系统工程第一章概述.ppt

系统工程导论系统工程导论第一章第一章   概述概述ü系统工程脱胎于系统科学系统工程脱胎于系统科学ü一门处于发展阶段的新兴交叉学科一门处于发展阶段的新兴交叉学科ü在系统科学结构体系中属于工程技术类在系统科学结构体系中属于工程技术类ü与其他工程技术学科密切相关却又有很大差别与其他工程技术学科密切相关却又有很大差别ü系系统统工工程程学学科科以以系系统统的的观观点点作作为为出出发发点点、、从从整整体体利利益益最优化考虑问题并进行决策最优化考虑问题并进行决策ü应用的领域十分广阔应用的领域十分广阔第第1.1节节 关于系统关于系统什么是系统什么是系统 ？？学术界的认识并非完全一致学术界的认识并非完全一致钱学森的钱学森的“系统系统”定义：定义：系系统统是是由由相相互互作作用用和和相相互互依依赖赖的的若若干干组组成成部部分分结结合合的的具具有特定功能的有机整体有特定功能的有机整体第第1.1节节 关于系统关于系统三个基本特征：三个基本特征：ü系统是由若干元素组成的；系统是由若干元素组成的；ü这些元素相互作用、相互依赖；这些元素相互作用、相互依赖；ü具有特定的功能具有特定的功能虽虽然然有有关关系系统统的的定定义义有有很很多多种种，，但但大大都都包包含含了了上上述述三三个个基本特征基本特征。

第第1.1节节 关于系统关于系统美国的《韦氏（美国的《韦氏（Webster））大辞典》：大辞典》：““有组织的或被组织化的整体；结合着的整体所形成的有组织的或被组织化的整体；结合着的整体所形成的各种概念和原理的结合；由有规则的相互作用、相互各种概念和原理的结合；由有规则的相互作用、相互依赖的形式组成的诸要素集合依赖的形式组成的诸要素集合日本的日本的JIS（（日本工业标准）中：日本工业标准）中：““许多组成要素保持有机的秩序向同一目的的行动的集许多组成要素保持有机的秩序向同一目的的行动的集合体第第1.1节节 关于系统关于系统前苏联大百科全书中：前苏联大百科全书中：““一些在相互关联与联系之下的要素组成的集合，一些在相互关联与联系之下的要素组成的集合，形成了一定的整体性、统一性形成了一定的整体性、统一性《中国大百科全书《中国大百科全书··自动控制与系统工程》：自动控制与系统工程》：““由相互制约、相互作用的一些部分组成的具有由相互制约、相互作用的一些部分组成的具有某种功能的有机整体某种功能的有机整体第第1.1节节 关于系统关于系统系统的本质：系统的本质：Ø形形成成系系统统的的诸诸要要素素的的集集合合永永远远具具有有一一定定的的特特性性，，或或者者表表现现一一定定的的行为；行为；Ø这些特性或行为是它的任何一个部分都不具备的；这些特性或行为是它的任何一个部分都不具备的；Ø由由许许多多要要素素所所构构成成的的整整体体，，但但从从系系统统功功能能来来看看，，它它又又是是一一个个不不可可分割的整体；分割的整体；Ø如果硬要把一个系统分割开来，那么它将失去其原来的性质；如果硬要把一个系统分割开来，那么它将失去其原来的性质；Ø在在物物质质世世界界中中，，一一个个系系统统中中的的任任何何部部分分可可以以被被看看为为一一个个子子系系统统，，而每一个系统又可成为一个更大规模系统中的一个部分而每一个系统又可成为一个更大规模系统中的一个部分第第1.1节节 关于系统关于系统系统的特征系统的特征        1.整体性整体性 系统是系统是由两个或两个以上由两个或两个以上的的可以相互区别可以相互区别的的要素，按照作为系统所应具有的综合整体性要素，按照作为系统所应具有的综合整体性而构成的。

系统整体性说明，具有独立功能而构成的系统整体性说明，具有独立功能的系统要素以及要素间的相互关系根据的系统要素以及要素间的相互关系根据逻辑逻辑统一性统一性的要求，的要求，协商协商存在于系统整体之中存在于系统整体之中第第1.1节节 关于系统关于系统Ø 任何一个要素不能离开整体去研究，要素之间的联系和作用也不能脱离整体去任何一个要素不能离开整体去研究，要素之间的联系和作用也不能脱离整体去考虑Ø系统不是各个要素的简单集合，否则它就不会具有作为整体的特定功能系统不是各个要素的简单集合，否则它就不会具有作为整体的特定功能Ø而脱离了整体性，要素的机能和要素之间的作用便失去了原有的意义，研究任何而脱离了整体性，要素的机能和要素之间的作用便失去了原有的意义，研究任何事物的单独部分不能得出有关整体性的结论事物的单独部分不能得出有关整体性的结论Ø系统的构成要素和要素之间的机能、要素间的相互联系要服从系统整体的功能和系统的构成要素和要素之间的机能、要素间的相互联系要服从系统整体的功能和目的，在整体功能的基础上展开各要素及相互之间的活动，这种活动的总和形成目的，在整体功能的基础上展开各要素及相互之间的活动，这种活动的总和形成了系统整体的有机行为。

