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第1章 系统工程概述-20150921

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系统工程第一章概述

系统工程第一章概述

复杂巨系统是指组成系统的子系统数量很多，具有层次结构，它们 之间的关系又极其复杂的系统，如生物体系统、人脑系统、社会 系统等。这些系统又都是开放的，所以也称为开放的复杂巨系统。 目前，研究、处理开放复杂巨系统的方法尚在探讨中。
第1.2节 系统工程
什么是系统工程？
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。
“一些在相互关联与联系之下的要素组成的集合， 形成了一定的整体性、统一性。” 《中国大百科全书· 自动控制与系统工程》：
“由相互制约、相互作用的一些部分组成的具有 某种功能的有机整体。”
第1.1节 关于系统
系统的本质：
形成系统的诸要素的集合永远具有一定的特性，或者表现一定的
行为；
这些特性或行为是它的任何一个部分都不具备的； 由许多要素所构成的整体，但从系统功能来看，它又是一个不可
第1.1节 关于系统
3.动态系统和静态系统 动态系统就是系统的状态变量随时间变化的系统，即系统的状态 变量是时间的函数。
静态系统则是表征系统运行规律的数学模型中不含有时间因素， 即模型中的变量不随时间变化，它是动态系统的一种极限状态， 即处于稳定的系统。
例如一个化工生产系统是一种连续生产过程，系统中的参数是随着时间变化而变化的 动态系统。大多数系统都是动态系统。但是，由于动态系统中各种参数之间的相互 关系是非常复杂的，要找出其中的规律性非常困难。有时为了简化起见而假设系统

《系统工程概述》课件

《系统工程概述》课件

系统工程的应用领域
01
航空航天领域
涉及复杂系统设计、开发和优化， 如飞机、卫星等。
能源领域
涉及能源系统规划、设计和运行， 如核能、太阳能等。
03
02
交通运输领域
涉及交通系统规划、设计和管理， 如城市交通、高速公路等。
制造业领域
涉及生产系统设计、优化和管理， 如生产线、企业资源计划等。
04
02
系统工程的基本原理
系统动态性原理
总结词
系统动态性原理是指系统的状态和性能会随着时间的 变化而发生变化，这种变化具有一定的规律性和可预 测性。
详细描述
系统动态性原理认为系统的状态和性能是随时间变化的 ，这种变化具有一定的规律性和可预测性。在系统的运 行过程中，各种因素都会对系统的状态和性能产生影响 ，导致系统的输出发生变化。因此，在分析和设计系统 时，需要充分考虑系统的动态特性和可预测性，了解系 统状态和性能的变化规律，以便更好地控制和管理系统 。同时，也需要根据系统的动态变化及时调整系统的结 构和参数，以保持系统的稳定性和可统相关性原理
要点一
总结词
系统相关性原理强调系统内部各组成部分之间的相互联系 和相互作用，这些联系和作用是通过一系列的输入、转化 和输出过程实现的。
要点二
详细描述
系统相关性原理认为系统的各个组成部分之间存在着密切 的关联和相互影响。这些联系和作用是通过输入、转化和 输出过程实现的，即一个组成部分的输入可能是另一个组 成部分的输出，经过一系列的转化过程，最终形成系统的 输出。因此，在分析和设计系统时，需要充分考虑各个组 成部分之间的关联和相互作用，以及它们对系统整体性能 的影响。
总结词
人类历史上最复杂的工程之一
详细描述

