系统工程知识点总结

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1、系统是由两个以上有机联系、相互作用的要素所组成，具有特定功能、结构 和环境的整体。系统的特性：1）集合性。系统是由两个以上的可以相互区别的要素所组成。2）相关性。组成系统的各要素之间具有相互联系、相互作用、相互依赖的特定关系。某一要素若发生变化则会影响其他要素的状态变化。3）层次性。一个系统可分解为若干子系统，而子系统还可以分解为亚子系统等等，以致最终可分解为要素，这样就可构成具有特定的空间层次结构。 例如一个 公司就是由子公司或二级厂（F卜车间、工段、班组，以及相应的职能部门构成。 各层次的子系统相互联系，相互作用，以其特有的功能为统一的目标而相互协调 运行。4）整体性。系统不是各个要素的简

2、单拼凑，而是根据特定的统一性要求协调存 在于系统整体之中。是具有整体的特定功能和特性。整体性强调要素间的协调与 综合，这样才能获得具有良好功能的系统。5）功能性。功能性是系统的基本特性之一：它表明系统具有的作用和效能，系 统的功能以系统的结构为基础。系统的特定结构决定系统的特定功能，系统不同， 其功能也不同、这正是区别一个系统和另一个系统的主要标志。人造系统是根据 系统目的来设定功能，而自然系统虽无目的但却有功能。6.环境适应性。任何一个系统都存在于一定的物质环境之中，它必然与环境不 断地进行物质、能量、信息的交换。外界环境的变化对系统内部要素产生干扰， 使要素和要素关系发生变化，从而可能引起

3、系统功能的波动。所以系统必须适应 外部环境的变化，这样的系统才更有生命力。系统的分类：自然系统与人造系统，实体系统与概念系统，动态系统与静态 系统，开放系统与封闭系统系统工程的定义：系统工程是一门研究大规模复杂系统的交叉学科，它是根 据整体协调的需要，综合运用各种现代科学思想、理论、技术、方法、工具，对 系统进行研究分析、设计制造和服务，使系统整体尽量达到最佳协调和最满意的 优化。系统工程的研究对象：不限于物质系统，还包括自然系统、社会经济系统、 经营管理系统、军事指挥系统等等。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。系统工程的理论基础：边缘性交叉学科，由一般系统论、经济控制论、

4、运筹 学等学科相互渗透、交叉发展而形成的。系统工程方法论就是解决系统工程实践中的问题所应遵循的步骤、 程序和方 法。它是系统工程思考问题和处理问题的一般方法，把分析对象作为整体系统来 考虑，进行分析、设计、制造和使用时的基本思想方法和工作方法。系统工程的三维结构分析：时间维：规划阶段一一拟定阶段一一分析阶段一一运筹阶段一一实施阶段一一运 行阶段一一更新阶段；逻辑维：明确问题一一系统指标设计一一系统方案综合一一系统分析一一系统方案的优化与选择决策实施计划；知识维： 知识维是指各工作步骤所需的各门专业知识， 由于系统工程是个综合性的交叉学科， 在上述各阶段中， 执行任何一步都会涉及多种专业技术，

5、如社会科学、工程技术、法律、商业、医药、艺术等等。系统分析： 是运用建模及预测、优化、仿真、评价等技术对系统的各有关方面进行定性与定量相结合的分析， 为选择最优或满意的系统方案提供决策依据的分析研究过程。系统分析的目的 是在于分析系统内部与系统环境之间、 系统内部各要素之间的相互依赖、 相互制约、 相互促进的复杂关系， 分析系统要素的层次结构关系及其对系统功能和目标的影响， 通过建立系统的分析模型使系统各要素及其与环境之间的协调达到最佳状态，最终为系统决策提供依据。系统分析的要素：问题，目的及目标，方案，模型，评价，决策者系统分析的步骤： 弄清问题目标选择拟定方案建立模型系统评价系统决策实施系

6、统分析的原则：坚持问题导向，以整体为目标，多方案模型分析和选优，定量分析和定性分析相结合，多次反复进行。模型 是现实系统的替代物。 模型应反映出系统的主要组成部分、 各部分之间的相互关系，以及在运用条件下的因果作用及相互关系。模型化 就是为描述系统的构成和行为， 对实体系统的各种因素进行适当筛选，用一定方式（数学、图像等）表达系统实体的方法。 本质是 利用模型与原型之间某方面的相似关系， 在研究的过程中用模型来代替原型， 通过对模型的研究得到关于原型的一些信息。 作用 ： 人们对客观系统一定程度研究结果的表达； 导致科学规律、理论、原理的发现；利用模型可以进行“思想”实验。模型的分类 ：概念模

