系统工程引论第一章系统的基本概念.ppt

拨蜡附胳亦付硷戒泻谱瓜岂忍静斑庇雹立抬佐胡胳辖粘姿鸭累拐谜喷闸喜系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念参考教材1 孙东川，林福永，孙凯编等，系统工程引论，清华大学出版社，20092 陈宏民主编，系统工程导论，高等教育出版社，2006舌芳览租慧蓟婚尘谋吩需等悟寞欧案盯丢缔线锚瓣稽轰枚硅蟹掘盆旁叙袱系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念第一章 系统的基本概念v1.1 引言 v1.2 系统的定义与属性v1.3 系统的分类v1.4 系统的结构与功能v1.5 系统思想的演变钾蓄迅扎螺腋勺让蓬荒菠娃妙妒绑琉篡括茵忿唉孙霜全讫著得庸冶舰惩肇系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v1．1 引言v 人类社会当今处在一个什么时代?我们如何为自己所处的时代命名? v 有人说当今是后工业化时代他们说，以蒸汽机的改进和大量使用为标志的工业革命，开始了工业化进程，后来又经过电力革命、核能革命，完成了工业化使命，在20世纪后期则进入了后工业化时代 v 有人说当今是知识经济时代知识经济的提出源于1996年经济合作与发展组织(OECD)的《以知识为基础的经济》的报告。

知识经济的标志之一就是承认知识的扩散与生产同样重要，知识经济是人类社会继游牧经济、农业经济、工业经济之后的经济知识经济是以知识阶层为社会主体，以知识和信息为主要资源，以高技术产业和服务为支柱产业，以人力资本和科技创新为动力，以可持续发展为宏观特征的新型经济 权椿屈夫坑蹭土惦庆私案柳山泼捶臆育兜引敌蹦净掇党涉闸鄂泵时杉理彤系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 有人说当今是网络经济时代20世纪80年代出现了因特网(Internet)，如今，以先进的计算机技术和通信技术为基础的信息网络无处不在，发挥着越来越大的作用电子商务、电子政务、网络学院、远程教学、远程医疗、电子病历、网上购物、网上订票、上网检索、电子邮件、MIS(管理信息系统)、HIS(医院信息系统) ，悄悄进入了我们的工作和生活中人类是一天也离不开网络了 v 有人说当今是新经济时代他们大概对上述几个名称不满意，于是提出“新经济时代”一词其实这是权宜之计因为新与旧是相对的，“新”是层出不穷、与时俱进的，现在的经济相对于工业经济而言是“新经济”，再过一百年或者几百年，现在的“新经济”恐怕就会是“旧经济’’了。

不过，暂时用一下这个名称以强调当代经济之“新”也未尝不可 浮怠芬勉邵尽锦帜筏樱韵替彤糕陌朴椽柔众眨霉恍尊渣耕笑趋虽黄护茧竿系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 还有人说当今是计算机时代自1946年第1台现代意义上的计算机ENIAC出现以来，计算机不断更新换代，而且更新换代的周期越来越短20世纪占主导地位的，50年代是电子管计算机，50年代未至60年代中期是晶体管计算机，60年代末至70年代末是集成电路电子计算机，70年代末至今是大规模集成电路和超大规模集成电路电子计算机计算机的快速发展使其应用领域得到迅速扩展，如文字编排、数据处理、通信联络、设计绘图、教育培训以及各级各类管理工作，无处没有计算机的影子电子计算机被称为“电脑”，现代社会“不可一日无此君” v 还有人说当今是信息时代20世纪40年代，人类终于发现：世界是由物质、能量、信息三大要素组成的，而不仅仅是由物质要素组成，或者由物质与能量两种要素组成现在，没有人能否定信息的存在和作用，没有人能够不接受、不利用信息，信息的作用、处理信息的手段是前所未有的信息网络、信息高速公路、电子商务、电子政务等，正在改变人类的工作习惯、生活习惯、思维方式。

距离变得无关紧要，“地球变得越来越小”，整个世界可以被因特网“一网打尽” 忆绵闭戊噬阔君群翱臃苦挨朔诚怀汤但培衷饯皱佐筐沥蔽僧涯胁烫半鹿乃系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 还有人说当今是纳米时代纳米(nm)是一种度量单位，1nm等于1m的10亿分之一，相当于10个氢原子一个挨一个排起来的长度纳米结构是指1-100nm尺度内的结构在这个尺度范围内对原子重新组合，新物质就会表现出不同于单个原子或分子的性质其基本的物理化学性质，如熔点、磁性、电容、导电性、发光等都可能产生重大变化这种组合产生新物质的技术，就是所谓的纳米技术(nanotechnology)，它使人类可以获得许多用于科研、生产、生活各个领域的新材料 v 还有人说当今是基因时代破译基因密码，重组基因，克隆，制造干细胞……有关的新概念、新技术层出不穷它们甚至有可能改变人类自身，因而引起了关于伦理道德的争论 差痈缓磷绸呸反惋垢糜叫殖栗空锦题岔帘综塌欧皱浚末适效歼抵意涯域钩系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 还有人说是“航天时代”这是非常激动人心的2003年10月15-16日，我国的神舟五号飞船成功发射，中国第一名航天员杨利伟邀游太空，中国成为“世界航天俱乐部”的第三名成员。

2005年10月12-17日，搭载两名航天员费俊龙、聂海胜的神舟六号飞船成功发射2008年9月25-28日，搭载3名航天员翟志刚、刘伯明、景海鹏的神舟七号飞船成功发射，翟志刚成为中国在太空出舱活动第一人 叼扰沃阎朴蔼诺信拷贼侈颗梭冀丫策族怯镰建确拈胜陛铀自致澄碌挑河头系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 我国的探月工程已经起步，探月工程分为“绕”、“落”、“回”3个阶段第一期为绕月工程，发射探月卫星“嫦娥一号”，对月球表面环境、地貌、地形、地质构造与物理场进行探测嫦娥一号于2007年10月24日发射升空，经过8次变轨后，于11月7日顺利进入高度为200公里、周期为127分钟的工作轨道11月18日卫星转为对月定向姿态，11月20日开始传回探测数据第二期工程时间定为2007-2010年，目标是研制和发射航天器，以软着陆的方式降落在月球上进行探测第三期工程时间定在2011-2020年，目标是月面巡视勘察与采样返回；其中前期主要是研制和发射新型软着陆月球巡视车，对着陆区进行巡视勘察；后期即2015年以后，研制和发射小型采样返回舱、月表钻岩机、月表采样器、机器人操作臂等，采集关键性样品返回地球，对着陆区进行考察，为下一步载人登月探测、建立月球前哨站的选址提供数据资料，此段工程的结束将使我国航天技术迈上一个新的台阶。

吕撮珊址诸获第梯肄聊嘉梯诗车潦效煤伎展百苗犬卜斤莽臂疵正赏逞风幸系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 人类已经迈开步伐走向茫茫宇宙了v 所有不同角度的概括都具有一定的道理，“仁者见仁，智者见智”但是，如果换一个角度-从系统工程的角度看，我们要说：v 人类社会当今处在系统工程时代!v 什么是系统?什么是系统工程?系统工程的基本概念、基本原理是什么?这就是本课要讲述的内容v 本章将主要介绍系统的基本概念，包括系统的定义与属性、系统的分类、系统的结构与功能以及系统思想的演变等 头秃北淹姑唉兽喳柄炯害缮僚误轻瓦旬呵通眯昆澄较曲戏拯逛厌冉熊历诱系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v1．2 系统的定义与属性v1．2．1 系统的定义v 系统工程(systems engineering，SE)的研究对象是系统(system)v 系统概念是系统工程的核心和基本概念系统”一词是大家熟悉的，在汉语中，它通常是作为名词来使用，有时也作为形容词和副词使用；作为系统工程的科学术语，则需要在日常用语的基础上加以提炼和界定。

v 系统无处不在自然界和人类社会存在着多种多样的系统，在研究系统的分类之前，先让我们列举几组不同类型的系统，例如：v 一辆汽车、一架飞机、一列火车、一台计算机、一个校园网分别都是一个系统；v 一个国家、一个政府、一支军队、一个企业、一所学校、一家医院、一支乐队、一个球队、一个家庭也分别都是一个系统；v 一项工程(例如三峡工程、西部大开发、振兴东北、神舟五号、抗击SARS、举办“奥运”)、一本教科书、一篇文章、一首歌曲、一张中药处方同样分别都是一个系统；v 银河系、太阳系、地球、大森林、动植物群落以及联合国、WTO仍然都是一个系统等松需孵遮拾很赢牺睹湍硷漫蛛漆撅吹傻儒衙板欣浸善眯垒触趁佯诛衅椒吼系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 这些系统的形态和性质是大不一样的系统可以互相包含与被包含，可以互相交叉和融合系统是普遍的客观存在每一个人都生活在系统之中，而且是生活在多种多样、互相交叉的系统之中v 但是，并非任何事物或者事务都可以随心所欲地被称为系统相对于一辆汽车而言，拆卸下来的若干齿轮与螺丝钉不构成系统；相对于一个球队而言，游离活动的几名队员不构成系统；相对于一场球赛，正常的犯规行为(可能有多次)不构成系统；海边沙滩上休闲的人群不构成系统；在盒子里放得整整齐齐的一副象棋，也不构成系统。

v 从许许多多、实实在在的系统和“非系统”中可以提炼出如下的定义：v 所谓系统，是由相互联系、相互作用的许多要素结合而成的具有特定功能的统一体暗倔计特深诱诱粕胃搪莱汁娇颂缎梨炸叼油末臼缀旅敞愚硒疤错旱琵谈连系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 这个统一体又称为整体或总体；要素又称为元素、部分、局部或零部件，在一定的意义上，又称为子系统系统整体与构成系统的部分是相对而言的，整体中的某些部分可以被看成是该系统的子系统，而整个系统又可成为一个更大规模系统中的一个组成部分或者子系统例如，一辆汽车或一架飞机的发动机，一个企业的某一条生产线，一所大学的某一个学院等，都分别是一个子系统；而一辆汽车对于一个车队，一架飞机对于一个航空公司，一个企业对于国民经济，一所大学对于全国的或地区的高教系统来说，分别只是其中的一个组成部分或者一个子系统v 从系统工程的角度而言，系统的范围或规模是根据我们研究问题的需要而决定的系统具有特定的结构，表现为一定的功能和行为系统整体的功能和行为由构成系统的要素和系统的结构决定，而这些功能和行为又是系统的任何一部分都不具备的。

喇伸铃萍哇作膏庶冠菩挝掏志寝沼揩榜涌图砂刺钙庐蓉普为索诀怜勋吊静系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 某种特定的系统，通常是自然科学和社会科学某一学科的研究对象例如，太阳系是天文学研究对象，植物群落是植物学研究对象，动物群落是动物学研究对象，人体和疾病是医学研究对象，社会制度是历史学和社会学研究对象等系统工程以及系统科学(系统工程是系统科学部门的工程技术)的研究对象并不限于某种特定的系统，也不重复其他学科的研究，而是研究各种系统的普遍属性和共同规律，研究各种系统的有效组织与管理问题v 中外学者从不同的角度对系统的定义作过描述例如，美国的韦伯斯特(Webster)大辞典把系统称为“有组织的或被组织化的整体、相联系的整体所形成的各种概念和原理的综合，由有规则的相互作用、相互依存的形式组成的诸要素的集合”刽至侠锅制兰豢绊烃衬匣俩命载劣贝储蹲饭卸硷导抹瑟丹慨悬利麦翼凛萌系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 一般系统论的创始人奥地利生物学家冯·贝塔朗菲把系统称为“相互作用的多要素的复合体”如果一个对象集合中存在两个或两个以上的不同要素，所有要素按照其特定方式相互联系在一起，就称该集合为一个系统。

其中的要素是指组成系统的不同的最小的(即不需要再细分的)组成部分v 钱学森院士在回顾我国研制“两弹一星”的工作历程时说：“我们把极其复杂的研制对象称为‘系统’，即由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体，而且这个‘系统’本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分v 在汉语中与System一词相对应的名词还有体系、体制、制度v 此外，在管理学原理和企业管理中用得最多的单词之一组织(organization)，其意义与系统(system)是很相近的，而且常常是等同的境饭渡伤夫铲懂魄诫氯掉拉瘸唇例相俱跃幽这窥狰蕴芯际密阀晃夕庶祭贝系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v1．2．2 系统的属性v 从系统工程的观点来看，系统的属性主要有一下几个方面v 1．集合性v 集合性表明系统是由许多(至少两个)可以相互区别的要素组成例如，一个工业企业是一个系统，它的要素集合如图1-1所示菠总扭俄尽汽梦驹鸡讳苔岛捐牺期恐诚再理帜戮栓象轿霉澈钟耽藻缄喊虹系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念嚷敢肯国抿哟之锄响沉烷镰蛔猩猴乘兑尹户苹剥妹演烫蛤掩乙旭诈鬼隧溯系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 2．相关性v 所谓相关性是指系统内部的要素与要素之间、要素与系统之间、系统与其环境之间存在着这样那样的联系。

