系统工程导论复习资料

《系统工程I》课程复习要点课程名称：《系统工程I》适用专业：2016级工业工程、工程管理（专升本函授）辅导教材：《系统工程导论》梁军，赵勇主编化学工业出版社复习要点：第一章导论1.1 关于系统钱学森的“系统”定义：系统是由相互作用和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。

1.2 系统工程系统工程是一门正处于发展阶段的新兴学科，并与其他学科相互渗透、相互影响，但不同专业领域的人对其理解不尽相同，因此，要给出一个统一的定义比较困难。

一般认为用定量和定性相结合的系统思想和系统方法处理大型复杂系统的问题，无论是系统的设计或组织建立，还是系统的经营管理，都可以看成是一种工程实践，都可以统称为系统工程。

1.3 系统工程的发展历史1.4 系统工程的应用领域1.社会系统工程;2.经济系统工程;3.企业系统工程; 4 城市管理系统工程等.第二章系统工程的基础理论与方法论2.1 系统最优化理论2.1.1 线性规划2.1.2 整数规划2.1.3 非线性规划2.1.4 动态规划2.1.5 多目标规划2.2 控制理论基础2.3 信息论基础2.4 系统工程方法论2.4.1 霍尔三维结构2.4.2 切克兰德“调查学习”模式第三章社会经济系统及其复杂性3.1 社会经济系统及其特点3.2 社会经济系统的因素复杂性3.3 社会经济系统结构的复杂性3.4 社会经济系统中的不完全理性3.5 社会经济系统中选择的复杂性3.6 社会经济系统的方法论第四章系统分析4.1 系统分析概述系统分析（System Analysis）一词来源于美国的兰德（RAND，Research and Development）公司。

该公司由美国道格拉斯飞机公司于1948年分离出来，是专门以研究和开发项目方案以及方案评价为主的软科学咨询公司。

长期以来，兰德公司发展并总结了一套解决复杂问题的方法和步骤，他们称之为“系统分析”。

4.2 系统目标分析系统目标分析的目的：一是论证目标的合理性、可行性和经济性；二是获得分析的结果——目标集；为了达到目标的合理性，在目标的分析和制定中要满足下面几项要求：1）制定的目标应当是稳妥的；2）制订目标应当注意到它可能起到的所有的作用；3）应当把各种目标归纳成目标系统；4）对于出现的目标冲突不要隐蔽；4.3 系统环境分析系统环境是指存在于系统之外的系统无法控制的自然、经济、社会、技术、信息和人际关系的总称。

考试的具体内容1.基本概念、建模（1、2章）2.系统分析（3章）3.系统预测方法：回归分析方法（4章）4.线性规划：图解法、单纯形法（5、6章）5.系统评价方法：层次分析法（9章）6.系统决策：风险型，不确定型（10章）第1章系统的概念与特点1、定义：系统是相互作用和相互依赖的若干组成部分（元素）结合而成、具有特定功能的有机整体。

（我国系统科学界）2、三个基本特征：%1组成：系统由两个以上要素组成%1联系：要素与要素之间存在有机联系%1功能：系统具有特定功能3、系统与要素的相互作用：1）系统通过整体作用支配和控制要素2）要素通过相互作用决定系统的特性和功能3）系统和要素的概念是相对的4、系统的形态（分类）：%1自然系统和人造系统%1实体系统和概念系统%1封闭系统和开放系统%1其他：静态系统和动态系统；对象系统和行为系统；控制系统和因果系统。

