系统工程2系统工程的基本原理

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1、系统工程第二讲系统工程的基本原理经济管理学院工业工程系第一节系统工程的基本概念一、系统一个系统是人类在某项实践活动中的一个对象；系统中的要素根据实践的目的组合在一起，形成一个整体，并成为思维的对象。二、子系统、结构与组织当把系统的一个部分作为考察对象时，这个部分就称为原系统的一个子系统。系统的每个最小组成要素和各种子系统都称为系统的一个组分。系统在功能上不能再分的最小组分叫做基本组分，也是一个子系统。第一节系统工程的基本概念对于一个系统，如果它的某种描述结构能保持所需的一段时间并具有某种简单性，就称该系统的此种结构是有序的，此时的系统也称为有组织的。框架结构：能够基

2、本确认系统的主要关联方式；运行结构：系统运行过程中各组分之间相互动态影响的关联方式空间结构：系统组分在空间的排列配置方式；时间结构：系统组分关联方式随时间的变化特征。一个系统的结构就是所有组分间关联方式的总和。第一节系统工程的基本概念三、层次四、环境与边界第一节系统工程的基本概念五、状态与过程状态即是指系统在某一时刻或某一时期的客观存在，确认系统在某一时刻或某一时期的状态即是确定系统在该时刻或该时期所有属性的取值。六、模型第一节系统工程的基本概念模型是对原系统特性的简化表达形式。对应于模型，原系统被称为模型的原型。实物模型是以各种物质元件、零器件和设备装配起来的一个

3、物质实体，该物质实体通过自身的运行来表现原型的待研究功能和特点。符号模型是以几何和美术图形、文字和数学符号等各种符号关联起来表现原型的系统结构和重要特征的符号系统。模型符号模型实物模型图文图表模型数学数字模型实物结构模型功能模拟模型第一节系统工程的基本概念图2-1模型的分类第二节　系统的基本概念目的性集合整体性层级性或阶层性联系性适应性一、系统的特性第二节　系统的基本概念二、系统的结构条件－过程－结果环境－管理－生产领导－生产－辅助服务三、系统的类型自然系统和人工系统物理系统和概念系统静态系统和动态系统封闭系统和开放系统第三节　系统工程理论1924~1928;奥地利

4、理论生物学家L.VON贝塔朗菲；1945年发表《关于一般系统论》研究复杂系统一般规律的学科基本观点：整体性开放性及目的性（有效性、适应性、寻的性）动态相关性（动态性取决于相关性）等级层次性有序性（结构或空间；发展或时间）一、一般系统论维纳于1948年出版了《控制论》一书经典控制论——现代控制论——大系统控制理论研究大系统的结构方案、稳定性、最优化、建模及模型简化等。对系统方法的启示：黑箱-灰箱-白箱法功能模拟法形式化、数量化、最优化方法二、控制论（Cybernatics）第三节　系统工程理论第三节　系统工程理论美国数学家申农（C.E.Shannon）和维纳以信息为主

5、要研究对象，以信息的运动规律和应用方法为主要研究内容，以计算机、光导纤维等为主要研究工具，以扩展人类的信息功能为主要研究目标。类比方法统计方法信息方法三、信息论(informatics)第三节　系统工程理论70年代初，联邦德国理论物理学家H.哈肯研究协同系统从无序到有序的演化规律的新兴综合性学科四、耗散结构理论(dissipativestructuretheory)1969；比利时统计物理学家I.普利高津研究远离平衡态的开放系统从无序到有序的演化规律的一种理论五、协同学(synergetics)1971，德国生物物理学家M.艾根研究分子自组织的一种理论六、超循环理论

6、(hypercycletheory)第三节　系统工程理论60年代末，法国数学家R.托姆研究不连续现象的一个新兴数学分支，也是一般形态学的一种理论，能为自然界中形态的发生和演化提供数学模型七、突变论(catastrophetheory)第三节　系统工程理论以非线性自组织理论为核心的系统理论（欧洲学派）以圣菲研究所（SFI）为代表的理论框架，其代表性理论是1994年霍兰提出的CAS（复杂适应系统）理论（美国学派）以开放的复杂巨系统理论为核心的理论体系（中国学派）八、复杂系统理论