联系又称关系，常常是错综复杂的如果不存在相关性，众多的要素就如同一盘散沙，只是一个集合(set)而不是一个系统(system)仙彼滑叔鬼界骇惠依概姿容烃辈焰浅获瞧群订番兢阀邱献致蔷山雅图参有系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 3．层次性v 一个大的系统，包含许多层次，上下层次之间是包含与被包含的关系，或者领导与被领导的关系例如，我国的行政系统包含国家-省(自治区，直辖市)-市-县-乡镇；军队包含军-师-(旅)-团-营-连-排；一所大学包含学校-学院-系-教研室；一个大企业包含总公司-分公司-工厂-车间-班组v 图1-2表示了企业管理的层次，它分为战略计划层(高层)、经营管理层(中层)和作业层(基层)大企业的中层又可以分为若干层次，构成一座金字塔v 在组织管理工作中，系统的层次与管理的跨度是一对矛盾从个人的管理能力而言，管理跨度的平均值是一个常数，被称之为“奇妙的7”，即一个管理者，他能够直接有效管理的下属是7人左右，不会太多 廊颅摩退咯挖销隘症蜒轮渍适悉诀你旺擒噶赏芍酿种球伺铅儿甜荔娄烩刺系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念撑鞘腹披溢俺胀府快做寞没潦念厅咖枣延衣处匝鲜暴趴蜒茄僵锁越伴外刽系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 如果利用计算机技术，建立性能卓越的管理信息系统(MIS)，提高管理的跨度，就可以减少管理的层次。

当然，管理岗位的设置要考虑多种因素，并非如此单一但是可以确信，在当代的计算机和信息技术条件下，管理组织的结构可以由金字塔趋向扁平化v 在实际管理工作中，层次性并非是一成不变的在一般情况下，上一级指挥下一级，下一级服从上一级，下一级向上一级反映情况；在特殊情况下，也可以“越级指挥”、“越级反映情况”(“上访”、“上告”)我们把前者称为规范的层次性，把后者称为不规范的层次性后者并不是可有可无的，而是对前者的必要补充例如，中国共产党党章规定：党员有权“向党的上级组织直至中央提出请求、申诉和控告，并要求有关组织给以负责的答复”；“党的任何一级组织直至中央都无权剥夺党员的上述权利”菌徊柔海贴炳兢沽映壮矿添摈烧嚼嫉霍畅下税乖星便乞侧矣踏孟雇碘层嗣系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 4．整体性v 系统是作为一个整体出现的，是作为一个整体存在于环境之中、与环境发生相互作用的，系统的任何组成要素或者局部都不能离开整体去研究v 系统的整体性又称为系统的总体性、全局性系统的局部问题必须放在系统的全局之中才能有效地解决，系统的全局问题必须放在系统的环境之中才能有效地解决。

局部的目标和诉求，要素的质量、属性和功能指标，要素与要素之间、局部与局部之间的关系，都必须服从整体或总体的目的，它们共同实现系统整体或总体的功能系统的功能和特性，必须从系统的整体或总体来加以理解，加以要求，使之实现并且优化系统的整体观念或总体观念是系统概念的精髓巩虑悯必冬敷粗论啦栏隙三富贫捏般跪肖缺爵怕诽磋饭袁芋耻烃磐反届布系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 5．涌现性v 系统的涌现性包括系统整体的涌现性和系统层次间的涌现性 v 系统的各个部分组成一个整体之后，就会产生出整体具有而各个部分原来没有的某些东西(性质、功能、要素)，系统的这种属性称为系统整体的涌现性 v 系统的层次之间也具有涌现性即当低层次上的几个部分组成上一层次时，一些新的性质、功能、要素就会涌现出来次煞紊胺醒躺杯宜辰计篆少鹅卯装歧霍拒代南摧仓占智如矗绵机谣锄镇狠系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 6．目的性v 系统工程所研究的对象系统都具有特定的目的研究一个系统，首先必须明确它作为一个整体或总体所体现的目的与功能。

人们正是为了实现一定的目的，才组建或改造某一个系统的例如，学校的目的主要是培养合格的人才；企业的目的主要是生产合格的产品，提供相应的服务，并获取显著的经济效益等v 明确系统的目的性，是开展系统工程项目的首要工作与目的一词意义相近的术语有目标、指标系统的目的常常通过更具体的目标或指标来描述系统总是多目标或多指标的，它们也分为若干层次，构成一个指标体系 蛀弹畏江享宦肠黍舀哦惨痕乔围艺品咳赛峨赡俐灌岿异慷绸剑巧萄坡鹿悍系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 7．系统对于环境的适应性v 任何一个系统都存在于一定的环境之中，在系统与环境之间具有物质的、能量的和信息的交换环境的变化必定对系统及其要素产生影响，从而引起系统及其要素的变化系统要获得生存与发展，必须适应外界环境的变化，这就是系统对于环境的适应性v 系统必须适应环境，就像要素必须适应系统一样从图1-3可看到 匹羽灸舟磕郁帛瑟姻近教烹告缚又辐娄忽随镁咙岁诧瞎姑访经但末溶盾挽系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念亥总菱苔怜效恢罐披溯骡粤巡很够辕威览执踞膜辣敢淡货行欺险帝迅哩携系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 这就要求研究系统时必须放宽眼界，不但要看到整个系统本身，还要看到系统的环境或背景。

只有在一定的背景上考察系统，才能看清系统的全貌；只有在一定的环境中研究系统，才能有效地解决系统中的问题v 总之，系统这个概念，其含义十分丰富它与要素相对应，意味着总体与全局；它与孤立相对应，意味着各种关系与联系；它与混乱相对应，意味着秩序与规律研究系统，意味着从事物的总体与全局上、从要素的联系与结合上去研究事物的运动与发展，找出其固有的规律，建立正常的秩序，实现整个系统的优化这正是系统工程的宗旨抬止馒继醉亨帅曙啸蚂谱瞄涣中旁沏敢妇冶仟繁洱串密斜浊箱赢拼肢蛛允系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v案例-大学v 一所大学就是一个复杂的系统它由学校的校级党政机关和各个院系、部处以及工会、共青团、学生会等组织机构所组成，所有这些机关、院系、部处和其他组织都可以看作大学系统的元素或者子系统大学的特定功能是为社会培养有用人才，同时创造新知识和新思想学校党政机构与这些院系、部处和其他组织之间存在看委托、授权、监督、管理等关系，不同的院系之间、部处之间，以及各院系与部处之间也存在诸多的横向联系，这些联系表现为相互促进、相互支持和相互制约这些机构、院系和部处以及他们之间的所有关系构成了学校这个整体。

学校为了更好地培养社会有用之才，创造新知识、新思想，不仅要重视各院系、各部处的建设，更要理顺它们之间的关系，发挥各院系、部处的协同效应和集成效应，在校党政机关的统一领导下，使这些院系、部处构成一个有机的整体驳蝇戌赚井阿绎茨拾宇乱退懊岩崔舶冈捧垫庆咎卫毋轻志曾撞掠律词蕴变系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 说大学中的一个院系、部处或者学生会组织是一个子系统，是因为它一方面是大学整体中的一个有机组成部分，另一方面它本身也具有系统的特点比如学校的学生会组织下还有各个学院或者系的学生会组织，再往下还有各个班级的班委会这些组织之间显然存在着各种各样的关系，有的学校校级学生会是各个系组织的联盟，也有的学校的系学生会与校学生会之间有明显的隶属关系对于复杂系统而言，其内部子系统的层次数是刻画其复杂性的一个重要标志柴芯汲锅迁隆吻私萎脐苇发楚零犬郁隶忽踊鹃颤决吞桅皖书愿著赎咕斡际系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v1．3 系统的分类v1．3．1 按照系统属性分类v 1．按自然属性分为自然系统与社会系统v 自然系统是自然形成的、单纯由自然物(如天体、矿藏、生物、海洋等)组成的系统，例如太阳系、地质构造、原始森林。

它们不具有人为的目的性与组织性，所以不是系统工程直接研究的对象 v 所谓社会系统是指由人介入自然系统并且发挥主导作用而形成的各种系统它们具有人为的目的性与组织性社会系统又称为人工系统、人造系统取誉畦敌出蛊睛挛兰慕怒扔决肃某唇铲码卓凿醋乏讳绅喉军生竿柯奢蔡尊系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 社会系统，按照其研究对象，可以分为经济系统、教育系统、行政系统、医疗卫生系统、交通运输系统、科技系统、军事系统等其中经济系统又可以进一步细分为工业系统、农业系统；工业系统又可以进一步细分为重工业系统、轻工业系统、化工系统等社会系统通常都具有经济活动，所以社会系统又常常称为社会经济系统v 自然系统及其规律是社会系统的基础值得指出的是，社会系统(尤其是工业企业)常常导致自然系统的破坏，造成各种公害，正确处理两者之间的关系(控制污染，保护环境)是系统工程的重要课题今天，保护环境、保护生态、实现可持续发展，已经成为全人类的共识阮涛之朴妙逐簿瘟捐绵麻母控揖羹从沂系爪憎蠢濒厕厉天郊涪责继趁环较系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 2．按物质属性分为实体系统与概念系统v 实体系统是由物质实体所组成。

物质实体包括矿物、生物、能量、机械等各种自然物和人造物人是有主观能动性的物质实体概念系统则是由概念、原理、法则、制度、规定、习俗、传统等非物质实体所组成，是人脑和习惯的产物，是实体系统在人类头脑中的反映 v 机械系统是实体系统，但是它的运行需要利用技术(如方法、程序等)，而后者是概念系统在实际系统中，实体系统与概念系统是紧密结合在一起的实体系统是概念系统的基础，概念系统为实体系统提供指导和服务v 实体系统又叫做“硬系统”，它主要由硬件组成；概念系统又叫做“软系统”，它主要由软件组成恨郊吊丝取瞪诲到箔嚼缕谦蛤防精荷负哉凤酌赶诱昧磺糜方臀损驳郴寺治系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 3．按运动属性分为静态系统与动态系统v 所谓静态系统是其状态参数不随时间显著改变的系统，没有输入与输出，例如未开动的洗衣机，停工待料的工厂等如果系统内部的结构参数随时间而改变，具有输入、输出及其转化过程，则谓之动态系统如生产系统、交通系统、服务系统、人体系统等均是动态系统系统的静态与动态是相对划分的严格的静态系统是难以找到的只是有些系统在考察的时间尺度之内，其内部结构与状态参数变化不大的情况下，为研究问题方便，而忽略这些结构与参数的改变，将其近似视为静态系统而已。

寒暑假期间的学校，教学活动停止了，大部分学生回家了，机关部门也半休或全休，此时的学校可以说是处于静止状态 吴浮凶吹蝶迭膜润请杨喳体千命吴损徘须春泅笼堕俱剑浅迢沫齐淄梨钞潦系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 4．按系统与环境间的关系分为开放系统与封闭系统v 与外界环境之间存在着物质的、能量的、信息的流动与交换的系统，称之为开放系统如果系统与环境之间不发生这些流动与交换，则称之为封闭系统实际上，严格的封闭系统也是难以找到的为了研究问题的方便，有时忽略一些较少的流动与交换现象，将这种系统近似看成为“封闭系统”流动现象有两类：一类是由环境向系统的流动，我们称其为系统的输入或干扰；另一类是由系统向环境的流动，我们称其为系统的输出用圆圈表示系统，用指向系统的箭头线表示输入，用指离系统的箭头线表示输出，则一般的开放系统可用图1-4来表示 v 开放系统是动态的、“活的”系统，封闭系统是僵化的、“死的”系统系统由封闭走向开放，就可以增强活力，焕发青春 符窿渝楷愧怕翔团怔骋款瓶园磊瘩鹅跪签侩啃支绽顷兼径舜诺谅开充诫爸系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念换俩诡谓幅岿轩倔吞局祖狡癣雄因屑配猫焊祥疗套哇抓翟败昔料栅沟艾量系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 5．按反馈属性分为开环系统与闭环系统v 在开放系统中，系统的输出反过来影响系统输入的现象，称为反馈。

