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1、系统工程系统工程 SESystems Engineering 主讲教师 王峰梅TEL-15227265902EM-1态度决定一切态度决定一切!2学习本课程前，学习本课程前，您最关心的是什么？您最关心的是什么？3绪论绪论(一一)：学习纲要：学习纲要4绪论：学习纲要绪论：学习纲要n是什么：研究对象及其概念、定义n为什么：研究目的、宗旨、依据n怎么学：研究内容、步骤、方法 n功 用：用途、益处、意义、价值n归属地位：所属学科门类、广狭浅深此为研究任何问题、任何学问的逻辑框架此为研究任何问题、任何学问的逻辑框架5绪论：学习纲要绪论：学习纲要这些问题的归结即形成绪论。绪论是书中内容的总体框架和纲要，掌握
2、了绪论的内容就能提纲挈领，抓住知识的关键，后续学习自然会得心应手。6绪论：什么是系统工程绪论：什么是系统工程n什么是系统什么是系统n什么是系统观什么是系统观n什么是工程什么是工程n什么是系统工程什么是系统工程7系统的定义系统的定义12n韦氏大辞典：韦氏大辞典：有组织的和被组织化了的整体；结合着整体 所形成的各种概念原理和原理的综合；由有规则、相互作用、相互依赖的诸要素形成的集合。n贝塔朗菲：贝塔朗菲：【奥奥】一般系统论的创始人一般系统论的创始人相互作用的诸要素的综合体。8系统的定义系统的定义n日本工业标准：日本工业标准：许多组成要素保持有机的秩序，向同一目标行动的集合体。n钱学森教授：系统工程
3、的倡导者和奠基人钱学森教授：系统工程的倡导者和奠基人系统是由相互作用、相互依赖的若干组成部分结合的具有特定功能的有机整体，而这个系统本身又是它所从属的更大系统的组成部分。9What？系统系统系统系统(System)(System)由两个以上相互联系联系、相互依赖依赖、相互制约制约、相互作用作用的要素所组成的，具有特定层次层次、结构结构、环境环境和功能功能的要要素集合体素集合体，朝着某个特定目标目标运动发展的有机整体整体，其本身又是从属于更大系统的组成部分。思考：思考：我们身边的事物哪些符合系统的定义而称之为系统？10What？什么是系统什么是系统例如：学校就是一个系统，其他如：一个家庭、企业、
4、社会、国家、星系都可以看作是一个系统，甚至一粒微尘、一只鸟、一部机器、一套制度、一句话也是一个系统。大致宏观小致微观、从无生命的到有生命的事物都可以作为系统看待和研究。系统的存在具有普遍性普遍性。所有的事物都可以看做是系统，系统无处不在，其大无外、其小无内。11What？什么是系统观什么是系统观 系统观系统观即整体整体/全局全局、联系联系、动态动态地看待事物的方法，它不同于一般片面片面、孤立孤立、静止静止的分析方法。是整体整体最优最优的观念。是一一元观元观而非二分法二分法*。注注：量子力学领域最前沿的科学成果报告得出二分法是错误的，心理和物理集事物于一身。日本江本胜博士的水结晶实验的结果就是最
5、好的证明。12语言与大自然相应实验实验-1-1n水读了日文、英文、德文的水读了日文、英文、德文的智慧智慧 。n彼此相像，中间都是掏空，呈黑色。彼此相像，中间都是掏空，呈黑色。13语言与大自然相应实验实验-2-2n水读水读宇宙宇宙的日文、英文、希腊文的日文、英文、希腊文14语言与大自然相应实验实验-3-3n水读水读爱、感谢的日文、英文、德文的日文、英文、德文 15实验给我们的启示-1 水有见闻觉知的功能。水分占人体重量的水有见闻觉知的功能。水分占人体重量的70%70%以上，以上，地球表面积有地球表面积有70%70%被水覆盖。这些水分接收到人的讯息被水覆盖。这些水分接收到人的讯息（善念或者恶念）会
