《系統(tǒng)工程》教案全套 模塊1-7 系統(tǒng)工程概述- 系統(tǒng)決策

系統(tǒng)工程教案課程信息課程名稱系統(tǒng)工程授課專業(yè)交通運輸類課程類型必修課公共課（）；專業(yè)基礎課（）；專業(yè)課（√）；選修課限選課（）；任選課（）；專業(yè)拓展課（）授課方式講授（√）；實踐課（√）；其它（）考核方式考試（）；考查（√）課程教學總學時數(shù)32學時學分數(shù)2學分教材名稱系統(tǒng)工程作者謝家貴、馬悅出版社西安電子科技大學出版社書號978-7-5606-6788-1出版時間2023.3（2023.4重?。┌嗉壵n程名稱系統(tǒng)工程授課教師授課課時4學習課題系統(tǒng)工程概述教學基本要求（1）了解系統(tǒng)的產生與發(fā)展；（2）理解系統(tǒng)的含義、特征以及分類；（3）理解系統(tǒng)要素及其作用關系；（4）理解系統(tǒng)工程的含義、基礎理論；（5）了解系統(tǒng)工程的核心內容；（6）掌握霍爾三維結構方法論。教學重點、難點（1）系統(tǒng)的含義、特征；（2）系統(tǒng)工程的含義；（3）系統(tǒng)工程的基礎理論；（4）霍爾三維結構方法論。教學方法、手段案例導入法、講授法、小組討論法教學過程設計導入——專題講解——問題分析討論——練習——歸納總結參考案例來自教材、相關參考書教具、教材教學課件PPT、教學錄像片

教師學期授課教案授課提綱及重難點分析教學方法設計時間分配及旁注1.案例引入約10min任務一系統(tǒng)的認識一、系統(tǒng)科學的產生與發(fā)展作為人類知識總體系的一部分，系統(tǒng)工程直接用于改造客觀世界的實踐活動，用于解決實際問題。國內外系統(tǒng)工程的思想方法和實際應用源遠流長，最早可以追溯到遠古時代，在我國系統(tǒng)工程發(fā)展的歷史長河中更是形成了萬里長城和都江堰等一系列偉大成就。近代以來，隨著工業(yè)、國防和科學技術的發(fā)展，各類復雜的大系統(tǒng)以及巨系統(tǒng)不斷增多，系統(tǒng)工程這門綜合性交叉學科更是得到了全面、迅速的發(fā)展。系統(tǒng)工程是一門方法性學科，主要研究如何建立系統(tǒng)、進行系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設計，以及為了實現(xiàn)系統(tǒng)的目的和功能所必需的各種思想、技術方法和理論。隨著近代工業(yè)、國防和科學技術的迅速發(fā)展，出現(xiàn)了許多規(guī)模龐大、構造復雜、影響因素眾多的大系統(tǒng)（如鋼鐵、石油、化工、機械制造等生產系統(tǒng)，電力系統(tǒng)，交通運輸系統(tǒng)，通信情報系統(tǒng)和軍事指揮系統(tǒng)等），這些大系統(tǒng)往往是多級分層決策的多輸入多輸出系統(tǒng)，系統(tǒng)輸入的信息絕大多數(shù)是隨機的，并且這些系統(tǒng)往往需要同時具有控制功能和管理功能，即這些系統(tǒng)是能夠完成多種功能的人機系統(tǒng)、社會經濟系統(tǒng)和環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)等。因此，系統(tǒng)工程作為一門綜合性的交叉學科，在國內外都有了較大發(fā)展。系統(tǒng)的含義系統(tǒng)（system）一詞源于拉丁文,表示群體、集合等。本書中引用錢學森對系統(tǒng)的定義：系統(tǒng)是由相互作用而又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。該定義指出了系統(tǒng)的三個基本屬性,它們是不同系統(tǒng)的共同屬性。第一,系統(tǒng)是由兩個以上要素組成的整體。要素是構成系統(tǒng)的最基本部分,沒有要素就無法構成系統(tǒng),單個要素也無法構成系統(tǒng)。第二,系統(tǒng)的諸要素之間、要素與整體之間以及整體與環(huán)境之間存在著一定的有機聯(lián)系。若系統(tǒng)的諸要素之間沒有任何聯(lián)系和作用,則不能稱其為系統(tǒng)。第三,系統(tǒng)要素之間的聯(lián)系與相互作用,使系統(tǒng)作為一個整體具有特定的功能或效能,這是各要素個體所不具備的功能。（一)邊界邊界是指人們在認識事物時對所要認識問題劃出的一個范圍。為了對問題進行有效的思考和控制，人們通常要將問題從無限的聯(lián)系中割離出來，形成一個與人類能力相匹配的范圍。邊界是在思考問題時產生的，對于不同的思考者來說，同一問題可能呈現(xiàn)不同的邊界。（二)串聯(lián)串聯(lián)是指人們在同一時間只能考慮一個方面的問題。這一特征體現(xiàn)了人類思維的局限性，思想的串聯(lián)給我們思考整體與聯(lián)系帶來了很大困難，但更強調了聯(lián)系與整體觀念的必要性。（三)整合整合也稱集成或綜合，是指將在不同時間思考的問題聯(lián)系起來進行考慮。這是人腦具備的基本功能之一。例如，通過將某零件的三個平面視圖聯(lián)系起來，可以整合得出該零件的立體圖形。系統(tǒng)思維的訓練實際上就是要強化整合能力。三、系統(tǒng)的特征系統(tǒng)的特征主要是指系統(tǒng)在一般意義上的本質特性。介紹系統(tǒng)的本質特性有助于讀者進一步理解系統(tǒng)的概念。一般系統(tǒng)所具有的特征主要表現(xiàn)為系統(tǒng)的集合性、整體性、相關性、層次性、目的性和環(huán)境適應性等六個方面。（一)集合性將具有某種屬性的一些對象看作一個整體，就形成了一個集合。集合里的各個對象稱為集合的要素。系統(tǒng)的集合性表明，系統(tǒng)是由兩個或兩個以上可以互相區(qū)別的要素所組成的。（二)整體性系統(tǒng)的整體性可以直觀地理解為系統(tǒng)是一個整體的對外聯(lián)系的單元，系統(tǒng)內部的各組成要素只有在整體中才具有意義。（三)相關性相關性是指組成系統(tǒng)的各要素之間是相互聯(lián)系、相互作用的。它用來說明這些要素之間的特定關系。如果各基本要素只是彼此孤立地堆積在一起，相互之間沒有任何聯(lián)系或相互作用，則構不成系統(tǒng)。（四)層次性物質運動總是以特殊的時空來表現(xiàn)的，而時空是有層次的。系統(tǒng)作為一個相互作用的諸要素的總體，可以分解為一系列子系統(tǒng)，子系統(tǒng)還可進一步分解為更低一級的子系統(tǒng)，并存在一定的層次結構，這是系統(tǒng)時空結構的特定形式。（五)目的性通常系統(tǒng)都具有某種目的。要達到某種既定的目的，系統(tǒng)就必須具有一定的功能。系統(tǒng)的目的和功能正是一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)區(qū)別的標志。系統(tǒng)的目的性在行為層次上指一定范圍內的輸入可能產生相同的輸出，如穩(wěn)壓器。（六)環(huán)境適應性任何一個系統(tǒng)都存在于一定的外部環(huán)境之中。系統(tǒng)是作為一個整體與外部環(huán)境發(fā)生聯(lián)系和作用的。在這個聯(lián)系和作用的過程中，系統(tǒng)必然要與外界環(huán)境產生物質的、能量的和信息的交換。四、系統(tǒng)的分類由系統(tǒng)的概念可知，系統(tǒng)是非常普遍的，不同的系統(tǒng)可以不同的形態(tài)存在。根據(jù)系統(tǒng)形成的原因、系統(tǒng)的存在方式等，可以對系統(tǒng)進行多種分類。下面介紹幾種常見的系統(tǒng)分類。（一)自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)按照系統(tǒng)形成的原因，系統(tǒng)可分為自然系統(tǒng)和人造系統(tǒng)。自然系統(tǒng)是由自然過程產生的系統(tǒng)。這類系統(tǒng)是以自然物為要素所形成的系統(tǒng)，如海洋系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)、太陽系等。人造系統(tǒng)則是人們將有關元素按其屬性和相互關系組合而成的系統(tǒng)，或者說是對自然要素加以人工利用所形成的系統(tǒng)。例如，人類通過對自然物質進行加工和利用，構造出各種工程系統(tǒng)、運輸系統(tǒng)等。區(qū)分自然系統(tǒng)和人造系統(tǒng)有助于提示人們在認識不同系統(tǒng)時應該有不同的切入點。人造系統(tǒng)主要是為了實現(xiàn)某種特定功能而創(chuàng)造的系統(tǒng)，因此它是功能需求的產物，而自然系統(tǒng)并不是人類功能需求的產物。（二)實體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)按照系統(tǒng)的存在方式，系統(tǒng)可分為實體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)。凡是以礦物、生物、機械等有物理意義的實體為構成要素的系統(tǒng)稱為實體系統(tǒng)。凡是由概念、原理、方法、制度、程序等不具備物理屬性的非實體物質所構成的系統(tǒng)稱為概念系統(tǒng)。例如，太陽系是一個實體系統(tǒng)，而人們對太陽系的描述則是一個概念系統(tǒng)，管理系統(tǒng)、社會系統(tǒng)也屬于概念系統(tǒng)。在實際生活中，實體系統(tǒng)和概念系統(tǒng)在多數(shù)情況下是結合在一起的。實體系統(tǒng)是概念系統(tǒng)的物質基礎，而概念有時需要以實體為載體反映出來，概念系統(tǒng)往往是實體系統(tǒng)的抽象和簡化。人造系統(tǒng)中一般先有概念系統(tǒng)，再有實體系統(tǒng)。（三)動態(tài)系統(tǒng)和靜態(tài)系統(tǒng)按系統(tǒng)的形態(tài)是否隨時間而變化，系統(tǒng)可分為動態(tài)系統(tǒng)和靜態(tài)系統(tǒng)。