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系統工程

一種科學的系統決策方法論

全套可編輯PPT課件導引2管理者的核心能力要素系統的思維能力

與

系統的做事能力做人與做事管理者的核心能力要素系統的思維能力健全的思考比任何事物都要實用。無論你所處的境況或目標是怎樣的，無論你身處何方，無論你面對的是什么樣的問題，只要具備思考技能，你將始終保持良好的狀態。即使作為生活中的任一角色——商店顧客、雇員、公民、朋友、家長——正確的思考都將使你獲益，而拙劣的思考將不可避免地給你帶來各種問題，浪費你的時間和精力并造成挫折和痛苦。

----摘自《思考的力量》(批判性思考成就卓越人生)(美)理查德.保羅,琳達.埃爾德管理者的核心能力要素系統的做事能力如何有效完成一件有待完成的任務的工作能力；如何在給定的時間、資源及費用等各種約束下，按期實現任務的目標；如何根據任務的目標、范圍及時間要求，制定一份有效的任務實施計劃；如何在任務執行的過程中進行有效的監控；如何分析任務實施過程中的不確定性和風險，以便更好地完成任務的目標。這些就是系統做事能力的體現，是一個管理者應該具備的基本素質能力，也是作為任何一個日常生活中應該具備的基本能力體現。1.系統做事的能力系統的做事能力實際上就是實現目標和完成任務的過程中的系統計劃和控制能力。任務目標的完整描述任務工作范圍的有效界定（范圍和質量）任務安排的系統計劃（時間、資源、費用）任務實現過程的有效控制（控制與溝通）任務實現的不確定性分析（風險）任務實現團隊工作的有效組織（人）系統做事的方法論—項目管理那么什么是項目管理呢？我們可以用一句通俗的話講：假設我們要做一件事情，有一定的約束和目標要求，諸如時間、資金、人力等條件限制，那么如何在這些約束條件下有效地達到預想目標的過程管理就是項目管理。案例：舉行一場婚禮目標是：過程有條不紊、少花錢、客人滿意、自己滿意那么如何才能組織好呢？可以按照項目管理的思路項目管理就是一種教給你系統做事的方法成功實現目標的良好方法科學控制過程的有效手段2.系統的思維能力系統的思維實際上就是看待問題的角度、觀念和思路的系統性，要求完整和全面。如何去看待問題和認識問題解決問題的思路人際關系的處理溝通的思路與角度工作的思路與態度占小利與吃大虧主動與被動管理的目標與策略系統思維的方法論—系統工程系統工程是一門跨學科的工程技術，它從系統的觀點出發，立足整體，統籌全局，把自然科學和社會科學中的一些思想、理論和方法等根據系統總體協調的需要，有機地結合起來，采用定量與定性相結合的方法，為現代科學技術的發展提供了新思路和新方法。

古典案例：護城河的修筑系統工程核心特征：注重系統思考、堅持問題導向、采用系統化方法系統思維能力實際就是應用系統工程方法論去處理所面對問題的能力核心是掌握一個定律：

把混亂的東西——條理化：系統

把條理的東西——合理化：科學

把合理的東西——細分化：細節

把細化了東西——有機化：和諧

把有機的東西——最優化：多、快、省、好11系統工程

一種科學的系統決策方法論

系統工程方法對于解決組織管理的問題應該說是極為有效的，因為任何管理都可視為一個系統的管理;系統工程就是一門方法論的科學，它給人們提供了一套處理問題和解決問題的系統方法論，它使得決策者在處理所面臨的問題時，充分強調整體系統的綜合最優化，而不是追求單一目標的最優化;系統工程給管理決策者提供了一種處理問題的思路，就是以系統的觀念及工程的觀念處理所面臨的社會問題;系統工程作為一種科學的系統決策方法論，它是進行各種管理決策的基本指導思想。12系統工程的應用對于我們今天生活中所關心的各種社會經濟問題，如經濟改革、價格問題、體制改革及各種政策的出臺都是要經過充分的系統的論證，這些都與系統工程有關。例如：糧食價格的調整：影響肉、菜、生活用品等等，從而影響整個社會的物價。燃料能源價格：影響原材料、產品及整個物價銀行利率：影響消費與積累，反應了國家的經濟政策外匯牌價：主要用于調節進出口政策，同時反應了一個國家的經濟實力13系統工程的應用如果能夠同我們的實際工作崗位聯系起來，日常我們會遇到許許多多的系統工程問題，比如：企業的長遠規劃：綜合考慮企業發展、實力、原材料、能源、技術、市場、國家政策等。新產品開發：考慮市場、企業開發技術與實力、銷售網絡、經濟條件等區域規劃：考慮區域特征、交通、歷史、地理等大項目管理：經過立項、論證、實施、…從五個角度認識系統工程方法角度：系統工程是把工程系統研制出來的方法，就是如何設計、建造、運營、管理一個系統，這實質上是一種方法、步驟、流程、程序。組織角度：系統工程是“組織管理的技術”，系統工程是怎么干與怎么做的統一。技術角度：系統工程是總體技術，其思路就是頂層設計、分而治之、綜合集成。實踐角度：系統工程是各類工程活動的總結提煉，是各類工程的共同點、抽象，是一種概括。建模角度：系統工程是一套把工程系統模型構建出來的技術與方法，實際上系統工程等于工程系統建模的方法。1415Ⅰ.了解系統工程的基本概念，學習系統工程的基本思想，會用系統工程的基本思想去看待問題、認識問題；

------這是“理念”“系統工程”課程學習要求Ⅱ.掌握系統工程一些常用的、重要的方法，如多

級遞階結構分析法、模糊綜合評價法、系統動

力學方法、計算機仿真方法等；

------這是“方法”Ⅲ.應用所學系統工程的思想和方法解決社會、經

濟、工程等系統性問題。

------這是“應用”16系統工程的學習方法

注重系統思考堅持問題導向采用系統化方法17第1章系統與系統理論概述系統工程顧名思義就是研究系統的工程技術，它是在系統和系統理論逐漸發展的基礎上所形成的系統方法論。系統的概念？管理系統的觀念？系統理論？18第1節系統的概念

系統概念是系統工程的基礎19一、系統概念的形成公元前古希臘對宇宙大系統的認識我國西周時期的“陰陽二氣”及金、木、水、火、土“五行”東漢時期形成的“二十四節氣”周秦到西漢時期的“皇帝內經”?，F代耗散結構理論的創始人I·普里高津在從《存在到演化》一文中指出：“中國傳統的學術思想著重于研究整體性和自發性，研究協調與協和?！钡牵敃r都缺乏對這一整體各個細節的認識能力。20一、系統概念的形成馬克思、恩格斯的辯證唯物主義認為，物質世界是由許多相互聯系、相互制約、相互依賴、相互作用的事物和過程形成的統一整體，這也就是系統概念的實質。錢學森在《系統思想和系統工程》一文中指出：“系統思想是進行分析和綜合的辯證思維工具，它在辯證唯物主義那里取得了哲學的表達形式，在運籌學和其他系統科學那里取得了定量的表述形式，在系統工程那里獲得了豐富的實踐內容。”21二、系統的定義系統可被定義為具有一定功能的、相互間具有有機聯系的由許多要素或構成部分組成的一個整體。由此可見，一臺機器、一輛汽車、一個企業、一個部門、一項計劃、一本教科書、一個研究項目、一種組織、一套制度都可看成一個系統。這就形成了一切皆系統的理念。22

注意“系統”的五要點：由兩個或兩個以上的元素組成。各元素之間相互聯系、相互依賴、相互制約、相互作用。各元素協同運作，使“系統”作為整體具有各組成元素單獨存在時所沒有的某種特定功能。系統是運動和發展變化的，是動態的發展過程。

