系统工程导论11
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绪论：
系统可被定义为具有一定功能的、相互间具有有机联系的由许多要素或构成部分组成的一个整体。
系统的特征：
1.集合性
2.相关性
3.层次性
4.整天性
5.涌现性
6.目的性
7.环境适应性
系统工程定义：系统工程就是从系统的观点出发，跨学科的考虑问题，运用工程的方法去研究和解决各种系统问 题，以实现系统目标的综合最优化。
系统工程是把自然科学和社会科学的某些思想、理论、方法、策略和手段等根据总体协调的需要，有机地联系起来，把人们的生产、科研、经济和社会活动有效地组织起来，应用定量和定性分析相结合的方法和计算机等技术工具，对系统的构成要素、组织结构、信息交换和反馈控制等功能进行分析、设计、制造和服务，从而达到最优设计、最优控制和最优管理的目的，以便最充分地发挥人力、物力和信息的潜力，通过各种组织管理技术，使局部和整体之间的关系协调配合，以实现系统的综合最优化。
系统工程所讨论的工程是泛指一切有人参与的、以改变系统某一特征为目标的，从命题到出成果的工 作过程。
(一)霍尔三维结构
1.时间维(T)
2.逻辑维(L)
3.知识维(K)或专业维(P)
两种方法论的比较
霍尔三维结构与切克兰德方法论均为系统工程方法论，均以问题为起点，均具有相应的逻辑过程。在此基 础上，两种方法论主要存在以下不同点：
(1)霍尔三维结构主要以工程系统为研究对象，而切克兰德方法更适合于对社会经济和经营管理等“软”系统问题的研究。
(2)前者的核心内容是优化分析，而后者的核心内容是比较学习。
(3)前者更多关注定量分析方法，而后者比较强调定性或定性与定量有机结合的基本方法。
第二章
老三论: 控制论、系统论、信息论
新三论：耗散结构论、协同学、突变论
产生耗散结构的条件
开放系统∶即系统不断从外界摄取能量,以维持系统形成新的有序结构.
远离平衡态:系统处于近平衡态时,实际上是处于线性区, 系统总是趋于无序。只有远离平衡态，越出非平衡线性区, 系统才可能形成新的结构。
涨落：热力学系统失稳只能说是为系统演变准备好了必要条件。在临界点附近，涨落可能不被耗散掉，它将使系统进入到新的有序的耗散结构。
协同学：
它所研究的是系统的各个部分如何进行协作，并通过协作导致系统出现新的空间上、或时间上、或功能上的有序结构。
协调现象的普遍性
系统由无序→有序，关键在于组成系统的各子系统在一定条件下，它们之间的非线性作用、相互协同 和合作，自发产生有序结构
② 协同学基本原理
协同效用：即“协同导致有序”
支配原理：复杂系统由不稳定点向有序时空结构转变时，通常受到序参量的决定
自组织原理：在外部能量和物质输入的情况下，系统会通过大量子系统间的协同作用，在自身涨落力的推 动下，形成新的时空结构。
突变现象指的是系统状态在短时间内突然发生较大的变化。
突变论观点要点：
（1）稳定机制是事物的普遍特征之一；
（2）质变可以通过渐变（中间过渡态是稳定的）
质变可以通过突变（中间过渡态是不稳定的）
（3）在一种稳定态中的变化属于量变，在两种结构稳定态中变化或在结构稳定态与不稳定态之间的变化 则是质变；
（4）量变必然体现为渐变，突变必然导致质变，而质变则可以通过突变和渐变两种方式来实现。
进入混沌现象的三种情况
第一种是倍周期分叉道路：系统相继出现2,4,8,…的倍周期方式，最终进入混沌状态。
第二种是阵发混沌道路，即随着控制参数接近转折点，在规整运动中不时崩发的随机运动片段变得越来越频繁，最终进入混沌状态。
第三种是具有两个或三个不可约的频率成分的准周期运动，而导致的混沌状态。
分维
理解是为了确定几何对象中一点的位置所需的独 立坐标的数目。
具有分数维的几何对象就称为“分形”
控制论两个根本观念：
①一切有生命、无生命系统都是信息系统。控制过程也可以说是信息运动的过程。无论是机器还是生物，在构成控制系统的 前提下，都存在着对信息进行接受、存取和加工的过程。
②一切有生命、无生命系统都是控制系统。一个系统一定有它的特定输出功能，而要具有这种输出功能，必须有相应的一套 控制机制。
2、控制论经历了三个时期
①经典控制理论
②现代控制理论
③大系统控制理论
信息论三种不同的类型
① 狭义信息论:主要研究消息的信息量、信道容量及消息的编码。
② 一般信息论：主要研究通信问题，包括噪声理论、信号滤波与预测、调制解调和信息处理