系统工程第一章

系统工程第一章

5
2.1 系统的特征
（1）系统的整体性 反映要素之间的关系 （2）相关性 反映系统的功能，确 （3）系统的目的性 定系统和环境的边界 （4）有序性 反映了系统的结构形态 （5）环境适应性 明确了系统与环境之间的关系 （6）动态性
系统特性之间的关系？ 反映了系统的变化趋势
6
确定系统的组成要素
（1）整体性
33
正因果关系
若满足下列条件之一： （1）A加到B 中； （2）A是B的乘积因子； （3）A变到A±ΔA，有B变到B±ΔB，即A、B的变化方向 相同 则，A到B具有正因果关系，简称正关系，用
“＋”号标在因果链上。
34
负因果关系
若满足下列条件之一： （1）A从B 中减去； （2）1/A是B的乘积因子； （3）A变到A±ΔA，有B变到B-+ΔB，即A、B的变化方向 相反 则，A到B具有负因果关系，简称负关系，用
25
（3）系统边界划分注意的几个问题
系统的目的性 现有的技术、理论水平 问题解决的时效性
系统的表现程度
26
3、系统结构概念
系统结构是指系统的构成要素在时空连
续区上的排列组合方式和相互作用方式。 系统结构的普遍形式决定了系统的基本 特征。
目的性——作为构造系统结构的出发点 集合性 相关性 阶层性 整体性 环境适应性
8
2012-11-5
（2）相关性
系统中相互关联的部分或部件形成“部件 集”，“集”中各部分的特性和行为相互联系、 相互依赖、相互制约和相互作用,牵一发而动 全身。 故要求 S内各要素应根据整体目标，尽量避 免 “内耗 ”，设法提高 S整体运行效果。。

9
（3）目的性

《系统工程概述》PPT课件

《系统工程概述》PPT课件

柏 拉 图 的 宇 1.系统地发展了辩证法；
系、系统的结构
宙观
2.宇宙最初由两个三角形发展而来。
、系统的功能、
亚 里 斯 多 德 1.创造了形式逻辑，系统研究了思维规律； 系统的演化等方
的 三 段 论 和 2.提出了三段论和整体论；
面具有丰富而深
整体论
3.提出运行的天体是物质实体。
刻的研究成果。
精选课件ppt
4
近 现 代 西 方 自 然 科 学 的 系 统 思 想
哥白尼的《 天体运行论 培根的《新 工具论》 笛卡尔的《 方法论》和 《解析几何 学》 马克思的系 统思想
反映系统思 想的其他科 学成果
1.对复杂的天体系统有深刻研究； 2.提出日心说。 1.对科学研究方法有独到研究； 2.提出定性—归纳推理的研究方法。 1.将几何学代数化，创立了解析几何； 2.提出了数学—演绎的研究方法； 3.提出了质量、时间、空间三个基本量纲； 4.提出“我思固我在”。 1.提出了辩证法和唯物主义； 2.提出了辩证法三个规律。 1.取得了人类历 史上 一系 列最 重大 的科 学发 明； 2.创立了物理学 、化 学、 生物 学等 自然 科学 及其分支；
1.将管理对象、 管理过程作为一 个整体进行研 究，促进了人们 对管理系统内组 成要素、要素之 间关系的认识； 2.将理论应用于 管理工程实践， 创造了人类奇 迹； 3.系统论及相关 理论直接出现。
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6
整体思想和联系思想是科学系统思 想的核心与实质。
精选课件ppt
7
二、系统工程的理论的形成与发展
系统理论包括：
1、老三论（形成于二十世纪四十年代）：一般系统论、 控制论和信息论。 2、新三论（形成于二十世纪七十年代）：耗散结构理 论、协同论和突变论。

