系統(tǒng)工程原理 - 國(guó)防科技大學(xué)信息系統(tǒng)與管理學(xué)院

系統(tǒng)工程原理譚躍進(jìn)教授E-mail：yjtan@

電話：4573501(O)軍線：61389）羅鵬程副教授E-mail：sevenpower@263.net電話：4573539(O)軍線：62836）

國(guó)防科大信息系統(tǒng)與管理學(xué)院系統(tǒng)工程系1課程學(xué)習(xí)目的、要求通過(guò)課程學(xué)習(xí)，掌握系統(tǒng)工程方法論，能用系統(tǒng)的觀點(diǎn)分析問(wèn)題，并掌握系統(tǒng)工程分析解決問(wèn)題的基本概念、基本原理和基本方法，初步具有運(yùn)用系統(tǒng)建模、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)預(yù)測(cè)、系統(tǒng)評(píng)價(jià)、系統(tǒng)決策與系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃等系統(tǒng)工程方法分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力。28第十章系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)6第四章系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型4第六章投入產(chǎn)出分析2考試4第二章系統(tǒng)工程方法論2第一章緒論8第九章系統(tǒng)決策6第八章系統(tǒng)評(píng)價(jià)10第七章系統(tǒng)預(yù)測(cè)6第五章層次分析法4第三章系統(tǒng)建模與系統(tǒng)分析學(xué)時(shí)數(shù)內(nèi)容課程計(jì)劃3參考書(shū)：汪應(yīng)洛等，系統(tǒng)工程，機(jī)械工業(yè)出版社，2003王眾托等，系統(tǒng)工程引論，電子工業(yè)出版社，2006白思俊等，系統(tǒng)工程，電子工業(yè)出版社，2006陳宏民等，系統(tǒng)工程導(dǎo)論，高等教育出版社，2006孫東川等，系統(tǒng)工程導(dǎo)論，清華大學(xué)出版社，2004教材：譚躍進(jìn)等，系統(tǒng)工程原理，國(guó)防科大出版社，1999教材和參考書(shū)4第一章緒論系統(tǒng)工程原理5錢學(xué)森對(duì)系統(tǒng)的描述性定義：系統(tǒng)是由相互作用和相互依賴的若干組成部分（元素）結(jié)合成的具有特定功能的有機(jī)整體，記為

S=<E，R>

其中

（Elements）為系統(tǒng)

（Systems）中所有元素構(gòu)成的集合，（Relationship）為系統(tǒng)中所有關(guān)系的集合。1.1系統(tǒng)的概念6系統(tǒng)定義的三個(gè)基本特征:(1)系統(tǒng)是由若干元素組成的；

(2)這些元素相互作用、相互依賴；

(3)由于元素間的相互作用，使系統(tǒng)作為一個(gè)整體具有特定的功能。1.1系統(tǒng)的概念7系統(tǒng)的五個(gè)基本特性:

□整體性□層次性□相關(guān)性□目的性□適應(yīng)性1.1系統(tǒng)的概念8關(guān)于系統(tǒng)的整體性系統(tǒng)的整體性就是強(qiáng)調(diào)“整體功能大于各部分功能之和”，即

“1＋1>2”系統(tǒng)具有整體的結(jié)構(gòu)、整體的特性、整體的狀態(tài)、整體的行為、整體的功能等。

1.1系統(tǒng)的概念9關(guān)于系統(tǒng)的層次性1.1系統(tǒng)的概念

任何一個(gè)系統(tǒng)都可以分解為一系列的不同層次的子系統(tǒng)，而它本身又是它所從屬的一個(gè)更大系統(tǒng)的子系統(tǒng)。

子系統(tǒng)：如果系統(tǒng)的元素集合滿足以下條件，則稱為系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)：（1）是的子集合，即（2）本身是一個(gè)系統(tǒng)。

10關(guān)于系統(tǒng)的層次性1.1系統(tǒng)的概念

系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)：組分（子系統(tǒng)）及組分（子系統(tǒng)）之間的關(guān)聯(lián)方式的總和。關(guān)聯(lián)方式主要是因果關(guān)聯(lián)（數(shù)學(xué)和邏輯關(guān)系），表現(xiàn)形式有樹(shù)狀結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)兩種。

