(biāo)問題也可用加權(quán)的方法轉(zhuǎn)換成單目標(biāo)來求解，或按目標(biāo)的重要性排序，逐次求解，例如目標(biāo)規(guī)劃法。

6.決策"決策就是管理"，"決策就是決定"，人類的決策管理活動面臨著被決策系統(tǒng)的日益龐大和日益復(fù)雜。決策又有個人決策和團(tuán)體決策、定性決策和定量決策、單目標(biāo)決策和多目標(biāo)決策之分。戰(zhàn)略決策是在更高層次上的決策。在系統(tǒng)分析和系統(tǒng)綜合的基礎(chǔ)上，人們可根據(jù)主觀偏好、主觀效用和主觀概率做決策。決策的本質(zhì)反映了人的主觀認(rèn)識能力，因此，就必然受到人的主觀認(rèn)識能力的限制。近年來，塊策支持系統(tǒng)受到人們的重視，系統(tǒng)分析者將各種數(shù)據(jù)、條件、模型和算法放在決策支持系統(tǒng)中，該系統(tǒng)甚至包含了有推理演繹功能的知識庫，便決策者在做出主觀決策后，力圖從決策支持系統(tǒng)中盡快得到效果反應(yīng)，以求得到主觀判斷和客觀效果的一致。決策支持系統(tǒng)在一定條件下起到?jīng)Q策科學(xué)化和合理化的作用。但是，在真實的決策中，被決策對象往往包含許多不確定因素和難以描述的現(xiàn)象，7.實施計劃系統(tǒng)工程的目的是明確的是要實現(xiàn)的，我們有了決策就要付諸實施。組織專家計劃評審，各個部門嚴(yán)格按計劃辦事。明確分工和責(zé)任，走好每一個結(jié)點。有些學(xué)者對霍爾方法論特別是其中的工作步驟提出不少修正。例如英國蘭徹斯特大學(xué)的切克蘭德系統(tǒng)地提出了修正的意見。他認(rèn)為完全按照解決工程技術(shù)問題的思路來解決社會經(jīng)濟(jì)問題存在很多困難，因為社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的許多問題很難象工程技術(shù)系統(tǒng)那樣事前就弄清需求關(guān)系，所以很難按若干評價標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計出符合需求的最優(yōu)系統(tǒng)方案。針對這種情況，他提出解決社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)問題的工作步驟和相應(yīng)的一些方法。雖然系統(tǒng)工程方法在不斷發(fā)展，但霍爾三維結(jié)構(gòu)仍不失為系統(tǒng)工程方法論的一個基本框架。

綜合集成方法論綜合集成方法從本質(zhì)上講是一種人機(jī)相互作用系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中專家系統(tǒng)、資料系統(tǒng)、信息系統(tǒng)和計算機(jī)系統(tǒng)相結(jié)合；定性分析與定量分析相結(jié)合。綜合集成方法是研究開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)問題的方法論。綜合集成依賴于幾個層面上的知識——經(jīng)驗知識及有關(guān)自然和哲學(xué)科學(xué)知識。也就是說，包括不同領(lǐng)域的科學(xué)知識和經(jīng)驗知識，定性知識和定量知識，理性知識和感性知識。通過系統(tǒng)概括，反復(fù)對比，逐次逼近，以最好的方式實現(xiàn)目標(biāo)。舉例：三峽工程建設(shè)需要眾多學(xué)科的綜合集成，眾多學(xué)科的綜合集成過程就是一個創(chuàng)新的過程。三峽工程13年建設(shè)以“高峽出平湖”的宏偉氣勢令全世界矚目，不僅工程總量和裝機(jī)容量位居世界第一，而且是當(dāng)今世界技術(shù)水平最高的水電工程。三峽工程建設(shè)涉及水工、施工、泥沙、航運、水文、氣象、地質(zhì)、材料、金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)電設(shè)備、生態(tài)、環(huán)境、信息……等眾多學(xué)科和專業(yè)領(lǐng)域。除直接參與工程建設(shè)的設(shè)計、業(yè)主、施工、監(jiān)理單位的科技人員外，新中國成立五十年多來，尤其是近二十多年，全國有數(shù)十家科研院所和高校、數(shù)萬名科技人員投入三峽工程的科技工作，提交了近萬份科技成果報告。同時針對重大技術(shù)難題，匯集全國科技精華，充分發(fā)揮專家的作用，展開科技攻關(guān)，并借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗，科學(xué)決策。這些科技成果為三峽工程建設(shè)和樞紐運行等重大問題的科學(xué)決策奠定了基礎(chǔ)，對優(yōu)化設(shè)計、改進(jìn)施工工藝、保證工程質(zhì)量、節(jié)約工程投資、促進(jìn)現(xiàn)代化管理發(fā)揮重要作用。三峽工程的組織建設(shè)，形成了一整套特大型水電工程建設(shè)管理模式，實現(xiàn)了質(zhì)量、進(jìn)度和投資有效控制，高質(zhì)量地實現(xiàn)了三峽工程按期蓄水、通航、發(fā)電三大目標(biāo)。

