第二講 系統(tǒng)工程基本概念

第二章系統(tǒng)工程的基本概念第一節(jié)系統(tǒng)工程的定義

由于系統(tǒng)工程是一門新興的交叉學科，尚處于發(fā)展階段，還不夠成熟，至今還沒有統(tǒng)一的定義?，F(xiàn)列舉國內(nèi)外知名學者對系統(tǒng)工程所作的解釋，為我們認識“系統(tǒng)工程”提供線索和參考。錢學森：“系統(tǒng)工程是組織管理系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設計、制造、試驗和使用的科學方法，是一種對所有系統(tǒng)都具有普遍意義的科學方法”；簡言之，“組織管理的技術——系統(tǒng)工程。”

美國：

H.切斯納（H.Chestnut）指出：“系統(tǒng)工程認為雖然每個系統(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系，但是每一個系統(tǒng)都是完整的整體，每一個系統(tǒng)都要求有一個或若干個目標。系統(tǒng)工程則按照各個目標進行權衡，求得最優(yōu)解（或滿意解），并使各組成部分能夠最大限度地相互適應?！比毡竟I(yè)標準的定義：系統(tǒng)工程是為了更好地達到系統(tǒng)目標而對系統(tǒng)的構成要素、組織機構、信息流動和控制機制等進行分析與設計的技術。

例如：

河南農(nóng)大新校區(qū)創(chuàng)建是一項系統(tǒng)工程構建“和諧社會”是一項系統(tǒng)工程階段年代（份）重大工程實踐或事件重要理論與方法貢獻I1930美國發(fā)展與研究廣播電視正式提出系統(tǒng)方法（Systemsapproach）的概念1940美國實施彩電開發(fā)計劃采用系統(tǒng)方法，并取得巨大成功美國Bell電話公司開發(fā)微波通訊系統(tǒng)正式使用系統(tǒng)工程（SystemsEngineering）一詞II第二次世界大戰(zhàn)期間英、美等國的反空襲等軍事行動產(chǎn)生軍事運籌學（MilitaryOperationsResearch）,也即軍事系統(tǒng)工程本世紀40年代美國研制原子彈的“曼哈頓計劃”運用SE，并推動了其發(fā)展1945美國空軍建立蘭德（RAND）公司曾經(jīng)提出系統(tǒng)分析（Systemsanalysis）概念，強調(diào)了其重要性第二節(jié)系統(tǒng)工程的產(chǎn)生與發(fā)展III40年代后期到50年代初期運籌學的廣泛運用與發(fā)展、控制論的創(chuàng)立與應用、電子計算機的出現(xiàn)，為SE奠定了重要的學科基礎IV1957H.Good和R.E.Machol發(fā)表第一部名為《系統(tǒng)工程》的著作系統(tǒng)工程學科形成的標志1958美國研制北極星導彈潛艇提出PERT（網(wǎng)絡優(yōu)化技術），這是最早的系統(tǒng)工程技術之一。1965R.E.Machol編著《系統(tǒng)工程手冊》表明系統(tǒng)工程的實用化和規(guī)范化美國自動控制學家L.A.Zedeh提出“模糊集合”概念為現(xiàn)代SE奠定了重要的數(shù)學基礎1961-1972美國實施“阿波羅”登月計劃使用了多種SE方法，其成功極大地提高了SE的地位第二節(jié)系統(tǒng)工程的產(chǎn)生與發(fā)展V1972國際應用系統(tǒng)分析研究所（IIASA）在維也納成立SE的應用開始從工程領域進入到社會經(jīng)濟領域，并發(fā)展到了一個重要的新階段。70年代SE的廣泛應用在國際上達到高潮VI80年代SE在國際上穩(wěn)定發(fā)展、在中國的研究與應用達到高潮第二節(jié)系統(tǒng)工程的產(chǎn)生與發(fā)展

我國大規(guī)模地研究與應用SE是從70年代末、80年代初開始的。90年代以來，系統(tǒng)工程在與企業(yè)發(fā)展結(jié)合、與現(xiàn)代信息技術結(jié)合、與實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略結(jié)合、與思維科學結(jié)合等方面已具有初步結(jié)果和強勁勢頭。

上世紀50至60年代，我國的一些研究機構和著名學者為SE的研究與應用作了理論上的探討、應用上的償試和技術方法上的準備。其主要標志和集中代表是錢學森的《工程控制論》、華羅庚的《統(tǒng)籌法》和許國志的《運籌學》。

系統(tǒng)工程在我國的發(fā)展及應用第三節(jié)系統(tǒng)工程

的主要特點1.“一個系統(tǒng)，兩個最優(yōu)”

“一個系統(tǒng)”：以系統(tǒng)為研究對象，綜合全面地考慮問題；“兩個最優(yōu)”：研究系統(tǒng)的目標是總體效果最優(yōu)，實現(xiàn)這些目標的具體的方法或途徑也要求達到最優(yōu)。

2.

