系統(tǒng)工程課件

緒論

第一節(jié)泡茶問題華羅庚先生的泡茶“想泡壺茶喝。當(dāng)時的情況是：開水沒有，開水壺要洗，茶壺茶杯要洗，火已升了，茶葉也有了，怎么辦?”一、問題描述1.目標(biāo)：喝到一碗清新的熱茶。2.條件：已有一個茶壺、一包好茶葉、一個燃著的火爐和可用的涼水水源。3.其它要求：以最節(jié)約資源的方式實現(xiàn)目標(biāo)。4.系統(tǒng)工程研究任務(wù)：為解決喝茶問題設(shè)計一個行動計劃系統(tǒng)(設(shè)計一個解決泡茶問題的行動計劃)。

第一節(jié)泡茶問題二、問題分析1資源需求根據(jù)我們的日常經(jīng)驗，現(xiàn)代人類的活動通常需要人、財、物等類資源。在這個泡茶問題上，不涉及資金，所需的資源包括：涼水、茶壺、茶葉、茶碗、火爐。這些資源目前都已齊備，且假設(shè)除人外沒有限制。第一節(jié)泡茶問題2目標(biāo)要求以最節(jié)約資源的方式泡一壺好茶。這個問題中，前面提到的各項資源除了人力資源外，都是沒有限制的。但實際上，茶壺的大小是確定的，因而所用水是確定的。再假定爐火的發(fā)熱量及熱效率是確定的，那么，一旦裝滿水的茶壺放到火上，其消耗的能源也是確定的。茶葉使用量是有定額的。第一節(jié)泡茶問題所以，在泡茶問題上，前述各項資源除隨機干擾外，不存在節(jié)約問題。這個問題，唯一涉及的節(jié)約問題是關(guān)于一種既無限又有限的資源—時間的節(jié)約。3系統(tǒng)工程研究任務(wù)界定設(shè)計一個解決泡茶問題的行動計劃，要求合理安排各道工序，最大限度節(jié)約時間。第一節(jié)泡茶問題三、定性策劃幾個備選方案第一節(jié)泡茶問題根據(jù)日常經(jīng)驗，對以上泡茶問題可以有以下三種解法：甲：⑴洗凈水壺；⑵灌上涼水；⑶壺放在火上；⑷等水開；⑸水開后，以最快的速度洗茶杯，找茶葉；⑹泡茶，待茶泡好；⑺喝茶。乙：⑴洗凈水壺；⑵洗茶杯；⑶找好茶葉；⑷灌涼水；⑸壺放火上；⑹等水開；⑺水開后，用準(zhǔn)備好的茶杯、茶葉泡茶；⑻等待茶泡好；⑼喝茶。丙：⑴洗凈水壺；⑵灌涼水；⑶壺放火上；⑷洗茶杯；⑸拿茶葉；⑹水開之前，可干一些其它事；⑺水開，泡茶；⑻喝茶。第一節(jié)泡茶問題四、方案分析與比較(系統(tǒng)分析)1.列出泡茶所需的全部工序2.確定每道工序所需的時間3.確定各道工序之間的時間連接關(guān)系4.分析計算每種方案所需的總時間5.做出比較結(jié)論第一節(jié)泡茶問題工序列表序號名稱緊前工序工序時間(分)1洗壺?zé)o12灌水10.53放壺20.34等水開3155洗杯無16找茶葉無17泡茶3，5，62.28喝茶7第一節(jié)泡茶問題洗壺灌水放壺洗杯泡茶拿茶葉等水開115110.30.5喝茶2.20.3丙：洗壺洗杯找茶葉灌水等水開放壺泡茶1150.30.511喝茶2.2乙：洗壺灌水放壺等水開泡茶洗杯，找茶葉喝茶12.22150.30.5甲：圖1泡茶系統(tǒng)工程備選方案工序圖方案分析甲方案總時間=1+0.5+0.3+15+2+2.2=21乙方案總時間=1+1+1+0.5+0.3+15+2.2=21丙方案總時間=1+0.5+(0.3+15)+2.2=19分析結(jié)果：丙方案最節(jié)約時間。方案建議：丙第一節(jié)泡茶問題泡茶工程經(jīng)驗總結(jié)第一節(jié)泡茶問題幾大步驟：確定問題目標(biāo)分析需求分析方案策劃系統(tǒng)分析（統(tǒng)計、計算、比較）決策建議方案實施系統(tǒng)原理：最優(yōu)化、并行統(tǒng)籌、工序圖法一、系統(tǒng)思想及系統(tǒng)理論的產(chǎn)生與發(fā)展第二節(jié)系統(tǒng)工程的產(chǎn)生與發(fā)展系統(tǒng)思想的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段，即：“只見森林”（樸素的系統(tǒng)思想）階段→“只見樹木”階段→“先見森林，后見樹木”（科學(xué)的系統(tǒng)思想）階段。古代中國和古希臘在系統(tǒng)思想的產(chǎn)生與早期發(fā)展中具有突出地位和貢獻。

整體思想和聯(lián)系思想是科學(xué)系統(tǒng)思想的核心與實質(zhì)。一般系統(tǒng)論、控制論、信息論、耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學(xué)及自組織理論等是系統(tǒng)理論的重要內(nèi)容和SE的理論基礎(chǔ)。第二節(jié)系統(tǒng)工程的產(chǎn)生與發(fā)展二、系統(tǒng)工程的發(fā)展概況第二節(jié)系統(tǒng)工程的產(chǎn)生與發(fā)展階段年代（份）重大工程實踐或事件重要理論與方法貢獻I1930美國發(fā)展與研究廣播電視正式提出系統(tǒng)方法（Systemsapproach）的概念1940美國實施彩電開發(fā)計劃采用系統(tǒng)方法，并取得巨大成功美國Bell電話公司開發(fā)微波通訊系統(tǒng)正式使用系統(tǒng)工程（SystemsEngineering）一詞II第二次世界大戰(zhàn)期間英、美等國的反空襲等軍事行動產(chǎn)生軍事運籌學(xué)（MilitaryOperationsResearch）,也即軍事系統(tǒng)工程本世紀(jì)40年代美國研制原子彈的“曼哈頓計劃”運用SE，并推動了其發(fā)展1945美國空軍建立蘭德（RAND）公司曾經(jīng)提出系統(tǒng)分析（Systemsanalysis）概念，強調(diào)了其重要性第二節(jié)系統(tǒng)工程的產(chǎn)生與發(fā)展III40年代后期到50年代初期運籌學(xué)的廣泛運用與發(fā)展、控制論的創(chuàng)立與應(yīng)用、電子計算機的出現(xiàn)，為SE奠定了重要的學(xué)科基礎(chǔ)IV1957H.Good和R.E.Machol發(fā)表第一部名為《系統(tǒng)工程》的著作系統(tǒng)工程學(xué)科形成的標(biāo)志1958美國研制北極星導(dǎo)彈潛艇提出PERT（網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)），這是最早的系統(tǒng)工程技術(shù)之一。1965R.E.Machol編著《系統(tǒng)工程手冊》表明系統(tǒng)工程的實用化和規(guī)范化美國自動控制學(xué)家L.A.Zedeh提出“模糊集合”概念為現(xiàn)代SE奠定了重要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)1961-1972美國實施“阿波羅”登月計劃使用了多種SE方法，其成功極大地提高了SE的地位第二節(jié)系統(tǒng)工程的產(chǎn)生與發(fā)展V1972國際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所（IIASA）在維也納成立SE的應(yīng)用開始從工程領(lǐng)域進入到社會經(jīng)濟領(lǐng)域，并發(fā)展到了一個重要的新階段。70年代SE的廣泛應(yīng)用在國際上達(dá)到高潮VI80年代SE在國際上穩(wěn)定發(fā)展、在中國的研究與應(yīng)用達(dá)到高潮三、系統(tǒng)工程在我國的發(fā)展及應(yīng)用第二節(jié)系統(tǒng)工程的產(chǎn)生與發(fā)展上世紀(jì)50至60年代，我國的一些研究機構(gòu)和著名學(xué)者為SE的研究與應(yīng)用作了理論上的探討、應(yīng)用上的償試和技術(shù)方法上的準(zhǔn)備。其主要標(biāo)志和集中代表是錢學(xué)森的《工程控制論》、華羅庚的《統(tǒng)籌法》和許國志的《運籌學(xué)》。我國大規(guī)模地研究與應(yīng)用SE是從70年代末、80年代初開始的。第二節(jié)系統(tǒng)工程的產(chǎn)生與發(fā)展90年代以來，系統(tǒng)工程在與企業(yè)發(fā)展結(jié)合、與現(xiàn)代信息技術(shù)結(jié)合、與實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略結(jié)合、與思維科學(xué)結(jié)合等方面已具有初步結(jié)果和強勁勢頭。第三節(jié)系統(tǒng)工程學(xué)的研究對象與內(nèi)容一、系統(tǒng)工程的研究對象從實體研究對象看，系統(tǒng)工程學(xué)是關(guān)于系統(tǒng)工程實踐的一般規(guī)律和技術(shù)方法的知識體系。從本質(zhì)研究對象看，系統(tǒng)工程學(xué)是關(guān)于系統(tǒng)工程實踐中目標(biāo)需求與資源供給的矛盾關(guān)系的一般規(guī)律及其問題解決方法的知識體系。