隨時間而變化的系統(tǒng)是動態(tài)系統(tǒng)；系統(tǒng)行為、狀態(tài)與時間無關的是靜態(tài)系統(tǒng)，即處于穩(wěn)定狀態(tài)的系統(tǒng)。例如，江河上的一座橋梁可以看作一個靜態(tài)系統(tǒng)，其構成要素及其關聯(lián)不隨時間而變化。但是，從嚴格意義上來說，實體系統(tǒng)中是不存在靜態(tài)系統(tǒng)的，因為任何系統(tǒng)都有其壽命周期。（四)封汛系統(tǒng)和開放系統(tǒng)按系統(tǒng)是否與外界環(huán)境有物質、能量或信息的交換，系統(tǒng)可分為封閉系統(tǒng)和開放系統(tǒng)。封閉系統(tǒng)是指與外界環(huán)境不發(fā)生任何形式交換的系統(tǒng)。它既不向外界環(huán)境輸出，也不從外界環(huán)境輸入。開放系統(tǒng)是指與環(huán)境有相互關聯(lián)，能從外界環(huán)境得到輸入，并向外界環(huán)境產生輸出的系統(tǒng)。一個系統(tǒng)如果不是開放系統(tǒng)，就是封閉系統(tǒng)，二者必居其一。大部分人造系統(tǒng)屬于開放系統(tǒng)，如社會系統(tǒng)、經濟系統(tǒng)。研究開放系統(tǒng)的意義在于可以通過系統(tǒng)與環(huán)境的關系來研究系統(tǒng)的結構及演變特征。五、系統(tǒng)要素及其作用關系（一)系統(tǒng)要素的描述系統(tǒng)要素是構成系統(tǒng)的具有一定獨立性的組成單元，進行系統(tǒng)結構分析時，可給予每個要素一個特定的名稱或代號。由于系統(tǒng)是有層次的，因此系統(tǒng)結構也具有層次性，這種層次性體現(xiàn)為系統(tǒng)要素的時空聯(lián)系方式。（二)要素之間的關聯(lián)及描述要素之間的關聯(lián)是指要素之間的相互聯(lián)系或作用。按照不同的分類標準，關聯(lián)可劃分為不同的類型。例如，按照要素之間關系明確與否，關聯(lián)可劃分為下面三種：（1）確定性關聯(lián)。確定性關聯(lián)中，要素之間的關聯(lián)是受確定的規(guī)律支配的。（2）不確定性關聯(lián)。不確定性關聯(lián)中，要素之間是隨機，如統(tǒng)計學中所揭示的關聯(lián)大多屬于這一類。（3）確定性關聯(lián)與不確定性關聯(lián)的混合。對要素之間的關聯(lián)進行描述，本質上就是建立模型。而每一種描述關聯(lián)的方法都多少存在著局限性。一般而言，我們按照因果關系、過程順序或職能結構的方式對關聯(lián)進行簡單描述。因果描述就是根據(jù)人們對因果的思考結果畫出要素之間的關聯(lián)。（三)系統(tǒng)要素的作用關系描述要素之間的關系時，通常以要素某種狀態(tài)變化對其他要素狀態(tài)變化的影響作為基本出發(fā)點，先分析由兩個要素構成的最簡單的系統(tǒng)。例如，某系統(tǒng)由S1和S2兩個要素構成，兩要素間的作用關系有三種類型。（四)系統(tǒng)要素的沖突與集成根據(jù)系統(tǒng)的定義，組成系統(tǒng)的各要素之間存在著有機聯(lián)系，這種聯(lián)系實際上就是要素之間沖突與協(xié)同的綜合表現(xiàn)。協(xié)同是以沖突為前提的，沖突推動著系統(tǒng)向協(xié)同、集成的方向發(fā)展。系統(tǒng)中不同的要素具有各自的目標，這些不同要素的目標之間可能存在相互矛盾、相互沖突的地方。比如，物流系統(tǒng)中運輸要素與倉儲要素的目標就存在沖突，要想少批次、多批量地運輸以降低運輸成本，必定會導致庫存增加，從而使得倉儲成本增加，如果想要分別降低運輸成本和倉儲成本，這顯然是沖突的。認識系統(tǒng)內部要素目標之間的沖突現(xiàn)象，有助于尋找要素間協(xié)調的方法，以便使系統(tǒng)的總體目標最優(yōu)化。約60min任務二系統(tǒng)工程的認識一、系統(tǒng)工程的含義系統(tǒng)工程（SystemEngineering）是以研究大型復雜的人造系統(tǒng)和復合系統(tǒng)為對象的一門交叉科學，對數(shù)學要求高，離不開計算機。系統(tǒng)工程既是一個技術過程，又是一個管理過程，它的定義有很多種，錢學森教授說它是一種科學方法，美國學者說它是一門科學，還有人說它是一門特殊工程學，但大多數(shù)科學家認為它是一種管理技術。系統(tǒng)工程的特點主要體現(xiàn)在以下5個方面:（1）研究對象是工程系統(tǒng)；（2）研究目標是讓系統(tǒng)達到最優(yōu)；（3）系統(tǒng)工程學是工業(yè)工程學的發(fā)展，應用廣泛，而工業(yè)工程學只適用于中小規(guī)模；（4）是橫跨許多技術的交叉科學；（5）對數(shù)學要求高，離不開計算機。系統(tǒng)工程解決系統(tǒng)問題的總體思路如下:（1）確定一個或多個目標；（2）確定達到目標需要的資源與條件；（3）確定可達到目標的備選方案；（4）對各個方案在達到目標與所需資源、條件等方面進行綜合分析與評估；（5）根據(jù)一定的標準，判別各個方案優(yōu)劣的次序；（6）選擇最終實施的方案。（一)典型定義從學科發(fā)展和學術研究的角度看，系統(tǒng)工程是一門新興的交叉學科，尚處于發(fā)展階段，至今還沒有統(tǒng)一的定義。國內外許多知名學者對系統(tǒng)工程進行了定義和內涵解釋，下面列舉幾個有代表性的解釋，以幫助我們更好地認識和理解系統(tǒng)工程。系統(tǒng)分析是以系統(tǒng)思想為基礎的，其內容龐大，尤其是復雜的大系統(tǒng)通常會受到社會、經濟和技術因素的影響，對這類系統(tǒng)進行系統(tǒng)分析時往往夾雜著決策者個人的價值觀和主觀判斷，因此，從方法論的角度看，系統(tǒng)分析不僅需要計算，還需要依賴直觀和經驗進行判斷?？梢哉f，系統(tǒng)分析的方法既有科學性，又具有某種藝術性。綜上所述，系統(tǒng)工程是以研究大型復雜的人造系統(tǒng)和復合系統(tǒng)為對象的一門交叉科學，它既是一個技術過程，又是一個管理過程。它把自然科學和社會科學中的某些思想、理論、方法、策略和手段根據(jù)總體協(xié)調的需要有機地聯(lián)系起來，應用定量分析和定性分析相結合的方法以及計算機等技術工具，對系統(tǒng)的構成要素、組織結構、信息交換、反債控制等功能進行分析、設計、制造和服務，從而實現(xiàn)系統(tǒng)整體目標的最優(yōu)化。因此，系統(tǒng)工程是一門現(xiàn)代化的組織管理技術，是特殊的工程技術，是跨越許多學科的邊緣科學。（二)系統(tǒng)工程與其他工程的區(qū)別工程的類型多種多樣，有以硬件為主的工程，如機械工程、電子工程、水利工程等，也有以流程重組和以軟件為主的工程，如軟件工程、物流工程等。系統(tǒng)工程與機械工程、電子工程、水利工程等有很大差異。機械工程、電子工程、水利工程等都有其特定的工程物質對象，而系統(tǒng)工程則不然，任何一種物質系統(tǒng)都能成為它的研究對象，而且不只限于物質系統(tǒng)，還包括自然系統(tǒng)、社會經濟系統(tǒng)、經營管理系統(tǒng)、軍事指揮系統(tǒng)等。我們經常會在“系統(tǒng)工程”前面加上一個領域限定詞，從而形成了不同的系統(tǒng)工程應用分支。系統(tǒng)工程常見的應用分支包括：（1）社會系統(tǒng)工程：組織管理整個社會活動的工程技術，其研究對象是整個社會。（2）宏觀經濟系統(tǒng)工程：運用系統(tǒng)分析方法研究宏觀經濟問題，如經濟發(fā)展戰(zhàn)略、國民經濟宏觀調控、宏觀經濟規(guī)劃、產業(yè)結構與產業(yè)政策、投入產出分析、物價系統(tǒng)分析、投資決策分析、綜合國力分析、稅率與匯率分析、貨幣需求建模與預測、世界經濟模型等。（3）區(qū)域規(guī)劃系統(tǒng)工程：運用系統(tǒng)分析的方法研究區(qū)域經濟發(fā)展戰(zhàn)略、區(qū)域綜合發(fā)展規(guī)劃、區(qū)域產業(yè)結構和產業(yè)政策、區(qū)域資源優(yōu)化配置、城鎮(zhèn)布局和發(fā)展規(guī)劃、區(qū)域投資規(guī)劃、地區(qū)之間的分工與協(xié)作、區(qū)域經濟協(xié)調發(fā)展等。（4）環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)工程：應用系統(tǒng)分析方法研究大氣生態(tài)系統(tǒng)、淡水生態(tài)系統(tǒng)、大地生態(tài)系統(tǒng)、森林與生物生態(tài)系統(tǒng)、城市生態(tài)系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、環(huán)境計量預測模型等。（5）交通運輸系統(tǒng)工程：應用系統(tǒng)工程的理論和方法分析和解決交通運輸復雜系統(tǒng)中的問題，如綜合運輸網(wǎng)絡的建設和規(guī)劃、各種運輸方式的規(guī)劃及調度、運費定價、綜合運輸優(yōu)化模型以及交通運輸系統(tǒng)的動力學分析、城市公共交通系統(tǒng)分析等問題。（6）農業(yè)系統(tǒng)工程：應用系統(tǒng)工程的理論和方法研究農業(yè)問題，如農業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略、農業(yè)產業(yè)結構、農業(yè)綜合規(guī)劃、農業(yè)政策分析、農業(yè)投資規(guī)劃、農產品需求預測、農作物合理布局、立體農業(yè)發(fā)展規(guī)劃、農業(yè)服務系統(tǒng)綜合規(guī)劃、農業(yè)多目標決策方法以及農戶家庭經濟模式等問題。