增强原输入作用的反馈称为正反馈；削弱原输入作用的反馈称为负反馈负反馈使得系统行为收敛，正反馈使得系统行为发散通常讲的“良性循环”与“恶性循环”，实际上都是正负反馈作用的表现v 没有反馈的系统为开环系统具有反馈的系统为闭环系统系统的反馈主要是信息反馈一般来说，反馈是指负反馈v 开环系统可以用图1-5表示，闭环系统可用图1-6表示传扩良韧寿促茶实辫镁也妮湖刀爸慰张论铬瑞沼职勿帘劲饭森蛮氰兴赌陋系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念益戴遁桩谱凭佣铜堰呼儿海练思锑繁裁埋是倾褂生诗掳岿疫奴亏锚螟肘留系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 6．按照人在系统中工作的属性分为作业系统与管理系统v 人类的全部活动可以分为两大类：作业活动与管理活动作业活动是人类在生活、生产中最基本的活动，即直接作用于外界或自身(例如吃饭、穿衣、走路、睡觉等)的活动，我们不妨称之为第一类活动；管理活动作用于作业活动，是对各种作业进行编排和组织的活动，不妨称之为第二类活动第二类活动以第一类活动为活动对象，使得第一类活动能够有条不紊地进行，实现预定的目标。

在任何一项工程中，作业系统与管理系统是紧密结合、难以截然分离的，即便在个人的日常生活中也是这样v 在实用词语上常常有交叉，例如说管理作业，那是对管理活动的细分，这里的“作业”二字已不是第一类活动了v 自然界和人类社会的许多系统是十分复杂的，以上的分类并不是绝对的一个复杂的系统往往是多种系统形态的组合与交叉系统工程所研究的系统，是动态的、开放的、具有反馈的社会系统，是包含实体系统和概念系统在内的复合系统；系统工程就是组织管理系统的技术 央枢讥碍掇究嘎尤汽隐课隧匝碧朝酥豺键烽依唉待萎潭悠猿耐搪达碗霸病系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v1．3．2 按照系统的综合复杂程度分类嚣缴轻莽眷氟赵罐吼玲循诗威寇袒瘦羌郝康褐技瑞喂硼袋看苯策环特或僵系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 由图1-7可以看出，系统的复杂性由下向上不断变化v ①框架 这是最简单的系统，如桥梁、房子，其目的是交通和居住，其部件是桥墩、桥梁、墙、窗户等，这些部件有机地结合起来提供服务它们是静态系统，虽然从微观上说它们也在动v ②时钟 它按预定的规律变化，什么时候到达什么位置是完全确定的，虽动犹静。

v ③控制机械 它能自动调整如把温度控制在某个上下限内或者控制物体沿着某种轨道运行当因为偶然的干扰使运动偏离预定要求时，系统能自动调节回去v ④细胞 它能新陈代谢和自繁殖，它有生命，是比物理系统更高级的系统v ⑤植物 这是细胞群体组成的系统，它显示了单个细胞所没有的作用，它是比细胞复杂的系统，但其复杂性比不上动物v ⑥动物 动物的特征是可动性它有寻找食物、寻找目标的能力，它对外界是敏感的它也有学习的能力v ⑦人类 人有较大的存储信息的能力，说明目标和使用语言均超过动物，人还能懂得知识和善于学习人类系统还指人作为群体的系统v ⑧社会 这是人类政治、经济活动等上层建筑的系统社会系统就是组织v ⑨宇宙 这不仅包括地球以外的天体，而且包括一切我们现在还不知道的东西v 这里底层三个是物理系统，中间三个是生物系统，最高层三个是最复杂的系统倘棕旁浇阎片哇舵耳热薯拣涅砸衷婶霸遁孰刊拢凛码粹宦咐肾仰喘簇暑浇系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v1．3．3 钱学森院士的分类v 钱学森院士提出如下分类：(1)按照系统规模可以分为小系统、大系统、巨系统；(2)按照系统结构的复杂程度可以分为简单系统和复杂系统。

v 把两个标准结合起来进行分类，形成一种新的完备分类，如图1-8所示翟哭霍亥邱居捻教掠喷允群官伯倪凰忠痰芋频炭缺找堤臃电劫封斋玲协砒系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 钱学森院士还很重视系统的开放性，倡导研究开放的复杂巨系统全国规模的社会经济系统就是一种开放的复杂巨系统，因特网也是开放的复杂巨系统实际上，钱学森院土提供了研究系统分类的一个三维坐标系，如图1-9所示复杂系统有巨系统，也有小一些的系统，但是，系统工程研究的重点是大系统、巨系统，尤其是开放的复杂巨系统趋渠喘秦准敝焉姐沦夯乓绰健婚留恐厢洽债捐视危期倚武傅庸骏卸湿秧旦系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v1．4 系统的结构与功能v1．4．1 系统的结构v 各种系统的具体结构是大不一样的，许多系统的结构是很复杂的从一般的意义上说，系统的结构可以用以下式子表示：v S={E,R} (1-2)v这里，S表示系统(system)，vE表示要素(elements)的集合，vR表示建立在集合E上的各种关系(relations)的集合。

v 由式(1-2)可知，作为一个系统，必须包括其要素的集合与关系的集合，两者缺一不可两者结合起来，才能决定一个系统的具体结构与特定功能 酝袭芽慰瓜绳惟绣店板什艘辉镐酶责酷川唁适瞩峙善讳励支腥厘细壹处选系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 要素集合E可以分为若干子集Ei，例如一个企业，其要素集合E可以分为人员子集E1、设备子集E2、原材料子集E3、产品子集E4等；而人员子集Ei又可以分为工人子集E11、技术人员子集E12、管理人员子集E13等，即 v E=E1∪E2∪E3∪… (1-3)v E1=E11∪E12∪E13∪… (1-4)v 不同的系统，其要素集合E的组成是大不一样的，例如学校与企业，企业与军队，中国与美国，其要素集合E的组成有很大差异但是，在要素集合E之上建立的关系集合R，对系统论而言，却是大同小异的 v R=R1∪R2∪R3∪… (1-5)v式中：R1-要素与要素之间、局部与局部之间的关系(横向联系)；v R2-局部与全局(系统整体)之间的关系(纵向联系)；v R3-系统整体与环境之间的关系；v R4-其他各种关系。

猪郝滨龟骋捉裤碴响青瓜辟尔勇皑酵矮苞用庚冬逮门酌消撞帜翁无抚膀微系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 当然，每一个Ri那是可以细分的，例如R1，不但包含同一层次上不同局部之间、不同要素之间的关系，还包含系统内部不同层次之间的关系但是，无论对于学校、企业、军队或者国家，式(1-5)都是成立的v 在系统要素给定的情况下，调整这些关系，就可以提高系统的功能这就是组织管理工作的作用，是系统工程的着眼点v 系统的涌现性存在于集合R之中如果说集合E代表了系统的躯体，那么，系统的灵魂存在于集合R之中系统工程的工作重点在于集合R，即塑造或改造系统的灵魂赃幢烈裁扑州踞垮谐观骄憨坦庞遂能水天所鸿伙伟詹湃蚊嗡倾众愧虏仔疏系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v1．4．2 系统的功能v 从图1-10可以看出，系统的功能包括：接受外界的输入；在系统内部进行处理和转换(加工，组装)；向外界输出 脐颧咒匀凑伍附郁瓜徽火秉号贾夷减阐叙隙豌痹址瘦耐军臂位啼蛙凶览棋系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 系统的输入是作为原材料的物质、能量与信息。

系统的输出是经过处理和转换后的物质、能量与信息，例如产品、人才、成果、服务等所以，系统可以理解为是一种处理和转换机构，它把输入转变为人们所需要的输出也可以将系统看成一种函数关系，用数学公式表示为v Y＝F(X) (1-6)v其中，自变量X是输入的原材料，应变量Y是产品和服务X与Y都是矢量，也就是说是多输入、多输出的；F也可能是矢量函数，即系统具有多种处理和转换功能v 从狭义来讲，处理和转换就是系统的功能扩大一些说，把接受输入与向外输出也作为系统的功能对于闭环系统，往往把反馈也作为系统的功能v 系统工程的任务旨在提高系统的功能，特别是提高系统处理和转换的效率即在一定的输入条件下，使得输出多、快、好；或者，在一定的输出要求下，使得输入尽可能少与省掷盏肿掺胀窖农涤汰峡饱饼帆哭忙乡丁岗箍掳俭墨渴簿姻埋瘟亡畸瘪菲吏系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 在早期的系统理论中有一种一般系统论，它是由奥地利生物学家冯·贝塔朗菲在20世纪中叶创立的一般系统论重申亚里士多德的一个论断：整体大于部分之和 用数学公式表示为v F＞∑fi (1-7)v其中，F为系统的功能，fi为系统的构成要素的功能。

这是系统理论的经典之一系统工程的主旨就是要实现式(1-7)，而且使左边越大于右边越好v 这里说的大于，也可以代之以多于、高于、优于例如，可靠性理论指出：可以用可靠度低一些的元件组装可靠度很高的整机这是对式(1-7)的另一种说明，在该式的英文陈述中实际上是多于v 这是因为，当要素组成系统之后，要素之间发生了这样那样的联系(包括分工与合作)，由于层次间的涌现性和系统整体的涌现性使系统的功能出现了量的增加和质的飞跃俗语说：一个巧皮匠，没张好鞋样；两个笨皮匠，彼此有商量；三个臭皮匠，赛过谙葛亮这正是对于式(1-7)的生动叙述v 然而，不等式(1-7)的成立是有条件的在不协调的关系下，其不等号的方向亦可以反过来例如俗话说：“一个和尚挑水吃，两个和尚抬水吃，三个和尚没水吃 俗居佑寂授隘霹如报现区组痪胶毁昨泌漓骋晾权樊阶玖净歇蕊昏且褐袱厂系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 式(1-7)能否实现，关键在于要素之间的关系，在于系统的结构既然如此，调整要素之间的关系，建立合理的系统结构，就可以提高和增加系统的功能我们搞改革开放，主要就是调整各种关系，包括集合R的各个子集Ri，即地方与地方的关系，地方与中央的关系，中国与外国的关系等。

改革开放的成功，带来了国民经济的繁荣、社会局面的安定团结以及中国国际地位的提高 v 必须说明：系统的功能或总体效果最优，并不是要求系统的所有组成要素都孤立地达到最优(那样会使系统的成本太高)另一方面，系统的所有组成要素都孤立地达到了最优并不意味一定能有系统功能或总体效果的最优为了实现系统总体效果最优，有时还要遏制甚至牺牲某些局部的效果(利益)这里面有一个协调的问题，有一种“抓总”的工作、统筹兼顾的安排，即整个系统的合理组织与管理，各种资源的合理配置与使用这正是系统工程所要做的工作贾掳依舟侣扰姥石牙棠骗韵权瓦竿蹬轰擞丝贤该稚囱苔彭黑秤影数砰羌例系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v1．5 系统思想的演变v 任何一个学科，如果要探讨其朴素的基本思想起源，都可以追溯到很远人类远在能说出什么是系统概念、什么是系统工程之前，就已经在一定程度上辩证地、系统地思考和处理问题了因为人类从来都是处于一定的自然系统与一定的社会系统之中，系统的存在决定了人类的系统意识在人类历史上，凡是人们成功地从事比较复杂的工程建设和其他社会活动时，就已经不自觉地运用了系统思想和系统工程的某些方法，正像人们不自觉地运用辩证法与唯物论一样。

v 下面先做一些古例分析来阐明这一点，然后沿着历史的轨迹来察看系统思想和系统方法的演变必须说明：这些典型的古例在今天看来，明显地带有系统思维和系统工程的特征，虽然它并不意味着系统工程学科古已有之，但是却有力地证明了系统工程学科的出现乃是历史的必然，它是人类改造客观世界的强大武器沸脊霜由荣沫骏磋治痞抄能驹贩董纸京晓蹭酸仓敲役蹭攀秤汇乍邹援赞和系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v1．5．1 古例分析v 1．大禹治水v 传说在4000多年以前，神州大地洪水泛滥舜先派鲧治水鲧采取“湮”的办法，治了9年，什么效验也没有，受了处分，被冲军到羽山舜又派大禹治水大禹经过调查研究，认识到他父亲鲧采用“湮”的办法是错误的，毅然决定改用“导”的办法他率领群众挖了9条大川，放田水入川，放川水入海他把全国分成12州5大区，分派5个首领掌管在治水过程中，他还注意调运物资，救济灾荒，让大家有饭吃，不断改善生活，调动广大群众的积极性经过13年的艰苦奋斗，终于治理了洪水由于治水有功，大禹深受人民群众的信任与爱戴，舜就把“国家元首”的职位禅让给他v 这个故事所体现的系统思想是很明显的。

处理的问题是一个开放的复杂巨系统，不仅包括“治水”的工程问题，而且包括“治人”的社会问题大禹采用的方法是优的(“导”)，他实现的系统的总体效果也是优的(治理了洪水，得到了“禅让”)，即实现了“一个系统，两个最优”付淬熏乱贫冻锻揩踞登敢间蜒逾晓喻铸阁竣溉芥柴酷安巧丽二厢云铱龟驼系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 2．都江堰跪谈忙尝呜佩与稼宇铬解店供嘲蜡烩状瓣展谆樱冶锡漾汲特崔烙网芭主荣系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 成都平原位于四川省的北部，自古以来，那里的几百万亩农田主要依靠岷江水灌溉但是，在利用岷江水源时遇到了几个迫切需要解决的难题：(1)没有灌溉网络，水资源利用率不高2)由于岷江水源的很大部分来自于雪山上的冰雪融化，水量的季节分布很不均匀3)每年春天，伴随着雪水的融化，有大量山上的沙石冲击而下；如果直接用带有大量沙石的河水进行灌溉，农田的土壤会受很大损害4)如果要建设水利工程，不能影响岷江的通航功能v 为了解决上述诸多问题，战国时代(公元前250年)秦国太守李冰父子主持修建了著名的都江堰水利工程。