系统工程第一章

系统工程第一章

系统分析
系统实施
在实施完成后，对优化效果进行综合评估，包括生产 效率、资源利用率、产品质量等方面的指标，验证系
统工程方法的有效性和实用性。
系统评估
按照设计方案，逐步推进各项优化措施的实施，同时 加强过程监控和风险管理，确保实施过程的顺利进行。
总结经验教训，展望未来发展趋势
总结经验教训
通过本次案例的实施，深刻认识到系统工程方法在企业生产流程优化中的重要作 用，同时也意识到在实施过程中需要注重团队协作、数据驱动和持续改进等方面 。
随着科技的飞速发展，新的技术、方法和工具不断涌现，对系统工 程的理论和实践提出了更高的要求。
系统复杂性增加
现代系统工程的规模越来越大，涉及领域越来越多，系统复杂性呈 指数级增长，对系统工程师的综合素质和能力提出了严峻挑战。
全球化竞争压力
随着全球化的深入发展，系统工程领域的竞争日益激烈，对系统工程 师的创新能力和国际化视野提出了更高要求。
信息化技术发展趋
势
未来信息化技术将更加注重智能 化、网络化、服务化等方向的发 展，推动数字经济与实体经济的 深度融合。
信息化技术在系统建模中应用
01
系统建模概述
系统建模是指利用数学、计算机等工具对实际系统进行抽象和描述，构
建系统的模型，以便进行分析、设计和实施。
02 03
信息化技术在系统建模中的作用
模拟自然现象或生物行为的优 化算法，如神经网络、蚁群算
法等。
信息化技术在系统工
04
程中应用
信息化技术概述及发展趋势
信息化技术定义
利用计算机、通信、网络等技术 手段，对信息进行获取、传输、 处理、存储和应用的技术体系。
信息化技术发展历

第一章系统工程概述

第一章系统工程概述
奠基人之一赫拉克利特认为“世界是包括一切的整体”； 亚里士多德强调“整体大于部分的总和”的论点。 中国思想家老子阐明了自然界的统一性。战国时期李冰 父子修建的四川都江堰水利工程。北宋大科学家沈括的 传世著作《梦溪笔谈》中所述的丁渭造宫工程。
第一章 系统工程概述 系统工程
李冰父子建造都江堰
公元前256年由蜀郡太守李冰父子组织建造
通讯系统
一词
第二次世界 英、美等国的反空袭等军事 军事运筹学（Military Operations
大战期间 行动
Research），即军事系统工程
II
本世纪40年 美国研制原子弹的“曼哈顿 代 计划”
运用SE，并推动了其发展
1945年
美国空军建立兰德（RAND）曾经提出系统分析（Systems analysis）概
美国实施“阿波罗”登月计划
使用了多种SE方法，其成功极 大地提高了SE的地位
国际应用系统分析研究所（IIASA） SE的应用开始从工程领域进入到
在维也纳成立
社会经济领域，并发展到了一个
重要的新阶段
SE的广泛应用在国际上达到高潮
SE在国际上稳定发展、在中国的研究与应用达到高潮ຫໍສະໝຸດ 第一章 系统工程概述 系统工程
第一章 系统工程概述 系统工程
教学内容
第一节 系统工程的产生、发展及应用 第二节 系统工程的研究对象 第三节 系统工程的概念与特点 第四节 系统工程的应用领域
第一章 系统工程概述 系统工程
第一节 系统工程的产生、发展及应用
一、系统思想及系统理论的产生与发展 二、系统工程的发展概况 三、系统工程在我国的发展及应用
系统工程（Systems Engineering, SE）

系统工程课件：第1章 系统工程概述

15
15
第四节 系统工程的应用领域
目前，系统工程的应用领域已十分广阔。 主要有以下几个方面：
(1)社会系统工程 (2)经济系统工程 (3)区域规划系统工程 (4)环境生态系统工程 (5)能源系统工程 (6)水资源系统工程 (7)交通运输系统工程 (8)农业系统工程 (9)企业系统工程 (10)工程项目管理系统工程
古代中国和古希腊在系统思想的产生与早期发展中具 有突出地位和贡献。
整体思想和联系思想是科学系统思想的核心与实质。 一般系统论、控制论、信息论、耗散结构理论、协同学及 自组织理论等是系统理论的重要内容和SE的理论基础。
5
5
二、系统工程的发展概况
阶段 年代（份） 重大工程实践或事件
重要理论与方法贡献
1930
合计
学时数 5 5 5 6 6 7 12 2 48
3
第一章 系统工程概述
第一节 系统工程的产生、发展及应用 第二节 系统工程的研究对象 第三节 系统工程的概念与特点 第四节 系统工程的应用领域