系統(tǒng)工程常用的方法在系統(tǒng)工程實踐中，已研究出不少系統(tǒng)工程方法,例如50年代美國蘭德公司提出的系統(tǒng)分析法，1961年得到美國國防部的正式承認(rèn)和貫徹。從廣義上說，系統(tǒng)分析是系統(tǒng)工程的同義詞，從狹義上來說，它是霍爾三維結(jié)構(gòu)的邏輯維中的一個步驟。其后又有成本效益分析(CEA)、規(guī)劃計劃預(yù)算系統(tǒng)(PPBS)等。50年代后期,由于組織和管理大型工程系統(tǒng)的需要而研究出計劃協(xié)調(diào)技術(shù)(PERT)、關(guān)鍵路線法(CPM)等網(wǎng)絡(luò)方法,在此基礎(chǔ)上又陸續(xù)研究出圖解協(xié)調(diào)技術(shù)（GERT）、排隊圖解協(xié)調(diào)技術(shù)(Q-GERT)、風(fēng)險協(xié)調(diào)技術(shù)(VERT)等。此外，盈虧分析、靈敏度分析、風(fēng)險分析、折衷研究等，也都是系統(tǒng)工程常用的方法。建模和仿真在狀態(tài)變量選定后，要根據(jù)客觀事物的具體特點確定變量間的相互依存和制約關(guān)系，即構(gòu)造狀態(tài)平衡方程式，得出描述系統(tǒng)特征的數(shù)學(xué)模型。在系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)不清楚的情況下，可用輸入輸出的統(tǒng)計數(shù)據(jù)得出關(guān)系式，構(gòu)造出系統(tǒng)模型。系統(tǒng)對象抽象成模型后，就可進(jìn)行仿真，找出更普遍、更集中和更深刻反映系統(tǒng)本質(zhì)的特征和演變趨勢。現(xiàn)已有若干實用的大系統(tǒng)仿真軟件，如用于隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng)的GPSS軟件，用于復(fù)雜社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)仿真的系統(tǒng)動力學(xué)(SD)軟件等工具。建模

1、使用計算機(jī)描述一個系統(tǒng)的行為。例如，電子表格程序可以用來處理財務(wù)數(shù)據(jù)，代表公司的行為；開發(fā)商業(yè)計劃；評估公司經(jīng)營改變可能造成的影響。2、使用計算機(jī)以數(shù)學(xué)方法描述物體和它們之間的空間關(guān)系。例如，計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)程序可在屏幕上生成物體，使用方程式產(chǎn)生直線和形狀，依據(jù)它們相互之間及與所在的二維或三維空間的關(guān)系精確放置。3、應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)建模是為應(yīng)用程序確定、記錄和實現(xiàn)數(shù)據(jù)和進(jìn)程要求的過程。這包括查看現(xiàn)有的數(shù)據(jù)模型和進(jìn)程，以確定它們是否可被重復(fù)使用，并創(chuàng)建新數(shù)據(jù)模型和進(jìn)程，以滿足應(yīng)用程序的獨特要求。仿真利用模型復(fù)現(xiàn)實際系統(tǒng)中發(fā)生的本質(zhì)過程，并通過對系統(tǒng)模型的實驗來研究存在的或設(shè)計中的系統(tǒng)，又稱模擬。這里所指的模型包括物理的和數(shù)學(xué)的，靜態(tài)的和動態(tài)的，連續(xù)的和離散的各種模型。所指的系統(tǒng)也很廣泛,包括電氣、機(jī)械、化工、水力、熱力等系統(tǒng),也包括社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、管理等系統(tǒng)。當(dāng)所研究的系統(tǒng)造價昂貴、實驗的危險性大或需要很長的時間才能了解系統(tǒng)參數(shù)變化所引起的后果時，仿真是一種特別有效的研究手段。仿真的重要工具是計算機(jī)。仿真與數(shù)值計算、求解方法的區(qū)別在于它首先是一種實驗技術(shù)。仿真過程包括建立仿真模型和進(jìn)行仿真實驗兩個主要步驟。

可靠性工程系統(tǒng)可靠性工程是研究系統(tǒng)中元素的可靠性和由多個元素組成的系統(tǒng)整體可靠性之間的關(guān)系。一般講，可靠的元件是組成可靠系統(tǒng)的基礎(chǔ)，然而，局部的可靠性和整體可靠性間并非簡單的對應(yīng)關(guān)系，系統(tǒng)工程強(qiáng)調(diào)從整體上來看問題。20世紀(jì)40年代VonNeumann開始研究用重復(fù)的不那么可靠的元件組成高度可靠系統(tǒng)的問題，并進(jìn)行可靠性理論研究。引起了人們的關(guān)注。錢學(xué)森教授也提出，現(xiàn)在大規(guī)模集成電路的發(fā)展便元器件的成本大大降低，如何用可靠性較低的元器件組成可靠性高的系統(tǒng)，是個很有現(xiàn)實意義的問題。

