系统工程第02讲
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第一章安全系统工程概论1、两个或两个以上事物或对象相互关联而形成的统一体,叫做系统。
2、系统的特性:多元性或多组分性、相关性或相干性、统一性或一体性、整体性、有序性、环境适应性、系统的整体涌现性3、系统工程是以系统为研究对象,以达到系统整体最佳效果为目标,对系统的规划、设计、制造、试验和使用等各个阶段进行有效的组织、管理。
它是一门融合最新科学成就和知识的综合性科学技术。
4、系统工程的特点:(1)系统工程是一种知识体系,不是工程实践。
(2)系统工程是工程技术,不是科学理论,讲究的是实际功效。
(3)系统工程是普遍适用的方法,一切工程都适用。
(4)系统工程的精华是系统的观点,强调从总体着眼构思,从局部着手实现,从全局出发用好局部,从全过程出发关照好各个阶段。
5、免除了不可接受的损害风险的状态,叫做安全。
6、危险源是指系统中具有潜在能量和物质释放危险的、可造成人员伤害、财产损失或环境破坏的、在一定触发因素作用下可转化为事故的部位、区域、场所、空间、岗位、设备及其位置。
7、重大危险源,是指长期地或者临时地生产、搬运、使用或者储存危险物品,且危险物品的数量等于或者超过临界量的单元(包括场所和设施)。
8、安全系统是以人为中心,由与生产安全问题有关的相互联系、相互作用、相互制约的若干个因素结合成的具有特定功能的有机整体。
9、安全系统除了具有一般系统的特点外,还有自己的结构特点:安全分析的系统性、安全信息的反馈性、安全控制的相关性、安全事故的随机性、事故识别的模糊性10、安全系统工程是应用系统工程的原理与方法,识别、分析、评价、预测、排除和控制系统中的各种危险及危害因素,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,是系统安全性达到最佳状态。
11、安全系统工程研究对象:“人—机—环境”系统(详见书P11)第二章系统安全分析1、系统安全分析(System Safety Analysis),就是采用安全系统工程的方法和原理找出影响系统正常运行的各种事件出现的条件以及可能导致的后果,寻求消除和控制危险的对策,最大限度地实现系统安全。
什么是孤立系统、封锁系统和开放系统?试别离举例说明。
答:a.若是系统与其环境之间既没有物质的互换,也没有能量的互换,就称其为孤立系统。
在孤立系统中,系统与环境之间是彼此隔间的,系统内部的能量和物质不能传至系统外,系统环境的能量也不能传至系统内,显然,客观世界是不存在这种孤立系统的;b.若是系统与其环境能够互换能量但不能够互换物质,称其为封锁系统。
例如一个密闭的容器,能够与外界互换能量,但不能互换物质,可看做为封锁系统;c.若是系统与环境之间既有换,又有物质互换,就称其为开放系统。
小至细胞、分子、大至生物、城市、国家等任何系统不时刻刻都与环境进行着物质、能量及信息的互换,都是开放系统。
什么是系统自组织现象?试描述一个具体的系统自组织现象。
答:系统中的元素在环境作用下,不依托外力,进展形成有序结构的进程,称为系统自组织。
19世纪末化学家利色根发觉,将碘化钾溶液加入到含有硝酸银的胶体介质中,在必然的条件下,所形成的碘化银沉淀物会组成一圈圈有规律距离的环状散布,这种有序的环称为利色根环。
如激光的产生确实是一个典型的自组织进程。
中国科学家对系统科学与技术有过哪些奉献?答:中国科学院于1956年在力学研究所成立“运用组”,即后来“运筹组”的前身。
到1980年成立“系统科学研究所”,1980年成立“中国系统工程学会”,这些都标志着我国对系统工程研究进展的重视。
1986年钱学森发表“什么缘故创建和研究系统学”,又把我国系统工程研究提高到系统工程基础理论,从系统科学体系的高度进行研究。
我国学者钱学森于1989年提出“综合集成法”,是对系统工程方式论研究方面作出的新奉献。
如何全面正确明白得系统的整体性和“1+1>2”表达式?答:系统的首要特点确实是其整体性,系统不是各孤立部份属性的简单叠加,它还具有各孤立部份所没有的新的性质和行为。