第三節(jié)系統(tǒng)工程學(xué)的研究對象與內(nèi)容二、系統(tǒng)工程在科技知識體系中的位置哲學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)科學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)工程技術(shù)辨證法系統(tǒng)學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)運籌學(xué)、信息論、控制論基礎(chǔ)科學(xué)系統(tǒng)工程三、系統(tǒng)工程的基本內(nèi)容第三節(jié)系統(tǒng)工程學(xué)的研究對象與內(nèi)容1.系統(tǒng)工程的發(fā)展史和淵源；2.系統(tǒng)學(xué)的重要思想與理論；3.系統(tǒng)工程方法論；4.其它重要系統(tǒng)工程技術(shù)方法；5.典型系統(tǒng)工程案例。

系統(tǒng)的概念及特點1.1系統(tǒng)的概念根據(jù)事物內(nèi)在的、本質(zhì)的、必然的聯(lián)系，從整體的角度進行分析和研究，這類事物被看成——系統(tǒng)。

1.1.1系統(tǒng)思想的形成及演變

1.古代樸素的系統(tǒng)思想春秋的老子就強調(diào)自然界的統(tǒng)一性古希臘哲學(xué)家提出“整體大于部分的總和”

農(nóng)業(yè)——節(jié)氣軍事——《孫子兵法》

中醫(yī)——《內(nèi)經(jīng)》工程——都江堰

2.系統(tǒng)思想的成熟與發(fā)展15世紀(jì)，近代科學(xué)的興起，分門別類的研究，形成——形而上學(xué)的思維方法。深入、細(xì)致的考察。19世紀(jì)，能量轉(zhuǎn)化、細(xì)胞和進化論的發(fā)現(xiàn)，認(rèn)識到——自然過程的相互聯(lián)系。馬克思、恩格斯的辯證唯物主義產(chǎn)生。辯證唯物主義：物質(zhì)世界是由無數(shù)相互聯(lián)系、相互依賴、相互制約、相互作用的事物和過程形成的統(tǒng)一整體。當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對系統(tǒng)思想的方法和實踐產(chǎn)生了重大影響。（1）定量化方法——數(shù)學(xué)理論（2）計算工具——計算機哲學(xué)思維系統(tǒng)科學(xué)1.1.2系統(tǒng)的定義及比較系：聯(lián)系、關(guān)系，統(tǒng)：統(tǒng)一系統(tǒng)——有機聯(lián)系和統(tǒng)一的整體定義：系統(tǒng)是由相互作用、相互依賴的若干組成部分（要素）結(jié)合而成的、具有特定功能的綜合體。三個條件：兩個以上的要素、存在有機聯(lián)系、特定的功能。事物都是對立統(tǒng)一的：系統(tǒng)的整體作用支配和控制要素、要素相互作用決定系統(tǒng)的特性和功能、系統(tǒng)和要素的概念是相對的。1.1.3系統(tǒng)的形態(tài)

1、自然系統(tǒng)和人造系統(tǒng)

2、實體系統(tǒng)和概念系統(tǒng)

3、封閉系統(tǒng)和開放系統(tǒng)

4、靜態(tài)系統(tǒng)和動態(tài)系統(tǒng)

5、對象系統(tǒng)和概念系統(tǒng)

6、控制系統(tǒng)和行為系統(tǒng)

1.2系統(tǒng)的特性

1.2.1整體性整體大于部分之和

Fs>∑Fi

指導(dǎo)意義：

1、從管理的整體出發(fā)，使系統(tǒng)功能產(chǎn)生放大效應(yīng)。

2、不斷提高管理要素的功能，特別是關(guān)鍵要素或薄弱環(huán)節(jié)的功能。

3、調(diào)整組織形式，建立合理結(jié)構(gòu)。1.2.2相關(guān)性系統(tǒng)內(nèi)各要素相互作用又相互聯(lián)系。某一要素變化，相關(guān)的要素應(yīng)改變和調(diào)整，從而保持系統(tǒng)整體的最佳功能。指導(dǎo)意義：

1、注意要素之間的協(xié)調(diào)和匹配。

2、相關(guān)性是動態(tài)的，在動態(tài)中協(xié)調(diào)。

3、系統(tǒng)有縱向相關(guān)，也包括橫向相關(guān)。

1.2.3目的性目的——人們行動中所要達(dá)到的結(jié)果和意愿。人造系統(tǒng)是具有目的性的。復(fù)雜系統(tǒng)具有多目標(biāo)，常采用圖解方法，即用目的樹描述目的與目的之間的關(guān)系?，F(xiàn)代管理的目標(biāo)管理就是利用系統(tǒng)目的性的原則，體現(xiàn)管理的系統(tǒng)化、科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化和制度化。1.2.4環(huán)境適應(yīng)性系統(tǒng)的所有外部事物——環(huán)境。系統(tǒng)處于環(huán)境之中，環(huán)境會影響系統(tǒng)功能的發(fā)揮。唯物辯證法中：外因和內(nèi)因的辯證關(guān)系。指導(dǎo)意義：要考慮系統(tǒng)與環(huán)境的關(guān)系，注意內(nèi)部關(guān)系和外部關(guān)系的相互協(xié)調(diào)、統(tǒng)一，保證系統(tǒng)整體向最優(yōu)化方向發(fā)展。1.3系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能1.3.1系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

1、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的特性結(jié)構(gòu):系統(tǒng)要素內(nèi)在的有機聯(lián)系形式，各要素之間在時間或空間上排列和組合的具體形式。特點：穩(wěn)定性、層次性、開放性和相對性

1）穩(wěn)定性：系統(tǒng)總是趨向于保持某一狀態(tài)當(dāng)受到外界干擾，有可能使系統(tǒng)偏離穩(wěn)態(tài)，一旦干擾消除，系統(tǒng)可恢復(fù)穩(wěn)定。有平衡結(jié)構(gòu)、非平衡結(jié)構(gòu)2）層次性（九個層次）靜態(tài)結(jié)構(gòu)、簡單動態(tài)結(jié)構(gòu)、反饋控制系統(tǒng)、細(xì)胞系統(tǒng)、原生社會系統(tǒng)、動物系統(tǒng)、人類系統(tǒng)、超越系統(tǒng)。

3）開放性任何系統(tǒng)都不會是絕對封閉和靜態(tài)的，總要與外界進行能量、物質(zhì)、信息的交換——開放性開放性——不斷變化的結(jié)構(gòu)

4）相對性客觀世界、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式——無限的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與要素——相對的（層次性）2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

1）要素的聯(lián)結(jié)要素之間的關(guān)系：兩要素的聯(lián)結(jié)類型

系統(tǒng)要素的聯(lián)結(jié)有三種基本類型：串聯(lián)、并聯(lián)、反饋聯(lián)結(jié)

2）系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)距陣1.3.2系統(tǒng)的功能

1、功能概念——系統(tǒng)和環(huán)境作用所反映的能力

2、系統(tǒng)功能的特性

1）易變性

2）相關(guān)性

3、功能方法功能分析法、功能模擬法、黑箱方法1.3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

同構(gòu)異功：企業(yè)管理同功異構(gòu)：鐘表同構(gòu)同功：天然、合成異構(gòu)異功：金屬材料熱處理1.4系統(tǒng)理論概述1.4.1一般系統(tǒng)論

L.von.Bertalanffy(貝塔朗菲）：

1）系統(tǒng)觀點——整體特性和功能

2）動態(tài)觀點——物質(zhì)和能量交換

3）等級觀點——層次、等級1.4.2控制論

1）最優(yōu)控制理論

2）自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)和自組織系統(tǒng)理論

3）模糊理論

4）大系統(tǒng)理論

系統(tǒng)工程概述2.1系統(tǒng)工程的基本概念2.1.1系統(tǒng)工程的定義

20世紀(jì)中期的新興學(xué)科——發(fā)展、變化定義：多種多樣總結(jié)：用科學(xué)的方法規(guī)劃和組織人力、物力、財力，通過最優(yōu)途徑的選擇，使人們的工作在期限內(nèi)收到最合理、最經(jīng)濟、最有效的效果?？茖W(xué)的方法、總體、優(yōu)化組合、結(jié)果2.1.2系統(tǒng)工程的特點

1、與傳統(tǒng)工程技術(shù)的區(qū)別

1）概念不同硬件與軟件

2）對象不同物質(zhì)與物質(zhì)、活動

3）任務(wù)不同具體與綜合

4）方法不同實現(xiàn)與優(yōu)化

5）人員素質(zhì)不同科技與復(fù)合

2、系統(tǒng)工程的特點

1）研究思路的整體化

2）應(yīng)用方法的綜合化

3）組織管理的科學(xué)化、現(xiàn)代化

2.1.3系統(tǒng)工程的形成和發(fā)展

20世紀(jì)20年代：管理技術(shù)、工業(yè)工程

40年代：運籌學(xué)、二戰(zhàn)、軍事

50年代：電子計算機

60年代：阿波羅登月—系統(tǒng)工程形成和發(fā)展的背景和條件：

1）社會進步、綜合性提高

2）數(shù)學(xué)、計算機、計算方法

3）通訊、信息科學(xué)2.1.4系統(tǒng)工程的應(yīng)用范圍

1）社會系統(tǒng)2）經(jīng)濟系統(tǒng)3）區(qū)域規(guī)劃

4）生態(tài)系統(tǒng)5）能源系統(tǒng)6）農(nóng)業(yè)系統(tǒng)

