武漢大學(xué)選修課系統(tǒng)工程概論chap 3 系統(tǒng)分析.ppt

1、第三章系統(tǒng)分析，1，系統(tǒng)分析概述2，系統(tǒng)分析的基本要素和3個(gè)階段，系統(tǒng)的環(huán)境分析4，系統(tǒng)的目標(biāo)分析5，系統(tǒng)的功能分析6，系統(tǒng)的價(jià)值分析7，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分析，1，系統(tǒng)分析概述，(1)系統(tǒng)分析的概念1。系統(tǒng)分析的意義系統(tǒng)學(xué)系統(tǒng)工程研究的對(duì)象主要是復(fù)雜的系統(tǒng)。無論是構(gòu)建新系統(tǒng)還是改善現(xiàn)有系統(tǒng)，都要密切分析系統(tǒng)的目標(biāo)和功能、環(huán)境和系統(tǒng)內(nèi)部關(guān)系，做出正確的決定，適應(yīng)系統(tǒng)和環(huán)境，在系統(tǒng)內(nèi)協(xié)調(diào)，確保系統(tǒng)的整體功能和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)分析是完成這項(xiàng)任務(wù)的中心部分，在系統(tǒng)工程中發(fā)揮著最重要的作用。2 .系統(tǒng)分析的概念、系統(tǒng)分析從系統(tǒng)的長期、全面優(yōu)化開始，根據(jù)選定的系統(tǒng)目標(biāo)和指南，分析構(gòu)成系統(tǒng)的各個(gè)層次子系統(tǒng)的功能和相

2、互關(guān)系，以及系統(tǒng)和環(huán)境的影響。系統(tǒng)分析從整個(gè)系統(tǒng)開始，對(duì)需要改進(jìn)的當(dāng)前系統(tǒng)或要?jiǎng)?chuàng)建的新系統(tǒng)使用科學(xué)的方法和工具，調(diào)查系統(tǒng)目標(biāo)、功能、環(huán)境、成本效果等，收集、分析和處理相關(guān)資料和數(shù)據(jù)，相應(yīng)地創(chuàng)建一些替代方案和必要的模型，與模擬、模擬實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)、分析、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析不同，系統(tǒng)分析從系統(tǒng)范圍優(yōu)化開始，使用各種分析工具和方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行定性和不僅分析技術(shù)經(jīng)濟(jì)相關(guān)問題，還分析政策、組織體制、信息、物流等相關(guān)問題。系統(tǒng)分析的目的和作用，道路規(guī)劃，道路規(guī)劃，3 .系統(tǒng)分析的特點(diǎn)，1以整體目標(biāo)2為對(duì)象，針對(duì)特定問題3，使用定量方法4進(jìn)行價(jià)值判斷，(2)系統(tǒng)分析的原則，1外部條件和內(nèi)部條件相結(jié)合2當(dāng)前利潤和長期利潤

3、相結(jié)合3本地利潤和整體利潤相結(jié)合4定量分析和定性分析相結(jié)合，(3定量方法：線性計(jì)劃，非線性計(jì)劃，動(dòng)態(tài)計(jì)劃，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，排隊(duì)理論，)，定性方法：專家調(diào)查法、頭腦風(fēng)暴法、沖突分析法、層次分析法、可能的滿足法等。如果與需要解決的問題相關(guān)的系統(tǒng)機(jī)制不明確，則收集的信息不準(zhǔn)確，信息也不明確?？赡軙?huì)有信息，但是評(píng)價(jià)者的偏好不同，所以對(duì)提出的方案的評(píng)價(jià)不一樣，很難形成一般的數(shù)學(xué)模型，所以可以采用定性方法。2 .系統(tǒng)分析工具、系統(tǒng)分析工具主要是電子計(jì)算機(jī)。原因：(1)系統(tǒng)工程的主要研究對(duì)象是龐大的規(guī)模、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、層次豐富的復(fù)雜系統(tǒng)，包括大量信息的收集、處理、存儲(chǔ)、匯總、分析。(2)系統(tǒng)中經(jīng)常有很多不確定或矛盾

