系統工程學理論知識大總結

2021-11-07 02:20:47 字數 4844 閱讀 5601

第一章1.系統,就是由相互作用和相互依賴的若干組成部分按照一定的規律結合而成,具有特定功能的有機整體。

2.系統的特徵:

集合性,系統是由許多元素按照一定的方式組合起來的,系統這特徵稱為系統的「集合性」。

關聯性,系統的各組成部分之間是互相聯絡、互相制約的,這一特徵稱為系統的「關聯性」。

目的性,系統總是具有特定的功能,管是自然系統還是人造系統,系統的存在都具有特定的,即存在的合理性。特別是人創造的大中型改造系統,總有一定的目的性,這一特徵稱為「目的性」。

環境適應性,任何系統總是存在並活動於乙個特定的環境之中,與環境不斷進行物質、能量和資訊的交換。系統必須適應環境。

3.系統工程: 就是指要依據系統的觀點,運用處理工程技術問題的方法,進行系統的規劃、設計、建造、執行和維護的組織管理,以求系統與環境的協調和系統整體長期執行的最佳效果。

4.系統工程的特點:

(1)系統工程不同於機械工程、電子工程、化學工程、水利工程等。它不以某一專門的技術領域為物件,而是跨越各專業領域,研究各行各業中系統的開發、運用等問題。

(2)系統工程不僅涉及工程系統,而且涉及社會經濟、環境生態等非工程系統;不僅涉及技術因素,而且涉及經濟、社會甚至心理因素;它的物件和應用不僅涉及自然科學和技術科學,而且涉及社會科學。在自然科學和社會科學之間架設了一座溝通的橋梁。

(3)系統工程中的概念和原則是最本質的東西,數學方法和工具是為概念和原則的實際應用服務的。

(4)系統工程從各門學科中吸收了許多有用的知識和工具,並且在解決自己的問題中綜合運用這些工具。

5.系統工程內容體系:思想體系,步驟體系,方法體系。

6.系統工程產生的背景:社會實踐基礎,組織管理技術基礎,理論基礎,物質(技術手段)基礎。

7.系統工程的應用:市場營銷:廣告預算、媒介的選擇、競爭性定價、新產品開發。

生產計畫:在總體計畫方面主要是從總體上確定生產、儲存和勞動力的配合等計畫以適應波動的需求。庫存管理:

庫存理論與計算機的物資管理資訊系統相結合,如:mrp、mrpⅱ、erp。運輸問題。

財政和會計:統計分析、數學規劃、決策分析、盈虧平衡分析價值分析法。人事管理:

獲得和需求估計、教育訓練、指派問題、人員合理利用問題、人才評價、工資和津貼的確定等。裝置維修,工程的優化設計,計算機和資訊系統,城市管理等。

8.系統論的觀點:一般性,相關性,整體性,層次性。

第二章1.系統概念的五個基本要素:

功能(function),是指系統將一定的輸入轉換為一定的輸出的能力。

組元(component),是指組成系統的成分;作為系統概念要素的「組成」一詞,是指系統組元的集合,每個系統都有兩個以上的組元。

結構(structure),是指系統的諸要素之間在時間、空間、數量的比例等方面的一定關係。

執行(operation),在結構的基礎上決定運轉組元的實際活動,從而決定流動組元的實際變換與流通的機制

環境(environment),由系統功能的定義,必然有與它相互作用的外界,這個客觀存在的與系統有著密切聯絡的外界就是系統的環境。

2.系統的分類(四種分類)

①自然系統是由自然過程產生的系統,如:生態鏈系統、水迴圈系統。

人造系統是人們為達到某個目的,按屬性和相互關係將有關部件(或元素)組合而成的系統。

②靜態系統是指有結構而無活動,系統的狀態不隨時間的變化而變化的系統。

動態系統是指系統的狀態隨時間而變化的系統。

③開環系統是指系統的輸入影響著系統的輸出,而系統的輸出對系統的輸入和控制作用不存在任何影響。

閉環系統即反饋系統是指輸入影響著輸出,同時輸出又對輸入和控制作用存在著直接或間接影響的系統

④封閉系統是指系統與環境之間沒有物質、能量和資訊的交換,由系統的界限將環境與系統隔開,因而呈一種封閉狀態。

開放系統是指系統與環境之間具有物質、能量和資訊的交換的系統。

⑤物理系統、事理系統和生物系統

事理系統是有人參加的,且人通過主觀能動性的發揮可以影響其執行與變化的系統。

(事理系統的特徵:有人作為主體,從而表現出很強的資訊加工處理能力,特別是可以加工並輸出主觀資訊。)

物理系統是沒有人作為主體的系統自身不具有主動的獲取並加工處理資訊的能力,因此不能對外界做出主動反應。

生物系統:介於物理系統與事理系統之間,一般不能進行主觀資訊的加工處理,但能夠對環境的刺激作出主觀反應,並因此表現出一定的資訊獲取與加工處理能力。

3.開環系統的特點

(1)開環系統是沿著時間座標軸單向執行的系統,在系統中,穩定性不是重要的問題。

(2)在不存在干擾的情況下,系統實現目標的程度主要取決於原設計的精度。

(3)為了實現系統的目標,在系統的執行中,系統各個組成部分的引數不能發生隨機變化。

(4)在外部干擾對系統有較大的影響時,系統輸出將會遠遠偏離希望值,系統將不能正常執行。

(5)相對來說,開環系統比較簡單,比較容易分析。

注意:有些開環系統會存在若干問題,比如:不完善的生產管理系統。

解決:加反饋環節

4.反饋系統(閉環系統)的特點

(1)反饋系統具有閉合形式的環或迴路形結構,在系統中傳輸的訊號具有雙向執行特性,即在系統中存在從系統輸入端流向輸出端的訊號,同時也有從系統輸出端流向輸入端的反饋訊號。

