系統(tǒng)工程大作業(yè)西工大

1、一：系統(tǒng)科學(xué)簡(jiǎn)介概述：系統(tǒng)科學(xué)是以系統(tǒng)為研究對(duì)象的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用開發(fā)的學(xué)科組成的學(xué)科群。它著重考察各類系統(tǒng)的關(guān)系和屬性，揭示其活動(dòng)規(guī)律，探討有關(guān)系統(tǒng)的各種理論和方法。系統(tǒng)科學(xué)的理論和方法正在從自然科學(xué)和工程技術(shù)向社會(huì)科學(xué)廣泛轉(zhuǎn)移。分類：系統(tǒng)科學(xué)即以系統(tǒng)思想為中心、綜合多門學(xué)科的內(nèi)容而形成的一個(gè)新的綜合性科學(xué)門類。系統(tǒng)科學(xué)按其發(fā)展和現(xiàn)狀，可分為狹義和廣義兩種。 定義：系統(tǒng)工程沒有一個(gè)固定的定義不同的領(lǐng)域，不同的人對(duì)其定義和描述不一，但整體的系統(tǒng)工程思想是大致統(tǒng)一的。大英百科全書(1974) ：系統(tǒng)工程是一門把已有學(xué)科分支中的知識(shí)有效地組合起來用以解決綜合化的工程技術(shù)。l 日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)jis812

2、1(1967) ：系統(tǒng)工程是為了更好地達(dá)到系統(tǒng)目的，對(duì)系統(tǒng)的構(gòu)成要素、組織結(jié)構(gòu)、信息流動(dòng)和控制機(jī)構(gòu)等進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)的技術(shù)。l 美國(guó)的切斯納 (1967) :雖然每個(gè)系統(tǒng)都是由許多不同的特殊功能部分所組成，而這些功能部分之間又存在著相互關(guān)系，但是每一個(gè)系統(tǒng)都是完整的整體，每一個(gè)系統(tǒng)都有一定數(shù)量的目標(biāo)。 系統(tǒng)工程則是按照各個(gè)目標(biāo)進(jìn)行權(quán)衡，全面求得最優(yōu)解的方法，并使各組成部分能夠最大限度地相互協(xié)調(diào)。 二：系統(tǒng)工程方法論在從事系統(tǒng)工程的研究中，長(zhǎng)期以來逐漸形成一套科學(xué)的工作方法，按照這樣的方法，一般就可以了解一個(gè)系統(tǒng)，對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，按照這樣的方法就不會(huì)感到無從下手。不同的研究對(duì)象因特點(diǎn)各不相同，雖然

3、具體處理方法不盡相同，但仍可提煉出一般方法即方法論。系統(tǒng)工程的方法論有：霍爾三維結(jié)構(gòu)模式，切克蘭德學(xué)習(xí)模式，檢查表模式，綜合集成研討廳模式等。三：系統(tǒng)工程解決實(shí)際問題的一般步驟系統(tǒng)工程的目的是實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化問題，經(jīng)過系統(tǒng)工程的發(fā)展，在解決實(shí)際問題時(shí)，可以將這個(gè)問題看作是一個(gè)系統(tǒng)，無論是工業(yè)上，農(nóng)業(yè)上，交通，航天，軟件工程乃至整個(gè)地球都可以看作是一個(gè)系統(tǒng)，在解決或者實(shí)現(xiàn)這樣的系統(tǒng)時(shí)，我們歸結(jié)出了一個(gè)用系統(tǒng)工程思想來解決實(shí)際問題的一般步驟：建立模型系統(tǒng)分析問題提出 運(yùn)用方法論系統(tǒng)仿真反饋四：系統(tǒng)工程在的應(yīng)用實(shí)例1大學(xué)選擇影響因素分析根據(jù)實(shí)際調(diào)研和查閱資料情況，大學(xué)選擇影響因素有一下四點(diǎn)主要因素：（1）