了系统整体的有机行为Ø在一个系统整体中，即使每个要素并不都很完善，但它们也可以协商、综合成为在一个系统整体中，即使每个要素并不都很完善，但它们也可以协商、综合成为具有良好功能的系统相反，即使每个要素都是良好的，但作为整体却可能不具具有良好功能的系统相反，即使每个要素都是良好的，但作为整体却可能不具备某种良好的功能，也就不能称之为完善的系统备某种良好的功能，也就不能称之为完善的系统第第1.1节节 关于系统关于系统2.集合性集合性 集合的概念就是把集合的概念就是把具有某种属性具有某种属性的一些对象看成一个整的一些对象看成一个整体，从而形成一个体，从而形成一个集合集合集合里的各个对象叫做集合集合里的各个对象叫做集合的要素（的要素（子集子集）系统的集合性表明，系统是由两个或两个以上的可以互相区别的要系统的集合性表明，系统是由两个或两个以上的可以互相区别的要素所组成的这些要素可以是具体的物质，也可以是抽象的或非素所组成的这些要素可以是具体的物质，也可以是抽象的或非物质的软件、组织等物质的软件、组织等例如，一个计算机系统，一般都是由例如，一个计算机系统，一般都是由CPU、、存储器、输入输出设备等硬件组存储器、输入输出设备等硬件组成，同时还包含有操作系统、程序开发工具、数据库等软件，它们形成成，同时还包含有操作系统、程序开发工具、数据库等软件，它们形成一个完整的集合。

一个完整的集合第第1.1节节 关于系统关于系统3．层次性．层次性  系系统统作作为为一一个个相相互互作作用用的的诸诸要要素素的的总总体体来来看看，，它它可可以以分分解解为为一一系系列列的的子子系系统统，，并并存存在在一一定定的的层层次次结结构构这这是是系统空间结构的一种形式系统空间结构的一种形式在在系系统统层层次次结结构构中中表表述述了了在在不不同同层层次次子子系系统统之之间间的的从从属属关关系系或或相相互互作作用用的的关关系系在在不不同同的的层层次次结结构构中中的的子子系系统统存存在在着着动动态态的的信信息息流流与与物物质质流流，，它它们们一一起起构构成成了了系系统统的的整整体体运运动动特特性性，，为为深深入入研研究究复复杂杂系系统统的的结结构构、、功功能能和和有效地进行控制与调节提供了条件有效地进行控制与调节提供了条件第第1.1节节 关于系统关于系统4. 相关性相关性  组组成成系系统统的的要要素素是是相相互互联联系系、、相相互互作作用用的的，，相相关关性性说说明明这些联系之间的这些联系之间的特定关系和演变规律特定关系和演变规律例例如如，，城城市市是是一一个个大大系系统统，，它它由由资资源源系系统统、、市市政政系系统统、、文文化化教教育育系系统统、、医医疗疗卫卫生生系系统统、、商商业业系系统统、、工工业业系系统统、、交交通通运运输输系系统统、、邮邮电电通通讯讯系系统统等等相相互互联联系系的的部部分分组组成成，，通通过过系系统统内内各各子子系系统统相相互互协协调调的的运运转转去去完完成成城城市市生生活活和和发发展展的的特特定定目目标标。

各各子子系系统统之之间间具具有有密密切切的的关关系系，，相相互互影影响响、、相相互互制制约约、、相相互互作作用用，，牵牵一一发发而而动动全全身身要要求求系系统统内内的的各各个个子子系系统统根根据据整整体体目目标，尽量避免系统的标，尽量避免系统的“内耗内耗”，提高系统整体运行的效果提高系统整体运行的效果第第1.1节节 关于系统关于系统5.目的性目的性通常系统都具有通常系统都具有某种目的某种目的为达到既定的目的，系统都具有一定的功能，而这正是区别这一系统和那一系统的为达到既定的目的，系统都具有一定的功能，而这正是区别这一系统和那一系统的标志系统的目的一般用更具体的目标来体现系统的目的一般用更具体的目标来体现比较复杂的社会经济系统都具有不止一个目标因此，需要用一个指标体系来描述比较复杂的社会经济系统都具有不止一个目标因此，需要用一个指标体系来描述系统的目标系统的目标比如，衡量一个工业企业的经营业绩，不仅要考核它的产量、产值指标，而且要考比如，衡量一个工业企业的经营业绩，不仅要考核它的产量、产值指标，而且要考核它的成本、利润和质量指标在指标体系中的各个指标之间有时是相互矛盾的，核它的成本、利润和质量指标。