系统的整体性质有时通俗地表达为“1+1>2”,但实际情形是复杂的,也有可能等于2或小于2,这取决于系统的结构、各部份的属性及系统内协同作用的强弱。
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”。
钱学森:组织管理的技术——系统⼯程要完成新时期的总任务,在本世纪末实现农业现代化、⼯业现代化、国防现代化和科学技术现代化,把我国建设成为社会主义的强国,必须⼤⼤地提⾼我国科学技术⽔平,这是⼤家所认识了的。
中央领导同志多次指出,我们现在不但科学技术⽔平低,⽽且组织管理⽔平也低,后者也影响前者。
要解决组织管理⽔平低的问题,⾸先要认识这个问题,要认识这个问题的严重性。
只有充分认识我们的管理⽔平低、管理⼯作存在着混乱的情况,我们才能够切实地总结经验教训,不但学习和掌握先进的科学技术,⽽且要学习和掌握合乎科学的先进的组织管理⽅法。
否则,我们就会继续浪费时间、⼈⼒和资⾦,就不能完成我们在本世纪内要完成的宏伟任务。
有了认识只是第⼀步,还要做两⽅⾯的⼯作:第⼀个⽅⾯是要改⾰⽬前我国上层建筑中同⽣产⼒发展不相适应的部分,特别要⼤破⼩⽣产的经营思想,按照经济发展的客观规律改⾰组织管理。
我国虽然早已是社会主义国家了,但意识落后于存在,⼩⽣产的经营思想还根深蒂固,我们不懂得⽤⼤⽣产的经济规律去组织⽣产,这就妨碍了⽣产⼒的发展。
所以提⾼组织管理⽔平必须在上层建筑进⾏必要的改⾰。
第⼆个⽅⾯是要使⽤⼀套组织管理的科学⽅法。
我国在科学的组织管理⼯作中的先⾏者是华罗庚教授,他在六⼗年代初期就对“统筹⽅法”进⾏了系统的研究,并在⼤庆油⽥、⿊龙江省林业战线、⼭西省⼤同市⼝泉车站、太原铁路局、太钢,以及⼀些省市公社和⼤队的农业⽣产中,推⼴应⽤,取得良好效果,得到⽑主席和周总理的赞许和⿎励。
我们在本⽂想就这第⼆个⽅⾯,讲点意见,也就是从总结组织管理的经验,讲讲建⽴起⽐较严密的组织管理科学技术体系,以及培养组织管理的科学⼈才,以此引起⼤家进⼀步的讨论,从⼀个侧⾯帮助管理⽔平的提⾼。
⼀现在我们来讲⼀讲组织管理⼯作的历史发展情况。
先从⼯程技术⽅⾯说起。
在历史上,例如作为个体劳动者的⼀个泥⽡匠,他要造房⼦,⾸先要弄到材料,选定⼀个可⾏的⽅案,然后进⾏建设。
系统⼯程第五讲--ISM(解释结构模型)第五讲解释结构模型法本章学习要点解释结构模型法是⽤于分析教育技术研究中复杂要素间关联结构的⼀种专门研究⽅法,作⽤是能够利⽤系统要素之间已知的零乱关系,揭⽰出系统的内部结构。
解释结构模型法的具体操作是⽤图形和矩阵描述出各种已知的关系,通过矩阵做进⼀步运算,并推导出结论来解释系统结构的关系.本章介绍了解释结构模型的基本概念;论述了解释结构模型法应⽤的具体步骤;以“⽹络化学习与传统学习的差异分析”为案例说明解释结构模型法在教育技术研究中的具体应⽤。
通过本章的学习,应了解解释结构模型的基本概念,明确有向图、邻接矩阵和可达矩阵的含义,掌握解释结构模型法应⽤的步骤,熟练运⽤解释结构模型法分析解决教育技术研究中的具体问题。
本章内容结构系统结构的有向图⽰法有向图的矩阵描述邻接矩阵的性质可达矩阵系统要素分析建⽴邻接矩阵进⾏矩阵运算,求出可达矩阵对可达矩阵进⾏分解差异特征要素分析要素强弱分析解释结构模型分析WBT的层级模型与因果关系分析第⼀节解释结构模型法的基本概念定义:解释结构模型法(InterpretativeStructuralModellingMethod,简称ISM⽅法)ISM⽅法是现代系统⼯程中⼴泛应⽤的⼀种分析⽅法,它在揭⽰系统结构,尤其是分析教学资源内容结构和进⾏学习资源设计与开发研究、教学过程模式的探索等⽅⾯具有⼗分重要作⽤,它也是教育技术学研究中的⼀种专门研究⽅法。
⼀、系统结构的有向图⽰法有向图形——是系统中各要素之间的联系情况的⼀种模型化描述⽅法。
它由节点和边两部分组成节点——利⽤⼀个圆圈代表系统中的⼀个要素,圆圈标有该要素的符号;边——⽤带有箭头的线段表⽰要素之间的影响。
箭头代表影响的⽅向。
例1:在教育技术应⽤中的计算机辅助教学(CAI)其过程可以简单表⽰为:教师设计CAI课件提供给学⽣⾃主学习,CAI课件通过计算机向学⽣显⽰教学内容,并对学⽣提问,学⽣根据计算机的提问作出反应回答。