系統工程第一講緒論經濟管理學院工業工程系第1頁學習目通過學習本課程，使學生掌握系統工程學基本概念、基本原理和典型技術辦法，具有對各類社會經濟系統進行系統分析和進行系統工程管理能力，理解本學科最新發展和動態。第2頁學習辦法重視系統思考堅持問題導向采取系統化辦法第3頁課程知識體系系統工程概述(2學時)系統工程基本原理、理論(4學時)系統分析

(8學時)系統設計，系統思想在工程、公司中應用

(6學時)系統構造模型技術

(6學時)系統仿真技術與系統動力學辦法

(8學時)系統評價與檢查

(8學時)第4頁第一節泡茶問題華羅庚先生泡茶“想泡壺茶喝。當初情況是：開水沒有，開水壺要洗，茶壺茶杯要洗，火已升了，茶葉也有了，怎么辦?”第5頁一、問題描述1.目標：喝到一碗清新熱茶。2.條件：已有一種茶壺、一包好茶葉、一種燃著火爐和可用涼水水源。3.其他要求：以最節省資源方式實現目標。4.系統工程研究任務：為處理品茗問題設計一種行動計劃系統(設計一種處理泡茶問題行動計劃)。

第一節泡茶問題第6頁二、問題分析1資源需求根據我們日常經驗，當代人類活動一般需要人、財、物等類資源。在這個泡茶問題上，不包括資金，所需資源包括：涼水、茶壺、茶葉、茶碗、火爐。這些資源目前都已齊備，且假設除人外沒有限制。第一節泡茶問題第7頁2目標要求以最節省資源方式泡一壺好茶。這個問題中，前面提到各項資源除了人力資源外，都是沒有限制。但事實上，茶壺大小是確定，因而所用水是確定。再假定爐火發熱量及熱效率是確定，那么，一旦裝滿水茶壺放到火上，其消耗能源也是確定。茶葉使用量是有定額。第一節泡茶問題第8頁因此，在泡茶問題上，前述各項資源除隨機干擾外，不存在節省問題。這個問題，唯一包括節省問題是有關一種既無限又有限資源—時間節省。3系統工程研究任務界定設計一種處理泡茶問題行動計劃，要求合理安排各道工序，最大程度節省時間。第一節泡茶問題第9頁三、定性籌劃幾個備選方案第一節泡茶問題根據日常經驗，對以上泡茶問題能夠有下列三種解法：甲：⑴洗凈水壺；⑵灌上涼水；⑶壺放在火上；⑷等水開；⑸水開后，以最快速度洗茶杯，找茶葉；⑹泡茶，待茶泡好；⑺品茗。乙：⑴洗凈水壺；⑵洗茶杯；⑶找好茶葉；⑷灌涼水；⑸壺放火上；⑹等水開；⑺水開后，用準備好茶杯、茶葉泡茶；⑻等候茶泡好；⑼品茗。丙：⑴洗凈水壺；⑵灌涼水；⑶壺放火上；⑷洗茶杯；⑸拿茶葉；⑹水開之前，可干某些其他事；⑺水開，泡茶；⑻品茗。第10頁第一節泡茶問題四、方案分析與比較(系統分析)1.列出泡茶所需所有工序2.確定每道工序所需時間3.確定各道工序之間時間連接關系4.分析計算每種方案所需總時間5.做出比較結論第11頁第一節泡茶問題工序列表序號名稱緊前工序工序時間(分)1洗壺無12灌水10.53放壺20.34等水開3155洗杯無16找茶葉無17泡茶3，5，62.28品茗7第12頁第一節泡茶問題洗壺灌水放壺洗杯泡茶拿茶葉等水開115110.30.5品茗2.20.3丙：洗壺洗杯找茶葉灌水等水開放壺泡茶1150.30.511品茗2.2乙：洗壺灌水放壺等水開泡茶洗杯，找茶葉品茗12.22150.30.5甲：圖1泡茶系統工程備選方案工序圖第13頁方案分析甲方案總時間=1+0.5+0.3+15+2+2.2=21乙方案總時間=1+1+1+0.5+0.3+15+2.2=21丙方案總時間=1+0.5+(0.3+15)+2.2=19分析成果：丙方案最節省時間。