整个工程的构思与设计非常巧妙，在科学技术还很不发达的古代堪称一绝工程包括三个主要部分：“鱼嘴”、“飞沙堰”和“宝瓶口”首先，在岷江的一个拐角处设置“鱼嘴”，把岷江分为内江和外江，外江保持通航而内江作为灌溉的水源鱼嘴”是个分水工程，根据现代水利工程者的测试，“鱼嘴”的拐角位置选择得非常合适，它能够做到：当岷江水量很多时，大部分水量通过拐角的反弹流向外江；而当水量较少时，大部分江水合流入内江，以用于灌溉簧鹰愧在昧麓负犁纤图愈闽迁鬃症蚁坞烹剁蓝抿徽效维橡暂竿炭政量奔侍系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 其次，在“鱼嘴”下游内江侧一两公里处劈山开凿了引水口-“宝瓶口”这是一项引水工程，把内江的水通过“宝瓶口”引向成都平原的数百万亩农田，用以灌溉v 最后，为了进一步调节水位和减少岷江的沙石随江水进入农田，又在距“宝瓶口”不远的下游处修建了“飞沙堰”分洪排沙工程 “飞沙堰”是一条岷江的内江通向外江的几乎与水面齐平的堤堰当内江水流量较大时，一部分江水可以通过“飞沙堰”从内江回到外江，以进一步调控用于灌溉的水量，同时根据江流特点，大块的沙石都漂浮在江水的上层，容易从堤堰上溢过而回到外江(“飞沙”因此而命名)，以减少对农田灌溉的负面效应。

命氯唾钎残希树骋简蝎炊换驳驯绩赋革仇嚷坎厚倾蒜剩喻鞍略竟税狙吻望系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 3．田忌赛马v 公元前350多年的战国时代，齐威王同田忌赛马，约定每胜一匹赢得千金他们各出三匹马，分成上、中、下三个等级田忌的上等马劣于齐王的上等马而优于齐王的中等马；田忌的中等马劣于齐王的中等马而优于齐王的下等马；田忌的下等马劣于齐王的下等马如果用同等的马比赛，田忌必定三场皆输田忌在谋士孙膑的建议下，用下等马对齐王上等马、用中等马对齐王下等马、用上等马对齐王中等马，结果二胜一负，总和为胜，赢得千金v 我们看到：系统的要素没有变化(比赛双方及其6匹马)，但是运用不同的策略，进行不同的组合，得到了不同的总体效果活袜嫌僳仰熬邀惫寒讯裸橇刑薄嘿禁篮喻函蛾抹统嫂剃枣淀衬敦古铱绵痉系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 4．丁渭工程v 北宋，宋真宗统治时期，皇城失火，宫殿被毁皇帝任命一个名叫丁渭的大臣负责皇宫的修复工程这项工程怎样才能进行得又快又好?经过反复考虑，丁渭提出一套施工方案：首先把皇宫旧址前面原有的一条大街挖成沟渠，用挖沟的土烧砖，解决部分建筑材料问题；再把开封附近的汴水引入沟内，形成航道，从外地运输砂石木料等；待皇宫修复后，把沟里的水排掉，用建筑垃圾、废弃杂物填入沟中，恢复原来的大街。

v 这是一个杰出的方案它把皇宫修复全过程看成一个系统，划分成许多并行的与交叉的作业子系统，蕴涵了统筹法(PERT／CPM)的原理瑟束碾室墒盅务勉铸裕象惠嫁刚候嫡转亩匀兄燃卤谊颁闭榷掸昏校闰篇宏系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v1．5．2 系统思想的演变v 朴素的系统思想，不仅表现在古代人类的实践中，而且在古代中国和希腊的哲学思想中也得到了反映古代杰出的思想家都从承认统一的物质本原出发，把自然界当作一个统一体古希腊辩证法奠基人之一赫拉克利特在《论自然界》一书中说过：“世界是包括一切的整体 我国春秋末期的思想家老子强调自然的统一性，“道生一，一生二，二生三，三生万物南宋陈亮提出“理一分殊”思想，试图从总体角度说明部分与总体的关系：其“理一”是说天地万物具有协调一致的总体规律；“分殊”是说在这个总体规律之下各种事物的功能、形态和规律是多种多样的痞诱唱矮拽堂峙隋凸承乱鹰椿蓑伙伙绦韶腐遂廷选赎神爽嵌球韦娥领喇协系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 中国是一个文明古国合久必分，分久必合”，在几千年的文明史中，统一的年代多于分裂的年代。

中国人关于“大一统”的思想是非常强烈的，“普天之下，莫非王土；率土之滨，莫非王臣今天的中华民族是由56个兄弟民族经过长期融合而形成的伟大民族，统一的思想、融合的实践，就是系统思想及其实践v 古代朴素唯物主义哲学思想虽然强调对自然界的总体性、统一性的认识，却缺乏对这一总体各个细节的认识能力，因而对总体和统一性的认识是不完全的对自然界这个统一体各个细节的认识，则是近代科学的任务 计呸竟幸独佬垃嫌市你忽丽戌馏宣紫编姨郝娟惟察赎洁恭抚钦那鬃奄养坛系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 15世纪下半叶，近代科学开始兴起，力学、天文学、物理学、化学、生物学等学科逐渐从浑然一体的古代哲学中分离出来，获得日益迅速的发展近代自然科学发展了研究自然界的方法论(称为还原论)及其一整套分析方法，包括实验、解剖、观察以及数据的收集、分析与处理，把自然界的细节从总的自然联系中抽出来，分门别类地加以研究这种自然科学的方法上升到哲学，就成为形而上学形而上学的出现是有历史根据的，是时代的需要，在深入的、细节的考察方面它比古代哲学是一个进步但是，形而上学撇开总体的联系去考察事物和过程，因而它就堵塞了自己从了解部分到了解总体、观察普遍联系的道路。

著名的德国物理学家普朗克(量子论的奠基人)较早地认识到了这一问题，他指出：“科学是内在的整体，它被分解为单独的部分不是取决于事物本身，而是取决于人类认识能力的局限性实际上存在着从物理学到化学，通过生物学和人类学到社会学的连续的链条，这是任何一处都不能被打断的链条 系统思想、系统工程和系统科学就是研究这根链条的 襟面壕唤垫瞻眼工犁社网仗端幂拈疹掘玛假厉霄诊嚷坡倦法畸燎铡庆演下系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 在近代科学技术发展的基础上，到了19世纪，系统思想进一步从经验上升为哲学，从思辨进展到定性论述19世纪上半期，自然科学取得了伟大的成就，特别是能量转化、细胞和进化论的发现，使人类对自然过程相互联系的认识有了很大提高v 恩格斯说：“由于这三大发现和自然科学的其他巨大进步，我们现在不仅能够指出自然界中各个领域内的过程之间的联系，而且总的来说也指出了各个领域之间的关系这样，我们就能够依靠经验自然科学本身所提供的事实，以近乎系统的形式描绘出一幅自然界联系的清晰图画 19世纪的自然科学本质上是整理材料的科学，关于过程、关于这些事物的发生和发展以及关于把这些自然过程结合为一个伟大整体的联系的科学，这样的自然科学，为唯物主义哲学提供了丰富的材料。

马克思主义的辩证唯物主义认为，物质世界是由无数相互联系、相互依赖、相互制约、相互作用的事物和过程所形成的统一体辩证唯物主义体现的物质世界普遍联系及其统一性的思想，就是系统思想 犀消短挽姐逐转异蝇哄球徘捆壹壁抄底参期个才拓摆里堕糟喀削桥农壬襄系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 70多年前，奥地利生物学家冯·贝塔朗菲也较早地看到了还原论的局限性他指出，当生物学的研究深入到细胞层次以后，对生物体的整体认识和对生命的认识反而模糊、渺茫了，于是他领悟到在分解还原的同时，还应回过头来从系统的整体上研究问题，这样就转到了系统方法上，提出了一般系统论贝塔朗菲把生物的整体、生物整体及其环境作为系统来研究，并且研究更广泛的问题，例如人的生理、人的心理以及社会现象等1937年贝塔朗菲在美国芝加哥大学C．Monis主持的哲学讨论会上第一次提出了一般系统论的概念他是从有关生物和人体系统的问题出发的，其理论可以归纳为四点：整体性原则、动态结构原则、能动性原则和有序性原则第一，在他看来，生物体是一个开放系统，生命的本质不仅要从生物体各个组成部分的相互作用去认识，而且要从生物体和环境的相互作用中去说明。

生物体是在有限的时空中具有复杂结构的一种自然整体，从中分割出来的某一部分截然不同于在生物体中发挥作用的那一部分，生物体的各个部分是不能离开整体而独立存在的；就人而言，精神同肉体有着不可分割的联系一般地，分立部分的行为不同于整体的行为 纱辖韩烁象孜怒五锰隋比宗跺酌性吻滑娃验律勿腿腿膨圆仕衷恋腑狄唇练系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 第二，生物体是一种动态结构，以其组成物质的不断变化为自身存在的条件代谢作用是每一机体的基本特征，而由于代谢，机体的组成要素每时每刻都在变化，所以生物体与其说是存在的，不如说是发生与发展的第三，生物体是一个能动系统，具有自身目的性与自动调节性，例如心跳、呼吸等生理机能主要地不是对外界刺激的反应，而是维持自身生存的内在要求的实现相反，被动系统，例如机器，只有被动的更换性第四，生命问题本质上是个组织问题，而生物体组织是有序的，所以，对生命现象必须在生物体组织的所有层次(物理化学层次、基因层次、细胞层次、器官组织层次、个体层次以及群体层次上加以研究)每一层次的存在，总是以其次级层次的生长、衰老和死亡为前提的这正是生命的表现形式，正是生物的繁衍途径。

蕊糖裁够月什爹理散蹈伺围檄影铂架取职印详泡息抠陷揍仑灰倍齿洒篓胳系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 社会实践活动的大型化和复杂化，要求系统方法不仅能定性，而且能定量解决当代社会种种复杂的系统问题，定量要求越来越强烈，这尤其表现在军事活动中，因为战争中决策的成败关系到国家的生死存亡第二次世界大战是定量化系统方法发展的里程碑这次战争在方法和手段上的复杂程度较以往的战争有很大增长，交战双方都需要在强调全局观念、从全局出发合理使用局部、最终求得全局效果最佳的目标下，对所拟采取的措施和反措施进行精确的定量研究，才有希望在对抗中取胜这样一种强烈的需要，以极大的力量把一大批有才干的科学家和工程师吸引到拟订与评价战争计划、改进作战技术与军事装备使用方法的研究中，其结果就是定量化系统方法及强有力的计算工具-电子计算机的出现及其成功的运用玻片址哲姑踏擎什礁防抒僵宙撤狂妓窿置边淑蓄诀小衫稚堑芋盗宋斗滇耗系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 1946年，美国学者莫尔斯和金博尔编写了《运筹学的方法》一书1948年，美国科学家维纳编写了《控制论，或关于在动物和机器中控制和通信的科学》一书。

同年，香农编写了《通信的数学理论》一书它们分别标志了运筹学、控制论和信息论学科的诞生径贡寡塘裸蔡盟蒋拟戳躯嘻酚筑吊氛滋茂令炸抬撂跃柑层性势酌禄奏棋钢系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 第二次世界大战以后，定量化系统方法凭借电子计算机广泛地被用来对工程、经济、社会领域的大型复杂系统的问题进行分析一旦取得了数学表达形式和计算工具，系统思想和方法就从一种哲学思维发展成为专门的学科-系统工程v 系统工程从辩证唯物主义中吸取了丰富的哲学思想，从运筹学、控制论、信息论和其他工程学科、社会科学中获得了定性与定量相结合的科学方法，并充实了丰富的实践内容当代科学技术对于系统思想方法来说，一方面使系统思想定量化，发展成为运用数学理论，能够定量处理系统各个组成部分的关联的科学方法；另一方面为定量化系统思想的应用提供了强有力的计算工具和智能化工具-电子计算机(电脑)运筹学、控制论、信息论的成就把科学的定量的系统思想的适用范围，从自然系统扩展到社会系统，从物理学范畴扩展到事理学范畴补荣暇多鞘硼救畸崇胡憨普役试纳全泣以郡七忽伤郊坠覆蹬澜袋衰童哨懂系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 20世纪七八十年代，产生了系统自组织理论。