6、发生变化，那么人的身体和地球生（善念或者恶念）会发生变化，那么人的身体和地球生态会有什么样的变化呢？态会有什么样的变化呢？水结晶实验是震撼人心的，它直接反映了人的精神水结晶实验是震撼人心的，它直接反映了人的精神对物质的影响，人类的意念和言行在影响着自然环境。对物质的影响，人类的意念和言行在影响着自然环境。几千年来，人类都在探索几千年来，人类都在探索精神世界精神世界与与物质世界物质世界的关系，的关系，水结晶实验说明了水结晶实验说明了意念意念是有是有能量能量的。而的。而物质世界物质世界也蕴含也蕴含着着生命活力。生命活力。精神世界和物质世界是一个有机的精神世界和物质世界是一个有机的生命共生命共同体。
7、同体。16实验给我们的启示-2n留心您的留心您的思想思想、言语言语、行动行动，因为，因为这些这些将决定将决定你的你的命运命运！n心念心念影响巨大，所以更要影响巨大，所以更要存好心、说好存好心、说好话、做好事话、做好事让世界更美好！让世界更美好！n人人都追求幸福美满的人生，如果大家都能以人人都追求幸福美满的人生，如果大家都能以爱心和真诚心对待一切人、一切事，就可以实爱心和真诚心对待一切人、一切事，就可以实现身心和谐、人际和谐、天人和谐。现身心和谐、人际和谐、天人和谐。n人生的幸福，社会国家的安定和平，就取决于人生的幸福，社会国家的安定和平，就取决于你我心中的一念。你我心中的一念。17What？什
8、么是工程什么是工程“工程工程”创造创造或改造改造一个系统 以希望希望功能功能为前提的实践活动实践活动。创造或改造的对象不仅包含硬件硬件还包括思维观念思维观念等软件软件。18What？什么是系统工程什么是系统工程 系统工程系统工程应用系统和系统科学的理论和方法解决现实世界实际问题的思维方法思维方法和实践活动实践活动。从系统观系统观出发，跨学科跨学科地考虑问题，运用工程的方法工程的方法去研究和解决各种系统问题，以实现系统目标系统目标的综合综合最优化最优化。19系统工程系统工程 System Engineering是组组织织管管理理系系统统的规规划划、研研究究、设设计计、制制造造、试试验验和使使用用
9、的科学方法，并对所有系统都具有普遍意义的方法。钱学森钱学森20nWhy我们每天都会遭遇到各种各样的问题问题，所做的每件事也都会有结果结果(无论其好坏)，我们的愿望愿望是什么呢？都希望问题愈少问题愈少愈好、所有的结果都能尽量令人满意和圆满令人满意和圆满。怎样才能做到呢？系统工程系统工程就是来解决这一问题的。思考思考：目前社会上存在哪些系统问题？(深广度深广度)绪论绪论:为何研究为何研究 21小致我们小致我们的身心和谐问题的身心和谐问题22婚姻不和子女学习不好工作变动买房子日常烦恼小致我们小致我们的身心和谐问题的身心和谐问题23性生活性生活不满意不满意不能给予子女不能给予子女足够的教育足够的教育缺
10、乏耐心缺乏耐心态度冷淡态度冷淡对家庭的兴趣对家庭的兴趣和关心减少和关心减少压压 力力对对家庭家庭的影响的影响产生内疚或产生内疚或矛盾冲突矛盾冲突专家报告：专家报告：压力是造成夫妻矛盾和最终离婚的主要原因。对困扰缺乏耐心，人们更易于将他们的压力和不满而错误归因于他们的配偶。家庭方面家庭方面24目前消费者最头痛的问题目前消费者最头痛的问题1Problems&conflictpercent%order假冒伪劣产品太多假冒伪劣产品太多21.71虚假广告误导消费虚假广告误导消费15.22房价过高难以承受房价过高难以承受14.73食品安全事故频发食品安全事故频发10.14手机质量问题多手机质量问题多9.0