“系統”的運動具有明確的特定目標。思考題：了解西北工業大學的辦學目標！

本專業的培養目標

23系統概念的內涵現實世界中，任何一個系統都是可分的。其組成部分中的任何一個部分都可被看作一個子系統，而每一系統自身又可被看成一個更大規模系統中的一部分。因此，系統是有層次的，任何一個系統都有它的層次結構、規模、環境與功能。一個形成系統的諸要素的集合體永遠具有一定的特性，或者表現為一定的行為，而這些特性和行為是它的任何一個部分都不具備的。一個系統是一個可以分成許多要素所構成的整體，但從系統功能來看，它又是一個不可分割的整體。如果硬把一個系統分割開來，那么它將失去其原有的性質。24三、系統的功能與特性例如：企業系統的基本功能高校系統的基本功能系統的功能：

25系統的特性層次性整體性集合性相關性目的性環境適應性.》同樣的元素，排列組合不同，連接形式不同，數量比例不同等形成不同的結構分布，表現出不同功能和目的,就是不同的系統!26系統工程研究系統的特性可控性動態性復雜性自律性.27四、系統性問題生產力迅速發展，社會生產的物質、能量、信息按指數曲線增長宇宙中各種事物之間的聯系空前增強系統的更新周期趨向縮短系統內部元素數量增多、規模擴大與管理水平之間的矛盾日益尖銳，形成了管理差距

由此產生“系統性問題”系統性問題2829系統性問題：西工大新校區的“建設與綜合管理”問題提高“辦學水平和高等教育質量”問題新冠病毒的防治政策30系統性問題的特點復雜性：

風險性：模糊性：31

解決系統性問題的最優方案

運用系統科學的理論和方法

尋找解決問題的最優方案。32五、系統的類型

自然界所面臨的系統是各種各樣的，它們以各種各樣的形態存在于這個五彩繽紛的世界。因此，我們就可以按照系統在自然界存在的形態及性質，將系統分為各種各樣的類型。331.自然系統與人工系統基于系統的形成過程，可將系統分為自然系統和人工系統：自然系統是由自然發生而產生與形成的系統，這類系統的組成部分是自然物（山、海、河流、礦物、植物及動物等）所自然形成的系統。人工系統是人們將有關元素，按其屬性和相互關系組合而成的系統，亦即用人工方法建立起來的系統。342.實體系統與概念系統

基于系統的組成要素，系統可分為：實體系統：是指以物理狀態的存在物作為組成要素的系統，這些實體占有一定空間，如自然界的礦物、生物，生產部門的機械設備、原始材料等。由于自然物都為實實在在的存在物，因此，實體系統亦稱為硬件系統概念系統：它是由概念、原理、假說、方法、計劃、制度、程序等非物質實體構成的系統，如管理系統、科學技術體系、教育系統、文化系統等。由于概念系統，對應著的多是人們對自然界的認識和假設，因此概念系統亦稱為軟件系統。353.動態系統和靜態系統基于系統的運動和變化特征，系統可分為：動態系統就是系統的狀態變量是隨時間不斷變化的，即系統的狀態變量是時間的函數。靜態系統則是表征系統運行規律的數學模型中不含有時間因素，即模型中的變量不隨時間而變化，它是動態系統的一種極限狀態，即處于穩定的系統。364.孤立系統、封閉系統與開放系統

從熱力學角度按照系統與環境的關系來區分，系統可分為：孤立系統：是指系統與外界環境既不可能進行物質交換，也不可能進行信息、能量交換。換句話說，系統內部的物質和信息能量不能傳至外部，外界環境的物質和信息能量也不能傳至系統內部。封閉系統：是指系統與外界環境之間可以進行信息、能量交換，但不能進行物質交換。開放系統：是指系統與外界環境有信息、物質和能量交互作用的系統。375.簡單系統和復雜系統根據組成系統的子系統數以及子系統種類的多少和它們之間關聯關系的復雜程度，系統可分為簡單系統和復雜系統：簡單系統是指組成系統的子系統數目相對比較少，一般為幾十到幾百個，各子系統之間的關系比較簡單。研究這類系統可從系統間的相互作用出發，直接綜合成全系統的運行功能，滿足目標要求。非生命系統屬于這類系統。當一個系統包含的子系統數量上萬，甚至上億時，就稱為巨系統。如果這些子系統種類多，又有層次結構，關聯也復雜，就稱為復雜巨系統。當這個系統又是開放的，就稱為開放的復雜巨系統。386.面向對象區分的各種系統形態物質系統、人類系統及方法步驟系統作業系統和管理系統社會系統經營系統根據具體對象劃分的各種系統:工業系統、運輸系統、交通系統、通信系統、物資流通系統、金融系統、能源系統等以產業區分系統的形態，或按消費生活系統、醫療系統、軍事系統和教育系統等39第2節

管理系統管理系統應該說是系統工程研究的主要系統對象，因此在進一步了解系統工程之前，有必要對管理系統的概念和特點加以探討。40一、管理系統與系統管理

管理是社會系統中聯系各層子系統的紐帶。管理系統以所研究的管理對象為系統，是整個社會系統的基本組成單元。離開了管理，社會系統中的所有目的都無法達到，社會系統本身也難以存在。現代化的管理對象一般都屬于大系統范疇，其特點是子系統多、結構復雜、不確定性強?，F代管理科學實際上就是系統管理，它強調決策的定量分析方法和控制方法。經典管理理論和以行為科學為基礎的管理理論都只注重研究管理對象的子系統。然而，對現代化的大系統這一管理對象，要想取得實際的管理成效，那種只注重子系統的傳統管理方法是遠遠不夠用的，唯一可行的辦法就是利用系統理論和方法進行系統管理。系統管理系統管理是對現實的系統進行管理，目的是使它處于最佳狀態?，F代管理科學就是要確保已建成系統的有效運轉。它不僅考慮到各個子系統的結構和功能特性，尤其注重分解協調方法以改進整個大系統的結構，從而使整個大系統的功能始終處于最優狀態。系統管理學大體上分為下面兩個互為聯系的方面，一是科學地表示系統理論的范疇、原則和方法；二是運用系統理論的純粹的科學概念作為解決管理系統，以及更大范圍的經濟、技術問題，甚至社會政治問題的手段。系統管理學：首先從系統觀念上給管理人員提供了一種思想方法，提供了一種把管理系統內外環境、各種因素作為整體進行考慮的結構。其次系統管理學認為管理系統是一個以人為主體的一體化系統，是由許多分系統組成的開放的社會技術系統。4142二、管理系統的特點

管理系統是一個具有多重反饋結構的社會系統管理系統往往是一個非線性的系統管理系統中各變量之間存在著長時滯管理系統中原因和結果具有一定的分離性管理系統具有明顯的組織結構特性.43三、現代工業企業的系統特征

工業企業系統是一個“人——機系統”

工業企業系統是一個可分系統工業企業是一個具有自適應能力的動態系統工業企業是一個投入產出系統工業企業是一個開放系統.44現代管理觀念的變更趨向經營觀念上的“外向化”與“主動化”

企業價值的“社會化”

管理觀念的“系統化”

決策原理的“通用化”

決策方法的“數量化”

.四、工程活動中的七個系統4546討論列出自己從事工作中的幾個典型系統，分析其系統的特性47第3節系統理論概述48一、系統科學與系統學的發展系統科學是與自然科學和社會科學并列的基礎科學，是一門獨立于其他各門科學的學科。系統科學是依據系統思想建立的完整科學體系，它主要研究的是系統演化、發展的一般規律，它的基本理論是系統學，它的技術基礎是運籌學、控制論、信息論等，它的應用技術是系統工程。49一、系統科學與系統學的發展50一、系統科學與系統學的發展系統科學的發展：1911年泰勒發表了《管理科學原理》第二次世界大戰期間由于戰爭的需要大大促進了運籌學的發展貝塔朗菲于1925年提出一般系統論的思想，1968年發表了《一般系統論：基礎、發展和應用》一書諾貝爾獎獲得者普利高津于1969年提出的“耗散結構”的概念及其理論——“耗散結構理論”