(2)反饋系統對外部干擾和內部引數的變化產生的影響不敏感,當外部干擾和內部引數變化比較大時,反饋系統能夠通過自身調節減小上述變化對系統行為的影響。

(3)在反饋系統中始終存在穩定性的問題,如果系統設計得不合理,系統有可能不能正常執行。

(4)反饋系統相對於開環系統來說是十分複雜的,系統的控制作用是與前時刻的系統狀態有關的。因此反饋系統的分析也更困難。

(5)在實際中的正負反饋系統會在某些因素的作用下發生向對方的轉化,即正反饋系統和負反饋系統在實際執行中不是永遠不變的,它們的存在都是有一定條件的。

5.反饋系統的分類

在實際中,一般根據反饋作用的性質將反饋系統分成正反饋系統和負反饋系統。

負反饋系統是指反饋的結果將減小系統輸出和輸入之間的偏差,使系統的目標得以實現的系統。

正反饋系統是指反饋的結果有利於加強輸入訊號的作用,使系統產生乙個持續增長或持續下降的過程的系統。

7.負反饋系統的作用:當由於某種原因被控物件偏離既定目標或預定軌道時,控制者通過獲取這種資訊並選擇減少偏離的控制作用,以使系統狀態回到既定目標或預定軌道.

負反饋的作用 : 消除干擾 , 使系統保持穩定執行狀態

8.系統功能原理:

觀點一:組成對系統功能的影響,首先是通過結構,最後通過執行表現出來的。

觀點二:組成在一定程度上決定了系統的結構。但是,組成並不能把結構唯一確定,也就是說,組成相同,系統的結構也可能不同。(如,石墨和金剛石)

觀點三:結構賦予組元以特定的形式相結合,並決定了每一組元在特定的環境條件下工作。

觀點四:系統功能、結構、執行亦會對組元組成產生反向影響。

觀點五:組成或組元對環境的影響是通過結構、執行,進而系統整體功能發生作用的。環境決定了系統可能的輸入與輸出,因而在相當大的程度上決定了系統的流動組元成分。

9.整體性原理:系統整體功能並不等於其所有子系統功能的簡單加和,整體功能可能大於或小於子系統同類功能之和,系統還可能具有子系統都不具有的新的功能,當然也有可能系統做為整體失去了子系統的某些功能。系統整體功能與子系統功能之間的這一關係被稱為整體性原理。

(結構與功能、環境之間的關係 1+1≠2)

10.從結構與執行的基本關係可以引伸出兩個重要論斷:

(1)在結構確定的情況下,改善系統的執行能夠增進系統的功能。

(2)執行是在結構的基礎上發揮作用的,這就使得系統結構上存在的弊端不可能由執行優化取得根本的、完全的、持久的補償。

11.系統效能的評價四原則:

(1)目標明確:每個系統都是為某一目標而運動的

(2)結構清晰、合理:資訊流、物流通暢

(3)聯絡清楚:內部聯絡清楚,這種聯絡是通過定義清楚的介面實現的。

(4)可控可觀:可觀:可以觀測系統的運**況;可控:可以控制系統的行為

第三章1.目標確定的原則:正確性;系統性;可行性;先進性;明確性、具體化。

2.系統設定(構模)方法:直接分析法,模擬法,資料分析法,試驗分析法,想定(構想)法。

3.方案設定特性:強壯性:在受到干擾的情況下繼續維持正常結果的程度。

適應性:目標經過修正的情況下原來的方案仍能適用。可靠性:

系統在任何時候正常工作的可能性。可操作性:方案實施的可能性

第四章1.系統工程方**:(蘭德公司)系統分析方**,(hall)硬系統工程方**,軟系統工程方**,從定性到定量的綜合整合方**。

2.應系統方**的三個維度:時間維,邏輯維,知識維。

3.軟硬系統工程方**比較

4.開放複雜巨系統是指:(1)系統與子系統分別與外界有各種各樣的能量、資訊或物質的交換,而且通過學習互相取得知識;(2)系統內部結構複雜,不僅要用定量模型,而且要用定性模型,各個子系統的知識表達不同,獲取知識方式也各有不同,系統中的結構隨著情況變化會不斷演變;(3)子系統數量巨大。

第五章1.決策: 是指為了實現同一目標,從多個互相可以替代的可行方案中,選定乙個理想的或滿意的方案。從系統工程的觀點說,所謂決策就是根據系統的狀態選取可能的策略,並對這些策略所產生的後果進行綜合研究,以便按照某種衡量準則選擇乙個最優策略。

2.決策的特點

(1)多目標。在複雜的問題中,決策者關心的目標很多,這些目標往往是互相衝突或矛盾的。

(2)時間延續性。重要問題的決策,其影響往往要延續若干年。

(3)模糊性。決策中常常有一些模糊的因素,如某種設計外形是否美觀、顏色是否滿意等,多採用「很好、一般、較差」等這樣一些含糊不清的概念來描述。

(4)不確定性。自然狀態存在不確定性。決策者在某個時刻選擇乙個方案,每個方案又會出現不同的結果,各種結果的出現具有隨機性。

(5)資訊樣本的必要性。需要收集資訊樣本來幫助選定方案,否則選定的方案是不可靠的,如市場**的資訊是制定生產計畫的依據;必要的地質資料是決定在某地區進行礦藏鑽探的依據。

3.決策的分類(一般掌握)

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