4、的因素。為了確定這些因素與系統(tǒng)功能的關(guān)系，必須建立相應(yīng)的模型，以便進(jìn)行復(fù)雜的科學(xué)計(jì)算、模擬測試工作。這些都只能通過電腦完成。(4)應(yīng)用范圍，系統(tǒng)分析的重點(diǎn)：系統(tǒng)開發(fā)計(jì)劃方面的管理系統(tǒng)：(1)制定系統(tǒng)計(jì)劃方案時(shí)，要利用各種資源條件、統(tǒng)計(jì)、生產(chǎn)目標(biāo)要求等。利用計(jì)劃論的分析方法尋找優(yōu)化方案，綜合其他因素，在系統(tǒng)和諧的前提下對(duì)系統(tǒng)的輸入、輸入(二)重大工程項(xiàng)目的組織管理要利用網(wǎng)絡(luò)分析方法進(jìn)行全面的計(jì)劃調(diào)整和安排，使工程項(xiàng)目各部分徐璐緊密配合，按時(shí)完成。在選擇三廠用地和工廠規(guī)模時(shí)，要考慮原材料的來源、運(yùn)輸、市場等客觀條件和環(huán)境因素，通過系統(tǒng)分析進(jìn)行技術(shù)論證，征求廣泛意見，制定我國國情、技術(shù)先進(jìn)、生產(chǎn)可行

5、、經(jīng)濟(jì)合理的最優(yōu)方案。4設(shè)計(jì)新產(chǎn)品時(shí)，對(duì)新產(chǎn)品的使用目的、結(jié)構(gòu)、材料、價(jià)格等進(jìn)行價(jià)值分析，然后根據(jù)分析結(jié)果確定新產(chǎn)品最適合的設(shè)計(jì)性能、結(jié)構(gòu)、選擇和市場接收的價(jià)格水平。5在資本成本管理中，為了實(shí)現(xiàn)預(yù)算控制在生產(chǎn)活動(dòng)中采取的技術(shù)改造和創(chuàng)新措施，必須對(duì)成本進(jìn)行損益分析，然后決定哪個(gè)方案更經(jīng)濟(jì)。(莎士比亞、溫斯頓、預(yù)算、預(yù)算、預(yù)算、預(yù)算、預(yù)算、預(yù)算、預(yù)算、預(yù)算、預(yù)算、6工廠內(nèi)生產(chǎn)部署和工藝路線組織方面、人員、物價(jià)、設(shè)備等各種設(shè)施需要的空間，要最適當(dāng)?shù)胤峙浜桶才?，徐璐有效地組合和安全地運(yùn)用。)7在準(zhǔn)備生產(chǎn)工作計(jì)劃時(shí)，您可以使用I/o分析方法來平衡部件I/o和生產(chǎn)能力，確定最合理的生產(chǎn)周期、部署標(biāo)準(zhǔn)和Or

6、acle work in process的儲(chǔ)備周期，并使用計(jì)劃管理來平衡處理順序和裝配線。實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)和均衡生產(chǎn)。典型的系統(tǒng)分析內(nèi)容包括環(huán)境分析、目標(biāo)分析、功能分析和價(jià)值分析。其次，系統(tǒng)分析的基本要素和階段；(1)系統(tǒng)分析的要素系統(tǒng)分析的要素是目標(biāo)、替代、成本效果、模型和評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。1.目標(biāo)：是為了達(dá)到特定目的而對(duì)系統(tǒng)對(duì)象期待的境界和方向，是目的的具體化，系統(tǒng)分析的起點(diǎn)是通過分析確定的目標(biāo)必須具體、有根據(jù)、可行。2替代方案通常可以使用多種手段達(dá)到特定目的和所需目標(biāo)。這稱為可行方案或替代方案。系統(tǒng)分析應(yīng)列舉各種可能的替代方案，并估計(jì)有助于分析研究和選擇的結(jié)果。列舉各種方案時(shí)要考慮兩點(diǎn)。要考慮(1)

