運籌學的內容

運籌學的內容第一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三1.1系統(tǒng)的基本概念1.1.1系統(tǒng)的定義系統(tǒng)（System）一詞來源于希臘文systema。由詞冠“sys-”和動詞詞干“tema”構成的復合詞。共同地使定位原意是指事物中的共性部分和每一事物應占據(jù)的位置。也就是由部分組成整體的意思。第二頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三1.1系統(tǒng)的基本概念1.1.1系統(tǒng)的定義（1）古今系統(tǒng)思想概述

系統(tǒng)思想（SystemThought）就其最基本的涵義來說，是關于事物的整體性觀念、相互聯(lián)系的觀念、演化發(fā)展的概念。系統(tǒng)概念來源于人類長期的社會實踐。人類自有生產活動以來，無不在同自然系統(tǒng)打交道。第三頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三1.1系統(tǒng)的基本概念1.1.1系統(tǒng)的定義（1）古今系統(tǒng)思想概述

德謨克利特（Democritus）的“宇宙大系統(tǒng)”

德謨克利特（約前460年～前370年）出生于色斯雷的海濱城市阿布德拉。德謨克利特研究過天文、地質、數(shù)學、物理、生物等許多學科，提出了圓錐體、棱錐體、球體等體積的計算方法。他對邏輯學的發(fā)展也作出了重要的貢獻。德謨克利特的著作涉及自然哲學、邏輯學、認識論、論理學、心理學、政治、法律、天文、地理、生物和醫(yī)學等許多方面，據(jù)說一共有52種之多，遺憾的是到今天大多數(shù)都散失或只剩下零散的殘篇了。馬克思和恩格斯因此贊美他是古希臘人中“第一個百科全書式的學者”。第四頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三1.1系統(tǒng)的基本概念1.1.1系統(tǒng)的定義（1）古今系統(tǒng)思想概述

德謨克利特在自然科學上最重要的貢獻，是他繼承和發(fā)展了生活于公元前500年前后的留基伯的原子論，為現(xiàn)代原子科學的發(fā)展奠定了基石。曾論述了“宇宙大系統(tǒng)”，他認為世界是由原子和真空所組成，原子組成萬物，形成不同的系統(tǒng)和有層次的世界。第五頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三1.1系統(tǒng)的基本概念1.1.1系統(tǒng)的定義（1）古今系統(tǒng)思想概述

亞里士多德（Aristotle）的樸素系統(tǒng)觀亞里士多德(約前384-前322)是世界古代史上最偉大的哲學家、科學家和教育家。他創(chuàng)立了形式邏輯學，豐富和發(fā)展了哲學的各個分支學科，對科學作出了巨大的貢獻。提出關于整體性、目的性、組織性的觀點，以及關于事物相互關系的思想（古代樸素的系統(tǒng)觀念）

第六頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三1.1系統(tǒng)的基本概念1.1.1系統(tǒng)的定義（1）古今系統(tǒng)思想概述

李冰的都江堰水利工程戰(zhàn)國初期秦國李冰設計修造了偉大的都江堰，包括“魚嘴”岷江分水工程、“飛沙堰”分洪排沙工程、“寶瓶口”引水工程三大主體工程和120個渠堰工程，工程之間的聯(lián)系處理的恰到好處，形成一個協(xié)調運轉的工程總體。科學地解決了江水自動分流、自動排沙、控制進水流量等問題，消除了水患，使川西平原成為“水旱從人”的“天府之國”。我國歷史上曾修建過許多水利工程，其中有名的就有芍(shuo)陂(bei)、漳水渠、鄭國渠等，但大部分都先后報廢，唯獨李冰修建的都江堰經久不衰，兩千多年來一直發(fā)揮著防洪、灌溉、航運等多種功效，成為我國歷史上的一項奇跡。

第七頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三1.1系統(tǒng)的基本概念1.1.1系統(tǒng)的定義（1）古今系統(tǒng)思想概述