5、系统的特性：%1整体性：“整体大于部分之和”；系统整体功能不是元素功能的简单叠加。

%1相关性：系统内的各要素是相互作用而又相互联系的。

%1目的性：系统的目的性是人们根据实践的需要而确定的。

%1环境适应性：系统必须适应外部环境的变化。

6、系统结构的特性：1）稳定性；2）层次性；3）开放性；4）相对性。

7、系统结构分析：1）要素的联结；2）系统的结构矩阵。

&系统的功能：%1功能的概念：功能是系统内部固有能力的表现，归根到底是由系统的内部结构所决定的。

%1系统功能的特性：易变性、相关性。

%1功能方法：功能分析方法、功能模拟方法、黑箱方法。

第2章系统工程概述系统工程的定义：用科学的方法规划和组织人力、物力、财力，通过最优途径的选择，使人们的工作在一定期限捏收到最合理、最经济、最有效的效果。

系统工程与传统工程技术的主要区别：概念不同:系统工程的“工程”概念是指不仅包含“硬件”的设计与制造（传统工程），而且还包含与设计和制造“硬件”紧密相关的“软件”，如规划、计划、方案、程序等活动过程，所以称它是软件的工程。

第一章安全系统工程概论1.系统的定义P1和特征P3定义：系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体。

特征：1)整体性各个要素都服从实习整体最优目标的需要2)目的性任何系统都是为完成某种任务或实现某种目的而发挥其特定功能的。

3)阶层性系统阶层性主要表现在系统空间结构的层次性和系统发展的时间顺序性。

4)相关性构成系统的各要素之间、要素与子系统之间、系统与环境之间都存在着相互联系、相互依赖、相互作用的特殊关系5)环境适应性系统是由许多特定功能组成的有机集合体，而这个集合体以外的部分就是系统的环境。

6)动态性系统中的各个元素、子系统，都是随着时间的改变而不断改变的。

2.安全和危险的概念和关系P22⏹安全与危险互为存在前提的的术语。

⏹安全，是指免遭不可接受危险的伤害。

安全程度用安全性指标来衡量。

⏹危险，是人们所不愿意见到的可以造成人身伤害、环境破坏、财产损失的威胁。

用危险概论和危险严重度表示危险可能导致的后果。

⏹可接受的危险，社会允许危险3.危险和事故的概念和关系⏹危险（Hazard），是导致人员伤亡或疾病，或导致系统、设备、社会财富损失、损坏或环境破坏的任何真实或潜在的条件。

⏹事故（Accident），是导致人员伤亡或职业病，设备、社会财富损失、损坏或环境破坏的不希望发生的单个或一系列事件。

⏹危险≠事故4.安全系统工程的定义、任务和步骤P27定义：安全系统工程是指应用系统工程的基本原理和方法，辨识、分析、评价、排除和控制系统中的各种危险，对工艺过程、设备、生产周期和资金等因素进行分析评价和综合处理，使系统可能发生的事故得到控制，并使系统安全性达到最佳状态的一门综合性技术科学。

任务：1)危险源辨识2)分析、预测危险源由触发因素作用而引发事故的类型及后果。

3)设计和选用安全措施方案，进行安全决策。

4)安全措施和对策的实施。

对措施效果作出总体评价。

5)不断改进，以求最佳措施效果，使系统达到最佳安全状态。

系统工程复习资料第1章系统理论概述1..0管理系统工程是以企业管理系统为研究对象的一门组织管理技术，也是一门以系统科学、运筹学、计算机应用技术为主体的综合交叉性课程。

（其基本思想是坚持整体观念、统筹兼顾，运用有关优化分析方法，实现管理系统整体功能的提高。

）2.0系统工程顾名思义就是研究系统的工程技术，它是在系统和系统理论逐渐发展的基础上所形成的系统方法论。

2.01系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分(要素)结合而成的、具有特定功能的有机整体。

4.0系统思想在辩证唯物主义那里获得了哲学的表达形式，在运筹学和其他学科中获得了定量的表达方式，并在系统工程应用中不断充实自己实践的内容，系统思想方法从一种哲学思维逐步形成为专门的科学——系统科学。

4.01系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分(要素)结合而成的、具有特定功能的有机整体。