4
第一节 系统工程的产生、发展及应用
一、系统思想的产生与发展
系统思想的发展经历了三个阶段，即：“只见森林” （朴素的系统思想）阶段→“只见树木”阶段→“先见森 林，后见树木”（科学的系统思想）阶段。
美国自动控制学家 L.A.Zedeh提出“模糊集 合”概念
美国实施“阿波罗”登月 计划
为现代SE奠定了重要的数学基础
使用了多种SE方法，其成功极大地提高 了SE的地位
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二、系统工程的发展概况
1972 V
国际应用系统 分析研究所 （IIASA）在维也 纳成立
SE的应用开始从 工程领域进入到社会 经济领域，并发展到 了一个重要的新阶段。

第一章：系统工程概述-PPT精选文档


古 希 腊 哲 学 中 的 系 统 思 想
泰勒斯认为 水 是 万 物 之 万物均来自水 源 阿 那克 西曼 德 的 自 然 系 世界由水、空气、土和火四个元素组成 统 1.宇宙由火组成； 赫拉克利特 2.提出 “ 一切皆流，一切皆变 ”、 “ 人不能两次 的自然系统 走进同一条河流 ”。 1.数的单位或者分立的微粒是宇宙的基础； 毕 达 哥 拉 斯 2. 数为宇宙提供 了一 个概 念的 模型 ，数 量和 的宇宙系统 形状决定一切自然物体的形式； 3.天体运动必须是均匀的圆周运动。 德谟克利特 宇宙万物都由原子组成 的原子论 1. 认为哲学家的 主要 任务 是治 理人 和社 会， 苏格拉底的 而不是理解和控制自然； 提问法 2.用提问法研究伦理。 柏 拉 图 的 宇 1.系统地发展了辩证法； 宙观 2.宇宙最初由两个三角形发展而来。 亚 里 斯 多 德 1.创造了形式逻辑，系统研究了思维规律； 的 三 段 论 和 2.提出了三段论和整体论； 整体论 3.提出运行的天体是物质实体。
第一章 系统工程概述
• 第一节：系统工程的产生、 发展及应用 • 第二节：系统工程的研究对象 • 第三节：系统工程的概念与特点
பைடு நூலகம்
第一章 系统工程概述
第一节 系统工程的产生、 发展及应用
一、系统思想及系统理论的产生与发展 系统思想的发展经历了三个阶段，即：“只 见森林”（朴素的系统思想）阶段—“只见树 木”阶段—“先见森林，后见树木”（科学的 系统思想）阶段。 古代中国和古希腊在系统思想的产生与早期发 展中具有突出地位和贡献。
近 现 代 西 方 自 然 科 学 的 系 统 思 想
哥白尼的《 天体运行论 培根的《新 工具论》 笛卡尔的《 方法论》和 《解析几何 学》 马克思的系 统思想

系统工程的概述

自动化学院 08200308系统工程的概述摘要：随着化工生产日趋复杂化、大型化和自动化，化工系统工程这门学科正在蓬勃发展并得社会各界的日益关注。

本文对系统工程发展现状进行了客观的阐述，及化工生产中的应用及发展趋势地行了分析探讨。

关键词：系统工程；发展；应用；特点一、系统工程的综述1、系统工程定义系统工程是组织管理的技术。

把极其复杂的研制对象称为系统，即由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成具有特定功能的有机整体，而且这个系统本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分。

系统工程则是组织管理这种系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的科学方法。

直接为系统工程提供理论方法的有运筹学、控制论、信息论、系统学等，还有数学与计算机技术。

由于实际系统不同，用到哪类系统上，还要用到与这个系统有关的科学理论、方法与技术。

例如，用到社会系统上，就需要社会科学、人文科学方面的知识。

从这些特点来看，系统工程不同于其它技术，它是一类综合性的整体技术，一种整体优化的定量技术，一门综合集成的系统技术，是从整体上研究和解决问题的科学方法。

2、系统工程的产生是20世纪2O年代美国贝尔实验室在建造美国全国电话网络中首先提出。

系统工程的雏形形成于4O年代，在5O年代到6O年代，系统工程迎来了其发展的高潮。

电子计算机的出现和应用，则为系统工程提供了强有力的运算工具和信息处理手段，成为实施系统工程的重要物质基础。

系统工程可以说是工程活动的总结，是为构建系统的所有工程活动的支持。

系统工程标准源自于系统工程实践，是系统工程实践经验的总结。

3、系统工程的发展3.3.1系统工程的整体发展系统工程的应用首先是从工程系统开始的，实践已证明了它的有效性，如航天系统工程，我们常把这类系统工程称为工程系统工程，它是组织管理工程系统研究、规划、设计、制造、试验、使用的技术。

