第一章-系統(tǒng)科學(xué)概述

1、第一章系統(tǒng)科學(xué)概述,參考資料：,汪應(yīng)洛. 系統(tǒng)工程(第4版). 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社. 2008.6 錢學(xué)森.系統(tǒng)科學(xué)、思維科學(xué)和人體科學(xué)，自然雜志1981,(l) 許國(guó)志. 系統(tǒng)科學(xué). 上海：上?？萍冀逃霭嫔? 2000.9 顧基發(fā)、唐錫晉. 物理事理人理系統(tǒng)方法論-理論與應(yīng)用,上?？萍冀逃霭嫔?2006 苗東升. 系統(tǒng)科學(xué)精要. 北京: 中國(guó)人民大學(xué)出版社. 1998.5 孫東川. 系統(tǒng)工程引論. 清華大學(xué)出版社, 2004 周德群. 系統(tǒng)工程概論M. 科學(xué)出版社, 2005 常紹舜. 系統(tǒng)科學(xué)方法概論，中國(guó)政法大學(xué)出版社，2004.9,學(xué)習(xí)網(wǎng)站：,西安交通大學(xué)：國(guó)家級(jí)精品課程 ht

2、tp:/se- 國(guó)防科技大學(xué)：精品課程（最早在國(guó)內(nèi)創(chuàng)立系統(tǒng)工程專業(yè) ） ,主要內(nèi)容：,一、系統(tǒng)科學(xué)理論 二、系統(tǒng) 三、系統(tǒng)工程 四、管理學(xué)與運(yùn)籌學(xué),一、系統(tǒng)科學(xué)理論,系統(tǒng)科學(xué)是“老三論”和“新三論” 的總稱 是現(xiàn)代自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、思維科學(xué)發(fā)展綜合的結(jié)果 是現(xiàn)代科學(xué)研究共同的一般方法論 它的技術(shù)基礎(chǔ)是運(yùn)籌學(xué)、控制論、信息論等，它的應(yīng)用技術(shù)是系統(tǒng)工程。,系統(tǒng)科學(xué)理論,“老三論”和“新三論” 三個(gè)基本原理 系統(tǒng)方法,“三論”和“新三論”,“三論” 系統(tǒng)論 控制論 信息論,“新三論” 耗散結(jié)構(gòu)理論 協(xié)同論 突變論,返回,系統(tǒng)論,一門邏輯和數(shù)學(xué)領(lǐng)域的科學(xué) 目的是企圖確定適用于普遍系統(tǒng)的一般原則 研究

3、一切客觀現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)共同的特征、本質(zhì)、原理和規(guī)律,一般系統(tǒng)論的起源,系統(tǒng)論的觀點(diǎn)起源于：20世紀(jì)20年代 最早是美籍奧地利理論生物學(xué)家路貝塔朗菲（L.Von.Bertalanffy）提出 1945年關(guān)于一般系統(tǒng)論 1952年發(fā)表“抗體系統(tǒng)論” 1968年貝塔朗菲發(fā)表的專著：一般系統(tǒng)理論基礎(chǔ)、發(fā)展和應(yīng)用 1973年提出了一般系統(tǒng)論原理,系統(tǒng)論的內(nèi)容,系統(tǒng)是“由相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合成的具有特定功能的有機(jī)整體”。 系統(tǒng)論認(rèn)為 世界上一切事物、現(xiàn)象和過(guò)程幾乎都是有機(jī)整體，且又都自成系統(tǒng)、互為系統(tǒng) 每個(gè)系統(tǒng)都是在與環(huán)境發(fā)生物質(zhì)、能量、信息的交換中變化發(fā)展，并能保持動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的開(kāi)放系統(tǒng) 系統(tǒng)內(nèi)部

4、及系統(tǒng)之間保持一種有序狀態(tài),返回,控制論,創(chuàng)始人維納（Wiener N） 控制論是在機(jī)構(gòu)、有機(jī)體和社會(huì)中的控制 和通訊的科學(xué) 。 研究對(duì)象是控制系統(tǒng) 以揭示不同系統(tǒng)的共同的控制規(guī)律為理論目的 1948 年諾伯特維納發(fā)表了著名的控制論關(guān)于在動(dòng)物和機(jī)器中控制和通訊的科學(xué),返回,信息論,香農(nóng)（美國(guó)數(shù)學(xué)家）創(chuàng)立 1948年10月發(fā)表于貝爾系統(tǒng)技術(shù)學(xué)報(bào)上的論文A Mathematical Theory of Communication 狹義信息論是研究在通訊系統(tǒng)中普遍存在著的信息傳遞的共同規(guī)律、以及如何提高各信息傳輸系統(tǒng)的有效性和可靠性的一門通訊理論。 廣義信息論被理解為運(yùn)用狹義信息論的觀點(diǎn)來(lái)研究一切問(wèn)

