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系统工程概述 古希腊：德谟克利特：宇宙大系统 赫拉克利特：世界是包括一切的整体 亚里士多德：整体大于部分的总和 古代：比较抽象——15世纪下半叶：具体——19世纪：由抽象到具体 科学系统思想的实质：世界是由无数相互关联，相互依赖，相互制约和相互作用的过程所形成的统一整体。 系统工程学科形成的标志：1957年：H.Good和R E.Machol发表第一部名为《系统工程》 系统的定义：系统是由两个或两个以上有机联系，相互作用的要素所构成，具有特定功能，结构和环境的整体 有以下四个要点：1.系统及其要素 2.系统和环境 3.系统的结构 4.系统的功能 系统的特性：1.集合性2.相关性3.层次性4.整体性5.功能性6.环境适应性 系统的类型：1.自然系统和人造系统2.实体系统与概念系统3.动态系统和静态系统4.封闭系统与开放系统5.可控系统与不可控系统6.简单系统，简单巨系统和复杂巨系统 系统工程的概念：系统工程师一门研究大规模复杂系统的交叉学科，它是根据整体协调的需要，综合运用各种现代科学思想，理论，技术，方法，工具，对系统进行研究分析，设计制造和服务，使系统整体尽量达到最佳协调和最满意的优化。 钱学森指出：系统工程是一门组织管理的技术 系统工程方法论 定义：就是分析和解决系统开发，运作及管理实践中的问题所应遵循的工作程序，逻辑步骤和基本方法。 三论一学：一般系统论，控制论，信息论，运筹学 四层一桥：自然，社会经济，经营管理，军事。在自然科学与社会科学之间架设了一座沟通的桥梁 一，霍尔三维结构：集中体现了系统工程方法的系统化，综合化，最优化，程序化和标准化等特点 强调明确目标，核心内容是最优化，并认为现实问题基本上都可归纳成工程系统问题 二，切克兰德方法论 两种方法论均为系统工程方法论，均以问题为起点，具有相应的逻辑过程。 不同点：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（最优），而后者的核心内容是比较学习（最满意）3.前者更多地关注定量分析方法，而后者比较强调定性与定量有机结合的基本方法。 系统分析：狭义：系统分析是系统工程的一项优化技术，是系统工程在非结构化问题决策中的具体应用 广义：系统工程的同义词 系统分析定义：是运用建模及预测，优化，仿真，评价等技术对系统的各有关方面进行定性与定量相结合的分析，为选择最优或最满意的系统方案提供决策依据的分析研究过程。 系统分析要素：1.问题2.目的及目标3.方案4.模型5.评价6.决策者 5W1H：what：研究什么问题why：为什么要研究该问题where：系统边界和环境如何when：分析的是什么时候的情况how：如何实现系统的目标状态 应用系统分析原则：1.坚持问题导向2.以整体为目标3.多方案模型分析与选优4.定量分析与定性分析相结合5.多次反复进行 系统工程方法论的新发展：钱学森针对开放（对外面有物质交换）复杂（种类多）巨（数量大）系统问题提出了从定性到定量的综合集成系统方法论 特点：1.根据开放的复杂巨系统的复杂机制和变量众多的特点，把定性研究与定量研究有机的结合起来，从多方面的定性认识上升到定量认识。2.按照人机相结合的特点，将专家群体，数据和各种信息与计算机技术有机结合起来3.由于系统的复杂性，把科学理论与经验知识相结合起来，把人对客观事物星星点点的知识综合集中起来，力求问题的有效解决4.根据系统思想，把多种学科结合起来进行研究5.根据复杂巨系统的层次结构，把宏观研究与微观研究统一起来6.强调对知识工程及数据挖掘技术等的应用 系统模型与模型化 模型定义：模型可以说是现实系统的替代物。模型应反映出系统的主要组成部分，各部分之间的相互作用，以及在运用条件下的因果作用及相互关系。 模型特征：1.它是现实世界部分的抽象或模仿2.它是由那些与分析的问题有关的因素构成的3.它表明了有关因素间的相互关系 模型化：是为描述系统的构成和行为，对实体系统的各种因素进行适当筛选，用一定方式（数学，图像等）表达系统实体的方法。 模型的分类：概念模型，符号模型，类比模型，仿真模型，形象模型 构建模型的一般原则：1.建立方框图2.考虑信息相关性3.考虑准确性4.考虑结集性 建模的基本步骤：1明确建模的目的和要求2.对系统进行一般语言描述3.弄清系统中的主要因素（变量）及其相互关系（结构关系和函数关系），以便使模型准确地表示现实系统4.确定模型的结构5.估计模型的参数6.实验研究7.必要修改 模型化的基本方法：1.分析法2.实验法3.综合法4.老手法5.辩证法 模型的简化：1.减少次要变量2.改变变量性质3.合并变量4.改变函数关系5.改变约束条件 系统结构模型化技术：结构模型是定性表示系统构成要素以及它们之间存在的