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学院：经济与管理学院班级：工业工程091601 姓名：****** 学号：2009160201**System Engineering系统工程太原科技大学经济与管理学院工业工程系统工程期中“第一次”作业第一章系统与系统工程第7题：阐明系统工程与传统工程技术的主要区别。
答：系统工程与传统工程技术主要区别如下：（1）概念不同。
传统工程技术的“工程”概念是指把自然科学的原理和方法应用于实践，设计和产出诸如机床、电机、仪表、建筑物等有形产品的技术过程，可将它看成是制造“硬件”的工程；系统工程的“工程”概念，是指不仅包含“硬件”的设计与制造，而且还包含与设计和制造“硬件”紧密相关的“软件”，诸如规划、计划、方案、程序等过程，所以这样就扩展了传统“工程”的含义，给系统工程的“工程”富裕了新的研究内容。
（2）对象不同。
传统工程技术都是把各自特定领域内的工程物质对象作为研究对象，是具体的、确定的对象；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是一个表现为普遍联系、相互影响、规模和层次都极其复杂的综合系统。
（3）任务不同。
传统工程技术是用来解决某个特定专业领域中的具体技术问题，而系统工程的任务是解决系统的全盘统筹问题，这就是通过系统工程的活动，妥善解决系统内部各分系统、各元素之间的总体协调问题，同时涉及到系统的自然环境、社会环境、经济环境等相互联系的问题。
（4）方法不同。
传统工程技术所用的方法是在明确目标后，根据条件采用可能实现目标的方法，提出不同方案进行设计，试制出原型，经试验后最终达到生产和建设的目的。
而系统工程在解决各种问题的过程中，采用一整套系统方法：以系统工程观念（如整体观念、价值观念、综合观念、优化观念和评价观念等）按照完整的解决问题的程序（即明确问题、设置系统目标、系统方案综合、模型化、决策和实施）运用电子计算机（增强了逻辑判断能力和人工模拟能力）对系统进行定量分析和计算，从而为解决复杂系统问题提供有效手段和工具。
《系统工程》课程(48)教案第 1 次课3 学时授课老师章节名称第一章系统科学（SS）、系统（S）与系统工程（SE）1．系统科学与系统工程（SS&SE）教学目的1．初步了解并清楚系统科学所解决的“系统性问题”；2．初步了解系统科学与系统工程的关系；3．能够对社会经济系统的“系统性问题”进行分析；4．正确认识系统工程研究的问题是“系统性问题”；5．正确认识系统工程研究的对象是系统。
教学方法课堂授课（√）课堂讨论（）实验（）上机（）教学手段多媒体教学（√）普通教学（）双语教学（）重点难点重点：系统科学解决的问题----- “系统性问题”1.系统科学与传统科学的关系2.系统得概念难点：“系统性问题”的分析1.系统的构成三要素分析主要教学内容1. 系统科学研究的问题---“系统性问题”2. 系统科学研究的内容3. 系统科学与系统工程的关系4. 系统工程的概念5. 系统的概念课后要求课后作业和预（复）习内容：1.各小组给出一个“系统性问题”。
要求：善于发现你身边的关于教育、经济、大学城管理等社会热点问题；学校在建设发展过程中存在的问题；与学生密切相关的诸如如何提高学生的德智体综合素质教育问题、如何提高学生的道德诚信教育、如何提高学生的学习能力等，能够将纷杂的“问题”进行提炼，形成“系统性问题”。
主要参考文献1. 谭跃进. 系统工程原理[M]. 国防科学技术大学出版社, 2003.2. 周德群. 系统工程概论[M]. 科学出版社, 2005.3. 孙东川. 系统工程引论[M]. 清华大学出版社, 2004.4. 许国志. 系统科学[M]. 上海科技教育出版社, 2004.5. 许国志. 系统科学与工程研究[M]. 上海科技教育出版社, 2001.6. 系统工程学报备注《系统工程》课程(48)教案第2 次课3 学时授课老师：唐幼纯章节名称第一章 系统科学、系统与系统工程2．系统与系统工程（S&SE ）教学目的1．掌握系统工程的概念；2．认识系统工程的研究对象是系统；3．掌握系统的功能与特性；4．掌握系统的描述方法特别是集合描述法；5．掌握系统的解释结构模型(ISM) 方法构造系统。