7）工業(yè)管理8）運輸系統(tǒng)9）水資源

10）工程項目11）科學(xué)管理12）智力開發(fā)

13）人口系統(tǒng)14）法治系統(tǒng)15）軍事系統(tǒng)2.2系統(tǒng)工程的技術(shù)內(nèi)容綜合學(xué)科：工程技術(shù)、數(shù)學(xué)、社會科學(xué)、管理科學(xué)、計算機、計算技術(shù)等。2.2.1運籌學(xué)五個步驟：收集資料、歸納問題建立模型求解模型檢驗評價模型的解正確決策點

主要分支：規(guī)劃論、對策論、庫存論、決策論、排隊論、可靠性理論、網(wǎng)絡(luò)理論。2.2.2概率論與數(shù)理統(tǒng)計學(xué)2.2.3數(shù)量經(jīng)濟學(xué)2.2.4技術(shù)經(jīng)濟學(xué)2.2.5管理科學(xué)2.3系統(tǒng)工程方法論2.3.1基本原則

1)系統(tǒng)整體性

2)系統(tǒng)有序相關(guān)原則

3)系統(tǒng)目標(biāo)優(yōu)化原則

4)系統(tǒng)動態(tài)性原則

5)系統(tǒng)分解綜合原則

6)系統(tǒng)創(chuàng)造思維原則2.3.2三維結(jié)構(gòu)方法論A.D.Hall（霍爾）——三維結(jié)構(gòu)體系

1）時間維2）邏輯維3）知識維系統(tǒng)工程的五個階段：研究計劃設(shè)計制造運用2.3.3軟系統(tǒng)方法論最優(yōu)可行、滿意、非劣

邏輯維知識維時間維社會科學(xué)工程技術(shù)法律醫(yī)學(xué)管理。。。。。

規(guī)劃階段擬定方案系統(tǒng)研制生產(chǎn)階段裝配階段運行階段更新階段明確問題指標(biāo)設(shè)計方案綜合系統(tǒng)分析方案選擇方案決策實施計劃三維結(jié)構(gòu)體系2.4管理系統(tǒng)工程概述

2.4.1含義

1)管理規(guī)模大型化

2)管理組織專業(yè)化

3)管理人員知識化

4)管理體制合理化復(fù)雜性、綜合性、多變性——系統(tǒng)工程2.4.2職能計劃、協(xié)調(diào)、監(jiān)督、核算、服務(wù)2.4.3結(jié)構(gòu)

管理系統(tǒng)——三個層次：高層、中層、基層戰(zhàn)略、管理、執(zhí)行

七個職能：計劃、生產(chǎn)、財務(wù)、銷售、人事、物資、設(shè)計開發(fā)。

系統(tǒng)分析

§3.1典型系統(tǒng)工程方法論系統(tǒng)工程方法論是用于解決復(fù)雜問題的一般程序、邏輯步驟和通用方法。霍爾結(jié)構(gòu)體系(霍爾三維結(jié)構(gòu))切克蘭德模式綜合集成工程方法學(xué)(綜合集成研討廳體系

)一、霍爾結(jié)構(gòu)體系§3.1典型系統(tǒng)工程方法論1969年，美國工程師霍爾認(rèn)為系統(tǒng)工程整個活動過程可以分為前后緊密銜接的六個階段，每個階段應(yīng)遵循一定的思維程序，需各種專業(yè)知識和技能的支持。這構(gòu)成了時間維、邏輯維和知識維的“三維空間結(jié)構(gòu)”，概括了系統(tǒng)工程的一般過程。§3.1典型系統(tǒng)工程方法論明確問題時間維環(huán)境科學(xué)社會科學(xué)工程技術(shù)計算機科學(xué)管理科學(xué)經(jīng)濟法律·知識維邏輯維規(guī)劃階段方案階段研制階段生產(chǎn)階段更新階段運行階段選擇目標(biāo)系統(tǒng)綜合系統(tǒng)分析方案優(yōu)化付諸實施做出決策圖3.1霍爾“三維結(jié)構(gòu)”圖一)時間維表示系統(tǒng)從規(guī)劃到更新，從開始→結(jié)束按時間順序排列的全過程，反映了系統(tǒng)的生命周期循環(huán)過程。規(guī)劃階段：調(diào)研、明確目標(biāo)方案階段：比較分析方案，擇優(yōu)研制階段：實現(xiàn)方案，作生產(chǎn)計劃生產(chǎn)階段：零部件→組裝整個系統(tǒng)運行階段：運行更新階段：評價→改進和更新§3.1典型系統(tǒng)工程方法論二)邏輯維每個階段內(nèi)所要進行的工作內(nèi)容和遵循的思維程序。明確問題：收集資料(考察、測量、調(diào)研、需求分析、市場預(yù)測)了解系統(tǒng)的環(huán)境、目的、系統(tǒng)的各組成部分及其聯(lián)系等?！?.1典型系統(tǒng)工程方法論問題的設(shè)定：直觀經(jīng)驗方法：頭腦風(fēng)暴法預(yù)測法：德爾菲法、情景分析法、交叉影響法、時間序列法結(jié)構(gòu)模型法：解釋結(jié)構(gòu)模型法(ISM)、決策實驗室法、圖論法多變量統(tǒng)計方法：非結(jié)構(gòu)、半結(jié)構(gòu)問題，因子分析、主成分分析法其他：一般系統(tǒng)理論和模糊集理論等§3.1典型系統(tǒng)工程方法論選擇目標(biāo)：提出目標(biāo)，制定準(zhǔn)則(標(biāo)準(zhǔn))選擇目標(biāo)過程一般使用價值體系方法：效用理論費用—效益分析：經(jīng)濟系統(tǒng)風(fēng)險估計價值工程系統(tǒng)綜合：方案策略，對每種方案進行說明系統(tǒng)分析：系統(tǒng)分比較分析各方案→建?！嬎慊蚍抡妗?.1典型系統(tǒng)工程方法論系統(tǒng)分析主要內(nèi)容：系統(tǒng)變量的選擇：狀態(tài)變量、決策變量(內(nèi)生、外生)

建模和仿真：GPSS、SD

可靠性工程方案優(yōu)化：選出待選方案集，交決策部門最優(yōu)化：單目標(biāo)、多目標(biāo)優(yōu)化：約束條件，最優(yōu)解、滿意解線性規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃、非線性規(guī)劃、大系統(tǒng)理論、組合優(yōu)化等§3.1典型系統(tǒng)工程方法論作出決策：不能十全十美，要考慮人、社會各種因素付諸實施：企業(yè)：生產(chǎn)計劃開發(fā)項目：CPM、PERT三)知識維知識維是指在完成上述各種步驟所需要的各種專業(yè)知識和管理知識，包括科學(xué)學(xué)、基礎(chǔ)科學(xué)、工程技術(shù)、環(huán)境科學(xué)、計算機技術(shù)、數(shù)學(xué)、經(jīng)濟學(xué)、法律、管理科學(xué)和其它相關(guān)社會科學(xué)等。§3.1典型系統(tǒng)工程方法論表3.1霍爾管理矩陣

邏輯維(步驟)時間維(階段)1234567明確問題選擇目標(biāo)系統(tǒng)綜合系統(tǒng)分析方案優(yōu)化做出決策付諸實施1規(guī)劃階段a11a12a13a14a15a16a172方案階段a21a22a23a24a25a26a273研制階段a31a32a33a34a35a36a374生產(chǎn)階段a41a42a43a44a45a46a475運行階段a51a52a53a54a55a56a576更新階段a61a62a63a64a65a66a67§3.1典型系統(tǒng)工程方法論二、切克蘭德模式

霍爾三維結(jié)構(gòu)不適用于以建立和管理“軟系統(tǒng)”為目的的社會科學(xué)、管理科學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域；而適用于以研制“硬件系統(tǒng)”為目標(biāo)的自然科學(xué)、工程技術(shù)等“硬科學(xué)”領(lǐng)域，故有人稱霍爾三維結(jié)構(gòu)為“硬科學(xué)”的系統(tǒng)工程方法論。英國的切克蘭德把OR、SE、SA和SD所使用的方法論叫硬系統(tǒng)方法論，并在1981年自己提出一種軟系統(tǒng)方法(SSM)——“調(diào)查學(xué)習(xí)”法?！?.1典型系統(tǒng)工程方法論切克蘭德的調(diào)查學(xué)習(xí)法用概念模型代替數(shù)學(xué)模型，使思路更為開闊；用可行滿意解代替最優(yōu)解是價值觀方面的重要變化。良結(jié)構(gòu)系統(tǒng)：指偏重工程問題、機理明顯的物理型的硬系統(tǒng)

