系统工程的基本方法课件.pptVIP

在第一章中，我们比较详尽地介绍了系统的概念、系统工程的基本知识、系统工程发展简史和农业系统工程等内容，这对于建立系统的观点，进而正确地进行思维和工作是十分重要的。但是，只有系统观点、整体优化的目标还只是空中楼阁，要想解决具体的实际问题，还必须有相适应的方法，这就是本章所要介绍的中心内容。 首先说明，由于系统工程学科的综合性，在解决实际问题中所采用的方式和方法是很多的，但概括起来主要有五个基本方法：一、逻辑思维过程总体设计方法；二、开展综合研究的方法；三、模型化的研究方法；四、系统工程中的价值评定方法；五、系统控制的方法 显然，这五个基本方法作为一个有机整体，都是为实现系统整体优化目标服务的，下面就分别加以介绍。 一、霍尔三维结构模型 １９６９年，美国学者霍尔（Ａ.Ｄ.Ｈａｌｌ）发表了系统工程的工作步骤、程序和基本知识的三维结构模型（见图）。其中时间维是按时间顺序划分七个阶段，即规划、拟定方案、系统研究、生产、安装、运转、更新；逻辑维是按科学思维程序分为七个步骤，即明确问题、设计系统目标、系统综合、系统分析、系统优化、决策、实施，知识维则说明在完成系统工程的各个阶段、步骤所需要的有关专业知识。 霍尔三维结构模型 １ 明确问题 明确问题是做好各项工作的前提条件，一般而言，主要包括如下几个方面内容： 第一，要明确问题的性质。即指是什么样的系统问题（是硬件开发？还是软件设计等）；提出的主要指标（如工期，可靠性、先进性等）；问题的复杂程度评估等。 第二，要明确系统开发的目的和意义。为此要较全面地了解生产急需情况及国内外研究现状，进而为设计系统目标提供依据。  第三，要明确系统的边界，即建立系统与环境的概念，从而为确定系统的输入与输出关系提供依据。 第四，要明确为完成该项开发活动可能提供的人、财、物等方面的条件。 总之，明确问题就是要做到心中有数，是从多侧面、多层次对问题进行了解的过程，进而为最终解决问题奠定基础。 ２ 设计系统目标 系统目标是系统有序运动的目的指向，也是优化系统结构的基本依据。因此，一般认为，目标研究比实现目标还困难。 设计系统目标是件关系全局的大事，必须慎而又慎。 设计系统目标时，一般可分为两个阶段：首先进行目标体系设计。包括总目标、分目标和具体目标三个层次，如图所示。 目标体系层次结构 总目标是系统开发的目的指向，既是核心，也是灵魂；分目标和具体目标是为系统评价而设置的评价体系。其中第3层目标大都是可量化的。从而为下一步指标研究提供了依据。根据经验，目标体系设计应注意以下三条原则：  第一，突出主要目标原则。在选择目标时不能面面俱到，致使目标数量过度膨涨。这样不仅大大增加总体工作，更主要的还容易冲淡对主要目标的注意力，影响集中主要精力解决主要矛盾。 第二，目标独立性原则。若在同层次不同目标之间存在着明显的相关关系，如农林牧付渔各业产值自然隐含着农业内部结构关系，此时应采取保留主要目标原则，以体现目标的独立性。这样不仅可减少目标数量，而且不丢失必要的信息。  第三，有利决策原则。这在制定复杂大系统发展战略规划时意义更为明显。为使决策者快速而准确地了解不同方案的基本情况，有必要把决策者关心的一些综合性目标列出来，我们把它定义成决策支持信息目标。这样决策者可很快得到决策支持信息，从而增强了战略目标的实用性。  在完成指标体系设计后，一般来讲就应进行量化指标研究。由于具体指标很多，加之相关因素也很多。这部分工作的难度也是很大的。从研究方法看，也依研究对象不同而异。概括起来大体分三种情况： 一是借助各种预测技术，通过建立不同预测模型给出不同时刻的量化指标； 二是建立总体协调优化模型，通过计算机求解给出不同时刻的量化指标； 三是首先进行子系统优化，然后通过系统组装和总体协调给出不同时刻的量化指标。 不管采用什么方法，在最后给出量化指标时，都应满足下面三条原则： 第一，与上级大系统指标要求相一致原则； 第二，指标的先进性与可行性相统一原则； 第三、留出置信区间原则。 ３ 系统综合 综合就是组装，也是创造。系统综合是根据系统目标要求，综合加工信息，形成系统概念，并使目标达成的创造性劳动过程。系统综合的核心是概念开发，而不是具体设计。如阿波罗登月系统，在工程进入具体设计之前，首先应构思不同的登月系统方案—即概念开发活动。然后通过比较分析确定最佳行动方案。 系统综合可细分为技术综合与环境综合。 ４.系统分析 对系统分析的理解，国内外有不同的解释，在日本《世界大百科年鉴》一书中解释成：系统分析可作为系统工程的同义词来