教学大纲第一章系统工程概述为本课程的导论部分，主要介绍系统思想的发展、系统工程的产生及发展、系统工程的研究对象——系统的特性、系统工程的定义及其基本观点等内容。
通过本章的教学，使学生掌握系统与系统工程的概念以及它们的特点，了解系统的分类、系统工程的发展过程与趋势、了解系统科学体系。
1.系统工程背景介绍、系统工程导论重点介绍系统工程的产生背景，系统工程的基本概念和基本思想2.系统及系统工程简介重点介绍系统的定义、系统工程的基本概念3.系统的概念及特性重点介绍系统的基本概念以及系统的特点4.系统工程的定义、研究对象及基本思想重点介绍系统工程的基本概念，研究对象，以及系统工程在分析、解决问题时的基本思想。
5.系统工程的全体最优观点通过实例重点介绍系统工程基本思想中的全体最优思想6.系统工程的综合性观点通过实例重点介绍系统工程基本思想中的综合性观点7.定性定量相结合的系统工程思想通过实例重点介绍系统工程基本思想中的定性定量相结合的观点8.问题导向与反馈机制的系统工程思想通过实例重点介绍系统工程基本思想中的问题导向与反馈机制的观点9.系统工程的发展史及系统工程的应用重点介绍系统工程的发展历程以及系统工程在社会实际问题中的具体应用第二章系统工程方法论方法论是整个系统工程课程的核心，本部分重点讲述两种针对不同系统的重要方法论：霍尔三维结构和切克兰德模型，在此基础上对系统工程方法论新探索进行简要的介绍。
通过本章的教学，使学生了解系统工程方法论的基本概念，掌握霍尔系统工程方法论，切克兰德系统方法论；掌握系统分析的基本原理。
系统工程方法论事系统工程思考问题和处理问题的一般方法与总体框架1.系统工程的基本过程系统工程解决实际问题的基本步骤与程序2.“阐明问题”阶段重点介绍系统工程基本步骤中的“阐明问题”阶段，及应注意的问题3.“谋划备选方案”重点介绍系统工程基本步骤中的“谋划备选”阶段，及方案的选择方法4.“建模与预计后果”阶段重点介绍系统工程基本步骤中的“建模与预计后果”阶段，及建模的过程与评估的方法5.系统工程分析原理中的“评比备选方案”及“系统工程报告的形成”通过实例，重点介绍系统工程基本步骤中的“屏蔽备选方案”及“系统工程报告的形成”阶段，及屏蔽方案的方法及报告形成过程6.精益思想产生的背景介绍通过精益生产的实例，介绍精益思想的产生背景7.精益思想的本质与特点重点介绍精益思想的实质与基本特点8.精益生产的应用及国内外煤矿推行精益管理的意义与现状重点介绍精益生产在国内外企业中的应用情况，以及国内外煤矿业推行精益管理的意义与存在的问题9.精益化理论与方法的具体应用过程以及如何在我国煤矿业推行精益化重点介绍精益化相关理论及方法在煤矿行业的具体应用过程第三章系统模型与模型化—解释结构模型在系统初步分析的基础上，将对象系统抽象为模型，进而进行优化或仿真，这是系统工程的特色。
第一章系统和系统工程1、系统的定义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。
2、系统定义中的四个要点（1）系统及其要素：系统是由两个以上的要素构成的。
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。
（2）系统和环境：任意系统又是它所从属的一个更大的系统（环境）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：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，有其运作的具体目的，也即有其特定的功能。
3、系统的特性整体性、层次性、关联性、环境适应性4、系统工程研究对象系统工程的研究对象是大规模复杂系统。