可靠性工程是提高系統(tǒng)（或產(chǎn)品或元器件）在整個壽命周期內(nèi)可靠性的一門有關(guān)設(shè)計、分析、試驗的工程技術(shù)。系統(tǒng)可靠性是指在規(guī)定的時間內(nèi)和規(guī)定條件（如使用環(huán)境和維修條件等）下能有效地實現(xiàn)規(guī)定功能的概率。系統(tǒng)可靠性不僅取決于規(guī)定的使用條件等因素，還與設(shè)計技術(shù)、制造工藝及其組織管理等因素密切相關(guān)。

有組織地進(jìn)行可靠性工程研究，是20世紀(jì)50年代初從美國對電子設(shè)備可靠性研究開始的。到了60年代才陸續(xù)由電子設(shè)備的可靠性技術(shù)推廣到機(jī)械、建筑等各個行業(yè)。后來，又相繼發(fā)展了故障物理學(xué)、可靠性試驗學(xué)、可靠性管理學(xué)等分支，使可靠性工程有了比較完善的理論基礎(chǔ)。衡量系統(tǒng)可靠性有三個重要指標(biāo)。①保險期：系統(tǒng)建成后能有效地完成規(guī)定任務(wù)的期限，超過這一期限系統(tǒng)可靠性就會逐漸降低。②有效性：系統(tǒng)在規(guī)定時間內(nèi)能正常工作的概率。概率的大小取決于系統(tǒng)故障率的高低、發(fā)現(xiàn)故障部分的快慢和故障修復(fù)時間的長短。③狹義可靠性：由結(jié)構(gòu)可靠性和性能可靠性兩部分組成。前者指系統(tǒng)在工作時不出故障的概率，后者指系統(tǒng)性能滿足原定要求的概率。風(fēng)險估計在系統(tǒng)評價中，風(fēng)險和安全性評價是一個重要內(nèi)容，決策人對風(fēng)險的態(tài)度也反映在效用函數(shù)上。在多個目標(biāo)之間有沖突時，人們也常根據(jù)風(fēng)險估計來進(jìn)行折衷評價。價值工程價值是人們對事物優(yōu)劣的觀念準(zhǔn)則和評價準(zhǔn)則的總和。例如，要解決的問題是否值得去做，解決問題的過程是否適當(dāng)，結(jié)果是否令人滿意等。以生產(chǎn)為例，產(chǎn)品的價值主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的功能和質(zhì)量上，降低投入成本和增加產(chǎn)出是兩項相關(guān)的準(zhǔn)則。價值工程是個總體概念，具體體現(xiàn)在設(shè)計、制造和銷售各個環(huán)節(jié)的合理性上。系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)理論·技術(shù)·工程基礎(chǔ)理論——以改進(jìn)知識為目的的研究基礎(chǔ)理論的研究是從問題的提出開始的例如，四色問題的提出愛因斯坦說：提出問題比解決問題更重要。

基礎(chǔ)理論方面：系統(tǒng)工程廣泛應(yīng)用運籌學(xué)、控制論、信息論和計算機(jī)技術(shù)等有關(guān)學(xué)科的理論和方法，作為分析問題和解決問題的工具。此外，投入產(chǎn)出法、計量經(jīng)濟(jì)學(xué)、系統(tǒng)動力學(xué)、價值工程、可靠性工程、系統(tǒng)安全工程等也常被用作解決工程技術(shù)系統(tǒng)和社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的工具。而數(shù)理統(tǒng)計、概率論、微分方程、線性代數(shù)、模糊數(shù)學(xué)等數(shù)學(xué)方法更作為定性分析和定量分析的有效工具獲得普遍使用。技術(shù)：為解決系統(tǒng)工程各類問題的需要，對有關(guān)的方法和工具進(jìn)行合理的組合，就構(gòu)成了相應(yīng)的實用技術(shù)。系統(tǒng)工程中最常用的技術(shù)有：建模、仿真(模擬)、最優(yōu)化技術(shù)、決策分析、預(yù)測技術(shù)和技術(shù)評估等。例如，在明確目標(biāo)步驟中，常常應(yīng)用各種預(yù)測技術(shù)對未來進(jìn)行推測和估計；在系統(tǒng)綜合步驟中，可以應(yīng)用方案生成技術(shù)來幫助形成方案；在系統(tǒng)分析步驟中，更需要用各種建模技術(shù)和最優(yōu)化技術(shù)來分析各種備選方案的功能、費用和效益等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；在決策步驟中，則要使用決策分析、多目標(biāo)決策等。工程：系統(tǒng)大集成，全人類共享例如：三峽工程——電力業(yè)，旅游業(yè)；奧運工程——體育業(yè)，旅游業(yè)。中國若干工程案例：大慶油田開發(fā)建設(shè)工程長江三峽工程鐵路提速工程寶鋼建設(shè)工程載人飛船工程海爾集團(tuán)業(yè)務(wù)流程再造工程黃河三門峽工程

做科學(xué)人要迸發(fā)新奇思想火花做技術(shù)人要追求精益求精精神

做工程人要講究方法注重實踐

2.2系統(tǒng)分析霍爾三維結(jié)構(gòu)中的邏輯維的一個步驟就是系統(tǒng)分析。系統(tǒng)分析是第二次世界大戰(zhàn)后美國蘭德公司開發(fā)出來的一種方法論。從狹義上看，可看成霍爾三維結(jié)構(gòu)中的邏輯維；從廣義上看，可看成系統(tǒng)工程的同義語。系統(tǒng)分析是應(yīng)用建模、優(yōu)化和仿真等技術(shù)進(jìn)行定量和定性的分析，為選擇最優(yōu)的方案提供科學(xué)技術(shù)的決策依據(jù)的分析研究過程。

