1、系统工程系统工程 （Systems Engineering,SE）一个科学系统决议方法论一个科学系统决议方法论管理系统工程方法论及其应用管理系统工程方法论及其应用姬晓辉姬晓辉武汉大学经济与管理学院武汉大学经济与管理学院管理系统工程方法论及其应用第1页系统工程应用举例系统工程应用举例三峡水利工程三峡水利工程是是我我国国建建国国以以来来最最大大工工程程项项目目，它它论论证证、组组织织、实实施施与与管管理理能能够够说说就就是是一一个个庞庞大大系系统统工工程程问问题题，这这项项工工程程包包括括到到了了国国家家及及地地方方众众多多部部门门，如如水水利利、电电力力、能能源源、文文物物、生生态态、移移民民等
2、等等等，包包括括到到几几个个省省上上百百个个县县市市，同同时时实实施施过过程程要要由由众众多多单单位位共共同同努努力力，时时间间横横跨跨快快要要，如如此此工工程程必必定定需需要要一一个个统统观观全全局局系系统统方方法法来来对对待待，系系统统工工程程能能够够说说是是最最为为有有效效一一个组织方法。个组织方法。管理系统工程方法论及其应用第2页系统工程应用举例系统工程应用举例对对于于我我们们今今天天生生活活中中所所关关心心各各种种社社会会经经济济问问题题，如如经经济济改改革革、价价格格问问题题、体体制制改改革革及及各各种种政政策策出出台台都都是是要要经经过过充充分分系系统统论论证证，这这些些都都与与
3、系系统统工工程程相相关关。比如：比如：粮粮食食价价格格调调整整：影影响响肉肉、菜菜、生生活活用用具具等等等等，从从而而影响整个社会物价。影响整个社会物价。燃料能源价格：影响原材料、产品及整个物价燃料能源价格：影响原材料、产品及整个物价银行利率：影响消费与积累，反应了国家经济政策银行利率：影响消费与积累，反应了国家经济政策外外汇汇牌牌价价：主主要要用用于于调调整整进进出出口口政政策策，同同时时反反应应了了一个国家经济实力一个国家经济实力管理系统工程方法论及其应用第3页系统工程应用举例系统工程应用举例未未来来在在我我们们实实际际工工作作中中，我我们们会会碰碰到到许许许许多多多多系系统工程问题，比如
4、：统工程问题，比如：企企业业久久远远规规划划：综综合合考考虑虑企企业业发发展展、实实力力、原原材材料、能源、技术、市场、国家政策等。料、能源、技术、市场、国家政策等。新新产产品品开开发发：考考虑虑市市场场、企企业业开开发发技技术术与与实实力力、销售网络、经济条件等销售网络、经济条件等区域规划：考虑区域特征、交通、历史、地理等区域规划：考虑区域特征、交通、历史、地理等大项目管理：经过立项、论证、实施、大项目管理：经过立项、论证、实施、管理系统工程方法论及其应用第4页Why?时代特征及社会发展趋势时代特征及社会发展趋势 经济全球化经济全球化 动态市场带来挑战和机会（改变）动态市场带来挑战和机会（改
5、变）社会加速信息化社会加速信息化 创新开始成为时代最强音创新开始成为时代最强音 社会进入合作竞争新时代社会进入合作竞争新时代 （COOPETITIONCOOPETITION；GUANXIGUANXI）可连续发展引发普遍关注可连续发展引发普遍关注 引言:Why“要学一点要学一点系统工程系统工程”管理系统工程方法论及其应用第5页引言:Why管理科学发展与管理人才培养管理科学发展与管理人才培养管理科学发展管理科学发展“制高点制高点”系统化管系统化管理理 T T 型人才型人才 钱学森、许国志、汪应洛钱学森、许国志、汪应洛管理系统工程方法论及其应用第6页引言:What/WhenWhat/When?SES
6、E是以大规模复杂系统（尤其是管理系统）是以大规模复杂系统（尤其是管理系统）为研究对象，在系统理论、管理科学及其运筹为研究对象，在系统理论、管理科学及其运筹学等学科基础上形成一门交叉学科。经过学习，学等学科基础上形成一门交叉学科。经过学习，主要使学生掌握分析与处理各种管理系统问题主要使学生掌握分析与处理各种管理系统问题思想、程序和方法。思想、程序和方法。管理系统工程方法论及其应用第7页引言:Who/WhereWho/Where?Who Who 学生学生为主体，教师为主导。为主体，教师为主导。WhereWhere 将课堂内将课堂内外外学习结合起来！学习结合起来！管理系统工程方法论及其应用第8页引言
