系统工程课件：第五章 系统分析.ppt

1、第五章 系统分析1. 系统分析概述2. 系统分析要素及步骤3. 系统分析方法4. 系统分析应用案例第一节第一节 系统分析概述系统分析概述 系统分析起源于RAND公司 广义上讲：系统分析与系统工程等同； 狭义上讲：系统分析是系统工程的一项优化技术；或者说，SA是SE的一个逻辑步骤，是SE的核心。 其目的是：SA着眼于按系统未来目标进行规划设计一个新系统或改造一个旧系统。一、系统分析概念一、系统分析概念 1 系统分析定义系统分析定义 系统分析就是对系统内的基本问题，用逻辑的思维推理，科学分析计算方法，在确定和不确定条件下，找出可行方案分析比较，达到选出最优方案目的的一种决策工具。简单地说，系统分析

2、就是在一个已确定的系统范围内对可行方案进行决策选优。 系统分析是以系统整体效益为目标，以寻求解决特定问题的最优策略为重点，运用定性和定量分析方法，给予决策者以价值判断，以求得决策。其特点： - 以整体为目标 - 以特定问题为对象（对系统起重要作用的基本问题或因素） - 逻辑和思维推理（特定的分析程序） - 科学分析计算方法（定性与定量，数据加经验）2 系统分析的特点系统分析的特点 SA不仅从技术经济范围，而且包括政策方面的组织体制、物流、信息流方面的分析。其重点应在系统的发展与规划方面。 - 宏观的全国性SA。建立宏观经济模型。 - 部门的SA。以各主要生产部门的产品为主分 析它们的关系，建立

3、部门的经济生产关系模型。 - 地区SA。利用当地资源，发挥地区经济优势分析。 - 一项重大工程或新建企业的SA。二、系统分析的应用范围二、系统分析的应用范围 以企业内为例，其SA包括： - 制定系统规划方案； - 重大项目的组织和管理 - 厂址选择及工厂规模确定； - 新产品开发设计； - 厂内大的生产布局和工艺路线组织； - 编制生产作业计划； - 库存管理； - 系统成本分析； - 质量管理。三、系统分析的原则 外部条件与内部条件相结合； 当前利益和长远利益相结合； 局部利益与整体利益相结合； 定量分析与定性分析相结合。第第2节节 系统分析的要素及步骤系统分析的要素及步骤一、系统分析的组成

4、要素一、系统分析的组成要素 目标。建立系统的根据和SA的出发点。 可行方案。指能够实现系统目标的各种可能的方法、途径和措施。 模型。系统本质的描述，方案的表达形式。 费用。方案实施的实际支出，同时需考虑非货币支出的费用。 效果。其衡量尺度有效益和有效性。分别用货币和非货币尺度评价。效益包括直接效益和间接效益。 评价标准。是目标的具体化，以评价各种可行方案的好坏。评价标准必须建立指标体系。标准必须有定性、定量的，有明确性和敏感性。A1A3A2A4A5A3A1A5A4A2目 标模 型评价标准效果费用论证评价方案排序可行方案系统分析要素结构图系统分析要素结构图环境分析 划定问题目标分析 确定目标收集

5、资料 提出方案结构分析 建立模型综合评价 方案排序实施二、系统分析的基本步骤满意 通常问题是在一定的外部环境作用和系统内部的发展的需要中产生的，所以，首先必须分析问题所包含的因素以及系统间的联系和外部环境的联系，把问题的范围划清。 系统环境是指存在于系统之外的系统无法控制的自然、经济、社会、技术、信息和人际关系的总和。1、环境分析 划定范围（1）环境分析的意义）环境分析的意义 环境是提出系统工程课题的来源。 - 课题的边界确定要考虑环境因素。如有无协作或技术引进等问题。 - SA的资料来源于环境。 - 系统的外部资料通常来自于环境。 - SA的质量由系统所在的环境提供评价资料。（2）环境因素分

6、类一是物理和技术的。即由于事物的属性所产生的联系而构成的因素和处理问题中的方法性因素；二是经济的和经营管理的，这是影响系统经营状态和经济过程的因素；三是社会的（人际的），来自于人或集团关系的因素。 SA的任务就是从大量的环境因素中，根据系统问题的特殊性，确定出哪些是重要的，是必须考虑的。通常采用抓主略次；特尔菲法。 现存系统：现存系统：规划中的任何一个新系统必须同现存系统结合起来，从产量、容量、生产能力、技术标准及运输等方面考虑并存性和协调性。 技术标准：技术标准：用技术语言表达有关技术方面的规定为技术标准如零件、公差标准等。SA中关心的是产品和服务的效能性标准，如汽车的油耗、发动机效率、乘车