（7）軍事系統(tǒng)工程：研究國防戰(zhàn)略、作戰(zhàn)模擬、情報通信與指揮、參謀、武器裝備發(fā)展規(guī)劃、一體化后勤保障、國防經濟學與軍事運籌學等問題。（8）工業(yè)及企業(yè)系統(tǒng)工程：以現(xiàn)代工業(yè)和企業(yè)為研究對象，研究其發(fā)展中的問題，如市場分析與預測、新產品研究與開發(fā)、企業(yè)重組、生產計劃與調度、質量保障、信息管理、企業(yè)發(fā)展與競爭戰(zhàn)略、企業(yè)決策與決策支持、企業(yè)競爭力分析等。此外，還有人口系統(tǒng)工程、能源系統(tǒng)工程、水資源系統(tǒng)工程等。另外，由于系統(tǒng)方法向管理領域的滲透，有些管理方法雖然沒有冠上“系統(tǒng)工程”的名稱，但其本質是系統(tǒng)思想的管理方法的體現(xiàn)，如項目管理，也可認為其屬于廣義的系統(tǒng)工程。系統(tǒng)工程處理的對象主要是信息，因此，有些學者認為系統(tǒng)工程是一門軟科學。系統(tǒng)工程在自然科學與社會科學之間架設了一座溝通的橋梁。利用現(xiàn)代數(shù)學方法和計算機技術，通過系統(tǒng)工程，為社會科學研究增加了極為有用的定量方法、模型方法、模擬實驗方法和優(yōu)化方法。系統(tǒng)工程也為從事自然科學的工程技術人員和從事社會科學的研究人員的相互合作開辟了廣闊的道路。二、系統(tǒng)工程的基礎理論（一)一般系統(tǒng)論一般系統(tǒng)論（GeneralSystemTheory）是通過對各種不同系統(tǒng)進行科學理論研究而形成的適用于一切種類系統(tǒng)的學說，主要創(chuàng)始人是美國的理論生物學家L.V.貝塔朗姆。一般系統(tǒng)論的基本觀點是重視系統(tǒng)的整體性、系統(tǒng)的開放性、系統(tǒng)的動態(tài)相關性、系統(tǒng)的多級遞階性和系統(tǒng)的有序性。（二)大系統(tǒng)論大系統(tǒng)一般是規(guī)模龐大、結構復雜、環(huán)節(jié)多或層次較多、目標多樣、影響因素眾多、關系錯綜復雜并常具有隨機性質的系統(tǒng)，如經濟計劃管理系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、區(qū)域經濟開發(fā)系統(tǒng)等。大系統(tǒng)歸納起來有如下六個特征：（1）系統(tǒng)結構龐大且復雜。（2）信息復雜。（3）計算復雜，工作量大。（4）采用分散化控制。（5）多目標。（6）在大系統(tǒng)里人的因素、經濟因素越來越多。（三)協(xié)同論1973年，德國的赫爾曼.哈肯提出了協(xié)同學理論（synergetics）（簡稱協(xié)同論），認為不同系統(tǒng)之間存在著各要素的協(xié)同行為，這種協(xié)同作用超越各要素自身的單獨作用，從而形成了整個系統(tǒng)的統(tǒng)一作用和聯(lián)合作用。協(xié)同作用是形成系統(tǒng)有序結構的內部作用力，通過這種作用，系統(tǒng)能夠自動產生時間上、空間上或功能上的有序結構。協(xié)同論的核心是自組織理論，即復雜大系統(tǒng)在演變過程中通過內部諸要素的自動協(xié)同來達到宏觀有序的狀態(tài)。協(xié)同論在發(fā)展進程中推動了系統(tǒng)工程的發(fā)展，成為系統(tǒng)科學重要的理論基礎。（四)耗散結構理論耗散結構（Dissipativestructure）理論由比利時學者I.普利高津提出，他認為一個開放的系統(tǒng)在遠離平衡的情況下，通過不斷與外界交換能量、物質和信息，當發(fā)生某些特殊事物糯合，達到一定的國值時，就會突然以新的方式組織起來，產生新的質變，從原來混沛無序的混亂狀態(tài)轉變?yōu)樵跁r空上或功能上穩(wěn)定的有序狀態(tài)。耗散結構理論為貝塔朗菲的“一般系統(tǒng)論”的有序結構穩(wěn)定性提供了嚴密的理論根據(jù)。（五)經濟控制論經濟控制論是應用現(xiàn)代控制論的科學方法分析經濟控制過程的學科。20世紀60年代初期控制論開始應用于經濟領域。1965年，美國哈佛大學的經濟教授R.多貝爾和控制論教授何統(tǒng)填首次合作利用控制論建立經濟模型。1966年該校經濟系的L.泰勒和D.肯德里克教授應用控制理論中的共扼梯度法制訂了當時韓國的最優(yōu)經濟計劃模型。該理論為貝塔朗菲的“一般系統(tǒng)論”的有序結構穩(wěn)定性提供了嚴密的理論根據(jù)。此后，控制理論在微觀經濟和宏觀經濟方面都得到了廣泛的應用。（六)運籌學運籌學主要運用模型化的方法，按提出的預期目標，將一個已確定研究范圍的現(xiàn)實問題中的主要因素及各種限制條件之間的因果關系、邏輯關系建立數(shù)學模型，通過模型求解來尋求最優(yōu)方案。運籌學的分支主要有規(guī)劃論、庫存論、排隊論、對策論等。（七)系統(tǒng)動力學理論系統(tǒng)動力學理論是在總結運籌學理論的基礎上，為適應社會系統(tǒng)管理需要而發(fā)展的。其主要特征是不進行抽象的數(shù)學假想，不單純追求最優(yōu)解，而是以對系統(tǒng)實際觀測的數(shù)據(jù)為依據(jù)，建立動態(tài)仿真模型，通過計算機模擬實驗獲得系統(tǒng)行為的描述，達到改進和完善系統(tǒng)的目的。物流系統(tǒng)中可采用系統(tǒng)動力學理論研究分析系統(tǒng)與子系統(tǒng)以及不同子系統(tǒng)間的發(fā)展變化趨勢、相互關系和相互影響。三、系統(tǒng)工程的核心內容（一)系統(tǒng)工程的技術內容系統(tǒng)工程綜合工程技術、應用數(shù)學、社會科學、管理科學、計算機科學、計算技術等專業(yè)學科的內容。它以多種專業(yè)學科技術為基礎，為研究和發(fā)展其他學科提供共同的途徑。系統(tǒng)工程不是孤立地運用各門學科的技術內容，而是把它們橫向聯(lián)系起來，綜合利用這些學科的基礎理論和方法，形成的一個新的科學技術體系。系統(tǒng)工程所涉及的學科內容極為廣泛，主要的技術內容有：1.運籌學運籌學是一門應用學科，它研究的主要內容是在既定條件下對系統(tǒng)進行全面規(guī)劃，用數(shù)量化方法（主要是數(shù)學模型）來尋求合理利用現(xiàn)有人力、物力和財力的最優(yōu)工作方案的統(tǒng)籌規(guī)劃和有效運用，以期用最少的費用取得最大的效果。運用運籌學的具體程序大致可歸納為五個步驟：（1）收集資料，歸納問題。應大量收集所要處理問題的現(xiàn)象和有關數(shù)據(jù)資料，經歸納提煉后，確定問題的性質、特征和類別。（2）建立相應的模型?？捎毛@得的資料，建立各種相應的數(shù)學模型。（3）求解模型。有關運籌學問題的求解，往往需要復雜的計算。目前，由于高功能電子計算機的發(fā)展，已研制出多種軟件，可用于模型的求解。（4）檢驗和評價模型的解。應利用模型進行判斷、預測，并對各種結果進行比較，以確定出最優(yōu)值（極值）。（5）參考所獲得的最優(yōu)值，做出正確的決策?？梢钥闯?，運籌學是系統(tǒng)工程重要的技術內容，它為系統(tǒng)工程的發(fā)展和應用奠定了重要的技術基礎。2.概率論與數(shù)理統(tǒng)計學概率論是研究大量偶然事件基本規(guī)律的學科，廣泛應用概率型的描述。數(shù)理統(tǒng)計學主要研究取得數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)和整理數(shù)據(jù)的方法。3.數(shù)量經濟學數(shù)量經濟學是經濟學中的一門新學科，它在馬克思主義經濟理論的指導下，在質的分析的基礎上，利用數(shù)學方法和計算技術來研究社會主義經濟的數(shù)量、數(shù)量關系、數(shù)量變化及其規(guī)律性。這一學科的主要內容有國民經濟最優(yōu)計劃和最優(yōu)管理、資源的最優(yōu)利用、遠景規(guī)劃中的預測技術、儲備問題的經濟數(shù)學分析、經濟信息的組織管理和自動化體系的建立等。4.技術經濟學技術經濟學是一門跨自然科學和社會科學，同時包含研究技術與經濟兩個方面的交叉學科，它用經濟的觀點分析評價技術的問題，研究技術工作的經濟效益，它既要研究科學技術進步的客觀規(guī)律性，又要分析和評價技術工作的經濟效果，回答如何最有效地利用技術資源促進經濟增長的問題，從而實現(xiàn)技術上先進和經濟上合理的最優(yōu)方案，為制訂技術政策、確定技術措施和選擇技術方案提供科學的決策依據(jù)。5.管理科學管理科學是在20世紀初形成的。1911年，泰羅在總結了他幾十年的管理經驗和泰羅制的有關管理理論的基礎上，出版了《科學管理原理》一書，從而開創(chuàng)了“科學管理”的新階段?？茖W管理原理理論在20世紀初得到了廣泛的傳播和應用。管理科學的形成促進了系統(tǒng)工程的進一步發(fā)展。系統(tǒng)工程思想和方法在現(xiàn)代化管理中的具體運用必須在管理科學的基礎上才能實現(xiàn)，從而使管理走向管理體制的合理化、經營決策的科學化、管理方法的最優(yōu)化、管理工具的現(xiàn)代化。（二)系統(tǒng)工程的常用技術1.模型化技術所謂模型，是指由實體系統(tǒng)經過變換而得到的一個映像，是對實體系統(tǒng)的描述、模仿或抽象。模型化就是通過說明系統(tǒng)結構和行為的數(shù)學方程或物理形式表達實體系統(tǒng)的一種科學方法。模型建立的方法有直接分析法、數(shù)據(jù)分析法和系統(tǒng)分析法。目前物流系統(tǒng)領域的主要模型有庫存模型、運輸模型、投入產出模型、選址模型等。2.最優(yōu)化技術所謂最優(yōu)化，就是在一定的約束條件下，找出使目標函數(shù)最大或最小的解。最優(yōu)化求解的方法稱為最優(yōu)化技術。物流系統(tǒng)的最優(yōu)化一般采用數(shù)學模型方法進行求解。物流系統(tǒng)的最優(yōu)化技術有庫存優(yōu)化策略、最短路徑問題、最大流量問題、最小費用問題等。3.