第一章 系统工程绪论课件.ppt

*第一章系统工程绪论系统的复杂性系统各单元之间的联系广泛而紧密，构成一个网络．因此每一单元的变化都会受到其它单元变化的影响，井会引起其它单元的变化．系统具有多层次、多功能的结构，每一层次均成为构筑其上一层次的单元，同时也有助于系统的某一功能的实现．系统在发展过程中能够不断地学习并对其层次结构与功能结构进行重组及完善．系统是开放的，它与环境有密切的联系，能与环境相互作用，并能不断向更好地适应环境的方向发展变化．系统是动态的，它不断处于发展变化之中，而且系统本身对未来的发展变化有一定的预测能力．*第一章系统工程绪论复杂系统组分众多具有层次结构的系统具有多样性的系统耦合度高的系统复杂系统最本质的特征是其组分具有某种智能，即具有了解其所处的环境，预测其变化，并按预定目标采取行动的能力。复杂性科学研究对象是复杂系统（物理层次、生物层次、社会层次）研究方法是定性判断与定量计算相结合、微观分析与宏观分析相结合、还原论与整体论相结合、科学推理与哲学思辩相结合研究深度不限于对客观事物的描述，而是着重于揭示客观事物构成的原因及其深化的历程，并力图尽可能准确地预测其未来的发展。*第一章系统工程绪论系统复杂性研究非线性科学圣塔菲研究所（SantaFeInstitute，SFI）钱学森-复杂巨系统复杂性科学的特点研究对象是复杂系统研究方法为定性判断与定量计算相结合、微观分析与宏观综合相结合、还原论与整体论相结合、科学推理和哲学思辨相结合。复杂适应系统理论（ComplexAdaptiveSystem，CAS）1994年美国学者霍兰（JohnHolland）主要内容自学**第一章系统工程绪论系统理论的发展动向欧洲学派：以非线性自组织为核心内容美国学派：以圣塔菲研究所为代表的CAS理论框架中国学派：以开放的复杂巨系统理论为核心的体系**第一章系统工程绪论三、系统工程方法论华罗庚的泡茶问题“想泡壶茶喝。当时的情况是：开水没有，开水壶要洗，茶壶茶杯要洗，火已升了，茶叶也有了，怎么办?”**第一章系统工程绪论一、问题描述目标：喝到一碗清新的热茶。条件：已有一个茶壶、一包好茶叶、一个燃着的火炉和可用的凉水水源。其它要求：以最节约资源的方式实现目标。系统工程研究任务：为解决喝茶问题设计一个行动计划系统(设计一个解决泡茶问题的行动计划)。**第一章系统工程绪论二、问题分析—资源需求根据我们的日常经验，现代人类的活动通常需要人、财、物等类资源。在这个泡茶问题上，不涉及资金，所需的资源包括：凉水、茶壶、茶叶、茶碗、火炉。这些资源目前都已齐备，且假设除人外没有限制。**第一章系统工程绪论二、问题分析—系统目标以最节约资源的方式泡一壶好茶。这个问题中，前面提到的各项资源除了人力资源外，都是没有限制的。但实际上，茶壶的大小是确定的，因而所用水是确定的。再假定炉火的发热量及热效率是确定的，那么，一旦装满水的茶壶放到火上，其消耗的能源也是确定的。茶叶使用量是有定额的。所以，在泡茶问题上，前述各项资源除随机干扰外，不存在节约问题。这个问题，唯一涉及的节约问题是关于一种既无限又有限的资源—时间的节约。**第一章系统工程绪论二、问题分析—系统工程研究任务界定设计一个解决泡茶问题的行动计划，要求合理安排各道工序，最大限度节约时间。**第一章系统工程绪论三、谋划备选方案根据日常经验，对以上泡茶问题可以有以下三种解法：甲：⑴洗净水壶；⑵灌上凉水；⑶壶放在火上；⑷等水开；⑸水开后，以最快的速度洗茶杯，找茶叶；⑹泡茶，待茶泡好；⑺喝茶。乙：⑴洗净水壶；⑵洗茶杯；⑶找好茶叶；⑷灌凉水；⑸壶放火上；⑹等水开；⑺水开后，用准备好的茶杯、茶叶泡茶；⑻等待茶泡好；⑼喝茶。丙：⑴洗净水壶；⑵灌凉水；⑶壶放火上；⑷洗茶杯；⑸拿茶叶；⑹水开之前，可干一些其它事；⑺水开，泡茶；⑻喝茶。**第一章系统工程绪论四、建模和估计结果1.列出泡茶所需的全部工序2.确定每道工序所需的时间3.确定各道工序之间的时间连接关系4.分析计算每种方案所需的总时间5.做出比较结论序号名称紧前工序工序时间(分)1洗壶无12灌水10.53放壶20.34等水开3155洗杯无16找茶叶无17泡茶3，5，62.28喝茶7**第一章系统工程绪论**第一章系统工程绪论五、评比备选方案甲方案总时间=1+0.5+0.3+15+2+2.2=21乙方案总时间=1+1+1+0.5+0.3+15+2.2=21丙方案总时间=1+0.