在指标体系中的各个指标之间有时是相互矛盾的，有时是互为消长的有时是互为消长的为此，要从整体出发，力求获得全局最优的经营效果，这就要求在为此，要从整体出发，力求获得全局最优的经营效果，这就要求在矛盾的目标之间做好协调工作，寻求平衡或折衷方案为了实现系统的目的，系统必须具矛盾的目标之间做好协调工作，寻求平衡或折衷方案为了实现系统的目的，系统必须具有控制、调节和管理的功能，管理的过程也就是系统的有序化过程，使它进入与系统目的有控制、调节和管理的功能，管理的过程也就是系统的有序化过程，使它进入与系统目的相适应的状态相适应的状态第第1.1节节 关于系统关于系统6.适应性适应性 任何一个系统都存在于一定的任何一个系统都存在于一定的物质环境物质环境之中，因此，它必然要之中，因此，它必然要与外界与外界产生物质、能量和信息交换产生物质、能量和信息交换，外界环境的变化必然会引，外界环境的变化必然会引起起系统内部各要素的变化系统内部各要素的变化不能适应环境变化的系统是没有生不能适应环境变化的系统是没有生命力的，只有能够经常与外界环境保持最优适应状态的系统，命力的，只有能够经常与外界环境保持最优适应状态的系统，才是具有不断发展势头的理想系统。

才是具有不断发展势头的理想系统例如，一个企业必须经常了解市场动态、同类企业的经营动向、有关行业的发展动态例如，一个企业必须经常了解市场动态、同类企业的经营动向、有关行业的发展动态和国内外市场的需求等环境的变化，在此基础上研究企业的经营策略，调整企业的和国内外市场的需求等环境的变化，在此基础上研究企业的经营策略，调整企业的内部结构，以适应环境的变化内部结构，以适应环境的变化第第1.1节节 关于系统关于系统系统的分类系统的分类1．自然系统与人造系统．自然系统与人造系统按照系统的起源，自然系统是由自然过程产生的系统按照系统的起源，自然系统是由自然过程产生的系统这类系统是自然物（矿物、植物、动物等）所形成的这类系统是自然物（矿物、植物、动物等）所形成的系统，像海洋系统、生态系统等系统，像海洋系统、生态系统等人造系统则是人们将有关元素按其属性和相互关系组合人造系统则是人们将有关元素按其属性和相互关系组合而成的系统，如人类而成的系统，如人类对自然物质进行加工对自然物质进行加工，制造出各，制造出各种机器所构成的各种工程系统种机器所构成的各种工程系统 第第1.1节节 关于系统关于系统 2.实体系统与概念系统实体系统与概念系统凡是以矿物、生物、机械和人群等凡是以矿物、生物、机械和人群等实体行为构成要素实体行为构成要素的的系统称之为实体系统。

系统称之为实体系统凡是由概念、原理、原则、方法、制度、程序等概念性凡是由概念、原理、原则、方法、制度、程序等概念性的的非物质实体所构成非物质实体所构成的系统称为概念系统，如管理系的系统称为概念系统，如管理系统、军事指挥系统、社会系统等统、军事指挥系统、社会系统等在实际生活中，实体系统和概念系统在多数情况下是结在实际生活中，实体系统和概念系统在多数情况下是结合的，实体系统是概念系统的物质基础，而概念系统合的，实体系统是概念系统的物质基础，而概念系统往往是实体系统的中枢神经，指导实体系统的行为往往是实体系统的中枢神经，指导实体系统的行为第第1.1节节 关于系统关于系统3.动态系统和静态系统动态系统和静态系统动态系统就是系统的动态系统就是系统的状态变量随时间变化状态变量随时间变化的系统，即系统的状态的系统，即系统的状态变量是时间的函数变量是时间的函数静态系统则是表征系统运行规律的数学模型中静态系统则是表征系统运行规律的数学模型中不含有时间因素不含有时间因素，，即模型中的变量不随时间变化，它是动态系统的一种极限状态，即模型中的变量不随时间变化，它是动态系统的一种极限状态，即处于稳定的系统即处于稳定的系统。

例如一个化工生产系统是一种连续生产过程，系统中的参数是随着时间变化而变化的例如一个化工生产系统是一种连续生产过程，系统中的参数是随着时间变化而变化的动态系统大多数系统都是动态系统但是，由于动态系统中各种参数之间的相互动态系统大多数系统都是动态系统但是，由于动态系统中各种参数之间的相互关系是非常复杂的，要找出其中的规律性非常困难有时为了简化起见而假设系统关系是非常复杂的，要找出其中的规律性非常困难有时为了简化起见而假设系统是静态的，或使系统中的参数随时间变化的幅度很小而视同静态的是静态的，或使系统中的参数随时间变化的幅度很小而视同静态的 第第1.1节节 关于系统关于系统4.开放系统与封闭系统开放系统与封闭系统开开放放系系统统是是指指系系统统与与环环境境之之间间具具有有物物质质、、能能量量与与信息的交换信息的交换的系统例例如如，，生生态态系系统统，，商商业业系系统统、、工工厂厂生生产产系系统统这这类类系系统统通通过过系系统统内内部部各各子子系系统统的的不不断断调调整整来来适适应应环环境境变变化化，，以以使使其其保保持持相相对对稳稳定定状状态态，，并并谋谋求求发发展展开开放放系系统统一一般般具具有有自自适适应应和和自自调调节节的的功功能能。