網(wǎng)絡技術網(wǎng)絡技術是以數(shù)理統(tǒng)計為基礎，以網(wǎng)絡分析為主要內容，以計算機為手段的現(xiàn)代化的計劃管理方法，包括以時間控制為主的計劃評審法（Program/projectEvaluationandReviewTechnique，PERT）和以成本控制為主的關鍵路線法（CriticalPathMethod，CPM）。比如在物流系統(tǒng)中，通常利用網(wǎng)絡技術實現(xiàn)統(tǒng)籌安排、合理規(guī)劃，使得生產流通-消費之間的物流實現(xiàn)平衡。4.分解協(xié)調技術在分析研究中，先分別對各個子系統(tǒng)進行局部優(yōu)化，再根據(jù)物流系統(tǒng)的整體利益原則，不斷協(xié)調各子系統(tǒng)間的相互關系，以得到總體費用低、效率高、服務好的最優(yōu)目標。復雜的物流系統(tǒng)通?？梢园凑漳繕岁P聯(lián)或模型關聯(lián)進行分解。例如，將企業(yè)物流系統(tǒng)的降低總庫存水平的目標分解為控制采購部門、生產車間、銷售部門等的庫存就是按目標關聯(lián)分解，將系統(tǒng)難以求解的數(shù)學模型分解為低階、低維、方便求解的子系統(tǒng)數(shù)學模型就是按照模型關聯(lián)分解。5.仿真技術仿真技術亦稱模擬技術，是指用系統(tǒng)模型結合實際或模擬的環(huán)境和條件進行研究分析或試驗的技術方法。在物流系統(tǒng)中，進行物流需求的預測，特別是隨機性、敏感性較強的需求的預測時，因素涉及面較廣，難以用常規(guī)預測模型或者常規(guī)求解辦法實施求解，采用計算機模擬技術比較方便。約50min任務三系統(tǒng)工程方法論從本質上講，系統(tǒng)工程是一項組織與管理系統(tǒng)的過程。盡管對于不同的實際問題，可能采取不同的分析方法，但是系統(tǒng)工程解決問題的決策思維過程是一致的，這個決策過程就是系統(tǒng)工程的方法論框架。實際上，決策過程本身也可看作一個系統(tǒng)。那么，該系統(tǒng)工程由哪些要素組成？各要素之間存在怎樣的關系？該系統(tǒng)工程具有什么樣的結構？顯然，從任何單一的角度都不可能完全揭示該系統(tǒng)的全貌，必須從多角度進行觀察。本節(jié)將通過介紹霍爾三維結構方法論和軟系統(tǒng)方法論來揭示這一系統(tǒng)的結構，并通過三維結構中邏輯維的解釋來說明系統(tǒng)工程決策思維過程。一、霍爾三維結構方法論（一)霍爾三維結構1962年美國學者霍爾（Hall）提出了被稱為霍爾三維結構的系統(tǒng)工程方法結構。他從時間、邏輯、知識三個維度揭示出了系統(tǒng)工程的結構，如圖所示?；魻柸S結構方法論的特點是強調明確目標，核心內容是模型化和定量化。在20世紀60年代之前，系統(tǒng)工程主要用來尋求各種戰(zhàn)術問題的最優(yōu)策略，或用來組織與管理大型工程建設項目，非常適合應用霍爾的三維結構方法論。這類工程項目的任務一般比較明確，問題的結構很清楚，屬于結構性問題，可以充分運用自然科學和工程技術方面的知識和經驗來解決，有的項目甚至可以進行試驗。這類問題大都應用數(shù)學模型進行描述，用優(yōu)化方法求出模型的最優(yōu)解。（二)霍爾三維結構的決策邏輯邏輯維是霍爾三維結構的核心，反映的是系統(tǒng)工程方法解決問題的決策思維過程，也是人們通過大量成功的實踐總結出的解決系統(tǒng)問題的思路。1.明確問題用任何方法解決問題，首先要將問題恰當?shù)乇硎龀鰜?，以提供一個啟動該方法的初始條件。比如，醫(yī)生治病分成診斷、治療兩個階段，要利用病人一系列狀態(tài)所反映的信息來確定是什么病，即確診，也就是明確問題。邏輯維中第一步“明確問題”就意味著行動方向的初步輪廓已形成，或建立目標的依據(jù)已充分。2.確定目標目標是指希望得到的結果。這一步是將問題定義具體化、將行動方向轉化為行動目標的過程。目標是在對問題及其產生原因、內外部環(huán)境、資源約束等信息進行分析的基礎上由系統(tǒng)工程方法論形成的。目標太籠統(tǒng)，系統(tǒng)分析難度大；目標太具體，又容易以偏概全。因此，系統(tǒng)工程人員需要全面分析目標的結構層次，從而選擇合適的層次目標。3.系統(tǒng)綜合系統(tǒng)綜合就是擬定實現(xiàn)目標的可行方案，即按照問題的性質以及總體目標要求，形成一組可供選擇的系統(tǒng)方案，方案中要明確所選系統(tǒng)的結構和相應參數(shù)（如優(yōu)缺點、成本等）。在系統(tǒng)綜合時，最重要的問題是自由地提出設想，而不應以任何理由加以控制。4.系統(tǒng)分析系統(tǒng)分析是指對已提出的備選方案的特征進行比較研究，對方案執(zhí)行的可能結果進行分析、預測和判斷。系統(tǒng)分析的內容包括檢驗方案是否符合某個重要的單項指標約束的允許性分析、可行性分析等。5.系統(tǒng)評價系統(tǒng)評價是根據(jù)各個方案在不同情景下的分析結果并結合其他資料所獲得的結果，將各種方案進行定性與定量相結合的綜合分析。通常，備選方案在不同的評價指標方面各有優(yōu)缺點，很難簡單地斷定某一方案絕對優(yōu)于其他方案，這時就需要應用綜合評價，既考察每一方案的利弊得失和效益成本，同時還考慮各種有關的無形因素，如政治、經濟、科技、環(huán)境等，以獲得對所有可行方案的綜合評價和結論。6.系統(tǒng)決策系統(tǒng)決策是指決策者根據(jù)對可行方案的評價結果，再考慮自己的決策偏好，最終選擇一個或少數(shù)方案予以試行。7.方案實施方案實施是將選定的方案加以貫徹和實施的過程。實施的過程中也可能對方案進行修正、完善甚至中斷執(zhí)行。應用項目管理方法可實現(xiàn)對方案實施過程的有效管理。（三)案例分析目前，中國水務市場正處于方興未艾的發(fā)展時期，特別是21世紀以來，國外水務巨頭紛紛搶灘登陸，把我國作為其全球市場的重要部分來開拓。我國城市水務業(yè)外商投資項目主要以項目融資的方式出現(xiàn)，包括建造運營移交模式（Build-Operate-Transfer，BOT）、轉讓經營轉讓模式（Transfer-Operate-Transfer，BOT）、融資模式（public-private-partnership，ppp）等。截至2008年底，我國境內16家主要外資水務企業(yè)在我國城市水務市場中共簽訂約100個水務項目，涉及北京、上海、天津、重慶、深訓、烏魯木齊、南昌、鄭州、成都、沈陽、蘭州、昆明等十幾個城市。其中，從1994年至2008年，我國境內6家最有影響力、最活躍的外資水務企業(yè)分別為威立雅水務（前身為威望過環(huán)球水務公司）、中法水務、中華煤氣、金州環(huán)境、匯津水務和美國西部水務。1.BOT、TOT和PPP項目融資模式的霍爾三維結構模型BOT、TOT和PPP項目融資模式涉及面廣，參與部門多，操作程序復雜。為了充分研究BOT、TOT和PPP項目融資模式，將現(xiàn)代系統(tǒng)科學理論、觀點和方法引入其中，運用系統(tǒng)論思想，通過系統(tǒng)分析的方法，構建霍爾三維結構模型，以解決其存在的問題，促進其完善，推動現(xiàn)代水務業(yè)項目的發(fā)展，加快我國經濟的現(xiàn)代化建設。1）時間維2）邏輯維3）知識維綜上所述，我國城市水務業(yè)主要通過BOT、TOT和PPP融資模式吸引外資，緩解了政府建設資金的不足，促進了水務企業(yè)管理和生產技術的進步，推動了水務市場的開放和水務管理體制、機制的改革。但是，外商投資BOT與TOT模式只限于凈水處理廠和污水處理廠的生產管理，割裂了政府與管網(wǎng)的業(yè)務聯(lián)系，實行單元服務不利于水務企業(yè)業(yè)務的統(tǒng)一經營管理，不利于引進先進的生產和管理技術。二、軟系統(tǒng)方法論從20世紀70年代開始，系統(tǒng)工程所面臨的問題出現(xiàn)了三個新的特點：一是與人的關系越來越密切；二是與社會、政治、經濟、生態(tài)等眾多復雜的因素糾纏在一起，屬于非結構性問題；三是問題本身的定義并不清楚，難以用邏輯嚴謹?shù)臄?shù)學模型進行定量描述。國內外不少系統(tǒng)工程學者對霍爾的三維結構方法論提出了修正意見，其中，英國蘭卡斯特大學切克蘭德（p.checkland）提出的一種系統(tǒng)工程方法論受到了系統(tǒng)工程學界的重視。（一)切克蘭德及其方法論切克蘭德把霍爾的系統(tǒng)工程方法論稱為硬系統(tǒng)（HardSystem松Methodology，HSM）方法論。他認為完全按照解決工程問題的思路來解決社會問題和軟科學問題會遇到很多困難。究竟何為最優(yōu)，由于人們的立場利益各異，價值觀不同，因此很難取得一致的看法，即問題是非結構化的對這類問題（即議題（Issue）），首先需要的是不同觀點的人們相互交流，通過概念模型或意識模型的討論和分析后，通過進一步認識、不斷反債，逐步弄清問題，對問題本身達成共識，方可得出滿意的可行解。因此，“可行”“滿意”“非劣”的概念逐漸替代了“最優(yōu)”的概念。切克蘭德根據(jù)以上思路提出了軟系統(tǒng)（SoftSystemsMethodology，SSM）方法論。硬系統(tǒng)方法論的核心是優(yōu)化過程（解決問題方案的優(yōu)化），與之相比，切克蘭德稱軟系統(tǒng)方法論的核心是一個學習過程。（二)軟系統(tǒng)方法論的決策邏輯切克蘭德的軟系統(tǒng)方法論的決策邏輯如下圖所示。切克蘭德的軟系統(tǒng)方法論包含了兩種類型的活動：虛線以上是現(xiàn)實世界活動，指社會生活中相互作用的人的行為，即人類活動系統(tǒng)；虛線以下是思維活動，包括問題情景中的人的活動?？傊浵到y(tǒng)方法論的核心不是“最優(yōu)化”，而是進行“比較”，找出可行、滿意的結果。“比較”這一過程要組織討論，聽取各方意見，進行多次反債，它是一個學習的過程。軟系統(tǒng)方法論可以應用于任何復雜的、組織化的情境和問題，并包含大量的社會、政治以及人為活動因素。