7、或购货的最长排队时间和标准。 科学技术发展的因素估量：科学技术发展的因素估量：新系统发展前，是否有可用的科技成果或新的发明出现；是否有新加工技术或工艺方法出现；是否有新的维修、安装、操作方法出现；国内外同行业的技术状态。 自然环境：自然环境：自然地理（地势、位置、河流、交通）；天然原料种类与供应；气象；自然因素的物理特性（如河流分布、流量、水渠、水位等）。（3）物理和技术环境）物理和技术环境 外部组织机构：外部组织机构：包括同类企业、供应企业、用户、协作单位、科研咨询机构、上级组织的社会功能、机构设置、经营策略及动向；机构内执行各种功能的人物及特点。 政策：政策：政府的和企业内部的。 政府作用

8、：政府作用：法规、法律、条例、规则、章程等。 产品系统及其价格结构：产品系统及其价格结构：前者来自社会需求，后者决定于国家的政策和市场供求关系。 经营活动：经营活动：与商品生产、市场营销、原材料采购、资金流通等有关的全部活动。改善经营活动的主要方面为：增加企业实力，搞好经营决策，提高竞争能力。（4）经济和经营管理的环境）经济和经营管理的环境 大范围的社会因素：大范围的社会因素：人口潜能研究中“聚集”和“交换”的测度，能说明城市发展的趋势和尺度，可用于产品或服务的市场估计。电话/电信/交通发展/学术会议/展览会/书展/图书发行等的发展规划，预测未来各种系统开发成功因素等是SA的新领域。 人（个体

9、）因素：人（个体）因素：一是通过人对需求的反映而作用于创造过程和思维过程的因素，如消费者对某种产品的偏好，关系到SA人员解决问题的思路；二是人或人的特性在系统开发、设计中应考虑的因素。（5）社会环境）社会环境 国家大二型企业，是中国主要定点研究、设计、生产为空、海军及空降空投等国防尖端产品配套使用降落伞装备的大型企业，也是东风汽车集团公司成员厂。工厂建于1965年，占地面积97万平方米，建筑面积16万平方米。现有资产18039万，职工1800余人，其中专业技术人员658人，中、高级职称335人，享受政府津贴11人。工厂现有各种锻、冲、热、焊、金属切削、弹簧制造、表面处理等先进设备200多台，有

10、数控加工中心能完成各种形状结构复杂、尺寸精度高的零件生产，有特种缝纫机和通用缝纫机800多台，拥有完备的总装生产线，具有雄厚的工装设计制造能力。产品分为军品和民品两大类。军品主要为降落伞类，达到了国际先进水平。民品为交通运输类座椅等产品。近年来，企业保持高速发展势头。2001年销售产值达1。4亿多元，其中军品占年销售额的69。7%，利润总额557万远。在研发方面，2001年新增16个科研项目。为拓宽企业的生存和发展空间，培育企业新的经济增长点打下了坚实基础。某军工企业经营环境分析某军工企业经营环境分析 外部环境分析1外部宏观环境分析（1）政治环境分析 国家从长远考虑，根据国内外形势的需要决定加

11、快且超常发展我军的武器装备，对航空武器的研制生产方面加大了资金的投入，对该厂来说是极好的发展机遇。（2）经济环境分析 优越的总体经济环境为国有企业的发展创造了必要条件。对该厂而言，军费开支的增加、交通、能源开发、城市建设投资的增加和汽车消费的迅速增长是企业发展的良好契机。加入WTO后，该厂产品有进入国际市场的前景。降落伞产品可利用成本优势，出口到一些发展中国家。座椅等汽车零配件产品可抓住国际化大公司的全球采购战略，积极争取成为其供应商。降落伞行业的市场集中度较高，该厂的竞争力较强，但军方议价能力和全球采购动向对该厂的发展仍十分具有威胁。座椅产品不具有明显的竞争优势，随着众多国内企业进入该行业和

12、国外汽配制造商涌入中国，该类产品将进入全面价格竞争阶段。（3）技术环境分析 该厂作为一个技术密集型企业必须高度重视当今的科技进步及其对企业经营的影响，以便及时调整经营战略，不断促进技术创新，保持竞争优势。（4）社会文化环境分析 随着社会进步，居民的生活方式、家庭结构和消费水平与习惯都将发生深刻变化。未来几年，我国汽车保有量将上升到2500万辆，其中轿车、客车和货车各占1/3。汽车行业的迅速发展，有利于座椅类产品的发展。而旅游消费的增加，对该厂发展民用航空器产品十分有利。如何开发经济适用又具竞争力的产品是企业面临的重要课题。（5）自然环境分析 该厂处于较偏远的地区，当地经济条件较落后，给企业发展