以“軟”為主，軟硬結(jié)合：

以對事理策劃為主。是以軟技術為主的工程技術。3.跨學科多、綜合性強

一是用到的知識是綜合性的，系統(tǒng)工程的研究要用到自然科學、數(shù)學科學、社會科學、系統(tǒng)科學等各方面的知識；二是開展系統(tǒng)工程項目要有各方面的專家參加，協(xié)同作戰(zhàn)。

系統(tǒng)工程

的主要特點4.從定性到定量的綜合集成研究。5.以宏觀研究為主，兼顧微觀研究。6.實踐性與咨詢性實踐性：針對實際問題。

咨詢性：主要為領導提供方案，不進行決策。綜合性強的說明

1阿波羅計劃阿波羅計劃是美國國家航空和航天局在上世紀六七十年代完成的登月計劃。阿波羅計劃采用月球軌道交會法，用強大的土星五型運載火箭把５０噸重的航天器送入月球軌道。航天器本身裝有較小的火箭發(fā)動機，當它接近月球時，能使航天器減速進入繞月軌道。而且，航天器的一部分——裝有火箭發(fā)動機的登月艙能脫離航天器，載著宇航員登上月球，并返回繞月軌道與阿波羅航天器結(jié)合。阿波羅計劃的總指揮韋伯說：阿波羅計劃中沒有一項新發(fā)明的自然科學理論和技術，全部工作都是現(xiàn)成技術的運用，關鍵在于綜合。

其實，綜合本身就是一項發(fā)明創(chuàng)造。

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1阿波羅計劃阿波羅計劃是美國國家航空和航天局在上世紀六七十年代完成的登月計劃。阿波羅計劃采用月球軌道交會法，用強大的土星五型運載火箭把５０噸重的航天器送入月球軌道。航天器本身裝有較小的火箭發(fā)動機，當它接近月球時，能使航天器減速進入繞月軌道。而且，航天器的一部分——裝有火箭發(fā)動機的登月艙能脫離航天器，載著宇航員登上月球，并返回繞月軌道與阿波羅航天器結(jié)合。阿波羅計劃的總指揮韋伯說：阿波羅計劃中沒有一項新發(fā)明的自然科學理論和技術，全部工作都是現(xiàn)成技術的運用，關鍵在于綜合。

其實，綜合本身就是一項發(fā)明創(chuàng)造。

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美國陸軍部于1942年6月開始實施的利用核裂變反應來研制原子彈的計劃。又稱曼哈頓計劃。為了先于納粹德國制造出原子彈，該工程集中了當時西方國家(除納粹德國外)最優(yōu)秀的核科學家，動員了10萬多人參加這一工程，但是擔任這項工程的技術總指揮的并不是第一流的物理學家愛因斯坦等人，而是年僅38歲的加州理工大學教授歐本海默。他并非物理學的權威，但是他知識淵博，而且善于組織領導。他學習過文科、地質(zhì)、建筑、化學、物理、外語，廣博的知識使他具有敏銳的綜合思維能力，能抓住問題的關鍵，能和各方面的專家談得攏。事實證明，他是一名出色的人選。在他領導下，3年左右的時間就制造出了兩顆原子彈。整個工程取得圓滿成功。在工程執(zhí)行過程中，海默應用了系統(tǒng)工程的思路和方法，大大縮短了工程所耗時間。這一工程的成功促進了第二次世界大戰(zhàn)后系統(tǒng)工程的發(fā)展。/documentary/military/201203/f8ae41f4-c759-4d13-b616-2c4a3cd396e2.shtml/documentary/military/201203/26d6f47a-8f38-41f6-a41c-a364df6dcbb3.shtml2.曼哈頓計劃一、系統(tǒng)工程的研究對象

從實體研究對象看，系統(tǒng)工程學是關于系統(tǒng)工程實踐的一般規(guī)律和技術方法的知識體系。從本質(zhì)研究對象看，系統(tǒng)工程學是關于系統(tǒng)工程實踐中目標需求與資源供給的矛盾關系的一般規(guī)律及其問題解決方法的知識體系。

第四節(jié)系統(tǒng)工程在現(xiàn)代科學技術體系中的地位第四節(jié)系統(tǒng)工程在現(xiàn)代科學技術體系中的地位1、運籌學（規(guī)劃論、對策論、庫存論、決策論、排隊論、可靠性理論、網(wǎng)絡理論）2、概率論與數(shù)理統(tǒng)計3、數(shù)量經(jīng)濟學4、技術經(jīng)濟學（同時研究技術、經(jīng)濟兩個方面的交叉學科）5、管理科學二、系統(tǒng)工程的技術內(nèi)容三、系統(tǒng)工程在科技知識體系中的位置哲學基礎科學基礎科學技術科學基礎科學工程技術辨證法系統(tǒng)學基礎科學運籌學、信息論、控制論基礎科學系統(tǒng)工程第四節(jié)系統(tǒng)工程在現(xiàn)代科學技術體系中的地位四、系統(tǒng)工程與傳統(tǒng)工程技術的比較傳統(tǒng)的工程系統(tǒng)工程概念“硬件”的工程,生產(chǎn)有形的產(chǎn)品的技術過程“軟件”的工程,規(guī)劃,計劃,方案,程序等活動過程對象特定領域的具體的有形的對象普遍聯(lián)系,相互影響,規(guī)模和層次都極其復雜的綜合系統(tǒng)任務解決具體技術問題解決系統(tǒng)的全盤統(tǒng)籌問題方法目標法,原型法等按照系統(tǒng)科學的思想，運用信息論、控制論、運籌學等理論與方法，以電子計算機及其網(wǎng)絡為工具，對于系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設計、制造、試驗和使用進行組織和管理的工程技術人員素質(zhì)專業(yè)工程技術人員“T”型人才第四節(jié)系統(tǒng)工程在現(xiàn)代科學技術體系中的地位孫子兵法四川的都江堰中國的計劃生育第四節(jié)系統(tǒng)工程在現(xiàn)代科學技術體系中的地位社會系統(tǒng)工程經(jīng)濟系統(tǒng)工程區(qū)域規(guī)劃系統(tǒng)工程