7、:HowHow?提议提议 重视系统思索重视系统思索 坚持问题导向坚持问题导向 采取系统化方法采取系统化方法教学参考书教学参考书：汪应洛主编，系统工程（第汪应洛主编，系统工程（第3 3版），机械工版），机械工业出版社，业出版社，.8.8管理系统工程方法论及其应用第9页一一 系统工程概述系统工程概述一一.系统工程产生、系统工程产生、发展及应用发展及应用二二.系统工程研究对象系统工程研究对象三三.系统工程概念与特点系统工程概念与特点管理系统工程方法论及其应用第10页(一一)系统思想及系统理论产生与发展系统思想及系统理论产生与发展 系统思想发展经历了三个阶段，即：系统思想发展经历了三个阶段，即：“只只
8、见森林见森林”（朴素系统思想）阶段（朴素系统思想）阶段“只见树木只见树木”阶段阶段“先见森林，后见树木先见森林，后见树木”（科学系统（科学系统思想）阶段。思想）阶段。古代中国和古希腊在系统思想产生与早期古代中国和古希腊在系统思想产生与早期发展中含有突出地位和贡献。发展中含有突出地位和贡献。一.系统工程产生系统工程产生、发展及应用发展及应用管理系统工程方法论及其应用第11页系统思想及系统理论产生与发展 整体思想和联络思想是科学系统思是科学系统思想关键与实质。想关键与实质。普通系统论、控制论、信息论、耗散结构理论、协同学及自组织理论等是是系统理论主要内容和系统理论主要内容和SE理论基础。理论基础。
9、管理系统工程方法论及其应用第12页(二)系统工程发展概况阶段阶段年代（份）年代（份）重大工程实践或事件重大工程实践或事件主要理论与方法贡献I1930美国发展与研究美国发展与研究广播电视广播电视正式提出系统方法（Systems approach）概念1940美国实施彩电开美国实施彩电开发计划发计划采取系统方法，并取得巨大成功美国Bell电话企业开发微波通讯系统正式使用系统工程（正式使用系统工程（Systems Engineering）一词）一词II第二次世界第二次世界大战期间大战期间英、美等国反空袭等军事行动产生军事运筹学（产生军事运筹学（Military Operations Research
10、）,也即军也即军事系统工程事系统工程本世纪本世纪40年年代代美国研制原子弹“曼哈顿计划”利用SE，并推进了其发展1945美国空军建立兰德（RAND）企业曾经提出系统分析（Systems analysis）概念，强调了其主要性管理系统工程方法论及其应用第13页III40年代后期到50年代早期运筹学广泛利用与发展、控制论创建与应用、电子计算机出现，为SE奠定了主要学科基础IV1957H.Good和 R.E.Machol发表第一部名为系统工程著作系统工程学科形成标志1958美国研制北极星导弹美国研制北极星导弹潜艇潜艇提出PERT（网络优化技术），这是最早系统工程技术之一。1965R.E.Machol
11、编著系编著系统工程手册统工程手册表明系统工程实用化和规范化美国自动控制学家L.A.Zedeh提出“含糊集合”概念为当代SE奠定了主要数学基础1961-1972美国实施美国实施“阿波罗阿波罗”登登月计划月计划使用了各种SE方法，其成功极大地提升了SE地位管理系统工程方法论及其应用第14页IV1957H.Good和 R.E.Machol发表第一部名为系统工程著作系统工程学科形成标志1958美国研制北极星导弹潜艇美国研制北极星导弹潜艇提出PERT（网络优化技术），这是最早系统工程技术之一。1965R.E.Machol编著系统工程编著系统工程手册手册表明系统工程实用化和规范化美国自动控制学家L.A.Z
12、edeh提出“含糊集合”概念为当代SE奠定了主要数学基础1961-1972美国实施美国实施“阿波罗阿波罗”登月计划登月计划使用了各种SE方法，其成功极大地提升了SE地位V1972国际应用系统分析研究国际应用系统分析研究所（所（IIASA）在维也纳）在维也纳成立成立SE应用开始从工程领域进入到社会经济领域，并发展到了一个主要新阶段。70年代年代SE广泛应用在国际上抵达高潮VI80年代年代SE在国际上稳定发展、在中国研究与应用抵达高潮管理系统工程方法论及其应用第15页(三)系统工程在我国发展及应用 上世纪上世纪5050至至6060年代，我国一些研究机构和著年代，我国一些研究机构和著名学者为名学者为
13、SESE研究与应用作了理论上探讨、应用上研究与应用作了理论上探讨、应用上偿试和技术方法上准备。其主要标志和集中代表偿试和技术方法上准备。其主要标志和集中代表是是钱学森工程控制论、华罗庚统筹法和钱学森工程控制论、华罗庚统筹法和许国志运筹学。许国志运筹学。我国大规模地研究与应用我国大规模地研究与应用SESE是从是从7070年代末、年代末、8080年代初开始。年代初开始。管理系统工程方法论及其应用第16页 1978 1978 1978 1978年年年年9 9 9 9月月月月27272727日，日，日，日，钱学森、许国志、王寿云在文钱学森、许国志、王寿云在文汇报发表题为汇报发表题为“组织管理技术组织管