軟系統(tǒng)方法論在我國已用于一些比較復雜的發(fā)展戰(zhàn)略問題，在進行物流發(fā)展戰(zhàn)略問題的分析時也可以采用這樣的方法。軟系統(tǒng)方法論有不同于其他方法的特點，它強調問題情境而不是有確定定義的問題，辨識解決問題活動中的多種角色，應形成一套導出問題和分析問題的標準。約40min1.教師總結2.課后練習題約20min系統(tǒng)工程教案課程信息課程名稱系統(tǒng)工程授課專業(yè)交通運輸類課程類型必修課公共課（）；專業(yè)基礎課（）；專業(yè)課（√）；選修課限選課（）；任選課（）；專業(yè)拓展課（）授課方式講授（√）；實踐課（√）；其它（）考核方式考試（）；考查（√）課程教學總學時數(shù)32學時學分數(shù)2學分教材名稱系統(tǒng)工程作者謝家貴、馬悅出版社西安電子科技大學出版社書號978-7-5606-6788-1出版時間2023.3（2023.4重?。┌嗉壵n程名稱系統(tǒng)工程授課教師授課課時4學習課題系統(tǒng)分析教學基本要求（1）理解系統(tǒng)分析的定義；（2）理解系統(tǒng)的目的分析和結構分析；（3）了解系統(tǒng)分析的原則及要點；（4）掌握系統(tǒng)分析的要素及步驟；（5）了解系統(tǒng)分析的理論技術基礎及常用技術方法。教學重點、難點（1）系統(tǒng)分析的要素；（2）系統(tǒng)分析的步驟；（3）系統(tǒng)分析的常用技術方法。教學方法、手段案例導入法、講授法、小組討論法教學過程設計導入——專題講解——問題分析討論——練習——歸納總結參考案例來自教材、相關參考書教具、教材教學課件PPT、教學錄像片

教師學期授課教案授課提綱及重難點分析教學方法設計時間分配及旁注1.案例引入約10min任務一系統(tǒng)的認識一、系統(tǒng)分析的定義系統(tǒng)分析（SystemAnalysis）是指從系統(tǒng)的觀點出發(fā),對事物進行分析研究,尋找可能采取的方案,并通過分析對比,為達到預期目標而選出最優(yōu)方案。系統(tǒng)分析是一個有目的、有步驟的探索和分析過程。它是系統(tǒng)綜合、優(yōu)化、決策及設計的基礎。系統(tǒng)分析的目的在于：通過對系統(tǒng)的分析,比較各種備選方案的費用、效益、功能、可靠性及其與環(huán)境的關系等各項技術經濟指標,得出決策者進行決策時所需要的資料、信息,為最優(yōu)決策提供可靠依據(jù)。系統(tǒng)分析的方法是采用系統(tǒng)的觀點和方法,用定性和定量的工具,對所研究的問題進行系統(tǒng)目標、系統(tǒng)結構和狀態(tài)的分析,提出各種可行方案,并進行比較、評價和協(xié)調,幫助決策者對所要決策的問題逐步提高清晰度。因此,系統(tǒng)分析是輔助領導者實現(xiàn)科學決策的一種重要工具。當系統(tǒng)的內外部環(huán)境發(fā)生改變,需要重新設計系統(tǒng)或進行系統(tǒng)的改造時,就需要進行系統(tǒng)分析。二、系統(tǒng)的目的分析系統(tǒng)目的必須符合4項原則：技術上的先進性、經濟上的合理性和有效性、同其他系統(tǒng)的兼容性和協(xié)調性、對外部環(huán)境變化的適應性。系統(tǒng)目的分析的主要內容包括系統(tǒng)目的的完備性分析、必要性分析和可行性分析等。（一)系統(tǒng)目的的完備性分析系統(tǒng)目的的完備性分析是指提出的目的能否充分反映系統(tǒng)的多樣性和系統(tǒng)本身所具有的層次性特點。1.系統(tǒng)目的的多樣性建立一個系統(tǒng)一般會提出多個目的。這些目的可能涉及不同的層次，但即使在同一層次，也會有多個不同的目的。比如，城市交通路網(wǎng)系統(tǒng)，既要求能改善公共交通環(huán)境，縮短車輛行駛時間，又要求方便商品流通和居民購物，同時還要有利于城市環(huán)保，這些都屬于同一層次的多目的。2.系統(tǒng)目的的層次性系統(tǒng)本身具有層次性，下一層次的系統(tǒng)可以看作上一層系統(tǒng)的要素，不同層次的系統(tǒng)具有不同的目的。一般來說，下一層次的系統(tǒng)目的是由上一層次的系統(tǒng)目的決定的，而上一層次的系統(tǒng)目的是由下一層次的系統(tǒng)目的來實現(xiàn)的，由此構成系統(tǒng)的目的體系。按照目的的適用范圍和適用時期，可將系統(tǒng)目的分為營運目的、戰(zhàn)略目的和基本目的三個層次。1）營運目的2）戰(zhàn)略目的3）基本目的3.系統(tǒng)目的的沖突與解決方法系統(tǒng)中各目標之間的沖突普遍存在，因此不能忽視對系統(tǒng)目標沖突的分析。那么，如何解決系統(tǒng)內部各要素之間的目標沖突呢？答案是集成，它是解決系統(tǒng)要素沖突的有效途徑。（二)系統(tǒng)目的的興要性分析新建一個系統(tǒng)或進行系統(tǒng)的重組時，首先要對系統(tǒng)目的進行必要性分析。為制訂必要的目標體系，可以先列出所有希望系統(tǒng)實現(xiàn)的目的和所有希望避免發(fā)生的后果，再通過與相關決策者的共同討論，初步確定系統(tǒng)的目的，并確保系統(tǒng)目的的邏輯合理性。對于初步提出的系統(tǒng)目的，對其含義進行具體界定，進一步將這些目的轉化為有意義的目的，形成目的體系，并且還要從價值的角度和邏輯的角度判斷目的體系的合理性與必要性。一般來說，可從三方面分析系統(tǒng)目的的必要性：（1）現(xiàn)有的系統(tǒng)是否出現(xiàn)了與客觀環(huán)境不適應或與國民經濟發(fā)展不適應的情況。政策環(huán)境和經濟環(huán)境的變化會使原有的系統(tǒng)在某些方面不再滿足要求。比如，當前環(huán)保法規(guī)對固體廢物、車輛尾氣排放等制訂了更加嚴格的規(guī)定，這就要求流通加工、包裝、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)能適應新的環(huán)保要求，減少廢棄物和廢氣的排放量?？芍貜褪褂玫陌b容器、綠色運輸?shù)染褪沁m應新的環(huán)保要求的選擇方案。（2）系統(tǒng)內部的軟、硬件環(huán)境能否滿足新技術發(fā)展的要求。比如，條碼技術、網(wǎng)絡技術、信息技術的發(fā)展及其在各領域的廣泛應用，可能會使企業(yè)原有的信息系統(tǒng)過時，或與供應鏈上的其他企業(yè)不兼容，這時就需要提出新的系統(tǒng)目的。（3）是否出現(xiàn)新的市場需求，或消費者是否提出了全新的服務要求。比如，隨著區(qū)域經濟的發(fā)展、產業(yè)結構的調整，消費者需要更高標準的增值服務等，將產生新的市場需求，因而有必要建立新的服務供應系統(tǒng)等。（三)系統(tǒng)目的的可污性分析系統(tǒng)目的的可行性分析包括系統(tǒng)目的的提出在理論上是否有充足的證據(jù)，現(xiàn)實條件能否保證系統(tǒng)目的的實現(xiàn)。1.理論依據(jù)的充分性理論依據(jù)的充分性主要審查所提出的系統(tǒng)目的是否有科學的依據(jù)，是否經過充分的論證，是否與有關基礎理論相違背，是否與宏觀經濟發(fā)展政策相適應。總之，系統(tǒng)目的不能建立在空想的基礎上。2.客觀條件的保證客觀條件的保證主要分析、評價現(xiàn)有的技術水平、資金能力、資源條件、人才條件、外部環(huán)境等能否保證系統(tǒng)目的的實現(xiàn)。三、系統(tǒng)的結構分析進行系統(tǒng)的結構分析時，要先確定功能（功能結構），再確定結構（網(wǎng)絡結構）。（一)功能結構分析1.系統(tǒng)功能的分類一個系統(tǒng)往往能實現(xiàn)多種功能。其中，有些功能是人們所希望的，有些則是不需要或暫時不需要的。根據(jù)人們對系統(tǒng)功能的主觀愿望，可以將系統(tǒng)功能分成基本功能和剩余功能兩類。1）基本功能基本功能是指能實現(xiàn)人們預期目的的功能。例如，某種商品的基本功能是其使用價值，電話的基本功能是傳送信息，企業(yè)系統(tǒng)的基本功能是創(chuàng)造利潤。2）剩余功能剩余功能是相對于系統(tǒng)的基本功能而言的。系統(tǒng)功能中，除去基本功能的其他功能都可以稱為剩余功能。因為一個系統(tǒng)總有一些功能是尚未被人認識到的，所以可以認為剩余功能總是存在的。我們有時會用副產品或副作用來描述系統(tǒng)的剩余功能。當過分強調環(huán)境適應性時，就可能形成剩余功能。例如，當電冰箱的工作電壓范圍設計得太寬時，可能導致電能的浪費，這也是一種剩余功能。2.系統(tǒng)功能的層次系統(tǒng)功能具有層次性。系統(tǒng)總功能可以分解成不同層次的子功能，一般情況下可以與系統(tǒng)目標的層次分解同步進行、相互關聯(lián)。系統(tǒng)功能的層次分解形成系統(tǒng)結構的基礎。3.系統(tǒng)功能結構分析的思路系統(tǒng)的功能分析從尋找和識別制約因素開始，之后按步驟對結構進行分析。系統(tǒng)的整體功能常常會受到某些局部因素的制約。在系統(tǒng)的輸入、結構、環(huán)境等方面都可能存在這種制約因素。1）外界輸入與環(huán)境因素的制約2）系統(tǒng)結構的制約（二)網(wǎng)絡結構分析為了實現(xiàn)或改進系統(tǒng)的功能，需要對系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構進行分析。人們在觀察系統(tǒng)時，傾向于先明確系統(tǒng)的功能結構；而在建造系統(tǒng)或改造系統(tǒng)時，系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構則成為關注人們的焦點。系統(tǒng)網(wǎng)絡結構實際上就是圖論中的一個圖，其組成要素是點和線。比如，下圖所示的物流系統(tǒng)網(wǎng)絡結構示意圖表示的是一個產品從生產廠家到客戶手中的物流過程。