《系统工程概述》PPT演示课件

数据安全和隐私保护
随着信息技术在矿业系统中的应用，数据安全和隐私保护成为技 术实施中需要重点关注的问题。
环境挑战
资源环境限制
随着资源的日益减少和环境问题的加剧，矿业系 统工程需要更加注重资源利用和环境保护。
安全环保标准提高
各国对矿业安全和环保的标准不断提高，需要加 强技术和管理措施来满足相关标准。
稳定性和高效性。
金属矿山的资源综合利用
03
介绍如何运用系统工程的方法对金属矿山进行资源综合利用，
以提高资源利用率、降低环境污染。
05
矿业系统工程的挑战与 未来发展
技术挑战
技术更新换代快速
随着科技的不断进步，矿业系统工程技术也在不断更新和升级， 需要不断学习新技术、新方法。
复杂性和不确定性
矿业系统工程涉及多个领域和多个技术，其复杂性和不确定性给 技术实施和管理带来了挑战。
环保设计
在设计中注重环境保护，采取有效的 环保措施，降低对环境的影响。
系统优化
工艺流程优化
通过对采矿、选矿等工艺流程的优化，提高 生产效率，降低成本。
系统调度优化
通过合理的调度方案，提高生产计划的执行 效率，降低库存成本。
资源配置优化
合理配置人力资源、设备资源和其他资源， 实现资源利用的最大化。
系统性能优化
排水系统通常包括水泵、水管和水仓 等设施，这些设施需要定期维护和检 查以确保其正常运行。
供电系统
供电系统是矿业工程中不可或缺 的一环，负责为矿山提供电力。
供电系统通常包括发电机、变压 器和输电线路等设施，这些设施 需要定期维护和检查以确保其正
常运行。
一个稳定的供电系统可以保障矿 业生产的正常运行，提高矿业生
对矿业系统的各项功能进行评 估，识别存在的问题和改进方

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目标树
X
X1 X2 X3
38
目标冲突和利害冲突
• 在目标分析过程中，系统分析人员 经常会发现，许多关键情况往往是由于 存在着相互冲突的分目标造成的。这有 两种情况：
– 一种是纯属专业性质的，即目标冲突问题； – 另一种是社会性质的，即利害冲突问题。
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目标冲突
• 例如在进行产品设计时，所可能强调的 两个目标：
社会经济系统、经营管理系统、军 事指挥系统等等。
系统工程在自然科学与社会科学之间架设了一 座沟通的桥梁。
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2.系统工程的理论基础
• 从系统工程的定义可以看出，系统工程
是一门跨学科的边缘性交叉学科，它包括
自然、社会及工程设计分析等方面的知识，
它是由一般系统论、经济控制论、运筹学
等学科相互渗透、交叉发展而形成的。
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3.系统工程与一般工程比较的特点
传统工程
研究 对象 研究 方法
着眼点 特定的工程 物质 专业知识 局部最优
系统工程
不局限于特定工程物质，也不局 限于物质系统 各种现代科学知识和专业知识 整体最优
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4.系统工程与运筹学区别
运筹学：
通常涉及现有系统运营情况，侧重于资 源的最优配臵。
系统工程：
侧重于评价和改进现有系统、设计新系统。
标是通过什么样的方法可使系统达到最优，而方法 论是把设想付诸实现的过程。对于传统方法，它解 决问题的目标往往是单一的，比如设计一个产品或 只强调成本低或只强调性能高，而系统工程对目标 的考虑需要从系统运行的全过程即时间方面以及在 每个阶段中处理问题的特殊思维过程即逻辑方面， 并综合运用各种专业知识即知识方面来综合考虑。
要素的状态变化。 3）层次性。一个系统可分解为若干子系统，而子系统还可以 分解为亚子系统等等，以致最终可分解为要素，这样就可构 成具有特定的空间层次结构。例如一个公司就是由子公司或二 级厂(矿)、车间、工段、班组，以及相应的职能部门构成。各 层次的子系统相互联系，相互作用，以其特有的功能为统一的 目标而相互协调运行。