調(diào)研：對系統(tǒng)的目的與功能、環(huán)境、費用與效果等資料和數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整理。系統(tǒng)分析是管理信息系統(tǒng)的一個主要和關(guān)鍵階段，負(fù)責(zé)這個階段的關(guān)鍵人物是系統(tǒng)分析員，完成這個階段任務(wù)的關(guān)鍵問題是開發(fā)人員與用戶之間的溝通。系統(tǒng)分析從系統(tǒng)需求入手，從用戶觀點出發(fā)建立系統(tǒng)用戶模型。用戶模型從概念上全方位表達(dá)系統(tǒng)需求及系統(tǒng)與用戶的相互關(guān)系。系統(tǒng)分析在用戶模型的基礎(chǔ)上，建立適應(yīng)性強(qiáng)的獨立于系統(tǒng)實現(xiàn)環(huán)境的邏輯結(jié)構(gòu)。應(yīng)用建模、優(yōu)化和仿真等技術(shù)進(jìn)行定量和定性的分析。分析階段獨立于系統(tǒng)實現(xiàn)環(huán)境，可以保證建立起來的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有相對的穩(wěn)定性，便于系統(tǒng)維護(hù)、移植或擴(kuò)充。在系統(tǒng)分析階段，系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)應(yīng)從以下三方面全面反映系統(tǒng)的功能與性能：