5、題的理論。,信息論的內(nèi)容,信息就是指消息中所包含的新內(nèi)容與新知識(shí) 信息的作用是減少和消除人們對(duì)于事物認(rèn)識(shí)的不確定性 信息是一切系統(tǒng)保持一定結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)其功能的基礎(chǔ) 信息論認(rèn)為，系統(tǒng)正是通過(guò)獲取、傳遞、加工與處理信息而實(shí)現(xiàn)其有目的的運(yùn)動(dòng)的。,返回,老三論的側(cè)重點(diǎn)：,系統(tǒng)論是研究系統(tǒng)的模式、性能、行為和規(guī)律的一門科學(xué)。為人們認(rèn)識(shí)各種系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)、性能、行為和發(fā)展規(guī)律提供一般方法論的指導(dǎo)。 人們研究和認(rèn)識(shí)系統(tǒng)的目的之一就在于有效地控制和管理系統(tǒng)?？刂普搫t為人們對(duì)系統(tǒng)的管理和控制提供了一般方法論的指導(dǎo)。 為了正確地認(rèn)識(shí)并有效地管理與控制系統(tǒng)，必須了解和掌握系統(tǒng)的各種信息的流動(dòng)與交換，信息論為此提供了

6、一般方法論的指導(dǎo)。,耗散結(jié)構(gòu)理論,由比利時(shí)物理學(xué)家普利高津1969年創(chuàng)建。 開(kāi)放系統(tǒng)在遠(yuǎn)離平衡態(tài)的情況下，在外界條件發(fā)生變化達(dá)到一定閾值時(shí)，會(huì)突然出現(xiàn)以新的方式組織起來(lái)的現(xiàn)象產(chǎn)生新的質(zhì)變，從原來(lái)混飩無(wú)序的混亂狀態(tài)，轉(zhuǎn)變?yōu)樵跁r(shí)空上或功能上的有序狀態(tài)。 普利高津把這種關(guān)于在遠(yuǎn)離平衡態(tài)情況下突變后形成的有序狀態(tài)稱耗散結(jié)構(gòu)。,耗散結(jié)構(gòu)理論的意義在于它指出了化學(xué)、生態(tài)系統(tǒng)等許多復(fù)雜系統(tǒng)由無(wú)序轉(zhuǎn)向有序的規(guī)律是一般的，溝通了生命系統(tǒng)與非生命系統(tǒng)之間的聯(lián)系。 事物要尋求發(fā)展，就得保持其系統(tǒng)是開(kāi)放的，與外界有能量、物質(zhì)、信息的交換。,協(xié)同學(xué),由原西德理論物理學(xué)家哈肯（Haken）1977年創(chuàng)立。 協(xié)同學(xué)是一種研

7、究各種不同系統(tǒng)在一定外部條件下，系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)之間通過(guò)非線性相互作用產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使系統(tǒng)從混飩無(wú)序狀態(tài)向有序狀態(tài)，從低級(jí)有序狀態(tài)向高級(jí)有序狀態(tài)，以及從有序狀態(tài)向混飩狀態(tài)轉(zhuǎn)化的機(jī)理和共同規(guī)律的理論。,協(xié)同學(xué)研究和揭示了在一定條件下，不同系統(tǒng)通過(guò)子系統(tǒng)間的協(xié)同作用與自組織，從無(wú)序向有序轉(zhuǎn)變的共同規(guī)律和特征，因而在自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域有著比耗散結(jié)構(gòu)理論有更廣的適用領(lǐng)域和應(yīng)用前景。,突變論,是由法國(guó)數(shù)學(xué)家勒內(nèi)托姆（ReneThorn）于1972年創(chuàng)立的。 突變論從量的角度研究各種事物的不連續(xù)變化問(wèn)題，進(jìn)行從量變到質(zhì)變的研究。 突變論以結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究，說(shuō)明系統(tǒng)的穩(wěn)定與非穩(wěn)定