02
详细描述
某物流企业原有的配送系统存在效率低下、成本过高等问题，通过工业
系统工程的方法，对配送网络进行优化，降低成本、提高配送效率。
03
涉及知识点
配送网络设计、路径优化、物流成本控制。
案例三：某能源企业的能源管理系统设计
总结词
能源管理系统的设计与实施
详细描述
某能源企业为了实现节能减排目标，通过工业系统工程的 方法，设计并实施了一套能源管理系统，实现能源的有效 利用和降低排放。
通过工业系统仿真与评估，发现生产流程中 的瓶颈和问题，优化生产布局和工艺参数， 提高生产效率。
物流系统规划
通过工业系统仿真与评估，优化物流系统的运输、 仓储和配送等环节，降低物流成本和提高物流效率 。
设备维护与管理
通过工业系统仿真与评估，预测设备故障和 维护需求，制定合理的维护计划和维修策略 ，延长设备使用寿命。
特点
工业系统工程具有系统性、综合性、跨学科性和实践性等特点，它强调从整体 和系统的角度出发，综合考虑各种因素，通过分析和优化工业系统的各个组成 部分，实现整个系统的最优化。
工业系统工程的应用领域
制造业
工业系统工程在制造业中应用广泛，包括生产计划、工艺 流程、质量控制等方面，以提高生产效率和产品质量。
工业系统工程的起源与发展
起源
工业系统工程的起源可以追溯到20世纪40年代的美国，当时为了满足战争需求，美国政府组织了一系列大规模的 工业生产计划，这为工业系统工程的产生奠定了基础。
发展
随着科技的不断进步和工业规模的不断扩大，工业系统工程得到了迅速发展。在现代工业生产中，工业系统工程 已经成为不可或缺的重要工具，广泛应用于各个领域。同时，随着信息技术和人工智能的发展，工业系统工程的 智能化和自动化程度也在不断提高。

最优化原则
追求系统的最优性能，以满足特定需求。
可靠性原则
确保系统在规定条件下正常运行，避免故障 和事故的发生。
02 系统工程案例选择
案例选择的原则
代表性
选择的案例应具有代表性，能够反映 系统工程的典型问题、方法和过程。
多样性
为了全面了解系统工程的应用，应选 择不同领域、不同规模和不同复杂度 的案例。
技术难题
进度控制
针对实施过程中遇到的技术难题，组织专 家进行攻关，确保技术方案的可行性。
制定详细的实施计划，合理安排进度，确 保按时完成实施任务。
实施效果的评估与反馈
效果评估
对实施效果进行客观评估，包括经济效益、社会效益等方面。
用户反馈
收集用户对实施效果的意见和建议，为后续工作提供改进依据。
经验总结
系统工程的应用领域
航空航天
交通领域
能源领域
信息技术
如飞机、火箭等复杂系 统的设计、制造和试验。
如城市交通规划、智能 交通系统等。
如核能、太阳能等新能 源系统的开发与利用。
如信息系统集成、云计 算等。
系统工程的基本原则
整体性原则
将系统视为一个整体，注重各组成部分之间 的相互关系。
反馈控制原则
通过反馈机制，对系统进行实时监控和调整。
风险评估
对实施过程中可能出现的风险进行预测和评 估，制定应对措施。
持续改进
根据实施过程中的实际情况，对方案进行优 化调整，提高实施效果。
实施过程中的关键问题
团队协作
沟通协调
建立高效协作的团队，明确各成员职责， 确保实施工作的顺利进行。
加强团队内外沟通协调，及时解决问题和 矛盾，确保实施工作的连贯性。

从信息掌握程度理解白箱、灰箱和黑箱的涵义
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控制分类
一定的控制过程有一定的控制任务。控制系统是人们 为完成一定的控制任务而设计制造的。按照控制任务的不 同，可将控制系统主要分为以下几种类型：
定值控制 程序控制 随动控制 最优控制
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控制方式
〔1〕开环控制
输 入 量
输 出 量
控 制 装 置 被 控 对 象
信息不同于物质和能量，具有不守恒性、共享性
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信息的性质
信息附着于一定的载体之上，具有下面一些性质： 〔1〕信息具有整体性。 〔2〕信息有多种多样的存在或储存方式。 〔3〕信息具有可复制性。 〔4〕信息存在变异风险。
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信息与系统
客观世界是由物质、能量、信息三大要素组成的。信 息概念对于系统研究具有更广泛的意义。自贝塔朗菲以来的 系统科学代表人物都成认，必须也能够撇开对象有关物质、 能量的特殊规定性，仅仅把对象当作系统来研究，但不能撇 开信息来研究系统。
9
控制与信息
控制过程是一种不断获取、处理、选择、传送和利用 信息的过程。实施控制的前提条件是获取受控对象运行状 态、环境状况、实际控制效果等信息，控制目标和手段都 是以信息形式表现并发挥作用的。维纳强调说：“控制工 程的问题和通信工程的问题是不能区分开来的，而且，这 些问题的关键并不是环绕着电工技术，而是环绕着更为根 本的消息概念，而不管这消息是由电的、机械的或神经的 方式传递的。〞
〔2〕针对信息的随机性特点，运用了统计数学〔概 率论与随机过程〕解决了信息量问题，并扩展了信息概念， 充实了语义信息、有效信息、主观信息、模糊信息等方面内 容。
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完毕
25
〔2〕补偿控扰 动 制量 补 偿 装 置