不良結(jié)構(gòu)系統(tǒng)：指偏重社會問題、機理尚不清楚的心理和事理型的軟系統(tǒng)核心不是尋求“最優(yōu)化”，而是“調(diào)查、比較”或者說是“學(xué)習(xí)”，從模型和現(xiàn)狀比較中，學(xué)習(xí)改善現(xiàn)存系統(tǒng)的途徑，是有很明顯的反饋調(diào)節(jié)思想。

§3.1典型系統(tǒng)工程方法論弄清關(guān)聯(lián)因素問題現(xiàn)狀說明建立概念模型改善概念模型比較實施圖3.2切克蘭德的“調(diào)查學(xué)習(xí)”方法流程圖§3.1典型系統(tǒng)工程方法論三、綜合集成工程方法學(xué)(綜合集成研討廳體系)

1.綜合集成方法論的產(chǎn)生

80年代初，錢學(xué)森提出處理復(fù)雜行為系統(tǒng)的定量方法學(xué)。80年代末，錢學(xué)森提出處理開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)的方法論是“從定性到定量綜合集成方法”。1992年，錢學(xué)森提出從定性到定量綜合集成研討廳體系?！?.1典型系統(tǒng)工程方法論2.綜合集成研討廳體系的框架與特點

由三部分組成：機器體系、專家體系和知識體系。命題專家體系社會認(rèn)識客觀世界知識體系社會實踐機器體系結(jié)果改造世界認(rèn)識世界圖3.3研討廳框圖§3.1典型系統(tǒng)工程方法論分析作戰(zhàn)訓(xùn)練中心演習(xí)研制與試驗分布交互仿真次研討廳低層次研討廳高層次研討廳分析圖3.4研討廳體系一例§3.1典型系統(tǒng)工程方法論這套方法論是從整體上研究和解決復(fù)雜巨系統(tǒng)問題的方法，采取人機結(jié)合以人為主的思維方法和研究方式，對不同層次、不同領(lǐng)域的信息和知識進行綜合集成，達(dá)到對整體的定性定量認(rèn)識。按照我國傳統(tǒng)說法，把一個復(fù)雜事物的各個方面綜合起來，達(dá)到對整體的認(rèn)識，稱之為“集大成”的智慧，所以錢學(xué)森把這個方法稱為“大成智慧工程”?！?.1典型系統(tǒng)工程方法論在綜合集成研討廳體系這個概念中，綜合集成是方法特征，研討廳體系是組織形式。綜合集成方法指出了解決復(fù)雜開放巨系統(tǒng)和復(fù)雜性問題的過程性以及過程的方向性和反復(fù)性。綜合集成研討廳體系本身是個開放的、動態(tài)的體系，也是個不斷發(fā)展和進化的體系?！?.1典型系統(tǒng)工程方法論應(yīng)用綜合集成方法(包括綜合集成研討廳體系)必須有總體設(shè)計部這樣的實體機構(gòu)。“我們把處理開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)的方法定名為從定性到定量綜合集成方法，把應(yīng)用這個方法的集體稱為總體設(shè)計部?！本C合集成研討廳是研究開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)的方法論，那么總體設(shè)計部是實現(xiàn)這個方法論所必須的體制和機制。

3.總體設(shè)計部思想§3.1典型系統(tǒng)工程方法論§3.2系統(tǒng)分析的基本概念一、系統(tǒng)分析概念系統(tǒng)分析(SA)是在對系統(tǒng)問題現(xiàn)狀及目標(biāo)充分挖掘的基礎(chǔ)上，運用建模及預(yù)測、優(yōu)化、仿真、評價等方法，對系統(tǒng)的有關(guān)方面進行定性與定量相結(jié)合的分析，為決策者選擇滿意的系統(tǒng)方案提供決策依據(jù)的分析研究過程。

SA是SE的核心內(nèi)容、分析過程和基本方法?！?.2系統(tǒng)分析的基本概念表3.2系統(tǒng)分析中的邏輯項目提問決定對象目的為什么確定這個？應(yīng)是什么？刪除工作中不必要的部分對象為什么要找這個？應(yīng)找哪個？地點為什么在這里做？應(yīng)在何處做？合并重復(fù)的工作內(nèi)容，考慮重新組合時間為什么在這時做？應(yīng)何時做？人為什么由此人做？應(yīng)由誰做？方法怎樣做？怎樣去做？使工作簡化§3.2系統(tǒng)分析的基本概念二、系統(tǒng)分析的準(zhǔn)則

外部環(huán)境與內(nèi)部條件相結(jié)合當(dāng)前利益與長遠(yuǎn)利益相結(jié)合整體效益與局部效益相結(jié)合定性分析與定量分析相統(tǒng)一§3.3系統(tǒng)分析的基本原理一、系統(tǒng)分析基本要素①目標(biāo)②可行方案③模型(結(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)、仿真)④費用⑤效果⑥評價§3.3系統(tǒng)分析的基本原理否問題的形成1確定問題的范圍2明確構(gòu)成因素之間的相互依存關(guān)系3了解環(huán)境狀況和約束條件明確目標(biāo)1明確目標(biāo)2采用手段能否實施繼續(xù)進行分析工作是圖3.5確定目標(biāo)工作圖§3.3系統(tǒng)分析的基本原理表3.3模型的分類分類模型名稱按總體分類實物模型、符號模型；實體模型、概念模型按構(gòu)造要素類型分類數(shù)學(xué)模型、邏輯模型、圖形模型、模擬模型按變量取值的確定性分類確定型模型、不確定型模型按分析對象分類過程模型、狀態(tài)變量模型、可靠性模型、時間模型、費用模型、經(jīng)濟模型、組織模型、計算機模型§3.3系統(tǒng)分析的基本原理(－)費用效果(＋)探索評價模型A4A3A5A1A2目標(biāo)A1A2A4A3A5可行方案評價標(biāo)準(zhǔn)方案排序圖3.6系統(tǒng)分析概念結(jié)構(gòu)圖§3.3系統(tǒng)分析的基本原理二、系統(tǒng)分析的步驟是否提出問題建議的可行方案分析與評價建立模型構(gòu)成問題收集資料是否滿意圖3.7系統(tǒng)分析的步驟

系統(tǒng)分析主要內(nèi)容：系統(tǒng)分析概念、系統(tǒng)分析的結(jié)構(gòu)形式、要解決的問題、方法和工具3.1系統(tǒng)分析的概念

20世紀(jì)30年代——管理問題

40年代——應(yīng)用成功以后——大、復(fù)雜、新系統(tǒng)不斷發(fā)展，不同的觀點：

1.Hitch：是運籌學(xué)的擴展，提供了利用各方面專家的知識綜合解決問題的途徑。2.RAND（朝鮮戰(zhàn)爭）：與運籌學(xué)的關(guān)系如戰(zhàn)略對于戰(zhàn)術(shù)的關(guān)系。3.Quade：是研究戰(zhàn)略的方法，不定條件下處理好復(fù)雜問題的方法。4.Nikoranov：選擇最合適的替代方案來實現(xiàn)決策人更有效地控制和利用資源。5.Coldicott、Checklard、Fitzgerald、宋健等人都有相近的觀點。

五項基本內(nèi)容：可行性方案集、目標(biāo)體系、建模、效果和信息、評價準(zhǔn)則。過程框圖如下：系統(tǒng)分析目的：幫助決策人對所要決策的問題逐步提高清晰度；方法：采用系統(tǒng)的觀點和方法，用定性和定量的工具，進行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和狀態(tài)的分析，提出各種方案，進行比較、評價和協(xié)調(diào)；任務(wù)：向決策人提供系統(tǒng)方案、評價意見和建議。系統(tǒng)分析：采用系統(tǒng)方法，提出各種方案，進行定性定量分析、評價，使決策者提高認(rèn)識的清晰度，以便決策者選擇行動方案。

20世紀(jì)50年代——與運籌學(xué)相比

60年代——研究方法

70年代——與決策相聯(lián)系

80年代——考慮以人為中心的系統(tǒng)

總之系統(tǒng)分析的目的：幫助決策人對所要決策的問題逐步提高清晰度。方法：用系統(tǒng)的觀點和方法，定性和定量的工具，對問題進行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和狀態(tài)的分析，提出可行方案和替代方案，比較、評價和協(xié)調(diào)。任務(wù)：向決策人提供系統(tǒng)方案、評價意見和建議。3.2系統(tǒng)分析的結(jié)構(gòu)理論：學(xué)說——基本依據(jù)應(yīng)用：借鑒——系統(tǒng)分析結(jié)構(gòu)系統(tǒng)分析與決策的關(guān)系（圖3-4）決策和執(zhí)行——最重要的活動。決策主要取決于系統(tǒng)分析的科學(xué)性和藝術(shù)性。進行系統(tǒng)分析的前提（1）分析是決策的輔助手段（2）分析應(yīng)能處理不同環(huán)境條件下的問題（3）是決策者的要求（4）盡可能短的時間和較少的資源。3.2.1系統(tǒng)分析的程序構(gòu)成從信息處理的過程——程序構(gòu)成從理論和方法角度——方法構(gòu)成通過系統(tǒng)分析程序構(gòu)成中各個程序活動，不斷精簡浩瀚的資料和信息，向決策人提供所需要的有用信息，以便決策。兩類信息溝通：橫向：分析者之間，了解系統(tǒng)縱向：分析者與決策者之間，提供可知信息