哈肯在1969年提出了“協同學”的有關概念及理論，認為系統的序參量及支配原理決定著系統的演化與發展。艾根吸收了進化論的思想和自組織理論，于1979年發表了“超循環理論”，提出了自然界演化的自組織原理——超循環。托姆于1972年發表的“結構穩定性和形態發生學”，對突變現象及其理論做出了系統闡述20世紀70年代人們對混沌現象的認識和逐漸深化，都推動與豐富了系統學的發展。51一、系統科學與系統學的發展系統科學與系統學系統科學的研究對象和其他學科不同，它不是研究某一特定形態的具體系統，而是一般系統。研究內容是一般系統所具有的概念、系統所具有的共同性質和系統演化的一般規律。它們反映的是自然界中各門科學、各個領域中共同的東西。系統學研究的是復雜系統的演化規律，系統可以從無序演化到有序，從某一有序態演化到另一有序態；反之，也可以從有序態演化到無序態。從這個角度講，系統學可以說是研究系統自組織的一門學科。52

傳統科學研究主題：

如:

機械學

軍事學

哲學

系統科學研究的主題53信息論：控制論：運籌學:系統科學研究的主題54系統科學的內容系統哲學

系統的基礎科學

包括:系統論、系統的自組織理論系統的方法科學

包括：信息論、控制論、運籌學等系統的應用科學——系統工程將系統科學的理論和方法應用于人們的實踐活動中包括：系統分析、系統設計、系統管理55二、系統學的一些基本概念

動力學狀態、熱力學狀態與漲落平衡態與非平衡態對稱與對稱破缺、無序與有序可逆過程與不可逆過程熵系統的自組織現象.56三、現代系統理論簡介571.一般系統論一般系統論研究的是表述和推導對一般系統都有效的模型原理和規律，這種理論不是屬于專門系統的理論，而是適用于一般系統的通用原理。一般系統論把系統定義為具有相互關系的元素集合，所以了解系統特征不僅要知道其各個組成“部分”，還必須知道它們之間的“關系”。582.耗散結構的概念普利高津(I.Prigogine)研究了遠離平衡態的熱力系統，于1969年提出了耗散結構的概念，建立了耗散結構理論。按照他的理論，遠離平衡態的開放系統與外界不斷地交換物質和能量，當這一外界條件達到一定閥值時，系統可能從原有的混亂狀態轉變為一種在時間上、空間上、或功能上的有序狀態，這種在遠離平衡態所形成的新的有序結構稱作耗散結構。耗散結構理論就是研究耗散結構的形成/性質/穩定性和演化的規律。59產生耗散結構的條件開放系統∶即系統不斷從外界攝取能量,以維持系統形成新的有序結構.遠離平衡態:系統處于近平衡態時,實際上是處于線性區,系統總是趨于無序。只有遠離平衡態，越出非平衡線性區,系統才可能形成新的結構。漲落：熱力學系統失穩只能說是為系統演變準備好了必要條件。在臨界點附近，漲落可能不被耗散掉，它將使系統進入到新的有序的耗散結構。603.協同學原理德國物理學家哈肯（H.Haken）在研究激光形成的過程中，指出了激光形成的本質是子系統的合作導致系統出現宏觀有序結構的自組織現象。從而于1969年提出了協同學原理。協同學一詞來源于希臘語，意思是“協同工作”。它所研究的是系統的各個部分如何進行協作，并通過協作導致系統出現新的空間上、或時間上、或功能上的有序結構。協同學研究協同系統在外參量的驅動下和在子系統之間的相互作用下，以自組織的方式在宏觀尺度上形成空間、時間或功能有序結構的條件、特點及演化規律?？傊瑓f同學研究的是系統自組織理論的一門學科。614.突變理論自然界許多事物連續的、漸變的、平滑的運動變化過程，但是，自然界和社會現象中還有許多突變和飛躍的過程。如水突然沸騰、冰突然融化、火山爆發、某地突然地震、房屋突然倒塌、病人突然死亡等。這種由漸變、量變發展為突變、質變的過程，就是突變現象，微積分是不能描述的。突變理論就是描述突變現象的數學理論。它是托姆于1965年提出的，他在“結構穩定性和形態發生”一文中提出突變有關的概念、模型和分類。突變理論提出一系列數學模型，用以解釋自然界和社會現象中所發生的不連續的變化過程，描述各種現象為何從形態的一種形式突然地飛躍到根本不同的另一種形式。例如巖石的破裂、橋梁的斷裂、細胞的分裂、胚胎的變異、市場的破壞以及社會結構的激變等。

625.混沌、分維與分形

混沌：自上世紀中葉到本世紀70年代，人們一直被這樣一類現象所困惑，那就是對于非線性確定性動力系統來說，它的解有時表現出異常的隨機性，也就是說，確定性動力系統有時不存在一個穩定的終態。人們在弄不清原因的情況下，把這類系統稱為“病態系統”，但是通過近百年來的研究，人們對這類現象才有所認識，即非線性確定性動態系統表現出來的終態不穩定性現象是來自系統內在的隨機性。現在人們將此類現象才定名為“混沌”。63進入混沌現象的三種情況第一種是倍周期分叉道路：系統相繼出現2,4,8,…的倍周期方式，最終進入混沌狀態。第二種是陣發混沌道路，即隨著控制參數接近轉折點，在規整運動中不時崩發的隨機運動片段變得越來越頻繁，最終進入混沌狀態。第三種是具有兩個或三個不可約的頻率成分的準周期運動，而導致的混沌狀態。64分維數學上的維數的概念應該說是熟悉的，最一般的理解是為了確定幾何對象中一點的位置所需的獨立坐標的數目。例如平面上確定一點，就需用兩個獨立坐標來描述，所以平面是二維的，而空間上確定一點至少需要三個獨立坐標，所以說空間是三維的；同樣可以說直線是一維的，對于一個獨立的點，則可以認為是零維的。上面所分析的維數都是整數維，能不能將維數的概念作一個推廣，也就是說能否將維數d擴展到分數？將整數維的概念延伸到分數就形成了“分數維”的概念。分維的一個例子6566分形具有分數維的幾何對象就稱為“分形”。經典幾何學包括歐氏幾何、解析幾何、微分幾何、代數幾何和算法幾何等。和經典幾何研究對象相比，可以清楚地看出分形所具有的特征。如果說經典幾何研究對象的特征是規律的、光滑的、具有整數維特征的，那么分形則是不規則的、非光滑的、具有分數維特征的。更廣義地說，規則的幾何圖形是特殊的、非普遍的，更為一般的圖形是非規則的。所以在自然界中廣泛存在著分形，如雪花、天空中的云、海岸線、樹、金屬材料或地層的斷面以及宇宙中星系分布等等，這些都具有分形的特征。分形的一個示例67686.大系統理論

