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系統(tǒng)工程是以實際應用作為目的和特點的一門學科。它以各類系統(tǒng)為研究對象,為各類系統(tǒng)提供分析、評價、優(yōu)化及總體運籌的方法和手段,是一門跨越各專業(yè)領域從橫向方面把它們組織起來的邊緣性科學。它為人們提供了思想方法論和工作方法論。

一.知識梳理

第一章:

1.早期的系統(tǒng)思想具有”只見森林”和比較抽象的特點.15世紀以后的系統(tǒng)思想具有”只見樹木”

和比較具體化的特點.19世紀自然科學取得巨大成就,尤其是能量轉(zhuǎn)化,細胞學說,進化論這三大發(fā)現(xiàn),這個階段的系統(tǒng)思想具有”先見森林,后見樹木”的特點.

2.信息論是研究信息的提取,變換,存儲與流通等特點和規(guī)律的理論.

3.中國學者在系統(tǒng)工程領域的代表作有錢學森的《工程控制論》,華羅庚的《統(tǒng)籌法》和許國志的《運籌學》。

4.系統(tǒng)工程的研究對象是組織化的大規(guī)模復雜系統(tǒng)。

5.系統(tǒng)是由兩個以上有機聯(lián)系,相互作用的要素組成,具有特定的功能,結(jié)構(gòu)和環(huán)境的整體。

該定義有以下四個要點:①系統(tǒng)及其要素②系統(tǒng)和環(huán)境③系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)④系統(tǒng)的功能

6.系統(tǒng)的一般屬性:①整體性②關系統(tǒng)聯(lián)性③環(huán)境適應性7.大規(guī)模復雜系統(tǒng)的特點:①系統(tǒng)的功能和屬性多樣②系統(tǒng)通常由多維且不通質(zhì)的要素構(gòu)成③一般為人一機系統(tǒng),而人及其組織或群體表現(xiàn)出固有的復雜性④由要素間相互作用關系所形成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)日益復雜化和動態(tài)化⑤具有規(guī)模龐大和經(jīng)濟性突出等特點。

8.系統(tǒng)的類型:①自然系統(tǒng)和人造系統(tǒng)②實體系統(tǒng)和概念系統(tǒng)③動態(tài)系統(tǒng)和靜態(tài)系統(tǒng)④

封閉系統(tǒng)和開放系統(tǒng)(封閉系統(tǒng)是指系統(tǒng)和環(huán)境之間沒有物質(zhì),能量和信息的交換,因而呈現(xiàn)出一種封閉狀態(tài)的系統(tǒng))

9.系統(tǒng)工程:用定量和定性相結(jié)合的系統(tǒng)思想和方法處理大型復雜系統(tǒng)的問題,無論是系統(tǒng)的設計或組織建立,還是系統(tǒng)的經(jīng)營管理,都可以統(tǒng)一的看成是一類工程實踐,統(tǒng)稱為系統(tǒng)工程。

10.軟件工程處理的對象主要是信息,著重為決策服務。

第二章:

11.系統(tǒng)工程方法論:就是分析和解決系統(tǒng)開發(fā),運作及管理實踐中的問題所應遵循的工作程序,邏輯步驟和基本方法。

12.霍爾三維結(jié)構(gòu)是由美國學者A.D.霍爾等人在大量工程實踐的基礎上,于1969年提出的。

霍爾三維結(jié)構(gòu)集中體現(xiàn)了系統(tǒng)工程方法的系統(tǒng)化,綜合化,最優(yōu)化,程序化和標準化等特點。

13.霍爾三維結(jié)構(gòu):①時間維②邏輯維③知識維(專業(yè)維)A時間維表示系統(tǒng)工程的工作階段或進程。系統(tǒng)工程工作整個過程或壽命周期分為七個階段:①規(guī)劃階段②設計階段③分析或研制階段④運籌或生產(chǎn)階段⑤系統(tǒng)實施或“安裝”階段⑥運行階段⑦更新階段。其中規(guī)劃,設計與分析或研制階段共同構(gòu)成系統(tǒng)的開發(fā)階段。

A邏輯維是指系統(tǒng)工程每個階段工作所應遵循的邏輯順序和工作步驟。一般分為:①擺明間題②系統(tǒng)設計③系統(tǒng)綜合④模型化⑤最優(yōu)化⑥決策⑦實施計劃A知識維的內(nèi)容表征從事系統(tǒng)工程工程工作所需要的知識。

霍爾三維結(jié)構(gòu)強調(diào)明確目標,核心是最優(yōu)化。

14.切克蘭德方法論的主要內(nèi)容:①認識問題②根底定義③建立概念模型④比較及探尋⑤

選擇⑥設計與實施⑦評估與反饋

切克蘭德方法論的核心是“比較與探尋”

15.系統(tǒng)分析概念:是運用建模及預測,優(yōu)化,仿真,評價等技術對系統(tǒng)的各有關方面進行

定性和定量相結(jié)合的分析,為選擇最優(yōu)或滿意的系統(tǒng)方案提供決策依據(jù)的分析研究過程。

16.系統(tǒng)分析有以下六個要素:①問題②目標及目的③方案(一般選擇3-4個方案為好)④

模型⑤評價⑥決策者

17.系統(tǒng)分析的程序:認識問題→探尋目標→綜合方案→模型化→優(yōu)化或者仿真分析→系統(tǒng)分析→決策

其中初步分析是(認識問題→探尋目標→綜合方案);規(guī)范分析是(模型化→優(yōu)化或者仿真分析);綜合分析是(系統(tǒng)評價→決策)

