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系统工程方法论课件

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第二章系统工程方法论课件

第二章系统工程方法论课件
化以及人们价值观念的变化，选优的标准也在发展变化。
❖ 发展观点倡导人们应从系统演化角度去看待事物，从环境
变化、价值观念变化角度去看待事物；其次，系统发展的
阶段性、渐变性为研究系统方法提供了方便，即可以用静
态方法处理某些动态问题。
切克兰德的系统工程方法
切克兰德的系统工程方法
切克兰德的系统工程方法
物理系统 为和最佳结果
型主要适用于此
不良 偏重社会、较难用数学模型描述，因其加入
结构 机理尚不 了人的直觉和判 断，往往只能用
系统 清楚的生 半定量、半定性或者只能用定性
物型的软 的方法来处理问题，这类系统难
系统
以观测，边界模糊，目标不定
用“软方法”求出
可行的满意解，常
用德尔菲法、 情
景分析法、冲突分
和。
处理复杂系统问题的基本观点
❖整体观点
❖整体观点是把系统内部所有要素看成一个整体。
❖（1）策划最优时，如果子系统最优与整体系统最
优发生矛盾，子系统要服从整体；
❖（2）整个系统要协调各子系统之间的关系，充分
发挥各子系统的能动作用；
❖（3）考虑环境的制约作用，必须使环境受益。
处理复杂系统问题的基本观点
如工程系统、人造系统和人为系统，这类系统结构清楚，
概念明确，易定量化、模型化。
霍尔系统工程方法
专业维（知识）
工程技术
霍尔的三维结构模型将SE的
整个管理过程分为七个阶段
和七个步骤，并考虑为完成
这些阶段和步骤的工作所需
的各种专业管理知识。
信息技术
环境科学
社会科学
管理科学
经济
法律
逻辑维（步骤）
1

《系统工程方法论》课件

《系统工程方法论》课件

总结
课程总结
回顾本课程的主要内容和学习收获。
学习建议
提供一些建议，帮助学员更好地学习和应用系统工程方法论。
参考资料
书籍推荐
推荐一些与系统工程方法论相关的优秀书籍。
网站链接
提供一些有关系统工程方法论的优质网计方法来创建 系统的结构和模块。
系统架构模型
常用的系统架构模型和其应 用。
系统开发与实现
系统实施计划
制定系统实施计划，并确保 项目按计划顺利进行。
系统开发流程
系统开发中的各个阶段和关 键活动，以及合适的开发方 法。
软件开发方法
常用的软件开发方法，以及 其优缺点。
系统测试与维护
系统测试计划
制定系统测试计划，并确保 系统在交付前经过充分的测 试。
系统测试方法
使用各种测试方法来验证系 统的正确性和可靠性。
系统维护流程
系统交付后的维护和支持过 程，以确保系统的正常运行。
实践案例
实践案例1
介绍一个成功应用系统工程方法论的实际案例。
实践案例2
分享另一个成功应用系统工程方法论的实际案 例。
《系统工程方法论》PPT 课件
系统工程方法论PPT课件大纲
介绍
课程简介
学习系统工程的基本概念和原则，以及如何应用于实践中。
学习目标
掌握系统工程的关键概念和方法，提高工作和学习效率。
系统工程基础
系统工程概述
系统工程的定义、原理和应 用领域。
系统工程原则
系统工程的核心原则，以确 保项目的成功。
系统开发生命周期
系统开发过程中的各个阶段 和关键活动。
系统需求分析
需求定义
了解如何准确地定义系统的需求，确保开发过程中的需求符合实际需要。