在大系統的實踐中人們提出了不少新問題，需要探討新的方法予以解決。大系統理論主要探討分析如下幾個方面的問題和方法：大系統的建模方法和模型簡化技術有關主動系統的問題動態系統的分散遞階控制大系統的結構方案和特征7.超循環理論超循環理論是由德國科學家艾根于1970年提出的。超循環的特征系統發展：不僅能自我再生，自我復制，而且能自我選擇，自我優化，從而向更高的有序狀態進化。超循環結構的穩定性。超循環結構的不穩定性。超循環結構的演化。6970第2章系統工程及其方法論管理依賴決策，決策是為了管理，決策必須依賴科學的方法，系統工程便是進行科學決策的基礎。系統工程的發展促進了決策水平的提高，從而使得人們對事物的管理更加有效。管理的發展、社會的進步，使得人們需要探討更加科學、更加系統的方法進行決策，系統工程便成為探討新的科學決策方法的基本指導思想。管理、決策與系統工程之間相互促進、相互影響，共同促進了我們這個文明社會的進步和發展。系統工程處理問題的獨特方法論是系統工程區別于其他各門科學的基本特征之一，系統工程處理問題最基本的出發點是將分析的對象作為整體系統來考慮，這也是系統工程考慮問題的基本思想和工作方法。71第1節系統工程一、系統工程的發展系統工程作為一門科學技術雖然形成于20世紀中葉，但系統工程的思想方法和實際應用可追溯到遠古時代。古城墻的修筑孫子兵法都江堰水利工程中醫二十四節氣系統工程發展簡史79二、系統工程的概念1978年我國著名學者錢學森指出：“系統工程是組織管理系統的規劃、研究、設計、制造、試驗和使用的科學方法，是一種對所有系統都具有普遍意義的方法”。80日本學者1977年日本學者三浦武雄指出：“系統工程與其他工程學不同之點在于它是跨越許多學科的科學，而且是填補這些學科邊界空白的一種邊緣學科。因為系統工程的目的是研制一個系統，而系統不僅涉及到工程學的領域，還涉及社會、經濟和政治等領域，所以為了適當地解決這些領域的問題，除了需要某些縱向技術以外，還要有一種技術從橫的方向把它們組織起來，這種橫向技術就是系統工程”。81美國科學技術詞典1975年美國科學技術辭典的論述為：“系統工程是研究復雜系統設計的科學，該系統由許多密切聯系的元素所組成。設計該復雜系統時，應有明確的預定功能及目標，并協調各個元素之間及元素和整體之間的有機聯系，以使系統能從總體上達到最優目標，在設計系統時，要同時考慮到參與系統活動的人的因素及其作用。”82定義：系統工程就是從系統的觀點出發，跨學科的考慮問題，運用工程的方法去研究和解決各種系統問題，以實現系統目標的綜合最優化。整體性和關聯性是系統工程解決問題的基本出發點綜合性是系統工程處理問題的基本手段滿意性是系統工程處理問題的基本目標。系統工程系統工程解決問題的核心觀點在運用系統工程方法分析和解決實現復雜系統問題時：需要確立系統的觀點（系統工程工作的前提）總體最優及平衡的觀點（系統工程的目的）綜合運用工程方法與技術的觀點（系統工程解決問題的手段）問題導向和反饋控制的觀點（系統工程有效性的保障）。841.系統觀念系統的觀念就是整體最優的觀念，它是在人類認識社會、認識自然的過程中形成的整體觀念，或者稱之為全局觀念?！岸∥脊こ獭?/p>

修建用的磚瓦水的來源建筑石材、木材的運輸廢墟的排除與清理現代科技的發展為系統觀念的發展與應用提供了充分而必要的條件。二十大報告摘要——必須堅持系統觀念。萬事萬物是相互聯系、相互依存的。只有用普遍聯系的、全面系統的、發展變化的觀點觀察事物，才能把握事物發展規律。我國是一個發展中大國，仍處于社會主義初級階段，正在經歷廣泛而深刻的社會變革，推進改革發展、調整利益關系往往牽一發而動全身。我們要善于通過歷史看現實、透過現象看本質，把握好全局和局部、當前和長遠、宏觀和微觀、主要矛盾和次要矛盾、特殊和一般的關系，不斷提高戰略思維、歷史思維、辯證思維、系統思維、創新思維、法治思維、底線思維能力，為前瞻性思考、全局性謀劃、整體性推進黨和國家各項事業提供科學思想方法。系統觀念的內涵全局觀點總體最優觀點實踐性觀點綜合性觀點定量定性相結合觀點系統觀882.工程觀念工程的觀念是在人們處理自然、改造自然的社會生產過程中所形成的工程方法論。傳統的工程觀念是指生產技術的實踐而言，而且以硬件為目標與對象，如機械工程、電氣工程、鐵路工程、水利工程等。系統工程將這一觀念和方法應用于社會系統中，其所處理的對象不僅包含傳統工程觀念中的自然對象（即硬件），而是在傳統的工程觀念的基礎上增添了新的內容，也即以軟件為目標與對象。系統工程所討論的工程是泛指一切有人參與的、以改變系統某一特征為目標的，從命題到出成果的工作過程。系統工程使得人們能夠以工程的觀念和方法研究和解決各種社會系統問題。89三、系統工程的軟科學性

系統工程的軟科學性是從系統工程的應用成果方面分析的，由于系統工程處理問題的目的主要是對問題的分析，以便獲得解決問題的最優方案，供決策者決策使用。系統工程的軟科學性也可由其定義看出，它是一種方法論的科學，尋求的是系統目標綜合最優的實施方案，然而這一方案需要有決策者的支持，否則將失去意義，這也是系統工程與傳統方法的最根本區別。系統工程與一般工程比較的特點研究的對象廣泛，包括人類社會、生態環境、自然現象和組織管理等。系統工程是一門跨學科的邊緣學科。在處理復雜的大系統時，常采用定性分析和定量計算相結合的方法。系統工程形成了一套處理復雜問題的理論、方法和手段，使人們在處理問題時有系統的、整體的觀點。91

（1）硬系統方法論認為在問題研究開始定義目標是很容易的，因此沒有為目標定義提供有效的方法。但對大多數系統管理問題來說，目標定義本身就是需要解決的首要問題；

（2）硬系統方法論沒有考慮系統中人的主觀因素，將系統中的人與其他物質因素等同起來，忽視人對現實的主觀認識，認為系統的發展是由系統外的人為控制因素決定的；

（3）硬系統方法論認為只有建立數學模型才能科學地解決問題，但是對于復雜的社會系統來說，建立精確的數學模型往往是不現實的，即使建立了數學模型，也會因為建模者對問題認識上的不足而不能很好地反映其特性，因此通過模型求解得到的方案往往并不能解決實際問題。硬系統方法的局限性92

軟科學性所表現出的特點所要處理的對象沒有限制，但以人和社會問題為主，且將對象作為系統對待的意識較強；所要處理的問題多數是帶有政策性的，同時多半帶有探討未來的性質，所以十分關心未來的不定因素；所要處理的問題包括了大量事實上不明確的東西；因此在分析中，不僅要重視客觀上可定量化的問題，同時還要了解直觀性和含糊不清之處；從發現問題到最后實施解決方案的這一期間，多數情況下要充分利用模型。但是，所關心的不是“是否精確”，而是該模型是否與目標相符，是否有用；軟科學所處理的問題跨學科的性質很強。為了能解決問題，應積極利用現有社會科學與自然科學的成果，而且要求有關專家在廣泛的領域內進行合作。四、系統工程的核心思想第2節霍爾系統工程方法論霍爾系統工程方法論對系統目標實現的考慮需要從系統運行的全過程（時間方面）及在每個階段中處理問題的特殊思維過程（邏輯方面），并綜合運用各種專業知識（知識方面）來綜合考慮。也就是說，霍爾系統工程方法論對問題與目標的考慮是跨學科的三維結構分析。97霍爾三維結構分析方法

霍爾三維結構模型運籌系統優化社會科學工程技術規劃

擬定

分析實施

運行更新系統分析系統方案綜合設計系統指標明確問題決策實施時間維知識維邏輯維98①

時間維（七個階段）a)規劃階段：主要是按照設計要求提出系統目標，制定規劃和政策。b)擬定階段：完成的任務是提出具體的方案，進行系統的初步設計。c)分析階段：對所設計的方案進行分析、比較。d)

運籌階段：方案的綜合選優，確定最優實施方案。e)

實施階段：系統的設計、安裝及調試等。f)

運行階段：按照系統預定的用途工作。g)更新階段：按系統要求實施，取消舊系統，代之以新系統，對系統改進。99②

邏輯維（七個步驟）a)

