系统工程第一章.ppt

第一章 系统与系统工程概述 教学要求： 在熟悉国内外专家不同定义和系统构成条件的基础上，掌握系统的含义和系统的构成条件；了解系统的基本性质；熟知系统分类的方法和系统研究的内容。 掌握系统工程的概念；深刻理解系统工程的内涵。 1.1.系统的定义与属性 汪应洛教授 “系统是有特定功能的、相互间具有联系的许多要素所构成的一个整体”。 “所谓系统就是由两个或两个以上相互区别、相互依赖和相互制约的单元有机结合起来具有特定功能的有机整体”。 1.1.1 关于系统的定义 系统的概念包含三层意思： 1、系统包含两个或两个以上的元素，这些元素可以称为要素（主要元素）、部分、或者子系统 ； 2、系统结构：系统的元素之间存在着各种简单或复杂的关系或联系； 3、系统具有一定的功能。 构成系统的三类基本结构形式 第1类是集中系统；第2类是分散系统；第3类是多级递阶系统。 对于集中系统来说，系统有n个子系统都集中到上层（称之为协调器），并受它的指挥，使系统运行在一个满意的协调的工作状态。这类系统总的协调性能好，但是系统不能过大，否则协调器负担过重；另外上层的协调器一旦出现故障，则全部系统瓦解。 分散系统顾名思义是子系统分散工作的，最多在子系统之间有一些信息传送。这类系统运行简单，相当于围绕共同目的“独立作战”，而且当一个或少数子系统出现瘫痪时，整个系统基本上还在运行；缺点是，系统很难运行在整体最理想状态。目前的城市交通管理系统就属于这类系统。 多级递阶系统的结构特点是分级的，每一级只管理一定范围，递阶就是降维的。这类系统集中了上两类系统的优点，又克服了他们的缺点，既能实现总体最优，又提高了系统的可靠性。因此，这类系统是目前大量存在的，如行政管理方面的行政机构和层次的划分就是多级递阶结构。企业的计算机网络系统也可以安装成这类系统。 构成系统的三类基本结构形式 集中系统； 分散系统； 多级递阶系统 1.1.1 关于系统的定义 案例分析：大学 1.1.2 系统的基本性质 整体性。 关联性。 层次性。 目的性。 环境适应性。 1.2 系统的分类 自然系统与人造系统 实体系统与概念系统 静态系统与动态系统 开放系统与封闭系统 开环系统与闭环系统 确定系统与概率系统 其他系统的分类： 按照系统规模分：小系统(Little system)，大系统(Large system)，巨系统(Giant system)； 按照系统结构简单与否分：简单系统(Simple system) ，复杂系统(Complex system) 判断标准 简单系统：牛顿力学，叠加原理，无层次概念 简单巨系统：自组织（熵），有层次，有涌现 复杂巨系统：数量大，层次结构，关联方式复杂，例如：天体系统，星系 开放的/（特殊）复杂巨系统：例如：社会系统、人体、人脑等。 系统各分类之关系 例：企业经营系统 1.3 系统研究的内容 人们研究系统的目的是要使系统功能、系统行为达到人们所期望的状态，系统结构与系统运行法则应如何设计的问题。 1.3 系统研究的内容 系统目标是多样的 ，方方面面的目标组成了系统的目标体系 ，各子目标的权重不一样 ，随着时间的推移、领域的变化、各子目标的权重也是变化的 ，系统近期、中期和远期的系统目标不仅权重是变化的，有时目标体系也会变化的 。 1.3系统研究的内容 系统功能指的是系统在环境中所起的作用，或系统完成任务以及完成任务的能力，系统功能是相对环境来说的，环境是系统功能作用的舞台 。 1.3系统研究的内容 系统行为指的是一个系统输入作用于系统所引起的输出，反映系统对系统输入的响应程度。系统响应时间的快慢和强度的大小是系统的重要性质，系统行为是系统结构和系统输入的函数，或者说系统行为是系统自身特性的表现，但与环境有关。 1.3系统研究的内容 系统结构指系统内部各组成要素（组分）之间在空间、时间的联系、作用方式与顺序，系统要素在空间的排列或配置方式成为系统的空间结构，系统要素在时间流程中的关联方式称作系统的时间结构，有些系统主要呈现空间结构，有些系统主要呈现时间结构，有些系统兼而有之 。 1.3系统研究的内容 系统法则指支配系统各要素，以及要素之间相互支持、联系、制约的一些规律。系统法则包含自然法则和人为法则。 1.3系统研究的内容 系统环境是指系统之外的一切与它相关联的事物构成的集合，由于不同研究目的和不同研究者对于相关联事物理解的差异，系统环境只能在相对的意义上确定。 1.3系统研究的内容 系统结构与功能的关系：构成系统结构的要素不同，系统的功能不同；构成系统的要素相同，但连接方式、排列次序不同，系统的功能不同 ，但在某些特定场合，构成系统的要素与结构不同，也可获得相同的功能 ，同一结构的系统，