從信息處理看：系統(tǒng)分析的目的是有效縮減信息量，同時又能反映問題的本質(zhì)。供決策時參考。3.2.2系統(tǒng)分析研究方法的構(gòu)成三個主要部分：科學(xué)學(xué)科、研究和分析、決策與驗證，并包括反饋及相互關(guān)系。（圖3-7）系統(tǒng)分析研究方法與一般科學(xué)研究方法的重要區(qū)別：系統(tǒng)分析研究方法中包括決策者參與其中。決策者的兩類行動：肯定——采取某項決策并執(zhí)行否定——重新研究與分析3.3系統(tǒng)分析的內(nèi)容與邏輯過程3.3.1系統(tǒng)分析的內(nèi)容

1）系統(tǒng)研究：處理資料、意義明確化、問題特征、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化

2）系統(tǒng)設(shè)計：系統(tǒng)與環(huán)境結(jié)構(gòu)化

3）系統(tǒng)量化：量化處理系統(tǒng)與環(huán)境的屬性

4）修改簡化：適合分析模式、分析技術(shù)的可操作性

5）系統(tǒng)評價：輸出排序的可行方案集系統(tǒng)分析流程圖：3.3.2系統(tǒng)分析的邏輯過程

1）明確研究對象

2）選擇可行方案

3）選擇計算準(zhǔn)則

4）應(yīng)用模型技術(shù)

5）生成輸入數(shù)據(jù)

6）模型運行與操作

7）結(jié)果分析邏輯過程如下：3.3.3模擬研究過程模擬模型：也是復(fù)雜問題的主要手段（圖3-12）系統(tǒng)分析工作的內(nèi)容：

1）目標(biāo)建立、結(jié)構(gòu)確定、評價準(zhǔn)則、可行方案、待選方案和未來效應(yīng)分析

2）系統(tǒng)研究、設(shè)計、量化、評價與協(xié)調(diào)

3）行為、價值、規(guī)范研究等方法論，建模、模擬、優(yōu)化等工具

4）數(shù)據(jù)處理和信息轉(zhuǎn)換

5）研究層次關(guān)系

6）適應(yīng)環(huán)境變化和資源有效利用

系統(tǒng)設(shè)計及其應(yīng)用

§4.1系統(tǒng)設(shè)計的一般過程⑴確認(rèn)需要，定義系統(tǒng)的目的，即任務(wù)（或需求）分析或論證研究階段。識別具體需要；決定系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求；重點放在系統(tǒng)成功運作的必要決策上。⑵系統(tǒng)功能分析。決定功能需求；明確一般性業(yè)務(wù)功能；對于每個一般功能，確定具體的代換功能。⑶初步系統(tǒng)優(yōu)化。從備選方案中確定折中方案；根據(jù)功能需求評價備選方案。⑷初步系統(tǒng)設(shè)計。確定初步系統(tǒng)方案，配置所選系統(tǒng)部件；制定詳細(xì)系統(tǒng)規(guī)范。⑸詳細(xì)系統(tǒng)設(shè)計。功能系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計；正式編制所有設(shè)計數(shù)據(jù)文件；進行一次詳盡的設(shè)計評審?！?.1系統(tǒng)設(shè)計的一般過程⑹系統(tǒng)原型。研制/建造系統(tǒng)原型(包括硬模型和軟模型)；對原型進行測試及評價；對測試數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)分析和評價；確定需要修改的部分。⑺系統(tǒng)采辦（針對需要購買的零部件）。制定需求計劃書（RFP）；根據(jù)合適的標(biāo)準(zhǔn)，評價提出的RFP；選擇供應(yīng)商；談判系統(tǒng)部件交付日程表。§4.1系統(tǒng)設(shè)計的一般過程⑻系統(tǒng)實施。制定關(guān)于系統(tǒng)實施的詳細(xì)總體計劃；為變更準(zhǔn)備相應(yīng)的組織機構(gòu)；組織教育和培訓(xùn)；對系統(tǒng)轉(zhuǎn)換做出安排。⑼系統(tǒng)的運行及其維護。⑽系統(tǒng)的升級及改進。有時，系統(tǒng)會被取代。所有的系統(tǒng)都有一個有限的生命周期?！?.1系統(tǒng)設(shè)計的一般過程§4.2系統(tǒng)工程管理系統(tǒng)工程管理包括設(shè)計、開發(fā)、測試和生產(chǎn)全過程中的計劃、組織、招聘、監(jiān)督和控制，通過有效管理，保證所有相關(guān)工程領(lǐng)域得到恰當(dāng)整合（即傳統(tǒng)工程設(shè)計領(lǐng)域和所有支持領(lǐng)域），保證所開發(fā)系統(tǒng)中的相關(guān)硬件、軟件、設(shè)備、人員、數(shù)據(jù)等等被有機結(jié)合。系統(tǒng)工程管理的目的在于，在正確的時間和正確的地點，用最小的人力和物力支出，提供正確的事項。系統(tǒng)工程項目需求的成功實施依賴于以下幾點：（1）用一種自頂向下的方法進行系統(tǒng)開發(fā)；（2）設(shè)計活動與相關(guān)支持活動的初期整合；（3）從整個系統(tǒng)生命周期的角度來考慮需求；（4）項目伊始，就要準(zhǔn)備好必要的需求和計劃文件?！?.2系統(tǒng)工程管理§4.2系統(tǒng)工程管理系統(tǒng)說明書（A類）開發(fā)說明書（B類）材料說明書（E類）過程說明書（D類）產(chǎn)品說明書（C類）項目技術(shù)需求項目管理需求相關(guān)項目管理計劃資源配置管理計劃檢測與評價計劃制造項目計劃全面質(zhì)量管理計劃集成物流支持計劃支付能力計劃數(shù)據(jù)管理計劃項目需求項目管理計劃（PMP）系統(tǒng)工程管理計劃(SEMP)單獨的項目計劃功能設(shè)計計劃可靠性項目計劃可維護性項目計劃人力因素項目計劃系統(tǒng)安全項目計劃物流工程計劃產(chǎn)能計劃供應(yīng)商工程計劃廢物處理和物資循環(huán)使用計劃圖4.1項目計劃書與說明書§4.2系統(tǒng)工程管理系統(tǒng)工程管理計劃第一部分技術(shù)項目的計劃、實施與控制第二部分系統(tǒng)工程過程第三部分工程專業(yè)整合描述那些在實現(xiàn)系統(tǒng)工程管理目標(biāo)中必須計劃和實施的技術(shù)性項目任務(wù)。描述系統(tǒng)工程過程，如用于系統(tǒng)需求的定義和將這些需求轉(zhuǎn)變成最終產(chǎn)品構(gòu)造的開發(fā)過程。描述各種工程專業(yè)領(lǐng)域中的系統(tǒng)需求，以及這些領(lǐng)域在總體主流工程設(shè)計和開發(fā)計劃中的集成。圖4.2系統(tǒng)工程管理計劃—通用型§4.3企業(yè)系統(tǒng)管理一、系統(tǒng)管理系統(tǒng)管理主要從四個方面研究企業(yè)經(jīng)營管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成：（1）用系統(tǒng)論的觀點和系統(tǒng)分析的方法研究和探討管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、體系等問題；（2）用控制論的觀點和方法研究管理系統(tǒng)的人—機系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、控制等問題；（3）用信息論的觀點和方法研究管理系統(tǒng)的信息傳輸和處理問題；（4）用運籌學(xué)和其它優(yōu)化理論與方法研究系統(tǒng)的最優(yōu)管理問題。企業(yè)管理系統(tǒng)具有三大特征：（1）管理系統(tǒng)是一個多層次多目標(biāo)的較大系統(tǒng)，可以按不同功能劃分成若干子系統(tǒng)及其更下一級的子系統(tǒng)，以實現(xiàn)集中控制、分散控制和遞階控制。（2）管理系統(tǒng)是一種人—機綜合系統(tǒng)，是包括人在內(nèi)的組織管理系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，人—機之間的恰當(dāng)分工將會從整體上促進系統(tǒng)的優(yōu)化。（3）管理系統(tǒng)是一個進行計劃、實施和控制的綜合系統(tǒng)。它通過計劃、組織、執(zhí)行和控制，以保證企業(yè)活動的連續(xù)性和均衡性?！?.3企業(yè)系統(tǒng)管理二、系統(tǒng)管理的基本原則§4.3企業(yè)系統(tǒng)管理整體優(yōu)化原則環(huán)境適應(yīng)原則控制原則協(xié)調(diào)原則§4.3企業(yè)系統(tǒng)管理三、系統(tǒng)管理的三個基本職能一次職能二次職能三次職能計劃實施控制計劃規(guī)劃設(shè)計評價構(gòu)思決定方針決定評價標(biāo)準(zhǔn)制定戰(zhàn)略制定戰(zhàn)術(shù)評價技術(shù)確定戰(zhàn)略確定戰(zhàn)術(shù)綜合評價實施實施計劃實施控制制定事實計劃確定步驟了解與目標(biāo)的差距安排實施調(diào)整準(zhǔn)備評價活動評價實施的效果控制評價計劃測定總評價制定評價計劃搜集數(shù)據(jù)研究綜合結(jié)果決定具體評價基準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)互相比較結(jié)果與目標(biāo)互相比較綜合分析評價基準(zhǔn)評價分析測定結(jié)果總決定§4.3企業(yè)系統(tǒng)管理四、目標(biāo)管理（1）參與導(dǎo)向。（2）系統(tǒng)導(dǎo)向。（3）控制導(dǎo)向。（4）授權(quán)導(dǎo)向。（5）結(jié)果導(dǎo)向。1、目標(biāo)管理五大特征§4.3企業(yè)系統(tǒng)管理2、目標(biāo)管理八大要素（1）目標(biāo)是什么？（2）達(dá)到什么程度？（3）誰來完成目標(biāo)？（4）何時完成目標(biāo)？（5）怎么辦？（6）如何保證？（7）是否達(dá)成了既定目標(biāo)？（8）如何對待完成情況？§4.3企業(yè)系統(tǒng)管理表4.2傳統(tǒng)管理與目標(biāo)管理比較類型傳統(tǒng)管理目標(biāo)管理如何看待利潤目標(biāo)？就是利潤最大化，利潤是實現(xiàn)一系列目標(biāo)后的結(jié)果。如何看待驅(qū)動？過程驅(qū)動，認(rèn)為過程帶來結(jié)果目標(biāo)驅(qū)動，認(rèn)為目標(biāo)帶來結(jié)果如何看待過程？強調(diào)規(guī)則，程序和制度，目標(biāo)被忽視首先是目標(biāo)，其次才是過程如何看待控制？靠施加懲罰性的方法來限制員工員工自我約束并注重自我發(fā)展管理類型聽命式管理參與式管理管理重點關(guān)注誰是對的，容易產(chǎn)生沖突關(guān)注什么是對的，鼓勵團隊合作適應(yīng)情況剛性企業(yè)，程序性員工柔性企業(yè)，知識型員工