开开放放系系统统是是具具有有生生命命力力的的系系统统，，一一个个国国家家，，一一个个地地区区，，一一个个企企业业都都应应该该是是一一个个开开放放系系统统，，通通过过和和外外界界环环境境不不断断地地交交换换物物质质、、能能量量和和信息，而谋求不断地发展信息，而谋求不断地发展第第1.1节节 关于系统关于系统封封闭闭系系统统是是指指系系统统与与环环境境之之间间没没有有物物质质，，能能量量和和信信息息的的交交换换，，由由系系统统的的界界限限将将环环境境与与系系统统隔隔开开，，因因而而呈呈一一种种封封闭闭状状态态的的系系统统这这类类系系统统要要能能存存在在，，要要求求该该系系统统内内部部的的各各个个子子系系统统及及其其相相互互关关系系之之中中存存在在着着某某种种均均衡衡关关系，以保持系统的持续运行系，以保持系统的持续运行值值得得强强调调的的是是，，现现实实世世界界中中没没有有完完全全意意义义上上的的封封闭闭系系统统系系统统的的开开放放性性和和封封闭闭性性概概念念不不能能绝绝对对化化，，只只有有作作为为相相对的程度来衡量才比较符合实际对的程度来衡量才比较符合实际第第1.1节节 关于系统关于系统5.简单系统、简单巨系统和复杂巨系统简单系统、简单巨系统和复杂巨系统按按复杂程度复杂程度可分为简单系统、简单巨系统和复杂巨系统。

可分为简单系统、简单巨系统和复杂巨系统简简单单系系统统是是指指组组成成系系统统的的子子系系统统（（要要素素））数数量量比比较较少少，，而而且且子子系系统统之间的关系也比较简单的系统，如一个工厂、一台设备等之间的关系也比较简单的系统，如一个工厂、一台设备等简简单单巨巨系系统统是是指指组组成成系系统统的的子子系系统统数数量量非非常常多多、、种种类类相相对对也也比比较较多多（如几十种、甚至上百种），但它们之间的关系较为简单的系统如几十种、甚至上百种），但它们之间的关系较为简单的系统复复杂杂巨巨系系统统是是指指组组成成系系统统的的子子系系统统数数量量很很多多，，具具有有层层次次结结构构，，它它们们之之间间的的关关系系又又极极其其复复杂杂的的系系统统，，如如生生物物体体系系统统、、人人脑脑系系统统、、社社会会系系统统等等这这些些系系统统又又都都是是开开放放的的，，所所以以也也称称为为开开放放的的复复杂杂巨巨系系统统目前，研究、处理开放复杂巨系统的方法尚在探讨中目前，研究、处理开放复杂巨系统的方法尚在探讨中第第1.2节节  系统工程系统工程 什么是系统工程？什么是系统工程？ 系统工程是一门正处于发展阶段的新兴学科，并与其系统工程是一门正处于发展阶段的新兴学科，并与其他学科相互渗透、相互影响，但不同专业领域的人对他学科相互渗透、相互影响，但不同专业领域的人对其理解不尽相同，因此，要给出一个统一的定义比较其理解不尽相同，因此，要给出一个统一的定义比较困难。

困难一般认为用一般认为用定量和定性相结合定量和定性相结合的系统思想和系统方法处的系统思想和系统方法处理大型复杂系统的问题，无论是系统的设计或组织建理大型复杂系统的问题，无论是系统的设计或组织建立，还是系统的经营管理，都可以看成是一种立，还是系统的经营管理，都可以看成是一种工程实工程实践践，都可以统称为系统工程都可以统称为系统工程 第第1.2节节  系统工程系统工程系统工程定义系统工程定义（（1））钱钱学学森森：：“系系统统工工程程是是组组织织管管理理系系统统的的规规划划、、研研究究、、设设计计、、制制造造、、试试验验和和使使用用的的科科学学方方法法，，是是一一种种对对所所有有系系统统都都具具有有普普遍遍意意义义的的科科学学方方法法系统工程是一门组织管理的技术系统工程是一门组织管理的技术”2)(2)美美国国著著名名学学者者H.切切斯斯纳纳（（H.Chestnut））：：““系系统统工工程程认认为为虽虽然然每每个个系系统统都都由由许许多多不不同同的的特特殊殊功功能能部部分分所所组组成成，，而而这这些些功功能能部部分分之之间间又又存存在在着着相相互互关关系系，，但但是是每每一一个个系系统统都都是是完完整整的的整整体体，，每每一一个个系系统统都都要要求求有有一一个个或或若若干干个个目目标标。

