系統(tǒng)工程基礎(chǔ) 第一講-引言和系統(tǒng)工程概述-zidonghua學(xué)習(xí)資料

系統(tǒng)工程導(dǎo)論

（SystemsEngineering,SE）

—系統(tǒng)工程方法論及其應(yīng)用高欣北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院gxin_mail98@2025/4/19系統(tǒng)工程理論、方法與應(yīng)用2

聽課

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（預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)）

練習(xí)

（綜合練習(xí)）學(xué)習(xí)方式2025/4/19系統(tǒng)工程理論、方法與應(yīng)用3Why?時(shí)代特征及社會(huì)發(fā)展趨勢

經(jīng)濟(jì)全球化（環(huán)境）動(dòng)態(tài)市場帶來挑戰(zhàn)和機(jī)會(huì)（變化）社會(huì)加速信息化創(chuàng)新開始成為時(shí)代的最強(qiáng)音（概念、途徑）社會(huì)進(jìn)入合作競爭新時(shí)代

（COOPETITION；GUANXI）

科學(xué)發(fā)展觀引起普遍關(guān)注（系統(tǒng)發(fā)展觀）………………

引言“要學(xué)一點(diǎn)系統(tǒng)工程”2025/4/19系統(tǒng)工程理論、方法與應(yīng)用4引言:Why管理科學(xué)的發(fā)展與管理人才培養(yǎng)

管理科學(xué)發(fā)展的“制高點(diǎn)”

——系統(tǒng)化管理T型人才

2025/4/19第一章VisualC++6.0基礎(chǔ)5機(jī)器人控制用于空間艙內(nèi)操作的較小空間機(jī)器人系統(tǒng)更換電路板

維修衛(wèi)星

空間機(jī)器人綜合服務(wù)系統(tǒng)地面樣機(jī)及演示平臺(tái)

面向未來在軌應(yīng)用需求，需要機(jī)械臂替代或協(xié)助宇航員開展相應(yīng)的在軌操作，為此針對(duì)空間柔性機(jī)械臂，綜合考慮臂桿柔性和關(guān)節(jié)柔性，開展了空間柔性機(jī)器人動(dòng)力學(xué)控制/耦合系統(tǒng)研究，對(duì)空間柔性機(jī)械臂在軌應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了試驗(yàn)平臺(tái)驗(yàn)證。艙外服務(wù)機(jī)器人2025/4/19系統(tǒng)工程理論、方法與應(yīng)用7引言What/When?

SE是以大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)為研究對(duì)象，在系統(tǒng)理論、管理科學(xué)及其運(yùn)籌學(xué)、專業(yè)工程技術(shù)等學(xué)科基礎(chǔ)上形成的一門交叉學(xué)科。通過學(xué)習(xí)，主要使學(xué)生掌握分析與解決一般系統(tǒng)問題的思想、程序和方法,并能夠?qū)⑵鋺?yīng)用與工程具體應(yīng)用中。2025/4/19系統(tǒng)工程理論、方法與應(yīng)用8引言:What/When第一講：系統(tǒng)工程概述第二講：系統(tǒng)工程理論與方法論(課堂討論1)第三講：系統(tǒng)模型與模型化第四講：系統(tǒng)仿真及系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法（課堂練習(xí)1）2025/4/19系統(tǒng)工程理論、方法與應(yīng)用9引言:What/When第五講：系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法第六講：決策分析方法（課堂練習(xí)2）第七、八、九講：系統(tǒng)工程應(yīng)用案例

2025/4/19系統(tǒng)工程理論、方法與應(yīng)用10上課時(shí)間為4－19周， 其中第11周期中考試，第20周期末考試選修考查平時(shí)成績30％期中考試20%期末考試50％成績評(píng)定2025/4/19系統(tǒng)工程理論、方法與應(yīng)用11引言Who/Where?

Who

——學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)。

Where——將課堂內(nèi)外的學(xué)習(xí)結(jié)合起來！2025/4/19系統(tǒng)工程理論、方法與應(yīng)用12引言:HowHow?建議

注重系統(tǒng)思考；

堅(jiān)持問題導(dǎo)向； 采用系統(tǒng)化方法；教學(xué)要求

上課及考核2025/4/19系統(tǒng)工程理論、方法與應(yīng)用13

教材：

《系統(tǒng)工程》（第4版）

汪應(yīng)洛主編

機(jī)械工業(yè)出版社2008年4月

2025/4/19系統(tǒng)工程理論、方法與應(yīng)用14參考資料《系統(tǒng)工程理論、方法與應(yīng)用》（第二版）汪應(yīng)洛主編，高等教育出版社，2005年7月