8、、漸變與突變的特征及其相互關(guān)系，揭示系統(tǒng)狀態(tài)演變的內(nèi)部因素與外界條件。,其它相關(guān)術(shù)語(yǔ),艾根：超循環(huán)理論 在循環(huán)系列中，每個(gè)單元既能自我復(fù)制，又能對(duì)下一個(gè)單元起催化作用。 還原論： 主張把高級(jí)運(yùn)動(dòng)形式還原為低級(jí)運(yùn)動(dòng)形式的一種哲學(xué)觀點(diǎn)。它認(rèn)為現(xiàn)實(shí)生活中的每一種現(xiàn)象都可看成是更低級(jí)、更基本的現(xiàn)象的集合體或組成物，因而可以用低級(jí)運(yùn)動(dòng)形式的規(guī)律代替高級(jí)運(yùn)動(dòng)形式的規(guī)律。還原論派生出來(lái)的方法論手段就是對(duì)研究對(duì)象不斷進(jìn)行分析，恢復(fù)其最原始的狀態(tài)，化復(fù)雜為簡(jiǎn)單。,自組織 在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)空間、時(shí)間或功能的結(jié)構(gòu)過(guò)程中，如果沒(méi)有外界的特定干擾，僅是依靠系統(tǒng)內(nèi)部的相互作用來(lái)達(dá)到，內(nèi)部由無(wú)序變?yōu)橛行?，這種系統(tǒng)稱之為自組織。

9、如：魚鱗云 貝納德花紋,非線性科學(xué) 自然界和社會(huì)大量存在的是非線性問(wèn)題和非線性作用，線性作用其實(shí)只不過(guò)是非線性作用在一定條件下的近似。 線性相互作用不產(chǎn)生新的性質(zhì)，非線性相互作用引起新的性質(zhì)，使得無(wú)序到有序。,自然界和社會(huì)中的非線性作用： 如天體演化、星球運(yùn)行、地震海嘯、海潮起伏、化學(xué)振蕩、生物繁衍、股票漲落 非線性科學(xué)：以近代數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)為主要工具，以各種非線性系統(tǒng)為研究對(duì)象，找出其基本規(guī)律的學(xué)科。 基本組成部分： 耗散結(jié)構(gòu)理論、混沌理論、分形幾何學(xué)等都是非線性科學(xué)的。,混 沌 混沌 （chaos ）：混沌不是純粹的無(wú)序、混亂、模糊，而是具有確定性的非線性系統(tǒng)。 自然界物質(zhì)運(yùn)動(dòng)三種形式： 1

10、、嚴(yán)格確定性的運(yùn)動(dòng) 2、徹底隨機(jī)混亂的運(yùn)動(dòng) 3、就是介于這兩者之間的混沌運(yùn)動(dòng)，被嚴(yán)格限制在穩(wěn)定范圍之內(nèi)的混亂運(yùn)動(dòng)。 在混沌運(yùn)動(dòng)中，初始條件有微小的改變，就可能引起后來(lái)的運(yùn)動(dòng)變得面目全非。,蝴蝶效應(yīng) 混沌現(xiàn)象的基本特點(diǎn)：氣象學(xué)家洛倫茲研究大氣流動(dòng)時(shí)揭示出混沌現(xiàn)象的基本特點(diǎn)： 1、具有不可預(yù)言性 2、對(duì)初始條件的極端敏感依賴性 “因小失大” 逐級(jí)放大： 釘子缺，蹄鐵卸； 蹄鐵卸，戰(zhàn)馬蹶； 戰(zhàn)馬蹶，騎士絕； 騎士絕，戰(zhàn)事折； 戰(zhàn)事折，國(guó)家滅。 蝴蝶效應(yīng)：一只蝴蝶在巴西熱帶雨林中輕輕煽動(dòng)它的翅膀，可能會(huì)引起美國(guó)德州上空的一場(chǎng)龍卷風(fēng)。,分 形 分形：部分以某種形式與整體相似的形狀就叫做分形。 分形的基本

