第一章 系统工程概述

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。

安全系统工程第一章绪论-安全系统工程概述1.系统：系统就是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体。

（理解、掌握)2.系统的特点：整体性,相关性目的性和功能性，有序性,环境适应性。

（理解、掌握）3.系统工程:是组织管理系统的规划、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。

(理解、掌握）4.安全系统工程：是采用系统工程的基本原理和方法，预先识别、分析系统存在的危险因素,评价并控制系统风险，使系统安全性达到预期目标的工程技术。

（理解、掌握）5.系统的分类（熟悉）a)自然系统和人工系统b)实体系统和抽象系统c)静态系统和动态系统d)控制系统和行为系统e)开放系统和封闭系统：开放系统指系统与环境之间进行物质、能量或信息交换。

封闭系统则相反,即系统与环境互相隔绝，它们之间没有任何物质、能量或信息交换。

f)简单系统与复杂系统6.系统原理：(熟悉)指运用系统的观点、理论和方法对管理活动进行充分的系统分析,以达到管理的优化目标，即从系统论的角度来认识和处理管理中出现的问题。

（系统原理是现代管理科学中的一个最基本的原理。

）a)整分合原理：现代高效率的管理必须在整体规划下明确分工,在分工基础上进行有效地综合,这就是整分合原理. 整分合原理的主要含义：整体把握，科学分解,组织综合。

把握时机，实行动态管理，及时调整计划，不断改善分工(明确分工），适时综合协调。

b)反馈原理:现代高效率的原理,必须有灵敏、正确、有力的反馈，这就是反馈原理。

如果反馈使系统的输人对输出的影响增大,导致系统的运动加剧发散，这种反馈叫正反馈；反之，如果反馈使系统的输入对输出的影响减小，使系统偏离目标的运动收敛，趋向于稳定状态,则叫做负反馈。

反馈涉及两个方面的问题一是控制系统本身接收、处理、利用各种信息的能力如何；二是反馈系统能否保证灵敏、正确、有力地反馈信息。

c)弹性原理：管理是在系统外环境和内部条件千变万化的形势下进行的，管理必须要有很强的适应性和灵活性，才能有效地实现动态管理。

系统工程学第一章系统工程概述第一节系统工程的产生、发展及应用1 系统工程虽然形成于20世纪50年代，但是初步实践可以追溯到古代；2 古希腊唯物主义哲学家德谟克利特最早使用“系统”一词；亚里士多德名言：整体大于部分之和，这是系统论的基本原则之一。

3 都江堰由鱼嘴（岷江分流）、飞沙堰（分洪排沙）、和宝瓶口（引水）三大设施组成；4 早期的系统思想有“只见森林”和比较抽象的特点；15世纪下半页以后，有“只见树木”和具体化的特点；5 19世纪以后，有“先见森林，后见树木”的特点；6 辩证唯物主义认为，世界有无数相互关联、相互依赖、相互制约和相互作用的过程所形成的统一整体。

这种普遍联系和整体性的思想，就是科学系统思想的实质。

7 一般系统论、控制论、信息论耗散结构理论协同论及自组织理论等是系统理论的重要内容和SE的理论基础。

8 系统论或者狭义的一般系统论，是研究系统的模式、原则和规律，并对其功能进行数学描述的理论。

其代表人物是爱地理理论生物学家贝塔朗菲。

9 系统工程的发展概况1957年，发表第一部名为《系统工程》的著作，系统工程学形成的标志；1965年，提出模糊集合的概念，为现代系统工程奠定了重要的书数学基础1961-1972年，美国实施阿波罗登月计划，使用多种系统工程方法并获得巨大的成功，极大地提高了系统工程的地位1972年，国际系统分析研究所（IIASA）在维也纳成立，系统工程的应用重点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阶段10 中国系统工程研究主要标志和集中代表是钱学森的《工程控制论》、华罗庚的《统筹法》和许国志的《运筹学》11 中国大规模的研究系统工程是从20世纪70年代末、80年代初开始的。

1978年9月27日，钱学森、许国志、王寿云在《文汇报》上发表了题为“组织管理的技术——系统工程”第二节系统工程的研究对象1 系统工程的研究对象是组织化的大规模复杂系统（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）2 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；3 系统的一般属性：整体性，整体性是系统最基本、最核心的特性；关联性，构成系统的要素是相互联系、相互作用的；所有要素均隶属于系统整体，并具有互动关系；环境适应性，区分为不同环境：（技术环境、经济环境、社会环境等）和不同的环境域：（外部环境、内部环境）等目的性、层次性4 大规模复杂系统的特点：系统的功能和属性多样，由此带来的多重目标间经常会出现相互消长或冲突的关系系统通常由多维且不同质的要素所构成一般为人机系统，而人及其组织或群体所表现出的固有的复杂性由要素间相互关系所形成的系统结构所形成的系统结构日益复杂化和动态化规模庞大和经济性突出等5 系统的类型自然系统和人造系统：多数是其复合系统实体系统与概念系统，通常研究的是这两类的复合系统动态系统和静态系统：系统工程研究的是一定时期、一定范围内和一定条件下具有某种程度稳定性的动态系统封闭系统和开放系统：研究有特定输入、输出的相对孤立系统第三节系统工程概念与特1 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。

安全系统⼯程复习要点安全系统⼯程考点第⼀章安全系统⼯程概述1.系统：系统是由相互作⽤，相互依赖的若⼲组成部分结合⽽成的具有特殊功能的有机整体。

四部分内容：系统元素；元素间的关系；边界条件；输⼊及输出的能量、物料、信息等。

系统的特点：⽬的性、整体性、分解性、相关性、系统的功能结构2.系统⼯程：系统⼯程就是从系统的观点出发，跨学科地思考问题，运⽤⼯程的⽅法去研究和解决各种系统问题。

3.安全：从本质上讲，安全就是预知⼈们活动的各个领域⾥存在的固有危险和潜在危险，并且为消除这些危险的存在和状态⽽采取的各种⽅法、⼿段和⾏动。

4.危害：危害是造成事故的⼀种潜在危险，它是超出⼈的直接控制之处的某种潜在的环境条件。

危险：是⼀种状态，它可以引起⼈⾝伤亡，设备破坏或降低完成预定功能的能⼒。

危险性：表⽰危险的相对暴露程度。

5.系统安全：系统安全就是系统在⼀定的功能，时间和费⽤的约束条件下，使系统中⼈员和设备遭受的伤害和损失为最少。

6.安全系统⼯程：应⽤系统⼯程的原理和⽅法，识别、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。

7.安全系统⼯程的基本任务：预测、评价和控制危险。

系统安全分析的⽬的：是实现系统安全的重要⼿段，⽬的在于通过分析使⼈们识别系统中存在的危险性和损失率，并预测其可能性。

8.安全系统⼯程的优点：（论述）（1）预测和预防事故的发⽣，是现代安全管理的中⼼任务，运⽤系统安全分析⽅法，可以识别系统中存在的薄弱环节和可能导致事故发⽣的条件，⽽且通过定量分析，预测事故发⽣的可能性和事故后果的严重性，从⽽可以采取相应的措施，预防事故发⽣。

（2）现代⼯业的特点是⼤规模化、连续化和⾃动化，其⽣产关系⽇趋复杂，各个环节和⼯序之间相互联系，相互制约，安全系统⼯程是通过系统分析，全⾯地、系统地、彼此联系地以及预防性地处理⽣产系统中的安全性，⽽不是孤⽴地，就事论事地解决⽣产系统中安全性问题。