14、理技术系统工程系统工程”长篇文长篇文章；章；从从从从1978197819781978年起，年起，年起，年起，西安交大、天津大学、清华大学、华西安交大、天津大学、清华大学、华中理工大学、大连理工大学等国内著名大学开始招收中理工大学、大连理工大学等国内著名大学开始招收了第一批了第一批SE专业硕士硕士；专业硕士硕士；1980198019801980年年年年11111111月，月，月，月，中国系统工程学会在北京成立；中国系统工程学会在北京成立；1980198019801980年年年年10101010月至月至月至月至1981198119811981年年年年1 1 1 1月，月，月，月，中国科协、中央电视
15、台会中国科协、中央电视台会同中国系统工程学会、中国自动化学会联合举行同中国系统工程学会、中国自动化学会联合举行“系统系统工程电视普及讲座（工程电视普及讲座（45讲）讲）”，取得了良好社会效果。，取得了良好社会效果。管理系统工程方法论及其应用第17页70年代末以来，应用SE理论和方法来研究与处理我国重大现实问题，在许多领域和方面取得了很好效果，如：人口问题定量研究及应用（始于1978年）、年中国研究(1983至1985年）、全国和地域能源规划（始于1980年）、全国人才和教育规划（始于1983年）、农业系统工程（始于1980年）、区域发展战略（始于1982年）、投入产出表应用（始于60年代和19
16、76年）、军事系统工程（始于1978年）、水资源开发利用（始于1978年）等。90年代以来，系统工程在与企业发展结合、与当代信息技术结合、与实施可连续发展战略结合、与思维科学结合等方面已含有初步结果和强劲势头。管理系统工程方法论及其应用第18页(一一)SE)SE研究对象是大规模复杂系统研究对象是大规模复杂系统该类系统主要特点有：该类系统主要特点有：规模庞大、结规模庞大、结构复杂、属性及目标多样、普通为人构复杂、属性及目标多样、普通为人-机机系统、经济性突出等。系统、经济性突出等。二二.系统工程研究对象系统工程研究对象管理系统工程方法论及其应用第19页(二二)系统概念系统概念1.1.系统定义系统
17、定义 系统是由两个以上相互联络要素所组成，且系统是由两个以上相互联络要素所组成，且含有特定功效、结构、环境整体。含有特定功效、结构、环境整体。2.2.系统属性系统属性 整体性、关联性、环境适应性。整体性、关联性、环境适应性。3.3.管理系统管理系统 (参见思索题参见思索题1 1、3)3)管理系统工程方法论及其应用第20页管理系统问题举例国家政策市场研究技术经济预测竞争情况企业能力资金起源资源条件社会需求生产可能生产组织与控制物、财、人、信息生产控制库存控制质量控制成本控制资金回收产品销售服务调查经营目标产品开发经营计划生产技术准备技术文件劳动力劳动伎俩劳动对象环境分析经营决议与计划投入转换产出
18、图11工业企业生产经营活动过程示意图管理系统工程方法论及其应用第21页(三三)系统类型系统类型 自然系统与人造系统 实体系统与概念系统 动态系统与静态系统 封闭系统与开放系统 主要明确主要明确SESE研究什么样系统问题研究什么样系统问题管理系统工程方法论及其应用第22页 三.SE内容与特点所谓所谓SESE，是用来开发、运行、革新一个是用来开发、运行、革新一个大规模复杂系统所需大规模复杂系统所需思想、程序、方法思想、程序、方法总和总和（或总称）。（或总称）。SESE强调以下基本观点：强调以下基本观点：(1)(1)整体性和系统化观点整体性和系统化观点（前提）（前提）(2)(2)总体最优或平衡协调观
19、点总体最优或平衡协调观点（目标）（目标）(3)(3)各种方法综合利用观点各种方法综合利用观点（伎俩）（伎俩）(4)(4)问题导向及反馈控制观点问题导向及反馈控制观点（保障）（保障）管理系统工程方法论及其应用第23页思索讨论题1、选择一个你所熟悉系统问题说明：(1)系统功效及其要素；(2)系统环境及输入、输出；(3)系统结构(最好用框图表示)；(4)系统功效与结构、环境关系。2、说明系统普通属性含义，并据此归纳出若干系统思想或观点；3、管理系统有何特点?为何说当代管理系统是经典(大规模)复杂系统?4、请总结系统工程(学)特点。5、结合系统工程应用领域，说明系统工程在你所学专业领域可能应用及其前景