7、運(yùn)用的方法是否可行，(2)采用的方案是否可靠。3成本和效果。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)必須投入，實(shí)際支出是費(fèi)用。費(fèi)用：以貨幣表示的費(fèi)用和非貨幣支出的費(fèi)用等于失去的機(jī)會(huì)、犧牲。犧牲：由于為某個(gè)目的選擇了特定的手段，導(dǎo)致部分資源或時(shí)間不能用于其他目標(biāo)的損失，是達(dá)到目的的結(jié)果。它有兩個(gè)指標(biāo)：“效果”和“有效性”。效果可以用貨幣表示，有效性可以用貨幣以外的指標(biāo)衡量。成本和效果的分析和比較是決定方案取舍的重要標(biāo)志。在分析和比較時(shí)，不僅要考慮貨幣支出成本和便利，還要考慮非貨幣支出的成本和效果。4模型。模型是對(duì)研究對(duì)象的一個(gè)方面本質(zhì)屬性的簡化、模擬和抽象，是分析研究對(duì)象相關(guān)元素之間關(guān)系和規(guī)律的有力工具。所有實(shí)際系統(tǒng)本

8、身總是復(fù)雜的。特別是，在實(shí)施每個(gè)替代方案之前，不能比較系統(tǒng)本身，分析每個(gè)方案的優(yōu)劣?？梢酝ㄟ^模型執(zhí)行這些分析比較。模型可以預(yù)測各替代方案的目標(biāo)、性能、成本和收益、時(shí)間等指標(biāo)，有助于方案分析和比較，模型的優(yōu)化和評(píng)估是方案論證的判斷依據(jù)。5評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(基準(zhǔn))。衡量替代品優(yōu)劣的指標(biāo)。系統(tǒng)往往是多目標(biāo)的，所以用單個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià)是不夠的，必須用徐璐連接的可比較指標(biāo)集來衡量。這就是系統(tǒng)的指標(biāo)體系。不同的系統(tǒng)可以徐璐有不同的指標(biāo)體系，可以根據(jù)相關(guān)要求具體決定。通過指標(biāo)體系，可以分析各替代方案各指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)程度，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，權(quán)衡利弊，確定各方案的優(yōu)劣順序。(b)系統(tǒng)分析的階段，1限制問題是現(xiàn)實(shí)情況和理想狀態(tài)之間的差

9、異。實(shí)際情況與人們?cè)瓉淼囊?、設(shè)想不一致，當(dāng)人們不滿意、不能接受的時(shí)候，就可以說存在問題。系統(tǒng)分析的主要目的是尋找解決特定問題的最佳方案。要進(jìn)行系統(tǒng)分析，首先要明確要解決的問題，明確問題的本質(zhì)。問題往往一目了然，往往被一些表面現(xiàn)象或假象所掩蓋，不易察覺。限定問題是明確問題的本質(zhì)和存在范圍。也就是說，要解決的到底是什么問題，性質(zhì)如何，嚴(yán)重性如何，涉及什么因素，需要系統(tǒng)研究什么因素，環(huán)境因素是什么。2確定目標(biāo)和解決問題要達(dá)到的目標(biāo)要有明確的目標(biāo)，系統(tǒng)分析才能確定問題是否解決。系統(tǒng)可以只有一個(gè)目標(biāo)，也可以有多個(gè)目標(biāo)，復(fù)雜的系統(tǒng)都是多目標(biāo)。為了便于定量分析而確定的目標(biāo)必須明確、具體、可能的定量表示(稱

