《系统工程理论与方法》课程教学资源（PPT课件）Charpter 2 系统工程及方法论

第二章系统工程及方法论系统工程概念系统工程是20世纪中期出现的一门新兴学科。它是一类以人工系统为主要研究对象的应用技术，二次大战后美国计划进行原子能应用和宇审开发等大规模的技术开发工作。这些开发都涉及十分广泛的领域，使过去专门领域范围内的技术，包括复合技术都远远不能胜任。由于完成这样的计划需花费巨额经费、很长的时间和大量的人力、物力，而且不允许失败，一旦失败造成的损失是巨大的因此就召集了很多领域的专家有效地推进那些大系统的开发，初步确立了系统开发的程序、组织和方法

第二章 系统工程及方法论 系统工程概念 系统工程是20世纪中期出现的一门新兴学科。它是 一类以人工系统为主要研究对象的应用技术，二次大战后， 美国计划进行原子能应用和宇宙开发等大规模的技术开发 工作。这些开发都涉及十分广泛的领域，使过去专门领域 范围内的技术，包括复合技术都远远不能胜任。由于完成 这样的计划需花费巨额经费、很长的时间和大量的人力、 物力，而且不允许失败，一旦失败造成的损失是巨大的， 因此就召集了很多领域的专家有效地推进那些大系统的开 发，初步确立了系统开发的程序、组织和方法

第2章系统工程及方法论系统工程概念背景：20世纪60年代，由于电子计算机的迅速发展，使大规模系统的定量分析和评价、设计和控制成为可能这就大大加快了这门学科的发展例如系统工程在人造卫星、导弹、载人飞船和大型国民经济建设工程实施等方面都发挥了重要作用。现在的系统工程不仅仅担任技术系统的开发，也用来解决社会系统、经济系统、事务管理系统、环保系统、城市系统等问题

第2章 系统工程及方法论 系统工程概念 背景： 20世纪60年代，由于电子计算机的迅速发展，使大 规模系统的定量分析和评价、设计和控制成为可能， 这就大大加快了这门学科的发展。 例如系统工程在人造卫星、导弹、载人飞船和大 型国民经济建设工程实施等方面都发挥了重要作用。 现在的系统工程不仅仅担任技术系统的开发，也用 来解决社会系统、经济系统、事务管理系统、环保 系统、城市系统等问题

2.1系统工程的定义系统工程是一门管理类的基础学科。由于管理学是一门交叉学科，所以系统工程的应用范围特别广。关于系统工程的定义，主要观点有（1）我国著名科学家钱学森教授指出：“系统工程是组织管理“系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有“系统都具有普遍意义的科学方法。“（2）美国学者HChestnut在其所著的《系统工程学的方法》一书中指出“系统工程学是为了研究由多数子系统构成的整体系统所具有的多种不同目标的相互协调，以期系统功能的最优化，最大限度地发挥系统组成部分的能力而发展起来的一门科学。（3）东京工业大学寺野寿郎教授在其所著的《系统工程学》一书中认为：“系统工程学是为了合理地开发、设计和运用系统而采用的思想、程序、组织和方法等的总称

• 系统工程是一门管理类的基础学科。由于管理学是一门交叉学科，所以系统 工程的应用范围特别广。关于系统工程的定义，主要观点有： （1）我国著名科学家钱学森教授指出：“系统工程是组织管理‘系统’ 的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有‘系统’ 都具有普遍意义的科学方法。” （2）美国学者H Chestnut在其所著的《系统工程学的方法》一书中指出： “系统工程学是为了研究由多数子系统构成的整体系统所具有的多种不同目标 的相互协调，以期系统功能的最优化，最大限度地发挥系统组成部分的能力而 发展起来的一门科学。” （3）东京工业大学寺野寿郎教授在其所著的《系统工程学》一书中认为： “系统工程学是为了合理地开发、设计和运用系统而采用的思想、程序、组织 和方法等的总称”。 2.1 系统工程的定义