20、。管理系统工程方法论及其应用第24页系统概念形成系统概念形成公元前古希腊对宇宙大系统认识公元前古希腊对宇宙大系统认识我国西周时期我国西周时期“阴阳二气阴阳二气”及金、木、水、及金、木、水、火、土火、土“五行五行”东汉时期形成东汉时期形成“二十四节气二十四节气”周秦到西汉时期周秦到西汉时期“皇帝内经皇帝内经”。管理系统工程方法论及其应用第25页系统定义系统定义系统可被定义为含有一定功效、相互间含有有系统可被定义为含有一定功效、相互间含有有机联络由许多要素或组成部分组成一个整体。机联络由许多要素或组成部分组成一个整体。一台机器、一个部门、一项计划、一个研究项一台机器、一个部门、一项计划、一个研究项
21、目、一个组织、一套制度都能够看成一个系统目、一个组织、一套制度都能够看成一个系统系统存在含有普遍性系统存在含有普遍性系统概念是相正确而不是绝正确，它没有绝对系统概念是相正确而不是绝正确，它没有绝对规模界限规模界限管理系统工程方法论及其应用第26页2 2、系统特征、系统特征阶层性整体性集合性相关性目性环境适应性.管理系统工程方法论及其应用第27页系统工程研究系统特征系统工程研究系统特征可控性可控性动态性动态性复杂性复杂性自律性自律性.管理系统工程方法论及其应用第28页3 3、系统各种形态、系统各种形态 自自然然界界所所面面临临系系统统是是各各种种各各样样，它它们们以以各各种种各各样样形形态态存存
22、在在于于这这个个五五彩彩缤缤纷纷世世界界。所所以以，我我们们就就能能够够按按照照系系统统在在自自然然界界存存在在形形态态及及性性质质，将将系系统统分分为为各各种种各各样类型。样类型。管理系统工程方法论及其应用第29页自然系统与人工系统自然系统与人工系统自然系统是由自然发生而产生与形成系统，这类系自然系统是由自然发生而产生与形成系统，这类系统组成部分是自然物（山、海、河流、矿物、植物统组成部分是自然物（山、海、河流、矿物、植物及动物等）所自然形成系统。像海洋系统、矿藏系及动物等）所自然形成系统。像海洋系统、矿藏系统、生态系统、太阳系、宇宙系等，都属于自然系统、生态系统、太阳系、宇宙系等，都属于自
23、然系统。统。人工系统是人们将相关元素，按其属性和相互关系人工系统是人们将相关元素，按其属性和相互关系组合而成系统，亦即用人工方法建立起来系统。比组合而成系统，亦即用人工方法建立起来系统。比如，人类对自然物质经过加工，用人工方法制造出如，人类对自然物质经过加工，用人工方法制造出来工具和机械装置等组成各种工程系统；人类经过来工具和机械装置等组成各种工程系统；人类经过人为地要求组织、制度、步骤、手续等建立起来各人为地要求组织、制度、步骤、手续等建立起来各种管理系统和社会系统；人类经过对自然现象和社种管理系统和社会系统；人类经过对自然现象和社会现象科学认识，用人工方法研究出来科学体系和会现象科学认识，
24、用人工方法研究出来科学体系和技术体系等都属于人工系统。技术体系等都属于人工系统。管理系统工程方法论及其应用第30页实体系统与概念系统 所所谓谓实实体体系系统统，是是指指以以物物理理状状态态存存在在物物作作为为组组成成要要素素系系统统，这这些些实实体体占占有有一一定定空空间间，如如自自然然界界矿矿物物、生生物物，生生产产部部门门机机械械设设备备、原原始始材材料料等等。因因为为自自然然物物都都为为实实实实在在在在存存在在物物，所所以以，实体系统亦称为硬件系统实体系统亦称为硬件系统与与实实体体系系统统相相对对应应是是概概念念系系统统，它它是是由由概概念念、原原理理、假假说说、方方法法、计计划划、制制
25、度度、程程序序等等非非物物质质实实体体组组成成系系统统，如如管管理理系系统统、科科学学技技术术体体系系、教教育育系系统统、文文化化系系统统等等。因因为为概概念念系系统统，对对应应着着多多是是人人们们对对自自然然界界认认识识和和假假设设，所所以以概概念念系系统亦称为软件系统。统亦称为软件系统。管理系统工程方法论及其应用第31页 动态系统和静态系统动态系统和静态系统动动态态系系统统就就是是系系统统状状态态变变量量是是随随时时间间不不停停改改变变，即即系系统统状状态态变变量量是是时时间间函函数数。比比如如，学学校校就就是是一一个个动动态态系系统统，它它不不但但有有建建筑筑物物，还还有有教教师师和和学