第二章系统工程方法论优品ppt

第二章系统工程方法论优品ppt
（2）前者的核心内容是优化分析，而后者的核心内容是比较学习。 他认为，完全按照解决工程技术问题的思路来解决社会问题或“软科学”问题，会碰到很多问题。
与现实状况的比较中探寻改善现状的途径， 系统分析程序图是系统分析的一般过程，也为全课程提供了基本的逻辑框架，因而十分重要。
二、创新方案的产生技术
使决策者满意（化）。 切克兰德教授提出的方法比较系统且具有代表性。
霍尔三维结构
2、逻辑维 • 逻辑维是指系统工程每阶段工作所应遵从的顺序
和工作步骤，一般分为以下七步： • 摆明问题 • 系统设计 • 系统综合 • 模型化 • 最优化 • 决策 • 实施计划
霍尔三维结构
3、知识维或专业维 • 该维的内容表征从事系统工程工作所需要的知识
（如运筹学、控制论、管理科学等），也可反映 系统工程的专门应用领域（如企业管理系统工程、 社会经济系统工程、工程系统工程等）
• 系统分析程序图是系统分析的一般过程，也为全 课程提供了基本的逻辑框架，因而十分重要。在 对其理解和应用上应注意以下各点：
• ①重视做好初步系统分析。
切克兰德方法论
• 切克兰德方法论的核心是“比较”与“探 一、系统分析的概念及其要素
中国科学家钱学森等针对开放复杂巨系统问题，于20世纪90年代初提出了从定性到定量的综合集成系统方法论。
寻”，它强调从“理想”模式（概念模型） 系统分析程序图是系统分析的一般过程，也为全课程提供了基本的逻辑框架，因而十分重要。
霍尔三维结构与切克兰德方法论均为系统工程方法论，均以问题为起点，具有相应的逻辑过程。
• 规划阶段 系统实施或“安装”阶段
逻辑维是指系统工程每阶段工作所应遵从的顺序和工作步骤，一般分为以下七步：
• 设计阶段 （3）前者更多地关注定量分析方法，而后者比较强调定性与定量有机结合的基本方法。

系统工程方法论课件

系统工程方法论课件
定性分析一般是指难以定量或概念模糊的问题， 决策考通常根据直观经验及逻辑判断进行决策分 析。
指令性分析既包括一部分客观存在的环境条件， 19
时间价值观点
时间是人类最宝贵的财富, 它构成了人类生命的实 质成分。时间价值不仅表现在人的生命价值上, 还 表现在经济上, 也就是说, 对时间的关照程度是衡 量一个社会经济水平的重要标志。
扩展了传统的“工程”的含义, 给系统工程赋予了
新的“工程”研究内容和方法, 因此它又被称为
“工程的工程”。
9
区别2
工程对象不同 一般工程技术都是分别把各自特定领域内工程物
质对象作为研制对象和目标, 比较具体和确定。 而系统工程则是以“系统”为研究对象, 不仅把各
种工程技术的物质对象包括在内, 而且把社会系统、 经济系统、管理系统等非物质对象也包括在内。 这样, 系统工程的研究对象就表现为普遍联系、相 互影响, 规模和层次都极其复杂的综合工程。
18
决策科学化的观点
一般来说，一个正确的决策来源于三个方面的分 析，即定量分析、定性分析和指令性分析。
定量分析一般以采用一系列数学公式和计算方法， 并选定一定的度量标准为其最主要的特点。通常 的步骤是: 明确目标和准则，建立数学模型，编制 程序，计算分析，最后提供信息给决策者。定量 分析方法是科学决策方法的主要部分。
化的组织管理技术。 信息化 以信息技术为主要工具来治理系统的技术。 精确化 以引入数学为主要优势来治理系统的技术。
6
系统工程的特征（2/2）
专业化 由专业人员参与治理系统的技术。 集约化 系统工程是用集约方式治理系统的技术, 这是由传
统的粗放式管理走向集约化管理的崭新阶段。系 统工程的一切理论、方法和技术都是围绕“效益” 这个核心。实践证明, 集约化是产生高效率、高效 益的根本所在, 这也正是系统工程的优势所在。

系统工程(完整版PPT课件)

系统工程(完整版PPT课件)