11、5商业欺诈防不胜防商业欺诈防不胜防8.16房屋装修问题较多房屋装修问题较多6.17垄断行业店大欺客垄断行业店大欺客5.38劣质农资坑农害农劣质农资坑农害农3.99不平等格式合同大量存在不平等格式合同大量存在3.210消费破坏环境消费破坏环境1.611消费浪费资源消费浪费资源1.1121.中国消费者协会中国消费者协会2007年年3月发布的月发布的“全国城镇消费维权状况全国城镇消费维权状况”调查报告调查报告25饮苦食毒年代饮苦食毒年代给我们的深思给我们的深思2627282930淡水資源岌岌可危淡水資源岌岌可危地下水、淡水湖、河川地下水、淡水湖、河川正遭受嚴重污染正遭受嚴重污染全球全球20年內陷入水
12、資源破產困境年內陷入水資源破產困境 世界經濟論壇世界經濟論壇,2009.131大量使用殺蟲劑、化肥、除草劑大量使用殺蟲劑、化肥、除草劑大規模污染地下水大規模污染地下水32環境污染誰獲益環境污染誰獲益中國衛生部統計中國衛生部統計01-06年年年出生缺陷兒達年出生缺陷兒達80-120萬萬，每每30秒就出生一個秒就出生一個近三千萬家庭曾生育過先天缺陷和殘疾兒近三千萬家庭曾生育過先天缺陷和殘疾兒資料來源：中國國家人口和計劃生育委員會資料來源：中國國家人口和計劃生育委員會33氣溫變化不是漸變氣溫變化不是漸變.而是驟變而是驟變西伯利亞永凍土面積西伯利亞永凍土面積約一百萬平方公里約一百萬平方公里含含700億
13、噸甲烷億噸甲烷若永凍土融化若永凍土融化大量沼氣將釋放大量沼氣將釋放造成地球生態大崩盤造成地球生態大崩盤34大氣二氧化碳含量大氣二氧化碳含量730兆公噸兆公噸35绪论绪论:为何研究为何研究研究目标研究目标&宗旨宗旨学习并掌握学习并掌握分析与解决各管理系统问题的思想、理论、程序和方法，学会用用系统化的思想观点、原理方法来解决解决各种复杂系统问题，尤其是大规模复杂系统大规模复杂系统问题问题。即通达通达宇宙事实真相事实真相，并学会规避问题规避问题，以最少的时间精力、最低的成本代价、最合理的资源利用解决现有的问题，现有的问题，科学、合理、圆满地处理各种人、事、物。36n决策无处不在决策无处不在n时代及社
14、会发展的特征时代及社会发展的特征n系统问题系统问题呈现多重复杂性呈现多重复杂性n系统科学发展及管理发展的需要系统科学发展及管理发展的需要绪论绪论:为何研究为何研究依据依据37n上至上至国家经济政策的宏观制定：经济改革、体制改革等政策的出台、粮食及燃油价格的调整(影响整个物价)、银行利率及外汇的确定n中至中至部门和区域经济的发展规划：部门的发展、规划，城市的综合治理、规划和发展n下下至至企业的经营管理、工程项目的选择实施和评价以及我们自身在学习和生活中遇到的各种问题和所面临的种种抉择 无一不需要经过仔细的考虑、充分、科学的分析和论证，这些都属于各种层次的系统问题，都可使用系统工程理论方法加以解决
15、。Why?决策无处不在决策无处不在38n科学技术发展迅猛，物质、能量、信息呈指数科学技术发展迅猛，物质、能量、信息呈指数增长；增长；n网络缩短空间、距离出现网络缩短空间、距离出现 地球村地球村 现象，事物现象，事物间联系空前增强；间联系空前增强；n系统元素数量增多、规模扩大、管理矛盾日益系统元素数量增多、规模扩大、管理矛盾日益尖锐；尖锐；n环境对系统的影响及环境对系统的影响及其交互作用越来越明显其交互作用越来越明显；n可持续发展问题引起普遍关注。可持续发展问题引起普遍关注。呈现时间、空间、层次性的呈现时间、空间、层次性的系统问题系统问题Why?时代及社会发展的特征时代及社会发展的特征3339n