11、特征： 1、形態(tài)的不規(guī)則性； 2、結(jié)構(gòu)的精細(xì)性 3、局部與整體的自相似性 4、維數(shù)的非整數(shù)性,系統(tǒng)科學(xué)理論的基本原理,反饋原理 有序原理 整體原理,反饋原理,環(huán)境變化所產(chǎn)生的干擾信息作用于受控部分，引起輸出信息的改變，反送到輸入端時(shí)，稱為 反饋信息,有序原理,重視系統(tǒng)內(nèi)各要素的合理組織 重視系統(tǒng)的有序程度 發(fā)揮系統(tǒng)可能的功能,整體原理,整體大于各孤立部分的總和 整體原理要求人們?cè)谘芯繂?wèn)題時(shí)，要牢固樹(shù)立全局、整體的觀念，不僅要注意發(fā)揮系統(tǒng)中各部分的功能，更重要的是注意發(fā)揮各部分相互聯(lián)系形成結(jié)構(gòu)的功能,返回,系統(tǒng)方法,系統(tǒng)方法的定義 系統(tǒng)方法 是按事物本身的系統(tǒng)性把研究對(duì)象作為一個(gè)具有一定組織、結(jié)

12、構(gòu)和功能的整體來(lái)加以考察的一種方法 根本目的是最優(yōu)化,1、系統(tǒng)思想的產(chǎn)生 系統(tǒng)思想（system thought）就其最基本的涵義來(lái)說(shuō)，是關(guān)于事物的整體性觀念、相互聯(lián)系的觀念、演化發(fā)展的觀念。,二、系統(tǒng),系統(tǒng)概念來(lái)源于古代人類社會(huì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)：,管子地員篇對(duì)農(nóng)作與種子、地形、土壤、水分、肥料、季節(jié)、氣候諸因素的關(guān)系的系統(tǒng)敘述。 齊國(guó)名醫(yī)篇鵲主張按病人氣色、聲音、形貌綜合分析，用刮痧、針灸、湯液、按摩、熨貼多種療法治病。,周秦至西漢初年古代醫(yī)學(xué)總集的黃帝內(nèi)經(jīng)，強(qiáng)調(diào)人體各器官的有機(jī)聯(lián)系、生理現(xiàn)象和心理現(xiàn)象的聯(lián)系、身體健康與自然環(huán)境的聯(lián)系。（中醫(yī)的系統(tǒng)思想）。,戰(zhàn)國(guó)時(shí)期秦國(guó)李冰父子設(shè)計(jì)修造了偉大的都江堰

13、，包括“魚咀”岷江分水工程、“飛沙堰”分洪排沙工程、“寶瓶口”引水工程三大主體工程和一百二十個(gè)附屬渠堰工程，工程之間的聯(lián)系處理得恰到好處，形成一個(gè)協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)的工程總體。,四川都江堰水利工程,戰(zhàn)國(guó)時(shí)期(公元前256年)秦國(guó)李冰父子設(shè)計(jì)修造了偉大的都江堰（歷時(shí)14年），是全世界至今為止，年代最久、唯一留存、以無(wú)壩引水為特征的宏大水利工程。兩千多年來(lái)，它一直發(fā)揮著防洪灌溉作用，使成都平原成為水旱從人、沃野千里的天府之國(guó)。 都江堰，包括“魚咀”岷江分水工程、“飛沙堰”分洪排沙工程、“寶瓶口”引水工程三大主體工程和一百二十個(gè)附屬渠堰工程，工程之間的聯(lián)系處理得恰到好處，形成一個(gè)協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)的工程總體。,魚嘴分水

14、工程,內(nèi)江河床低而枯水季節(jié)六成引水，外江河床寬，則洪水季節(jié)六成泄洪。,“飛沙堰”溢洪道,高出內(nèi)江河床2.15米,寶 瓶 口,玉壘山,離堆,離堆,離堆,20米寬,百米之寬,系統(tǒng)思想的成熟與發(fā)展,古代樸素的系統(tǒng)思想雖然強(qiáng)調(diào)對(duì)自然界整體性、統(tǒng)一性、相關(guān)性的認(rèn)識(shí)，但是這種認(rèn)識(shí)是非常膚淺的、片面的，與真正的系統(tǒng)思想、系統(tǒng)觀念還有很大的距離。這是由于當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)還十分落后，人類改造世界的能力有限，規(guī)模也很小，自然對(duì)客觀世界中的各種復(fù)雜的依賴關(guān)系、制約關(guān)系的認(rèn)識(shí)就不夠深刻、全面。,19世紀(jì)上半期，特別是進(jìn)入20世紀(jì)以后，社會(huì)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)得到了空前的發(fā)展。人類改造世界的規(guī)模越來(lái)越大，程度越來(lái)越深，

