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1、系统工程教学大纲System Engineering【课程编号】【课程类别】相关学科基础课【学 分 数】3 【适用专业】理工科各专业【学 时 数】54 【编写日期】2007年11月8日一、教学目标系统工程是一门以系统为研究对象，以运筹学、信息论、控制论、管理科学等科学理论为基础，高度综合地运用电子计算机等各种现代技术，担负总体协调使命的管理与设计学科。本课程力图将这门组织管理的技术与运筹决策的艺术结合起来介绍给学生。培养学生综合集成的思维和能力；掌握系统工程的基本方法和工具，包括一些软件的应用。以课堂多媒体讲授为主，通过课下布置作业和课堂实践和上机实习锻炼学生自主学习的能力。二、教学内容和学时
2、分配（一）第一章 导言 3学时 主要内容：第一节 系统与系统工程第二节 系统工程发展概况第三节 学习系统工程的意义第四节 系统工程方法论教学要求：对系统工程课程的了解以及对系统工程学科的了解。使学生了解系统工程涵盖的基本内容和应用方向，系统工程的方法论；系统工程的发展简史以及基本的学习方法和教学方法。重点、难点：综合集成方法的掌握以及系统的思维方式培养（二）第二章 系统研究与系统设计 8学时主要内容：第一节 问题状况及其属性第二节 头脑风暴法第三节 KJ法第四节 案例与习题教学要求：使学生掌握系统研究和系统设计的一般思路和工作流程。问题状况的概念及其三个属性的界定；目标和系统，非序列多层目标和
3、序列多层目标；头脑风暴法的原理和具体案例应用；KJ法的原理和具体案例；软系统思维方法和硬系统思维方法；教育投资的系统研究案例讲解；系统设计的案例讲解。重点、难点：问题状况的将来性，限制性和特异性；创造性思维方法的训练其它教学环节： 2个学时案例讨论课（三）第三章 系统建模 12学时 主要内容：第一节 结构模型第二节 网络模型和网络技术（选讲）第三节 层次分析法第四节 投入产出法教学要求：1掌握系统建模的一般原理和建模原则；掌握有向图、邻接矩阵、可达矩阵、底层单元、前因素集和可达集等基本概念，了解结构模型的构建过程和实际应用；2 了解网络模型中的最大流模型的构建和应用；3 了解层次分析法解决问题
4、的范畴以及特点，掌握层次结构模型构建的思路和方法，明确一致性检验和特征向量的含义，了解可以用层次分析法解决问题的领域。4 了解投入产出法的概念、起源以及发展；掌握完全消耗系数、直接消耗系数等几个重要概念的涵义，会编制投入产出表。重点、难点：结构模型的区域划分和级别划分；一致性检验；完全消耗系数。其它教学环节：2个学时习题课，2学时上机实习课（四）第四章 系统模拟与预测 12学时 主要内容：第一节 特尔斐法第二节 时间序列分析第三节 马尔可夫预测第四节 系统动力学模型教学要求：1了解系统预测的基本含义、本质以及系统预测方法的分类和预测的基本步骤；2掌握系统定性分析的特尔斐方法和定量预测中的时间序
5、列分析方法；3了解马尔可夫预测方法的原理及其在市场占有率预测、设备维修、房地产市场营销、景观动态演变预测和能源结构预测方面的应用；4了解系统动力学模型的构建，掌握stella软件的基本应用。理解反馈系统的构建和系统动力学流图。 重点、难点：专家调查表的设计要点；马尔科夫预测的基本原理以及其中的两个关键概念：状态概率和状态转移概率，尤其是平衡（稳定）状态的概率预测，重点讲解在不同的应用中状态转移概率矩阵的计算和确定方法；反馈系统和系统动力学流图之间的转换。其它教学环节： 4个学时上机实习课（五）第五章 多目标规划与优化 1学时 主要内容：合理安排生产使利润最大化的单目标决策问题，使利润最大化的同