该类系统的主要特点有：规模庞大、结构复杂、属性及目标多样、一般为人-机系统、经济性突出等。
5、系统工程的内容和特点所谓SE，是用来开发、运行和革新一个大规模复杂系统所需思想、程序、方法的总和（或总称）。
系统工程基本特点(1) 整体性和系统化观点（前提）；(2) 总体最优或平衡协调观点（目的）；(3) 多种方法综合运用的观点（手段）；(4) 问题导向及反馈控制观点（保障）。
6、系统工程与其他工程的区别（1）后者以专门的技术领域为对象，前者则是跨学科的，研究各行各业中系统的开发、运用等问题；（2）系统工程不仅涉及工程系统，而且涉及社会经济、环境生态等非工程系统，不仅涉及技术因素，还涉及社会、经济甚至心理因素；（3）系统工程比一般工程更注重事理，注重计划、组织、安排、优化，为完成某项任务提供决策、计划、方案和工序第二章系统工程方法论1、切克兰德软系统方法论的思路和步骤（pdf）2、从定性到定量的综合集成方法论—钱学森主要特点有：（1）根据复杂巨系统的复杂机制和变量众多等特点，把定性与定量研究有机结合起来，从多方面的定性认识上升到定量认识；（2）根据系统综合集成思想，把理论与经验结合起来，把人对客观事物的各种知识集中起来，强调多学科交叉融合；（3）根据复杂巨系统的层次结构，把宏观、中观与微观研究统一起来；（4）根据人-机结合的特点和信息的重要作用，将专家群体、数据和各种信息与计算机技术有机结合起来，强调对知识工程及数据挖掘技术等的应用。
第一章系统与系统工程1. 系统概念最早来源于古代人类的社会实践和科学总结2. 系统可被定义为具有一定功能的、相互间具有有机联系的、由许多要素或构成部分组成的一个整体3. 系统的特性：层次性（最基本特性之一）、整体性、集合性、相关性、目的性、环境适应性4. 作为系统工程研究的对象，系统还必须具有可控性、动态性、复杂性、自律性5. 管理是社会系统中联系各层子系统的纽带，是整个社会系统的基本组成单元6. 管理系统的特点：是一个具有多重反馈结构的社会系统、是一个非线性的系统、各变量之间存在着长时滞、原因和结果具有一定的分离性、具有明显的组织结构特性7. 现代工业企业的系统特征：一个人一机系统、可分系统、具有自适应能力的动态系统、投入产出系统、开放系统8. 企业系统是一个承受扰动作用，具有输入、处理、输出三个环节，并通过反馈措施不断改善自身品质的自适应体系9. 系统工程就是从系统的观点出发，跨学科的考虑问题，运用工程的方法去研究和解决各种系统问题，以实现系统目标的综合最优化。
系统的观念就是整体最优的观念，也成为全局观念10. 工程的观念是人们在处理自然、改造自然的社会生产过程中形成的工程方法论11. A.D.霍尔三维结构：时间维、逻辑维、知识维霍尔三维结构的特点：以工程系统为研究对象，核心内容是优化分析，更关注定量分析的方法12. 系统工程方法论3阶段5步骤a) 阐明问题（阐明问题阶段）i. 问题的性质和范围ii. 问题的目标iii. 环境和条件iv. 评价指标v. 收集和分析资料b) 谋划备选方案（分析研究阶段）i. 方案的提出集体创造法(又称头脑风暴法) 、缺点希望点法、特性穷举法、哥顿法ii. 方案的筛选一般要求所提出的备选方案具备：强壮性、适应性、可靠性、现实性c) 预测未来环境（分析研究阶段）i. 确定预测内容ii. 准备数据资料iii. 预定预测方法、建立数学模型预测的基本类型：定性预测法、时间序列法、因果关系法iv. 计算预测值，分析预测误差d) 建模和预计后果（分析研究阶段）系统分析的主要模型有图形模型、分析模型、仿真模型、博弈模型、判断模型e) 评比备选方案（评价比较阶段）第二章系统分析1. 环境是存在于系统边界外的物资的、经济的、信息的和人际的相关因素的总称。
