系统工程及分析.ppt

系统工程及分析方法导论,计算机与信息工程学院 王小艺,课时安排,34学时，每周一次 2次实验（上机） 一次大作业（两次验收，学生参与讲解） 教材：陈宏民.系统工程导论 高等教育出版社,主要内容,1 引论 2 系统和系统工程的概念 3 系统工程方法论 4 建模方法 5 分析方法 6 优化和仿真 7 评价方法,教学要求： 通过对社会发展、经济发展中遇到的实际问题的讲解和归纳提炼，了解系统工程的产生背景；其次通过讲系统工程案例，了解系统工程的发展简史、以及我国系统工程的发展状况；掌握系统工程方法论、建模方法、分析方法、优化与仿真方法及评价方法，熟悉系统工程在社会经济系统和现代企业管理中的应用。,1.引论,1.1 系统工程产生的背景 1.2 系统工程应用的案例 1.3 系统工程的发展史 1.4 系统工程的重要作用,1.1系统工程产生的背景,源于工程技术专家运用综合技术手段处理一些复杂的系统问题。 是社会、经济、军事、技术等发展到一定阶段的产物。 20世纪40年代，贝尔电话公司发展微波通信网络时首先应用的一套系统的方法，首次提出了”系统工程“概念。,推动系统工程发展的重要理论,协同论,控制论,一般系统论,信息论,耗散结构论,运筹学,突变论,1.2 系统工程的案例,案例1 都江堰水利工程 案例2 特拉法尔加海战 案例3 曼哈顿计划 案例4 江西省山江湖区开发治理系统,现实世界存在着很多政治、经济、社会、技术、环境等融合在一起的，且规模庞大、关系复杂、因素众多、目标多样的问题，要解决这类问题，必须采用多种理论和知识、技术综合集成的新方法，这就是系统工程。,案例1 都江堰水利工程,鱼 嘴分水堤,功能： 将岷江一分为二，外江用 于排洪，内江用于灌溉； 2. 具有调节水量作用。,飞沙堰溢洪道,功能： 排水功能，当内江水超过宝瓶口上限时； 过滤功能，将上游带来的巨石、泥沙等抛入外江，保证灌溉需要。,宝瓶口进水口,功能： 分流作用，满足不同区县灌溉需求。,案例2： 特拉法尔加海战,法国-西班牙联合舰队,英国地中海舰队,法国-西班牙联合舰队,秘密备忘录中纳尔森获胜秘诀,战斗力分析,假设：双方单个战斗单位的战斗力相同,402=1600,462=2116,结论：联合舰队全歼英国舰队后，联合舰 队（2116-1600）1/2=23，联合舰队优势明显。,如果将联合舰队拦腰截断：23+23=46,方式1：,方式2：,结论：英国战舰略占优势。,1.3 系统工程的发展史,不同年代重要事件（曼哈顿计划 ，北极星导弹、核潜艇计划和阿波罗登月计划） 国际应用系统分析研究所 圣塔菲研究所（复杂、非线性系统研究以及人机系统研究） 复杂适应系统的提出 （提出对于人们认识、理解、控制、管理复杂系统提供了新的思路）,我国系统工程发展的几个阶段 古代朴素的系统观及作用; 50年代中期，钱学森中科院成立了“运筹”、“优选”、“统筹”研究小组; 7080年代，人口研究领域、能源与经济协调发展和社会经济发展规划研究； 90年代初期和中期 ，企业活力研究和可持续发展研究 ； 90年代后期和21世纪初，系统工程研究主要是复杂巨系统研究 ，如复杂系统理论，系统论、定性到定量综合集成系统、大成智慧系统的研究。,钱学森对我国系统工程发展的贡献 把运筹学的“种子”从它的发源地美国带回了中国； 创建了我国第一个军事运筹研究机构“作战研究处” ； 积极建议我国军事部门将系统工程原理和方法，作为我军不断向现代化迈进的重要手段； 倡导开展复杂系统的研究； 倡导建立国民经济总体设计部。,1.4 系统工程的重要作用,存在着很多急待解决的宏观、中观、微观层次问题 如我国人口众多、素质偏低，以消耗大量自然资源、投资拉动获得经济快速增长，已解决就业压力。 又如城市人口出生率低与人口老龄化问题、城市经济结构提升与城市普通居民就业难问题、农业生产效率提高与富余劳动力增长问题等。,系统工程方法研究更多依赖数据、信息，结论更具有操作性 定性分析和定量分析相结合原则 在实际问题的研究中，往往先定性分析，把握解决问题的方向，在此基础上进行定量研究，提高问题分析的精度。定性与定量分析相结合，能够使得到的结果更具有操作性。, 现代仿真可代替部分社会试验 系统工程因其具有仿真功能，也被称为“政策实验室”。 如对于人口系统、社会经济系统、三峡工程、武器作战系统等，无法进行政策试验，一旦失败，就会造成社会动荡、经济崩溃、人员伤亡、财产重大损失等后果，对于这些系统，可以采用建模仿真技术，分析政策实施的风险和效果。,考察方式,将选修本课程的同学进行分组（每组57名），作为学习小组完成平时作业、实验、大作业等。,考试（70%）+平时成绩（30%） 平时成绩：考勤+实验+作业+大作业,几点说明： 1.平时作业是本门课程主要的概念、原理等，作为考试中基础题的范围，注意平时积累。 包括课堂作业+课后作业 2.实验课中涉及的内容是本门课所要用到的分析复杂系统问题的主要工具，与考试中的综合题、计算题相关； 3.大作业将贯穿本门课程的主要内容，用到了需要掌握的主要知识，与考试中大题相关。 大作业将有35道供选择，第三周提供给大家，学习小坐共同完成（具体负责内容小组内部分配），学期中间会抽查2次，需要同学参与讲解完成内容，并提供两个课时上机完成。,