系統(tǒng)預(yù)測系統(tǒng)設(shè)計和決策都需要進行預(yù)測。主要內(nèi)容：預(yù)測的概念，定性、定量預(yù)測方法4.1預(yù)測概述4.1.1預(yù)測的概念對尚未發(fā)生或不確切的事物進行預(yù)先的估計和推斷，對將要發(fā)生的結(jié)果進行探討和研究。對系統(tǒng)的未來進行分析估計——系統(tǒng)預(yù)測歷史資料—邏輯推斷—發(fā)展規(guī)律—預(yù)測科學(xué)預(yù)測的技術(shù)和方法——預(yù)測技術(shù)4.1.2預(yù)測技術(shù)的種類

1）預(yù)測技術(shù)性質(zhì)定性預(yù)測定量預(yù)測專家調(diào)查、市場調(diào)查外推法、時間序列主觀概率、交叉概率因果法、回歸法領(lǐng)先指標(biāo)、類推法經(jīng)濟計量、動力學(xué)

2）預(yù)測內(nèi)容社會、經(jīng)濟、科技、軍事預(yù)測3）預(yù)測期限近期、短期、中期、長期預(yù)測此外：微觀、中觀、宏觀預(yù)測有條件、無條件預(yù)測隨機、非隨機預(yù)測4.1.3預(yù)測的程序目的、資料、方法、模型、預(yù)測、誤差、改進、規(guī)劃和行動預(yù)測程序圖4-1確定預(yù)測目的收集資料選定預(yù)測方法建立預(yù)測模型進行預(yù)測計算規(guī)劃政策與行動分析預(yù)測誤差誤差可接受誤差大誤差較大4.2定性預(yù)測的方法經(jīng)驗和判斷，不用、少用計算——規(guī)律計算機時代——實用和科學(xué)的方法

1）影響因素多無法定量

2）數(shù)據(jù)不足、失真、時間、費用

3）動態(tài)過程、外界因素—中長期預(yù)測經(jīng)濟、技術(shù)、經(jīng)營——定性預(yù)測注意：定性和定量預(yù)測的結(jié)合4.2.1市場調(diào)查預(yù)測法系統(tǒng)的相關(guān)因素分析——預(yù)測

1）典型調(diào)查推算法——重點調(diào)查有代表性的個體——推斷總體

2）抽樣調(diào)查推算法隨機樣本——推斷總體

3）全面市場調(diào)查法普遍調(diào)查，調(diào)查面小、對象單一4.2.2德爾菲法——專家調(diào)查法

1）程序?qū)ｉT小組、擬定調(diào)查提綱、選擇預(yù)測人選、反復(fù)征求意見、整理預(yù)測結(jié)果

2）特點匿名性、反饋性、收斂性

3）預(yù)測結(jié)果的處理中位數(shù)法——中位數(shù)、上下四分位數(shù)主觀概率法—事件發(fā)生概率的分布中心組織專門小組擬訂調(diào)查提綱選定預(yù)測人選反復(fù)征詢意見整理結(jié)果提出報告能否收斂YN4.2.3交叉概率法事件總是相互聯(lián)系的，某一事件發(fā)生會影響另一事件的發(fā)生概率一系列事件Ei(i=1,2,…,n)Em

發(fā)生對其余事件Ei(i=m)發(fā)生概率有無影響用相互影響矩陣表分析發(fā)生概率可進行調(diào)整4.2.4領(lǐng)先指標(biāo)分析法經(jīng)濟指標(biāo)間常有一種隨著時間具有相同或近似的規(guī)律，有同步、先后領(lǐng)先、同步、滯后指標(biāo)用領(lǐng)先指標(biāo)變化趨勢——預(yù)測目標(biāo)趨勢

1）預(yù)測目標(biāo)與其他經(jīng)濟指標(biāo)的關(guān)系

2）領(lǐng)先、同步、滯后指標(biāo)的時間序列數(shù)據(jù)圖形

3）進行預(yù)測經(jīng)濟指標(biāo)時間t領(lǐng)先指標(biāo)同步指標(biāo)滯后指標(biāo)t1t3t5t2t4t6圖4-4時間序列數(shù)據(jù)示意圖4.2.5類推法通過找出先導(dǎo)事件進行預(yù)測目標(biāo)與先導(dǎo)事件有相同的規(guī)律，可無聯(lián)系

1）選擇先導(dǎo)事件

2）先導(dǎo)事件的規(guī)律、時間序列數(shù)據(jù)圖形

3）判斷是否有相同規(guī)律，可否類推

4）類推遲發(fā)事件的未來情形關(guān)鍵是選擇先導(dǎo)事件：歷史上的同類事件、國外或其他地區(qū)的同類事件、其他領(lǐng)域的同類事件4.3定量預(yù)測方法4.3.1簡單算術(shù)平均法描述中心位置：均值X

描述分散性：標(biāo)準(zhǔn)差Sx

概率統(tǒng)計的內(nèi)容：點估計、區(qū)間估計4.3.2平滑預(yù)測法

1）概念：趨勢外推法已有的數(shù)據(jù)—演變規(guī)律—外推預(yù)測平滑處理：減輕原始數(shù)據(jù)的起伏波動(平均)2）移動平均預(yù)測法移動平均：從頭開始、按一定項數(shù)移動平均，構(gòu)成新的時間序列數(shù)據(jù)，再預(yù)測。第一次移動平均項數(shù)：N周期：t第一次：(1)

第二次移動平均移動平均預(yù)測方程線性：yt=aT+b3）加權(quán)平滑預(yù)測法移動平均法的改進，新老數(shù)據(jù)給予不同的加權(quán)，近期權(quán)大，遠(yuǎn)期權(quán)小，進行加權(quán)平均。計算公式及預(yù)測模型

線性、非線性初始值估算、加權(quán)系數(shù)選擇4.3.3回歸分析法數(shù)理統(tǒng)計方法，一元、多元線性和非線性回歸法。

1）一元線性回歸法回歸模型：x,y,a,b

參數(shù)計算公式（最小二乘法）

(x1,y1),(x2,y2)(xn,yn)

回歸效果檢驗：相關(guān)系數(shù)、置信區(qū)間2）二元線性回歸法數(shù)學(xué)模型：y,x1,x2,a,b,c

計算公式（最小二乘法）方程組

3）非線性回歸非線性問題——一元、二元線性回歸多項式、雙曲線、冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、邏輯斯蒂函數(shù)