至今还没
有统一定
义
13
系统工程的定义
(3)日本学者三浦武雄指出：“系统工程与其它工程学不同之处在 于它是跨越许多学科的科学，而且是填补这些学科边界空白的边 缘科学。因为系统工程的目的是研究系统，而系统不仅涉及到工 程学的领域，还涉及到社会、经济和政治等领域，为了圆满解决 这些交叉领域的问题，除了需要某些纵向的专门技术以外，还要 有一种技术从横向把它们组织起来，这种横向技术就是系统工程 ，也就是研究系统所需的思想、技术和理论等体系化的总称。”
6
系统概念的形成
15世纪下半叶以后： “只见树木” 具体化
19世纪： “先见森林，后见树木”
辨证唯物主义： 世界是由无数相互关联、
相互依赖、相互制约和
科学系统思 想的实质
相互作用的过程所形成 的统一整体。
7
系统的概念
系统是由两个以上有机联系、相互作用的 要素所组成，具有特定功能、结构和环境 的整体。
➢ 一台机器、一个部门、一项计划、一个研究项 目、一种组织、一套制度都可以看成一个系统;
➢ 系统的存在具有普遍性;
➢ 系统的概念是相对的而不是绝对的，它没有绝 对规模的界限。
8
2.系统的特性
1）集合性。系统是由两个以上的可以相互区别的要素所组成。
2）相关性。组成系统的各要素之间具有相互联系、相互作用 、相互依赖的特定关系。某—要素若发生变化则会影响其他 要素的状态变化。
4
第一章 系统与系统工程
一、系统工程的应用举例 二、系统 三、系统工程 四、系统工程方法论
5
二、 系统
1.系统的概念
系统概念的形成
只见森林
➢公元前古希腊对“宇宙大系统”的认识；
➢我国西周时期的“阴阳二气”及金、木、 水、火、土“五行”；

第2章系统工程方法论PPT课件

第2章系统工程方法论PPT课件
5
SE基本工作过程（霍尔方法论）
知识维（K）
时间维(T)
运筹学 控制论 社会科学 工程技术
……
逻辑维（L）
规划阶段 设计阶段：拟定方案阶段 分析阶段
运筹阶段
系统实施阶段
运行阶段
更新阶段
摆 系方 系 最 决 实
明 统案 统 优 策 施
问 设综 分 化
计
题 计合 析
划
霍尔三维结构
6
霍尔方法论
一) 时间维
每个阶段内所要进行的工作内容和遵循的思维程序。
１．摆明问题——需要分析研究系统的结构、有关人 员的价值观念、约束条件、备选方案的选取、方案实施后 果以及人们对方案实施后果的反应。
（1）问题剖析报告（包括问题性质和问题条件 ） （2）阶段结束报告（包括问题的由来和背景 、问
题的重要性 、可能采取行动的组织和个人 、 利益相关的组织和人员 、问题的目标 、评价 指标 、约束条件 ）
a16
a17
a27
17
系统工程的神羊角模型
物质
信息 （输入）
能量a1Βιβλιοθήκη a16a17aa1143aa2423aa3433a43a53 a12 a22 a32 a11 a21 a31
产生理想的系统 （输出）
1
2 3 45 6 7
规 设 分 运实运 更 划 计 析 筹施行 新 阶 阶 或 或或阶 阶 段 段 研 生安段 段
3
2.1 系统工程基本工作过程
4
一、霍尔三维结构
1969年，美国工程师霍尔认为系统工程整个 活动过程可以分为前后紧密衔接的七个阶段，每 个阶段应遵循一定的思维程序，需各种专业知识 和技能的支持。这构成了时间维、逻辑维和知识 维的“三维空间结构”，概括了系统工程的一般 过程。

系统工程PPT课件

系统工程PPT课件

.
6
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2.2 霍尔“三维结构” 第二章 方法论
一、概述
1969年美国贝尔电话公司工程师 霍尔（A·D·Hall）提出了系统工程 三维结构，简称为霍尔模型。
基本思想：任何复杂问题都可以 归结为工程问题来研究，它强调 明确目标，其核心思想是优化， 应用定量的手段求得最优解。
.
7
7
2.2 霍尔“三维结构” 第二章 方法论
.
16
16
2.3 切克兰德的 第二章 系统工程方法论 “调查学习”法
一、概述
切克兰德1981年提出“调查学 习”模式。
基本思想：方法的核心不是寻求 “最优化”，而是“调查、比较” 或者说是“学习”，从模型和现状 比较中，研究改善现存系统的途径。
.
17
17
2.3 切克兰德的 第二章 系统工程方法论
统的现状。
4. 改善概念模型 进一步用更合适的模型或方法改
进上述概念模型。
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19
19
2.3 切克兰德的 第二章 系统工程方法论
“调查学习”法
二、方法步骤
5. 比较 将概念模型与现状进行比较，找
出符合决策者意图，而且可行的改革 途径或方案。
6. 实施 实施提出的改革方案。
.
20
20
2.3 切克兰德的
二、霍尔模型
模型将系统的整个管理过程分为 六个阶段（时间维）和七个步骤 （逻辑维），并同时考虑到为完 成这些阶段和步骤的工作所需的 各种专业管理知识（知识维）。
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8
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知识维
ABCD E F G
.
第二章 方法论
环境科学 社会科学 工程技术 计算机科学 管理科学 经济 法律