16、复杂性复杂性问问题题多多、范范围围广广、尺尺度度宽宽、关关系系复复杂杂如如:城城市市发发展问题展问题n风险性风险性自自然然、社社会会和和经经济济系系统统间间联联系系千千丝丝万万缕缕，具具有许多不确定性；有许多不确定性；n模糊性模糊性 系统问题及其环境间界限呈现模糊性。系统问题及其环境间界限呈现模糊性。如如:城市发展问题与农业、教育等系统密切相关。城市发展问题与农业、教育等系统密切相关。Why?系统问题呈现多重复杂性系统问题呈现多重复杂性340n系统科学的发展使得人们的思维方式发生转变，系统科学的发展使得人们的思维方式发生转变，由原来孤立静止的分析、还原方法看待问题转由原来孤立静止的分析、还原方
17、法看待问题转为用动态整体的观点来处理问题为用动态整体的观点来处理问题n随着系统科学研究成果的不断出现，系统科学随着系统科学研究成果的不断出现，系统科学影响的不断深入，其应用性和实践性要求也随影响的不断深入，其应用性和实践性要求也随之提高。而系统工程作为一门工程技术，首先之提高。而系统工程作为一门工程技术，首先强调的就是其实用性。强调的就是其实用性。n问题的解决已不再局限于某一学科或领域的方问题的解决已不再局限于某一学科或领域的方法，而是需要多学科的交叉、融合共同作用。法，而是需要多学科的交叉、融合共同作用。Why?系统科学发展的需要系统科学发展的需要41我们将被迫在知识的一切领域中运用我们将被
18、迫在知识的一切领域中运用整体或系统的方式来处理复杂性问题，整体或系统的方式来处理复杂性问题，这将是科学思维的一个根本改造。这将是科学思维的一个根本改造。贝塔朗菲贝塔朗菲 （一般系统论的创始人一般系统论的创始人）42管理科学发展的要求管理科学发展的要求系统化管理系统化管理管理需要有高度、广度和深度的立体管理。即要站在战略的高度、多方面、多角度、多方法、全面、持久、综合的实施管理。例如：能源的系统管理包括例如：能源的系统管理包括系统观系统观1 1：能源的需求预测、能源的结构及其供应分析、能源的开发、能源的生产、能源的利用等管理您认为上述能源系统管理合理吗？为什么？说说您的观点。Why?管理科学发展
19、的需要管理科学发展的需要43绪论绪论:如何研究如何研究教学内容及目标教学内容及目标n建立一种思想系统观 系统思维模式n掌握一些理论系统原理 系统工程理论n学会几种方法：n系统分析的方法n系统建模的方法n系统预测的方法n系统评价的方法n系统决策的方法n了解一点历史系统学及系统工程发展史n培养一种能力应用系统理论方法的能力44绪论：如何研究n研究原则 注重系统思考（整体、动态、联系）坚持问题导向（万变不离其宗）采用系统化方法（善于学习）n研究手段 联系实际（实验和案例 考核和作业）45绪论绪论:学习重点学习重点 系统及系统工程的思想及理论？系统及系统工程的思想及理论？系统工程的原理与方法？系统工程
