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系统工程设计的理论和方法随着科技的快速发展和社会的不断进步，各个领域的工程设计也得到了越来越多的重视。
系统工程设计作为一种新兴的设计理念和方法，得到了广泛的应用和发展，成为了当今各类工程领域的重要组成部分。
本文将对系统工程设计的理论和方法进行探讨和分析。
一、系统工程设计的概念和意义系统工程设计是一种把所有组成部分看成一个整体、考虑系统功能和性能的设计方法。
其主要目的是为了满足用户的需求，实现工程质量的提高和设计成本的降低。
通过系统工程设计的方法，可以把整个系统的要素和过程进行有效的集成和协调，避免因局部优化而导致整体拖累的现象，实现系统工程的高质量、高效率和高可靠性。
在今天的工程设计中，需要考虑的因素越来越多，如人因工效、环境保护、安全性、效益等等，而且在全球经济竞争日益激烈的背景下，企业需要不断提高产品质量和提高市场占有率，因此采用系统工程设计方法是确保产品成功的一种重要手段。
二、系统工程设计的特征系统工程设计具有以下几个主要特征：1、系统思维：系统工程设计以系统整体为设计对象，需要采用系统思维，从系统结构、功能、性能等方面进行设计和优化。
2、集成性：系统工程设计要求将所有要素、过程和功能进行有效的整合和集成，以达到最佳的设计效果。
3、多学科交叉：系统工程设计涉及多个学科和专业的知识，需要跨领域的交流和协作。
4、生命周期观念：系统工程设计要求对整个产品的生命周期进行全面的考虑和规划，从设计、制造、使用到报废整个周期都需要进行优化。
5、风险管理：系统工程设计需要对可能出现的风险进行有效的分析和管理，从而提高系统的可靠性和安全性。
三、系统工程设计的方法系统工程设计的方法主要包括以下几个方面：1、系统分析方法：包括需求分析、功能分析、性能分析、结构分析等；可以得到系统的设计指标和设计方案。
2、系统综合方法：包括系统设计和优化、系统评估和选择等；可以综合考虑多个因素，得出系统最优的设计方案。
3、系统仿真方法：通过建立系统的数学模型，可以进行系统的仿真分析，以便预测和评估系统的性能、可靠性等指标。
系统工程理论与方法第1章管理系统概述第2章管理系统工程方法论第3章管理系统分析第4章管理系统模型第5章建设系统工程中的模型方法1.线形规划模型2.特殊线形规划模型3.整数规划模型4.动态规划模型第1章管理系统概述1.1 系统概念无论是自然界，还是人类社会，可以说任何事物部是以系统的形式存在的。
这种存在的方式决定了我们要树立把所要研究的问题或对象都可以看成是一个系统的观念。
从人们认识客观事物或改造客观事物的过程来看，通常用综合分析的思维方式看待事物，根据事物中内在的、本质的、必然的联系，从整体的角度进行分析和研究，这类事物就被看作为一个系统。
（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结合的具有特定功能的有机整体。
这个定义，指出了作为系统的三个基本特征。
第一，系统是由若干要素组成的：第二，这些要素相互作用、相互依赖；第三，由于要素间的相互作用，使系统作为一个整体具有特定的功能。
在物质世界中，一个系统中的任何部分都可以被看作一个子系统，而每一个系统又可以成为一个更大规模系统中的一个部分。
（2）系统的要素要素是组成系统的基本部分。
凡是系统里不可再进行分解的部分就称为其要素。
一个“部分”能称为系统的要素，它必须具有下列的特性：①每个要素应具有自身特定的功能；②每个要素的性质和行为影响着所构成系统的性质和行为；③每个要素对所构成系统的影响（使系统的性质或行为发生的变化），依赖于系统中其他要素的性质和行为；④不存在独立的要素，即系统不可能分成独立的要素。
（3）系统的特性①整体性系统是由两个或两个以上的可以相互区别的要素，按照作为系统整体所应具有的综合整体性而构成的。
系统具有集合性，它是为达到系统基本功能要求所必须具有的组成要素的集合。
构成系统的各要素虽然具有不同性能，但它们是根据逻辑统一性的要求而构成的整体。
系统不是各个要素简单的集合，否则它就不会形成整体的特定的功能。
因此，即使每个要素并不都很完善，但它们可以进行综合和统一，成为具有良好功能的系统。