当我们把系统工程用来组织管理复杂系统和复杂巨系统时，处理工程系统的方法不够用了，它已处理不了复杂系统、复杂巨系统的组织管理问题。

系统工程学讲义ppt第一章系统工程学概述


1.2 系统工程的发展
1.2.1 人类如何认识世界
整体论和还原论的辩证联系和统一引发了系统思维 的发展。
1.2.2 系统工程的诞生和发展
阶段 年代（份） 重大工程实践或事件 重要理论与方法贡献 美国发展与研究广播 正式提出系统方法（Systems 电视 approach）的概念 美国实施彩电开发计 采用系统方法，并取得巨大 划 成功 美国Bell实验室开发 微波通讯系统 正式使用系统工程（Systems Engineering）一词
II
1945
III
运筹学的广泛运用与发展、控制论的创立与 40年代后期到50 应用、电子计算机的出现，为SE奠定了重要 年代初期 的学科基础 1957 H.Good和 R.E.Machol发 系统工程学科形成的标 志 表第一部名为《系统工 程》的著作 美国研制北极星导弹核 潜艇的研制工程 R.E.Machol编著《系统 工程手册》 美国自动控制学家 L.A.Zedeh提出“模糊集 合”概念 1961-1972 美国实施“阿波罗”登 月计划 1951-1980 MIT发展SAGE防空系统 提出PERT（网络优化技 术），这是最早的系统 工程技术之一。 表明系统工程的实用化 和规范化 为现代SE奠定了重要的 数学基础 使用了多种SE方法，其 成功极大地提高了SE的 地位
始于1956年。 钱学森是系统科学在我国发展的先驱者。
1.2.4 系统工程的若干标志性成就
工长 程江 蓝三 图峡 水 利 枢 纽
1.2.5 系统工程学科的发展
系统工程作为一门交叉学科，日益向多种学科渗透和交 叉发展。
系统工作为一门软科学，日益受到人们的重视。
“物理”---“事理”---“人理”
“硬件”---“软件”---“斡件”（orgware）
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1.1 系统工程的典型实例
实例总结： 行为 共同点(普通工作程序) 系统工程
共同点 (普通工作程序) ：SIMILAR Process:
Figure 1. The Systems EngineБайду номын сангаасring Process
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1.2 系统工程的概念与特点
1.2.1 系统的概念
系统的定义 Definition of System: A system is a construct or collection of different elements that together produce results not obtainable by the elements alone. The elements, or parts, can include people, hardware, software, facilities, policies, and documents; that is, all things required to produce systems‐level results. The results include system level qualities, properties, characteristics, functions, behavior and performance. The value added by the system as a whole, beyond that contributed independently by the parts, is primarily created by the relationship among the parts; that is, how they are interconnected. 系统的定义：“系统”是结构上相互联系、状态变化上相 互依赖的若干成员，构成的具有特定功能的整体。 系统的主要属性：整体性、关联性、环境适应性。 15