《系统工程方法论》PPT课件

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第三章 系统工程方法论
§3.1 处理复杂系统问题的基本观点 §3.2 系统论方法 §3.3 霍尔的系统工程方法论 §3.4 切克兰德的系统工程方法论 §3.5 物理-事理-人理方法论 §3.6 螺旋式推进原则 §3.7 系统工程的构思原则 §3.8 综合集成工程方法论
h
1
§3.1处理复杂系统问题的基本观点
把系统与环境看成一个整体，从更高的角度来分析系统 与环境的关系，在策划系统最优时，必须考虑环境的制 约作用，必须使环境受益，在万不得已的情况下，力图 使环境所受损失最小，决不允许环境受到不能接受的损 失。
h
3
综合观点
由于系统内部要素之间存在着相互依存、相互 制约的关系，当人们对系统某些问题进行决策 时，尤其是遇到多目标、多因素、纵行交错、 千变万化的系统时，应对目标、因素进行综合 分析或评价，分清主次，对目标、因素进行综 合。切忌只凭一时、一事、一地、一人进行决 策。作好系统内各要素之间的协调工作，实现 全系统的综合平衡
系统工程师对复杂系统问题进行研究，首 先要有正确的指导思想，有辨证唯物主义 的思想，矛盾论、实践5个观点是处理复 杂系统问题的基本观点：
h
2
整体观点
把系统内部所有要素看成一个整体，在策划最优时，子 系统最优与系统最优发生矛盾时，子系统要服从整个系 统，这就是人们常说的：“局部服从整体，地方服从中 央，个人服从集体”。反之，整个系统要对所有的子系 统之间的关系进行协调，充分发挥各子系统的能动作用
h
9
还原论与整体论相结合
整体论(holism)强调整体地把握对象。还原论 (reductionism)主张把整体分解为部分去研究 。 古代的整体论是朴素的、直观的，没有把对整体 的把握建立在对部分的精细了解之上。还原论相 信客观世界是既定的，存在一个由所谓“宇宙之 砖”构成的基本层次，只要把研究对象还原到那 个层次，搞清楚最小组分即“宇宙之砖”的性质，