10、為指標(biāo))。對(duì)無法定量說明的目標(biāo)也適用文字說明。對(duì)這些目標(biāo)只能進(jìn)行定性分析。3提交資料收集方案系統(tǒng)分析需要可靠的數(shù)據(jù)和資料。資料來源：一、統(tǒng)計(jì)調(diào)查數(shù)據(jù)；第二個(gè)是預(yù)測數(shù)據(jù)。資料收集要求：(1)完整性，禁止實(shí)名。資料很多，但不是都有用，所以要根據(jù)目標(biāo)盡可能地收集和整理相關(guān)的直接和間接資料。具有可靠性。說明重要目標(biāo)的資料必須經(jīng)過反復(fù)檢查和推敲。4 .建立模型。構(gòu)建模型簡化系統(tǒng)，以定量表示影響功能和目標(biāo)的因素及其影響程度、元素之間的關(guān)系以及與環(huán)境因素的關(guān)系。5分析效果。通過模型分析每個(gè)替代方案的可能結(jié)果，例如每個(gè)目標(biāo)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)程度。例如，費(fèi)用指標(biāo)應(yīng)考慮投入的人員、設(shè)備、資金等。如果模型復(fù)雜，計(jì)算工作量大

11、，則需要使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算或模擬。6綜合評(píng)價(jià)在上述定量分值的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步考慮定性因素，按照評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)比較各替代方案，確定優(yōu)先順序，最后選擇一個(gè)或多個(gè)方案供決策者參考。如果對(duì)選定的方案不滿意，可以返回到開始階段，然后再次分析。例如，(3)以某電廠環(huán)境工程系統(tǒng)分析為例，說明了系統(tǒng)分析的實(shí)際應(yīng)用和步驟。這個(gè)例子沒有提到科技管理，但清楚地說明了系統(tǒng)分析的整個(gè)過程。某熱電廠，裝機(jī)容量212000千瓦時(shí)，每天燒700噸煤，環(huán)境污染嚴(yán)重，急需改善。1 .分析過程中要解決的是環(huán)境污染問題，首先要明確哪些污染和污染程度，這是顯而易見的問題。為此，首先要收集相關(guān)資料，制作模型，分析污染情況，并與國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。

12、目標(biāo)確定后，仍然需要收集數(shù)據(jù)，并提出解決問題的各種替代方案。最后，進(jìn)行分析和比較，選擇建議的實(shí)施計(jì)劃。2限制問題發(fā)電廠的環(huán)境污染主要是煙囪排出的煙和二氧化硫。煙霧、SO2生成過程、空氣污染示意圖和地面污染與風(fēng)向、風(fēng)速和氣壓等相關(guān)的氣象參數(shù)，以及地理位置和煙囪高度有關(guān)。3 .收集數(shù)據(jù)，建立反映煤耗、燃燒方式、防塵器效率、進(jìn)入煙囪的煙氣和二氧化硫之間定量關(guān)系的數(shù)學(xué)方程。污染過程：擴(kuò)散方程和空氣流體力學(xué)方程根據(jù)定量分析的需要收集以下數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)。(a)擁有發(fā)電站的區(qū)域平面圖；(b)選擇具有代表性的一年每月氣象數(shù)據(jù)；(C)電站、鍋爐、防塵器、煙囪相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)；(D)煤炭消耗、煤熱值和化學(xué)成分分析、煤灰分

13、析等相關(guān)數(shù)據(jù)；計(jì)算機(jī)模擬模型；4目標(biāo)決策模型定量計(jì)算和模擬分析據(jù)地面承擔(dān)污染物的國家標(biāo)準(zhǔn)，煙囪排氣量170公斤時(shí)間煙囪排放量170公斤/小時(shí)，5改善方案，(1)提高煙囪等于擴(kuò)大污染的擴(kuò)散空間，地面承擔(dān)的污染濃度也減少，模擬減少污染。問題：為了達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，需要添加到多高的水平？通過模擬，至少要加到120米。此時(shí)，煙和二氧化硫的允許排放均為170千克/h。要采用這個(gè)方案，需要投資22萬韓元。這個(gè)發(fā)電站附近有機(jī)場。不允許評(píng)價(jià)這么高的建筑方案。(2)提高吸塵器效率，使用除塵效率最高的電動(dòng)吸塵器，將灰塵排放量減少到132.8千克/h，可以滿足要求。對(duì)于二氧化硫，可以提前清洗，在爐子上添加石灰等減少排放