26、生。企业也是动态系统一个经典例子学生。企业也是动态系统一个经典例子静静态态系系统统则则是是表表征征系系统统运运行行规规律律数数学学模模型型中中不不含含有有时时间间原原因因，即即模模型型中中变变量量不不随随时时间间而而改改变变，它它是是动动态态系系统统一一个个极极限限状状态态，即即处处于于稳稳定定系系统统。比如大桥、公路、房屋等。比如大桥、公路、房屋等。管理系统工程方法论及其应用第32页孤立系统、封闭系统与开放系统 所所谓谓孤孤立立系系统统指指是是系系统统与与外外界界环环境境既既不不可可能能进进行行物物质质交交换换，也也不不可可能能进进行行信信息息、能能量量交交换换。换换句句话话说说，系系统统内
27、内部部物物质质和和信信息息能能量量不不能能传传至至外外部部，外外界界环环境境物物质质和和信信息息能能量量也也不不能能传传至至系系统内部。统内部。封封闭闭系系统统是是指指系系统统与与外外界界环环境境之之间间能能够够进进行行信信息、能量交换，但不能进行物质交换。息、能量交换，但不能进行物质交换。开放系统是指系统与外界环境有信息、物质和开放系统是指系统与外界环境有信息、物质和能量交互作用系统。能量交互作用系统。管理系统工程方法论及其应用第33页示例SSS物资流信息流管理系统工程方法论及其应用第34页普通系统、大系统、巨系统、简单系统与复杂系统 从从系系统统规规模模进进行行分分类类，系系统统有有大大小
28、小之之分分，可可分分为为普普通通系系统统、大大系系统统及及巨巨系系统统；从从系系统统复复杂杂程程度度来来分分，系系统统又又可可分分为为简简单单系统与复杂系统。系统与复杂系统。管理系统工程方法论及其应用第35页面向对象区分各种系统形态面向对象区分各种系统形态物质系统、人类系统及方法步骤系统物质系统、人类系统及方法步骤系统作业系统和管理系统作业系统和管理系统社会经济系统社会经济系统 经营系统经营系统 依据详细对象划分各种系统依据详细对象划分各种系统:工业系统、运输系统、交通系统、通信系统、物资工业系统、运输系统、交通系统、通信系统、物资流通系统、金融系统、能源系统等以产业区分系统流通系统、金融系统
29、、能源系统等以产业区分系统形态，或按消费生活系统、医疗系统、军事系统和形态，或按消费生活系统、医疗系统、军事系统和教育系统等教育系统等 管理系统工程方法论及其应用第36页4、企业系统模型、企业系统模型处理反馈扰动输入输出管理系统工程方法论及其应用第37页几个要素几个要素环境与界限环境与界限 投入性质投入性质 流量与流向流量与流向 转化过程转化过程 产出形式产出形式管理系统工程方法论及其应用第38页三、系统工程 要要作作出出科科学学决决议议就就必必须须依依赖赖于于系系统统可可靠靠科科学学决决议议方方法法，系系统统工工程程便便是是处处理理决决议议问问题题基基础础理理论论指指导导，它它将将所所处处理
30、理问问题题作作为为一一个个完完整整系系统统进进行行处处理理，强强调决议系统整体目标综合最优化调决议系统整体目标综合最优化;系系统统工工程程借借助助于于自自然然科科学学与与工工程程技技术术方方法法，来来处处理理各各种种社社会会系系统统，将将人人类类在在长长久久开开发发自自然然系系统统和和改改造造社社会会系系统统实实践践中中所所形形成成整整体体最最优优化化系系统统观观念念应应用用于于其其求求解解问问题题全全过过程程之之中中，从从而而确确保保了了所所处处理问题全方面周到与科学合理。理问题全方面周到与科学合理。管理系统工程方法论及其应用第39页1 1、“系统工程系统工程”含义含义19781978年年我
31、我国国著著名名学学者者钱钱学学森森指指出出：“系系统统工工程程是是组组织织管管理理系系统统规规划划、研研究究、设设计计、制制造造、试试验验和和使使用用科科学学方方法法，是是一一个对全部系统都含有普遍意义方法个对全部系统都含有普遍意义方法”。管理系统工程方法论及其应用第40页1、“系统工程系统工程”含义含义19771977年年日日本本学学者者三三浦浦武武雄雄指指出出：“系系统统工工程程与与其其它它工工程程学学不不一一样样之之点点在在于于它它是是跨跨越越许许多多学学科科科科学学，而而且且是是填填补补这这些些学学科科边边界界空空白白一一个个边边缘缘学学科科。因因为为系系统统工工程程目目标标是是研研制