方案提議：丙第一節泡茶問題第14頁泡茶工程經驗總結第一節泡茶問題幾大步驟：確定問題目標分析需求分析方案籌劃系統分析（統計、計算、比較）決策提議方案實行系統原理：最優化、并行統籌、工序圖法第15頁一、系統思想及系統理論產生與發展第二節系統工程產生與發展系統思想發展經歷了三個階段，即：“只見森林”（樸素系統思想）階段→“只見樹木”階段→“先見森林，后見樹木”（科學系統思想）階段。古代中國和古希臘在系統思想產生與早期發展中具有突出地位和奉獻。第16頁整體思想和聯系思想是科學系統思想關鍵與實質。一般系統論、控制論、信息論、耗散構造理論、協同窗及自組織理論等是系統理論主要內容和SE理論基礎。第二節系統工程產生與發展第17頁二、系統工程發展概況第二節系統工程產生與發展第18頁階段年代（份）重大工程實踐或事件主要理論與措施奉獻I1930美國發展與研究廣播電視正式提出系統措施（Systemsapproach）概念1940美國實行彩電開發計劃采取系統措施，并取得巨大成功美國Bell電話公司開發微波通訊系統正式使用系統工程（SystemsEngineering）一詞II第二次世界大戰期間英、美等國反空襲等軍事行動產生軍事運籌學（MilitaryOperationsResearch）,也即軍事系統工程本世紀40年代美國研制原子彈“曼哈頓計劃”利用SE，并推進了其發展1945美國空軍建立蘭德（RAND）公司曾經提出系統分析（Systemsanalysis）概念，強調了其主要性第二節系統工程產生與發展第19頁III40年代后期到50年代早期運籌學廣泛利用與發展、控制論創建與應用、電子計算機出現，為SE奠定了主要學科基礎IV1957H.Good和R.E.Machol刊登第一部名為《系統工程》著作系統工程學科形成標志1958美國研制北極星導彈潛艇提出PERT（網絡優化技術），這是最早系統工程技術之一。1965R.E.Machol編著《系統工程手冊》表白系統工程實用化和規范化美國自動控制學家L.A.Zedeh提出“含糊集合”概念為當代SE奠定了主要數學基礎1961-1972美國實行“阿波羅”登月計劃使用了多種SE措施，其成功極大地提升了SE地位第二節系統工程產生與發展第20頁V1972國際應用系統分析研究所（IIASA）在維也納成立SE應用開始從工程領域進入到社會經濟領域，并發展到了一種主要新階段。70年代SE廣泛應用在國際上達成高潮VI80年代SE在國際上穩定發展、在中國研究與應用達成高潮三、系統工程在我國發展及應用第二節系統工程產生與發展上世紀50至60年代，我國某些研究機構和著名學者為SE研究與應用作了理論上探討、應用上償試和技術辦法上準備。其主要標志和集中代表是錢學森《工程控制論》、華羅庚《統籌法》和許國志《運籌學》。第21頁我國大規模地研究與應用SE是從70年代末、80年代初開始。第二節系統工程產生與發展90年代以來，系統工程在與公司發展結合、與當代信息技術結合、與實行可連續發展戰略結合、與思維科學結合等方面已具有初步成果和強勁勢頭。第22頁第三節系統工程學研究對象與內容一、系統工程研究對象從實體研究對象看，系統工程學是有關系統工程實踐一般規律和技術辦法知識體系。從本質研究對象看，系統工程學是有關系統工程實踐中目標需求與資源供應矛盾關系一般規律及其問題處理辦法知識體系。

第23頁第三節系統工程學研究對象與內容二、系統工程在科技知識體系中位置哲學基