第2讲、系统工程概念与原理

第一章概论重点内容：了解安全系统工程的概念；了解安全与生产的关系；掌握传统安全工作方法存在的主要问题及局限性；掌握系统的概念及其特点；了解安全系统工程的发展过程；掌握安全系统工程的内容。

第一节概述1、安全系统工程是用系统工程的方法研究、解决生产过程中的安全问题,预防伤亡事故和损失发生的一个新技术学科。

2、安全与生产的关系安全工作随生产而产生,也随生产的发展而发展。

生产离不开安全，安全促进生产。

现代工业的几大特点四新：新工艺，新技术，新能源和新材料；三化：生产过程的大规模化,复杂化和高度自动化。

于此相适应,安全管理工作也面临着新的课题:1、新工艺,新技术,新能源和新材料的出现,必然产生新危害。

2、需要处理的各种危害物质的种类和数量不断增多。

3、由于生产过程大规模化,复杂化,造成危害程度的范围日益扩大。

4、安全保障的要求及技术难度也相应增长。

3、人们对付事故的两种方法1）传统安全工作方法就是事故发生后吸取经验,进行预防的方法,有人也叫做“问题出发型”方法。

2）安全系统工程工作方法有人也叫做“问题发现型”方法。

这种方法是从系统内部出发，研究各构成部分存在的安全联系，检查可能发生事故的危害性及其发生途径，通过重新设计或变更操作来减少或消除危害性,把发生事故的可能性降低到最低。

4、传统安全工作方法存在的主要问题安全工作总是跟在生产后面跑。

原因：安全的属性问题；人的认识问题；安全效益问题；5、传统安全工作方法的局限性1）凭经验和直感处理生产中的安全问题，由表及里的深入分析，发现潜在的事故危险性少，难以彻底改善安全面貌。

2）定性的即“安全”或“不安全”的概念多，而定量的概念少。

3）没有系统性。

4）没有肯定的目标值。

6、系统安全的基本观点没有绝对安全安全工作贯穿于系统的整个寿命期间危险源及其危险性危险的概念是指系统中存在导致发生不期望后果的可能性超过了人们的承受程度。

第二节安全系统工程的概念1. 安全系统工程的概念采用系统工程的方法，识别、分析、评价系统中的危险性，根据其结果调整工艺、设备、操作、管理、生产周期和投资等因素，使系统可能发生的事故得到控制，并使系统安全性达到最好的状态。

1、系统概念：系统是由处于一定的环境中相互作用和相互联系的若干组成部分结合而成并为达到整体目的而存在的集合。

2、系统基本特性：整体性、相关性、结构性、动态性、目的性和环境适应性。

3、系统的三要素：系统的诸部件及其属性、系统的环境及其界限、系统的输入和输出。

4、实体系统是指系统的工艺是有特定的工艺组成的；概念系统是用一些思想方法，符号等组成的一个客观上不存在的系统。

5、2003年春天非典疫情是突变的动态环境。

6、系统的层次：第一层，静态结构系统；第二层，简单动态系统，如各行星活动规律；第三层，反馈控制系统；第四层，细胞系统，有自我维持能力，与环境间有明显的物质交流；第五层，原生社会系统，典型例子是植物；第六层，动物系统，具有以脑为中心的神经系统；第七层，人类系统，除有动物系统具有的全部特征以外有自我意识；第八层，人类社会系统；第九层，超越系统。

7、交通系统工程定义：就是采用系统的理论和方法并结合交通系统的具体特点和其他交通学科的知识，对所研究的交通问题在进行包括系统研究、系统设计、系统量化等系统分析的基础上，在进行系统计划，系统实施、系统反馈、协调与控制，系统评价等工作，对系统中各种资源合理最佳利用，实现系统预定目标的过程。

8、系统工程是一门“社会-技术”的综合交叉学科。

9、系统工程的知识体系：10、系统工程的方法有：硬系统方法论和软系统方法论。

硬系统问题又称结构化问题，这类问题的目前状态及期望达到的未来状态是明确的或可以确定的。

系统工程人员所要做的就是选择合适的方案使目前的状态顺利地转化为期望的未来状态。

软系统方法论解决问题的步骤是：（1）问题现状说明，目的是为了改善现状，主要是非结构化问题描述；（2）弄清问题的关联因素，弄清与改善现状有关的各因素及相互关联情况；（3）建立概念模型（4）改善概念模型（5）概念模型与现实系统的比较（6）系统更新11、系统工程内容：一般包括系统分析、系统设计、系统辨识、系统预测、系统的量化与优化、系统控制、系统的模拟与仿真、系统协调、系统评价、系统决策等。

第1章系统与系统工程1系统的基本概念1。

1系统的概念系统这一概念来源于人类长期的社会实践,朴素的系统概念，在古代的哲学思想中得到了反映.公元前古希腊的唯物主义哲学家德漠克利特（Democritus）就曾论述了“宇宙大系统”，他认为世界是由原子和真空所组成，原子组成万物，形成不同的系统和有层次的世界。

古希腊的伟大学者亚里士多德（Aristoteles）关于整体性、目的性、组织性的观点，以及关于事物相互关系的思想,可以说是古代朴素的系统概念。

我国古代著名思想家老子就曾阐明自然界的统一性，他用古代朴素的唯物主义哲学思想，描述了对自然界的整体性和统一性的认识.西周时代，已用阴阳二气的矛盾统一来解释自然现象，认为金、木、水、火、土“五行”是构成世界大系统的五种基本要素。