32、制一一个个系系统统，而而系系统统不不但但包包括括到到工工程程学学领领域域，还还包包括括社社会会、经经济济和和政政治治等等领领域域，所所认认为为了了适适当当地地处处理理这这些些领领域域问问题题，除除了了需需要要一一些些纵纵向向技技术术以以外外，还还要要有有一一个个技技术术从从横横方方向向把把它它们们组组织织起起来来，这这种种横横向向技术就是系统工程技术就是系统工程”。管理系统工程方法论及其应用第41页1 1、“系统工程系统工程”含义含义19751975年年美美国国科科学学技技术术辞辞典典叙叙述述为为：“系系统统工工程程是是研研究究复复杂杂系系统统设设计计科科学学，该该系系统统由由许许多多亲亲密密
33、联联络络元元素素所所组组成成。设设计计该该复复杂杂系系统统时时，应应有有明明确确预预定定功功效效及及目目标标，并并协协调调各各个个元元素素之之间间及及元元素素和和整整体体之之间间有有机机联联络络，以以使使系系统统能能从从总总体体上上到到达达最最优优目目标标，在在设设计计系系统统时时，要要同同时时考考虑虑到到参加系统活动人原因及其作用。参加系统活动人原因及其作用。”管理系统工程方法论及其应用第42页2 2、系统工程定义、系统工程定义系统工程就是从系统观点出发，跨学科系统工程就是从系统观点出发，跨学科考虑问题，利用工程方法去研究和处理考虑问题，利用工程方法去研究和处理各种系统问题，以实现系统目标综
34、合最各种系统问题，以实现系统目标综合最优化。优化。管理系统工程方法论及其应用第43页系统观念系统观念系统观念就是整体最优观念，它是在人系统观念就是整体最优观念，它是在人类认识社会、认识自然过程中形成整体类认识社会、认识自然过程中形成整体观念，或者称之为全局观念。观念，或者称之为全局观念。“丁渭工程丁渭工程”修建用砖瓦修建用砖瓦水起源水起源建筑石材、木材运输建筑石材、木材运输废墟排除与清理废墟排除与清理管理系统工程方法论及其应用第44页工程观念工程观念工程观念是在人们处理自然、改造自然社会生产过工程观念是在人们处理自然、改造自然社会生产过程中所形成工程方法论，传统工程观念是指生产技程中所形成工程
35、方法论，传统工程观念是指生产技术实践而言，而且以硬件为目标与对象，如机械工术实践而言，而且以硬件为目标与对象，如机械工程、电气工程、铁路工程、水利工程等。系统工程程、电气工程、铁路工程、水利工程等。系统工程将这一观念和方法应用于社会系统中，其所处理对将这一观念和方法应用于社会系统中，其所处理对象不但包含传统工程观念中自然对象（即硬件），象不但包含传统工程观念中自然对象（即硬件），而是在传统工程观念基础上增添了新内容，也即以而是在传统工程观念基础上增添了新内容，也即以软件为目标与对象。实际上，系统工程所讨论工程软件为目标与对象。实际上，系统工程所讨论工程是泛指一切有些人参加、以改变系统某一特征为
36、目是泛指一切有些人参加、以改变系统某一特征为目标，从命题到出结果工作过程。系统工程使得人们标，从命题到出结果工作过程。系统工程使得人们能够以工程观念和方法研究和处理各种社会系统问能够以工程观念和方法研究和处理各种社会系统问题。题。管理系统工程方法论及其应用第45页3 3、系统工程理论基础、系统工程理论基础从从系系统统工工程程定定义义能能够够看看出出，系系统统工工程程是是一一门门跨跨学学科科边边缘缘性性交交叉叉学学科科，它它包包含含自自然然、社社会会及及工工程程设设计计分分析析等等方方面面知知识识，它它是是由由普普通通系系统统论论、大大系系统统理理论论、经经济济控控制制论论、运运筹筹学学等等学学
37、科科相相互互渗渗透透、交交叉叉发展而形成。发展而形成。管理系统工程方法论及其应用第46页系统科学与系统工程系统科学与系统工程系统科学是用统一系统方法研究任何控制论系系统科学是用统一系统方法研究任何控制论系统行为和控制学科领域，它主要研究有组织大统行为和控制学科领域，它主要研究有组织大系统或普通系统运动和量变规律系统或普通系统运动和量变规律系统科学分为：系统方法论、系统理论和系统系统科学分为：系统方法论、系统理论和系统工程工程系统工程是系统科学应用部分，是系统科学中系统工程是系统科学应用部分，是系统科学中与社会经济决议和工程管理关系最亲密一部分与社会经济决议和工程管理关系最亲密一部分管理系统工程
38、方法论及其应用第47页系统工程理论基础系统工程理论基础普通系统论普通系统论大系统理论大系统理论经济控制论经济控制论运筹学运筹学哲学和社会科学哲学和社会科学计算机科学计算机科学各门专业科学和工程技术各门专业科学和工程技术管理系统工程方法论及其应用第48页4 4、系统工程学科性质、系统工程学科性质在科学技术体系结构中，系统工程属于工程技术，是在科学技术体系结构中，系统工程属于工程技术，是一门新兴交叉学科一门新兴交叉学科系统工程是以研究大规模复杂系统为对象一门交叉学系统工程是以研究大规模复杂系统为对象一门交叉学科，它是把自然科学和社会科学一些思想、理论、方科，它是把自然科学和社会科学一些思想、理论、