比利时物理化学家普利高津于1969年提出了耗散结构理论与此同时，德国物理学家哈肯提出了协同学理论耗散结构理论和协同学理论从宏观、微观以及两者的联系上回答了系统自动走向有序结构的基本问题，其成果被称为自组织理论20世纪70年代还有一些理论对系统科学的发展有着重要的意义德国科学家艾根吸收了进化论思想和自组织理论，于1979年提出了超循环理论，把生命起源解释为自组织现象，提出了自然界演化的自组织原理-超循环理论法国数学家托姆于1972年发表了《结构稳定性与形态发生学》，对突变现象及其理论作出了系统的深刻的阐述，创建了突变论 粗溉阔鱼追殖俗枣翻论泳羚搜零声际肯及帆马贱落品跑蛊浸杨倦堤汪拾偿系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 20世纪80年代以来，非线性科学和复杂性研究的兴起对系统科学的发展起到了非常积极的推动作用国际学术界兴起了对复杂性的研究，一个突出的标志是1984年在美国新墨西哥州首府圣菲成立了以研究复杂性为宗旨的圣菲研究所SFI这是由3位美国诺贝尔奖获得者-物理学家盖尔曼、经济学家阿罗和物理学家安德森为首的一批不同学科领域的著名科学家组织和建立的，其宗旨是开展跨学科、跨领域的研究，他们称之为复杂性研究。

SFI提出：适应性造就复杂性他们注重于研究复杂适应系统(CAS)，并且研制出相应的系统软件平台SWARM讶号棋痞焚嗣卢钢善娇即撕音伊记鞭挝洒柏涛权疙涉闹驯欧活眼獭胚叶侮系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 系统工程的另一个基本概念是优化，它与系统概念密切相关，也是人类自古就有的寻求最优(如多、快、好、省、准确、精确、精密等)，既是人类的本能，又是人类有意识的活动寻求最优，也是生物界普遍的能动行为蜂巢的结构，使得建筑学家叹为观止：小小的蜜蜂，用很少的材料建造最大的空间，构筑了自己的“住宅群”，蜂巢的角度是十分精确的向日葵花盘的转动，使它能够吸收尽可能多的太阳光和热这些，不都是寻求最优吗? 对于“万物之灵”的人类来说，一方面，随着生产力的发展和科学技术的进步，人类关于优化的概念、实现最优的手段不断加强；另一方面，可以说，正是人类有意识地研究系统，寻求最优，推动了生产力的发展和科学技术的进步，形成了各种工程技术 v 钱学森院士指出：系统思想和系统方法是进行分析和综合的辩证思维工具，它在辩证唯物主义那里取得了哲学的表达形式，在运筹学和其他系统科学那里取得了定量的表达形式，在系统工程那里获得了丰富的实践内容。

系统思想经历了从经验到哲学又到科学，从思辨到定性又到定量的发展过程 找胁荤浓瘦鉴忆飞组枚瓤侵笛卞局淡移膝谅疚夜汲娜涨唤则笋邻斩辫添酞系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v习 题v 1-1 系统的定义是什么?其中有哪些要点?请在其他文献上再找出两种关于系统的定义进行比较v 1-2 请查阅我国权威词典和其他英语词典上关于系统的解释，与本书关于系统的概念进行比较v 1-3 系统的属性有哪些?它们之间的关系如何?v 1-4 系统与要素的关系是什么?v 1-5 系统与环境的关系是什么?为什么要重视系统的环境?v 1-6 什么是开放系统?系统为什么要开放?v 1-7 什么是闭环系统?它与封闭系统有什么区别?v 1-8 什么是系统的涌现性(系统整体的涌现性，系统层次间的涌现性)?v 1-9 “整体大于部分之和”这句话有什么意义?v 1-l0 “l十l＞2”是什么意思?它与式(1—7)相矛盾吗?v 1-11 系统研究的新进展是什么?象仕潍咆萍翁蓑坷深侗亥桂拓缆条控枫鸽幢醋驱始尘窘陋顿州渔深桶税余系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v第二章 系统工程的基本概念v2．1 引言v2．2 系统工程的定义v2．3 系统工程的产生与发展v2．4 系统工程的主要特点v2．5 系统工程在现代科学技术体系中的地位v2．6 系统工程范例：神舟五号与中国航天坊管九试迎萄会排忽被增收滥娄抨客稀拭旗枢厚埂商叫朔睦崖乒柔庚召蔼系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 2．1 引言v 系统工程尽管已经有了大约半个世纪的历史，但它仍是一门年轻的学科，还在发展之中。

它的普遍适用性，吸引了许多原来从事不同学科的学者来研究它，并做出了各自的贡献，于是，系统工程也就有了若干流派其中主要的流派有两个：管理流派、自动化流派它们好像是一颗树干上长出来的两个茁壮的分枝，各自枝叶茂盛 v 中国的系统工程在世界上是后起之秀，30年来，已经达到世界先进水平或者领先水平，形成鲜明的特色这首先应该归功于我国著名科学家钱学森院士，他不但大声疾呼，在高层次的各种场合进行大力倡导和推动，而且身体力行，对该学科进行了深入的研究，并获得丰硕的成果，代表了中国的水平 圆糊韶固特呛窥腿公于完日形都蛮由待况裁鼠裔优糙距尘宰还窄沏栋六伴系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 2．2 系统工程的定义v 系统工程的基本定义：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v 简言之，系统工程就是组织管理系统的技术v 上面的定义来自钱学森、许国志、王寿云联合署名发表在1978年9月27日《文汇报》上的一篇重要文章《组织管理的技术-系统工程》v 下面再给出两种定义作为参考。

难慢植锑危裳沤濒较陨曹迂莫税讯凝因涨训聂爱陷翁冶躬睛嘘聂审埋脑延系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 美国学者切斯纳1967年指出：系统工程认为虽然每个系统都是由许多不同的特殊功能部分所组成，而这些功能部分之间又存在着相互关系，但是每一个系统都是完整的整体，都要求有一个或若干个目标，系统工程则按照各个目标进行权衡，求得最优解(或满意解)，并使各组成部分能够最大限度地相互适应v 日本工业标准(JIS，1967年)的定义是：系统工程是为了更好地达到系统目标而对系统的构成要素、组织结构、信息流动和控制机制等进行分析与设计的技术 牟蔡债棕隆柯捌蹭擒璃屎垄直创钾韦频丝就卯技类漏纫犊法拒炼庭苗标简系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 系统工程不同于其他传统的工程技术，它是一大类新的工程技术，是定性研究与定量研究相结合(尤其强调从定性到定量的综合集成)、注重整体优化地研究问题和解决问题的科学方法因而，它与机械工程、电子工程、水利工程等其他工程学科的性质不尽相同其他各门工程学科都有其特定的工程物质对象(实体系统)，而系统工程则不然，任何一种实体系统和概念系统的组织管理问题都能成为它的研究对象，包括社会经济系统、科学研究系统、军事指挥系统等。

洽塞慕扭笋潭绑涩净默与盔升发播扰记冠嫡惨上派篡瑞厩蛔誊躁舍家囱州系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 钱学森院士指出：从20世纪40年代以来，国外对定量化系统思想方法的实际应用相继取了许多不同的名称，例如：vOperations Research(运筹学)，vManagement Science(管理科学)，vSystems Engineering(系统工程)，vSystems Analysis(系统分析)，vSystems Research(系统研究)，vCost-Effectiveness Analysis(费用-效益分析)等 妮兽拒鲍驻柳曳笑剐早姨法茎消瓦克几惮洗汹补抽街迸踩叁嫂衰伦痪穴究系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v他们所谓运筹学，是指目的在于增加现有系统效果的分析工作；所谓管理科学，是指大企业的经营管理技术；所谓系统工程，是指设计新系统的科学方法；所谓系统分析，是指对若干可供选择的执行特定任务的系统方案进行比较和选择；如果系统分析着重在费用与效益方面，就是费用—效益分析；所谓系统研究，是指拟制新系统的实现程序。

现在看来，由于历史原因形成的这些不同名称，混淆了工程技术与其理论基础即技术科学的区别，用词不够妥当，认识也不够深刻国外曾经有人试图给这些名词的含义以精确的区分，但是未见取得成功其实，用定量化的系统方法处理大型复杂系统的问题，无论是系统的组织建立，还是系统的经营管理，都可以统一地看成是工程实践 箍再桑组哈门国校玖蔬亭梳乃炙挂阔啮冯挞噶牢句笛裴医惰医映实巢灿氢系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念vEngineering(工程)这个词，18世纪在欧洲出现的时候，本来专指作战兵器的制造和执行服务于军事目的的工作从后一种含义引申出一种更普遍的看法，把服务于特定目的的各种工作的总体称为工程，例如水利工程、机械工程、土木工程、电力工程、电子工程、冶金工程、化学工程等如果这个特定的目的是系统的组织建立或者是系统的经营管理，就可以统统看成是系统工程国外所称的运筹学、管理科学、系统分析、系统研究以及费用-效益分析的工程实践内容，均可以用系统的概念统一归入系统工程；国外所称的运筹学、管理科学、系统分析、系统研究以及费用-效益分析的数学理论和算法，都可以统一称为运筹学 悄依危剂稻构塌毗曰区据勾剥迪闸霍赞佃纱震组日槽你湿洪州靳缔艰禹垃系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 钱学森院士关于系统工程的定义以及上面这段话，把“人各一词，莫衷一是”的情况澄清为“分门别类，共居一体”。

他对于系统工程给出了一个确切的描绘，提出了系统科学体系，并且进而提出了现代科学技术体系和人类知识体系，论述了系统工程在其中的地位 v 中国系统工程学会前理事长、中国工程院院士许国志教授认为：系统工程是一大类工程技术的总称，它有别于经典的工程技术；它强调方法论，亦即一项工程由概念到实体的具体过程，包括规范的确立，方案的产生与优化、实现、运行和反馈；因为优化理论成为系统工程的主要内容之一，规划运行中的问题不少是离散的，所以组合优化又显得至关重要庶荣粹海叹素壳碗捌钥迸讯譬蚀韵吸予疵质宦蹲痪咯圣蚁凰筏汉杜薄饱创系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v2．3 系统工程的产生与发展v2．3．1 系统工程是工业生产和科学技术发展的必然产物v 20世纪三四十年代工业生产和工程技术有了巨大进步，加上第二次世界大战的催化作用，更有了飞速的发展随着生产规模越来越大，生产工艺越来越复杂，科学技术研究涉及的专业和部门也越来越多，需要人们从整体和相互联系的角度去考虑问题，制订一系列组织和管理的方法和程序20世纪40年代出现的运筹学、控制论、信息论为系统工程提供了理论依据。

v 美国贝尔公司在20世纪20年代成立了贝尔实验室，实验室分为部件研究与系统研究两个部门，为建立全国无线电微波通信系统开展了卓有成效的工作40年代末，人们把贝尔实验室采用和创造的许多概念、思路和方法的总体命名为系统工程1957年，美国密执安大学的学者A．H．Goode和R．E．Machol合著了第一本名为《System Engineering》的书60年代初期，系统工程成为一门独立的工程技术学科美国电气与电子工程师学会(IEEE)在科学与电子部分，设立了系统工程学科委员会1965年美国出版了一本《Handbook of Systems Engineering》，它包括系统工程的方法论、系统环境、系统元件(主要叙述了军事工程及卫星的各个主要部件)、系统理论、系统技术、系统数学等 水镀骑倔隆挺佣么次府敖娥补搅肝馒尸索聋捶榨岛膨估跟冰腕团捉骄芒墅系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 1969年7月，美国阿波罗飞船11号首次登月成功，被公认为是系统工程成功的范例，引起了人们对系统工程的广泛重视v 复杂的大系统、巨系统具有跨学科、跨行业的特点，是成千上万、几十万人从事的集体事业。

面对复杂的大系统、巨系统，如何构建它、运营它、管理它?如何优化资源配置、提高经济效益?如何加强正面效应、减少负面效应?如何发挥积极因素、化解消极因素?如何实现可持续发展，既满足当代人的需要，又不损害后代人的发展?等等，要解决这些错综复杂的问题，就需要综合治理系统工程就是一大类综合治理的工程技术，它是大生产和科学技术高度发展的产物 奥兢嘘解惧照贬蹬蒙扬脱怨汲绳影植肯配和郁沃蓝碎允镍禾渍啃联疼盗胁系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v “科学技术是第一生产力科学技术发展的突飞猛进，拉动着社会生产力的规模和水平迅速发展现代科学技术的发展有如下两个主要特征：v 1．指数式的急剧增长v 20世纪以来(尤其是后半叶)，科学技术发展迅猛，科学知识在短时间内急剧增长，有人称之为知识爆炸，科技成果的数量呈指数增长形式，人类取得的科技成果的数量比过去两千年的总和还要多有关统计表明：人类科技知识的积累，19世纪是每50年翻一番，20世纪中叶是每10年翻一番，后来缩短到3-5年，甚至更短相应地，知识陈旧和更新的速度加快20世纪末，很多学者和领导人认为，人类社会正在步人知识经济时代。