2.1系统工程的定义（4）我国著名学者汪应洛教授指出：“系统工程是以研究大规模复杂系统为对象的一门交叉学科。它是把自然科学和社会科学的某些思想、理论、方法和手段等根据总体协调的需要，有机地联系起来，把人们的生产、科研或经济活动有效地组织起来，应用定量分析和定性分析相结合的方法和计算机等技术工具，对系统的构成要素、组织结构、信息交换和反馈控制等功能进行分析、设计、制造和服务，从而达到最优设计、最优控制和最优管理的目的，以便更充分地发挥人力、物力的潜力，通过各种组织管理技术，为局部和整体之间的关系协调配合以实现系统的综合最优化。系统工程是一门工程技术，但它与机械工程、电子工程、水利工程等其他工程学的某些性质不尽相同。上述各门工程学都有其特定的工程物质对象，而系统工程则不然，任何一种物质系统都能成为它的研究对象，而且还不只限于物质系统

（4）我国著名学者汪应洛教授指出：“系统工程是以研究大规模复杂系统 为对象的一门交叉学科。它是把自然科学和社会科学的某些思想、理论、方法 和手段等根据总体协调的需要，有机地联系起来，把人们的生产、科研或经济 活动有效地组织起来，应用定量分析和定性分析相结合的方法和计算机等技术 工具，对系统的构成要素、组织结构、信息交换和反馈控制等功能进行分析、 设计、制造和服务，从而达到最优设计、最优控制和最优管理的目的，以便更 充分地发挥人力、物力的潜力，通过各种组织管理技术，为局部和整体之间的 关系协调配合，以实现系统的综合最优化。” 系统工程是一门工程技术，但它与机械工程、电子工程、水利工程等其他 工程学的某些性质不尽相同。上述各门工程学都有其特定的工程物质对象，而 系统工程则不然，任何一种物质系统都能成为它的研究对象，而且还不只限于 物质系统。 2.1 系统工程的定义

2.1系统工程的定义它可以包括自然系统、社会经济系统、经营管理系统、军事指挥系统等等由于系统工程处理的对象主要是信息，在国外有些学者认为系统工程是一门软科学”系统工程在自然科学与社会科学之间架设了一座沟通的桥梁，是一种定量和定性相结合的方法。系统工程为从事自然科学的工程技术人员和从事社会科学的研究人员的相互合作开辟了广的道路综上所述，系统工程的定义可概括为：系统工程是以系统作为研究对象从系统的整体观念出发，用优化的方法，求得系统整体最优的综合性组织管理、技术和方法的总称

它可以包括自然系统、社会经济系统、经营管理系统、军事指挥系统等等。 由于系统工程处理的对象主要是信息，在国外有些学者认为系统工程是一门 “软科学”。 系统工程在自然科学与社会科学之间架设了一座沟通的桥梁，是一种定量 和定性相结合的方法。系统工程为从事自然科学的工程技术人员和从事社会科 学的研究人员的相互合作开辟了广阔的道路。 综上所述，系统工程的定义可概括为：系统工程是以系统作为研究对象， 从系统的整体观念出发，用优化的方法，求得系统整体最优的综合性组织、管 理、技术和方法的总称。 2.1 系统工程的定义

2.2系统工程的特点（1）整体化的研究思路（2）综合化的分析方法（3）科学化的组织管理（4）满意化的总体设计所谓的整体就是把研究对象作为整体看待，全面地辩证地看问题。也就是要保持系统整体的均衡性和一致性。整体化的观点认为：系统的属性总是多于组成它的元素孤立状态时的属性；在复杂系统内部或这个复杂系统和环境中其他系统之间，存在着复杂的互依、竞争、吞食或破坏关系；一个系统可以在一定条件下由无序走向有序也可以在一定条件下由有序走向无序

所谓的整体就是把研究对象作为整体看待，全面地辩 证地看问题。也就是要保持系统整体的均衡性和一致性。 整体化的观点认为：系统的属性总是多于组成它的元 素孤立状态时的属性；在复杂系统内部或这个复杂系统和 环境中其他系统之间，存在着复杂的互依、竞争、吞食或 破坏关系；一个系统可以在一定条件下由无序走向有序， 也可以在一定条件下由有序走向无序。 （1）整体化的研究思路 （2）综合化的分析方法 （3）科学化的组织管理 （4）满意化的总体设计 2.2 系统工程的特点