賈思勰（xie）的“齊民要術”著名學者賈思勰（xie）（南北朝北魏人，今山東壽平人）在其名著“齊民要術”一書中，敘述了氣候因素與農業(yè)發(fā)展的關系，對農業(yè)與種子、地形、耕種、土壤、水分、肥料、季節(jié)、氣候諸因素的相互關系，都有辨證的敘述，并提出了如何根據(jù)天時、地利和生產條件合理地安排農事活動。第八頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三1.1系統(tǒng)的基本概念1.1.1系統(tǒng)的定義（2）系統(tǒng)的各種定義在韋氏大辭典（Webster大辭典）中，系統(tǒng)一詞被解釋為:有組織的和被組織化了的整體；結合著的整體所形成的各種概念和原理的綜合；由有規(guī)則的相互作用、相互依賴的諸要素形成的集合等等。一般系統(tǒng)論的創(chuàng)始人貝塔朗菲把系統(tǒng)定義為：相互作用的諸要素的綜合體。在日本的JIS工業(yè)標準中,系統(tǒng)被定義為：許多組成要素保持有機的秩序向同一目標行動的體系。第九頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三1.1系統(tǒng)的基本概念1.1.1系統(tǒng)的定義（2）系統(tǒng)的各種定義錢學森語：

系統(tǒng)是由相互作用、相互依賴的若干組成部分結合成的具有特定功能的有機體，而且這個系統(tǒng)本身又是它所從屬的一個更大系統(tǒng)的組成部分。第十頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三系統(tǒng)的定義（概括）系統(tǒng)是由相互作用和相互依賴的若干組成部分結合的具有特定功能的有機整體。分析系統(tǒng)的定義，它包含三層意義：第一，系統(tǒng)是由若干元素組成的。第二，這些元素相互作用、相互依賴。第三，由于元素間的相互作用，使系統(tǒng)作為一個整體具有特定的功能。1.1系統(tǒng)的基本概念1.1.1系統(tǒng)的定義（概括）第十一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三1.3系統(tǒng)的分類（1）自然系統(tǒng)與人工系統(tǒng)

（2）實體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)

（3）開放系統(tǒng)與封閉系統(tǒng)

（4）靜態(tài)系統(tǒng)與動態(tài)系統(tǒng)（5）可控系統(tǒng)和不可控系統(tǒng)

1.1系統(tǒng)的基本概念1.1.2系統(tǒng)的分類第十二頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三1.3系統(tǒng)的分類（1）自然系統(tǒng)與人工系統(tǒng)

（2）實體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)

（3）開放系統(tǒng)與封閉系統(tǒng)

（4）靜態(tài)系統(tǒng)與動態(tài)系統(tǒng)（5）可控系統(tǒng)和不可控系統(tǒng)

原始的系統(tǒng)都是自然系統(tǒng)，如：天體、海洋、生態(tài)系統(tǒng)等；人工系統(tǒng)都存在于自然系統(tǒng)之中，如：人造衛(wèi)星、海運船只、機械設備、生產管理、物流系統(tǒng)等等。1.1系統(tǒng)的基本概念1.1.2系統(tǒng)的分類第十三頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三1.3系統(tǒng)的分類（1）自然系統(tǒng)與人工系統(tǒng)

（2）實體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)

（3）開放系統(tǒng)與封閉系統(tǒng)

（4）靜態(tài)系統(tǒng)與動態(tài)系統(tǒng)（5）可控系統(tǒng)和不可控系統(tǒng)

實體系統(tǒng)是指以礦物、生物、機械、能量和人等實體為構成要素所組成的系統(tǒng)，如：機械系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)等；概念系統(tǒng)是指以概念、原理、原則、方法、制度、程序等非物質實體為構成要素所組成的系統(tǒng)，如：管理系統(tǒng)、教育系統(tǒng)、國民經濟系統(tǒng)等。

1.1系統(tǒng)的基本概念1.1.2系統(tǒng)的分類第十四頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三1.3系統(tǒng)的分類（1）自然系統(tǒng)與人工系統(tǒng)

（2）實體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)

（3）開放系統(tǒng)與封閉系統(tǒng)

（4）靜態(tài)系統(tǒng)與動態(tài)系統(tǒng)（5）可控系統(tǒng)和不可控系統(tǒng)

開放系統(tǒng)是指與外部環(huán)境有物質、能量和信息交換的系統(tǒng)，如：教育系統(tǒng)、企業(yè)系統(tǒng)等；封閉系統(tǒng)是指與外部環(huán)境無關的系統(tǒng)，實際上，沒有絕對的封閉系統(tǒng)，只是有時把與環(huán)境聯(lián)系較少，相對獨立的系統(tǒng)看作封閉系統(tǒng)。