《系統(tǒng)科學(xué)與工程研究》（第二版）許國志

主編，上?？萍冀逃霭嫔纾?000年

系統(tǒng)工程概論．楊家本主編．武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2002年1月系統(tǒng)工程原理.譚躍進(jìn)，陳英武，易進(jìn)先.長沙：國防科技大學(xué)出版社，19992025/4/19系統(tǒng)工程理論、方法與應(yīng)用15第一講系統(tǒng)工程概述第一節(jié)：系統(tǒng)工程的產(chǎn)生、發(fā)展及應(yīng)用第二節(jié)：系統(tǒng)工程的研究對(duì)象第三節(jié)：系統(tǒng)工程的概念與特點(diǎn)2025/4/19系統(tǒng)工程理論、方法與應(yīng)用16第一講系統(tǒng)工程概述一、系統(tǒng)思想及系統(tǒng)理論的產(chǎn)生與發(fā)展

系統(tǒng)思想的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段，即：“只見森林”（樸素的系統(tǒng)思想）階段—“只見樹木”階段—“先見森林，后見樹木”（科學(xué)的系統(tǒng)思想）階段。古代中國和古希臘在系統(tǒng)思想的產(chǎn)生與早期發(fā)展中具有突出地位和貢獻(xiàn)。

第一節(jié)系統(tǒng)工程的產(chǎn)生、發(fā)展及應(yīng)用2025/4/19系統(tǒng)工程理論、方法與應(yīng)用17系統(tǒng)思想及系統(tǒng)理論的產(chǎn)生與發(fā)展整體思想和聯(lián)系思想是科學(xué)系統(tǒng)思想的核心與實(shí)質(zhì)。

一般系統(tǒng)論、控制論（工程、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)）、信息論、耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學(xué)及自組織理論等是系統(tǒng)理論的重要內(nèi)容和SE的理論基礎(chǔ)。

2025/4/19系統(tǒng)工程理論、方法與應(yīng)用18二、系統(tǒng)工程的發(fā)展概況階段年代（份）重大工程實(shí)踐或事件重要理論與方法貢獻(xiàn)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(shí)施彩電開發(fā)計(jì)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(dòng)產(chǎn)生軍事運(yùn)籌學(xué)（MilitaryOperationsResearch）,也即軍事系統(tǒng)工程本世紀(jì)40年代美國研制原子彈的“曼哈頓計(jì)劃”運(yùn)用SE，并推動(dòng)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(qiáng)調(diào)了其重要性2025/4/19系統(tǒng)工程理論、方法與應(yīng)用19III40年代后期到50年代初期運(yùn)籌學(xué)的廣泛運(yùn)用與發(fā)展、控制論的創(chuàng)立與應(yīng)用、電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，為SE奠定了重要的學(xué)科基礎(chǔ)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(xué)科形成的標(biāo)志1958美國研制北極星導(dǎo)彈潛艇提出PERT（網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)），這是最早的系統(tǒng)工程技術(shù)之一。1965R.E.Machol編著《系統(tǒng)工程手冊》表明系統(tǒng)工程的實(shí)用化和規(guī)范化美國自動(dòng)控制學(xué)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(xué)基礎(chǔ)1961-1972美國實(shí)施“阿波羅”登月計(jì)劃使用了多種SE方法，其成功極大地提高了SE的地位2025/4/19系統(tǒng)工程理論、方法與應(yīng)用20IV1957H.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(xué)科形成的標(biāo)志1958美國研制北極星導(dǎo)彈潛艇提出PERT（網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)），這是最早的系統(tǒng)工程技術(shù)之一。1965R.E.Machol編著《系統(tǒng)工程手冊》表明系統(tǒng)工程的實(shí)用化和規(guī)范化美國自動(dòng)控制學(xué)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(xué)基礎(chǔ)1961-1972美國實(shí)施“阿波羅”登月計(jì)劃使用了多種SE方法，其成功極大地提高了SE的地位V1972（73年第一次石油危機(jī)、阿波羅）國際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所（IIASA）在維也納成立SE的應(yīng)用開始從工程領(lǐng)域進(jìn)入到社會(huì)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，并發(fā)展到了一個(gè)重要的新階段。70年代SE的廣泛應(yīng)用在國際上達(dá)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(yīng)用達(dá)到高潮2025/4/19系統(tǒng)工程理論、方法與應(yīng)用21阿波羅登月計(jì)劃

人類首次登上月球(1969年7月21日)

2025/4/19系統(tǒng)工程理論、方法與應(yīng)用22三、系統(tǒng)工程在中國的發(fā)展及應(yīng)用

上世紀(jì)50至60年代，我國的一些研究機(jī)構(gòu)和著名學(xué)者為SE的研究與應(yīng)用作了理論上的探討、應(yīng)用上的嘗試和技術(shù)方法上的準(zhǔn)備。其主要標(biāo)志和集中代表是錢學(xué)森的《工程控制論》、華羅庚的《統(tǒng)籌法》和許國志的《運(yùn)籌學(xué)》。