15、隨之而來(lái)的是，面臨著越來(lái)越多的前所未有的問(wèn)題。,如：在人類的生產(chǎn)活動(dòng)中，為什么有時(shí)候事半功倍，有時(shí)候卻事倍功半？為什么有時(shí)候事與愿順，有時(shí)候卻事與愿違？為什么有時(shí)候局部和眼前的效果與總體的、長(zhǎng)遠(yuǎn)的效果一致，而有時(shí)候卻相反？為什么有時(shí)候一個(gè)優(yōu)良的甚至是一般的局部可以組成一個(gè)優(yōu)良的整體，而有時(shí)候卻恰恰相反？,這些涉及面極廣而又帶有普遍意義的問(wèn)題令人深思，人們認(rèn)識(shí)到，只是在哲學(xué)層次上研究事物間互相聯(lián)系、互相影響的規(guī)律是不夠的，還必須以辯證唯物主義為指導(dǎo)，在一般科學(xué)的層次內(nèi)，對(duì)事物互相影響的形式、互相影響的途徑、以及這種影響所產(chǎn)生的后果進(jìn)行精確的、定量的研究，也就是說(shuō)必須從系統(tǒng)的角度來(lái)考察和研究整個(gè)世

16、界。系統(tǒng)思想正是在這種歷史背景下產(chǎn)生和發(fā)展起來(lái)的。,“系統(tǒng)是由相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合的具有特定功能的有機(jī)整體，而且這個(gè)系統(tǒng)本身又是它所從屬的一個(gè)更大系統(tǒng)的組成部分?！?錢學(xué)森,2、系統(tǒng)的概念,系統(tǒng)概念的要點(diǎn)：,系統(tǒng)是由若干元素組成的； 這些元素相互作用、相互依賴； 由于元素間的相互作用，使系統(tǒng)作為一個(gè)整體具有特定的功能。,一個(gè)系統(tǒng)S可以通過(guò)系統(tǒng)的組成元素C（Cell）、關(guān)系（結(jié)構(gòu)）R（Relation）、功能F（Function）和環(huán)境E（Environment）這四類參數(shù)來(lái)進(jìn)行描述，即 S=C，R，F(xiàn)，E,3、系統(tǒng)的特性,系統(tǒng)的特性主要表現(xiàn)為系統(tǒng)的整體性、相關(guān)性、目的性和環(huán)境適

17、應(yīng)性。,系統(tǒng)的各要素之間存在一定的組合方式，各要素之間是相互統(tǒng)一和協(xié)調(diào)的，系統(tǒng)整體的功能不是各組成要素功能的簡(jiǎn)單迭加，而是呈現(xiàn)出各組成要素所沒(méi)有的新的功能，并且一般來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)的整體功能大于各組成要素的功能總和。 用公式表示即： F Fi 式中：F是系統(tǒng)的整體功能； Fi是系統(tǒng)第i個(gè)要素的功能（ i = 1，2，3， ， n ）。,整體性,系統(tǒng)整體功能大于其組成要素功能的總和，這不僅是在量的方面，更著重于質(zhì)的方面。例如，一些零部件只有組裝成一臺(tái)機(jī)器，組成一個(gè)機(jī)器系統(tǒng)，才能充分發(fā)揮其功能，而單獨(dú)的一個(gè)零件、一個(gè)螺絲釘是沒(méi)有機(jī)器的屬性，是不具備機(jī)器的功能的。,112？ “三個(gè)臭皮匠，賽過(guò)一個(gè)諸葛亮”

