系统工程 第2章 系统工程的基本方法和方法论
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《系统工程理论与方法》教学大纲一、基本信息二、教学目标及任务本课程的目的是为适应人文地理与城乡规划培养目标的要求,使学生学习掌握系统科学和系统工程的基本理论与方法,培养学生用系统科学和系统工程理论方法分析和解决城乡规划、土地管理、资源环境管理等领域管理决策问题的能力,并通过系统模型学习与应用,使学生深入理解系统科学与系统工程理论与方法在决策中的作用。
具体要求如下:1)理解和掌握系统、系统工程、系统分析等重要的基本概念及其子概念;2)重点掌握系统分析的基本原理,正确理解管理系统工程方法论;3)掌握系统工程常用模型和技术的功能、原理、使用条件及初步应用;4)掌握系统评价与决策的原理和典型方法;5)具有初步运用系统工程思想和方法分析本学科(专业)领域某些实际问题的能力。
三、学时分配以表格方式说明各章节的学时分配,表格如下:四、教学内容及教学要求第一章系统与系统工程1.系统的概念2.系统工程的产生、发展及应用第二章系统工程方法论1.系统工程基本工作过程2.系统分析原理及应用第三章系统评价1.系统评价概述2.系统评价的步骤及构成3.系统评价的理论和方法4.费用-效益分析5.关联矩阵法6.可能-满意度法7.层次分析(AHP)法8.模糊评价法9.课堂习题(Ⅰ)第四章线性规划1.矩阵的概念与运算2.线性规划模型的建立3.模型的标准化结构分析4.单纯形法5.表上作业法6.MATLAB软件求解7.课堂习题(Ⅱ)第五章投入产出分析1.投入产出概论2.投入产出分析的基本原理3.一般投入产出表的编制4.一般投入产出分析的应用5.非竞争型投入产出应用模型6.区域间投入产出模型7.地区投入产出模型/企业投入产出8.课堂习题(Ⅲ)第六章决策树1.概述2.效用值概念3.效用值函数的推导4.决策树5.信息价值分析6.决策支持系统7.冲突分析8.课堂习题(Ⅳ)五、考核方式及要求采用闭卷形式,考核由日常考核、作业成绩和期末考试三部分组成。
系统工程理论与方法第1章管理系统概述第2章管理系统工程方法论第3章管理系统分析第4章管理系统模型第5章建设系统工程中的模型方法1.线形规划模型2.特殊线形规划模型3.整数规划模型4.动态规划模型第1章管理系统概述1.1 系统概念无论是自然界,还是人类社会,可以说任何事物部是以系统的形式存在的。
这种存在的方式决定了我们要树立把所要研究的问题或对象都可以看成是一个系统的观念。
从人们认识客观事物或改造客观事物的过程来看,通常用综合分析的思维方式看待事物,根据事物中内在的、本质的、必然的联系,从整体的角度进行分析和研究,这类事物就被看作为一个系统。
(1)系统的定义系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合的具有特定功能的有机整体。
这个定义,指出了作为系统的三个基本特征。
第一,系统是由若干要素组成的:第二,这些要素相互作用、相互依赖;第三,由于要素间的相互作用,使系统作为一个整体具有特定的功能。
在物质世界中,一个系统中的任何部分都可以被看作一个子系统,而每一个系统又可以成为一个更大规模系统中的一个部分。
(2)系统的要素要素是组成系统的基本部分。
凡是系统里不可再进行分解的部分就称为其要素。
一个“部分”能称为系统的要素,它必须具有下列的特性:①每个要素应具有自身特定的功能;②每个要素的性质和行为影响着所构成系统的性质和行为;③每个要素对所构成系统的影响(使系统的性质或行为发生的变化),依赖于系统中其他要素的性质和行为;④不存在独立的要素,即系统不可能分成独立的要素。
(3)系统的特性①整体性系统是由两个或两个以上的可以相互区别的要素,按照作为系统整体所应具有的综合整体性而构成的。
系统具有集合性,它是为达到系统基本功能要求所必须具有的组成要素的集合。
构成系统的各要素虽然具有不同性能,但它们是根据逻辑统一性的要求而构成的整体。
系统不是各个要素简单的集合,否则它就不会形成整体的特定的功能。
因此,即使每个要素并不都很完善,但它们可以进行综合和统一,成为具有良好功能的系统。
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。
系统工程第二章作业工业141班申彦学号201430682.霍尔三维结构与切克兰德方法论有何异同点?答:(1)霍尔方法论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。
4.系统分析的要素有哪些?并简述各自的含义。
答:(1)问题。
在系统分析中,问题一方面代表研究的对象,或称对象系统,需要系统分析人员和决策者共同探讨与问题有关的要素及其关联状况,恰当的问题;另一方面,问题表示现实状况与希望状况的偏差,这为系统改进方案的探寻提供了线索。
⑵目的及目标。
目的是系统的总要求,目标是系统目的的具体化。
(3)方案。
方案即达到目的及其目标,分析和确定为达到系统目标所必须具备的系统功能和技术条件。
(4)模型。
模型是由说明系统的主要因素及其相互关系构成的。
(5)评价。
评价即评定不同方案对系统目的的达到程度。
(6)决策者。
决策者作为系统问题中的利益主体和行为主体。
9.请通过一实例,说明应用系统分析的原理。
如果将图书馆作为一个完整系统,依据现代管理的系统理论,对其进行系统分析,主要包括以下方面:(1)系统要素方面:即构成图书馆的各个组成部分和相关条件;⑵ 系统结构方面:即图书馆各部分的组成方式及其相互关系;(3)系统功能方面:表现为图书馆系统整体和局部功能的总和;(4)系统集合方面:揭示维持、完善与发展图书馆系统的源泉与因素;(5)系统联系方面:研究图书馆系统与其他系统间以及其内部子系统之间相互纵横的联系;(6)系统历史方面:展示整个图书馆系统的产生和发展的历史过程,揭示其一般的历史规律。
同样,图书馆系统也包括不同层级的子系统,各子系统都各司其职。
高层级子系统的主要任务是根据系统的整体目标,向下一层级发出指令,最后考核该层级指令执行的结果,同时解决下一层次各子系统之间的不协调或矛盾;低层级的子系统要对上一层级子系统负责,协调相关层级子系统共同完成任务。