第2章系统工程方法论PPT课件
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- 1 - 系统工程的方法论
系统工程是一种应用科学,它致力于设计、构建、操作和维护复杂系统。系统工程的方法论包括以下方面:
1. 系统思维:系统工程师需要具备整体思维能力,即能够将系统看作一个整体,理解各个部分之间的相互作用和影响。
2. 系统分析:系统工程师需要使用系统分析方法,对系统的需求、功能、性能、成本等进行分析,以确定系统设计方案。
3. 系统设计:系统工程师需要使用系统设计方法,将系统需求翻译成可实现的设计,结合技术、成本、时间等因素,确定系统的最终设计方案。
4. 系统集成:系统工程师需要使用系统集成方法,将不同的系统组成部分进行集成,确保它们能够协同工作,实现系统整体功能。
5. 系统验证:系统工程师需要使用系统验证方法,对系统进行测试、评估和验证,确保系统满足需求和规格,符合性能和质量要求。
6. 系统维护:系统工程师需要使用系统维护方法,对系统进行维护和升级,确保系统持续稳定运行,并能够适应不断变化的需求。
总之,系统工程的方法论是一套系统的、科学的、规范的工程方法,可以帮助系统工程师有效地解决系统设计、构建、运行和维护中的各种问题。
经典的系统工程方法论
01霍尔三维结构
1、时间维
时间维表示系统工程的工作阶段或者进程
规划阶段、设计阶段、分析或研发阶段、运筹或生产阶段、实施或安装阶段(具体的运行计划)、运行阶段、更新阶段。
2、逻辑维
摆明问题、系统设定、系统综合、模型化、最优化、决策、实施计划
3、知识维
从事系统工程工作需要的知识,如:运筹学、控制论、管理科学、工程技术、社会科学等
强调明确目标,核心内容是优化,并认为现实问题基本上都可归纳成工程系统问题,应用定量分析手段,求得最优解。
02切克兰德方法论
收集信息,表达问题现状,寻求因果关系,确定行为主体和利益主体。弄清系统问题的关键要素,为系统的发展及研究确立基本看法。根据根底定义,通过系统化语言对问题进行抽象描述,根据现实情况对概念模型进行修正,形成可操作性的方案。
03还原论
将物质的高级运动形式(如生命运动)归结为低级运动形式(如机械运动),用低级运动形式的规律代替高级运动形式的规律的形而上学方法。
特点:
1 各种现象都可被还原成一组基本的要素
2 各基本要素彼此独立,不因外在因素而改变其本质
3 通过对这些基本要素的研究,可推知整体现象的性质
04整体论
世界宇宙是整体,各事务间相互联系,不可机械分割,整体的性质和功能不等同于其他各部分的性质和功能的迭加,整体与部分遵从不同描述层次上的规律,整体的运动特征只有在比其部分所处层次还高的整体层次上才能进行描述。
05综合集成工程方法论
是将专家体系、数据和信息体系以及计算机体系结合起来,构成一个高度智能化的人机结合系统,这个方法的成功应用,就在于发挥了这个系统的综合优势、整体优势和智能优势。
特点:(1)体现了精密科学从定性判断到精密论证的特点; (2)体现了以形象思维为主的经验判断到以逻辑思维为主
的精密定量论证过程。
(3)可以进行系统分解,在系统总体指导下进行分解,在
分解后研究的基础上,再综合集成到整体,实现1+1>2的涌
系统工程方法论
我们每天都面对系统工程,我们每天都使用系统工程的方法与方法论。了解一些系统工程方法论,指导我们的工作与生活。
方法论(methodology)和方法(method)在认识论上是两个不同的范畴。方法是用于完成一个既定目标的具体技术、工具或程序;而方法论是开展研究的一般途径,它高于方法,是对方法使用的指导。
系统工程方法论既可以是哲学层次上的思维方式、思维规律,也可以是操作层次上开展系统工程项目的一般过程或程序,它反映系统工程研究和解决问题的一般规律或模式。20世纪60年代以来,许多学者在不同层次上对系统工程方法论进行了探讨。
钱学森综合集成方法论和物理—事理—人理(WSR)系统方法论都是中国人的创造,它们都富有东方思维的特点,是中华文化的结晶。
综合集成方法论
“综合”(synthesis)与“集成”(integration)是系统工程中出现频率很高的术语。
综合(synthesis)高于集成(integration),综合集成(meta-synthesis)的重点是综合(synthesis),又高于综合。集成比较注重物理意义上的集中和小型化、微型化,主要反映量变;综合的含义更广、更深,反映质变。
综合集成(meta-synthesis)是在各种集成(观念的集成、人员的集成、技术的集成和管理方法的集成等)之上的高度综合(super-synthesis),又是在各种综合(含复合、覆盖、组合、联合、合成、合并、兼并、包容、结合和融合等)之上的高度集成(super-integrate)。 综合集成概念
综合集成法是区别于还原论的科学研究方法论,是以钱学森院士为代表的中国学者的创造与贡献。综合集成研讨厅体系是综合集成法的具体运用。
1990年,钱学森明确提出:处理开放的复杂巨系统的方法论是“从定性到定量的综合集成”;作为一门技术,又称为综合集成技术;作为一门工程,亦可称综合集成工程。1992年又发展为“从定性到定量综合集成研讨厅体系”的实践形式(以下简称“综合集成研讨厅体系”,Hall for Work Shop of Metasynthetic Engineering,HWSME)。这套方法和方法论是从整体上研究和解决问题,采取人机结合、以人为主的思维方法和研究方式,对不同层次、不同领域的信息和知识进行综合集成,达到对整体的定量认识 研讨厅体系框图
Chinese Science Abstracts(Chinese Edition) 2Oo7Vo1.13.No.15
29(1).一64~68 针对现有工作流模型表达能力的不足,
基于工作流控制模式的最新研究成果,
通过扩充和调整得到8种工作流基本控
制模式.基于8种工作流基本控制模
式,对WFMC定义的4种工作流基本模
型进行扩展,得到了合理的、满足封闭
性要求的6种扩展工作流基本模型,丰
富了工作流模型的表达能力.从统计学
角度推导了基于随机Petri网的选择、容
错和嵌套模型的性能等价计算公式,给
出了一种定量分析工作流模型性能参数
的通用方法.图9表1参8 关键词:工作流;控制模式;扩展模型;
随机Petri网;性能等价
07150225 120・40 网络化防空导弹体系生存能力的评估与
权衡=Research on survivability evalua-
tion and tradeoff of networking air de— fense missile systems[刊,中]/刘天坤
f北京航空航天大学宇航学院,北京
100083),熊新平,赵育善,/系统工程与 电子技术.一20o7,29(2).一226~229
针对现代防空导弹网络化作战特点,基
于网络化防空导弹体系的概念与内涵,
研究并分析了其生存能力的影响因素及
相关计算公式,提出了一种评估网络化
防空导弹体系生存能力的综合方法.考
虑到网络化防空导弹体系生存能力的提
高必须以费用为代价,提出了一种网络
化防空导弹体系生存能力/作战费用综 合权衡方法.通过仿真计算,分析了影
响生存能力的主要因素,验证了所提方
法的正确性.研究成果对网络化防空导
弹体系生存能力的设计与提高具有积极
的意义.图4表l参8
关键词:防空导弹体系;生存能力;评
估方法;网络化作战;综合权衡;费用
07150226 120・50系统工程方法论