（1）信息完整描述系統(tǒng)中所處理的全部信息；

（2）行為完全描述系統(tǒng)狀態(tài)變化所需處理或功能；

（3）表示詳細(xì)描述系統(tǒng)的對外接口與界面。1.系統(tǒng)分析的要素（6個基本要素）（1）問題（2）目的與目標(biāo)（3）方案（4）模型（5）系統(tǒng)評價（6）決策者做系統(tǒng)分析的前提：1）系統(tǒng)分析是決策的基礎(chǔ)，是決策的輔助技術(shù)。誰決策誰承擔(dān)責(zé)任。2）系統(tǒng)分析要有一般性和適應(yīng)性。3）系統(tǒng)分析人員與決策者保持良好溝通，做到及時調(diào)整，準(zhǔn)確把握。4）要講效率。注意時間長了情況就有變化，要經(jīng)常匯報進(jìn)展情況，交了報告一定要問什么時候您審閱完，請個打分啊。（如果老總忘記了看報告，那你下次就會得到他的關(guān)照了。呵呵）2.系統(tǒng)分析的特點系統(tǒng)分析過程|問題——》目標(biāo)——》方案——》|決策——》實施系統(tǒng)分析主要包括：（1）系統(tǒng)目標(biāo)分析（2）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析（3）系統(tǒng)環(huán)境分析以及內(nèi)部狀況分析，可行性分析等*注意：（1）系統(tǒng)分析的前提問題（資料的真實可靠性）；（2）系統(tǒng)分析的假設(shè)問題（考慮最壞的情況）例如，三峽大壩要考慮可能出現(xiàn)大地震的問題（已有人做這個工作）。系統(tǒng)分析的特點：（1）多屬性；（2）不惟一性；（3）主觀性注意：無論是定性分析還是定量分析都有主觀性系統(tǒng)分析的原則：（1）內(nèi)部因素與外部條件相結(jié)合；（2）當(dāng)前利益與長遠(yuǎn)利益相結(jié)合；（3）局部利益與整體利益相結(jié)合；（4）定性分析與定量分析相結(jié)合。注意：做系統(tǒng)分析工作要講究方法和效率3.系統(tǒng)分析的步驟系統(tǒng)分析涉及定性分析方法和定量分析方法，要正確地應(yīng)用系統(tǒng)分析的指導(dǎo)原則。定量分析有預(yù)測技術(shù)，系統(tǒng)建模，系統(tǒng)評價，系統(tǒng)仿真等。系統(tǒng)分析的一般程序，如圖2-2明確目的原始信息環(huán)境分析政策分析資源分析同類系統(tǒng)狀況目標(biāo)確定備選方案謀劃方案分析、評價、預(yù)測等工作報告與決策者交互信息調(diào)整結(jié)束是否滿意？系統(tǒng)狀況分析人、財、物、技術(shù)分析及運行機(jī)制等是否圖2-2系統(tǒng)分析的一般程序例如，對于社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，除上述工作步驟外，還可以采用切克蘭德方法論的工作步驟，即:①說明問題現(xiàn)狀；②弄清關(guān)聯(lián)因素；③建立概念模型；④改善概念模型；⑤比較；⑥實施。切克蘭德方法論工作步驟的核心不是“最優(yōu)化”，而是“比較”或“學(xué)習(xí)”，從對模型和現(xiàn)狀的比較中學(xué)習(xí)改善現(xiàn)狀的途徑。“比較”的含義包括組織討論和聽取各方面的意見在內(nèi)，因而不拘泥于建立數(shù)學(xué)模型來定量描述系統(tǒng)的最優(yōu)解。這正是反映了社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的特點和人在這類系統(tǒng)中的積極因素。又例如，社會環(huán)境和人的行為不可能都抽象成數(shù)學(xué)模型，即使是使用了專家系統(tǒng)，也不可能將邏輯推演、綜合和論證的過程做到像人的大腦那樣，有創(chuàng)造性的思維，也無法判斷許多隨機(jī)因素。采用群決策有利于克服某些個人決策中主觀判斷的失誤，但群決策過程比較長。為了實現(xiàn)高效率的群決策，在理論方法和應(yīng)用軟件開發(fā)方面，許多人做了大量工作。如多人多目標(biāo)決策理論、主從決策理論、協(xié)商談判系統(tǒng)、沖突分析等，有些應(yīng)用軟件已實用化。制定計劃有了決策就要付諸實施，實施就要依靠嚴(yán)格的有效的計劃。以工廠為例，為實現(xiàn)工廠的生產(chǎn)任務(wù)和發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，就要制定當(dāng)年的生產(chǎn)計劃和未來的發(fā)展規(guī)劃。廠內(nèi)還要按廠級、車間級和班組級分別制定實施計劃。一項大的開發(fā)項目，涉及設(shè)計、開發(fā)、研究和施工等許多環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)又涉及組織大量的人、財、物。系統(tǒng)工程中常用的計劃評審技術(shù)(PERT)和關(guān)鍵路線法(CPM)在制定和實施計劃方面起了重要的作用。4.系統(tǒng)分析的模擬研究過程系統(tǒng)分析的模擬研究過程如圖2-3對問題作形式化描述圖2-3系統(tǒng)分析的模擬研究過程模擬結(jié)果表達(dá)系統(tǒng)和目標(biāo)定義概念模型程序化模型模擬結(jié)果與評價試驗?zāi)Ｐ驮俣x是否對問題作形式化描述——把自然語言轉(zhuǎn)換成符號語言，對問題進(jìn)行分類，作關(guān)系圖，作目標(biāo)樹圖等。5.應(yīng)用實例例1：企業(yè)庫存問題的系統(tǒng)分析（物流師技能）問題提出：最佳庫存與總的效益達(dá)到令人滿意庫存關(guān)系樹：搬運費，租倉庫費，進(jìn)貨費（人工費，油費），銀行利息。散裝與整裝。購買量與價格等。（1）資料；（2）過去做法，好的經(jīng)驗，特殊情況的處理；（3）建立最優(yōu)化模型；（4）求解；（5）模型的改進(jìn)問題。最佳進(jìn)貨量模型：EOQ=sqrt(2*DS/C)。EOQ（EconomicOrderQuantity）經(jīng)濟(jì)訂貨批量EOQ的概念：經(jīng)濟(jì)訂貨批量是固定訂貨批量模型的一種，可以用來確定企業(yè)一次訂貨（外購或自制）的數(shù)量。當(dāng)企業(yè)按照經(jīng)濟(jì)訂貨批量來訂貨時，可實現(xiàn)訂貨成本和儲存成本之和最小化。D—商品年需求量；S—每次訂貨成本；C—單位商品年保管費用。EOQ是庫存領(lǐng)域中最重要的分析方法之一，這個公式由哈里斯于1915年首次提出，但由于威爾遜于1934年獨立再創(chuàng)并把它引入市場，因此人們往往把威爾遜視為EOQ公式的創(chuàng)始人。EOQ模型的假設(shè)基礎(chǔ)：1、市場對產(chǎn)品的需求已知并具有延續(xù)性，且在一定時間內(nèi)不會發(fā)生變化。2、假定成本已知，并且不會變化。3、假定不會出現(xiàn)缺貨的情形。4、假定只對一種產(chǎn)品進(jìn)行分析。5、采購價格和訂貨成本不會隨著訂貨數(shù)量的大小而變化。但在實際應(yīng)用中，上述假設(shè)有些是不可行的，幾種情況如下：1）偏離經(jīng)濟(jì)型訂單批量；2）需求和成本的不確定性；3）允許缺貨的經(jīng)濟(jì)訂貨批量；4）有數(shù)量折扣的經(jīng)濟(jì)批量。例2：某鍛造廠改造的系統(tǒng)分析（1）問題提出（降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)能力i.e.,設(shè)備投資，增加盈利）；（2）可行性論證（必要性necessity分析）；（3）市場分析與預(yù)測（計算，定量化，現(xiàn)狀圖表，發(fā)展趨勢圖）；（4）方案的綜合評價（綜合評價模型）；（5）評估報告。