圖中，實線表示實物產品的流動，虛線代表信息的流動。點是指流體在流動過程中的暫時停頓點（即暫時存儲點），包括企業(yè)倉庫、車站、碼頭、貨場、物流中心、零售店等；線是指點與點之間的聯(lián)系，兩個設施點之間的聯(lián)系是靠運輸功能實現(xiàn)的，線也可體現(xiàn)為運輸線路、運輸方式、運輸量及運輸成本的綜合。（三)系統(tǒng)結構分析的舉例【例2-1】某產品生產企業(yè)欲建立自己的面向全國市場的產品物流網(wǎng)絡系統(tǒng)。系統(tǒng)應該包括哪些部分？什么樣的結構是最合理的？求解過程：要建立從工廠成品庫到零售店的物流系統(tǒng)，可以參照下圖所示的網(wǎng)絡結構形式。四、系統(tǒng)分析的原則及要點（一)系統(tǒng)分析的原則系統(tǒng)分析面對的是不確定的、變化的環(huán)境條件,需要對許多現(xiàn)實問題做出假設,且系統(tǒng)分析會受到分析人員和決策人員價值觀及主觀因素的影響,因此,在進行系統(tǒng)分析時應當遵循以下原則：（1）當前利益與長遠利益相結合。系統(tǒng)分析的目的就是要最終實現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)化。而系統(tǒng)的最優(yōu)化既包含空間上的整體最優(yōu)，還包括時間上的全過程最優(yōu)。（2）局部利益服從總體利益。子系統(tǒng)局部效益最優(yōu)并不意味著總體系統(tǒng)效益最優(yōu)。因此，在進行系統(tǒng)分析時，必須把要解決的所有問題看作一個總體，弄清系統(tǒng)各子系統(tǒng)的具體問題及其相互關系，并明確各局部問題對整個系統(tǒng)產生的影響。（3）內部因素與外部條件相結合。系統(tǒng)的內部因素主要是系統(tǒng)的組成要素、要素之間的關系、系統(tǒng)結構、功能等，如企業(yè)的設施設備能力、技術水平、合作伙伴及客戶資源等。（4）定性分析與定量分析相結合。定量分析是指以數(shù)學模型和指標值的計算為基礎進行的分析和判斷。（二)系統(tǒng)分析的要點系統(tǒng)分析是為解決問題而收集信息、處理信息，從明確問題到形成決策方案的一系列過程。系統(tǒng)分析初期面對的是含糊不清的問題，運用邏輯思維方法和5W1H提問法，可逐漸明確問題方向。在進行系統(tǒng)分析時要運用邏輯推理，特別是探索系統(tǒng)分析的目標時，分析人員要追問一系列“為什么”，直到問題有了清楚的答案，知道應當采取什么對策。約60min任務二系統(tǒng)分析的要素及步驟一、系統(tǒng)分析的要素根據(jù)系統(tǒng)分析的要點可知，系統(tǒng)分析的要素應該包括系統(tǒng)目的、調查和收集資料、備選方案、費用和效益、系統(tǒng)模型、評價標準和結論等六個。（一)系統(tǒng)目的系統(tǒng)目的就是系統(tǒng)的目標，確定目標是系統(tǒng)分析的前提和基礎。目標是根據(jù)所要研究的問題來確定的，問題分析的關鍵是界定問題。問題是現(xiàn)實情況與計劃目標或理想狀態(tài)之間的差距。界定問題就是要明確問題的本質或特性、問題存在的范圍和影響程度、問題產生的時間和環(huán)境、問題的癥狀和原因等。在界定問題時，要注意區(qū)別癥狀和問題，探討問題原因時不能先入為主，同時要判別哪些是局部問題，哪些是整體問題。界定了問題以后，還不能立即確定目標，因為這時的總體目標（或稱目的）太抽象，需要將其進行分解和具體化。在系統(tǒng)分析中常采用圖解方式來描述目標與目標之間的相互關系，這種圖解方式稱為目標樹，如下圖所示。（二)調查和收集資料在確定系統(tǒng)的目的后，就要確定系統(tǒng)研究的邊界，根據(jù)系統(tǒng)研究的目的和研究的邊界，著手調查有關的資料，掌握系統(tǒng)設計所涉及的各個方面和各種問題，這項工作是進行系統(tǒng)分析的基礎。（三)備選方案在進行系統(tǒng)分析時，必須有多種方案和手段。比如，在進行加強鐵路干線運輸能力分析時，既可采取修建復線的方法，又可采取改變牽引動力類型的技術手段。當然，這些方法或手段不一定是互替的，或是同一效能的。當多種方案各有利弊時，要想確定最優(yōu)方案，就得進行分析與比較。對于復雜的系統(tǒng)，很難立即設計出包括細節(jié)在內的備選方案，一般要分成兩個步驟：第一步先提出輪廓設想，第二步進行精確的設計、計算。（1）輪廓設想是從不同的角度和途徑提出各種方案的構想，為系統(tǒng)分析人員提供盡可能多的思路。這一步的關鍵問題在于發(fā)散思維，大膽創(chuàng)新。（2）精確設計主要包括兩項工作:一是確定方案的細節(jié)；二是估計方案的實施結果。方案細節(jié)主要包括物資條件、人力條件、運輸條件、廠址選擇、工藝選擇、工程費用、投資效益、管理制度和工程進展階段劃分等。方案實施結果的估計要通過預測得出，預測是否準確，既取決于過去的經驗和資料是否豐富，還與所采用的預測技術有關。（四)費用和效益這里的費用是廣義的，包括失去的機會和所做出的犧牲。每一個系統(tǒng)、每一個方案都需要大量的費用，系統(tǒng)一旦運行就會產生效益。為了對系統(tǒng)進行分析比較，必須采用一組互相聯(lián)系的可以比較的指標進行衡量，這一組指標叫作系統(tǒng)的指標體系。不同的系統(tǒng)所采用的指標體系不同。一般來說，費用少、效益大的方案是可取的，反之是不可取的。一般情況下，費用是用貨幣表示的，但在決定對社會有廣泛影響的大規(guī)模項目時，還要考慮到非貨幣支出的費用，因為有些因素是不能用貨幣來衡量的，如對生態(tài)影響的因素、對環(huán)境污染的因素、對旅游行業(yè)影響的因素等。（五)系統(tǒng)模型系統(tǒng)模型是用于表達和說明目標與方案或手段之間的因果關系、費用與效果之間的關系而擬制的數(shù)學模型或模擬模型。用系統(tǒng)模型可求出系統(tǒng)各備選方案的性能、費用和效益，以便進行各種備選方案的分析和比較。系統(tǒng)模型反映了實際系統(tǒng)的主要特征，但它又高于實際系統(tǒng)并具有同類問題的共性。因此，一個適用的系統(tǒng)模型應該具有以下三個特征:（1）系統(tǒng)模型是現(xiàn)實系統(tǒng)的抽象或模仿；（2）系統(tǒng)模型是由反映系統(tǒng)本質或特征的主要因素構成的；（3）系統(tǒng)模型集中體現(xiàn)了這些主要因素之間的關系。（六)評價標準和結論1.評價標準評價標準也叫準則，是衡量備選方案優(yōu)劣的指標，是系統(tǒng)目的的具體化，是確定各備選方案優(yōu)劣排序的根據(jù)。評價標準通常是一組指標。企業(yè)經營管理中常用的指標有勞動生產率指標、成本指標、時間指標、質量和品種改善指標、勞動條件改善指標以及特定效益指標等。根據(jù)采用的指標體系，由模型確定出各個可行方案的優(yōu)劣指標，對各方案進行綜合評價，確定出各方案的優(yōu)劣順序，以供決策者選用。2.結論結論就是系統(tǒng)分析得到的結果，有報告、建議或意見等具體形式。結論的主要要求是：一定不要用難懂的術語或復雜的推導，而要讓決策者容易理解和使用。得出結論只是闡明問題與提出處理問題的意見和建議，并不是形成最終的方案。系統(tǒng)分析的結論只有經過領導層的決策以后，才能付諸實際，發(fā)揮它的社會效益和經濟效益。系統(tǒng)分析是在明確系統(tǒng)目的的前提下進行的，首先經過開發(fā)研究得到能夠實現(xiàn)系統(tǒng)目的的各種備選方案以后建立模型，借助模型進行效益費用分析，然后依據(jù)準則對備選方案進行綜合評價，以確定方案的優(yōu)先順序，最后向決策者提出系統(tǒng)分析的結論（報告、意見或建議），以輔助領導層進行科學決策。二、系統(tǒng)分析的步驟實際的系統(tǒng)因構成要素、系統(tǒng)性質、應用條件、所處環(huán)境等不同，在分析時采取的手段和具體方法也會存在差異，但不同的系統(tǒng)在分析時都遵循一些共同的特征，每一個系統(tǒng)都由一些典型的相互關聯(lián)的行為構成。根據(jù)實踐經驗，系統(tǒng)分析的邏輯如下圖所示。系統(tǒng)分析具體有以下七個步驟。（一)界定問題問題是現(xiàn)實情況與計劃目標或理想狀態(tài)之間的差距。系統(tǒng)分析的核心內容有兩個：其一是進行“診斷”，即找出問題及其原因；其二是“開處方”，即提出解決問題的最可行方案。要明確問題的本質或特性、問題存在的范圍和影響程度、問題產生的時間和環(huán)境、問題的癥狀和原因等。在界定問題時，要注意區(qū)別癥狀和問題，探討問題原因不能先入為主，同時要判別哪些是局部問題，哪些是整體問題。（二)確定目標系統(tǒng)分析的目標應該根據(jù)客戶的要求和問題的性質來確定，如有可能，應盡量通過指標表示，以便進行定量分析。對不能定量描述的目標，也應盡量用文字描述清楚，以便進行定性分析并評價系統(tǒng)分析的成效。例如，預測未來的交通需求，規(guī)劃一個貨運站，優(yōu)化一個運輸系統(tǒng)，評價某客戶服務系統(tǒng)等。本教材的后續(xù)模塊將分別詳細介紹系統(tǒng)預測目標、系統(tǒng)規(guī)劃目標、系統(tǒng)優(yōu)化目標、系統(tǒng)評價目標、系統(tǒng)決策目標的內容。（三)調查研究，收集數(shù)據(jù)針對系統(tǒng)所涉及的范圍以及影響系統(tǒng)的各因素，進行深入細致的調查，收集有關資料，這是為建立系統(tǒng)的模型而進行定量、定性分析的基礎，是必須進行的工作。調查研究和收集數(shù)據(jù)應該圍繞問題的起因進行，一方面要驗證對問題及環(huán)境的假設，另一方面要探討產生問題的根本原因，為下一步提出解決問題的備選方案做準備。（四)尋找備選方案通過深入調查研究，確定需要解決的問題，明確產生問題的主要原因，在此基礎上，有針對性地提出解決問題的備選方案。備選方案是解決問題的建議或設計，應提出兩種以上備選方案，以便進一步評估和篩選。要根據(jù)問題的性質和客戶具備的條件，提出約束條件或評價標準，供下一步應用。