在东汉时期,古代天文学家张衡提出“浑天说”,揭示了天体运行和季节变化的关系，编制出历法和指导农业活动的二十四气节.在北魏时期,著名学者贾思勰在其名著“齐民要术”一书中，叙述了气候因素与农业发展的关系，对农业与种子、地形、耕种、土壤、水分、肥料、季节、气候诸因素的相互关系,都有辩证的叙述，并提出了如何根据天时、地利和生产条件合理地安排农事活动。

周秦至西汉初年古代医学总集的“黄帝内经"，强调人体各器官的有机联系,生理现象与心理现象的联系，以及身体健康与自然环境的联系。

系统概念来源于人类长期的实践活动，但是由于古代科学技术不发达，往往只能得到分散的认识，不够深化。

古代朴素唯物主义哲学思想虽然强调对自然界整体性、统一性的认识，却缺乏对这一整体各个细节的认识，因而对整体性和统一性的认识也是不完全的。

19世纪以来。

自然科学取得了伟大的成就，特别是能量守恒、细胞和进化论的发现，使人类对自然过程的相互联系的认识有了很大的提高。

马克思、恩格斯的辩证唯物主义认为，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所形成的统一整体。

这也就是系统的实质.钱学森在“系统思想和系统工程”一文中指出：“系统思想是进行分析和综合的辩证思维和工具，它在辩证唯物主义那里取得了哲学的表达形式,在运筹学和其它系统科学那里取得了定量的表述形式，在系统工程那里获得了丰富的实践内容”。

系统工程原理
系统工程原理是一种跨学科的方法论，旨在通过分析、设计和管理复杂系统来实现预期的目标。

它综合了工程学、管理学和计算机科学等多个领域的知识和技术，以提高系统的功能性、可靠性、效率性和可维护性。

系统工程原理的核心思想是整体观念，即将系统视为一系列相互关联的组件或子系统，通过它们之间的协同作用来实现整体功能。

系统工程强调对系统的全面理解和综合设计，以满足用户需求和预期目标。

系统工程原理的主要步骤包括需求分析、系统设计、系统集成、系统验收和系统维护等。

需求分析阶段主要是通过与用户沟通和交流，明确系统的功能、性能和约束条件等需求。

系统设计阶段则是将需求转化为具体的系统结构和模块设计，并进行系统测试和验证。

系统集成阶段是将各个模块和组件组合在一起，确保系统的相互兼容和协同工作。

系统验收阶段是对整个系统进行终端用户的实际使用测试和评估。

系统维护阶段是对系统进行常规性的维护和更新，确保系统的稳定运行和持续改进。

在系统工程原理的实践中，还有一些重要的原则和方法。

例如，需求的可行性和可行性研究能够帮助评估需求的可实施性和风险。

系统建模和仿真技术可以帮助理清系统的结构和功能，并预测系统的性能。

风险管理和质量保证方法可以帮助发现和解决系统开发过程中的问题和隐患。

总之，系统工程原理是一种重要的工程方法论，用于分析、设
计和管理复杂系统。

它强调整体观念、全面设计和综合优化，以实现预期的系统目标。

系统工程原理系统工程原理是指在系统工程领域中，系统工程师需要掌握的一系列基本原理和方法论。

系统工程是一门综合性学科，它涉及到多个学科领域的知识和技术，包括工程学、管理学、计算机科学、经济学等。

系统工程原理的学习和应用对于系统工程师的工作至关重要，下面将从系统工程原理的基本概念、核心原理和应用方法进行介绍。

首先，系统工程原理的基本概念是指系统工程所涉及的基本概念和基本理论。

系统工程是一种以系统思维为核心的综合性工程学科，它将各种学科领域的知识和技术进行整合，以解决复杂系统问题为目标。

系统工程原理的基本概念包括系统思维、系统工程方法论、系统工程的基本特征等。

系统思维是系统工程的核心，它强调整体性、综合性和协同性，要求系统工程师能够从整体的角度来看待问题，进行系统化的分析和设计。

系统工程方法论是系统工程师进行系统工程实践的方法和工具，它包括需求分析、系统建模、系统设计、系统集成、系统验证等一系列方法和技术。

系统工程的基本特征包括复杂性、动态性、多学科性、协同性等。

其次，系统工程原理的核心原理是指系统工程所依据的基本原理和规律。

系统工程的核心原理包括系统思维原理、系统分析原理、系统设计原理、系统集成原理、系统验证原理等。

系统思维原理是系统工程的核心，它要求系统工程师能够从整体的角度来看待问题，进行系统化的分析和设计。

系统分析原理是系统工程师进行系统需求分析的基本原理和方法，它包括需求获取、需求分析、需求建模等一系列方法和技术。

系统设计原理是系统工程师进行系统设计的基本原理和方法，它包括系统架构设计、模块化设计、接口设计等一系列方法和技术。

系统集成原理是系统工程师进行系统集成的基本原理和方法，它包括系统组装、系统测试、系统调试等一系列方法和技术。

系统验证原理是系统工程师进行系统验证的基本原理和方法，它包括系统验证计划、系统验证测试、系统验证评审等一系列方法和技术。

最后，系统工程原理的应用方法是指系统工程原理在系统工程实践中的应用方法。