如果有4個方案i.e.，4個項目應(yīng)用系統(tǒng)工程方法應(yīng)注意的問題有以下幾點：（1）要用系統(tǒng)觀看待系統(tǒng)方法我們的時代是一個系統(tǒng)時代，絕不意味著系統(tǒng)方法是“超方法的方法”，可以定為一尊。例如，許多價值觀和目標(biāo)選擇問題就是系統(tǒng)論本身所無法解決的。（2）要從研究領(lǐng)域的現(xiàn)狀出發(fā)，客觀估計系統(tǒng)方法的實用功能和發(fā)展條件（3）要對方法作出評價“為了對方法作出評價，需要的是方法論加上問題，看一看問題是否得到了解決，這是評價方法論的唯一標(biāo)準(zhǔn)”——英國系統(tǒng)工程學(xué)專家P·B·契克蘭教授（4）要堅持實踐第一的觀點不要停留在“一切皆成系統(tǒng)”、“功能研究重要”等描述性判斷的水平上。第2章小結(jié)重點：1）霍爾邏輯維的工作步驟：解決系統(tǒng)工程實踐中的有關(guān)問題必須遵循一定的工作步驟。在解決工程技術(shù)系統(tǒng)中的問題時，常遵循霍爾三維結(jié)構(gòu)中的邏輯維所列出的工作步驟，這就是：①明確問題；②設(shè)計評價指標(biāo)體系；③系統(tǒng)綜合；④系統(tǒng)分析；⑤最優(yōu)化；⑥決策；⑦實施計劃。

2）系統(tǒng)分析的一般程序3.系統(tǒng)描述方法3.1.描述系統(tǒng)的工具體系3.2.描述系統(tǒng)的指標(biāo)與指標(biāo)體系3.3.建模問題3.4.數(shù)據(jù)管理3.5.模型的分類3.6.建立數(shù)學(xué)模型的方法3.7.建立圖形模型的方法3.1.描述系統(tǒng)的工具體系如何描述？（宏觀角度看）條條大路通羅馬——問題是那一條最好？那一條最適合你呢？面對一個復(fù)雜的系統(tǒng),用什么語言描述？自然語言數(shù)學(xué)語言圖形語言符號語言信號語言程序語言問題1：確定工具體系問題2：選擇描述方式問題3：規(guī)范化自然語言例如，曹雪芹大約38歲開始寫《紅樓夢》，他筆下的幾十個青年女性，他圍繞對女性的尊重展開。文學(xué)本身有異于科學(xué)，文學(xué)家要寫的是活生生的人，是活的感受和感發(fā)，它們是否合乎科學(xué)，不是你一眼就看得出來的，有時看似偏頗，恰好包含著合乎科學(xué)的內(nèi)容。

《紅樓夢》是他“披閱十載，增刪五次”，“字字看來皆是血，十年辛苦不尋?！钡漠a(chǎn)物。計算機(jī)語言例如，匯編語言、C語言、Lisp語言、Prolog語言等。Lisp語言簡介：最早是在20世紀(jì)50年代末由麻省理工學(xué)院（MIT）為研究人工智能而開發(fā)的。Lisp語言的強(qiáng)大使它在其它方面諸如編寫編輯命令和集成環(huán)境等顯示其優(yōu)勢。而GNUEmacsLisp主要由Maclisp發(fā)展而來，該語言由MIT在20世紀(jì)60年代寫成。它在某種程度上繼承了CommonLisp，而CommonLisp在20世紀(jì)80年代成了一種標(biāo)準(zhǔn)。主要思想之一是用一種簡單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表(list)來代表代碼和數(shù)據(jù).Prolog（ProgramminginLogic的縮寫）簡介：Prolog語言是一種邏輯編程語言。它建立在邏輯學(xué)的理論基礎(chǔ)之上，最初被運用于自然語言等研究領(lǐng)域。現(xiàn)在它已廣泛的應(yīng)用在人工智能的研究中，它可以用來建造專家系統(tǒng)、自然語言理解、智能知識庫等。同時它對一些通常的應(yīng)用程序的編寫也很有幫助。使用它能夠比其他的語言更快速地開發(fā)程序，因為它的編程方法更象是使用邏輯的語言來描述程序。

Prolog語言最早由Aix-Marseille大學(xué)的AlainColmerauer與PhillipeRoussel等人于60年代末研究開發(fā)。1972年被公認(rèn)為是Prolog語言正式誕生的年份，自1972年以后，分支出多種Prolog的方言。最主要的兩種方言為Edinburgh和Aix-Marseille。最早的Prolog解釋器由Roussel建造，而第一個Prolog編譯器則是DavidWarren編寫的。

Prolog一直在北美和歐洲被廣泛使用。日本政府曾經(jīng)為了建造智能計算機(jī)而用Prolog來開發(fā)ICOT第五代計算機(jī)系統(tǒng)。在早期的機(jī)器智能研究領(lǐng)域，Prolog曾經(jīng)是主要的開發(fā)工具。