（五)建模和預計后果建立系統(tǒng)分析模型是系統(tǒng)分析中進行定量分析的一個重要手段。模型化、模擬化就是根據(jù)前面的一些定量因素，用數(shù)學方法或模擬技術把各因素之間的關系表示出來。模型可以表示系統(tǒng)全部因素之間的關系；也可以把系統(tǒng)分解成若干個子系統(tǒng)，模型只表示子系統(tǒng)中各因素之間的關系。應根據(jù)各種定性或定量的分析方法建立模型和進行模擬，對各種方案進行對比并權衡各自的利弊得失。（六)評比備選方案一般情況下，在多個替換方案中，每個方案都有自己的長處和短處，往往很難確定選用什么方案，這就要根據(jù)系統(tǒng)指標體系，定出各方案的優(yōu)劣指標，即綜合評價標準，按評價標準對各方案進行綜合評價，確定出方案的優(yōu)劣順序。（七)提出最可污方案對多種備選方案進行評比之后，需要通過一定的決策規(guī)則進行決策分析，本教材將在后續(xù)的系統(tǒng)決策模塊詳細介紹各種決策方法。三、系統(tǒng)分析舉例【例2-2】如何由阿拉斯加東北部的普拉德霍灣油田向美國本土運輸原油？求解過程：（1）系統(tǒng)目的與環(huán)境。要求每天運送200萬桶原油。油田處在北極圈內,海灣長年處于冰封狀態(tài)。陸地更是常年冰凍,最低氣溫達—50節(jié)。（2）提出備選方案。在方案選擇的第一階段,提出了兩個初步可行方案：方案I是由海路用油船運輸；方案Ⅱ是用帶加溫系統(tǒng)的油管輸送。（3）方案的分析、比較。約50min任務三系統(tǒng)分析的技術基礎及方法一、系統(tǒng)分析方法論（一)系統(tǒng)分析的理論技術基礎系統(tǒng)分析的理論技術基礎頗為廣泛，它要廣泛研究各類系統(tǒng)的共性與特性，可以把它看成各門專業(yè)組織管理技術的總稱。由于系統(tǒng)分析對象不同，因此派生出了各個專業(yè)的系統(tǒng)分析，如交通運輸系統(tǒng)分析、工業(yè)系統(tǒng)分析、能源系統(tǒng)分析等。但它們的主要理論技術的內容是相同的。這些理論技術的內容有：1.運籌學運籌學（OperationResearch）是系統(tǒng)分析的專業(yè)基礎之一。它是研究在既定條件下對系統(tǒng)進行全面規(guī)劃、統(tǒng)籌兼顧、合理利用資源，以期達到最優(yōu)目標的數(shù)學方法。其主要分支有規(guī)劃論、博奕論（對策論）、排隊論、搜索論、決策論、庫存論、可靠性理論、網(wǎng)絡規(guī)劃論等。2.概率論與數(shù)理統(tǒng)計學概率論是研究大量隨機事件的基本規(guī)律的學科，而數(shù)理統(tǒng)計則是用來研究取得數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、整理數(shù)據(jù)和建立某些數(shù)學模式的方法。3.控制論控制論（Cybernetics）是一門綜合性科學，是自動控制理論、電子計算機、無線電通信與神經生理學、數(shù)學等學科相互滲透的產物。它主要研究各種控制系統(tǒng)的共同控制規(guī)律，目前已形成工程控制論、生物醫(yī)學控制論、經濟控制論等分支學科。雖然運籌學與控制論都研究系統(tǒng)的優(yōu)化問題，但一般來說，前者主要研究系統(tǒng)的靜態(tài)優(yōu)化，而后者主要探討系統(tǒng)的動態(tài)優(yōu)化。4.信息論信息論（InformationTheory）是研究信息的提取、傳遞、變換、存儲和流通的科學。隨著系統(tǒng)自動化程度的提高，對信息傳遞的及時性和準確性的要求也相應提高，特別是電子計算機的應用，使得信息的加工處理變得更為有效。（二)系統(tǒng)分析方法論的特點系統(tǒng)分析方法論的特點可概括為以下三個方面:1.研究方法上的整體性在研究方法上要把研究對象看作一個整體，同時把研究過程也看作一個整體，一般把系統(tǒng)作為若干個子系統(tǒng)有機結合而成的整體來設計，對每個子系統(tǒng)的技術要求首先從實現(xiàn)整體系統(tǒng)技術協(xié)調的角度來考慮，對研制過程中系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間的矛盾或者子系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間的矛盾都要從總體協(xié)調的需要來選擇解決方案。同時，把系統(tǒng)作為它所從屬的更大系統(tǒng)的組成部分來進行研究，對它的所有技術要求，都要盡可能從實現(xiàn)這個更大系統(tǒng)技術協(xié)調的角度來考慮。這種實踐體現(xiàn)了一種科學方法，它包括組織管理系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設計、制造、試驗和使用。2.技術應用上的綜合化系統(tǒng)分析著重綜合運用各種學科和技術領域內所獲得的成就。這種研究能使各種技術相互配合，從而實現(xiàn)整體系統(tǒng)的最優(yōu)化。一般大規(guī)模的復雜系統(tǒng)幾乎都是一個技術綜合體。所謂技術綜合體，就是從系統(tǒng)的總目標出發(fā)，使各有關的技術協(xié)調相配合，綜合運用。綜合應用各項技術的另一個重要方面是創(chuàng)造新的技術綜合體。3.管理科學化一個復雜的大規(guī)模工程往往有兩個并行的過程：一個是工程技術過程，另一個是工程技術控制過程。兩個過程都包括規(guī)劃，組織，控制工程的進度，對各種方案進行分析、比較和決策，評價選定方案的技術經濟效果等，統(tǒng)稱為管理。二、系統(tǒng)分析的常用技術方法（一)5W1H法1.5W1H法的含義5W1H法也叫六何分析法，是一種思考方法，也可以說是一種創(chuàng)造技法，它對選定的項目、工序或操作，都要從原因（何因Why）、對象（何事What）、地點（何地Where）、時間（何時When）、人員（何人Who）、方法（何法How）等六個方面提出問題進行思考。2.5W1H法的步驟在設定某個開發(fā)項目時，可以擬下列問題自問自答：（1）Why：這個項目為何需要？（2）When：它在何時使用？在什么樣的條件下使用？（3）Where：在什么場所使用？（4）Who：由什么人做？（5）What：項目的內容是什么？（6）How：如何解決問題？3.5W1H分析法的技巧5W1H分析法的四種技巧分別是取消、合并、改變和簡化。（1）取消:看現(xiàn)場能不能排除某道工序,如果可以就取消這道工序。（2）合并:看能不能把幾道工序合并,尤其在流水線上,合并技巧能立竿見影地改善狀況并提高效率。（3）改變:改變一下順序,改變一下工藝,這樣就能提高效率。（4）簡化:將復雜的工藝變得簡單一點,也能提高效率。無論對何種工作、工序、動作、布局、時間、地點等,都可以運用取消、合并、改變和簡化四種技巧進行分析,形成一個新的人、物、場所結合的新概念和新方法。4.5W1H法的舉例下面以在廣東省建核電廠為例,介紹5W1H分析法的應用。（1）What:要干什么事？研究在廣東省建核電廠的可行性。（2）Why:為什么在廣東建核電廠？該省自產能源少,歷來靠進口油和煤發(fā)電,進口能源受國際經濟和政治局勢影響大,自身無力左右局勢；同時為了在經濟上求得更加廉價的電力和減少環(huán)境污染。（3）When:何時建最為適宜？當?shù)啬茉炊倘?而能源工業(yè)作為經濟發(fā)展的基礎,應當優(yōu)先考慮,此項目的建設刻不容緩。（4）Where:何處建最為適宜？從避開地震區(qū)和斷裂、海嘯、流沙區(qū)、有足夠冷卻水、遠離人口密集中心地區(qū)這幾點來看,以該省北部沿海地區(qū)最為適宜。（5）Who:由何單位承建？由該省電力公司負責,并請工程顧問公司提供各種技術方面的咨詢服務工作。（6）How:如何進行？工程進度應服從戰(zhàn)略發(fā)電規(guī)劃,具體技術細節(jié)由工程顧問公司做進一步研究后再提出。（二)K.J.法1.K.J.法的含義K.J.（KawakitaJiro）法是日本東京大學的川喜田二郎教授根據(jù)自己去喜馬拉雅山旅游時所做的旅游紀實而提出的方法,也稱親和圖法,用于從很多具體信息中摸索出整體的輪廓和內容。2.K.J.法的基本原理把一條信息作為一行標題記在一張卡片上,將這些卡片攤在桌子上全面觀察,把有親近性的卡片集中起來組成輔助問題,即將相近的卡片集中起來組成大的模塊。3.K.J.法的步驟（1）明確實施者目前在尋求什么，目的是什么，在資料和知識等方面還有哪些欠缺等。（2）盡可能廣泛地收集、研究與主題相關的各種信息，用關鍵字眼簡潔地表示。（3）為每條信息做一張卡片，卡片的標題要簡明易懂，在集體實施的情況下，填寫卡片前應充分商量好內容，以防誤解。（4）把卡片攤在桌子上全面觀察，把有接近度的卡片集中在一起作為一個小組（這里對“接近度”一詞不給出定義，憑實施者的感覺來判斷）。（5）給小組重新取個名稱。（6）重復步驟（4）和（5），編成小組、中組及大組，即若干個小組形成中組，若干個中組形成大組，以此類推。對難以編組的卡片，不要勉強編入任一組里，可形成一個單獨的問題。（7）把小組（卡片）放在桌子上進行移動，按小組間的類似關系、對應關系、從屬關系、因果關系和相輔關系進行排列。（8）將排列結果歸納為圖表，即按大小用粗細線把小組框起來，用帶箭頭的連線把一個個有關系的框連接起來。這樣一來，整體的層次結構便一目了然了。（9）觀察結構圖，思考它的意義所在，把思考的結果總結成文章。從某一個小組開始，寫出輔助問題的內容和相互關系。憑直覺得到結構，然后通過分析和肯定說明結構的意義，以加深理解。在成文的過程中會有新的發(fā)現(xiàn)，會產生新的想法并逐步加深對問題的認識。（三)概要記述法概要記述法的重點在于兩個方面：一是概要，二是記述。概要記述法的要旨是：通過主要情節(jié)的合理論述，統(tǒng)一全體成員的認識，明確問題，想清對策。在進行系統(tǒng)開發(fā)時，應使集體中的每個成員盡可能詳細地了解開發(fā)的目的、立場、條件、范圍、環(huán)境、時間、預測、可能利用的信息、術語、水平、評價標準和主要因素等。