4.02系统的特征：1）整体性2）相关性3）目的性4）环境适应性4.03“黑箱理论”是在系统外部描述的基础上发展起来的一种考察系统的方法。

4.04控制理论的具体内容：1）最优控制理论2）自适应、自学习和自组织系统理论3）模糊理论4）大系统理论4.05控制论的四大分支：工程控制论、生物控制论、社会控制论(包括管理控制论、经济控制论)、智能控制论5.0系统思想的代表性的理论包括：一般系统论、控制论、信息论、耗散结构理论、协同学理论、突变理论等6.0.0耗散结构：一个远离平衡态的开放系统，在外界条件变化达到某一特定阈值时，量变可能引起质变，系统通过不断地与外界交换能量与物质，就可能从原来的无序状态转变为一种时间、空间或功能的有序状态，这种远离平衡态的、稳定的、有序的结构称为耗散结构”7.0耗散结构理论的几个观点（比利时*普利高津）1）开放系统是形成耗散结构的基础，使企业存在和发展的关键2）非平衡态是有序之源，是企业持续竞争优势之源3）涨落导致有序，导致企业继续发展8.0硬系统方法论（1969年美国学者霍尔提出的三维结构体系，又称为硬系统方法论）“三维结构体系”1）时间维2)逻辑维3)知识维9.0软系统方法论不是最优化，而是进行比较，强调找出可行、满意的结果。

1.举例说明什么是系统思想物质世界是由无数相互联系、相互依赖、相互制约、相互作用的事物和过程组成的统一整体，这种普遍联系及整体性的思想称为系统思想。

系统思想的典型实例1、田忌赛马 2、都江堰工程2.系统的含义、分类和特征含义：系统是由若干个相互作用、相互区别的组成部分组成的具有特定功能的有机整体。

系统分类：(1)按系统要素的来源分：自然系统、人工系统及自然和人工的复合系统(2)按系统要素的属性分：实体系统、概念系统及实体系统与概念系统的复合系统(3)按系统与环境的关系分：开放系统和封闭系统(4)按系统的状态随时间的变化与否分：静态系统和动态系统(5)按人对系统的认识程度分：黑系统、白系统和灰系统系统的特征: 1)目的性 2)整体性 3)相关性 4)层次性 5)环境适应性3.系统分析过程包括哪些主要环节。

阐明问题、设立目标、谋划备选方案、建模和估计后果、评比备选方案4.系统工程的含义系统工程是一门边缘科学，是一门工程技术。

它把自然科学和社会科学中有关的思想、理论、方法、策略和手段，根据系统总体协调的需要，进行有机联系，综合运用。

对系统构成要素、组织机构、信息交换和反馈控制等功能进行分析、设计、试验、实施和运行，实现系统整体的综合最优化，达到最优设计、最优控制和最优管理的目标。

5.系统决策的分类1)按决策问题的重要程度和幅射范围，可以将决策分为战略决策和战术决策。

2)按决策问题发生的重复性和解决问题经验的成熟程度，可以将决策分为程序化决策和非程序化决策。

3)按决策问题所面临的客观状态，可以将决策分为确定型决策、风险型决策和完全不确定型决策。

4)按目标多少，可以将决策分为单目标决策和多目标决策。

6.德（特）尔菲法的工作步骤第一步，根据预测目标选择专家。

选好专家是德尔菲法成功的基础。

专家的来源要广泛，要有代表性，人数要适当。

第二步，以调查表的形式将要预测的问题寄发给专家，并附以相应的资料。

第三步，各位专家根据自己的知识、经验以及所掌握的资料提出自己的观点，并以不记名的方式反馈回来。

系统工程导论复习资料一、系统工程基础理论1. 什么是系统？系统的特性有那些？答：系统是由相互制约、相互作用的一些组成部分组成的具有某种功能的有机整体。

系统的特点有：整体性、集合性、层次性、相关性、目的性、环境适应性。

2. 什么是系统工程？系统工程的特点是什么？系统工程方法的特征是什么？系统工程的理论基础有哪些？什么是系统工程方法论答：系统工程是从整体出发合理开发、设计、实施和运用系统技术从而达到全局最优的一门工程技术，它是系统科学中直接改造世界的工程技术。