明確問題：了解問題所處的環境，收集有關的數據和資料，主要目的是弄清問題。b)系統指標設計：確定所要解決問題的目標和相應的評價準則。c)系統方案綜合：為實現預期目標，擬定所需采取的策略和應選擇的方案。d)系統分析：深入了解所提出的政策措施和解決方法，分析這些措施方法在實施中的預期效果。e)

系統方案的優化與選擇：用數學規劃等定量的優化方法去判別各種方案的優劣，以進行方案選擇。f)

決策：以指標體系為評價準則，在考慮決策者的偏好等基礎上，選擇最優方案。g)

實施計劃：按決策結果制定實施方案和計劃。100③

知識維知識維是指各工作步驟所需的各門專業知識，由于系統工程是個綜合性的交叉學科，在上述各階段中，執行任何一步都會涉及多種專業技術，如社會科學、工程技術、法律、商業、醫藥、藝術等等。101霍

爾

管

理

矩

陣102第3節系統分析方法論

系統分析方法論處理問題的方法是從系統的觀點出發，充分分析系統各種因素的相互影響，在對系統目標進行充分論證的基礎上，提出解決問題的最優行動方案。103系統分析方法論邏輯框架

原始情況分析結果闡明問題階段分析研究階段

評價比較階段

闡明問題謀劃備選方案建模和預計后果評比備選方案預測未來環境104一、闡明問題問題的性質和范圍

問題的目標

環境和條件

評價指標

收集和分析資料

123總目標分目標具體目標O1-經濟效益分目標目標體系時序指標集P1-農業總產值(萬元)P2-人均收入(元)P3-上交糧食(噸)P4-工業上交利稅(元)P5-森林覆被率(%)P6-畝施有機肥(公斤)O-系統發展總目標O2-社會效益分目標O3-生態效益分目標199019952000///103.5-115.4500-6003007.7-9.015-18750-100020012-15650-800207.1-225.0876-1000350400-120018-2112.0-15.0105二、謀劃備選方案

方案的提出

“集體創造”法或“頭腦風暴法”

“缺點、希望點”列舉法

特性窮舉法

方案的篩選

強狀性

適應性

可靠性

現實性

106三、預測未來環境

每項系統工程都要預測各種備選方案的后果，而每種方案的后果與將來付諸實踐時所處的環境有關，這就要求在方案實施前對未來環境可能發生的變化做一準確的預測。預測是對事物發展的客觀規律進行預估和推測，即根據過去和現在的歷史或統計資料預估未來發展的趨勢，或根據已知事物的演變過程經過邏輯與推理，以推測其未來發展的規律。環境是指決策人無法控制的自然、經濟、社會和技術的未來狀態，離開未來實施環境去談論方案后果是沒有實際意義的。對方案實施的后果應該這樣描述，即在某種環境下采取某種行動將會導致什么后果。表達方案的后果形式可概括為“如果環境如此，則備選方案的后果就是……”。這種表達方式實際上反映了系統工程處理問題的思路，即情景分析法。情景分析法：情景分析法對于每種備選方案都確定幾組未來實施環境的特征和條件，如按“樂觀”、“正?！焙汀氨^”的環境；也可按出現可能性大、正常和特殊的環境等進行預測。

107數學模型的方法

確定預測內容

準備數據資料

確定預測方法，建立數學模型

定性預測法

時間序列預測法

因果關系預測法

計算預測值，分析預測誤差

108四、建模和預計后果

每種方案實施后都相應有一系列后果，因此本階段的首要工作便是確定應該預計哪些后果？其中哪些最重要？選定后果項目后，便可著手建立一個或多個模型預計行動和后果指標之間的關系。

系統分析的主要模型有圖形模型、分析模型、仿真模型、博弈模型和判斷模型

109五、

評比備選方案各種備選方案在不同情景下的后果估計出來之后，便可著手方案評比，方案評比便是依據所建立的評價指標對各方案可能取得的效果進行評價，并按其評價結果進行排序。

系統評價的主要方法有關聯矩陣法、費用效益分析法、層次分析法及模糊評價法等許多種評價方法，這在后面的系統評價中將作專門介紹。

第4節物理-事理-人理（WSR）系統方法論我國學者顧基發與華裔英國學者朱志昌等人基于綜合集成思想，1995年提出了具有東方文化特色的“物理—事理—人理系統方法論”(Wuli-Shili-RenliSystemApproach，簡稱WSR系統方法論)，他們指出：一個好的系統工程工作者或者管理者，應該懂物理，明事理，通人理。1.

WSR系統方法論的基本概念物理：自然科學是關于物理的科學，做事必須符合自然規律，物理就是自然的道理。事理：運籌學是關于事理的科學，實際還包括管理科學、系統科學，事理就是做事的道理。人理：處理好人的關系是人理學，就是人文科學、行為科學，人理就是做人的道理。有關處理物理的方法主要用自然科學中各種科學方法。而事理主要使用各種運籌學、系統工程、管理科學、控制論和一些數學方法。人理可以細分為關系、感情、習慣、知識、利益、斗爭、和解、和諧、管理等。2.WSR系統方法論的工作步驟理解意圖：這一步驟體現了東方管理的特色，強調與領導的溝通，而不是開始就強調個性和民主等?？赡荛_展的工作是領導愿望的接受、明確、深化、修改、完善等。調查分析:這是一個物理分析過程，任何結論只有在仔細地調查情況之后才能得出，而不應事先設定。開展的工作是深入實際，通過專家調查、分析，形成調查報告。形成目標:對于一個復雜的問題，一開始擬解決問題的目標必須弄清楚，開展的工作是形成目標，目標可能有與當初領導意圖不完全一致的地方，也可能后期還會有所改變。建立模型：包括物理模型、概念模型，管理步驟、規則等，開展的工作是設計、選擇相應的方法、模型、步驟和規則來對目標進行分析處理，建模主要運用物理和事理。協調關系：不同的人所擁有的知識不同、立場不同、利益不同、價值觀不同、認知不同，所以需要協調。開展的工作是相關主體的認知、利益協調，屬于人理的范圍。提出建議：在綜合了物理、事理、人理之后，應該提出解決問題的建議，建議一要可行，二要使相關主體滿意，最后讓領導去綜合和權衡。WSR系統方法論遵循的原則（1）綜合原則：綜合各種知識，聽取各種意見，取其所長，互相彌補，以獲得關于實踐對象的態勢、企圖和發展的設想。（2）參與原則：全員參與，或不同的人員(或小組)之間通過參與而建立良好的溝通，有助于理解相互的意圖、設計合理的目標、選擇可行的策略，改正不切實際的想法。（3）可操作原則：選用的方法要緊密地結合實踐，要提倡整個實踐活動的可操作性，如目標、策略、方案的可操作性，文化與世界觀對這些目標策略能否可操作的影響，最后實現結果是否為用戶所理解和所用。（4）迭代原則：人們的認識過程是交互的、循環的、學習的過程，從目標到策略到方案到結果的付諸實施是不斷深入的，所以運用WSR的過程是迭代的。3.WSR系統方法論常用的方法116第5節系統工程的應用案例系統工程的應用分支1.阿波羅登月計劃阿波羅登月計劃的全部任務分別由地面、空間和登月三部分組成，是一個復雜龐大的工程計劃。它不僅涉及火箭技術、電子技術、冶金和化工等多種技術，還要了解宇宙空間的物理環境，以及月球本身的構造和形狀。完成這個計劃，除要考慮每一部分間的配合與協調外，還要估算各種未知因素可能帶來的種種影響。這項計劃涉及40多萬人，研制的零件有幾百萬件，耗資244億美元，歷時11年之久。這個計劃的成功，關鍵在于整個組織管理過程采用了系統工程的方法和步驟。2.韓國的國民經濟模型1964—1965年，韓國政府準備采取措施打破經濟停滯局面，決定進行一系列貨幣、財政和貿易政策的改革，并在第二個五年計劃中實現這些意愿。韓國當時的經濟情況很糟糕，主要問題是國內積累很少，外匯不足。當完成計劃綱要時，預計年增長率可望超過8%，為了穩妥起見，最后確定為7%，但強調盡可能超過這個數字。3.墨西哥農業問題的系統研究墨西哥政府與世界銀行用了五年時間（1970—1974年），共同制定和運用農業部門的計劃模型。整個工作分為三個階段。第一階段到1972年為止，集中力量研究基本方法并檢驗計算模型的示范性數據，農業模型命名為“雨神”。第二階段開始時，墨西哥政府擴大工作范圍，邀請世界銀行的人士參加合作，繼續研究方法問題及其在農業方面的應用。第三階段的主要工作是由總統府的一個工作組進行的，并繼續與世界銀行進行合作。4.印度巴羅達市公交汽車問題印度的巴羅達市面積78平方公里，居民50萬人。市郊正在興建一所煉油廠、一所化肥廠和一個石油化工聯合企業，預計城市的未來發展將更快。雖然城市正在不斷擴大，把越來越多的工業單位圈了進來，但其工商業中心仍在舊城區，那里居住著70%的居民。公交公司經營著巴羅達市的公共汽車事業，整個車隊有100輛車，行駛路程達3000公里。1972年，這些公共汽車每日載客量為138000名，為可容載客量的47%。過了幾年，該公司發現，路線行程增加很快，但載客量與可容載客量之比不斷下降，而高峰與平均運輸量之差也增加很快。如何把有限的車輛部署好，特別是在高峰階段，就成了一個很重要的問題。第3章系統分析123第1節系統分析簡介系統工程方法論的基礎是系統分析技術，系統分析是完成系統工程問題的中心環節，在探討系統工程方法論之前，掌握和了解系統分析技術很有必要。124一、系統分析的基本概念系統分析的目的是在于分析系統內部與系統環境之間、系統內部各要素之間的相互依賴、相互制約、相互促進的復雜關系，分析系統要素的層次結構關系及其對系統功能和目標的影響，通過建立系統的分析模型使系統各要素及其與環境之間的協調達到最佳狀態，最終為系統決策提供依據。