39、方法、策略和伎俩等依据法、策略和伎俩等依据 总体协调需要，有机地联络起总体协调需要，有机地联络起来，把人们生产、科研或经济活动有效地组织起来，来，把人们生产、科研或经济活动有效地组织起来，应用定量分析和定性分析相结合方法和计算机等技术应用定量分析和定性分析相结合方法和计算机等技术工具，对系统组成要素、组织结构、信息交换和反馈工具，对系统组成要素、组织结构、信息交换和反馈控制等功效进行分析、设计、制造和服务，从而到达控制等功效进行分析、设计、制造和服务，从而到达最优设计、最优控制和最优管理目标，方便最充分地最优设计、最优控制和最优管理目标，方便最充分地发挥人力、物力潜力，经过各种组织管理技术，时
40、局发挥人力、物力潜力，经过各种组织管理技术，时局部和整体之间关系协调配合，以实现系统综合最优化部和整体之间关系协调配合，以实现系统综合最优化管理系统工程方法论及其应用第49页系统工程与普通工程比较特点系统工程与普通工程比较特点研研究究对对象象广广泛泛，包包含含人人类类社社会会、生生态态环环境境、自然现象和组织管理等；自然现象和组织管理等；系统工程是一门跨学科边缘学科；系统工程是一门跨学科边缘学科；在在处处理理复复杂杂大大系系统统时时，常常采采取取定定性性分分析析和和定量计算相结合方法。定量计算相结合方法。管理系统工程方法论及其应用第50页5、系统工程发展、系统工程发展“孙子兵法孙子兵法”;四川
41、都江堰工程四川都江堰工程;系统工程萌芽时期可追溯到系统工程萌芽时期可追溯到20世纪初世纪初F.W.泰勒泰勒(F.W.Taylor）系统系统;1940年，丹麦哥本哈根电话企业厄兰（年，丹麦哥本哈根电话企业厄兰（A.K.Erlang）和美国贝）和美国贝尔电话企业莫利纳尔电话企业莫利纳(E.C.Molina)将研制自动交换机工作划分为将研制自动交换机工作划分为规划、研究、开发、应用和通用工程五个阶段，提出排队论规划、研究、开发、应用和通用工程五个阶段，提出排队论第二次世界大战时期，一些科学工作者以大规模军事行动为对第二次世界大战时期，一些科学工作者以大规模军事行动为对象，提出了处理战争问题一些决议和
42、对策方法和工程伎俩，产象，提出了处理战争问题一些决议和对策方法和工程伎俩，产生了运筹学生了运筹学；战后快速扩展到普通经营管理方面；如；战后快速扩展到普通经营管理方面；如“曼哈顿曼哈顿工程工程”1945年年,美国军部建立兰德企业美国军部建立兰德企业(Rand),总结开发了许多系统数总结开发了许多系统数学分析法学分析法,奠定了今天系统工程基础奠定了今天系统工程基础1957年年,美国学者顾杰美国学者顾杰(H.Goode)和马可尔和马可尔(R.Machol)合著系合著系统工程学统工程学(Systems Engineering),理论上首次总结理论上首次总结管理系统工程方法论及其应用第51页系统工程发展
43、系统工程发展6060年代，电子计算机普及，提供了强有力运算年代，电子计算机普及，提供了强有力运算工具和信息处理伎俩工具和信息处理伎俩,系统工程在各领域开始系统工程在各领域开始形成独立处理问题体系形成独立处理问题体系,扩大了理论和实践影扩大了理论和实践影响范围响范围历时历时“阿波罗登月计划阿波罗登月计划”成功成功,引发了人们对引发了人们对系统工程广泛关注系统工程广泛关注7070年代以来年代以来,系统工程得到快速普及与发展系统工程得到快速普及与发展,各各大专院校开设系统工程课程大专院校开设系统工程课程,各国成立系统工各国成立系统工程研究所程研究所管理系统工程方法论及其应用第52页系统工程在我国发展
44、系统工程在我国发展2020世纪世纪5050年代年代,中科院钱学森、许志国教中科院钱学森、许志国教授创导下，建立第一个运筹学小组授创导下，建立第一个运筹学小组6060年代著名数学家华罗庚大力推广优选年代著名数学家华罗庚大力推广优选法、统筹法；系统工程在国防武器装备法、统筹法；系统工程在国防武器装备研制方面取得显著成效研制方面取得显著成效19801980年成立中国系统工程学会，系统工年成立中国系统工程学会，系统工程在各个领域广泛应用并取得了许多结程在各个领域广泛应用并取得了许多结果果管理系统工程方法论及其应用第53页6、系统工程应用范围、系统工程应用范围应用范围自然对象系统宇宙气象、灾害国土、资源