4、錄取可能性。因?yàn)槊總€(gè)人高考成績(jī)都是固定的，我們不可能因?yàn)槟膫€(gè)學(xué)校是最好的我們就選哪個(gè)學(xué)校，這樣的話清華、北大就要擠滿了。在我們知道自己的分?jǐn)?shù)之后，我們必須要根據(jù)自己的分?jǐn)?shù)來確定我們最有希望報(bào)考哪個(gè)高校。（2）就業(yè)前景。我們上大學(xué)的最終目的都是就業(yè)，一個(gè)學(xué)校的好壞優(yōu)劣，就業(yè)率無疑是反應(yīng)其學(xué)校綜合能力的重要指標(biāo)。如果我們報(bào)考了一個(gè)學(xué)校，但是我們很難找到工作，或者很難找到優(yōu)秀的工作，這無疑使我們十幾年的求學(xué)努力所白費(fèi)。而一個(gè)學(xué)校的就業(yè)前景好也代表著我們的選擇具有一定的升值性。（3）學(xué)校設(shè)備。學(xué)校設(shè)備包括軟性設(shè)備和硬性設(shè)備。軟性設(shè)備包括學(xué)校學(xué)習(xí)氛圍，學(xué)校老師水準(zhǔn)、學(xué)校文化底蘊(yùn)；硬性設(shè)備主要是學(xué)校的基礎(chǔ)

5、設(shè)施建設(shè)，包括體育器材、科學(xué)研究室、圖書館、生活條件等。這些內(nèi)在以及外在的條件，組成了學(xué)校的軟硬性設(shè)備。只有一個(gè)學(xué)校的設(shè)備建設(shè)完善，才能更好的利于學(xué)習(xí)研究。（4）地理位置。評(píng)價(jià)一個(gè)大學(xué)的好壞，還要看一個(gè)學(xué)校的地理位置的情況。因?yàn)榇髮W(xué)生活學(xué)習(xí)和高中以及高中之前的學(xué)習(xí)有很大不同，在我們努力學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識(shí)的前提下，我們還要更好的接觸社會(huì)，學(xué)習(xí)各種社交技能。而一個(gè)發(fā)達(dá)的城市，優(yōu)良的地理位置，對(duì)于我們今后的發(fā)展具有很大的便利。地理位置的好壞主要取決于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展情況。 總之，大學(xué)的選擇應(yīng)綜合考慮各方面的因素，既要考慮當(dāng)前,也要考慮發(fā)展前景。影響一個(gè)學(xué)校的優(yōu)劣的以上四種因素，我們很難單純的用定量的方法進(jìn)行

6、分析，所以我們需要一種定性和定量分析相結(jié)合的評(píng)價(jià)方法ahp方法來輔助選擇。2層次分析法概述層次分析法是將決策問題按總目標(biāo)、各層子目標(biāo)、評(píng)價(jià)準(zhǔn)則直至具體的備投方案的順序分解為不同的層次結(jié)構(gòu)，然后得用求解判斷矩陣特征向量的辦法，求得每一層次的各元素對(duì)上一層次某元素的優(yōu)先權(quán)重，最后再加權(quán)和的方法遞階歸并各備擇方案對(duì)總目標(biāo)的最終權(quán)重，此最終權(quán)重最大者即為最優(yōu)方案。這里所謂“優(yōu)先權(quán)重”是一種相對(duì)的量度，它表明各備擇方案在某一特點(diǎn)的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則或子目標(biāo)，標(biāo)下優(yōu)越程度的相對(duì)量度，以及各子目標(biāo)對(duì)上一層目標(biāo)而言重要程度的相對(duì)量度。層次分析法比較適合于具有分層交錯(cuò)評(píng)價(jià)指標(biāo)的目標(biāo)系統(tǒng)，而且目標(biāo)值又難于定量描述的決策問題

7、。其用法是構(gòu)造判斷矩陣，求出其最大特征值。及其所對(duì)應(yīng)的特征向量w，歸一化后，即為某一層次指標(biāo)對(duì)于上一層次某相關(guān)指標(biāo)的相對(duì)重要性權(quán)值。其核心思想可歸納為“先分解后綜合”.3大學(xué)選擇ahp結(jié)構(gòu)模型 某一大學(xué)生在高考之后取得一個(gè)比較理想的成績(jī)，有四個(gè)他比較中意的學(xué)校可供選擇，分別是北京郵電b1、上海財(cái)經(jīng)b2、河北大學(xué)b3、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)b4。對(duì)其中最好的一所學(xué)校進(jìn)行選擇，建立大學(xué)選擇ahp模型如下： （1）建立層次結(jié)構(gòu)模型根據(jù)前面對(duì)大學(xué)選擇考慮的要素分析確定了影響選址的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，構(gòu)造出如圖3-1所示的層次結(jié)構(gòu)分析模型：最佳大學(xué)a目標(biāo)層地理位置f4學(xué)校設(shè)備f3就業(yè)前景f2錄取可能性f1準(zhǔn)則層b4b3b2