125《美國大百科全書》指出系統分析是研究相互影響的因素的組成和運用情況，它的特點是完整的而不是零星的處理問題，這要求人們考慮各種主要的變化因素及其相互的影響，它要求人們用科學的和數學的方法對系統進行研究和應用。126日本《世界大百科年鑒》認為系統分析是人們為了從系統的概念上認識社會現象，解決諸如環境問題、城市問題等復雜問題而提出的從確定目標到設計手段的一整套方法。系統分析的用處是：通過分析一切和問題有關的要素同實現目標之間的關系，提供完整的資料，以便決策者選擇最合理的解決方案。127臺灣《企業管理百科全書》為了發揮系統的功能及達到系統的目標，若就費用與效益兩種觀點，運用邏輯的方法對系統加以周詳的分析、比較、考察和試驗，而制定一套經濟有效的處理步驟和程序，或對原有的系統提出改進方案的過程，稱之為系統分析。

128美國《麥氏科技大百科全書》系統分析是應用數學方法研究系統的一種方法，它通過對研究對象建立一種數學模型，按照這種模型進行數學分析，然后將分析的結果運用于原來的系統。

129二、系統分析的特點以系統整體最優為目標強調系統各要素之間的聯系尋求解決問題的方案是其主要目的

運用定量方法解決系統問題

憑借價值判斷作出決策

130三、系統分析的組成要素

目標

方案指標模型標準決策第2節

系統的環境分析環境對于系統的發展起到限制性作用，系統的發展和變化必須適應環境的發展和變化，因此對環境的分析便是系統分析解決問題的第一步工作。

一、系統環境任何系統總存在一定的邊界，環境便是存在于系統邊界外的物資的、經濟的、信息的和人際的相關因素的總稱。環境因素的屬性和狀態的變化，通過輸入使系統發生變化，這就是系統對環境的適應性。反過來，系統本身的活動，也可使環境相關因素的屬性或狀態發生變化，這實質上就是環境因素的開放性。系統環境分析的意義

環境是提出系統工程課題的來源系統邊界的確定要考慮環境因素

系統分析與決策的資料取決于環境

系統的外部約束通常來自環境系統分析的好壞最終需要系統環境的檢驗與評價二、環境因素的分析物理和技術環境現存系統技術標準科技發展因素估量自然環境環境因素的分析經濟和經營管理環境

宏觀經濟環境

政策

外部組織結構

經營活動

產品系統及其價格結構

環境因素的分析社會環境大范圍的社會因素人（個體）的因素

三、系統與環境邊界在環境分析中，必須考慮兩種類型的邊界劃分：一是在系統與環境之間必須有一條邊界；二是與被考察的系統相關聯的相鄰系統的各部分或者說環境的范圍必須明確規定。

對于系統邊界的確定主要是依靠妥善的思考，而不是存在理論上的邊界判別準則。系統環境因素的綜合分析系統環境因素范圍很廣，系統分析人員要根據問題的性質，因時、因地、因條件地加以分析，找出相關環境因素的總體，確定因素的影響范圍和各因素間的相關程度，并在方案分析中予以考慮。對可以定量分析的環境因素，通常以約束條件的形式列入系統模型中，如資金、人力、資源的限制等。某些環境因素要求在產品系統設計計算中給予考慮。例如，系統運行的環境溫度在系統結構性能上要考慮到。對只能定性分析的因素可用代用指標或者專家評判法予以處理，盡量使之達到定量或半定量化，也可用經驗估計方式修正給定的系統目標值。

四、北京大興機場選址環境分析舉例北京市作為我國的首都和超級城市在2019年之前只有一座首都國際機場。北京首都機場于1958年建成通航，60多年來經歷了大大小小十幾次擴建。即便如此，首都機場的年旅客吞吐量還是超出了它的承載范圍。巨大的客流壓得首都機場不堪重負，準點率連續多年下降并創下新低。除了空域資源有限導致航班延誤屢屢發生，繁忙的機場還給周邊地面交通帶來了很大的壓力。因此，北京市政府考慮修建一座新的機場，來緩解首都機場的客流壓力。在新機場選址和規劃時，需要對影響機場選址以及規劃的環境因素進行分析。北京新機場的選址規劃涉及到了自然地理條件、城市建設發展、人口流動、機場經營管理等環境因素。為了選好機場地址，必須把影響選址規劃的諸多因素搞清楚，經過反復研究，選擇最優方案。1.自然環境與地理位置的環境因素

新機場需要考慮的主要自然環境與地理位置因素包括：①地質條件好，場地開闊，地勢平坦，凈空良好的地方；②與現有機場運行不矛盾，與城市的距離適中；③所選地址要占用良田耕地少，拆遷量較小；④新機場的供油、供電、供水、供氣、通信、道路、排水等公用設施具備建設條件，經濟合理；⑤周邊的環境及生態情況，尤其飛機噪聲對機場建設及周邊環境的影響。

原首都國際機場位于北京市東北方向，北京正北邊為奧林匹克國家森林公園，西北方向有圓明園、頤和園以及清華、北大高校等，東邊為北京城市副中心，且與天津較近，西邊為山區地帶，因此北京新機場最終選在了正南邊的大興區，距離天安門廣場直線距離大概46公里。2.經濟和經營管理環境因素北京新機場的選址規劃需要考慮的主要經濟和經營管理環境包括：①北京地區航空客運需求：在2010年，首都機場的旅客吞吐量就達到了7400萬人次，接近飽和狀態。2016年，首都機場旅客吞吐量達到了9439.3萬人次，2017年，首都機場旅客吞吐量達到9579萬人次。北京新機場工程可行性研究報告曾預測，北京地區的航空客運需求量到2025年為1.7億人次，2040年為2.35億人次②北京城市發展規劃：根據北京市建設發展規劃，建設大興國際機場將打開北京南大門，加快帶動城市南部地區轉型升級，促進北京城市南北均衡發展，為中心城功能和人口疏解提供空間。③國家對于京津冀協同發展的戰略：2014年中央確定了京津冀協同發展為國家戰略，同年新機場可研正式批復通過，最終新機場的選址與河北省的廊坊市距離也比較近?？梢姶笈d機場的選址規劃充分考慮了北京市未來航空客運需求量，同時也兼顧了北京市城市均衡發展，國家京津冀協同發展等政策環境因素。2.環境因量化法因素本身可以直接量化可間接定量的環境因素定性環境因素的量化第3節