80年代Borland開發(fā)的TurboProlog，進(jìn)一步普及了Prolog的使用。1995年確定了ISO

Prolog標(biāo)準(zhǔn)。目前比較流行的實現(xiàn)工具包括SWI-Prolog,Yap等。

3.2.描述系統(tǒng)的指標(biāo)與指標(biāo)體系如何描述？（微觀角度看）描述是否專業(yè)？注意?。河械娜嗽陬I(lǐng)導(dǎo)面前是他是專家，在專家面前他是領(lǐng)導(dǎo)。專家就是專家！是誰來做指標(biāo)、指標(biāo)體系？例如，科研系統(tǒng)的指標(biāo)。實例1：海軍裝備保障配送中心選址決策指標(biāo)體系（鐘小軍董鵬劉剛，海軍工程大學(xué)管理工程系）摘要:通過對影響海軍裝備保障配送中心選址決策各因素的分析，建立了海軍裝備保障配送中心選址決策指標(biāo)體系。應(yīng)用主成分分析法，對指標(biāo)體系中的各因素進(jìn)行分析，剔除其中相互影響且對指標(biāo)體系貢獻(xiàn)較小的因素，實現(xiàn)了指標(biāo)體系的精簡和優(yōu)化。對優(yōu)化后的指標(biāo)體系進(jìn)行了信度和效度檢驗，證明該指標(biāo)體系具有良好的信度和效度。實例2：學(xué)習(xí)評價的指標(biāo)體系大學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)潛能進(jìn)行自我診斷性評價，不是要給自己貼標(biāo)簽，而是為了更好地解剖自己、了解自己，更恰當(dāng)?shù)卮_定學(xué)習(xí)目標(biāo)，更合理地制訂學(xué)習(xí)計劃，促進(jìn)自己的學(xué)習(xí)。一、學(xué)習(xí)潛能評價指標(biāo)學(xué)習(xí)潛能是指學(xué)習(xí)者從事將要進(jìn)行的學(xué)習(xí)活動的潛在能量的大小，其主要由學(xué)習(xí)者的智力水平、非智力水平（個性心理特征）共同決定。1.智力水平智力是人們認(rèn)識事物和解決問題的一種能力，是觀察力、注意力、記憶力、想象力、思維力的綜合。對學(xué)習(xí)者智力水平的評價主要看學(xué)習(xí)者在認(rèn)識事物和解決問題時的敏捷性、靈活性、廣闊性、深刻性和創(chuàng)造性水平如何。值得注意的是，盡管智力并不等于知識，但知識的積累是智力形成的條件。因此，在評價智力水平時，也應(yīng)對知識積累的狀況進(jìn)行評價。同時，知識的積累也是決定學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)潛能的因素之一。已有知識的積累是學(xué)習(xí)新知識的前提條件，任何知識的學(xué)習(xí)都是在已有的知識的積累的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。2.非智力因素（個性心理特征）非智力因素主要包括動機(jī)、興趣、情感、意志及個性心理特征。它在學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程中起著十分重要的作用，它代表著一個人的全部精神面貌?？梢哉f，人的一生成就大小，除客觀影響外，非智力因素起著不容忽視的重要作用。學(xué)習(xí)者非智力因素水平越高，學(xué)習(xí)潛能就越大。對學(xué)習(xí)者非智力因素的評價可以通過一些心理學(xué)量表來進(jìn)行。二、學(xué)習(xí)狀態(tài)評價指標(biāo)學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中會表現(xiàn)出許多可以觀察到的而且可以有表征學(xué)習(xí)過程多方面特征的現(xiàn)象。通過一定的指標(biāo)對這些現(xiàn)象進(jìn)行評價，可以分析出學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)狀態(tài)，以此采取措施改進(jìn)學(xué)習(xí)方法，優(yōu)化學(xué)習(xí)過程，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。學(xué)習(xí)狀態(tài)主要包含兩個方面的內(nèi)容：1、學(xué)習(xí)活動狀態(tài)2、學(xué)習(xí)態(tài)度狀態(tài)。

1.學(xué)習(xí)活動狀態(tài)評價指標(biāo)見表16.1。

表16.1學(xué)習(xí)活動狀態(tài)評價指標(biāo)2.學(xué)習(xí)態(tài)度狀態(tài)評價指標(biāo)

表16.2三、學(xué)習(xí)成果評價指標(biāo)

大學(xué)生從事學(xué)習(xí)活動其目的就是要追求學(xué)習(xí)成果。學(xué)習(xí)成果的信息反饋有利于提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效率。而在完成一個階段或一門課程的學(xué)習(xí)任務(wù)之后要盡快知道自己學(xué)習(xí)的成果有多少，就要運用終結(jié)性評價技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)成果的評價。學(xué)習(xí)成果包括知識積累的增加，能力水平和心理素質(zhì)的提高以及學(xué)習(xí)態(tài)度的改進(jìn)。學(xué)習(xí)成果評價指標(biāo)應(yīng)反映上述內(nèi)容。學(xué)習(xí)成果評價指標(biāo)包括：1.知識積累指標(biāo)（KAI）；2.課外成績；3.心智技能水平評價指標(biāo)；4.動作技能水平；5.認(rèn)知策略的優(yōu)化水平；6.學(xué)習(xí)態(tài)度。1.知識積累指標(biāo)（KAI）

知識積累指標(biāo)(KnowledgeAccumulationIndex，KAI)可通過課程學(xué)習(xí)成績的平均值反映出來，依據(jù)教學(xué)計劃規(guī)定的必修課和選修課程，KAI的一種計算公式：