系系统统工工程程则则是是按按照照各各个个目目标标进进行行权权衡衡，，全全面面求求得得最最优优解解（或满意解）的方法，并使各部分能够最大限度地互相适应或满意解）的方法，并使各部分能够最大限度地互相适应第第1.2节节  系统工程系统工程(3)日日本本学学者者三三浦浦武武雄雄：：“系系统统工工程程与与其其它它工工程程学学不不同同之之处处在在于于它它是是跨跨越越许许多多学学科科的的科科学学，，而而且且是是填填补补这这些些学学科科边边界界空空白白的的边边缘缘科科学学因因为为系系统统工工程程的的目目的的是是研研究究系系统统，，而而系系统统不不仅仅涉涉及及到到工工程程学学的的领领域域，，还还涉涉及及到到社社会会、、经经济济和和政政治治等等领领域域，，为为了了圆圆满满解解决决这这些些交交叉叉领领域域的的问问题题，，除除了了需需要要某某些些纵纵向向的的专专门门技技术术以以外外，，还还要要有有一一种种技技术术从从横横向向把把它它们们组组织织起起来来，，这这种种横横向向技技术术就就是是系系统统工工程程也也就就是是研究系统所需的思想、技术和理论等体系化的总称研究系统所需的思想、技术和理论等体系化的总称4）《中国大百科全书）《中国大百科全书·自动控制与系统工程卷》：自动控制与系统工程卷》：“系统工程是系统工程是从整体出发合理开发、设计、实施和运用系统的工程技术。

它是从整体出发合理开发、设计、实施和运用系统的工程技术它是系统科学中直接改造世界的工程技术系统科学中直接改造世界的工程技术第第1.2节节  系统工程系统工程（（5））  日本工业标准（日本工业标准（JIS））规定：规定：“系统工程是为了更好地达到系统目标，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、信息流动和控制机构等进行分析与设而对系统的构成要素、组织结构、信息流动和控制机构等进行分析与设计的技术计的技术6 6）美国军用标准）美国军用标准MIL-STD-499A定义：定义：““系统工程是将科学和工程技术系统工程是将科学和工程技术的成就应用于：（的成就应用于：（ⅰⅰ）通过运用定义、综合、分析、设计、试验和评价）通过运用定义、综合、分析、设计、试验和评价的反复迭代过程，将作战需求转变为一组系统性能参数和系统技术状态的反复迭代过程，将作战需求转变为一组系统性能参数和系统技术状态的描述；（的描述；（ⅱⅱ）综合有关的技术参数，确保所有物理、功能和程序接口）综合有关的技术参数，确保所有物理、功能和程序接口的兼容性，以便优化整个系统的定义和设计；（的兼容性，以便优化整个系统的定义和设计；（ⅲⅲ）将可靠性、维修性、）将可靠性、维修性、安全性、生存性、人素工程和其它有关因素综合到整个工程工作之中，安全性、生存性、人素工程和其它有关因素综合到整个工程工作之中，以满足费用、进度、保障性和技术性能指标。

以满足费用、进度、保障性和技术性能指标 第第1.2节节  系统工程系统工程系统工程内涵：系统工程内涵：以研究大规模复杂系统为对象的一门以研究大规模复杂系统为对象的一门交叉学科交叉学科把把自自然然科科学学和和社社会会科科学学的的某某些些思思想想、、理理论论、、方方法法、、策策略略和和手手段段等等根根据据总总体体协协调调的的需需要要，，有有机机地地联联系系起起来来，，把把人们的生产、科研或经济活动有效地人们的生产、科研或经济活动有效地组织起来组织起来应应用用定定量量分分析析和和定定性性分分析析相相结结合合的的方方法法和和计计算算机机等等技技术术工工具具，，对对系系统统的的构构成成要要素素、、组组成成结结构构、、信信息息交交换换和和反反馈控制等功能进行分析、设计、制造和服务馈控制等功能进行分析、设计、制造和服务从从而而达达到到最最优优设设计计、、最最优优控控制制和和最最优优管管理理的的目目的的，，以以便便最最充充分分地地发发挥挥人人力力、、物物力力的的潜潜力力，，通通过过各各种种组组织织管管理理技技术术，，使使局局部部和和整整体体之之间间的的关关系系协协调调配配合合，，以以实实现现系系统的统的综合最优化综合最优化。