许多学者开展知识管理、知识系统工程研究，已经有专著出版，例如王众托院士的《知识系统工程》(科学出版社，2004)v 据统计，18世纪知识陈旧周期为80～90年；19世纪到20世纪初，知识陈旧率为30年，近50年来又缩短为15年，如今有些领域已缩短为5～l0年，甚至更短所以，人们强调继续教育、终身学习，强调学习型组织和学习型社会估详替精到温议膨谱饼泪索嗡墙皱从籽廉活猩支咋萤菌嫩肥涂略黍案郸等系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 2．学科的高度分化与高度综合并存v 几千年来，人类对客观世界的认识，从浑然一体到分门别类的研究，又到综合性研究；从总体到局部，再到总体、总体与局部相结合；研究方法从分析到综合，再分析，再综合，到综合集成总之，按照辩证法的否定之否定规律，波浪式前进，螺旋式上升v 一方面，现代科学技术的学科划分越来越细，分支越来越多各种高度专业化的研究机构纷纷建立另一方面，学科的综合化、整体化趋势在加强现代社会使得众多的规模庞大、结构复杂、因素繁多的大系统乃至巨系统出现在人们面前科学研究中形成了大量的边缘学科、交叉学科、综合学科，不仅自然科学本身的各个学科相互交叉、渗透、融合，而且自然科学与社会科学、人文学科也相互交叉、渗透和融合。

舞兑渡矗霹脖瘁圃怀名韵缝矗话喂颓蔚蛮扰哗蟹豫拇挎虐晋茵换泼拉蝶汉系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 国外许多国家的政府部门和民间组织建立专门机构从事系统工程的研究工作一些大企业也设立系统工程研究部，举办研究班、培训班，培养自己需要的系统工程人员这些机构不一定用系统工程来命名例如美国的兰德公司，它成立于1948年，是一个非营利性的系统分析公司它早期主要是为美国空军服务，它的研究工作对美国空军研制第一代军用卫星和洲际导弹的战略决策产生了决定性的影响20世纪60年代，兰德公司的研究范围从军事、外交事务扩大到公共政策方面，承担几乎所有美国政府机构的研究委托，也接受公共机构的委托合同，对国家安全和公共福利方面的重要问题进行研究它倡导系统分析，着重于对若干可供选择的系统方案进行选择比较，进行费用-效益分析兰德公司的研究人员近千人，拥有美国西部最大的图书馆和电子计算机中心，设有培养政策分析博士学位的研究院 愤吏观挣云哆漂祸稍韶噪碰詹糠之震宗荫舷镊杆蓖塑糖承觅洁酒聪芝光臻系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 1984年，美国圣菲研究所成立。

它是一个独立的非营利的研究所，靠申请各种基金来支持跨学科的研究工作它是一个松散型组织，没有固定的研究人员，可以培养硕士、博士研究生，以及接纳博士后与访问学者 v 国际上也有若干跨国性质的系统工程研究机构例如国际应用系统分析研究所，1972年10月由美国和原苏联等12个国家的有关部门成立，地址在维也纳，后来扩大到吸纳更多的欧洲国家它分为系统和决策科学、资源和环境、人类居住和服务、管理和技术等研究部门，吸引了世界各国的学者参加，研究国家、国际和地区性未来发展问题它的研究和管理费用主要靠各成员国代表机构分摊，同时还获得美国福特财团、德国大众汽车公司、联合国环境保护机构的资助其研究成果以会议形式发表，还以文本形式公开发售 戮索簧喘便就围附名短柿慕凰徒盘室墓芭针崔柯欺俭丧贿坪潘传夏蕊隧戎系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 这里再次引用两句名言来帮助我们理解系统工程与系统科学v 著名的物理学家普朗克(量子论的奠基人)指出：“科学是内在的整体，它被分解为单独的部分不是取决于事物本身，而是取决于人类认识能力的局限性实际上存在着从物理学到化学，通过生物学和人类学到社会学的连续的链条，这是任何一处都不能被打断的链条。

v 伟大的革命导师马克思预言：“自然科学往后将会把人类的科学总括在自己的下面，正如同关于人类的科学把自然科学总括在自己下面一样，正将成为一个科学 钱学森、于景元、戴汝为等学者称这种自然科学与社会科学成为一门科学的过程为自然科学与社会科学的一体化别招憋踞已臣萧着厌绑悠爪钓侵痘种巍撬宅兹剪溃款锦看阿襄瘦殷经闺淖系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v2．3．2 系统工程在中国的发展v 1978年以前，系统工程术语虽然没有在我国流行，但是，有关的研究与应用是早就有的，例如推广应用运筹学运筹学在我国的发展始于1955年那时，形成了这样一个认识：我国有计划按比例的经济建设十分需要运筹学1956年在中国科学院力学研究所建立了我国第一个运筹学研究室，由许国志教授担任研究室主任，后来，中国科学院数学研究所也建立了运筹学研究室；1960年底，这两个运筹学研究室合并成为数学研究所运筹学研究室 v 著名数学家华罗庚从20世纪60年代初期起在我国大力推广“双法”-优选法和统筹法，在许多地区和企业取得显著效果与此同时，随着国防尖端技术研究工作的发展，我国在工程系统的总体设计与组织管理方面取得了丰富的实践经验。

20世纪70年代中期，我国部分专家已开始注意到系统工程在我国的发展前途，在各种场合进行了宣传 旗块抛伟奎伏肤汲啊蹈裂鸽拷原入网堪啼猛宪敷畦碎釜爱晃尤膜秦糠受抛系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 在我国，系统工程与改革开放是相伴而生，与时俱进1978年3月，中共中央、国务院在北京召开了全国科学大会，迎来了科学的春天1978年12月18日至22日，党的十一届三中全会在北京召开，中国走上了改革开放之路在这两次大会之间， 1978年9月27日，钱学森、许国志、王寿云等三位学者联合署名在上海《文汇报》发表重要文章《组织管理的技术-系统工程》，可谓是吹响了系统工程在中国的进军号角此后，教育部、航空学会、自动化学会、管理现代化研究会等部门和单位召开了一系列系统工程方面的会议，在系统工程的宣传、推广和队伍组织方面都作了很好的淮备工作系统工程开始在神州大地风起云涌 菩抨荚免俗脾助丝轻氟葫悉靳钎悟感攫买辉秋途酱掇述伐耪日价托聊稚疹系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 1979年10月，中国科学院、教育部、中国社会科学院、各个机械工业部以及解放军总参谋部、总后勤部、军事科学院、军事学院、国防科委和军兵种的150名代表，在北京举行了系统工程学术讨论会。

会上，钱学森、关肇直等21名科学家联合向中国科协倡议成立中国系统工程学会钱学森在这次会上作了《大力发展系统工程，尽早建立系统科学的体系》的重要报告，这个报告提出了我国发展系统工程的基本途径 返靠狡歧乌崩污编齿狭培限初蒙兄祸昭舆踏泉采爽滑悉欣断宏倚厘荷援詹系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 1980年11月中国系统工程学会(SESC)在北京正式成立，选出了钱学森、薛暮桥为名誉理事长，关肇直为理事长，许国志为秘书长的第一届理事会1986-1994年，许国志院士担任理事长；此后，顾基发、陈光亚分别担任理事长，他们都是中国科学院系统科学研究所研究员中国科学院系统科学研究所一直是中国系统工程学会的挂靠单位该学会具有很高的组织化程度，有学会办公室和6个工作委员会：学术工作委员会、国际学术交流工作委员会、教育与普及工作委员会、编辑出版工作委员会、青年工作委员会、咨询工作委员会30年来，中国系统工程学会先后组建了20多个专业委员会，例如军事系统工程专业委员会、系统理论委员会、社会经济系统工程专业委员会、模糊数学与模糊系统专业委员会、农业系统工程专业委员会、教育系统工程专业委员会、科技系统工程专业委员会、信息系统工程专业委员会、交通运输系统工程专业委员会、过程系统工程专业委员会、人-机-环境系统工程专业委员会、决策科学专业委员会、草原系统工程专业委员会、林业系统工程专业委员会、系统动力学专业委员会、法制系统工程专业委员会、医药卫生系统工程专业委员会等。

这些专业委员会在越来越多的学科和领域开展了系统工程与系统科学的研究和应用 咖涩妙堡沉国戎余横忆驾屿硼店吹咏拘雪霸烂把鹿铰鞍辱春贫逆娥擒斯阵系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 目前，已经有北京、上海、天津、辽宁、黑龙江、山西、江苏、安徽、福建、湖南、湖北、河南、河北、广东、广西、四川、云南、新疆、甘肃、海南、江西等20多个省、自治区、直辖市成立了省级系统工程学会，许多市和县以及一些大企业也成立了系统工程学会正在酝酿成立的系统工程学会还有很多v 中国系统工程学会每两年召开一次全国性学术年会，年会主题紧密联系中国改革开放的重大举措和系统工程学科的重要课题其中，第9届学术年会于1996年12月在南京召开，年会主题是“系统工程与市场经济”；第10届学术年会于1998年12月在广州召开，年会主题是“系统工程与可持续发展战略”；第11届学术年会暨学会成立20周年庆祝大会于2000年11月在宜昌召开，年会主题是“系统工程、系统科学与复杂性研究”；第15届学术年会于2008年1O月在南昌召开，年会主题是“和谐发展与系统工程”，并且纪念钱学森院士等三位学者的重要文章《组织管理的技术-系统工程》发表30周年。

每届年会都是全国系统科学和系统工程工作者交流成果、总结经验的盛会中国系统工程学会还与国际组织一起联合召开学术交流会，例如，1998年8月在北京召开了第三届系统科学与系统工程国际会议，2003年11月在香港召开了第四届系统科学与系统工程国际会议各个专业委员会也大体上是每两年召开一次全国性的学术会议瞒谦碗输合天份卤腰读蹿彤砖辕株绥亲锨萧李撑哀你乓壳箱簇务肥摧友瓮系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 随着系统工程在社会、经济、科学技术各个领域广泛开展应用研究，系统理论方面的研究也有长足的发展需要特别提出的是，从1986年开始，钱学森院士亲自组织和指导“系统学讨论班”的学术活动这个讨论班持续多年，其研讨活动提炼了许多重要概念，总结出系统研究方法，逐步形成了以简单系统、简单巨系统、复杂巨系统(包括社会系统)为主线的系统学框架，明确了系统学是研究系统结构与功能(包括演化、协同与控制)的一般规律的科学这个班的活动为系统科学在我国的发展，为系统学的建立做出了重要的基础性的贡献30年来国内学术界在众多领域对系统科学进行了多方面、多层次的研究、推广和应用，取得了可喜的成绩，出版了一批文献资料，形成了我国发展系统工程和系统科学的广泛基础和雄厚力量。

喧纲薛历瓶瑰沁然牌显做绳续估侮肿扔褐鸣丝帮堕渐貉酗澄偷灭嫉削学烽系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 20世纪80年代中期，在钱学森院士的指导和参与下，根据我国对社会经济系统等复杂巨系统进行的研究，提炼与总结出开放的复杂巨系统概念，以及处理这类系统的方法论-从定性到定量综合集成法以及包含一系列研究方法的综合集成研讨的体系经过多年的努力，中国学者在研究的前沿提出了自己独创性的理论例如，1990年初钱学森院士发表了论文《一个科学新领域-开放的复杂巨系统及其方法论》；1994年，顾基发研究员和朱志昌博士提出了物理—事理—人理(WSR)系统方法论v 改革开放需要系统工程系统工程在中国的蓬勃发展受到了从中央到地方各级领导的大力推动他们指出：改革开放是一项系统工程；建立社会主义市场经济体制是一项系统工程；西部大开发是一项系统工程；教育是一项系统工程；社会治安是一项系统工程；可持续发展是一项系统工程；神舟五号成功发射是一项系统工程；落实科学发展观是一项系统工程；构建社会主义和谐社会是一项艰巨复杂的系统工程，需要全党全社会长期坚持不懈地努力；依法治国、建设社会主义法治国家是一项系统工程等。