11樹(shù)狀結(jié)構(gòu)示意圖關(guān)于系統(tǒng)的層次性1.1系統(tǒng)的概念12網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)示意圖關(guān)于系統(tǒng)的層次性1.1系統(tǒng)的概念13扁平化的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)示意圖關(guān)于系統(tǒng)的層次性1.1系統(tǒng)的概念14網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及層次性1.1系統(tǒng)的概念15系統(tǒng)的分類1.1系統(tǒng)的概念□自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)□實(shí)體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)□動(dòng)態(tài)系統(tǒng)和靜態(tài)系統(tǒng)□控制系統(tǒng)與行為系統(tǒng)□開(kāi)放系統(tǒng)與封閉系統(tǒng)161.1系統(tǒng)的概念開(kāi)放系統(tǒng)指系統(tǒng)與環(huán)境之間進(jìn)行物質(zhì)、能量或信息交換。封閉系統(tǒng)則相反，即系統(tǒng)與環(huán)境互相隔絕，它們之間沒(méi)有任何物質(zhì)、能量或信息交換。

這里定義的物質(zhì)、能量和信息全面開(kāi)放的系統(tǒng)，物理學(xué)尚無(wú)專門定義。系統(tǒng)與環(huán)境之間具有邊界，系統(tǒng)邊界如何劃分？系統(tǒng)的分類：開(kāi)放系統(tǒng)與封閉系統(tǒng)171.1系統(tǒng)的概念1、現(xiàn)代化與復(fù)雜性

構(gòu)成客觀世界的三個(gè)基本要素——物質(zhì)、能量和信息不斷豐富，其結(jié)果使得事物之間的相互聯(lián)系加強(qiáng)，整個(gè)世界朝著復(fù)雜性不斷增加的方向發(fā)展，這是不依人的主觀意志為轉(zhuǎn)移的客觀規(guī)律。

社會(huì)的演變方向復(fù)雜性增加□空間狹窄□時(shí)間縮短□普遍聯(lián)系加強(qiáng)系統(tǒng)的分類：簡(jiǎn)單系統(tǒng)與復(fù)雜系統(tǒng)181.1系統(tǒng)的概念無(wú)論如何，我們將被迫在知識(shí)的一切領(lǐng)域中運(yùn)用“整體”或者“系統(tǒng)”來(lái)處理復(fù)雜性問(wèn)題，這將是對(duì)科學(xué)思維的一個(gè)根本改造。

——貝塔朗菲系統(tǒng)的分類：簡(jiǎn)單系統(tǒng)與復(fù)雜系統(tǒng)191.1系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的分類：簡(jiǎn)單系統(tǒng)與復(fù)雜系統(tǒng)2、復(fù)雜系統(tǒng)的外部表現(xiàn)

系統(tǒng)規(guī)模大復(fù)雜系統(tǒng)系統(tǒng)行為復(fù)雜系統(tǒng)規(guī)模大同時(shí)行為復(fù)雜

201.1系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的分類：簡(jiǎn)單系統(tǒng)與復(fù)雜系統(tǒng)3、復(fù)雜系統(tǒng)的內(nèi)在表現(xiàn)

開(kāi)放性：考慮系統(tǒng)與其環(huán)境之間的物質(zhì)、能量或信息交換，更能反映客觀世界的真實(shí)性；

非線性：具有多解、多穩(wěn)態(tài)，能夠描述穩(wěn)定性交換，更能追蹤客觀世界的多樣性；

隨機(jī)性：微漲落放大，更能體現(xiàn)系統(tǒng)從無(wú)序到有序或從有序到混沌的自發(fā)性；

涌現(xiàn)性(突現(xiàn)性)：通過(guò)整體與局部的關(guān)系，研究系統(tǒng)整體的涌現(xiàn)行為，更能體現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與行為演化的目的性。211.1系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的分類：簡(jiǎn)單系統(tǒng)與復(fù)雜系統(tǒng)4、錢學(xué)森關(guān)于系統(tǒng)的分類

小系統(tǒng)

簡(jiǎn)單系統(tǒng)系大系統(tǒng)統(tǒng)簡(jiǎn)單巨系統(tǒng)巨系統(tǒng)一般復(fù)雜巨系統(tǒng)復(fù)雜巨系統(tǒng)特殊復(fù)雜巨系統(tǒng)221.1系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的分類：簡(jiǎn)單系統(tǒng)與復(fù)雜系統(tǒng)4、錢學(xué)森關(guān)于系統(tǒng)的分類