解釋結(jié)構(gòu)模型

5.1概述模型有三個特征：1.它是現(xiàn)實世界部分的抽象或模仿；2.它是由那些與分析的問題有關(guān)的因素構(gòu)成；3.它表明了有關(guān)因素間的相互關(guān)系；模型化就是為了描述系統(tǒng)的構(gòu)成和行為，對實體系統(tǒng)的各種因素進行適當(dāng)篩選后，用一定方式（數(shù)學(xué)、圖像等）表達(dá)系統(tǒng)實體的方法。一、模型及模型化的定義二、模型化的本質(zhì)、作用及地位5.1概述1.本質(zhì)：利用模型與原型之間某方面的相思關(guān)系，在研究過程中用模型來代替原型，通過對于模型的研究得到關(guān)于原型的一些信息。2.作用：①模型本身是人們對客體系統(tǒng)一定程度研究結(jié)果的表達(dá)。這種表達(dá)是簡潔的、形式化的。②模型提供了脫離具體內(nèi)容的邏輯演繹和計算的基礎(chǔ)，這會導(dǎo)致對科學(xué)規(guī)律、理論、原理的發(fā)現(xiàn)。③利用模型可以進行“思想”試驗。3.地位：模型的本質(zhì)決定了它的作用的局限性。它不能代替以客觀系統(tǒng)內(nèi)容的研究，只有在和對客體系統(tǒng)相配合時，模型的作用才能充分發(fā)揮。5.1概述實際系統(tǒng)結(jié)論模型現(xiàn)實意義模型化實驗、分析解釋比較圖5.1系統(tǒng)模型(化)的作用與地位5.1概述三、模型的分類模型類比仿真形象符號概念圖像物理數(shù)學(xué)圖示字句描述思維圖5.2模型分類5.1概述四、構(gòu)造模型的一般原則

5.1概述1.建立方框圖2.考慮信息相關(guān)性3.考慮準(zhǔn)確性4.考慮結(jié)集性①明確建模的目的和要求②對系統(tǒng)進行一般語言描述③尋找主要因素及其相互關(guān)系④確定模型的結(jié)構(gòu)⑤估計模型的參數(shù)⑥實驗研究⑦必要修改五、建模的基本步驟5.1概述1.分析方法；2.實驗方法；3.綜合法；4.老手法；5.辯證法。5.1概述六、模型化的基本方法①減少變量，減去次要變量；②改變變量性質(zhì)；③合并變量（集結(jié)）；④改變函數(shù)關(guān)系；⑤改變約束條件。5.1概述七、模型的簡化一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型化基礎(chǔ)

結(jié)構(gòu)→結(jié)構(gòu)模型→結(jié)構(gòu)模型化→結(jié)構(gòu)分析

結(jié)構(gòu)分析是一個實現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型化并加以解釋的過程。結(jié)構(gòu)分析是系統(tǒng)分析的重要內(nèi)容，是系統(tǒng)優(yōu)化分析、設(shè)計與管理的基礎(chǔ)5.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型化技術(shù)1、結(jié)構(gòu)分析的概念和意義

理解系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的概念

（構(gòu)成系統(tǒng)諸要素間的關(guān)聯(lián)方式或關(guān)系）及其有向圖（節(jié)點與有向?。┖途仃嚕蛇_(dá)矩陣等）這兩種常用的表達(dá)方式。

比較有代表性的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析方法有：關(guān)聯(lián)樹（如問題樹、目標(biāo)樹、決策樹）法、解釋結(jié)構(gòu)模型化（ISM）方法、系統(tǒng)動力學(xué)（SD）結(jié)構(gòu)模型化方法等。2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)表達(dá)及分析方法5.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型化技術(shù)3、ISM實用化方法原理設(shè)定問題、形成意識模型找出影響要素要素關(guān)系分析（關(guān)系圖）建立可達(dá)矩陣(M)和縮減矩陣（M/）矩陣層次化處理(ML/)繪制多級遞階有向圖建立解釋結(jié)構(gòu)模型分析報告比較/F學(xué)習(xí)5.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型化技術(shù)二、ISM實用方法基礎(chǔ)（1）集合表達(dá)法系統(tǒng)：S＝{S1,S2,S3,…,Sn}二元關(guān)系：要素之間的某種關(guān)系R；二元關(guān)系表示：；傳遞性；傳遞次數(shù)、強連接關(guān)系；系統(tǒng)二元關(guān)系表達(dá)：Rb＝{(Si,Sj)|SiRSj，Si,Sj∈S，i,j=1,…,n}1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的表達(dá)方式5.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型化技術(shù)(2)有向圖表示圖論基本知識：圖、鄰接、關(guān)聯(lián)、有向圖有向圖表示：節(jié)點、有向邊、通路、路長、回路、強連接回路、環(huán)5.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型化技術(shù)（3）矩陣表達(dá)5.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型化技術(shù)鄰接矩陣：表示要素間基本二元關(guān)系；輸入要素（源點）；輸出要素（匯點）；可達(dá)矩陣：表示要素間直接和間接二元關(guān)系；求法：利用推移特性和布爾代數(shù)法則A1＝A＋I；A2＝（A＋I）2；……Ar－1＝（A＋I）r－1Ar

＝（A＋I）r

則可達(dá)矩陣M＝Ar－1＝Ar三、ISM實用化方法步驟及應(yīng)用5.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型化技術(shù)該方法的核心：是對系統(tǒng)要素間的關(guān)系（尤其是因果關(guān)系）進行層次化處理，最終形成具有多級遞階關(guān)系和解釋功能的結(jié)構(gòu)模型（圖）。

第1步：找出影響系統(tǒng)問題的主要因素，并尋求要素間的直接二元關(guān)系，給出系統(tǒng)的鄰接矩陣；

第2步：考慮二元關(guān)系的傳遞性，建立反映諸要素間關(guān)系的可達(dá)矩陣；

第3步：依據(jù)可達(dá)矩陣，找到特色要素，進行區(qū)域劃分；

第4步：在區(qū)域劃分基礎(chǔ)上繼續(xù)層次劃分；

第5步：提取骨架矩陣，分為三步：

（1）去強連接要素得縮減矩陣；（2）去越級二元關(guān)系；（3）去單位陣得骨架矩陣；第6步：作出多級遞階有向圖。作圖過程為：

（1）分區(qū)域逐級排列系統(tǒng)要素；（2）將縮減掉的要素隨其代表要素同級補入，并標(biāo)明其間的相互作用關(guān)系；（3）用從下到上的有向弧來顯示逐級要素間的關(guān)系；（4）補充必要的越級關(guān)系。

第7步：經(jīng)直接轉(zhuǎn)換，建立解釋結(jié)構(gòu)模型。

5.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型化技術(shù)7654312實例分析5.3解釋結(jié)構(gòu)模型法的應(yīng)用

一、ISM的工作程序1.組建ISM實施小組2.設(shè)定關(guān)鍵問題，選擇影響關(guān)鍵問題的導(dǎo)致因素3.列舉各導(dǎo)致因素的相關(guān)性4.根據(jù)各要素的相關(guān)性，建立鄰接矩陣和可達(dá)矩陣5.對可達(dá)矩陣分解后，建立結(jié)構(gòu)模型6.根據(jù)結(jié)構(gòu)模型建立解釋結(jié)構(gòu)模型5.3解釋結(jié)構(gòu)模型法的應(yīng)用

二、ISM的優(yōu)點及不足

1、優(yōu)點可以把模糊不清的思想、看法轉(zhuǎn)化為直觀的具有良好結(jié)構(gòu)關(guān)系的模型特別適用于變量眾多,關(guān)系復(fù)雜而結(jié)構(gòu)不明晰的系統(tǒng)分析中,也可用于方案的排序2、缺點級與級間不存在反饋回路系統(tǒng)各要素間的邏輯關(guān)系在一定程度上還依賴于人們的經(jīng)驗?zāi)軌騽偃螀f(xié)調(diào)人角色的人員目前尚不多見

線性規(guī)劃

系統(tǒng)工程——使系統(tǒng)的整體功能達(dá)到最優(yōu)線性規(guī)劃——系統(tǒng)優(yōu)化的重要方法之一5.1線性規(guī)劃問題及其數(shù)學(xué)模型5.1.1問題提出如何利用有限的人力、物力、財力等資源，以便得到最好的經(jīng)濟效果。例5.1如何安排計劃，獲利最多？例5.2怎樣處理污水，費用最少？例5.3如何安排切料，用料最少？例5.4如何配料，成本最低？共同的特點：

1）確定決策變量x1,x2,xn2）都有追求的目標(biāo)

3）有各種限制5.1.2線性規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型及其標(biāo)準(zhǔn)形式特點：

1）有一組未知數(shù)（x1,x2,xn）表示方案

2）存在一定的限制條件——約束條件

3）目標(biāo)是有一組未知數(shù)的線性函數(shù)。用數(shù)學(xué)語言表示：

max(min)f=c1x1+c2x2++cnxn

約束條件：ai1x1+ai2x2++ainxn<=bix1,x2,xn>=0

標(biāo)準(zhǔn)形式的形成

1）目標(biāo)函數(shù)——求最大值。

f’=-f2）約束條件——線性等式方程，右邊常數(shù)非負(fù)。非負(fù)的松弛變量和剩余變量。

3）變量非負(fù)