18、 “三個(gè)和尚沒(méi)水吃”,為了提高系統(tǒng)的整體功能，增強(qiáng)系統(tǒng)的整體效應(yīng)，必須作到： 1、一切從整體出發(fā)。 2、各要素的結(jié)合要保持合理，注意從提高整體功能的角度去提高和協(xié)調(diào)要素的功能。,各要素是相互聯(lián)系、相互作用、相互依存、又相互制約的。系統(tǒng)中每個(gè)要素的存在都依賴于其它要素的存在，系統(tǒng)中任一要素的變化都將引起其它要素的變化乃至整個(gè)系統(tǒng)的變化。,相關(guān)性,例如：廣州市的交通系統(tǒng),包括：交通管制系統(tǒng)，交通網(wǎng)、運(yùn)輸工具、信號(hào)控制等要素在這個(gè)系統(tǒng)中是相互關(guān)聯(lián)的，通過(guò)它們之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，使交通網(wǎng)上的運(yùn)輸工具有條不紊地運(yùn)行。如果各個(gè)要素各自為政，那么它們就不能組成相互協(xié)調(diào)的系統(tǒng)，勢(shì)必會(huì)造成交通的紊亂。,因此，必須努

19、力建立起系統(tǒng)各要素之間的合理關(guān)系，以消除相互間的盲目聯(lián)系和無(wú)效行動(dòng)。,任何一個(gè)系統(tǒng)都有它的目的，否則，也就失去了這個(gè)系統(tǒng)存在的價(jià)值和意義。 如：人體的呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng) 汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、電氣系統(tǒng),目的性,例如企業(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)。,任何一個(gè)系統(tǒng)都存在于一定的物質(zhì)環(huán)境中，環(huán)境的變化對(duì)系統(tǒng)的變化有很大的影響，同時(shí)，系統(tǒng)的作用也會(huì)引起環(huán)境的變化。兩者相互影響作用的結(jié)果，就有可能使系統(tǒng)改變或失去原有的功能。一個(gè)好的系統(tǒng)，必須不斷地與外部環(huán)境產(chǎn)生物質(zhì)的、能量

20、的和信息的交換，才能適應(yīng)外部環(huán)境的變化，這就是環(huán)境適應(yīng)性。,環(huán)境適應(yīng)性,例如：一個(gè)港口，如果能夠經(jīng)常了解同類港口和有關(guān)行業(yè)的動(dòng)向，了解國(guó)家、用戶和外貿(mào)的客貨運(yùn)要求，了解港口所處地區(qū)的工農(nóng)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r、生產(chǎn)力的布局、產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)等等外部環(huán)境信息，并且能夠根據(jù)這些外部信息及時(shí)調(diào)整港口的戰(zhàn)略決策，那么，這個(gè)港口系統(tǒng)就有很好的環(huán)境適應(yīng)性，就是一個(gè)理想的系統(tǒng)。否則，就是一個(gè)沒(méi)有生命力的系統(tǒng)，就不能很好地完成系統(tǒng)的目的。,實(shí)例： 例11 ： 城市交通綜合系統(tǒng) 城市交通綜合系統(tǒng)是一個(gè)龐大的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，它本身的狀態(tài)是隨時(shí)間變化而變化的。其結(jié)構(gòu)如圖11 所示：,圖 1 1 城市交通綜合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,從結(jié)構(gòu)圖可以看出，

21、城市交通系統(tǒng)具有以下四個(gè)特性：, 整體性 城市交通系統(tǒng)是由人、車、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)。 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。, 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。 環(huán)境適應(yīng)性 城市交通系統(tǒng)處于社會(huì)環(huán)境之中，受周圍環(huán)境的影響和制約，并與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。,4、系統(tǒng)分類,1自然系統(tǒng)和人造系統(tǒng)：自然系統(tǒng)是由自然物為要素形成的系統(tǒng)。如森林系統(tǒng)、人類系統(tǒng)、海

22、洋系統(tǒng)、大氣系統(tǒng)等等。組成要素是由人類制造、加工的系統(tǒng)叫做人工系統(tǒng)。如運(yùn)輸系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、工程技術(shù)系統(tǒng)、經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng)等。 2實(shí)體系統(tǒng)和概念系統(tǒng)：實(shí)體系統(tǒng)是以礦物、生物等實(shí)體組成的系統(tǒng)，其要素是具有實(shí)體的物質(zhì)；概念系統(tǒng)是由概念、原理、原則、方法、制度等觀念性的東西組成的，如科技體制、教育體系、法律系統(tǒng)等。,3封閉系統(tǒng)和開(kāi)放系統(tǒng)：封閉系統(tǒng)與外界環(huán)境不發(fā)生任何形式的交換。開(kāi)放系統(tǒng)與環(huán)境有相互關(guān)系，能從環(huán)境得到輸入，并向環(huán)境輸出。 4靜態(tài)系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)系統(tǒng)：這是以系統(tǒng)的形態(tài)是否隨時(shí)間變化為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行分類的 。動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，是隨時(shí)間而發(fā)生變化的系統(tǒng)。,三、系統(tǒng)工程,“系統(tǒng)工程是組織管理系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設(shè)計(jì)、制