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1.2 系统工程的概念与特点
1.2.1 系统的概念
系统的分类
(5) 按系统的复杂性分类 简单系统、复杂系统 (6) 按系统是否具有不确定性分类 确定性系统、不确定性系统 (7) 按热力学的观点分类 孤立系统(与环境无信息、物质、能量交换)、封闭系统(只与环境交换信息)、 开放系统(与环境交换信息、物质、能量) (8) 按系统的数量、种类及关联复杂程度分类 简单系统、简单巨系统、巨系统、复杂巨系统、开放的复杂巨系统 (9) 按哲学观点分类 实体系统、概念系统
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1.2 系统工程的概念与特点
1.2.1 系统的概念
系统的功能
不同系统的功能千差万别。一般意义上，系统的功能如下图所示：
输入 输出
处理与转换
物质、能量和信息 物质、能量和信息
狭义上：系统的功能就是处理与转换系统的物质、能量和信息 广义上：系统的功能就是输入、输出、反馈、处理与转换系统的物质、 能量和信息(将输入、输出和反馈也视为系统的功能)
(跨时间系统工程) 7
1.1 系统工程的典型实例
实例2： 个体协调才能实现复杂系统整体功能
测量+分析+控制+指挥…协调 =》成功 ！
8
1.1 系统工程的典型实例
实例3： 一个工程系统兼顾着相互牵制的多个目标
坝后电站装机26台*70万kW, 94年12月至06年5月全部投产 右岸地下电站6台*70万kW, 02年2月尾水渠施工至12年5月全部投产
4
课时安排与考核
1、授课安排：讲课1-17周、34学时， 最后2学时考试(第17周) 2、考试方式：开卷 3、成绩：平时30%(到课和作业)、期末考试 70% 4、自我简介:研究兴趣、联系方式
5
第1章
内容：
系统工程的概念
1.1 系统工程的典型实例 1.2 系统工程的概念与特点 1.3 系统工程的发展简介 1.4 系统工程的应用领域
20
1.2 系统工程的概念与特点
1.2.1 系统的概念
实体系统与概念系统
凡是由矿物、生物、机械和人群等实体成员构成的系统称之为实 体系统。(实体成员：化学分子、其它可测知的物质) 凡是由概念、原理、方法、原则、制度、程序等概念性的非实体 成员构成的系统称为概念系统。如软件系统、管理系统、军事指挥系 统、社会系统等。
2
学习要求
1. 掌握本课程的原理与方法，初步建立系统观念的思维， 熟悉若干常用的基本概念和方法。 2. 对系统工程方面的复杂问题应具有一定的分析和解决 能力。 3. 4. 结合案例进行分析，提高知识的实际应用能力。 对布置的思考题、习题和案例要认真分析，按时完成 作业。
3
参考资料
1. 梁军，赵勇. 系统工程导论. 北京：化学工业出版社， 2013.3(是重点参考书) 2. 吴祈宗. 系统工程. 北京：北京理工大学出版社，2011年 3. 梁迪(主编). 统工程. 北京：机械工业出版社，2005 4. 汪应洛(主编). 系统工程. 北京：机械工业出版社，2003 5. 《运筹学》教材编写组编，运筹学[M] （修订版），北 京：清华大学出版社，1996 6. 杨家本(主编). 系统工程概论. 武汉：武汉理工大学出版 社，2003 7. Alexis Jacguemin. Industrial Engineering. Oxford University Press,1986
18
1.2 系统工程的概念与特点
1.2.1 系统的概念
系统的分类
(1) 按系统对象分类 控制系统、工业系统、经济系统、教育系统、军事系统、社会系统 (2) 按系统形成过程分类 自然系统、人造系统、复合系统（自然+人造、如梯级水电） (3) 按系统结构分类 集中系统、分散系统、多级递阶系统、环形系统。 (4) 按系统随时间的变化特性分类 静态系统(用代数方程描述)、动态系统(用微分方程描述)
1.2 系统工程的概念与特点
1.2.1 系统的概念
系统的特性(区别于其它事物)