　　第第1.2节节  系统工程系统工程系统工程解决问题的主要特点系统工程解决问题的主要特点1．整体性（系统性）．整体性（系统性）整整体体性性是是系系统统工工程程最最基基本本的的特特点点，，系系统统工工程程把把所所研研究究的的对对象象看看成成一一个个整整体体系系统统，，这这个个整整体体系系统统又又是是由由若若干干部部分分（（要要素素与与子子系系统统））有有机机结结合合而而成成的的因因此此，，系系统统工工程程在在研研制制系系统统时时总总是是从从整整体体性性出出发发，，从从整整体体与与部部分分之之间间相相互互依依赖赖、、相相互互制制约约的的关关系系中中去去揭揭示示系系统统的的特特征和规律，从整体最优化出发去实现系统各组成部分的有效运转征和规律，从整体最优化出发去实现系统各组成部分的有效运转第第1.2节节  系统工程系统工程2．关联性（协调性）．关联性（协调性）用用系系统统工工程程方方法法去去分分析析和和处处理理问问题题时时，，不不仅仅要要考考虑虑部部分分与与部部分分之之间间、、部部分分与与整整体体之之间间的的相相互互关关系系，，而而且且还还要要认认真真地地协协调调它它们们的的关关系系因因为为系系统统各各部部分分之之间间、、各各部部分分与与整整体体之之间间的的相相互互关关系系和和作作用用直直接接影影响响到到整整体体系系统统的性能，协调它们的关系便可提高整体系统的性能。

的性能，协调它们的关系便可提高整体系统的性能第第1.2节节  系统工程系统工程3．综合性（交叉性）．综合性（交叉性）系系统统工工程程以以大大型型复复杂杂的的人人工工系系统统和和复复合合系系统统为为研研究究对对象象，，这这些些系系统统涉涉及及的的因因素素很很多多，，涉涉及及的的学学科科领领域域也也较较为为广广泛泛因因此此，，系系统统工工程程必必须须综综合合研研究究各各种种因因素素，，综综合合运运用用各各门门学学科科和和技技术术领领域域的的成成就就，，从从整整体体目目标标出出发发使使各各门门学学科科、、各各种种技技术术有有机机地地配配合合，，综综合合运运用用，，以以达达到到整整体体优优化化的的目目的的如如把把人人类类送送上上月月球球的的“阿阿波波罗罗登登月月计计划划”，，就就是是综综合合运运用用各各学学科科、、各各领领域域成成就就的的产产物物，，这这样样一一项项复复杂杂而而庞庞大大的的工工程程没没有有采采用用一一种种新新技技术术，，而而完完全是综合运用现有科学技术的结果全是综合运用现有科学技术的结果第第1.2节节  系统工程系统工程4．满意性（最优化）．满意性（最优化）系系统统工工程程是是实实现现系系统统最最优优化化的的组组织织管管理理技技术术，，因因此此，，系系统统整整体体性性能能的的最最优优化化是是系系统统工工程程所所追追求求并并要要达达到到的的目目的的。

由由于于整整体体性性是是系系统统工工程程最最基基本本的的特特点点，，所所以以系系统统工工程程并并不不追追求求构构成成系系统统的的个个别别部部分分最最优优，，而而是是通通过过协协调系统各部分的关系，使系统整体目标达到最优调系统各部分的关系，使系统整体目标达到最优第第1.2节节  系统工程系统工程系统工程的研究对象与内容系统工程的研究对象与内容系系统统工工程程的的对对象象不不限限定定于于某某种种特特定定的的工工程程物物质质对对象象，，任任何何一一种种物物质质系系统统都都能能成成为为它它的的研研究究对对象象，，而而且且还还不不只只限限于于物物质质系系统统，，还还可可以以是是自自然然系系统统、、社社会会经经济济系系统统、、管管理理系系统统、、军军事事指指挥挥系系统统等等等等由由于于系系统统工工程程处处理理的的对对象象主主要要是是信信息息，，国国外外的的有有些些学学者者认认为为系系统统工工程程是是“软软科科学学”（（soft science）第第1.2节节  系统工程系统工程系系统统工工程程的的主主要要内内容容包包括括系系统统分分析析、、系系统统设设计计、、系系统统模模型型化化、、系系统统的的最最优优化化、、系系统统的的组组织织管管理理、、系系统统评评价价、、系系统统预预测测与与决决策策等等。

其其基基本本任任务务是是研研究究系系统统模模型型化化、、系系统统优优化化与与系系统统评评价价为为了了实实现现和和完完成成系系统统目目标标及及任任务务，，系系统统工工程程在在其其方方法法论论的的思思想想下下要要运运用用一一定定的的具具体体方方法法与与手手段段，，即即系系统统工工程程技技术术常常用用的的系系统统工工程程技技术术有有系系统统辨辨识识技技术术、、系系统统组组织织管管理理技技术术、、系系统统模模型型化化技技术术、、系系统统优优化化技技术术、、系系统统评评价价技技术术、、系系统统预预测测技技术术、、大系统的分解协调技术、系统决策技术，等等大系统的分解协调技术、系统决策技术，等等第第1.2节节  系统工程系统工程1．系统辨识技术．系统辨识技术系系统统工工程程研研究究的的对对象象大大多多是是复复杂杂的的大大系系统统，，由由于于系系统统因因素素众众多多，，结结构构复复杂杂，，目目标标多多样样，，功功能能综综合合，，因因此此需需要要共共同同理理解解、、明明确确系系统统的的总总目目标标、、分分目目标标，，以以及及相相应应的的系系统统结结构构层层次次，，为为实实现现这这个个目目的的就就需需要要通通过过系系统统的的辨辨识识来来解解决决。