（COOPETITION；GUANXI） 科学发展观引起普遍关注（系统发展观）
v 管理科学的发展与管理人才培养

管理科学发展的“制高点” ——系统化管理
T型人才
系统工程课件第一章(1)
导论：What
v SE是以大规模复杂系统（特 别是管理系统）为研究对象， 在系统理论、管理科学及其运 筹学、专业工程技术等学科基 础上形成的一门交叉学科。通 过学习，主要使学生掌握分析 与解决一般管理系统问题的思 想、程序和方法。
第一章 系统工程概述
系统工程的 产生、 发展 及应用
(二)系统理论的产生与发展
系统工程的研 究对象
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。
。
SE的概念与 特点
系统工程课件第一章(1)
第一章 系统工程概述
系统工程的 产生、 发展 及应用
第三段
（课堂习题2）[2]
v 系统工程应用实例 [2] v （课程总结）[1]
第四段
系统工程课件第一章(1)
导论：Who/Where v Who/Where?
Who —— 学生为主体，教师为主导。 Where —— 将课堂内外的学习结合起来！
系统工程课件第一章(1)
导论：How
v How?
建议注坚重持系问统题思导1耳2考向、、说不严话许禁点3使迟平0名%用到时一，手及10次两机中%无次及途+(故扣交早期未除头退中到7接+0期扣%末除，考平三试时次）成无9绩平0时% 采用系统化3方、法不无成故绩缺。课作业一次未交及抄袭扣除
系统工程课件第一章(1)
2020/11/30
系统工程课件第一章(1)

定性分析工具
详细描述
安全检查表法是一种常用的安全系统工程方法，它通过列 出与系统相关的所有可能的安全问题，并对每个问题进行 逐一评估，从而找出潜在的安全隐患。
总结词
逐条审查隐患
详细描述
安全检查表法注重对系统的逐条审查，对每个问题进行深 入分析，从而发现潜在的安全隐患。
总结词
表格形式呈现
详细描述
安全检查表通常以表格的形式呈现，其中每行代表一个检 查项目，每列代表一个特定的检查内容或标准。
电力安全、系统可靠、预防为主、持续改进
详细描述
电力行业安全系统工程注重电力安全、系统可靠、预防为主和持续改进。该领域运用安全系统工程的理论和方法， 对发电、输电和配电等环节进行全面安全管理，确保电力系统的稳定运行。同时，电力行业强调事故预防和应对 措施的结合，不断提高安全水平。
2023
PART 06
项目成果验收
在项目完成后，组织专家对项目 的成果进行验收，确保项目质量
达到预期要求。
项目后评价
对项目的实施过程和结果进行全 面的评价，总结经验教训，为今
后的项目提供参考。
持续改进
根据项目后评价的结果，对安全 系统工程项目的流程、技术、管 理等方面进行持续改进，提高项
目的实施效率和效果。
2023
REPORTING
预先危险性分析
总结词
识别潜在危险
详细描述
预先危险性分析是一种预防性的安全分析方法，它通过 对系统的结构和运行过程进行详细分析，识别出潜在的 危险源和事故模式。
总结词
等级划分危险源
详细描述
预先危险性分析将危险源划分为不同的等级，根据事故 发生的可能性和事故后果的严重程度，对危险源进行排 序和分类。