系统工程方法论通用课件

系统工程方法论通用课件

03
系统工程过程
系统需求分析
明确目标
确定系统的预期目标和功能，确保所有利益 相关者的需求得到满足。
需求分析
对收集的信息进行整理、分类和评估，明确 系统必须满足的条件和限制。
收集信息
通过调查、访谈和文档分析，全面了解现有 系统和用户需求。
制定需求规格书
将需求分析的结果转化为详细、准确的需求 规格书，作为后续设计和实施的依据。
系统工程的核心概念
系统
由相互关联、相互作用的元素组成的集合体。
优化
在满足一定约束条件下，寻找使某个或多个性能 指标达到最优的设计方案。
ABCD
模型
对实际系统的抽象表示，用于描述系统的结构和 行为。
协调
在系统设计和运行过程中，解决各组成部分之间 的矛盾和冲突，实现整体的最优性能。
02
系统工程方法论
案例三：企业信息化系统工程实践
总结词
集成化、标准化、可持续性
详细描述
企业信息化系统工程实践涉及企业内外部信息的收集、处理、存储和应用。通过系统工程方法论的应用，实现企 业信息化系统的集成化、标准化，确保系统的可持续性发展，提高企业的竞争力和创新能力。
案例四：城市规划系统工程实践
总结词
综合性、前瞻性、可持续性
详细描述
城市规划是一个涉及经济、社会、环境和文化等多方面的综合性系统工程。通过系统工程方法论的应 用，确保城市规划的前瞻性和可持续性，实现城市资源的优化配置和城市的可持续发展。
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• 4．生产阶段
生产或者研制、开发出系统的零部件（硬、软件）及整个系 统。
2021/2/23
北京物资学院信息学院
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3.2 霍尔方法论
3.2.1 时间维（粗结构）
5．运行阶段
把系统安装好，完成系统的运行计划，使系统按预定目标 运行服务。
6．更新阶段
完成系统评价，在现有系统运行基础上，改进和更新系统 ，使系统更有效地工作，同时为系统进入下一个研制周期准 备条件。
反映了系统工程研究和解决问题的一般规律或模式， 即分析和解决系统开发、运作及管理实践中的问题 所应遵循的工作程序、逻辑步骤和基本方法， 它是系统工程思考问题和处理问题的一般方法和总体框架。
2021/2/23
北京物资学院信息学院
3
3.1 概述
所谓方法论，就一般意义来说就是解决问题的辩证程序的 总体。通过这样的程序把问题可利用的技术联系起来，求得问 题的解决。
2021/2/23
北京物资学院信息学院
8
3.1 概述
（6）20世纪90年代初，弗勒德和杰克逊在吸收哈贝马斯的社 会系统学说和摩根的组织理论的基础上，提出了批判系统方法 论。
（7）20世纪80年代初，针对系统研究本身缺乏系统性这一现 状，西方系统学界开始了整合方法论的研究。具有代表性的有 林斯通的多观点概念模型，沃菲尔德的互动管理，巴纳斯的（ 社会）系统设计等。
它的意义可以说是设定问题的环境，即解决问题的概念、目标 （功能目标和价值目标）、结构关系和过程、途径、方法选择 依据等。
2021/2/23
北京物资学院信息学院
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3.1 概述
系统方法论的演进大致经历了以下八个过程： （1）系统研究方法最早出现的是20世纪30年代末、40年代初 的运筹学方法。 （2）20世纪50年代末60年代初形成了先有古德和麦克霍尔（ 1957），后有霍尔等学者提出的系统工程方法论，1969年霍 尔提出的三维结构（时间维、逻辑维、知识维）矩阵。 （3）20世纪50年代中，美国兰德公司提出了系统分析的方法 论。
经济学 法律 管理科学 环境科学 计算机技术
……
规划阶段 设计阶段 研制阶段 生产阶段 运行阶段 更新阶段
霍尔三维结构模型
2021/2/23
北京物资学院信息学院
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3.2 霍尔方法论
3.2.1 时间维（粗结构）
时间维表示系统工程从开始启动到最后完成的整个过程 中按照时间划分的各个阶段所需要进行的工作，是保证任务 按时完成的时间规划。
3.3 软系统方法论
70年代以来，现代系统工程已用于研究社会经济系统及 其发展战略问题，涉及的社会经济因素相当复杂。为适应这种 发展，从70年代中期开始，有些学者对霍尔方法论提出了系统 的修改意见，并提出了软系统方法论。
其中，在80年代中前期由英国兰切斯特大学P·切克兰德（ P·Check land）教授提出的方法比较系统且具有一定的代表 性。
（8）20世纪80年代末与90年代初，在东方出现了三个重要的 系统方法论，即钱学森教授等提出的从定性到定量综合集成的 方法论、日本堪木义一教授提出的西诺雅卡系统方法论和顾基 发教授等提出的物理—事理—人理方法论。
2021/2/23
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3.1 概述
系统工程方法论的特点是： （1）研究方法强调整体性 （2）技术应用强调综合性 （3）管理决策强调科学性
2021/2/23
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3.3 软系统方法论
3.3.1 软系统方法论的提出
切克兰德认为霍尔的系统工程方法论称为硬系统思想或 硬系统方法论（Hard System Thinking/Hard System Methodology, HST/HSM），他自己提出一种软系统思想或 称软系统方法论（Soft System Thinking/Soft System Methodology, SST/SSM）。
2021/2/23
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3.1 概述
（4）20世纪50年代，美国麻省理工学院的福雷斯特教授融控 制理论、控制论、系统论、信息论、计算机模拟技术、管理科 学及决策论等学科的知识为一体，提出了系统动力学。