系统工程具有三个基本特点：整体性、综合性、最优性。

系统工程方法的特征：先总体后详细的设计程序、综合即创造的思想、系统工程的“软科学”性。

系统工程的理论基础：系统论、信息论、控制论以与运筹学等。

控制论的发展经历了：经典控制论、现代控制论、大系统控制论三个时期。

控制论最重要的观点是：反馈和信息。

系统工程方法论是分析和解决系统开发、运作与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，是系统工程考虑和处理问题的一般方法和总体框架。

3. 作为系统工程重要基础的信息论可分为哪三种不同的类型？答：狭义信息论、一般信息论、广义信息论。

4. 霍尔系统工程方法论和切克兰德系统工程方法论的核心是什么？其方法和步骤各有什么特点?二者有何区别和联系？霍尔三维体系结构的具体内容？霍尔三维集中体现了系统工程方法的哪些特点？答：霍尔系统工程方法论的核心是“最优化”，切克兰德系统工程方法论的核心是“比较”和“学习”。

霍尔系统工程方法论的步骤为：弄清问题→目标选择→方案设计→建立数学模型→最优化→决策→实施。

切克兰德系统工程方法论的步骤为：问题现状说明→弄清关联因素→概念模型→改善概念模型→比较→实施。

霍尔的三维体系结构指的是知识维、时间维和逻辑维。

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、标准化等特点。

5. 什么是系统的生命周期？系统生命周期的阶段是怎样划分的？答：从提出或建立一个系统到该系统停止运行或为其他系统代替的这段时间，称为系统的生命周期。

系统工程导论一、单项选择题1. 根据所预测对象的纵向历史数据资料，按时间进程组成的动态数列进行分析预测未来的方法称为（ A ）(A) 时间序列预测法.二、不定项选择题1. 将现实系统加以放大或缩小后表示系统的模型称为（ D ）。

(D) 实物模型2. 当系统结构性质不明确，又无足够的数据，系统上又无法做试验，可以先科学的设想一些情况，推出结果，再反过来修正模型，这种方法称为（ C ）(C) 主观想象法3. 系统模型分析中的抽象模型包括（ A B C D ）。

(A) 数学模型(B) 图形模型(C) 计算机程序(D) 概念模型4. 人们之所以能对未来作出预测，主要基于的原则是（B C ）。

(B) 惯性原则(C) 类推原则三、填空题1.最早使用系统工程这个名词的是贝尔研究所2.三维结构方法论的核心内容是模型化和定量化3.系统分析的基本要素包括目的、可行方案（替代方案）、指标、模型、评价基准。

4.系统分析的基本原则有物流系统内部与物流系统环境相结合、局部效益与整体效益相结合、当前利益与长远利益相结合、定量分析与定性分析结合。

5.根据决策者对各种自然状态的了解，决策可分为确定型决策、风险型决策、不确定型决策。

6．根据研究的系统对象的性质，系统仿真可分为离散仿真和连续仿真。

四、简答题1.简述三维结构方法论与软系统方法论的区别。

三维结构方法论期望通过模型化和定量化，求得最优。

切克兰德的软系统方法论不追求“最优化”，而是进行“比较”，强调找出可行满意的结果。

2.简述建模求解问题的好处物流系统建设的需要、经济上的节约、时间上的考虑、系统分析的灵活性需求。

3.如何判断反馈环的极性？若反馈环中各键均为正键，该环为正反馈环；若反馈环中有偶数个负键，该环为正反馈环；若反馈环中有奇数个负键，该环为负反馈环。

五、综合计算题1. 用一次平滑法当 ＝0.3和0.6时对某企业第8期（2003年）的水泥需求量（单位百吨）进行预测，并通过误差计算说明选择哪个由公式对原问题求解得：2003年的预测值分别为75.64和81.52，由公式计算标准误差，可知a ＝0.6更合适。

第一章系统工程概述（一）系统工程的产生、发展及应用识记：系统理论的形成与发展控制论是研究各类系统的控制和调节的一般规律的综合性理论，“信息”与“控制”等是其核心概念。