③ 广义信息论：包括以上两条及所有与信息有关的领域
一般系统论研究的是表述和推导对一般系统都有效的模型原理和规律，这种理论不是属于专
门系统的理论，而是适用于一般系统的通用原 理。
• 一般系统论把系统定义为具有相互关系的元素集合，所以了解系统特征不仅要知道其各个组 成“部分”，还必须知道它们之间的“关系”。
1、一般系统论的产生过程
① 实验科学时代的还原论
② 生物学中机械论与活力论之争
③ 一般系统论的产生
2、一般系统论的基本观点
① 系统的整体性
② 系统的开放性
③ 系统的动态相关性
④ 系统的层次等级性
⑤ 系统的有序性
3、一般系统方法论的启示
要以系统的观点去看整个世界，不能片面、孤立地看问题。系统方法论主张以思辨原则代替实验原 则，不能机械地看问题，尤其是在处理复杂、有机 程度高的系统时，这一点更为重要。
（三）一般系统论（Systems）
4、系统方法
系统方法就是从系统的观点出发，在系统与要素、要素与要素、系统与外部环境的相互关系中揭示 对象系统的系统特性和运动规律，从而最佳地处理问 题。
（1）整体性
（2）历时性
（3）最优化
第三章
9、何谓系统分析？系统分析的要素。
系统分析的目的是在于分析系统内部与系统环境之间、系统内部各要素之间的 相互依赖、相互制约、相互促进的复杂 关系，分析系统要素的层次结构关系及 其对系统功能和目标的影响，通过建立 系统的分析模型使系统各要素及其与环 境之间的协调达到最佳状态，最终为系 统决策提供依据。
系统分析（SA）是在对系统问题现状及目标充分挖掘的基础上，运用建模及预测、优化、仿 真、评价等方法，对系统的有关方面进行定性与 定量相结合的分析，为决策者选择满意的系统方 案提供决策依据的分析研究过程。
SA是SE的核心内容、分析过程和基本方法。
系统分析的内容
（1）系统环境分析
（2）系统目标分析
（3）系统结构分析
（4）系统分析的定性方法
（5）系统分析的定量方法
要素：
①问题
② 目的及目标
③方案
④ 模型（结构、数学、仿真）
⑤评价
⑥ 决策者
系统模型
模型化——构建系统模型的过程及方法。
要注意兼顾到现（真）实性和易处理性。
意义及特点：
对系统问题进行规范研究的基础和标志；
经济、方便、快速、可重复，“思想”或“政策”试验；
经过了分析人员对客体的抽象，因而必须再拿到现实中去检验
第四题：
（1）、决策矩阵收益表如下：
方案
结局 C1（无雨）
P（C1）=0.4 C2（小雨）
P（C2）=0.5 C3（大雨）
P（C3）=0.1
效用U
方案A
300
-60
-100
80
方案B
80
100
70
89
（2）、决策树如下：
A
B
由上决策树可知B为最佳方案。
第五题：
（1）、决策矩阵收益表如下：
方案
结局 销路好
P（C1）=0.5 销路差
P（C2）=0.4 效用U
A 40 -10 16
B 70 -30 23
（2）决策树如下：
80 P（C1）=0.4 U（A，C1）=300
P（C2）=0.5 U（A，C2）=-60
P（C2）=0.1 U（A，C3）=-100
89 P（C1）=0.4 U（B，C1）=80
P（C2）=0.5 U（B，C2）=100
P（C3）=0.1 U（B，C3）=70
A
B
由上决策树可知B为最佳方案。
第六题：
（1）、决策矩阵收益表如下：
方案
结局 C1（好）
P（C1）=0.5 C2（差）
P（C2）=0.3 C3（一般）
P（C3）=0.2 效用U
A 50 -16 15
23.2
B 80 -50 12 27.4
（2）决策树如下：
A
B
由上决策树可知B方案最佳。 16
23 P（C1）=0.5 U（A，C1）=40
P（C2）=0.4 U（A，C2）=-10
P（C1）=0.5 U（B，C1）=70
P（C2）=0.4 U（B，C2）=-30
23.2
27.4 P（C1）=0.5 U（A，C1）=50
P（C2）=0.3 U（A，C2）=-16
P（C3）=0.2 U（A，C3）=15
P（C1）=0.5 U（B，C1）=80
P（C2）=0.3 U（B，C2）=-50
P（C3）=0.2 U（B，C3）=12
![参考文献_系统工程：原理与实务_[共2页]](https://imgs-1438308264.cos.ap-hongkong.myqcloud.com/c76c45128bd63186bdebbc84.webp)