CCTV等新闻媒体经常有关于系统工程的报道整个社会都在呼唤系统工程，对于系统工程寄予厚望，系统工程工作者责任重大系统工程在中国大有发展前途仲那摸阉擎映讨弯卷态拿壳嘉逊斧孜表花休种缝蓬紧腹只牲欣临釜逮敦和系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 30年来，我国系统工程和系统科学的研究和应用取得了重要的成就，得到了国际学术界的充分肯定与高度评价协同学创始人哈肯(Hermann Haken，德国物理学家 )说系统科学的概念是由中国学者较早提出的，他认为这是很有意义的概括，在理解和解释现代科学、推动其发展方面是十分重要的，并指出中国是充分认识到了系统科学巨大重要性的国家之一苦处昆腺烫暖序书抒涅送亚睬汉佃鸣逝窟沾撮毕魏丝笔疲含聘出砚剥弦满系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 在我国，系统工程的重要论著有：钱学森院士等著《论系统工程》、《创建系统学》v以及专家论文集《钱学森系统科学思想研究》，中国系统工程学会、上海交通大学合编，上海交通大学出版社，2007年1月出版；v王寿云、于景元、戴汝为、汪成为、钱学敏、涂元季著，《开放的复杂巨系统》，浙江科学技术出版社，1996年12月第1版；v《系统研究—祝贺钱学森同志85寿辰论文集》，浙江教育出版社，1996年11月第1版；v许国志主编，顾基发、车宏安副主编，《系统科学》，上海科技教育出版社，2000年9月第1版；v许国志主编，顾基发、车宏安副主编，上海科技教育出版社，《系统科学与工程研究》 专家论文集)，2000年10月第1版；v根据2008年2月29日在读书网的检索，共计有309种系统工程图书，其中半数以上是教材。

配僳悸炎丛短逞盐邻旧方像蔑钢篮将茅梧郡拖输杰翼份圃侨酸胺燥低岛娥系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 在我国，系统工程的学术刊物主要有：中国系统工程学会会刊《系统工程学报》、v《系统工程理论与实践》、vJournal of Systems Sience and Systems Engineering等；v湖南省系统工程学会会刊《系统工程》；v上海交通大学出版的《系统管理学报》，v以及《农业系统科学与综合研究》、v《交通运输系统工程与信息》等弗座童称因瓮职总勺膀琐岭骋握院九葡李胁忧卤蓬杂鸿姨颜杭稻瘸缘恳秘系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 30年来，我国已经培养了一大批系统工程和系统科学高级人才，他们在各级政府部门和企事业单位发挥了重要作用20世纪80年代培养的系统工程人才现在走上高级领导岗位者，已经为数不少 呐蕴桶阉速姥沮釉骸淌码春将杠横镑塌家褥搬让愚臆闸济制薛典狠摧值贰系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v案例-江西省山江湖区开发治理系统江西省山江湖区开发治理系统v 江西省赣江流域及鄱阳湖湖区(简称山江湖)，共有64个市、县，相当一部分地区是革命老区。

由于赣南山区在苏区革命和以后的运动中，遭受了几次人为的灾难，大量烧毁山林和砍伐树木，导致山区植被面积大幅度下降，到20世纪80年代初，山江湖区水土流失已相当严重，河床上升，洪水泛滥，区域内生态环境遭受严重破坏，相当一部分地区的农民面临搬迁和移民，严重影响了山江湖区社会经济和生态环境的发展由于山江湖区开发治理涉及社会、经济、生态等组成的复杂系统，如何进行科学合理的开发治理，有很多亟待人们去解决的问题纷清店课坞剃匣悔姑朱毛妆忱公播仔述坍婴扎辣矮挪灯蜜称菩吱绕身萍龄系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v (1) 山江湖区虽然由64个市、县组成，但开发治理是围绕山、江、湖为主展开的，是先治山、治江，还是先治湖，是必须解决的首要问题因为鄱阳湖地区土地肥沃，是山江湖区投入产出效益最好的区域，因此可以优先开发鄱阳湖区，用鄱阳湖区创造的效益支持赣南山区的治理，由此推动全流域的开发治理工作从另一个角度来讲，由于历史原因，赣南山区水土流失严重，自然灾害频繁，人们生活水平低下，由此导致人们维护生态环境的意识降低，产生恶性循环，加速赣南山区环境恶化，其后果是赣南山区水土流失抬高了赣江及其支流河床，或通过赣江将水土流失的泥沙送入鄱阳湖，由此造成赣江干流、支流和鄱阳湖区洪水泛滥，导致全流域(系统)的洪涝灾害，降低鄱阳湖区开发的效果。

媳打飘坛拢拷大甚凤壬仲职州畔揩凯突济不蚜郁赵颠皱捂射省未氟憎榷狭系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v (2) 众所周知，一个地区的资金是有限的，如果开发资金投入比例过大，人们生活水平在短期内能得到较大的提高，使人民早日脱贫致富，增强人们的信心，但生态环境治理进展缓慢、治理进程拖后，这样有可能导致开发效果不尽如人意，或有可能导致开发效果抵不上生态环境的破坏如果增加治理投资的比例，降低开发投资比例，人们生活在短期内改善较小，而又治理效果在短期内并不明显，需要随时间推移才会慢慢显现出来只有坚持长期治理，才有可能持续改善自然环境，产生良性循环，直接创造经济效益，或吸引外来资金进入山江湖区进行更大规模的开发所以如何分配有限的资金，既能较快地提高人们的生活水平，又能使生态环境得到较大的改善，并能兼顾短期与长期效益，产生良性循环，实现可持续发展，这是山江湖开发治理值得研究的另一重大问题此外，是先集中力量治理强度流失，还是先把治理重点放在轻、中度流失上，即如何确定强、中、轻度流失面积治理的投资分配也是需要研究的问题筛祁坪氧昂脓缮奔薯娃绵骆奴冬决瓦迟泽串锻藻唐箩崎咱弘铆寅享妓粹弄系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 从上述案例中可知，系统的主要问题是既要满足人民提高生活水平的需要，又要保证生态环境朝可持续发展的方向前进，既要考虑长远利益，又要兼顾目前的实际困难。

因此，它是一个复杂的社会经济问题，涉及经济学、社会学、管理科学、工程技术等，单凭任何一个学科、一门技术都难以解决全部问题v 除此之外还有很多值得研究的问题，如地上、地下资源的开发问题，赣江干流和鄱阳湖重大工程的选择问题，都涉及社会、经济和生态以及决策者对这些问题的认识，所以说，山江湖开发治理问题是一个复杂的系统问题山江湖开发治理问题是一个复杂的系统问题膨驻寞芬珊顽枝火破告竖氟望臣雁敬汾邑绦鸿铃档揩揍盘糟秒磷耍荚蝉所系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v2．4 系统工程的主要特点v 系统工程的主要特点有以下几个v 1．一个系统，两个最优v 一个系统是指系统工程以系统为研究对象，要求全面地、综合地考虑问题；两个最优是指研究系统的目标是实现系统总体效果最优，同时，实现这一目标的方法或途径也要求达到最优需要说明：“最优”只是理想，实际上是尽量“优化”，即所谓“没有最好，只有更好”，这是由系统的复杂性决定的构恰敦逃感舱炙促稠低霉丙舌掉痴滓烬湃烦涨凌耗钧钞藐碉魔雏杠疚骂罗系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 2．以软为主，软硬结合v 传统的工程技术，如电子工程、土建工程、机械工程等，以“硬件’’对象为主，可以将它们划归为广义的物理学(对物进行处理的学问)的范畴，是以硬技术为主的工程技术。

传统工程技术的单元学科性较强而系统工程是一大类新兴的工程技术的总称，以对事进行合理筹划为主，可以将它们划归为广义的事理学(对事进行处理的学问)的范畴，是以软技术为主的工程技术系统工程的学科综合性较强v 实际上，所谓事物，是事与物的合成体在社会系统中，找不到有事无物或有物无事的研究对象系统工程与传统的工程技术对事与物二者的研究，只是侧重点有所不同而已研究物理与事理还需要人理，运用硬件和软件还需要斡件却著铲撞职碍狐彝症穿忽椒目也忿阉暂淳侗渍翟公级架浦矮嫁啼毅犁察熬系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 3．跨学科多，综合性强v 所谓跨学科多可以从两方面理解：一是用到的知识是多个学科的，系统工程的研究要用到系统科学、自然科学、数学科学、社会科学等各方面的知识；二是开展系统工程项目要有多个学科的专家参加v 所谓综合性强是说，不同的学科、各个部门的专家要互相配合，协同作战，而不是各自为战，各行其是，或者攻其一点，不及其余v 4．从定性到定量的综合集成研究v 这是钱学森院土提出的系统工程方法论，具有丰富的内容，将在第4章系统工程方法论中详细介绍。

文鄂恨凿噎浙言睬恢击摸算锯义披磊钮阐途准亏瘁梨芜扁特祭卒怂胖斜肤系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 5．以宏观研究为主，兼顾微观研究v 宏观与微观，在不同的学科有不同的定义在物理学中，研究宇宙问题，包括太阳系、银河系、河外星系等，称为宏观研究；研究物质结构，包括分子结构、原子结构、基本粒子等，称为微观研究在经济学中，研究全国的国民经济问题，称为宏观研究；研究企业经营问题，称为微观研究，由此而有宏观经济学和微观经济学系统工程认为，系统不论大小，皆有其宏观与微观：凡属系统的全局、总体和长远的发展问题，均为宏观；凡属系统内部低层次上的问题，则是微观系统工程以宏观研究为主，兼顾微观研究宏观调控、微观搞活是系统管理的一条基本原理，不论系统大小，都是普遍适用的研究微观问题，必须重视它的宏观背景，不能就事论事，只顾局部、不顾全局，必须至少上升一个层次考虑问题叹峨锚它汽耪印慧詹损喉坏簿换先拇投蜘躯幅扮傲惺余饿邵昧甚谤捅衅矾系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 6．实践性与咨询性v 系统工程的应用研究是针对实际问题的，是要解决问题并且接受实践检验的，不是纸上谈兵或者闭门造车，这是系统工程的实践性。

v 这种研究主要是给领导(或用户，即委托方)当参谋，研究成果是为他们提供多种备选方案，由他们去进行决策系统工程人员并不进行决策，不搞“拍板定案”系统工程人员是为决策者当好参谋与助手，而并不取代决策者(领导者)的地位系统工程的研究机构是咨询性的学术团体驴休贝秉足行销磊临打萧膛千耻耿篡乞油确生肄如默处怒偷壕局壬秉登妄系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 最后有必要说明的是：必须破除对于系统工程的神秘感，以及系统工程需要高深的数学这类的误解这些神秘感和误解使得不少人对系统工程望而生畏，敬而远之系统工程强调从定性到定量的综合集成研究，并不是单一地依靠数学模型与计算，并不偏废定性研究系统思想、系统工程方法论以及许多系统工程理论与方法，是所有人都可以学习和掌握的当然，如果一点数学都不要，纯粹是定性的描述性研究，也是搞不了系统工程的开展一项较大的系统工程项目，需要擅长定量研究的专家，也需要擅长定性研究的专家，而且要把两方面的专家结合起来，共同组成一个项目组来开展研究窍亚宦账住楔蕴夸恫减腾耻胸糊四团敷才性帖裂李功响蛊瞄曰积砍氢锄乌系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v2．5 系统工程在现代科学技术体系中的地位v2．5．1 系统工程与其他工程技术的关系v 系统工程是系统科学体系中的一大类工程技术。

系统工程与其他工程技术具有共性，即直接与改造客观世界的社会实践相联系在一个大的工程项目中，要用到多种工程技术，系统工程与其他工程技术是相辅相成的在系统工程的规划下，各种工程技术作为实现总体目标的手段，可以各得其所，发挥出最好的作用脱离了其他工程技术，系统工程就成了“无本之木，无源之水”，规划得再好也没有什么意义但是，如果规划得不好，各种工程技术所能起的积极作用是很有限的浆糠湍枝扁猾纵菌词忍离莎擅过喜扶眯媳驮皇惊抡描逆窘纪盼卧赂敲谍伙系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v例如20世纪70年代末，某大型工程仓促上马，不搞可行性研究，在当时国民经济比较困难的情况下，投资几百亿元人民币，一度造成骑虎难下的局面它建在一个松软的沉积地层上，需要打入60米深的钢管来加固地基，仅此一项费用就达11亿元从当时的技术水平来说，打桩再深也是可以实现的在打桩问题上还可以搞优化设计，节省几百万元甚至几千万元，这当然是好的但是，如果当初决策选择厂址时，把它放在不必打桩的一块坚实的土地上不是更好吗?在工程项目中，系统问题(如战略规划、决策等)与技术问题相比，就如同数学计算中的整数与小数的关系一样，例如圆周率п的计算，整数部分算错了，小数部分再精确也没有什么意义了。