目目前前用用于于大大规规模模复复杂杂系系统统辨辨识识的的常常用用方方法法是解析结构模型技术，即是解析结构模型技术，即ISM第第1.2节节  系统工程系统工程2．系统模型化技术．系统模型化技术模模型型化化是是系系统统工工程程的的核核心心内内容容系系统统模模型型是是系系统统优优化化和和评评价价的的基基础础，，是是系系统统工工程程的的基基本本要要求求，，任任何何一一项项系系统统工工程程都都需需要要先先建建立立模模型型按按系系统统模模型型分分类类，，系系统统模模型型化化技技术术主主要要有有结结构构模模型型化化技技术术、、分分析析模模型型技技术术、、系系统统仿仿真真模模型型技技术术通通过过系系统统模模型型化化，，就就可可以以对对系系统统进进行行解解剖剖、、观观测测、、计计量量、、变变换换、、试试验验，，掌掌握握系系统统的的本本质质特特征和运行规律征和运行规律第第1.2节节  系统工程系统工程3．系统最优化技术．系统最优化技术系系统统最最优优化化是是系系统统工工程程追追求求的的主主要要目目标标之之一一优优化化技技术术是是应应用用数数学学的的一一个个分分支支系系统统工工程程所所用用到到的的优优化化技技术术大大多多数数集集中中在在运运筹筹学学中中，，如如线线性性规规划划、、非非线线性性规规划划、、整整数数规规划划、、动动态态规规划划、、多多目目标标规规划划、、排排队队论论、、对对策策论论等等等等，，它它们们被被应应用用于于系系统统对对有有限限资资源源进进行行统统筹筹安安排排，，为为决决策策提提供供有有依依据据的的最最优优方方案案。

在在运运筹筹学学的的应应用用中中，，往往往往是是运运用用模模型型化化方方法法，，将将一一个个已已确确定定研研究究范范围围的的现现实实问问题题，，按按预预期期目目标标，，将将现现实实问问题题中中的的主主要要因因素素及及各各种种限限制制条条件件之之间间的的因因果果关关系系、、逻逻辑辑关关系系建建立立数数学学模模型型，，通过模型求解寻求最优化通过模型求解寻求最优化第第1.2节节  系统工程系统工程4．系统评价技术．系统评价技术系系统统评评价价就就是是对对系系统统的的价价值值进进行行评评定定，，其其主主要要作作用用是是通通过过系系统统评评价价技技术术，，将将系系统统方方案案排排序序，，以以便便从从众众多多的的可可行行方方案案中中找找出出最最优优方方案案，，为为决决策策提提供供依依据据迄迄今今为为止止，，评评价价技技术术已已发发展展到到数数十十种种，，但但较较为为常常用用的的有有费费用用—效效益益分分析析、、关关联联矩矩阵阵法法、、关关联联树树法法、、层层次次分分析析法法、、模模糊糊评价法、可能评价法、可能—满意度法等满意度法等第第1.2节节  系统工程系统工程5．系统预测技术．系统预测技术系系统统预预测测是是依依据据过过去去和和现现在在的的有有关关系系统统及及其其环环境境的的已已知知材材料料，，运运用用科科学学的的方方法法和和技技术术，，发发现现和和掌掌握握系系统统发发展展与与运运行行中中的的固固有有规规律律，，并并按按此此规规律律去去探探求求系系统统发发展展的的未未来来。

预预测测的的主主要要作作用用是是为为决决策策者者提提供供科科学学的的预预见见和和决决策策依依据据，，同同时时为为产产生生多多个个系系统统方方案案和和优优化化系系统统方方案案提提供供方方法法手手段段系系统统预预测测技技术术可可分分为为定定性性预预测测技技术术与与定量预测技术定量预测技术第第1.2节节  系统工程系统工程6．系统决策技术．系统决策技术系系统统决决策策是是指指决决策策者者根根据据系系统统的的各各种种行行动动方方案案及及其其可可能能产产生生的的后后果果所所作作的的判判断断或或决决定定决决策策分分析析是是比比较较规规范范的的技技术术它它所所起起的的作作用用是是使使决决策策过过程程得得到到数数据据和和定定量量分分析析的的支支持持，，使使决决策策所所需需的的信信息息全全面面而而清清晰晰地地展展现现给给决决策策者者，，从从而而有有助助于于决决策策者者正正确确决决策策决决策策技技术术按按决决策策环环境境可可分分为为三三种种类类型型：：即即确确定定型型决决策策、、风风险险型型决决策策、、不确定型决策不确定型决策第第1.2节节  系统工程系统工程系统工程主要理论基础系统工程主要理论基础系系统统工工程程的的主主要要理理论论基基础础是是由由一一般般系系统统论论、、大大系系统统理理论论、、经经济济控控制制论论、、控控制制论论、、运运筹筹学学等等学学科科相相互互渗渗透透、、交交叉叉发展发展而形成的。