第一章测试题一.填空题1:系统工程的理论基础是由_______、_______、_______、_______等学科相互渗透、交叉发展而形成的。
答案一般系统论。
大系统理论。
经济控制论。
运筹学2:系统工程所研究的系统特性有_______、_______、_______、_______。
答案可控性。
动态性。
复杂性。
自律性3:一般系统的特性为_______、_______阶层性、整体性、目的性、环境适应性。
答案集合性。
相关性4:系统工程强调整体系统的_______，而不是追求单一目标的最优化。
答案综合最优化5:对策问题可以根据参加对策的人数分为_______和_______；根据剧中人有无合作行为分为_______和________；根据支付情况分为_______与_______。
答案两人对策。
多人对策。
有合作对策。
无合作对策。
零和对策。
非零和对策二.选择题1:一般系统论是通过对各种不同系统进行科学理论研究而形成的关于适用于一切种类系统的学说。
其主要创始人是_______。
(A)普利高津(B)H.切斯纳(C)L.V.贝塔朗菲(D)钱学森答案C2:以下列举的系统中_______不属于大规模复杂系统。
(A)学生选课系统(B)经济计划管理系统(C)信息分级处理系统(D)区域经济开发系统答案A3:大系统理论中的分层控制通常分为三层，其中根据由市场供销情况所决定的生产计划，来补偿由于元件老化、机器磨损、环境变化等缓慢扰动的影响，校正大系统的最优运行是_______的主要任务。
(A)自适应层(B)最优化层(C)直接控制层(D)间接控制层答案A三.判断题1:系统工程的理论基础是由一般系统论、大系统理论、经济控制论、运筹学等学科相互渗透、交叉发展而形成的。
答案是2:研究大系统的结构方案、稳定性、最优化、建立模型的模型简化问题称为一般系统论。
答案否3:钱学森提出“开放的复杂巨系统”的概念，对于系统科学的发展是一个重大突破，也是一项开创性贡献。
系统工程（1）1、○1系统的功能及其要素。
○2系统的环境及输入、输出。
○3系统的结构（框图表示）。
○4系统的功能与结构、环境的关系。
系统是由两个以上有机联系、相互作用的要素组成，具有特定功能、结构和环境的整体。
2、说明系统的一般属性的含义，并据此归纳出若干系统思想或观点。
整体性是系统最基本、最核心的特性，是系统性最集中的体现。
系统的构成要素和要素的机能、要素的相互联系和作用要服从系统整体的目的和功能，在整体功能的基础上展开各要素及相互之间的活动，这种活动的总和形成了系统整体的有机行为。
关联性。
构成系统的要素是相互联系、相互作用的；同时，所有要素均隶属于系统整体，并具有互动关系。
关联性表明这些联系或关系的特性，并且形成了系统结构问题的基础。
环境适应性。
任何一个系统都存在于一定的环境中，并与环境之间产生物质、能量和信息的交流。
环境的变化必然引起系统功能及结构的变化。
系统必须首先适应环境的变化，并在此基础上使环境得到持续改善。
比如：从综合系统的整体性和目的性，可归纳出整体最优的思想。
3、系统工程的研究对象是大规模复杂系统。
其复杂性主要表现在：○1系统的功能和属性多样，由此而带来的多重目标间经常会出现相互消长或冲突的关系。
○2系统通常由多维且不同质的要素所构成。
○3一般为人机系统，而人及其组织或群体表现出固有的复杂性。
○4由要素间相互作用关系形成的系统结构日益复杂化和动态化。
4、系统工程是从总体出发，合理开发、运行和革新一个大规模复杂系统所需思想、理论、方法论、方法与技术的总称，属于一门综合性的工程技术。
它是按照问题导向的原则，根据总体协调的需要，应用定量分析和定性分析相结合的基本方法。
系统工程是一门交叉学科。
由于系统工程处理的对象主要是信息，并着重为决策服务，“软科学”。
系统工程学是以大规模复杂系统问题为研究对象，在运筹学、系统理论、管理科学等学科的基础上逐渐发展和成熟起来的一门交叉学科。
5、系统工程方法解决问题时，系统工程工作的前提：需要确立系统的观点；系统工程的目的：总体最优及平衡协调的观点；系统工程解决问题的手段：综合运用方法与技术的观点；系统工程有效性的保障：问题导向和反馈控制的观点。