標(biāo)準(zhǔn)形式：

1）方程式

2）減縮形式

3）矩陣形式

cj——價值系數(shù)，價值向量

aij——工藝系數(shù)，約束系數(shù)矩陣

bi——資源系數(shù)，資源向量5.2線性規(guī)劃問題的解可行解——滿足約束條件的點（向量）可行解集——可行解組成的集合最優(yōu)解——可行解集上滿足目標(biāo)函數(shù)的解最優(yōu)值——最優(yōu)解對應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)5.2.1圖解法及幾何意義例5-6、5-7

5.2.2基解、基可行解及其有關(guān)定理圖解法：線性規(guī)劃中的可行域——凸域？最優(yōu)解——凸域邊界頂點？

1）基本解

A：m×n維系數(shù)矩陣，其秩為mB：A中m×m階非奇異矩陣(∣B∣非0)——線性規(guī)劃問題的基基向量Pj、基變量XB、非基變量

令非基變量為0，用B求得基變量XB，基變量XB和非基變量的組合——基解。

2）基可行解滿足非負(fù)條件的基解。

3）可行基對應(yīng)于基可行解的基——可行基基可行解基解可行解4）凸集凸集上任何兩點所連線段必在凸集上

5）頂點不能用凸集上兩點線性組合表示的點

6）定理定理5-1：線性規(guī)劃的可行域D是凸集引理5-1：可行解X為基可行解的充要條件是X的正分量所對應(yīng)的系數(shù)列向量是線性獨立的。

定理5-2：線性規(guī)劃的基可行解X對應(yīng)于可行域D

的頂點引理5-2：若K是有界凸集，則任何一點X∈K可表示為K的頂點的凸組合。定理5-3：若可行域有界，目標(biāo)函數(shù)一定在其可行域的頂點上達(dá)到最大值。

小結(jié)：可行域有界——凸集，必有解，解必定可在頂點（或凸組合）上得到；可行域無界——凸集，可能無解，有解必定可在頂點（或凸組合）上；每個基可行解對應(yīng)可行域的一個頂點。

m

基可行解的個數(shù)不超過Cn可采用“枚舉法”找到所有的基可行解，比較得到最優(yōu)解。

5.2.3最優(yōu)解及其判斷最優(yōu)解判別定理：在標(biāo)準(zhǔn)形式的線性規(guī)

–1劃問題中，對于基B，若Bb>=0，且

–1C–CBBA<=0，則對應(yīng)基B的基解就是最優(yōu)解，B就是最優(yōu)基。當(dāng)B=I時，基可行解XB=b，判別式為：

C—CBA<=0

一般地：XB=[x1x2xm]TCB=[c1c2cm]A=[IA’]

對于基變量，其檢驗系數(shù)為零對于非基變量，檢驗系數(shù)

z

j=cj-∑ci

aij

當(dāng)z

j<=0(j=m+1,n)，解為最優(yōu)解特殊地，z

j<=0(j=m+1,n)，又存在某個z

m+k=0，線性規(guī)劃有無窮多最優(yōu)解；若某個z

m+k>0，且A的列向量Pm+K的所有元素均不大于0，則線性規(guī)劃無最優(yōu)解。5.3單純形法

5.3.1基本思路根據(jù)問題的標(biāo)準(zhǔn)型，從可行域的一個基可行解（頂點）開始，轉(zhuǎn)換到另一個基可行解（頂點），并且使目標(biāo)函數(shù)的值逐步增大；目標(biāo)函數(shù)達(dá)到最大，問題得到了最優(yōu)解。例5-1

5.3.2單純形法的應(yīng)用將線性規(guī)劃問題單純形法的計算規(guī)范化，設(shè)計了單純形表。

1）單純形表

2）計算步驟5.3.2人工變量法

線性規(guī)劃的約束條件不等式均為≤時，增加的松弛變量即為初始基變量，初始基即為單位矩陣。對≥的約束條件不等式，減去的剩余變量的系數(shù)為-1，為使初始基為單位矩陣，再加上一個人工變量，初始基即為單位矩陣。人工變量經(jīng)過基的變換逐漸被替換，若可全部被替換，問題有解，否則無解。1）大M法2）兩階段法分段求解第一階段：判斷原線性規(guī)劃問題是否存在基本可行解，ω=0

maxω=-xn+1-….-xn+m+0x1+….+0xn

第二階段：若存在基本可行解，再進行原問題的求解；若ω

<0，則表示原問題無可行解，應(yīng)停止計算。兩階段的計算方法和步驟與前述單純形法完全相同。5.3.4單純形法小結(jié)1）模型標(biāo)準(zhǔn)化及初始單純形表表5-92）求解時的幾種情況檢驗行已全非正，且非基變量對應(yīng)的檢驗數(shù)都是負(fù)數(shù)，有唯一最優(yōu)解檢驗行已全非正，但存在非基變量對應(yīng)的檢驗數(shù)為零，有無窮多個最優(yōu)解檢驗行一開始全非正，線性規(guī)劃問題實質(zhì)上有最優(yōu)解，令非基變量為零，決策變量為零——無決策，調(diào)整模型檢驗行已全非正，但不能使人工變量出基，無解主元列中，除檢驗數(shù)外的所有元素均非正，則無界3）步驟框圖圖5-6（錯誤）5.4應(yīng)用舉例小結(jié)線性規(guī)劃問題數(shù)學(xué)模型及其標(biāo)準(zhǔn)形式圖解法、基解、基可行解及定理最優(yōu)解判別單純形法、人工變量法（大M法、兩階段法）實際應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃——用網(wǎng)絡(luò)分析方法，進行整體優(yōu)化，也稱網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)?；緝?nèi)容：分解、協(xié)調(diào)、整體優(yōu)化基本過程：分析、分解、畫圖、計算、調(diào)整、優(yōu)化應(yīng)用范圍：生產(chǎn)技術(shù)復(fù)雜、工作項目繁多、跨部門的工作計劃——研制開發(fā)、大型工程項目、設(shè)備大修、人財物等資源的安排。

6.1網(wǎng)絡(luò)圖的組成及繪制

6.1.1網(wǎng)絡(luò)圖的類型

1）單目標(biāo)與多目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)圖工期、勞動力、原材料、費用

2）基層、局部、綜合網(wǎng)絡(luò)圖

3）總網(wǎng)絡(luò)圖、分網(wǎng)絡(luò)圖和具體網(wǎng)絡(luò)圖戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)斗

4）時標(biāo)網(wǎng)絡(luò)圖與無時標(biāo)網(wǎng)絡(luò)圖

5）箭線網(wǎng)絡(luò)圖和結(jié)點網(wǎng)絡(luò)圖橫道圖、雙代號、單代號

6.1.2網(wǎng)絡(luò)圖的基本要素工作、結(jié)點、工時和目標(biāo)

1）工作—活動、作業(yè)、工序需要一定持續(xù)時間才能完成的具體過程。

2）結(jié)點—節(jié)點、事項先后工作的銜接點（始點、終點除外）

3）工時—工作、活動、作業(yè)、工序時間

4）目標(biāo)—任務(wù)的數(shù)量指標(biāo)時間、質(zhì)量、費用

工作或代號工時t(i,j)結(jié)點結(jié)點圖6-1網(wǎng)絡(luò)圖基本要素

6.1.3網(wǎng)絡(luò)圖的線路與關(guān)鍵線路線路：從始點沿著箭頭所指方向，連續(xù)不斷到達(dá)終點的一條通路。關(guān)鍵線路：所有線路中，路長最大的線路。關(guān)鍵線路決定總工期，可能有多條，與其他線路有不同的表示。

6.1.4網(wǎng)絡(luò)圖的編制分解與分析、畫網(wǎng)絡(luò)圖和標(biāo)注。

1）分解與分析將任務(wù)分解為一定數(shù)目的工作分析各個工作間的先后銜接關(guān)系：緊前工作、緊后工作、平行工作確定每項工作所需的時間—工時單一時間估計、三種時間估計編制網(wǎng)絡(luò)分析明細(xì)表單一時間估計：1、完成可能性最大的時間，2、不要受重要性和合同的影響，3、以現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)為基礎(chǔ)考慮返工，4、考慮氣候、環(huán)境條件的影響。

三種時間估計：最樂觀時間to、最可能時間tm、最保守時間tp

工期均值：t(i,j)=(to+4tm+tp)/6

工期均方差：6(i,j)=(tp—to)/6

工期方差為均方差的平方。2）網(wǎng)絡(luò)圖畫圖規(guī)則：不允許出現(xiàn)循環(huán)回路首尾都有結(jié)點相鄰結(jié)點間只能有一條箭線一網(wǎng)絡(luò)圖只能有一個起點和一個終點盡量避免箭線交叉合理利用虛工作

畫圖方法：勾畫草圖：前進法和后退法檢查糾正調(diào)整布局繪制正圖標(biāo)注：編號規(guī)則：箭頭結(jié)點號大于箭尾結(jié)點號、一個結(jié)點一個號、可以有間隔編號、可按不同要求編號編號方法：定級刪線、按級編號

6.2節(jié)點時間參數(shù)網(wǎng)絡(luò)圖——總工期——關(guān)鍵線路——時間計