Part
02
系统工程概述
系统工程的定义
总结词
综合运用各种知识和方法处理复杂系统的科学方法
详细描述
系统工程是一门跨学科的综合性科学，它综合运用数学、物理、化学、生物学等 自然学科以及社会科学的知识和各种工程技术方法，处理各种复杂系统的问题， 从整体和全局的角度来分析和研究系统，以达到系统整体最优化的目标。
Part
05
系统工程实践案例
案例一：阿波罗登月计划
总结词
人类历史上最伟大的工程之一
详细描述
阿波罗登月计划是美国政府组织实施的一项宏伟的航天工程，目标是在20世纪60年代末实现人类登上 月球。该计划历时约11年，耗资255亿美元，涉及数万名科研人员和工程师，最终成功地将12名宇航 员送上月球，实现了人类探索宇宙的伟大梦想。
系统工程的应用领域
总结词
广泛应用于各个领域，如航空航天、交通运输、企业管理等
详细描述
系统工程的应用领域非常广泛，它可以应用于各种类型的系统，包括自然系统和社会系统。在航空航天、交通运 输、企业管理、医疗卫生、金融、农业等领域中，都可以看到系统工程的身影。通过应用系统工程的方法，可以 提高系统的性能、效率和质量，优化系统的整体效果。
使用工具和技术的方法
在使用工具和技术时，需要遵循一定的方法和步骤。例如，在使用仿真工具时，需要先建立数学模型，然后进行仿真 实验，最后分析实验结果。在使用统计分析工具时，需要先收集数据，然后进行统计分析，最后得出结论。
工具和技术的效果评估
在选择和使用工具和技术时，需要进行效果评估。效果评估可以通过对比实验和实际运行结果来进行。 评估指标包括精度、效率、可靠性等。根据评估结果，可以对工具和技术进行调整和优化。

详细描述
系统工程的基本原则包括整体性原则、最优化原则、模型化原则和可靠性原则等。这些原则是指导系统工程实践 的重要思想和方法。
02
系统分析方法
系统的结构分析
总结词
分析系统的组成要素、要素之间的关系以及系统的整体结构。
详细描述
系统的结构分析是系统分析的重要基础，它主要关注系统的组成要素以及这些要素之间的相互关系。 通过结构分析，可以明确系统各组成部分的职能和相互之间的联系方式，从而全面了解系统的整体结 构。
总结词
城市交通系统规划是一个复杂的系统工程，涉及到交通流量、道路网络、公共交通、停 车设施等多个方面。
详细描述
在城市交通系统规划中，需要考虑不同交通方式的协调发展，合理规划道路网络布局， 优化交通信号灯配时，提高公共交通服务水平，同时还需要考虑城市停车设施的建设和
管理。
案例二：企业生产流程优化
要点一
系统工程的应用领域
总结词
涵盖众多领域，如航空航天、制造业、交通运输、信息科技 等
详细描述
系统工程的应用领域非常广泛，包括航空航天、制造业、交 通运输、信息科技、能源环保等众多领域。这些领域的复杂 系统问题都需要运用系统工程的方法论来解决。
系统工程的基本原则
总结词
强调整体性、最优化、模型化、可靠性等原则
遗传算法
模拟生物进化过程的随机搜索算法，用于解决复 杂的全局优化问题。
决策分析方法
风险型决策
根据概率和期望值进行决策， 计算期望收益和期望成本。
不确定型决策
在缺乏足够信息的情况下，采 用乐观、悲观或中性态度进行 决策。
贝叶斯决策
基于贝叶斯定理，根据先验概 率和后验概率进行决策。
多目标决策

案例二：智能交通系统工程与系统分析
总结词
智能交通系统通过集成先进的信息技 术、通信技术、传感器技术和控制技 术，提高交通系统的效率和安全性。
详细描述
智能交通系统工程包括交通信号灯控 制系统、智能车辆管理系统、交通监 控系统等。通过系统分析，可以优化 交通流，减少拥堵和事故，提高道路 使用效率和行车安全。
2023 WORK SUMMARY
课件
REPORTING
目录
• 系统工程概述 • 系统分析概述 • 系统工程与系统分析的关系 • 系统工程与系统分析的实践案例 • 总结与展望
PART 01
系统工程概述
系统工程的定义
系统工程是一门跨学科的综合性工程 学科，它运用系统的方法论和工程原 理，研究、规划、设计、实现和优化 复杂的系统。
随着全球环境问题日益严重，未来的系统工程与系统分析将更加注 重可持续性与绿色发展，为解决环境问题提供技术支持。
系统工程与系统分析的交叉学科研究
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与计算机科学的交叉
通过计算机科学的技术手段，实现系统工程的数 字化、模型化和仿真化，提高系统分析和优化的 效率。
与数学的交叉
数学为系统工程与系统分析提供了理论基础和工 具，通过数学建模和算法设计，解决复杂的系统 问题。
能源与环境
如可再生能源系统 、环保工程等。
医疗卫生
如医疗设备管理、 医院信息系统等。
PART 02
系统分析概述
系统分析的定义
01
系统分析：对一个系统进行全面 的研究，包括系统的目标、功能 、结构、环境等方面的分析，以 确定系统的最优方案。
02
系统分析的目的是为了解决特定 的问题或实现特定的目标，通过 对系统的全面了解和分析，为决 策者提供科学的依据和建议。