按照系统与环境的关系可将系统分为孤立系统、封闭系统和开放系统2. 从系统分析的角度来看，对系统环境的分析的意义：a) 环境是提出系统工程课题的来源b) 系统边界的确定要考虑环境因素c) 系统分析与决策的资料取决于环境d) 系统的外部约束通常来自环境e) 系统分析的好坏最终需要系统环境来检验与评价3. 环境因素分析：a) 物理和技术环境：现存系统、技术标准、科技发展因素估量、自然环境b) 经济和经营管理环境：宏观经济环境、政策、外部组织结构、经营活动、产品系统及其价格结构c) 社会环境：大范围的社会因素、人(个体)的因素4. 系统与环境的边界两种类型边界的划分a) 系统和环境之间必须有一条边界b) 与被考察的系统相关联的相邻系统的各部分或者说环境的范围必须明确规定5. 系统目标指的是系统发展要获得的结果，系统目标决定了系统的发展方向6. 目的是指通过努力系统达到某一水平的标志。
目标是指系统实现目的过程中的努力方向。
属性是对目标的度量。
7. 系统目标分析的目的是要论证系统目标的合理性、可行性和经济性，最终获得系统目标分析的结果--目标集8. 系统目标分析的作用系统目标分析的作用就是经过分析和论证，说明总目标简历的合理性，确定系统建立的社会价值。
这样可防止系统建立时的盲目性，避免可能出现的各种损失和浪费，提高系统开发的效率。
9. 系统目标分析中的要求：a) 制定的目标应该是稳妥的b) 要考虑目标可能起到的各种作用c) 应将各种目标归纳成目标集d) 要正确认识目标间的冲突10. 建立目标集的过程建立目标集是逐级逐项落实总目标的结果，为此要进行总目标的分解，即将总目标分解为各级目标，直到比较具体、直观为止。
这就要求在总目标的分解过程中，要是分解后的各级分目标与总目标保持一致，并且分目标的集合一定要保证总目标的实现11. 目标体系建立时要力求做到以下几点：a) 目标要简洁、明确b) 目标要可评估c) 目标要有相容性d) 目标要有挑战性e) 各种目标要有优先秩序，并形成一个目标体系f) 组织目标体系的建立要求将短期目标和长期目标、局部目标和整体目标、内部目标和外部目标相结合12. 目标冲突：利害冲突--专业性质质量和成本利益冲突--社会性质13. 系统模型化：针对需要解决的系统问题，通过分析明确其外部影响因素和内部的条件变量。
针对论证后的系统目标，用一个逻辑的或数学的表达式，从整体上说明它们之间的结构关系和动态情况，这就是"模型"的概念。
"化"意味着在系统分析中使用模型是一种常用手段14. 模型的主要构成要素:系统目标和系统约束系统目标是指系统组成要素的有机行动（序列化）应达到的系统功能和目的；系统约束是系统在实现给定目标时能充分利用的条件范围。
15. 模型的优化模型的优化通常是针对数学模型而言。
这是为了某些系统参数和变量取得较好值或最优解的一种方法。
16. 模型优化的方法数学模型有确定型和随机型之分，而确定型又有线性和非线性之分。
对于确定型问题，最优化方法可分为直接法和间接法两类。
直接法是指利用函数本身的数值或者它的判断值，不断迭代(调整)以达到最优解的一种方法。
间接法是利用函数来解析第三章系统模型(重点)1. 模型是对现实世界某些属性的抽象，系统工程最常用的是数学模型，即分析模型2. 系统模型的特征：它是对现实世界部分的抽象或模仿；它由与分析问题有关的因素构成；它表明了因素见的相互关系3. 模型的分类a) 图形与实物模型图画、草图、框图是不严格图；图论图、逻辑图、工程图是严格图b) 分析模型c) 仿真模型"伪实验" 计算机导向d) 博弈模型"伪实验" 人的行为导向e) 判断模型4. 构建模型的一般原则a) 建立方框图b) 考虑信息相关性c) 考虑信息准确性d) 考虑信息结集性5. 信息的分类（按照在模型中所起的作用不同，因素可划分为：）a) 可忽略其影响的因素b) 对模型起作用但不属于模型描述范围的因素c) 模型所需研究的因素6. 建模的基本步骤a) 形成问题b) 确定系统的特征因素c) 确定模型的结构d) 构建模型e) 模型真实性检验7. 结构模型是应用有向连接图描述系统各要素间的关系，以表示一个作为要素集合体的系统的模型8. 