7、型，符号模型，类比模型，仿真模型，形象模型。建立模型的一般原则 ：建立方框图，考虑信息相关性，考虑准确性，考虑结集性。建模的基本步骤： 明确建模的目的和要求， 对系统进行一般语言描述， 弄清 系统中的主要因素及其相互关系， 确定模型的结构， 估计模型的参数， 实验研究， 必要修改。模型化的方法 ：分析方法，实验方法，综合方法，老手法，辩证法。结构模型 是定性表示系统构成要素以及它们之间存在着的本质上相互依赖、相互制约和关联情况的模型。解释结构模型技术（ ISM） （ INTERACTIVE STRUCTURMEODELING）作用： 主要描述系统构成元素之间的关联关系， 主要适用于一些宏观问题

8、的定性分析。任务： 通过构造解析将复杂的系统分解成条理分明、 多级递阶的结构形式 （结构图） 。ISM技术的基本思想：通过各种创造性技术，提取问题的构成要素，利用有 向图、 矩阵等工具和计算机技术， 对要素及其相互关系等信息进行处理， 最后用 文字加以解释说明， 明确问题的层次和整体结构， 提高对问题的认识和理解程度。ISM技术的核心：通过对可达矩阵的处理，建立系统问题的递阶结构模型。建立递阶结构模型的规范方法 ：区域分解，极位分解，提取骨架矩阵，画有 向图系统仿真 就是根据系统分析的目的， 在分析系统各要素性质及其相互关系的基础上， 建立能够描述系统结构或行为过程， 且具有一定逻辑关系或数字

9、方程的 仿真模型，据此进行实验或定量分析，以获得正确决策所需的各种信息。仿真的实质： 它是一种对系统问题求数值解的计算技术； 仿真是一种人为的实验手段； 系统仿真可以真实地描述系统运行、 演变及其发展的全过程； 系统仿 真主要是在计算机上实现的。系统仿真的方法： 连续系统仿真方法 （模拟仿真法、 数字仿真法及混合仿真法） ，离散系统仿真方法（一般用一幅表示数量关系和逻辑关系的流程图描述，分为到达模型、服务模型、排队模型三部分） ，其他方法（系统动力学方法、蒙 特卡洛法等） 。系统动力学（SD仿真：50年代，美国，福瑞斯特，初期用于工业管理， 优点是能处理高阶次、非线性、多重反馈的复杂时变系统问

10、题。SD 模型的特点 ：一般处理的是社会系统，可以处理大量变量；是一种定性分析和定量分析相结合的仿真技术； 能够起到实际系统实验室的作用； 可以处理 高阶次、非线性、多重反馈的复杂时变的社会系统问题。SD 的基本思想：反馈控制SD 的基本原理 ：首先通过对实际系统进行观察，采集有关对象系统状态的信息， 随后使用有关信息进行决策。 决策的结果是采取行动。 行动又作用于实际 系统， 使系统的状态发生变化。 这种变化又为观察者提供新的信息， 从而形成系 统中的反馈回路。系统动力学的仿真步骤 ： 1.明确系统构模目的（系统动力学的构模目的在于研究系统有关问题） ； 2.确定系统边界（系统动力学研究的是

11、封闭社会系统） ； 3.因果关系分析；4.建模（1.流程图：根据因果关系的反馈回路，应用专门设计的描述各种变量的符号绘制而成； 2.结构方程式：专门用来进行定量分析的数学模型，他用专门的DYNAMO语言建立）；5.计算机仿真实验；6.结构分析；7.模型的 修正。因果关系是构成系统动力学模型的基础，是社会系统内部关系的真实写照。社会系统的动态行为是由系统本身同时存在着许多正、 负反馈回路所决定的。SD的四个基本要素：状态或水准、信息、决策或速率、行动或实物流。SD的两个基本变量：水准变量（LEVEL、速率变量（RATE系统评价问题是由评价对象（ WHAT） 、 评价主体（ WHO） 、 评价目的