(1) 整体性。系统应由两个以上的要素或部分组成，各要素或部分之间存在着联 系，从而构成一个有机的整体，实现其目的和功能。系统科学家贝塔朗菲指出：机 械论的错误观点之一，就是简单地分解或加合。贝塔朗菲认为，应该用整体观点纠 正机械论的错误观点。从而提出了关于系统组成的著名定律：整体恒大于各孤立部 分的简单加和。 (2) 目的性。系统工作者进行系统的构思、设计、分析、运行、控制时，必须事 先弄清其目的，否则将无法得到一个良好有序的现实系统。换句话说，系统工程学 就是研究使系统对象顺利达到某种目的的一门学科。如军事作战系统“就应按最容 易确保自己战胜敌人的目的来配备兵力兵器等资源、进行作战的组织和指挥等军事 活动”；经济管理系统“就应按如何获得最佳经济效益的目的、来优化配置人力和 设备及相关资源等”。 (3) 有序性 。由于系统的结构、功能和层次的动态演变有某种方向性，因而系统 具有有序性。系统的有序性表现为：它既由较低级的子系统组成，又是更高级大系 统的子系统。
0908‐01End 16
1.2 系统工程的概念与特点
1.2.1 系统的概念
系统的特性(区别于其它事物)
(4) 相关性。科学发展的全部成就已经证明“现实世界是普遍联系的”。系统中相互关联 的要素或部件形成了“部件集”，“要素集”。它集中了各部件或要素相互制约和相互影响的关 系，正是这种相关性确定了系统特有的整体形态与功能。 (5) 复杂性。现代系统一般是多输入、多输出、多参数、多层次、多目标、多功能的系统。 系统通常处在一个多变的环境之中，其输入具有多个参数，且表现在时间或空间上的随机性 和不确定性，系统本身往往具有多层次结构，只有进行一系列运算分析和比较，才能权衡出 较优的方案。 (6) 适应性。系统与环境之间通常有物质、能量和信息交换。环境的变化会引起系统特性 变化，即：系统内部各要素或部分的性能变化。因此，一般结构良好的系统都有反馈、自适 应、自学习功能，以保持它对客观环境的适应性。 (7) 动态性。是指系统状态与时间的关系。由于物质与运动密不可分，各种物质的结构、 形态、功能、特性及其规律都是通过运动表现出来的，要认识系统必须研究系统的运动。开 放系统与外界有物质、能量和信息交换，其内部结构随时间变化，系统的发展是一个有方向、 有周期的动态反馈过程。 (8) 开放性。系统对环境开放，与环境之间有物质、能量和信息交换。
三峡水利工程系统
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1.1 系统工程的典型实例
实例3： 一个工程系统兼顾着相互牵制的多个目标 三峡水利系统的功能： 1、发电：32台×70万kW，~10个大亚湾核电站、2个深市用电 /s2006/sxfadian/ 2、防洪：防洪总库容221.5亿m3 ,防汛标准为千年一遇 3、航运：昔日险滩密布的峡江航道已成高峡平湖、但需船闸 /s2006/sxchuanzha/ 4、旅游：/s2006/dabashiyitu/ 5、环境：作为清洁能源，相当每年节约6000万吨燃煤、 每年减少排放二氧化碳约1.2亿吨 6、生态：鱼群生活习惯和范围受到影响 多个目标可能相互冲突 !
系统工程概论
Basics of Systems Engineering
1
内容简介
系统工程(SE)：
对象：系统(如：机器系统、水利系统、交通系统、社会系统等) 问题：共性问题、通用理论和技术 方法：定性与定量方法相结合 内容：建立系统对象的数学模型，运用系统观念(整体看问题的观念)的思维 和方法仿真分析和设计系统、掌握其变化规律，对系统进 行科学预测和评价及决策、提供技术经济整体最优方案 适用：各类工程领域、经济和社会及军事领域等
6
1.1 系统工程的典型实例
实例1：“个体失优换得整体最优”的博弈策略 战国时期，齐王与一名大将田忌赛马，双方约定各出 3 匹 马，分别为3个等级（上等马、中等马和下等马），问田忌战 胜齐王的对策是什么？ 上等马用 1 表示，中等马用 2 表示，下等马用 3 表示。齐王 与田忌各有6个策略： 1，2，3(齐王) 田忌战胜齐王的对策：用下等马应对齐王上等马 1， 3， 2 输1局、再赢2局 2， 1， 3 夫运筹帷幄之中，决胜千里之外。 《史记·高祖本记》 2， 3， 1 (跨空间系统工程) 3， 2， 1 3，1，2(田忌) 古人云：人无远虑，必有近忧。