18.應用系統(tǒng)分析的原則:①堅持問題導向②以整體為目標③多方案模型分析和選優(yōu)④定量分析和定性分析相結(jié)合⑤多次反復進行

19.創(chuàng)新方案的產(chǎn)生技術:

(1)提問法①5W1H目的(Why)對象(What)時間(When)場所(Where)人員(Who)

手段(How)②產(chǎn)品設計用檢核表法

(2)頭腦風暴法(3)德爾菲法(4)群體決策支持系統(tǒng)(5)情景分析法20.物理一事理一人理(WSR)系統(tǒng)方法論的基本內(nèi)容和步驟:①理解領導意圖②調(diào)查分析③

形成目標④建立模型⑤協(xié)調(diào)關系⑥提出建議

第三章:

22.模型定義:是現(xiàn)實系統(tǒng)的替代物。模型有三個特征:①它是現(xiàn)實世界部分的抽象或模仿

②它是由那些與分析的問題有關的因素構(gòu)成的③它表明了有關因素間的相互關系23.模型化的本質(zhì):利用模型與原型之間某些方面的相似關系,在研究過程中可以用模型代替原型,通過對模型的研究得到一些關于原型的信息。

24.模型化的作用:①模型本身是人們對客體系統(tǒng)一定程度研究結(jié)果的表達。②模型提供了脫離具體內(nèi)容的邏輯演繹和計算的基礎,這會導科學規(guī)律,理論,原理的發(fā)現(xiàn)。③利用模型可以進行“思想”試驗。

25.模型的地位:模型的本質(zhì)決定了它的作用的局限性,它不能代替對客觀系統(tǒng)內(nèi)容的研究,只有和客體系統(tǒng)內(nèi)容研究相配合時,模型的作用才能充分發(fā)揮。模型是對客體的抽象,由它得到的結(jié)果必須再拿到現(xiàn)實中去檢驗。

26.模型的分類:①概念模型(又分為思維,描述,字句模型)②符號模型(又分為圖示模型和數(shù)學模型)③形象模型(又分為物理模型和圖像模型)④類比模型⑤仿真模型27.構(gòu)造模型的一般原則:①建立方框圖②考慮信息相關性③考慮準確性④考慮集結(jié)性

28.建模的基本步驟:①明確建模的目的和要求,以便是模型滿足實際要求;②對系統(tǒng)進行一般語言描述系統(tǒng)的語言描述是進一步確定模型結(jié)構(gòu)的基礎;③弄清系統(tǒng)中主要因素及相互關系,使模型準確地表示現(xiàn)實系統(tǒng);④確定模型的結(jié)構(gòu)⑤估計模型的參數(shù);⑥實驗研究,檢驗模型與實際系統(tǒng)的符合性;⑦必要修改根據(jù)實驗結(jié)果,對模型作必要修改。

28.模型化的基本方法:①分析法②實驗法(模擬法統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析法試驗分析法)③

綜合法④老手法⑤辯證法

29.模型的簡化:①減少變量,減去次要變量②改變變量性質(zhì)③合并變量(集結(jié))④改變函數(shù)關系⑤改變約束條件

30.結(jié)構(gòu)模型定義:是定性表示系統(tǒng)構(gòu)成要素以及他們之間存在著的本質(zhì)上的相互依賴和關聯(lián)情況的一種有向連接圖描述的圖形模型。

31.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化模型

第四章

32.系統(tǒng)動力學方法概念:通過建立系統(tǒng)動力學模型、利用DYNAMO仿真語言在計算機上實

現(xiàn)對真實系統(tǒng)的仿真實驗,從而研究系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能和行為之間的動態(tài)關系。

33.SD模型(系統(tǒng)動力學模型)的特點:①多變量②定性分析與定量分析相結(jié)合③以仿真實驗為基本手段和以計算機為工具④可處理高階次、多回路、非線性的時變復雜系統(tǒng)問題。

34.SD的四個基本要素:狀態(tài)或水準、信息、決策或速率、行動或?qū)嵨锪鳌?/p>

35.SD的兩個基本變量:水準變量和速率變量SD的一個基本思想:反饋控制36.SD模型的建模步驟:①明確系統(tǒng)邊界,確定對象系統(tǒng)范圍;②闡明系統(tǒng)反饋回路,明確系統(tǒng)內(nèi)部因果關系鏈;③確定水準變量和速率變量;④闡明速率變量的子結(jié)構(gòu)或完善、形成各個決策函數(shù),建立結(jié)構(gòu)模型。

第五章

37.層次分析法(AHP)的基本思想:把復雜的問題分解成各個組成因素,又將這些因素按支配關系分組形成遞階層次結(jié)構(gòu)。通過兩兩比較確定層次中諸因素的相對重要性。然后綜合有關人員判斷,確定總排序。

38.層次分析法(AHP)的四個步驟:①分析評價系統(tǒng)中各基本要素之間的關系,建立系統(tǒng)遞階層次結(jié)構(gòu)。②對同一層次的各元素關于上一層次中某一準則的重要性進行比較,并進行一致性檢驗。③由判斷矩陣計算被比較要素對于該準則的相對權(quán)重。④計算各層要素對系統(tǒng)目的的合成權(quán)重,并對各備選方案排序。


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