而形成的第第1.3节节  系统工程的发展历史系统工程的发展历史 略第第1.4节节 系统工程的应用领域系统工程的应用领域1  社会系统工程社会系统工程它它的的研研究究对对象象是是整整个个社社会会，，是是一一个个开开放放的的复复杂杂巨巨系系统统具具有有多多层层次次、、多区域、多阶段的特点多区域、多阶段的特点2  经济系统工程经济系统工程   运运用用系系统统工工程程的的方方法法研研究究宏宏观观经经济济系系统统的的问问题题，，如如国国家家的的经经济济发发展展战略、综合发展计划、产业结构分析等战略、综合发展计划、产业结构分析等3  企业系统工程企业系统工程   研研究究与与预预测测市市场场情情况况、、新新产产品品开开发发、、生生产产管管理理系系统统、、全全面面质质量量管管理理、、成本核算系统、成本成本核算系统、成本—效益分析、财务分析、组织理论等效益分析、财务分析、组织理论等第第1.4节节 系统工程的应用领域系统工程的应用领域4  城市管理系统工程城市管理系统工程   研研究究城城市市规规划划及及发发展展战战略略、、紧紧急急调调度度、、防防灾灾对对策策、、供供水水供供电电管管理理、、三三废废处处理理、、商商业业和工农业合理布局、住宅管理、环境保护、物质供应、交通规划与管理等。

和工农业合理布局、住宅管理、环境保护、物质供应、交通规划与管理等5  生态环境系统工程生态环境系统工程   研研究究大大气气生生态态系系统统、、大大地地生生态态系系统统、、流流域域生生态态系系统统、、森森林林与与生生物物生生态态系系统统、、城城市市生生态态系系统统等等系系统统分分析析、、规规划划、、建建设设、、防防治治等等方方面面的的问问题题，，以以及及环环境境监监测测系系统统、、环环境境计计量预测模型、环境污染防治等量预测模型、环境污染防治等6  能源系统工程能源系统工程研研究究能能源源合合理理结结构构、、能能源源需需求求预预测测、、能能源源开开发发规规模模预预测测、、能能源源生生产产优优化化模模型型、、能能源源合合理利用模型、电力系统规划、节能规划、能源数据库等问题理利用模型、电力系统规划、节能规划、能源数据库等问题第第1.4节节 系统工程的应用领域系统工程的应用领域7  自然资源系统工程自然资源系统工程研研究究自自然然资资源源的的综综合合利利用用规规划划、、对对资资源源的的保保护护规规划划、、水水能能利利用用规规划划、、防防洪洪规规划、水污染控制等划、水污染控制等8  交通运输系统工程交通运输系统工程    研研究究铁铁路路、、公公路路、、航航运运、、航航空空综综合合运运输输规规划划及及其其发发展展战战略略、、铁铁路路调调度度系系统统、、公公路路运运输输调调度度系系统统、、航航运运调调度度系系统统、、空空运运调调度度系系统统、、综综合合运运输输优优化化模模型型、、综合运输效益分析等。

综合运输效益分析等9  农业系统工程农业系统工程  研研究究农农业业发发展展战战略略、、大大农农业业及及立立体体农农业业的的战战略略规规划划、、农农业业结结构构分分析析、、农农业业综综合合规规划划、、农农业业区区域域规规划划、、农农业业政政策策分分析析、、农农业业投投资资规规划划、、农农产产品品需需求求预预测测、、农农业业产产品品发发展展速速度度预预测测、、农农业业投投入入—产产出出分分析析、、农农作作物物合合理理布布局局、、农作物栽培技术规划、农业系统多层次开发模型等农作物栽培技术规划、农业系统多层次开发模型等第第1.4节节 系统工程的应用领域系统工程的应用领域10  教育系统工程教育系统工程 研究人才需求预测、人才与教育规划、人才结构分析、教育政策研究人才需求预测、人才与教育规划、人才结构分析、教育政策分析等分析等11  人口系统工程人口系统工程   研研究究人人口口总总目目标标、、人人口口参参数数、、人人口口指指标标体体系系、、人人口口系系统统数数学学模模型型、、人人口口系系统统动动态态特特性性分分析析、、人人口口政政策策分分析析、、人人口口区区域域规规划划、、人人口口系系统稳定性等。

统稳定性等12  军事系统工程军事系统工程   研研究究国国防防战战略略、、作作战战模模拟拟、、情情报报、、通通讯讯与与指指挥挥自自动动化化系系统统、、系系统统武武器装备发展规划、后勤保障系统、国防经济学、军事运筹等等器装备发展规划、后勤保障系统、国防经济学、军事运筹等等。