结构模型的基本性质a) 是一种图形模型b) 以定性分析为主c) 可以用矩阵形式来描述d) 结构模型作为对系统描述的一种形式，正好处在自然科学领域用的数学模型形式和社会科学领域用的以文字表现的逻辑分析形式之间9. 图的几个基本概念a) 有向连接图：是指由若干节点和有向边链接而成的网络图b) 如果一条链的起点和终点相同，那么这条链就成为闭链或回路c) 邻接矩阵:用来描述图中各节点两两之间的关系d) 可达矩阵10. 邻接矩阵的特性：a) 矩阵A的元素全为零的行对应的节点称作汇点，即只有有向边进入而没有有向边离开该节点b) 矩阵A的元素全为零的列对应的节点称作源点，即只有有向边离开而没有有向边进入该节点c) 对应每一节点的行中，其元素值为1的数量，就是离开该节点的有向边数d) 对应每一节点的列中，其元素值为1的数量，就是进入该节点的有向边数e) 邻接矩阵描述了系统各要素两两之间的直接关系11. 可达矩阵具有推移性特性12. 系统要素可达矩阵的构造注意对比解释结构模型中的前因集a) A(Si)--没有回路的上位集b) B(Si) -- 没有回路的下位集c) C(Si) -- 无关集d) D(Si)-- 下位集13. 解释结构模型法的特点把复杂的系统分解为若干子系统（要素），利用人们的实践经验和知识，以及电子计算机的帮助，最终将系统构建成一个多级递阶的结构模型14. 实施ISM的工作程序a) 组织实施ISM的小组b) 设定问题c) 选择构成系统的要素d) 根据要素明细表构建模型e) 对可达矩阵进行分解后建立结构模型f) 根据结构模型建立解释结构模型15. 结构模型的建立从可达矩阵推导出解释结构模型参照教材P77~81案例16. ISM应用举例a) 成立ISM小组b) 确定关键问题及导致因素，列举各导致因素的相关性c) 建立可达矩阵d) 进行区域划分和级间划分e) 建立结构模型和解释结构模型f) 根据解释结构模型17. 回归分析Y=a+bXb=(ΣXY-n ?x ?Y)/( Σx2-n?x 2)a=?y - b?x18. 具有时间序列关系的回归分析若能使周期序数的平均值为0（?t=0），则求解系数a和b的公式将简化为a=?yb =?tiyi/?t219. 趋势线分析a) 二次趋势曲线预测模型y=a + bx +cx2b) 三次趋势曲线预测模型y = a + bx + cx2 + dx320. 优化模型概念：模型的优化通常是相对数学模型而言。
这是为了某些系统参数和变量取得较好值或最优值的一种方法21. 优化模型的构建：a) 无约束优化b) 约束优化--线性规划模型c) 整数规划22. 系统仿真是设计系统的计算机模型，利用它进行试验以了解系统的行为或评估系统运用的各种策略的过程。
仿真是建筑在模型基础上的23. 系统仿真的主要优点：a) 很多复杂的、带有随机因素的现实世界系统，不可能正确地用解析方法计算的数学模型来描述。
此时，仿真经常是唯一可行的一种研究方式。
b) 仿真允许人们在假设的一组运用条件下估计现有系统的性能c) 提出的可供选择的系统设计可通过仿真进行比较，以便找出最好的满足特定要求的一种设计。
d) 仿真是人们能在较短的时间内研究长时间范围的系统，或在扩展的时间内研究系统的详细运行情况。
24. 系统仿真的主要缺点：a) 仿真模型一般费用较为昂贵，而且开发一个仿真模型要花很长时间b) 随机仿真模型每运行一次，仅对一组特定的输入参数产生模型的真实特性的估计c) 仿真研究产生大量数据，使人们产生一种更信任仿真研究结果的趋向25. 系统仿真的一般步骤：a) 定义问题b) 制定仿真模型c) 证实模型d) 设计仿真实验e) 仿真运行并分析数据26. 蒙特卡罗法是一种适用于对静态离散系统进行仿真试验的方法。
这种方法的基本思路是运用一连串随机数表示一项随机事件的概率分配27. 随机数的生成方法：随机数表法、随机数发生器、利用数学方法产生随机数第四章系统评价（重点）1. 评价是指按照明确目标测定对象的属性，把它变成主观效用的行为，即明确价值的过程。