系統的目標分析系統目標分析是系統分析的基礎，系統目標決定了系統發展的主要方向，它對系統方案的提出、系統模型的建立及最優決策的選擇起到決定性作用。因此，目標問題在系統工程中占有極其重要的地位，是系統工程開展研究的首要任務。

一、系統目標及其相關概念系統目標指的是系統發展所要達到的結果。一般來說，系統目標決定了系統的發展方向，它對系統的發展起到決定性的作用，系統目標一旦確定，系統就將朝著系統目標所規定的方向發展。

目的、目標、屬性的含義

目的目標屬性目標樹或目標集在處理實際問題時，常常會遇到系統目標不止一個，而是多個，從而構成一個目標集合。對目標集合的處理，往往是從總目標開始將總目標逐級分解，按子集、分層次畫成樹狀的層次結構，稱為目標樹或目標集?？偰繕朔纸獾闹饕瓌t是：按目標的性質將目標子集進行分類，把同一類目標劃分在同一目標子集內。目標的分解要考慮系統管理的必要性和管理能力。要考慮目標的可度量性。目標樹

二、系統目標分析的目的、原則與要求1.系統目標分析的目的系統目標是系統分析與系統設計的出發點，是系統目的的具體化。通過制定目標就可把系統所應達到的要求落到實處，系統目標分析的目的就是要論證系統目標的合理性、可行性和經濟性，最終獲得系統目標分析的結果——目標集。

總目標的確定由于社會發展的需要而提出的必須予以解決的新課題由于國防建設發展提出的要求目的明確但目標系統有較多選擇的情況由于系統改善自身狀態而提出的課題系統目標分析的目的系統目標分析的目的就是經過分析和論證，說明總目標建立的合理性，確定系統建立的社會價值。這樣就可防止系統建立時的盲目性，避免可能出現的各種損失和浪費，提高系統開發的效率。2.系統目標分析的原則有長遠觀點有總體觀點注意明確性多目標時應注意區分主次、輕重、緩急權衡先進性和可行性注意標準化指標數不宜過多，要有層次性指標計算宜簡不宜繁系統目標分析要求要求在系統分析時保證系統目標確定的合理性，系統總目標的確定是否合理主要看其依據是否充分、數據是否準確和是否具有說服力。制訂的目標應當是穩妥的要考慮到目標所可能起到的各種作用應將各種目標歸納成目標集要正確認識目標間的沖突

三、目標集（目標系統）的建立建立目標集就是逐級逐項落實總目標的結果，為此要進行總目標的分解，即將總目標分解為各級分目標，直到比較具體、直觀為止。這就要求在總目標的分解過程中，要使得分解后各級分目標與總目標保持一致，并且分目標的集合一定要保證總目標的實現。

企業目標制訂的示例首先，要求從事決策的主要負責人直接領導或者親自參加“確定目標”的工作。其次，要善于對復雜的決策目標進行分類。企業目標制訂的示例第一類：與企業外部環境有關的目標。如生產目標市場目標發展目標第二類：企業與內部環境有關的目標。如：成本目標效率目標質量目標企業目標制訂的示例第三，在為某項待決策問題確定目標時，應參照目標的類型將問題具體化。第四，確定目標時，應當留有余地，即目標應具有彈性與適應性。

第五,在制定目標的同時，應制定相應的評價標準。

第六,確定目標的工作應該是一個反復優化與逐步完善的過程，所確定的目標需要經過模擬或實驗的檢驗。

案例某企業為了擴大再生產，確定下年度的經營目標中增加一項“積累資金”的內容。究竟可能積累多少資金，有待決策前分析。

積累資金的目標集案例：

城市綜合發展水平的衡量目標體系建立的要求目標要簡潔、明確目標要可評估目標要有相容性目標要有挑戰性各種目標要有優先秩序，并形成一個目標體系能夠將短期目標和長期目標相結合、局部目標和整體目標相結合、內部目標與外部目標相結合。案例討論高等院校的發展是我們非常關心的話題，那么如何衡量一所高等院校的綜合發展水平就是我們應該考慮的問題，下面我們以小組為單位分別建立關于衡量高等院校綜合發展水平的指標體系。五、目標沖突

在目標分析過程中，系統分析人員經常會發現，許多關鍵情況往往是由于存在著相互沖突的分目標造成的。這有兩種情況：一種是純屬專業性質的，即利害沖突問題；另一種是社會性質的，即利益沖突問題。1.

利害沖突例如在進行產品設計時，所可能強調的兩個目標：一是盡可能低的成本二是盡可能高的質量。解決辦法：建立一個沒有矛盾的目標集，把引起矛盾的分目標剔除掉。

采用所有分目標，尋求一個能達到沖突目標得以并存的方案。

2.

利益沖突例如企業在減員增效的過程中就至少有如下兩個目標：一是提高企業的效益二是保證工作崗位不減員。

處理的方法：目標方之一放棄自己的利益保持其中一個目標，用其它方式補償或部分補償受損方的利益通過協商調整目標系統，使之達到目標相容調整目標系統的方法第一種方法是采取利益分配的方法調整目標系統利益類型利益1利益2利益3利益4總和每種利益的權重2003001004001000

分目標

目標1目標2目標3目標4目標540140——2050—100150—100————100100——200290240100150220調整目標系統的方法第二種方法是由每種利益類型按其利益得失評價幾種可供選擇的目標系統

利益類型對可供選擇的目標系統進行評定等級目標系統一目標系統二目標系統三利益1利益2利益3132313221等級碼總和675平均等級碼22.331.67第4節

系統的結構分析系統是由多個要素所組成的一個集合體，對于系統工程所分析的系統由于其多屬社會系統，因此常常包含成百上千的組成要素，此時就有必要對系統內部各組成要素之間的相互關系進行分析，這就是系統結構分析的主要內容。系統結構分析對于進一步確立系統的模型、進行系統評價等是非常重要的工作，系統結構確立的好壞將直接影響到系統分析的結果。1.

系統的結構與系統功能系統結構是系統保持整體性和使系統具備必要的整體功能的內部依據，是反映系統內部要素之間相互聯系、相互作用的形式的形態化，是系統中要素的秩序的穩定化和規范化。系統功能與系統結構是不可分割的，系統功能是指系統整體與外部環境相互作用中表現出來的效應和能力，以滿足系統目標的要求。系統結構分析的目的就是要找出系統結構在系統集合性、相關性、階層性、整體性、環境適應性、目的性這幾個特征方面的規律，即系統應具備的合理結構。即尋求保證系統在對應于系統總目標和環境因素約束集的限制條件下，在系統要素集、要素之間的相互作用集，以及要素集和相關集在階層分布上的最優結合，并能在給出最優結合效果的前提下得到系統輸出最優的系統結構。2．系統要素集(X)的分析