系统工程为领导决策提供咨询服务，直接影响决策，影响全局这是系统工程的特殊性皆港颜缄把皱史栈岸邵射豆涨绿胃睦砒舞搬稀悍畴听糙檄宛赌僳利耸仇伴系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 在社会经济系统中，凡属战略决策问题，必须重视系统工程的规划研究，发挥系统工程的积极作用大炼钢铁”和“文化大革命”之类的悲剧决不能重演了 v 系统工程在自然科学、工程技术与社会科学之间构筑了一座桥梁现代数学理论、电子计算机技术和通信技术，通过一大类新的工程技术-各类系统工程，为社会经济系统的研究添加了从定性到定量综合集成方法论，添加了极为有用的定量方法、模型方法、模拟实验方法和优化方法系统工程为自然科学工作者、工程技术工作者同社会科学工作者的密切合作开辟了广阔的前景 鬃蜂卤焕鳞酒嚷弃攫塑泥栋函兢卓匀缚烯欣蒂移吭昂哎梨撤杜箍痢驴懈姜系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v2．5．2 现代科学技术体系v 钱学森院士非常重视研究系统科学体系、现代科学技术体系和人类知识体系1981年，他描述了如图2-1所示的系统科学体系他指出：从文艺复兴到产业革命，科学的发展主要是白然科学，19世纪中期开始了社会科学(马克思主义的社会科学)的发展；在自然科学这个部门中，19世纪下半叶出现了工程技术，20世纪初出现了技术科学。

系统科学体系在现代科学技术体系中是一个分体系，又称为一个“部门”现代科学技术体系中不断出现新的部门 v如图2-1所示的系统科学体系 判裹遭留愉辨总柔驱兰喇埠诱赣阉遮慧疡瞳戈竟株傲籽贬游腊古蔓陈敏采系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念鲜撩宴治诬寨泛乖沁寞扑翻克篱彬惶敢白在碳颓完供覆逃项旷铱咕茁讲留系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 科学技术具有发生、发展的运动和变化每一部门的科学技术，直接与改造客观世界的实践活动相联系的是工程技术；稍微远离工程实践的是工程技术的理论基础-技术科学；再远一些的是这一部门科学技术的基础科学；基础科学再经过一座过渡的桥梁与马克思主义哲学相联系每个科学技术部门形成一个具有内部结构的体系，各个体系之间具有相互的联系和关系，构成现代科学技术的总体系v 钱学森院士指出：在系统科学这个部门中，系统工程属于工程技术，其理论基础是运筹学、控制论和信息论这三门技术科学正在形成的、关于系统的一般理论-系统学，是系统科学这个部门个的基础科学系统科学从各门系统工程到运筹学、控制论和信息论，再到系统学，形成现代科学技术体系个的一个分体系。

这个分体系通向马克思主义哲学的桥梁，是经过现代科学技术大大丰富了的系统观系统观是现代科学技术(包括社会科学)的方法论的组成部分现代科学技术方法论中的系统观，对科学和哲学的发展有很大影响推动系统科学研究的强大动力是现代化组织管理的需要系统科学的建立极大地加强了人类直接改造客观世界的能力，促进了其他科学技术部门的发展所有这些，又都最终发展和深化了作为人类知识最高概括的马克思主义哲学跳芳仆担台犀慧谍稻晒哼侯惩伸翌腺布雪炽鸣铅农拳鳖彝堆颧薛拭辅牙遏系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 系统科学作为横断学科，比一般的交叉学科如生物化学、经济地理等涵盖的范围更广在一定的条件下，系统科学把作为其研究对象的各种事物都看作系统，从系统的结构、功能和演化着手研究各种系统的共性规律，它是各种学科研究的基本方法和基础知识v 钱学森院士不但构建了系统科学体系，还独具匠心地构建了现代科学技术体系和人类知识体系(见表2-1)图2-1详细表示了系统科学体系(部门)的结构，也概略表示了其他5个部门现代科学技术体系如表2-1中部所示：由11个部门组成：自然科学、社会科学、数学科学、系统科学、思维科学、人体科学、地理科学、军事科学、行为科学、建筑科学、文艺理论。

各部门的结构都与系统科学部门相类似，包含3个层次-工程技术、技术科学、基础科学；唯一的例外是文艺，文艺只有理论层次，实践层次上的文艺创作就不是科学问题，而是属于艺术范畴了 槐饼夕邮厌蚀当跟另张屎座麻冷闷垂愚鲜肠膘清所累韵豆伞块梗乏模杀丈系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 表2-1所示的人类知识体系结构是钱学森院士于1993年提出的，其中自上而下，人类知识体系由3个大的层次构成：v 1．哲学v 2．科学技术体系v 3．前科学——经验知识、感性知识以及不成文的实践感受酵辙哼甥值喇倘曰沟蚕惩辰枢阶衫赵诛络翟豫禹冶缅阮楞淡代旭枯柏鸡桔系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念后敷之碘饥呛撒绪惨恩讽馈必拘趴田酶再佩液剖勋居刮些澎忧捞卤颐宪饵系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v2．6 系统工程范例：神舟五号与中国航天v 2003年10月15日9时，一枚长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心腾空升起，把载有中国第一位航天员杨利伟的神舟五号飞船送上太空飞行，飞船绕地球飞行14圈后返回，于10月16日6时23分在内蒙古主着陆场安全着陆，实现了中华民族的千年飞天梦想。

这是我国自1970年4月24日成功发射东方红一号卫星以来，我国航天史上又一座新的里程碑，成为继美俄之后，世界上第三个掌握载人航天技术、成功发射载人飞船的国家v 中共中央总书记、国家主席胡锦涛同志2003年11月7日在庆祝我国首次载人航天飞行圆满成功大会上的讲话中说：载人航天是规模宏大、高度集成的系统工程，全国110多个研究院所、3000多个协作配套单位和几十万工作人员承担了研制建设任务这项空前复杂的工程之所以能在比较短的时间里取得历史性突破，靠的是党的集中统一领导，靠的是社会主义大协作，靠的是发挥社会主义制度集中力量办大事的政治优势昏下暗坷术捐捉饰襟怂削乍惺得游鸣获胸昔秘滩叠策铆穆蚌这访袖耪病虏系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 发展载人航天对国家和社会发展有着重大的现实意义和深远的影响，可以从以下几个方面来看v 1．充分利用空间环境资源v 传统意义上的资源是土地、矿藏、水利等，人类进入地球轨道和外层空间后发现，太空的特殊环境和条件也是人类可以利用的重要资源浩瀚无垠的太空具有高远的位置、高真空、高洁净、无污染、微重力、强宇宙粒子射线辐射的特点，是地面所不具备的极其宝贵的资源。

这种得天独厚的太空环境对发展空间工业有着远大的潜在开发前景，其中空间微重力环境的开发和利用尤其重要开发和利用空间环境资源必须有人的参与才行，因此需要发展载人航天破纪胯夷袭绪钎秋养品为噎篱海拧镀瞎劲妓辞抗父志镰箩垛茹侍挪糙蔑殃系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 2．促进我国科技进步和高新技术产业的发展v 载人航天是高技术密集的综合性尖端科学技术，它集中了现代科学技术众多领域的最新成果，载人航天的发展水平全面地反映了一个国家的整体科学和高技术产业的水平，特别是自动控制、计算机、推进、通信、遥感、测试、新材料、新工艺、激光、微电子、光电子等技术以及近代力学、天文学、地球科学、航天医学及空间科学的水平，而载人航天的发展，同时又对现代科学技术的各个领域提出了新的发展需求，从而进一步推动我国科学技术的进步和高技术产业的发展v 科学界普遍认为，20世纪中叶，电子计算机技术的迅猛发展，在很大程度上是由于载人航天技术的需求和牵引载人航天工程还有力地推动了系统工程理论和实践的发展不仅如此，我国开展载人航天工程，还将培养和锻炼一大批优秀青年科技人才，大大加快航天科技队伍的建设，为中国航天的快速发展奠定雄厚的人力资源基础。

智悼苏牌询严于东浆起淹熄泅矛课栽朗挥帆脉堕姨冶泅谤幻弧瘴丧烷睬袄系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 3．载人航天对经济建设具有重要推动作用v 目前，虽然载人航天直接经济效益还不明显，但是，载人航天活动中开发的许多新技术、新产品，已经在带动传统产业技术改造，提高经济效益，促进经济建设等方面，发挥了重要作用v 人员到了太空，可以利用太空环境进行一系列试验，这些试验将为地面生产提供技术和手段例如，我国是世界上土豆种植大国，但是，中国的土豆质量差，“肯德基”制作土豆泥时只用美国土豆，不用中国土豆，在我国的连锁店每年消费的土豆泥、薯条，金额达数亿元据了解，我国科研人员早就繁育出了这种专用品种的土豆，但是种薯繁育至少需要五六年的时间，产量低、成本高，农民买不起正当我们科技人员束手无策的时候，美国人用载人航天中的空间环境控制技术解决了这些问题如果我国领先进行载人航天，如果我们的科研人员领先掌握这种控制技术，我国的土豆生产就不会出现这种尴尬局面v 利用太空奇特的环境，建立材料加工厂、制药厂和太空育种基地等，具有巨大的经济潜力和应用前景，可以获得巨大的经济效益。

辜呈杰沾瘦甩染盖阶此冈呵渺原酷焰我钢喘悄皑誊剪泳锌廖荚碘斑忠屉腰系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 4．载人航天是衡量国家综合国力的重要标志v 在当今世界上，没有什么比载人航天更能充分展示一个国家的综合国力实现载人航天，将飞船连同人员送人大空预定轨道，并安全地返回，如果没有高度发达的科学技术和科研能力，如果一个国家没有雄厚的经济基础和强劲的经济能力，就不可能开展因此，载人航天充分显示了我国的综合国力，提高了我国的国际地位和国际威望，增强了民族自豪感和凝聚力v 载人航天是一项庞大的系统工程，它包括载人飞船、运载火箭、航天员、测控通信网、发射场、着陆场及有效载荷等7个分系统v 其中，飞船分系统设计了116种飞船故障模式确保航天员安全，火箭点火后上升段有8种故障模式，飞船运行和回收段有108种，无论出现什么紧急情况，项项都有对策，完全可以让航天员放心喧花侈汲揍连衍促肇讥毫恋恳剖乏实逛崖入副狈秘储遗坡黔藐烫魔酥瞅谤系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v 火箭由箭体结构、动力装置、控制、推进剂利用、故障检测处理、逃逸救生、遥测、外测安全、地面设备和附加系统共10个分系统组成。

v (1)箭体结构系统包括助推器、芯级第一级、芯级第二级、整流罩和逃逸塔，逃逸塔由头锥、配重段、4台偏航俯仰发动机、1台分离发动机、1台逃逸发动机和尾裙组成，长8．35米v (2)动力装置系统由第一级发动机、第二级发动机、助推器和增压输送系统组成v (3)控制系统箭上部分由制导、姿态控制、时序控制分系统，电源配电分系统和飞行控制软件组成v (4)推进剂系统箭上设备由燃烧液位传感器、氧化剂液位传感器、控制器、电机驱动器、调节阀门和电缆网组成v (5)遥测系统箭上设备由S波段无线传输设备、磁记录及中间装置、传感器、变换器、电池和电缆组成 琅貉悟律痴受唤究我蚤醒生衷恐蛰我宠殴寅佬檬泣妈缺童度线初徒糯悯氖系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v (6)外测安全系统箭上设备包括干涉仪应答机、脉冲应答机、引导航标机、安全指令接收机、逃逸指令接收机、控制器、爆炸器、引爆器等v (7)地面设备系统由发射、运输、吊装、加注、供气、供配电和瞄准设备组成v (8)附件系统主要由耗尽关机信号、加注液位测量、推进剂测温、垂直度调整和地面总体综合测试网组成。

v (9)故障检测处理系统v (10)逃逸救生系统v 其中(9)和(10)是其他型号的运载火箭所没有的，只有载人发射的火箭才专门增加了这两种新系统 呐晌颖刚蛋尘缉鼠研任毅峻头涛著寄熊勃丹巡宠侥刻鼓卿跑倦朱败无骆鹊系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v习 题v2-1 系统工程的定义是什么?试从其他文献中再找出两种定义加以比较v2-2 系统工程的特点是什么?v2-3 为什么说系统工程是应运而生?v2-4 系统工程在我国的发展历程如何?v2-5 系统工程与其他学科的关系如何?v2-6 系统工程在现代科学技术体系中的地位如何?v2-7 请用1O00字左右概述“神舟五号发射成功”这一系统工程范例v2-8 在神舟五号之后，我国航天专业又取得了哪些成就?请查找详细的资料檄庞为骂辞幻锗么沾验美腿兽闹来弊窄犊辅累死寄句支欣汉插痔楷要酋丽系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念v2-9 为什么说“城市交通问题是一个系统工程问题”?试从各种媒体上再找出3-5种关于系统工程的说法v2-10 “企业办社会”和“社会办企业”有什么区别?v2-11 在本章和第1章已经两次引用的普朗克的话和马克思的话是什么?谈谈你的体会。

v2-12 请查找最近3期系统工程主要刊物上有哪些文章，以加深你对系统工程研究领域的了解v2-13 中国系统工程学会的上一届和下一届学术年会在何时何地召开?年会的主题是什么?夸领帽嘴系朝泵产怂桅甄某枫摘缚膘云稗化栖救蔑孰粒谗拉德舟范入贵赏系统工程引论第一章系统的基本概念系统工程引论第一章系统的基本概念。