小系統(tǒng)：大體上說(shuō)，由幾個(gè)、十幾個(gè)元素或子系統(tǒng)組成的系統(tǒng)；

大系統(tǒng)：由上百個(gè)、上千個(gè)元素或子系統(tǒng)組成的系統(tǒng)；

巨系統(tǒng)：元素或子系統(tǒng)數(shù)量極大，成萬(wàn)上億，上百億，萬(wàn)億。231.1系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的分類：簡(jiǎn)單系統(tǒng)與復(fù)雜系統(tǒng)4、錢學(xué)森關(guān)于系統(tǒng)的分類

巨系統(tǒng)

60年代末提出了大系統(tǒng)概念和大系統(tǒng)理論。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境等系統(tǒng)成為研究對(duì)象，人們發(fā)現(xiàn)還存在比大系統(tǒng)的規(guī)模大得多的系統(tǒng)。70年代末，錢學(xué)森在論述社會(huì)系統(tǒng)工程時(shí)第一次提出巨系統(tǒng)概念。巨系統(tǒng)的行為特性不同于小系統(tǒng)和大系統(tǒng)。241.1系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的分類：簡(jiǎn)單系統(tǒng)與復(fù)雜系統(tǒng)4、錢學(xué)森關(guān)于系統(tǒng)的分類簡(jiǎn)單巨系統(tǒng)(線性的巨系統(tǒng))

復(fù)雜巨系統(tǒng)人的大腦作為一個(gè)巨系統(tǒng)，空間占有雖十分有限，但所包含的神經(jīng)元約1011數(shù)量級(jí)。在巨系統(tǒng)中，如果不僅系統(tǒng)單元數(shù)量巨大,而且組分之間的關(guān)聯(lián)方式復(fù)雜（如非線性、不確定性、模糊性、動(dòng)態(tài)性、適應(yīng)性等），這就是復(fù)雜巨系統(tǒng)。從人腦系統(tǒng)行為特性看，是一個(gè)典型的復(fù)雜巨系統(tǒng)。251.1系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的分類：簡(jiǎn)單系統(tǒng)與復(fù)雜系統(tǒng)4、錢學(xué)森關(guān)于系統(tǒng)的分類

開(kāi)放的復(fù)雜巨系統(tǒng)

人類社會(huì)系統(tǒng)是一個(gè)巨系統(tǒng)（如中國(guó)人口的微觀組分（人）接近13億，即1.3′109），這個(gè)系統(tǒng)與環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息的交換，接受環(huán)境的輸入和干擾、向環(huán)境提供輸出，而且還不斷適應(yīng)和不斷進(jìn)化，是一個(gè)典型的開(kāi)放的（特殊）復(fù)雜巨系統(tǒng)。261.1系統(tǒng)的概念系統(tǒng)的分類：簡(jiǎn)單系統(tǒng)與復(fù)雜系統(tǒng)4、錢學(xué)森關(guān)于系統(tǒng)的分類

從小系統(tǒng)大系統(tǒng)巨系統(tǒng)復(fù)雜巨系統(tǒng)開(kāi)放的復(fù)雜巨系統(tǒng)是事物發(fā)展的必然結(jié)果，也是系統(tǒng)認(rèn)識(shí)發(fā)展的必然結(jié)果。因此，關(guān)于系統(tǒng)的思想源于系統(tǒng)，并隨著系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展。有了不斷發(fā)展的系統(tǒng)思想，才有了不斷發(fā)展的系統(tǒng)理論、方法和工程實(shí)踐。27錢學(xué)森對(duì)系統(tǒng)工程的定義：系統(tǒng)工程是組織管理系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和使用的科學(xué)方法。簡(jiǎn)言之“系統(tǒng)工程是一門組織管理的技術(shù)”。1.2系統(tǒng)工程的概念28(裝備)系統(tǒng)工程定義

美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-499A定義：“系統(tǒng)工程是將科學(xué)和工程技術(shù)的成就應(yīng)用于：

□通過(guò)運(yùn)用定義、綜合、分析、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和評(píng)價(jià)的反復(fù)迭代過(guò)程，將作戰(zhàn)需求轉(zhuǎn)變?yōu)橐唤M系統(tǒng)性能參數(shù)和系統(tǒng)技術(shù)狀態(tài)的描述；

□綜合有關(guān)的技術(shù)參數(shù)，確保所有物理、功能和程序接口的兼容性，以便優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)的定義和設(shè)計(jì)；