20、的原理与方法？如何运用用系统工程方法解决系统问题？如何运用用系统工程方法解决系统问题？46绪论绪论:学习建议学习建议nSuggestion?n n善待自己，学贵立志。善待自己，学贵立志。n n尊师重道，谦虚自律。尊师重道，谦虚自律。n n注重实践，知行并举。注重实践，知行并举。n n品学兼修，并行互进。品学兼修，并行互进。n做最好的自己做最好的自己哇哇你好棒你好棒47学生为主体，教师为主导。将课堂内、外的学习结合起来！学习重在实践！学习重在实践！48绪论绪论:与其他学科的关系地位与其他学科的关系地位nWhon是在系统理论、管理科学及运筹学等学科基础上形成的一门交叉学科交叉学科。n又因为它横跨几
21、个具体学科，且介于哲学和各门具体科学之间，故又称横断科学横断科学。n系统工程是系统科学的应用部分，是系统科学中与社会经济决策和工程管理关系最密切的一部分。这部分内容将在第一章详细阐述。49绪论绪论(二二):管理、决策与系统工程管理、决策与系统工程50管理、决策与系统工程管理、决策与系统工程管理依赖决策，决策为了管理，决策必须依赖科学的方法，系统工程便是进行科学决策的基础。51管理、决策与系统工程管理、决策与系统工程管理管理n管理含义n广义上：是指导人类达到目标的有意识的行为。n功能上：“五功能学派”n新含义：一种按反馈回路进行的情报处理系统。n管理实质n创造和保持一种环境，使置身于其中的人们能
22、在集体中一道工作以完成预定的使命和目标。52管理、决策与系统工程管理、决策与系统工程管理管理n管理的五要点n重要特征：面向集体的n重要任务：创造和保持一种环境n重要任务：完成预定的使命和目标n管理的核心：决策n管理的性质：自然和社会属性相结合53管理、决策与系统工程管理、决策与系统工程决策决策管理离不开决策，决策为管理服务，决策水平直接影响管理水平。n决策含义n狭义狭义：决策者针对预期目标，在一定约束条件下，从诸多行动方案中选择一个，并付诸实施。n广义广义：决策是一个过程。n特点特点：针对性 现实性 择优性 风险性 决策由决策者的认知、心理认知、心理及性格性格等决定。54管理、决策与系统工程管
23、理、决策与系统工程决策决策n决策的发展演变n个人经验艺术科学量化群体决策n社会活动的变革：大型化大型化-复杂化复杂化-多变性多变性要求：以科学决策代替经验决策n科学决策三个主要内容：n严格实行科学决策程序n依靠专家运用科学决策技术和方法n决策者用科学的思维方法做决策55管理、决策与系统工程管理、决策与系统工程决策决策n决策的分类n按目标：业务型、战术型、战略型n按环境：确定型、风险型、不确定型n按模型：结构化结构化、非结构化非结构化、边际模型问题边际模型问题n决策的最优化原则最优化原则：以满意化满意化与适用化适用化原则代替最优化最优化。为什么？为什么？56主要参考资料主要参考资料1.郝勇,范君
24、暉.系统工程方法与应用.科学出版社.2007,12,第1版2.白思俊.系统工程.电子工业出版社.2009,3,第2版3.唐幼纯，范君晖.系统工程方法与应用.清华大学出版社,2011,14.汪应洛.系统工程.机械出版社.2003,8,第3版5.谭跃进,陈英武,易进先.系统工程原理.国防科技大学出版社.2008,66.李宝山.管理系统工程.中国人民大学出版社.2004,7,第1版7.王新平.管理系统工程方法论及建模.机械工业出版社，2011,8 第1版8.魏宏森.系统论系统科学哲学.清华大学出版社9.周德群.系统工程概论M.科学出版社,2005.10.孙东川.系统工程引论M.清华大学出版社,2004.12.许国志.系统科学M.上海科技教育出版社,2004.13.许国志.系统科学与工程研究M.上海科技教育出 版社,2001.14.系统工程学报 15.系统工程理论方法应用期刊16.SPSS FOR WINDOWS 应用手册等57