6、时银行贷款最少的多目标决策问题以及如何使钢筋下料最节省。教学要求：多目标规划的原理和方法，如何构建目标函数和约束条件。（六）第六章 系统的经济性分析 3学时 主要内容：第一节 资金的若干概念第二节 资金等值计算公式第三节 经济性分析指标教学要求： 掌握资金经济性分析中涉及到的几个概念，等值资金，资金的时值、现值、将来值；理解资本和时间的关系；掌握投资回收期（PT），投资利润率，投资利税率，净现值（NPV），内部收益率（IRR）和动态投资回收期（PTd）几个经济性分析指标的含义和计算方法。重点、难点：等值资金；内部收益率。其它教学环节： 2个学时讨论课（七）第七章 系统评价 7学时 主要内容：第
7、一节 预备知识第二节 理想系数法第三节 主次兼顾法第四节 效益成本法 / 罗马尼亚选择法第五节 模糊综合评判法教学要求：1了解系统评价是对系统开发提供的各种可行方案，从各个方面予以综合考察，全面权衡利弊得失，为系统决策提供科学依据的一个过程；包括指标数量化和指标归一化两方面。2理解评价指标体系建立需要涉及社会、经济，技术，政治和生态等诸方面的要素。3掌握评价指标综合的几种方法并且能够熟练计算。重点、难点：模糊综合评判方法中隶属度函数的构造其它教学环节： 1个学时习题课，2学时案例讨论课（八）第八章 系统决策 8学时 主要内容：第一节 预备知识第二节 决策表法第三节 决策矩阵法第四节 决策树法第
8、五节 贝叶斯决策第六节 效用理论教学要求： 1诺贝尔奖得主H.A.西蒙说过“管理就是决策”，通过对系统决策的决策阶段与过程的了解使学生深刻理解系统决策的内涵。2理解几个重要概念：自然状态，益损值，先验概率，转折概率，完全信息与抽样信息，效用，情报的价值以及贝叶斯定理，风险型决策。3掌握决策表法和决策树法的原理并且会熟练运算。重点、难点：效用理论的理解其它教学环节：2个学时案例讨论课三、教材与学习资源教材：谭跃进、陈英武、易进先编著.1999.系统工程原理. 湖南长沙:国防科技大学出版社.参考书:1 顾培亮编著.1998. 系统分析与协调.天津:天津大学出版社.2 林定夷编著.1998.系统工程
9、概论.广州:中山大学出版社.3 汪应洛主编.2003.系统工程（第3版）.北京：机械工业出版社.4 汪应洛主编.1998.系统工程理论、方法与应用.北京：高等教育出版社.5 Andrew Ford ed.1999.Modeling the Environment-An introduction to system dynamics models of environmental systems. Island Press.重点推介期刊:系统工程理论与实践杂志（EI引用刊物）四、先修课要求必须修过高等数学，最好也有线性代数的基础。五、考核方式 1 成绩构成 采用结构式记分方法和百分计分制。课程结
10、束后的闭卷考试（期末考试）成绩占60%；系统分析小组的工作及其结果（课堂讨论、分析报告）占 20%；平时作业及课堂练习等占20%。 2 小组项目 课程进行之初，以宿舍为单位等，组建由5人组成的系统分析小组。各小组首先完成课程第一段所布置的思考讨论题，并在“系统工程方法论”一讲结束前，结合实际提出一个可用系统分析原理加以分析的问题，或根据教师提供的问题背景，初步形成小组拟分析问题的题目（课堂讨论）；随着课程内容的推进，各小组完成应用系统分析报告的框架，结课前在全班进行交流（课堂讨论）；课程全部结束后，完成正式的系统分析报告。分析中鼓励使用必要的专用软件。 3 方法练习 课外及时、自觉做好具体系统分析方法部分每章的思考与练习题，在此基础上做好三次上机练习和三次习题讨论课，强化对基本方法的掌握和应用。