（5）英国学者切克兰德在1981年提出了软系统方法论，之后 又相继出现了一些软的系统方法论，如定性系统动力学、社会 技术系统设计、管理控制论、组织控制论、战略假设表面化和 验证、战略选择发展与分析、对话式计划、生存系统设计、社 会选择、关键系统思考和关键系统干预法等。
目的是要发现两者之间的不同及其原因，以便改进。
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3.3 软系统方法论
3.3.3 软系统方法论的应用 5．系统更新
确定可能的变革。 把决定付诸行动以改善问题的情景。
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31
第3章 系统工程方法论
3.1 概述 3.2 霍尔方法论 3.3 软系统方法论 3.4 综合集成方法论 3.5 物理-事理-人理方法论
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其他系统 思想④（b）
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3.3 软系统方法论
3.3.3 软系统方法论的应用 1．问题情景描述
明确问题情景的结构变量、过程变量以及两者间的关系而不是 定义问题本身。
2．相关问题的根定义
确切定义相关系统是什么而不是做什么
3．建立概念模型
根据根定义建立相关的概念模型
4．概念模型与现实系统的比较
东方系统方法论 （20世纪90年代）
系统运动图
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第3章 系统工程方法论
3.1 概述 3.2 霍尔方法论 3.3 软系统方法论 3.4 综合集成方法论 3.5 物理-事理-人理方法论
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3.2 霍尔方法论
在操作层次上的系统工程方法论中出现最早，影响最大的是 1968年美国贝尔电话公司工程师霍尔提出的系统工程三维结 构模型，简称为霍尔方法论，其三维是时间维、逻辑维和专业 维（或知识维）。
系统工程方法论课件
本章主要内容
3.1 概述 3.2 霍尔方法论 3.3 软系统方法论 3.4 综合集成方法论 3.5 物理-事理-人理方法论
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2
第3章 系统工程方法论
系统工程的方法论（Methodology of Systems Engineering） 系统工程研究中的一套程序化的基本工作方法， 为了达到预期目标，运用系统工程的思想方法和最优化技术， 来解决问题的工作程序和步骤。
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3.3 软系统方法论
3.3.3 软系统方法论的应用
软系统方法论 的主要思路和 工作步骤如图 所示
劣结构 问题情景①
问题情景 描述②
实施可行 改革方案
⑦
②和④ 比较 ⑤
相关系统 的根定义
③
概念模型 ④
可行的 改革方案
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形成系统 概念④（a）
他对“问题”作了区分，问题具有时间性、空间性、层 次性。
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3.3 软系统方法论
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3.3 软系统方法论
3.3.2 硬系统方法论的局限性
硬系统方法论的局限性如下： （1）没有为目标定义提供有效的方法，对于大多数系统管 理问题而言，目标定义本身就是需要解决的首要问题； （2）没有考虑系统中人的主观因素 （3）只有建立数学模型才能科学地解决问题，对于复杂的 社会系统来说，通过模型求解得到的方案往往并不能解决实 际问题。 （4）更多关注定量分析方法
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3.2 霍尔方法论
运用系统工程知识，把六个时间阶段和七个逻辑步骤结合起 来，便形成所谓霍尔管理矩阵 。
霍尔管理矩阵
逻辑维 时间维
明选系
付
确 择 统 系统 方案 做出 诸
问 目 综 分析 优化 决策 实
题标合
施
规划阶段 方案阶段 研制阶段 生产阶段 运行阶段 更新阶段
19
3.2 霍尔方法论
3.2.2 逻辑维（细结构） 5．系统评价
多目标最优化方法进行评价，确定最优方案以及诸方案 的优劣次序以供选择决策 此步骤也称为最优化。
6．决策
在分析、优化和评价的基础上由决策者做出裁决，选定 行动或者执行方案。
7．实施
即对选定的方案具体实施。
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3.2 霍尔方法论
3.2.2 逻辑维（细结构）
明确问题
系统设计
逻辑步骤示意图
系统综合 系统分析
系统评价
决策
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实施
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3.2 霍尔方法论
3.2.3 专业维（知识维）
专业维是指在完成上述各阶段、各步骤所需要的各种专 业知识和管理知识， 包括自然科学、工程技术、经济学、法律、管理科学、环境科 学、计算机技术等方面。
霍尔三维结构集中体现了系统工程方法的系统化、综合化、最 优化、程序化和标志化等特点，是系统工程方法论的重要基础 内容。
2021/2/23
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3.2 霍尔方法论
知 识 维
时间维 明 系 系 系 系 决实 确 统统 统统 问 设 综 分 评 策施 题 计合 析价
逻辑维
自然科学
工程技术
3.4 综合集成方法论
3.4.2 综合集成方法的主要观点 1．定性综合集成