□將可靠性、維修性、安全性、生存性、人素工程和其它有關(guān)因素綜合到整個(gè)工程工作之中，以滿足費(fèi)用、進(jìn)度、保障性和技術(shù)性能指標(biāo)。”

29裝備系統(tǒng)工程需求約束條件武器裝備系統(tǒng)系統(tǒng)工程過(guò)程綜合權(quán)衡效能進(jìn)度費(fèi)用保障及時(shí)地部署、使用和保障一個(gè)有效的系統(tǒng)，并在可承受的費(fèi)用條件下滿足用戶的需求。裝備系統(tǒng)工程既是一個(gè)復(fù)雜的管理過(guò)程，又是一個(gè)復(fù)雜的技術(shù)過(guò)程30技術(shù)與管理兩個(gè)過(guò)程

系統(tǒng)工程既是一個(gè)技術(shù)過(guò)程，又是一個(gè)管理過(guò)程。為了成功地完成系統(tǒng)的研制，在整個(gè)系統(tǒng)壽命周期內(nèi)，技術(shù)和管理兩方面都很重要。因此，美國(guó)防務(wù)系統(tǒng)管理學(xué)院把系統(tǒng)工程定義為“是為了達(dá)到所有系統(tǒng)要素的優(yōu)化平衡，控制整個(gè)系統(tǒng)研制工作的管理功能，把作戰(zhàn)需求轉(zhuǎn)變?yōu)橐唤M系統(tǒng)參數(shù)的描述，并綜合這些參數(shù)以優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)效能的過(guò)程?！避姺綇?qiáng)調(diào)管理過(guò)程1.2系統(tǒng)工程的概念31系統(tǒng)工程的特點(diǎn)□整體性(系統(tǒng)性)□關(guān)聯(lián)性(協(xié)調(diào)性)□綜合性(交叉性)□滿意性(最優(yōu)化)1.2系統(tǒng)工程的概念32管子農(nóng)事管理李冰父子工程管理孫子軍事管理1.2系統(tǒng)工程的概念系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展古代樸素的系統(tǒng)思想33軍工產(chǎn)品項(xiàng)目定型管理1.2系統(tǒng)工程的概念都江堰水利工程示意圖戰(zhàn)國(guó)時(shí)期川西太守李冰父子主持修建。目標(biāo)：利用岷江水資源灌溉川西平原、防洪與航運(yùn)。包括三大工程及120多項(xiàng)配套工程。其總體構(gòu)思是系統(tǒng)思想的杰出運(yùn)用。兩千多年來(lái)，都江堰一直發(fā)揮著巨大的效益，是我國(guó)最成功的水利工程。341.2系統(tǒng)工程的概念古代樸素的系統(tǒng)思想孔子

“不見(jiàn)樹(shù)木，只見(jiàn)森林”

35軍工產(chǎn)品項(xiàng)目定型管理1.2系統(tǒng)工程的概念十五世紀(jì)下半葉，近代科學(xué)開(kāi)始興起，力學(xué)、天文學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等逐漸從哲學(xué)中分離出來(lái)。近代自然科學(xué)發(fā)展了研究自然界的獨(dú)特的分析方法，包括實(shí)驗(yàn)、解剖和觀察，把自然界的細(xì)節(jié)從總的自然聯(lián)系中抽出來(lái)，分門別類地加以研究。這種考察自然界的方法移植到哲學(xué)中，就成為形而上學(xué)的思維方式。形而上學(xué)的出現(xiàn)是有歷史根據(jù)的，是時(shí)代的需要，對(duì)科學(xué)、技術(shù)、文化的蓬勃發(fā)展起了不可磨滅的重要作用。但是，形而上學(xué)撇開(kāi)總體的聯(lián)系來(lái)考察事物和過(guò)程，蘊(yùn)含著極大的局限性。

——“只見(jiàn)樹(shù)木，不見(jiàn)森林”361.2系統(tǒng)工程的概念

十九世紀(jì)上半葉，自然科學(xué)取得了一系列偉大成就。特別是能量轉(zhuǎn)化、細(xì)胞和進(jìn)化論的發(fā)現(xiàn)，使人類對(duì)自然過(guò)程的相互聯(lián)系的認(rèn)識(shí)有了很大提高。十九世紀(jì)的自然科學(xué)“本質(zhì)上是整理材料的科學(xué)，關(guān)于過(guò)程、關(guān)于這些事物的發(fā)生和發(fā)展以及關(guān)于把這些自然過(guò)程結(jié)合為一個(gè)偉大整體的聯(lián)系的科學(xué)”。馬克思、恩格斯的辯證唯物主義認(rèn)為，物質(zhì)世界是無(wú)數(shù)相互聯(lián)系、相互依賴、相互制約、相互作用的事物和過(guò)程所形成的統(tǒng)一整體。