（四)頭腦風暴法1.頭腦風暴法的含義頭腦風暴法（Brainstorming）又稱智力激勵法、BS（Brain-Storming）法、自由思考法、暢談法、集思法頭腦風暴法是由美國創(chuàng)造學家A.F.奧斯本于1939年首次提出、1953年正式發(fā)表的一種激發(fā)思維的方法。這是一種借助專家的無拘無束、自由奔放地思考問題來獲取創(chuàng)新性思維信息的方法。2.頭腦風暴法的基本原則（1）見解無專利。鼓勵借用別人的構想來自由發(fā)揮，由別人的靈感引發(fā)自己的靈感。（2）自由奔放的思路。解放思想，暢所欲言，各抒己見。（3）以數(shù)量求質量。想法越多越好。（4）會后評判。禁止在會議中評價他人設想，會后評價，不許自謙。（5）集中一個題目,用易懂的語言簡潔地敘述。3.頭腦風暴法的實現(xiàn)方法（1）聯(lián)想反應。聯(lián)想是產生新觀念的基本過程。在集體討論問題的過程中,每提出一個新的觀念,都能引發(fā)他人的聯(lián)想,相繼產生一連串的新觀念,產生連鎖反應,形成新觀念堆,為創(chuàng)造性地解決問題提供了更多的可能性。（2）熱情感染。在不受任何限制的情況下,集體討論問題能激發(fā)人的熱情。人人自由發(fā)言、相互影響、相互感染,能形成熱潮,突破固有觀念的束縛,能最大限度地發(fā)揮創(chuàng)造性思維。（3）競爭意識。在有競爭意識的情況下,人人爭先恐后,競相發(fā)言,不斷地開動思維機器,力求有獨到見解、新奇觀念。心理學的原理告訴我們,人類有爭強好勝心理,在有競爭意識的情況下,人的心理活動效率可增加50%以上。（4）個人欲望。在集體討論解決問題的過程中,個人的欲望自由,不受任何干擾和控制是非常重要的。頭腦風暴法有一條原則,即不得批評倉促的發(fā)言,甚至不許有任何懷疑的表情、動作、神色。這就能使每個人暢所欲言,提出大量的新觀念。4.頭腦風暴法的步驟（1）準備階段。選定基本議題；選定參加者（一般5~9人）,并挑選記錄員1名；確定會議時間和場所；準備好紙、筆等記錄工具；布置場所；會議主持人應掌握頭腦風暴法的一切細節(jié)問題。（2）熱身階段。熱身階段的目的是創(chuàng)造一種自由、寬松、祥和的氛圍,使大家得以放松,進入一種無拘無束的狀態(tài)。主持人宣布開會后,先說明會議的規(guī)則,然后隨便談點有趣的話題或問題,讓大家的思維處于輕松和活躍的境界。（3）明確問題。主持人扼要介紹有待解決的問題。介紹時必須簡潔、明確,不可過分周全,否則過多的信息會限制人的思維,干擾思維創(chuàng)新的想象力。（4）重新表述問題。經過一段討論后,大家對問題已經有了較深程度的理解。這時為了使大家對問題的表述能夠具有新角度、新思維,主持人要記錄大家的發(fā)言,并對發(fā)言記錄進行整理。通過整理和歸納記錄,找出富有創(chuàng)意的見解,以及具有啟發(fā)性的表述,供下一步暢談時參考。（5）暢談階段。暢談是頭腦風暴法的創(chuàng)意階段。為了使大家能夠暢所欲言,需要制訂的規(guī)則是：第一,不要私下交談,以免分散注意力；第二,不妨礙及評論他人發(fā)言,每人只談自己的想法；第三,發(fā)表見解時要簡單明了,一次發(fā)言只談一種見解。（6）評價選擇階段。將會議記錄整理好并分類展示給參加者；從效果和可行性兩方面評價各點子；選擇最合適的點子,盡可能采用會議中激發(fā)出來的點子。約40min1.教師總結2.課后練習題約20min系統(tǒng)工程教案課程信息課程名稱系統(tǒng)工程授課專業(yè)交通運輸類課程類型必修課公共課（）；專業(yè)基礎課（）；專業(yè)課（√）；選修課限選課（）；任選課（）；專業(yè)拓展課（）授課方式講授（√）；實踐課（√）；其它（）考核方式考試（）；考查（√）課程教學總學時數(shù)32學時學分數(shù)2學分教材名稱系統(tǒng)工程作者謝家貴、馬悅出版社西安電子科技大學出版社書號978-7-5606-6788-1出版時間2023.3（2023.4重?。┌嗉壵n程名稱系統(tǒng)工程授課教師授課課時6學習課題系統(tǒng)需求預測教學基本要求（1）理解系統(tǒng)需求及預測的定義；（2）了解系統(tǒng)預測的步驟和預測方法的分類；（3）掌握定性預測方法；（4）掌握時間序列定量預測方法；（5）掌握因果關系定量預測方法；（6）掌握預測誤差分析。教學重點、難點（1）定性預測方法；（2）時間序列定量預測方法；（3）因果關系定量預測方法。教學方法、手段案例導入法、講授法、小組討論法教學過程設計導入——專題講解——問題分析討論——練習——歸納總結參考案例來自教材、相關參考書教具、教材教學課件PPT、教學錄像片

教師學期授課教案授課提綱及重難點分析教學方法設計時間分配及旁注案例引入約10min任務一系統(tǒng)需求的認識一、系統(tǒng)需求的含義系統(tǒng)需求是所有部門（包括生產、銷售、物流、財務等）進行規(guī)劃和運營管理的基礎，需求的水平和需求的時間影響生產能力、資金需求和經營的總體框架。二、系統(tǒng)需求的特性（一)系統(tǒng)需求的時間特性和空間特性系統(tǒng)需求的時間特性包括兩層含義：一是指系統(tǒng)需求是一定時間段內的需求累積，如日需求、周需求、月需求、年需求等；二是指需求是隨時間而變化的，如需求的季節(jié)性變化。系統(tǒng)需求的空間特性即需求來源于何處。進行設施布局、網(wǎng)點規(guī)劃、運輸調度等都要知道需求的空間位置，所選擇的預測技術必須能反映影響需求模式的地理性差異。對需求的空間特性的處理方法有兩種：一種是先進行總需求的預測，再按照地理位置分解，這是一種自上而下的預測方法；另一種是先對每個地點的需求單獨進行預測，再根據(jù)需要進行匯總，這是一種自下而上的預測方法。這兩種預測思路所需采取的預測技術是不同的。（二)系統(tǒng)需求的不規(guī)則性與規(guī)則性系統(tǒng)需求隨時間變化而不同，需求的變動可能是規(guī)則性的，也可能是不規(guī)則性的。其中，規(guī)則性的變動包括如下圖所示的三種情況。導致需求規(guī)則性變動的因素有長期趨勢（Trend）、季節(jié)性因素（seasonal）和隨機性因素（Random）三種。（三)系統(tǒng)需求的派生性與獨立性系統(tǒng)需求的獨立性是指需求來源于一個個獨立的客戶。消費者對于消費類產品的需求大多屬于獨立需求。例如，對家用小轎車、家電產品、服裝等商品的需求都屬于獨立需求。在另一種情況下，需求是由某一特定的生產計劃要求派生出來的，是一種從屬性需求，這就是需求的派生性。例如，汽車廠對輪胎的需求、對汽車玻璃的需求等，就屬于派生性需求，它們是由汽車的生產計劃派生的需求。對于獨立需求的預測，適合應用統(tǒng)計預測方法。多數(shù)短期預測模型的基本條件都是需求獨立且隨機。對于派生需求，適合利用因果關系模型，因為這種需求模式有很強的傾向性，且不是隨機的，所以應通過判斷系統(tǒng)呈現(xiàn)出的趨勢和規(guī)律來構建預測模型實施預測。約40min任務二預測的認識一、預測的含義預測（Forecast）是對尚未發(fā)生或目前還不確定的事物進行預先估計、推斷和表述，是現(xiàn)時對將來時段里事物可能出現(xiàn)的狀況和產生的結果進行探討和研究，通過對客觀事實的歷史和現(xiàn)狀進行科學的調查和分析，由過去和現(xiàn)在去推測未來，由已知去推測未知，從而揭示客觀事件未來發(fā)展的趨勢和規(guī)律。簡而言之，預測就是把某一未來事件發(fā)生的不確定性極小化。預測理論作為通用的方法論，既能用于研究自然現(xiàn)象，也能用于研究社會現(xiàn)象。將預測理論、方法與實際問題結合，就產生了預測的各個分支，如社會預測、人口預測、經濟預測、科技預測、氣象預測等。二、預測的基本原則（一)慣性原則所謂慣性，就是指由于事物發(fā)展變化主要受內因的作用，一個事物的過去、現(xiàn)在的狀態(tài)會持續(xù)到將來。也就是說，隨著時間的推移，事物的發(fā)展變化具有某種程度的持續(xù)性、連貫性。盡管未來的經濟事件與現(xiàn)在會有差別，但是有許多方面與現(xiàn)在是相似的。利用這一原則掌握事物內在變化的規(guī)律，就能根據(jù)已知推測未知，根據(jù)過去和現(xiàn)在推測未來。社會和自然界中的大多數(shù)事物在其發(fā)展變化過程中總有維持或延續(xù)原狀態(tài)的趨向，事物的某些基本特征和性質將隨時間的延續(xù)而維持下去，這就是慣性原理。事物慣性的大小取決于事物本身的動力和外界因素的作用。例如，某一材料的應用前景首先取決于材料本身的技術性能及制造特性，但社會需求量及其他材料的替代也會起到激發(fā)或限制作用。（二)類推原則類推原則是事物發(fā)展變化的因果關系原則。一切事物的存在、發(fā)展和變化都受有關因素的影響和制約。因此，事物的存在結構和變化都有一定的模式。就企業(yè)而論，勞動生產率提高，預示著產量可能提高；生產成本降低，預示著產品價格可能降低，或利潤增大；產品質量提高，預示著銷售量可能增加。就市場來說，商品供過于求，預示著價格可能下跌；產品供不應求，預示著價格可能上漲；新產品投入市場，預示著老產品開始滯銷或價格下跌。這些都是經濟活動的模式，都存在一定相互制約的因果關系。掌握這種因果關系，就能揭示相互關聯(lián)的事物的發(fā)展變化，推斷出未來經濟事件的性質、狀況和規(guī)模。三、預測的作用預測的作用主要體現(xiàn)在以下5個方面：（1）預測為制訂一個切實可行的計劃提供科學依據(jù)；（2）預測是避免決策片面性和決策失誤的重要手段；（3）預測既是計劃的前提條件，又是計劃工作的重要組成部分；（4）預測是提高管理預見性的一種手段；（5）預測可以面向未來，提前做好準備，一旦發(fā)現(xiàn)問題便可集中力量解決，在一定程度上決定了組織的成敗。預測是從變化的事物中找出使事物發(fā)生變化的固有規(guī)律，尋找和研究各種變化現(xiàn)象的背景及其演變的邏輯關系，從而揭示事物未來的面貌。預測的實踐基礎是調查研究。預測的方法是系統(tǒng)分析。預測的基本觀點