14、。該方案的投資70萬韓元方案評(píng)價(jià)：可行。(3)改變?nèi)紵椒?，減少灰色份額。采用這個(gè)方案需要更換鍋爐，投資200萬元。缺點(diǎn)是燃燒效率降低235%，按2計(jì)算，年經(jīng)濟(jì)損失約為11.76萬元。二氧化硫排放也沒有改善。評(píng)價(jià)結(jié)果：不良方案。(4)改造優(yōu)質(zhì)煤，對(duì)這種煤的相關(guān)成分、化學(xué)等的分析結(jié)果顯示，使用這種煤時(shí)煤煙排放量為85.5千克/h，二氧化硫排放量為127.7千克/h，符合標(biāo)準(zhǔn)，該方案的優(yōu)點(diǎn)是可以節(jié)約燃料。每年能節(jié)約91.7萬韓元(反映能源政策不合理)的缺點(diǎn)是不能解決煤灰問題。方案評(píng)價(jià)：可行，6 .建議方案，實(shí)施方案：(2)提高除塵器效率，投資70萬韓元煙塵排放量132.8千克/h (4)優(yōu)質(zhì)煤：節(jié)

15、約191萬7萬韓元煙塵排放量85.5千克/h二氧化硫排放量127.7千克從系統(tǒng)的角度來看，所有環(huán)境因素都是物理、環(huán)境因素。1 .物理和技術(shù)環(huán)境，即事物屬性的連接構(gòu)成的因素和處理問題的方法因素。這包括現(xiàn)有系統(tǒng)、自然環(huán)境、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)開發(fā)要素。(1)現(xiàn)有系統(tǒng)(2)自然環(huán)境(3)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(4)技術(shù)發(fā)展要素是解決系統(tǒng)分析中各種問題的巨大知識(shí)庫。計(jì)劃中的新系統(tǒng)必須與現(xiàn)有系統(tǒng)協(xié)同工作?，F(xiàn)有系統(tǒng)和技術(shù)方法的知識(shí)對(duì)于分析和論證現(xiàn)有系統(tǒng)和新系統(tǒng)的替換是必要的?？捎糜谕茢辔磥硎欠癯晒κ褂玫默F(xiàn)有系統(tǒng)的技術(shù)方法現(xiàn)有系統(tǒng)是從系統(tǒng)分析中收集各種數(shù)據(jù)資料的重要來源之一?，F(xiàn)有系統(tǒng)：(1)自然地理(2)天然原料種類和供應(yīng)(3

16、)氣象(4)動(dòng)植物習(xí)性(5)自然因素的物理特性。具有自然環(huán)境、系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的客觀約束特性。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是企業(yè)內(nèi)外適應(yīng)產(chǎn)品技術(shù)的基礎(chǔ)。標(biāo)準(zhǔn)通常是指由主管部門認(rèn)可和決定，作為衡量數(shù)量、數(shù)據(jù)、等級(jí)、價(jià)值、規(guī)格等的規(guī)定。標(biāo)準(zhǔn)通常由國家、部門或行業(yè)以國際、浮標(biāo)、行的代號(hào)編號(hào)格式公布。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：以技術(shù)語言表達(dá)技術(shù)相關(guān)法規(guī)。，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，三個(gè)問題：(1)新系統(tǒng)全面發(fā)展前是否有可用的技術(shù)成果或新發(fā)明；(2)是否有新的加工技術(shù)或工藝方法；(3)是否有新的維修、安裝、操作方法?？萍及l(fā)展要素測量，2 .經(jīng)濟(jì)及經(jīng)營管理環(huán)境，這是影響系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)過程和經(jīng)營狀態(tài)的因素。(1)政府和政策作用。政策是政府通過權(quán)力、政策和各級(jí)管理機(jī)構(gòu)管理社會(huì)、經(jīng)濟(jì)組織的重要管理手段，任何社會(huì)、經(jīng)濟(jì)組織都不能脫離政府的方針、政策自由行動(dòng)。系統(tǒng)分析必須充分分析和認(rèn)識(shí)政府和政策角色的支持、制約和影響。政策政策以在競爭中獲得生存和發(fā)展為前提。企業(yè)的政策必須包