——“既見(jiàn)樹(shù)木，又見(jiàn)森林”37

1940年，英國(guó)研制出了一種對(duì)付德國(guó)飛機(jī)空襲的新型警戒雷達(dá)。為此，成立了一個(gè)研究小組，并通過(guò)理論計(jì)算和戰(zhàn)場(chǎng)實(shí)際統(tǒng)計(jì)分析，找到了雷達(dá)和高射武器合理運(yùn)用和配合的方法，使擊毀敵機(jī)的效率大大提高。1.2系統(tǒng)工程的概念系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展38軍工產(chǎn)品項(xiàng)目定型管理

1942年美國(guó)海軍反潛部隊(duì)成立了一個(gè)由莫爾斯領(lǐng)導(dǎo)的研究小組，為了發(fā)現(xiàn)德國(guó)潛艇，研究了搜索論。發(fā)現(xiàn)敵潛艇后，又研究了爆炸深度與殺傷范圍的定量關(guān)系，提出了反潛深水炸彈的合理爆炸深度為30英尺，結(jié)果使德國(guó)潛艇被擊沉的數(shù)量增加了3倍。1.2系統(tǒng)工程的概念系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展39

1958年，美國(guó)海軍特種計(jì)劃局在研制“北極星潛艇計(jì)劃”的實(shí)踐中，提出并采用了“計(jì)劃評(píng)審技術(shù)”(PERT)。A3-4-5開(kāi)始節(jié)點(diǎn)T2節(jié)點(diǎn)T1節(jié)點(diǎn)T7節(jié)點(diǎn)T10節(jié)點(diǎn)T5節(jié)點(diǎn)T9節(jié)點(diǎn)T4結(jié)束節(jié)點(diǎn)T8節(jié)點(diǎn)T6節(jié)點(diǎn)T11B2-3-4C3-4-5H2-3-4E1-2-4L30-36-45D1-2-3F2-3-5G1-2-3J7-8-12K1-2-3O2-3-5P1-2-4N1-2-4I2-4-8M1-3-5T2-3-4S10-12-16Q6-8-12R3-4-6“計(jì)劃評(píng)審技術(shù)”(PERT)1.2系統(tǒng)工程的概念系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展40系統(tǒng)工程的形成與發(fā)展:阿波羅登月計(jì)劃阿波羅登月中的創(chuàng)建性工作:方案的開(kāi)發(fā)和選擇

詳盡而明確的研制規(guī)劃制定

總體性能指標(biāo)的控制

解決系統(tǒng)內(nèi)部接口問(wèn)題系統(tǒng)分析與管理的新方法41方案開(kāi)發(fā)和選擇登月方案幾十個(gè)篩選比較直接登月地球軌道交會(huì)月球軌道交會(huì)月球軌道交會(huì)方案論證計(jì)算42系統(tǒng)總目標(biāo)

詳盡而明確的研制規(guī)劃功能分析工作分解結(jié)構(gòu)月球軌道交會(huì)方案具體化技術(shù)目標(biāo)技術(shù)活動(dòng)43

20次飛行試驗(yàn)詳細(xì)規(guī)劃四大系統(tǒng)運(yùn)載火箭系統(tǒng)載人飛船系統(tǒng)跟蹤和數(shù)據(jù)系統(tǒng)發(fā)射和飛行指揮系統(tǒng)六項(xiàng)輔助計(jì)劃水星計(jì)劃雙子星座計(jì)劃飛馬座計(jì)劃徘徊者計(jì)劃勘察者計(jì)劃月球軌道環(huán)行器水星號(hào)44系統(tǒng)分析與管理的新方法計(jì)劃協(xié)調(diào)技術(shù)（PERT）圖解協(xié)調(diào)技術(shù)（GERT）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)審技術(shù)（VERT）技術(shù)預(yù)測(cè)關(guān)聯(lián)樹(shù)法（PATTERN）《工程管理》《系統(tǒng)工程和分析》《系統(tǒng)工程管理指南》等45阿波羅登月計(jì)劃:系統(tǒng)工程發(fā)展的里程碑目標(biāo)：在10年內(nèi)將人送上月球，并使其安全地返回地球經(jīng)費(fèi)：250億美元