然后，根據(jù)KAI值劃分等級。KAI在90分以上者為優(yōu)秀；75～89分者為良；60～74分者為中；60分以下者為差。同時，也可根據(jù)學(xué)生（同年級同專業(yè)）的KAI值排列先后順序，作橫向比較，列同年級同專業(yè)前五名為優(yōu)；列平均成績之上而又未進(jìn)入前五名為良；列平均成績之下而不是末五名為中；列最后五名為差。2.課外成績大學(xué)生的課外成績包括參加全國、省市、校院各類智能方面的競賽獲獎情況和所發(fā)表的論文獎情況，其標(biāo)準(zhǔn)可以按等自定，下列標(biāo)準(zhǔn)供參考。發(fā)表學(xué)術(shù)論文方面，在一級刊物上發(fā)表的每篇計6分，在二級刊物上發(fā)表的計4分，在內(nèi)刊發(fā)表的計2分。依照上述標(biāo)準(zhǔn)，課外成績分?jǐn)?shù)在20分以上者為優(yōu)，在10～19分者為良，有10分以下者為中，無分者為差。如下表16.3所示。表16.3課外智能競賽獲獎評定標(biāo)準(zhǔn)3.心智技能水平評價指標(biāo)心智技能水平是人能夠順利完成某種工作的能力大小。人的心智技能具有四種品質(zhì)：（1）敏捷性。它是指人在從事某種智慧活動時的敏感和迅速程度；（2）精密性。它是指人在從事智慧活動時的精細(xì)和慎密程度；（3）廣闊性。它是指心智技能的覆蓋面大??；（4）靈活性。是指在智慧活動中能隨機(jī)應(yīng)變，因時因地因條件制宜。評價學(xué)習(xí)者心智技能水平也就是看學(xué)習(xí)者心智技能的上述品質(zhì)的發(fā)展程度。4.動作技能水平動作技能是指使人的動作性操作付諸實現(xiàn)，順利完成動作任務(wù)的前提。不斷的學(xué)習(xí)可以提高動作技能的水平。對動作技能水平的評價也主要看學(xué)習(xí)者動作技能品質(zhì)的發(fā)展情況，主要表現(xiàn)在4個方面：敏捷性；準(zhǔn)確性；協(xié)調(diào)性；靈活性。5.認(rèn)知策略的優(yōu)化水平認(rèn)知策略是在學(xué)習(xí)方法的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，但它又比學(xué)習(xí)方法具有更高的層次。它是對眾多學(xué)習(xí)方法加以提煉，從策略的高度加以概括的。認(rèn)知策略可以通過學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)逐步獲得、逐步提高，主要包括推理、分析和整合。推理包括歸納推理、演繹推理、類化推理；分析是指把一門課程的內(nèi)容的精華提煉出來；整合是把各種技能建構(gòu)成某種結(jié)構(gòu)，使之有序化。確定學(xué)習(xí)者認(rèn)知策略水平的評價指標(biāo)相對較困難，我們只能作基本的估計或描述性的反映。6.學(xué)習(xí)態(tài)度學(xué)習(xí)態(tài)度是人的一種認(rèn)識傾向，一種影響個體進(jìn)行選擇的持久狀態(tài)。教育的目標(biāo)之一就是要端正受教育者的態(tài)度，使他們正確地對待他人、事物或情境。學(xué)習(xí)的目標(biāo)之一就是要學(xué)習(xí)、養(yǎng)成正確的待人處事方式。對學(xué)習(xí)態(tài)度的評價可以參照一些態(tài)度量表或采取定性的方法做基本的估計。思考題：

如何建立旅游景區(qū)評價指標(biāo)體系？

3.3.建模問題1.明確目的2.確定組成要素3.模型的適用范圍4.模型的關(guān)聯(lián)性5.驗證模型信息管理3.4.數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)管理1.采集2.統(tǒng)計3.整理4.加工5.儲存圖表方式計算機(jī)儲存、紙質(zhì)保存、服務(wù)器、其他介質(zhì)儲存等。數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)數(shù)據(jù)管理人類認(rèn)識和改造客觀世界的研究方法,一般主要有三種,即實驗法、抽象法、模型法。

使用系統(tǒng)模型是基于一下幾種考慮：系統(tǒng)開發(fā)的需要。（對系統(tǒng)的性能進(jìn)行預(yù)測、分析、優(yōu)化、評價等）經(jīng)濟(jì)上的考慮。（對大型系統(tǒng)直接進(jìn)行試驗是不可能的。因為只有一次，而且成本十分昂貴。用模型做一下，不僅便宜，而且可以發(fā)現(xiàn)問題，作出改進(jìn)）安全上的考慮。（如載人航天飛行、核電站，如果直接試驗，危險很大）時間上的考慮。（有的系統(tǒng)慣性大、大時滯。如果直接試驗要若干年滯后才有結(jié)果。這不利于系統(tǒng)分析和系統(tǒng)評價。采用系統(tǒng)模型進(jìn)行分析、研究，很快就可以得到分析結(jié)果）易于理解，易于操作，易于調(diào)整修改和發(fā)現(xiàn)問題。數(shù)據(jù)的管理系統(tǒng)模型的分類模型實物模型文字模型抽象模型原樣模型比例模型相似模型模擬模型圖式模型