它是继一般系统论之后，由数学家维纳在20世纪40年代创立的。

信息论是研究信息的提取、变换、存储与流通等特点和规律的理论（二）系统工程的研究对象识记：系统的定义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。

有以下四个要点：（1）系统及要素。

系统是由两个以上要素组成的整体，构成这个整体的各个要素可以是单个事物（元素），也可以是一群事物组成的分系统、子系统等。

（2）系统和环境。

任一系统又是它所属的一个更大系统（环境或超系统）的组成部分，并与其相互作用，保持较为密切的输入输出关系。

（3）系统的结构。

在构成系统的诸要素之间存在着一定的有机联系，这样在系统的内部形成一定的结构和秩序。

（4）系统的功能。

任何系统都应有其存在的作用和价值，在其运作的具体目的，也即都有其特定的功能。

识记：系统的类型认识系统的类型，有助于人们在实际工作中对系统工程对象系统的性质有进一步的了解并进行分析。

（1）自然系统与人造系统自然系统是主要由自然物（动物、植物、矿物、水资源等）所自然形成的系统，像海洋系统、矿藏系统等。

人造系统是根据特定的目标，通过人的主观努力所建成的系统，如生产系统、管理系统等。

实际上，大多数系统是自然系统和人造系统的复合系统。

近年来，系统工程越来越注意从自然系统的中探讨和研究人造系统。

（2）实体系统与概念系统凡是以矿物、生物、机械和人群等实体为基本要素所组成的系统称之为实体系统；凡是由概念、原理、原则、方法、制度、程序等概念性的非物质要素所构成的系统称为概念系统。

在实际生活中，实体系统和概念系统在多数情况下是结合在一起的。

实体系统是概念系统的物质基础；而概念系统往往是实体系统的中枢神经，指导实体系统的行动或为之服务。

一，判断题1、“组成系统的要素是相互联系、相互作用的”是指系统的整体性（相关性）（ F ）2、系统工程中霍尔的三维结构方法论的核心内容是模型化和最优化。

（ T ）3、现实世界中没有绝对的封闭系统。

（ T ）4、系统工程以大规模复杂系统为研究对象。

（ T ）5、层次分析法的层次单排序时，一致性指标检验是为了验证对同层所有因素判断的一致性。

（ T ）7、可达矩阵描述了有向图中各个结点之间经过一定长度的通路后可以到达的程度。

（ T ）8、采用随机数的方法解决问题是蒙特卡洛方法的基本特点。

（ T ）10、最小二乘法的原理是使预测值与实际值的误差和最小（让扰动因素相差最小）（ F ）1、马克思、恩格斯说，世界是由无数相互联系、依赖、制约、作用的事物和过程形成的统一整体” ，表现出的普遍联系及其整体性思想，就是现代的系统概念，是系统理论的哲学基础。

（√）2、系统工程与系统科学的区别是，前者是工程技术，后者是基础理论。

（）3、系统工程属于系统科学体系的技术科学层次。

（X）4、系统工程人员是工程项目的决策者。

（X）5、古代中国和希腊朴素的唯物主义自然观，是以抽象的思辨原则来代替自然现象的客观联系；形而上学自然观则把自然界看成彼此隔离、彼此孤立、彼此不相依赖的各个事物或各个现象的偶然堆积；辩证唯物主义自然观以实验材料（即19世纪自然科学成就）说明各个事物、现象是有机地相互联系、相互依赖、相互制约着的。

（）6、人脑是一个典型的复杂巨系统。

（）7、如果系统的所有组成要素都是最优的，那么系统的整体功能也一定是最优的。

（X）8、根据系统与外界环境的物质、能量和信息的交换情况，系统可分为开放系统、封闭系统两类。

（√）9、系统建模时应该把研究问题的一切细节、一切因素都包罗进去。

（X）10、系统模型一般不是系统对象本身，而是现实系统的描述、模仿或抽象。

（√）11、目标-手段分析法、因果分析法、KJ法等是典型的定性系统分析方法。