1969年6月，阿波羅飛船登上月球，標(biāo)志著系統(tǒng)工程及其在裝備研制中應(yīng)用的日趨成熟。46我國(guó)兩彈一星與載人航天系統(tǒng)工程實(shí)踐

我國(guó)比較系統(tǒng)地、有組織地研究和運(yùn)用系統(tǒng)工程始于1960年代，在兩彈一星和載人飛船有成功的探索。47我國(guó)兩彈一星與載人航天系統(tǒng)工程實(shí)踐載人飛船工程（7個(gè)系統(tǒng)）：航天員系統(tǒng)、飛船應(yīng)用系統(tǒng)、載人飛船系統(tǒng)、運(yùn)載火箭系統(tǒng)、發(fā)射場(chǎng)系統(tǒng)、測(cè)控通信系統(tǒng)、著陸場(chǎng)系統(tǒng)。如載人飛船系統(tǒng)（13個(gè)分系統(tǒng)）：結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)分系統(tǒng)、制導(dǎo)導(dǎo)航與控制分系統(tǒng)、熱控分系統(tǒng)、環(huán)境控制與生命保障分系統(tǒng)、推進(jìn)分系統(tǒng)、測(cè)控與通信分系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)、電源分系統(tǒng)、回收著陸分系統(tǒng)、儀表與照明分系統(tǒng)、應(yīng)急救生分系統(tǒng)、乘員分系統(tǒng)、有效載荷分系統(tǒng)。

48什么是系統(tǒng)科學(xué)方法？1.3系統(tǒng)科學(xué)體系定義：系統(tǒng)科學(xué)是一門從總體上研究（復(fù)雜）系統(tǒng)共同運(yùn)動(dòng)規(guī)律的學(xué)科。系統(tǒng)科學(xué)屬于基礎(chǔ)科學(xué)層次，主要討論系統(tǒng)的概念、特征、分類及演化規(guī)律，探討系統(tǒng)分析的方法和系統(tǒng)邏輯的具體應(yīng)用。重點(diǎn)是復(fù)雜系統(tǒng)演化規(guī)律的研究，難點(diǎn)是整體與局部關(guān)系的研究。491.3系統(tǒng)科學(xué)體系物性——描述研究對(duì)象的物質(zhì)特征；系統(tǒng)性——描述研究對(duì)象的整體特征，即整體性。系統(tǒng)往往與一修飾詞組成復(fù)合詞，如自然系統(tǒng)、物理系統(tǒng)、生物系統(tǒng)、軍事系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。（物性+系統(tǒng)性）傳統(tǒng)科學(xué)研究物性：數(shù)、理、化、天、地、生...

系統(tǒng)科學(xué)研究系統(tǒng)性：如整體與局部的關(guān)系結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系穩(wěn)定與演化的關(guān)系物性與系統(tǒng)性(個(gè)性與共性)501.3系統(tǒng)科學(xué)體系涌現(xiàn)的定義（斯文森，1989）：涌現(xiàn)是一組元素（或廣義粒子）在一個(gè)廣義的“流場(chǎng)”作用下，從一種雜亂無(wú)章的狀態(tài)向一種協(xié)調(diào)一致的狀態(tài)的自發(fā)轉(zhuǎn)變。從廣義上講，涌現(xiàn)包括了現(xiàn)實(shí)中所有新系統(tǒng)的出現(xiàn)、序的產(chǎn)生和層次復(fù)雜性的增加。整體與局部的關(guān)系：涌現(xiàn)性511.3系統(tǒng)科學(xué)體系涌現(xiàn)性的特點(diǎn)：（1）微觀不可預(yù)測(cè)性：即使對(duì)低層次元素有完備的知識(shí)，也不可能推斷出高層次的結(jié)構(gòu)。（2）新質(zhì)特性：涌現(xiàn)性對(duì)元素的性質(zhì)而言是全新的，處在一種更宏觀的層次上，是在微觀層次不存在的新質(zhì)。（3）不變性：涌現(xiàn)性相對(duì)于微觀層次的元素狀態(tài)而言，有一定的不變性，元素總是處于微漲落不斷變化的狀態(tài)中，但整體的特性相對(duì)不變。（4）宏觀約束性：系統(tǒng)的整體性約束元素的行為，即元素間的相互作用產(chǎn)生了宏觀層次上涌現(xiàn)的整體或約束，這種宏觀約束又反過(guò)來(lái)支配元素的行為。