2.2系统工程的特点（1）整体化的研究思路（2）综合化的分析方法（3）科学化的组织管理（4）满意化的总体设计现代科学技术发展的趋势是“技术突破型”越来越少，而“系统综合型”越来越多。这就要求我们运用各种学科、各种技术互相渗透融合，通过综合集成创造出新的技术综合体

现代科学技术发展的趋势是 越来越少，而 越来越多。这就要求我们运用各种学科、各种技术互相 渗透融合，通过综合集成创造出新的技术综合体。 （1）整体化的研究思路 （2）综合化的分析方法 （3）科学化的组织管理 （4）满意化的总体设计 2.2 系统工程的特点

2.2系统工程的特点（1）整体化的研究思路（2）综合化的分析方法（3）科学化的组织管理（4）满意化的总体设计由于系统工程研究的对象在规模、结构、层次、相互联系等方面高度复杂，综合应用日益广泛，这就使得那种单凭经验的管理，不能适应客观需要。因此，只有通过科学的组织管理，才能实现研究思路上的整体化和应用方法的综合化，才能充分发挥出系统的效能。管理科学化就是要按科学规律办事，具体包括对管理、组织结构、体制和人员配备的分析，工作环境的布局，程序步骤的组织，以及工程进度的计划与控制等问题的研究

由于系统工程研究的对象在规模、结构、层次、相互联系等 方面高度复杂，综合应用日益广泛，这就使得那种单凭经验的管 理，不能适应客观需要。 因此，只有通过科学的组织管理，才能实现研究思路上的整 体化和应用方法的综合化，才能充分发挥出系统的效能。 管理科学化就是要按科学规律办事，具体包括对管理、组织 结构、体制和人员配备的分析，工作环境的布局，程序步骤的组 织，以及工程进度的计划与控制等问题的研究。 （1）整体化的研究思路 （2）综合化的分析方法 （3）科学化的组织管理 （4）满意化的总体设计 2.2 系统工程的特点

2.2系统工程的特点（1）整体化的研究思路（2）综合化的分析方法（3）科学化的组织管理系统工程是实现系统最优化的组织管理技术，因此，系统（4）满意化的总体设计整体性能的最优化是系统工程所追求并要达到的目的。由于整体性是系统工程最基本的特点，所以系统工程并不追求构成系统的个别部分最优，而是通过协调系统各部分的关系，使系统整体目标达到最优。由于最优化的方法往往难以实现，因而这种最优一定程度上就是“满意”。目前在工程技术的许多领域用“满意”解取代“最优解”是一趋势

系统工程是实现系统最优化的组织管理技术，因此，系统 整体性能的最优化是系统工程所追求并要达到的目的。由于整 体性是系统工程最基本的特点，所以系统工程并不追求构成系 统的个别部分最优，而是通过协调系统各部分的关系，使系统 整体目标达到最优。由于最优化的方法往往难以实现，因而这 种最优一定程度上就是“满意”。目前在工程技术的许多领域， 用“满意”解取代“最优解”是一趋势。 （1）整体化的研究思路 （2）综合化的分析方法 （3）科学化的组织管理 （4）满意化的总体设计 2.2 系统工程的特点

2.3系统工程的形成与发展*未来社会发展环境的不确定性，要求有相应的一种技术能够应付适应这种环境。社会实践和生产实践的需要是科学技术发展的动力。系统工程产生的背景主要计算机信息技术的诞生与应用以及组织管理技术进步和有以下几个方面：完善办运筹学等学科的成熟与发展科学技术发展速度加快

2.3 系统工程的形成与发展 运筹学等学科的成熟与发展 计算机信息技术的诞生与应 用以及组织管理技术进步和 完善 未来社会发展环境的不确定 性，要求有相应的一种技术 能够应付适应这种环境。 社会实践和生产实践的需要是科学技 术发展的动力。系统工程产生的背景主要 有以下几个方面： 科学技术发展速度加快