1.1系統(tǒng)的基本概念1.1.2系統(tǒng)的分類第十五頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三1.3系統(tǒng)的分類（1）自然系統(tǒng)與人工系統(tǒng)

（2）實體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)

（3）開放系統(tǒng)與封閉系統(tǒng)

（4）靜態(tài)系統(tǒng)與動態(tài)系統(tǒng)（5）可控系統(tǒng)和不可控系統(tǒng)

靜態(tài)系統(tǒng)是指決定系統(tǒng)特性的因素不隨時間推移而變化的系統(tǒng)，沒有絕對的靜態(tài)系統(tǒng)；動態(tài)系統(tǒng)是指這些因素隨時間的推移而變化的系統(tǒng)，如：人體系統(tǒng)、企業(yè)系統(tǒng)等。

1.1系統(tǒng)的基本概念1.1.2系統(tǒng)的分類第十六頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三1.3系統(tǒng)的分類（1）自然系統(tǒng)與人工系統(tǒng)

（2）實體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)

（3）開放系統(tǒng)與封閉系統(tǒng)

（4）靜態(tài)系統(tǒng)與動態(tài)系統(tǒng)（5）可控系統(tǒng)和不可控系統(tǒng)

凡是人能夠改變其狀態(tài)的系統(tǒng)稱為可控系統(tǒng)，反之稱為不可控系統(tǒng)。人工系統(tǒng)是可控的，大多數(shù)自然系統(tǒng)是不可控的。1.1系統(tǒng)的基本概念1.1.2系統(tǒng)的分類第十七頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三1.4系統(tǒng)的特征（1）整體性（2）相關性（3）目的性（4）有序性（5）動態(tài)性（6）適應性即系統(tǒng)整體不等于各組成元素之和，即非加和原則，有兩種情況：①整體小于各組成元素之和，即1+1<2

②整體大于各組成元素之和，即1+1>2（也叫整體的涌現(xiàn)性）系統(tǒng)中相互關聯(lián)的部分或部件形成“部件集”，“集”中各部分的特性和行為相互制約和相互影響，這種相關性確定了系統(tǒng)的性質和形態(tài)。人工系統(tǒng)和復合系統(tǒng)都具有一定的目的性，要達到既定的目的，系統(tǒng)必須具有一定的功能。沒有目的的系統(tǒng)不屬于系統(tǒng)工程研究的對象。由于系統(tǒng)的結構、功能和層次的動態(tài)演變有某種方向性，因而使系統(tǒng)具有有序性的特點。系統(tǒng)的有序性可以表述為：系統(tǒng)是由較低級的子系統(tǒng)組成，而該系統(tǒng)自己又是更大系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)。系統(tǒng)的有序性揭示了系統(tǒng)與系統(tǒng)之間存在著包含、隸屬、支配、權威、服從的關系，統(tǒng)稱為傳遞關系。如：開放系統(tǒng)和外界環(huán)境有物質、能量和信息的交換，系統(tǒng)內部結構也可以隨時間變化。一般來說，系統(tǒng)的發(fā)展是一個有方向性的動態(tài)過程。任何系統(tǒng)都存在于物質環(huán)境（更大的系統(tǒng)）之中，它必然要與外界環(huán)境產生產生物質、能量和信息的交換，外界環(huán)境的變化也必然會引起系統(tǒng)內部各要素之間的變化。因此為了保持和恢復系統(tǒng)原有特性，系統(tǒng)必須具有對環(huán)境的適應能力，就象元素必須適應環(huán)境一樣，因為：系統(tǒng)+環(huán)境=更大的系統(tǒng)。1.1系統(tǒng)的基本概念1.1.3系統(tǒng)的特征第十八頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期三1.1系統(tǒng)的基本概念1.1.4系統(tǒng)的結構與功能（1）系統(tǒng)的結構從一般意義上講，系統(tǒng)的結構可以用以下式子表示：S={Ω，R}式中S

——代表系統(tǒng)；

Ω

——代表元素的集合；

R

——代表元素之間的各種關系的集合。

第十九頁，共二十二頁，編輯于2023年，