我國大規(guī)模地研究與應(yīng)用SE是從70年代末、80年代初開始的。

2025/4/19系統(tǒng)工程理論、方法與應(yīng)用231978年9月27日，錢學(xué)森、許國志、王壽云在《文匯報(bào)》發(fā)表題為“組織管理的技術(shù)——系統(tǒng)工程”的長篇文章；

從1978年起，西安交大、天津大學(xué)、清華大學(xué)、華中理工大學(xué)、大連理工大學(xué)等國內(nèi)著名大學(xué)開始招收了第一批SE專業(yè)碩士研究生；

1980年11月，中國系統(tǒng)工程學(xué)會(huì)在北京成立；

1980年10月至1981年1月，中國科協(xié)、中央電視臺(tái)會(huì)同中國系統(tǒng)工程學(xué)會(huì)、中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)聯(lián)合舉辦“系統(tǒng)工程電視普及講座（45講）”，取得了良好的社會(huì)效果。2025/4/19系統(tǒng)工程理論、方法與應(yīng)用2470年代末以來，應(yīng)用SE理論和方法來研究與解決我國的重大現(xiàn)實(shí)問題，在許多領(lǐng)域和方面取得了較好的效果，如：人口問題的定量研究及應(yīng)用（始于1978年）2000年中國的研究(1983至1985年）全國和地區(qū)能源規(guī)劃（始于1980年）全國人才和教育規(guī)劃（始于1983年）農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程（始于1980年）區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略（始于1982年）（行政區(qū)域、自然經(jīng)濟(jì)區(qū)域）投入產(chǎn)出表的應(yīng)用（始于60年代和1976年）軍事系統(tǒng)工程（始于1978年）水資源的開發(fā)利用（始于1978年）等。

2025/4/19系統(tǒng)工程理論、方法與應(yīng)用25

90年代以來，系統(tǒng)工程在與以下七個(gè)方面的結(jié)合上已具有初步結(jié)果和強(qiáng)勁勢頭：企業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型時(shí)期我國改革發(fā)展的重大現(xiàn)實(shí)問題（綜合配套改革、和諧社會(huì)建設(shè)、自主創(chuàng)新、資源能源問題、新農(nóng)村建設(shè)、城鎮(zhèn)化、社會(huì)保障、應(yīng)急管理等）管理科學(xué)、經(jīng)濟(jì)科學(xué)、工程科學(xué)各種前沿問題落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀社會(huì)信息化變革重大投資與大型項(xiàng)目管理思維科學(xué)和生命科學(xué)2025/4/19系統(tǒng)工程理論、方法與應(yīng)用26一.SE的研究對(duì)象是大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)

該類系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有：規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、屬性及目標(biāo)多樣、一般為人-機(jī)系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)性突出等。第一講:系統(tǒng)工程概述第二節(jié)系統(tǒng)工程的研究對(duì)象2025/4/19系統(tǒng)工程理論、方法與應(yīng)用27二.系統(tǒng)的概念我國系統(tǒng)科學(xué)界對(duì)系統(tǒng)的定義是：

1.系統(tǒng)的定義：系統(tǒng)是由兩個(gè)以上相互聯(lián)系的要素所構(gòu)成，且具有特定功能、結(jié)構(gòu)、環(huán)境的整體。

系統(tǒng)是由相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合而成，具有特定功能的有機(jī)整體，而且這個(gè)整體又是它所從屬的更大的系統(tǒng)的組成部分（錢學(xué)森）。即：系統(tǒng)是同類或相關(guān)事物按一定的內(nèi)在聯(lián)系組成的整體，具有一定的目的和功能。2.系統(tǒng)的屬性：整體性、關(guān)聯(lián)性、環(huán)境適應(yīng)性。

2025/4/19系統(tǒng)工程理論、方法與應(yīng)用28

三.系統(tǒng)的類型

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)與靜態(tài)系統(tǒng)封閉系統(tǒng)與開放系統(tǒng)主要明確SE研究什么樣的系統(tǒng)問題2025/4/19系統(tǒng)工程理論、方法與應(yīng)用29

第三節(jié)SE的內(nèi)容與特點(diǎn)

所謂SE，是用來開發(fā)、運(yùn)行、革新一個(gè)大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)所需思想、程序、方法的總和（或總稱）。

SE強(qiáng)調(diào)以下基本觀點(diǎn)：

(1)整體性和系統(tǒng)化觀點(diǎn)（前提）(2)總體最優(yōu)或平衡協(xié)調(diào)觀點(diǎn)（目的）

trade-off(3)多種方法綜合運(yùn)用的觀點(diǎn)（手段）(4)問題導(dǎo)向及反饋控制觀點(diǎn)（保障）2025/4/19系統(tǒng)工程理論、