23、造、試驗(yàn)和使用的科學(xué)方法，是一種對(duì)所有系統(tǒng)都具有普遍意義的科學(xué)”，“系統(tǒng)工程是一門組織管理的技術(shù)”。 錢學(xué)森,系統(tǒng)工程在自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)之間架設(shè)了一座溝通的橋梁?，F(xiàn)代數(shù)學(xué)方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過(guò)系統(tǒng)工程，為社會(huì)科學(xué)研究提供了極為有用的定量方法模型方法、模擬實(shí)驗(yàn)方法和優(yōu)化方法。,系統(tǒng)工程的應(yīng)用,我國(guó)古代的都江堰水利工程； 二次大戰(zhàn)中英美在反空襲、反潛艇、商船護(hù)航、布置水雷等； 1940年美國(guó)的原子彈計(jì)劃：該計(jì)劃領(lǐng)導(dǎo)人奧本海默只用了3年半時(shí)間，組織了1.5萬(wàn)多名科技人員，12萬(wàn)生產(chǎn)人員； 美國(guó)蘭德公司的工作：實(shí)驗(yàn)性環(huán)球空間飛行器的初步設(shè)計(jì)； 阿波羅登月計(jì)劃于1969年成功，美國(guó)人稱這是系統(tǒng)工程的輝

24、煌頂點(diǎn)。資金240億美元，科技人員42萬(wàn)，遍布美國(guó)的2萬(wàn)多個(gè)工廠分工承擔(dān)。,系統(tǒng)工程基礎(chǔ)理論與技術(shù),(1)運(yùn)籌學(xué)諸學(xué)科分支，常用者如下： 線性規(guī)劃(Linear Programming) 整數(shù)規(guī)劃(Integer Programming) 非線性規(guī)劃(Non-Linear Programming) 目標(biāo)規(guī)劃(Goal Programming) 動(dòng)態(tài)規(guī)劃(Dynamic Programming) 圖論及網(wǎng)絡(luò)分析(Graph Theory & Network Analysis) 排隊(duì)論(Queuing Theory) 存貯論(Inventory theory) 決策論(Decision Theor

25、y) 對(duì)策論(Game Theory),（2）現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)若干學(xué)科分支，往往與研究隨機(jī)現(xiàn)象及模糊現(xiàn)象相關(guān)，如： 可靠性理論(Reliability Theory) 模糊數(shù)學(xué)(Fuzzy Logic) 灰色系統(tǒng)理論(Grey System Theory) (3)與計(jì)算機(jī)技術(shù)密切結(jié)合的交又學(xué)科分支。如： 系統(tǒng)模擬(System Simulation) 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)學(xué)(System Dynamics) 人工智能學(xué)(Artificial Intelligence) 決策支持系統(tǒng)(Decision Support System) 管理信息系統(tǒng)(Management Information System) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(Computer-Aided Design),需要說(shuō)明的是：, 除上述各學(xué)科的分支以外，有些更為基礎(chǔ)性的應(yīng)用數(shù)學(xué)或計(jì)算分支，如概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、隨機(jī)過(guò)程、數(shù)值方法等，雖然它們應(yīng)用亦十分廣泛，但未一一列入 。 正在發(fā)展形成的系統(tǒng)論、信息論與控制論是更為宏觀的，有普遍指導(dǎo)意義的現(xiàn)代科學(xué)理論，亦未列入上述范圍。,四、管理學(xué)與運(yùn)籌學(xué),1、管理學(xué) 管理學(xué)的基本概念通過(guò)計(jì)劃、組織、控制、激勵(lì)和領(lǐng)導(dǎo)等環(huán)節(jié)來(lái)協(xié)調(diào)人力、物力和財(cái)力資源，以期更好地達(dá)到組織目標(biāo)的過(guò)程。 系統(tǒng)工程是管理學(xué)的方法基礎(chǔ)之一!,2、運(yùn)籌學(xué),運(yùn)籌學(xué)(Operat