8、b1大學(xué) 圖41大學(xué)選擇層次結(jié)構(gòu)圖 （2）構(gòu)造判斷矩陣 根據(jù)以上分析構(gòu)造以選擇最佳大學(xué)為準(zhǔn)則的判斷矩陣如表31所示。表4-1 a-f的判斷矩陣af1f2f3f4f11632f21/611/21/3f31/3212/3f41/233/21表4-2 f1-b判斷矩陣f1b1b2b3b4b11236b21/213/23b31/32/312b41/61/31/21 表4-3 f2-b判斷矩陣f2b1b2b3b4b1111/22b2111/22b32214b41/21/21/41 表4-4 f3-b判斷矩陣f3b1b2b3b4b11111/2b21111/2b31111/2b42221表4-5 f4-b

9、判斷矩陣f4b1b2b3b4b1111/41/2b2111/41/2b34412b4221/21 表4-6 a-f判斷矩陣的特征向量求解及歸一化表af1f2f3f4連乘、開4次方wa歸一化w10f116322.4490.500f21/611/21/30.4080.083f31/3212/30.8160.167f41/233/211.2250.250 其中aij表示元素i與元素j重要性的比值，含義：相對(duì)于四個(gè)因素之間重要性兩兩比較。 （3）相對(duì)重要度計(jì)算及其一致性檢驗(yàn)根據(jù)方根法求解，針對(duì)a-f的判斷矩陣計(jì)算見表3-6所示：由公式（3-1）可得：max=1/4*(1.999/0.500+0.333

10、/0.083+0.666/0.167+1.000/0.250)=4.010由公式（3-4）可得：ci=（4.010-4）/3=0.003由公式（3-5）可得：cr=0.003/0.9=0.003<0.1 整理計(jì)算結(jié)果如下： 相對(duì)重要度：w10=0.500,0.083,0.167,0.250t，max=4.010，ci=0.003，cr=0.003<0.1同理，計(jì)算其它判斷矩陣并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)如下所示：針對(duì)f1-b的判斷矩陣計(jì)算的結(jié)果為：w11=0.034, 0.500, 0.108, 0.312t，max=4.031，ci=0.010，cr=0.011<0.1針對(duì)f2-b的判

11、斷矩陣計(jì)算的結(jié)果為：w21=0.035, 0.047, 0.112, 0.524t，max=4.103，ci=0.034，cr=0.038<0.1針對(duì)f3-b的判斷矩陣計(jì)算的結(jié)果為：w31=0.410, 0.327, 0.136, 0.131t，max=4.051，ci=0.017，cr=0.018<0.1針對(duì)f4-b的判斷矩陣計(jì)算的結(jié)果為：w41=0.361, 0.349, 0.210, 0.099t，max=4.007，ci=0.002，cr=0.003<0.1各個(gè)層次的指標(biāo)符合一致性檢驗(yàn)。（4）層次總排序及方案選擇表6-7廠址選擇層次總排序fjf1f2f3f4s wi0

12、wj1bi0.5000.0830.1670.250b10.3200.0370.0540.1330.544b20.0380.0120.0230.0210.094b30.0500.0110.0330.0560.094b40.0920.0230.0570.0390.211通過上表可以看出位置b1的綜合評(píng)價(jià)最好，其評(píng)價(jià)值為0.544，優(yōu)于其它學(xué)校，所以該生選擇北京郵電b1為最合適的選擇。該方法將定性的選擇為選擇合適的學(xué)校提供了有效的工具，也提供了有效的依據(jù)。從以上的分析我們可以看出，對(duì)于以上四個(gè)學(xué)校的優(yōu)劣的判定，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性是是最基本的，我們?cè)谶M(jìn)行分析時(shí)，數(shù)據(jù)絕對(duì)不可能做到完全的準(zhǔn)確，所以這種方法難免會(huì)存在一些缺點(diǎn)，但是，此種方法方便了我們定量分析此種復(fù)雜的問題，為我們的選擇做出了一定的依據(jù)。五：系統(tǒng)工程的展望當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)信息化時(shí)代，時(shí)代的需要必將推動(dòng)系統(tǒng)工程飛速發(fā)展。主要的發(fā)展方向有（1）信息系統(tǒng)工程得到飛速的發(fā)展，人類對(duì)于信息共享和協(xié)作的要求愈加迫切，建立數(shù)字地球是人類歷史上偉大的信息工程系統(tǒng)它將在更深層次上實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)的有機(jī)融合，從而從更高的層次來集成已有和正在發(fā)展的理論、技術(shù)和數(shù)據(jù)，開拓一系列全新的研究、發(fā)展與應(yīng)用領(lǐng)域。（2）系統(tǒng)工程作為一門軟科學(xué)日益受到人們的重視，社會(huì)上出現(xiàn)了從重視硬技術(shù)向重視軟科