為了達到系統給定的功能要求，即達到對應于系統總目標所應具有的系統作用，系統必須有相應的組成部分,即系統要素集。系統要素集的確定可在已確定的目標樹的基礎上進行。當系統目標分析取得了不同的分目標和目標單元時，系統要素集也將對應地產生。對應于總目標分解后的分目標和目標單元，要搜索出能達成此目標的實體部分。3．系統的相關性(R)分析系統要素集的確定只是說明已經根據目標集的對應關系選定了各種所需的系統結構組成要素或功能單元。但是它們是否達到目標要求，還要看它們之間的相關關系如何，這就提出了系統的相關性分析的問題。由于系統的屬性千差萬別，其組成要素的屬性復雜多樣，因此要素間的關系是極其多種多樣的。這些關系可能表現在系統要素之間能保持的在空間結構、排列順序、相互位置、松緊程度、時間序列、數量比例、力學或熱力學的特性、信息傳遞方式，以及組織形式、操作程序、管理方法等許多方面。由于相關關系只能發生在具體的要素之間，因此任何復雜的相關關系，在要素不發生規定性變化的條件下，都可變換成兩兩要素之間的相互關系，即二元關系是相關關系的基礎，而其他更加復雜的關系則是在二元關系的基礎上發展的。4．系統的階層性(C)分析大多數的系統都是以多階層遞階形式存在的。對于哪些要素應屬于同一階層，以及階層之間應保持何種關系，以及階層的層數和層次內要素的數量等都有許多重要的關系，對于這些關系的研究將從系統的本質上加深對系統結構的認識．從而揭示事物合理存在的客觀規律。這就是提出系統的階層性分析的理論依據。系統的階層性分析主要是解決系統分層及各層組成及規模合理性問題。這種合理性主要從以下兩個方面考慮：傳遞物質、信息與能量的效率、質量和費用功能團（或功能單元）的合理結合和歸屬問題5．系統的整體性分析

系統的整體性分析是系統結構分標的核心，是解決系統整體協調和整體最優化的基礎。上述的系統要素集、關系集和階層關系的分析，在某種程度上都是研究問題的一個側面，它的合理化或優化還不足以說明整體的性質。

整體性分析則要綜合上述分析的結果，從整體最優上進行概括和協調，這就要使系統要素集X、相互作用集R和系統階層分布C達到最優結合，以得到系統效用的最大值和整體最優輸出。整體最優化的可能性整體性分析不僅有必要性，而且也有實現的可能性：X、R和C的合理性分析是在可行范圍內討論的，這些變量都有允許的變化范圍，不是絕對的。在對應于給定目標的要求下，X、R和C集將有多種結合方案，而每種方案的結合效果是不同的。對應于一定的價值目標（如最低能耗）改變X、R和C的結合狀態，可以看出效果函數的變化狀態和優化方向，使取得系統最佳效能成為可能。因此可獲得在系統最優條件下最大輸出（如最大利潤）的X、R和C的結合方案。整體性分析的內容為了進行整體性分析，需要解決3個問題：建立評價指標體系，即對具體的系統來說，它的整體性效果函數應表現在哪些指標上，標準是什么建立反映系統特性的X，R和C結合模型建立結合模型的選優程序提高系統整體效果的規律性提高系統整體效果具有某些規律性，它們是：系統的各個組成部分對系統整體均有其獨特的作用，應按“各占其位，各司其職”的整體觀點對待。突出整體中的任何局部（即使它非常重要）的作用都將影響甚至是損害整體效果。系統的各個組成部分必須按系統整體目標進行有序化，偏離整體目標的各自為政，或目標分散，或意見分歧，都將增加系統的內耗，最后使系統無輸出或少輸出。要注意整體中的協調環節和連接部分。沒有協調環節和連接部分也就沒有整體，當然也談不上提高整體效果。不斷調整和處理系統中的矛盾成分和落后環節，才能不斷提高系統的整體效果。系統內部的各個組成部分有基本的配套關系和適應比例。個別部分出現不適應或矛盾狀態，就必須及時調整和處理，否則整體發展就要受到影響。第5節系統的模型化分析一、系統模型化的概念1.系統模型化發展趨向自1969年美國軍用標準《系統工程管理》發布以來，系統工程方法變化很小，但近10年來系統模型化技術得到迅速發展。2011年5月，美國國家航空航天局（NASA）首席工程師邁克爾·萊切科維奇，介紹了NASA應用“基于模型的系統工程”（MBSE）的情況，這是對系統工程活動中建模方法應用的正式認同。相對于“傳統的系統工程”（TSE），二者區別就在于系統架構模型的構建方法和工具：TSE是“基于文本”，MBSE是“基于模型”。目前，NASA所屬多家機構，如噴氣推進實驗室等都在積極應用該方法。船舶、航空等領域也在應用該方法，其影響越來越大?！盎谀Ｐ偷南到y工程”方法標志著系統工程的轉型，代表著系統工程的未來發展方向。“基于模型的系統工程”的路線圖國際系統工程學會的《系統工程2020愿景》中指出：從很多方面看，系統工程的未來可以說是“基于模型的”。2、系統模型化的含義系統模型化有兩層含義：要把需要解決的系統問題，通過分析明確其外部影響因素和內部的條件變量。針對論證后的系統目標要求，用一個邏輯的或數學的表達式，從整體上說明它們之間的結構關系和動態情況，這就是“模型”概念?！盎弊?，就是說，在系統分析中使用模型是一種常用的典型手段。不論從定性分析，還是從定量分析看，都是如此。采用模型化手段進行系統分析的意義就在于，它能把非常復雜的系統的內部和外部關系，經過恰當的抽象、加工、邏輯推理，變成可以進行準確分析和處理的東西，從而能得到所需要給出的結論；采取模型化技術可以大大簡化現實系統或擬建系統的分析過程，因為它既能反映現實，又高于現實；模型化技術提供了與仿真技術和電子計算機協同操作的連接條件，從而加速了分析過程并提高了分析的有效性；提供了方法典型化的基礎，這類模型往往對許多不同系統事物具有典型意義。3、構成模型的要素模型主要有兩個組成要素：系統的目標：是指系統組成要素的有機行動(有序化)所應達到的系統功能和目的。

系統的約束：是系統在實現給定目標時所能充分利用的條件范圍。

系統模型在描述系統目標和系統約束時，可應用形象的、符號的、圖表的、數學的等不同的模型化形式和技術。在形象的模型化中，系統目標和系統約束的表達是直觀的、具體的。在數學模型中，上述兩個部分是用目標函數相約束條件的數學表達式來予以明確的。目標分析為構造系統目標提供方向、范圍和要求；結構分析指明系統目標的結構關系和約束，有時則構成特定的系統目標；環境分析的結果主要在約束條件的組成上得到反映，有時也涉及系統目標的權數分配。

三、模型的優化和優化方法模型的優化通常是指數學模型而言，這是為了就某些系統參數和變量取得較好值或最優值的一種方法。

模型的優化是構造模型的基本目的之一，它的意義就在于：對一個復雜的系統或擬建系統的各類指標提供優化的結論；為改善系統現狀提供明確的方向；為提高運行的效能或經濟效果提供可靠的依據；提高系統分析工作的科學性。最優化不是一件簡單的事情，不是所有情況下都存在。特別是在解決實際的工程、技術或經濟問題時，絕對的最優解幾乎是不存在的。因為因素太多，關系非常復雜，而建立的模型只能是本質的描述。因此，在這類情況下，探索次優解、滿意解是比較可行的。而在多目標情況下，則只能探索非劣解、選好解等。三、模型的概念及分類模型就是對現實世界某些屬性的抽象。模型的特征：模型是現實世界一部分的抽象或模仿模型是由那些與問題有關的因素組成模型表明了有關因素之間的關系模型的分類圖形與實物模型分析模型仿真模型博弈模型判斷模型四、模型的構建構建模型是指將現實世界中的原形概括形成模型的過程：構建模型的一般原則建立方框圖考慮信息的相關性考慮信息的準確性考慮信息的結集性構建模型信息的分類可忽略其影響的因素對模型起作用但不屬于模型描述范圍的因素，這是系統環境的外部因素——外生變量、輸入變量、自變量模型所需研究