12、（ WHY） 、评价时期（WHEN）、评价地点（WHERE及评价方法（HOW）等要素（5W1H） 构成的问题复合体。系统评价的原则：1.要保证评价的客观性；2.要保证方案的可比性；3.评价指标要成系统； 4.评价指标符合国家方针政策。关联矩阵法是常用的系统综合评价法，它主要是用矩阵形式来表示各替代方案有关评价指标及其重要度与方案关于具体指标的价值评定量之间的关系。系统评价工作的困难 ： 1.有的指标难以量化，有时同使用人或评价人的主观感觉和经验有关，例如系统使用的方便性、舒适性就是这样的一类指标。2.不同往方案往往各有所长，又t以取舍。例如方案 A1、A2,在一些指标上，A1比A2优越，而在另

13、一些指标上， A2 又比 A1 优越，这时就很难定夺。指标越多，方案越多，问题就越复杂，方案就越难定夺。 解决的办法 是：根据具体评价系统，确定系统评价指标体系及其相应的权重， 然后对评价系统的各个替代方案计算其综合评价值，即求出各评价指标价值的加权和。层次分析法（AHP）是一种定性和定量分析相结合的系统分析方法。其基本思路是： 首先根据问题的性质和所要达到的总目标， 将问题分解为不同的组成因素， 并按照这些因素间的相互关联影响以及隶属关系， 将因素按不同层次聚集组合，形成一个多层次分析结构模型。最后将该问题归结为最低层相对最高层（总目标）的比较优劣的排序问题。AHP的实施步骤：（1）分析评价

14、系统中各基本要素之间的关系，建立系统的递阶层次结构。（ 2） 对同一层次的各元素关于上一层次中某一准则的重要性进行两两比较，构造两两比较判断矩阵，并进行一致性检验。（ 3）由判断矩阵计算被比较要素对于该准则的相对权重。（ 4）计算各层要素对系统目的（总目标）的合成（总）权重，并对各备选方案排序。决策 是管理的重要职能。 它是决策者对系统方案所作决定的过程和结果， 是决策者的行为和职责。决策分析 就是为帮助决策者在多变的环境条件下进行正确决策而提供的一套推理方法、 逻辑步骤和具体技术， 以及利用这些方法和技术规范地选择满意的行动方案的过程。确定型决策的条件 ： 存在决策者希望达到的明确目标 （收

15、益大或损失小等） ；存在确定的自然状态； 存在着可供选择的两种以上的行动方案； 不同行动方案在确定状态下的益损值可以计算出来。风险型决策的条件 ： 存在决策者希望达到的明确目标 （收益大或损失小等） ；存在两个以上不以决策者主观意志为转移的自然状态， 但决策者或分析人员可以估算出其概率值P但J）;存在着可供选择的两种以上的行动方案；不同行动方案在确定状态下的益损值可以计算出来。不确定型决策的条件 ： 存在决策者希望达到的明确目标 （收益大或损失小等）；自然状态不确定，且其出现的概率不可知；存在着可供选择的两种以上的行动方案；不同行动方案在确定状态下的益损值可以计算出来。效用实质 上反映了决策者

16、对风险所抱的态度。效用 ：决策者对某种利益和损失所独有的感觉和反应效用值 ：用效用概念衡量人们对同一期望值在主观上的价值效用函数（曲线） ：决策者的期望值与效用值的对应关系效用决策 就是将后果用效用值代替，以期望效用最大为决策准则。冲突分析 ： 是研究如何合理地选择具有竞争或对抗性质的决策行为的一种定性分析技术， 适用于战略级或无法用定量方法的决策问题。其基本思想是通过对可能结局的偏好排序进行逻辑运算，进而得出冲突的最可能结局。冲突分析方法的特点 ： 1 能最大限度地利用信息， 尤其对难以定量分析的问题； 2 具有严谨的数学（集合论）和逻辑学基础； 3 既能进行事前分析，又能进行事后分析， 并可进行政策和决策行为的分析； 4 分析方法使用中几乎不需任何数学理论和复杂数学方法， 容易理解和掌握； 5 用结局的优先序代替效用值， 并认为对结局比较判断时无传递性， 避开了经典对策论关于效用值和传递性假设等障碍。冲突分析模型要素 ：时间点，局中人，行动，结局，优先向量