整體與局部的關(guān)系：涌現(xiàn)性52貝塔朗菲的一般系統(tǒng)論1925年，提出生物學(xué)機(jī)體理論；1928年，發(fā)表《現(xiàn)代發(fā)展理論》；1932年，發(fā)表《理論生物學(xué)》；1937年，在芝加哥大學(xué)講課中口頭提出一般系統(tǒng)理論(GeneralSystemsTheory,GST)；1945年，《關(guān)于GST》在《德國(guó)哲學(xué)周刊》第18期發(fā)表；1954年，在美國(guó)創(chuàng)立“一般系統(tǒng)理論（GST）學(xué)會(huì)”；1968年，發(fā)表《GST：基礎(chǔ)、發(fā)展和應(yīng)用》；1972年，臨終前發(fā)表《GST的歷史與現(xiàn)狀》。1.3系統(tǒng)科學(xué)體系現(xiàn)代系統(tǒng)科學(xué)及其學(xué)派

53開(kāi)放系統(tǒng)理論學(xué)派

普里高津(I.Prigogine)和由他領(lǐng)導(dǎo)的布魯塞爾學(xué)派，從研究非平衡熱力學(xué)出發(fā)，建立了耗散結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)。普里高津強(qiáng)調(diào)“非平衡是有序的起源”，耗散結(jié)構(gòu)只能通過(guò)連續(xù)的物質(zhì)和能量流來(lái)維持開(kāi)放系統(tǒng)。

哈肯(H.Haken)用統(tǒng)計(jì)力學(xué)提供的從微觀過(guò)渡到宏觀的理論，研究了開(kāi)放系統(tǒng)從無(wú)序向有序轉(zhuǎn)變的自組織過(guò)程的一般規(guī)律和特征，哈肯建立了協(xié)同學(xué)。

1.3系統(tǒng)科學(xué)體系現(xiàn)代系統(tǒng)科學(xué)及其學(xué)派

5420世紀(jì)40年代以后出現(xiàn)的部分系統(tǒng)學(xué)科分支1944194519481948194919541957195719611962196219651969197019701972197219751977199019941998對(duì)策論一般系統(tǒng)論信息論控制論開(kāi)放系統(tǒng)理論工程控制論系統(tǒng)工程動(dòng)態(tài)規(guī)劃論一般系統(tǒng)的數(shù)學(xué)理論自組織系統(tǒng)原理自復(fù)制自動(dòng)機(jī)模糊集與系統(tǒng)耗散結(jié)構(gòu)理論超循環(huán)理論生命系統(tǒng)理論突變理論建模與仿真理論遺傳算法（GA）協(xié)同學(xué)綜合集成工程方法復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論（CAS）非標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)馮.諾依曼馮.貝塔朗菲C.E.香農(nóng)N.維納馮.貝塔朗菲錢學(xué)森H.H.哥德R.別爾曼M.D.曼薩諾維克W.R.阿什布R.羅森扎德L.普里高津艾根J.G.米勒湯姆P.齊格勒J(rèn).H.荷蘭德H.哈肯錢學(xué)森J.H.荷蘭德巴拉巴斯出現(xiàn)時(shí)間（年）分支學(xué)科名稱創(chuàng)始人

55錢學(xué)森提出的系統(tǒng)科學(xué)體系結(jié)構(gòu)（1981）：1.3系統(tǒng)科學(xué)體系直接改造客觀世界工程技術(shù)的理論基礎(chǔ)。技術(shù)科學(xué)的概括，即為認(rèn)識(shí)客觀世界的基本理論。56系統(tǒng)科學(xué)體系的三維結(jié)構(gòu)

571.4系統(tǒng)工程的應(yīng)用社會(huì)系統(tǒng)工程——研究對(duì)象是整個(gè)社會(huì)，這是一個(gè)開(kāi)放的復(fù)雜巨系統(tǒng)。目前正在探討一種從定性到定量，綜合運(yùn)用多種學(xué)科處理復(fù)雜巨系統(tǒng)的方法論。經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)工程——主要研究宏觀經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，如國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略、綜合發(fā)展規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)體系、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分析、資源合理配置、經(jīng)濟(jì)政策分析、綜合國(guó)力分析、世界經(jīng)濟(jì)模型等。環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)工程——主要研究大氣生態(tài)