45、农林渔业人体对象系统生理、病理脑、神经、心理医疗产业系统技术发展工业设备网络系统服务系统交通控制经营管理社会系统国际系统国家行政地域社会文化、教育管理系统工程方法论及其应用第54页系统工程应用分支系统工程应用分支社会系统工程社会系统工程 组织管理社会建设技术，它研究组织管理社会建设技术，它研究对象是整个社会，是一个巨系统。社会对象是整个社会，是一个巨系统。社会系统含有多层次、多区域、多阶段特点。系统含有多层次、多区域、多阶段特点。近年来，正在探讨一个从定性到定量，近年来，正在探讨一个从定性到定量，综合利用各种学科处理复杂巨系统方法综合利用各种学科处理复杂巨系统方法论。论。管理系统工程方法论及其
46、应用第55页宏观经济系统工程宏观经济系统工程 利用系统工程方法研究宏观经济系统问利用系统工程方法研究宏观经济系统问题，如国家经济发展战略、综合发展规题，如国家经济发展战略、综合发展规划、经济指标体系、投入产出分析、积划、经济指标体系、投入产出分析、积累与消费百分比分析、产业结构分析、累与消费百分比分析、产业结构分析、消费结构分析、价格系统分析、投资决消费结构分析、价格系统分析、投资决议分析、资源合理配置、经济政策分析、议分析、资源合理配置、经济政策分析、综合国力分析、世界经济模型等。综合国力分析、世界经济模型等。管理系统工程方法论及其应用第56页区域规划区域规划系统工程系统工程利用系统工程原理
47、和方法研究区域发展利用系统工程原理和方法研究区域发展战略、区域综合发展规划、区域投入产战略、区域综合发展规划、区域投入产出分析、区域城镇布局和工农业合理布出分析、区域城镇布局和工农业合理布局、区域资源合理配置、区域投资规划、局、区域资源合理配置、区域投资规划、城市规划、城市水资源规划、城市公共城市规划、城市水资源规划、城市公共交通规划与管理等。交通规划与管理等。管理系统工程方法论及其应用第57页环境生态系统工程环境生态系统工程 研究大气生态系统、大地生态系统、流研究大气生态系统、大地生态系统、流域生态系统、森林与生物生态系统、城域生态系统、森林与生物生态系统、城市生态系统等系统分析、规划、建设
48、、市生态系统等系统分析、规划、建设、防治等方面问题，以及环境检测系统、防治等方面问题，以及环境检测系统、环境计量预测模型等问题。环境计量预测模型等问题。管理系统工程方法论及其应用第58页能源系统工程能源系统工程 研究能源合理结构、能源图、能源需求研究能源合理结构、能源图、能源需求预测、能源供给预测、能源开发规模预预测、能源供给预测、能源开发规模预测、能源生产优化模型、能源合理利用测、能源生产优化模型、能源合理利用模型、电力系统规划、节能规划、能源模型、电力系统规划、节能规划、能源数据库等问题。数据库等问题。管理系统工程方法论及其应用第59页水资源水资源系统工程系统工程 研究河流综合利用规划、流
49、域发展战略研究河流综合利用规划、流域发展战略和规划、农田浇灌系统规划与设计、城和规划、农田浇灌系统规划与设计、城市供水系统优化模型、水能利用规划、市供水系统优化模型、水能利用规划、水运规划、防洪规划、水污染控制等问水运规划、防洪规划、水污染控制等问题。题。管理系统工程方法论及其应用第60页交通运输系统工程交通运输系统工程 研究铁路、公路、航运、航空综合运输研究铁路、公路、航运、航空综合运输规划及其发展战略，铁路运输规划及其规划及其发展战略，铁路运输规划及其调度系统，公路运输规划及其调度系统，调度系统，公路运输规划及其调度系统，航运规划及其调度系统，空运规划及其航运规划及其调度系统，空运规划及其
50、调度系统，综合运输规划、优化模型及调度系统，综合运输规划、优化模型及其效益分析。其效益分析。管理系统工程方法论及其应用第61页农业系统工程农业系统工程 研究农业发展战略，大农业及立体农业研究农业发展战略，大农业及立体农业战略规划，农业结构分析，农业综合规战略规划，农业结构分析，农业综合规划，农业区域规划，农业政策分析，农划，农业区域规划，农业政策分析，农业投资规划，农产品需求预测，农业产业投资规划，农产品需求预测，农业产品发展速度预测，农业投入品发展速度预测，农业投入产出分析，产出分析，农作物合理布局，农作物栽培技术规划农作物合理布局，农作物栽培技术规划化，农业系统多层次开发模型等。化，农业系