13、带来不利影响。一是交通相对不发达，给对外交流、商务活动和引进外资带来不便；二是地区经济相对落后，给吸引优秀人才，特别是高级技术和管理人才带来困难；三是当地服务业发展滞后，使得企业不得不承担起部分社会功能。短时间内，企业第三产业基本无自立能力，仍以服务母体为主要职能，可能成为企业的一个包袱。目前，该厂产品系列尚未涉及稀缺自然资源。但在寻求新的增长点，开发新产品时，应将资源评估和区位优势作为评价方面加以分析。制定发展战略应充分考虑自然资源、地理位置等对企业发展的影响。 2 行业竞争环境分析 降落伞系列产品（1）现有企业之间的竞争 该厂降落伞产品有很大的市场稳定性，处于国内领先地位。现有的竞争对手主

14、要有513厂、508所。 513厂逐步威胁着该厂的大多数降落伞产品，是最强劲的竞争对手。 508所主要侧重于航天回收伞的研究与开发。企业需时刻保持危机感，抓住竞争对手的新动向。（2）潜在竞争者的威胁 降落伞系列产品的开发研究属技术密集型，产品主要面对军方，是技术和政策壁垒较高的行业。但降落伞系列产品虽然开发设计过程复杂，但一旦设计定型开始生产就易于模仿，生产设施投资障碍较小。所以，生产与仿制的威胁依然存在。该厂竞争优势十分明显。但508所具有雄厚的技术力量和经济实力，是该厂回收伞产品的潜在竞争对手。（3）替代产品生产的威胁就目前技术环境而言很难有替代产品。但企业应时刻紧跟世界新技术的发展，走在

15、行业技术水平的前列，谨防某一新技术对产品产生根本性的改变。（4）买方的讨价还价能力降落伞类产品的购买者更多的强调产品的技术含量和质量性能。国内生产该产品的厂家有限，买方的讨价还价能力不强。但军方全球采购的数量增加，买方的威胁依然存在。（5）供应商的讨价还价能力目前国内只有一家同属于航空系统的厂家能生产降落伞面料，供应商的讨价还价能力较强。该厂可以采取后向一体化，降低转换成本，寻求更多的供应商来弱化供应商的讨价还价能力。 汽车座椅类产品（1）现有企业的竞争（2）潜在竞争者的威胁（3）替代产品生产的威胁（4）买方的讨价还价能力（5）供应商的讨价还价能力 内部环境分析1 内部资源条件2 组织结构3

16、企业文化上海新港址选择的环境分析上海新港址选择的环境分析（特尔菲法）1 政策：国民经济翻两番，一要吃饭，二要建设等方针。2 物理技术环境：风级、浪高；航道；岸滩河势；回淤；地质条件；主要港口建筑物；规模（泊位数，船型）。3 经济与经营环境：投资额；建设周期；投资回收期；每年可创利税，对农业、渔业、服务业、航运业、上海市、长江流域、全国经济及国际贸易的影响。4 周围地区及城市规划和发展：上海卫星城的开发，浦东开发，上海市改造、对江浙规划的意义及影响。5 与全国交通网络的联系：连通铁路、公路、长江、海、航空港的交通条件。6 资源环境：符合国家能源政策？需投入的能源，电力供应能力、征用土地、淡水供应

17、能力、建筑材料供应、项目施工能力。7 环境保护：废水、气排放，对生态影响，对风景区影响。8 与国内重大项目关系：南水北调、三峡工程。9 军事：与军港建设关系；对国家安全，社会治安的考虑。系统环境分析案例介绍系统环境分析案例介绍 目标分析的作用：目标分析的作用：（1）获得分析结果：目标集；（2）论证目标的合理性、可行性和经济性。 目标分析的要求：目标分析的要求：（1）制定的目标应是稳妥的；（2）应注意到目标起到的所有作用；（3）把各种目标归纳为目标系统；（4）尽可能建立工作目标，即目标是明确的，可以实现的。 建立目标集是逐项落实总目标的结果，总目标一般是高度抽象或概括性的，所以，必须进行总目标的

18、分解，将总目标分解为各级分目标，直到具体、直观为止。2、目标分析 确定目标 立足南京，服务全省，辐射全国，走向世界，把学校逐步建成在国内同类院校中处于领先地位，在国际上有较高办学知名度的综合性大学学风建设教风建设工作作风建设学科建设基础设施建设例： （某大学总目标的分解）引进教师资源建立教师考核制度师资管理教师资源的开发教风建设教风建设与人才市场保持联系与名牌院校保持联系与国内外高等院校人才交流设立教师教学评分标准建立教师与学生联系档案师德教育业务培养奖惩制度增加学术投入青年教师的再培养加强各种学术交流教学与工资挂钩教学一票否决制 资料是SA的基础和依据。根据所确定的总目标和分目标，集中收集必

19、要的资料和数据为分析作准备。 分析资料多借助于调查、实验、观察、记录及引进国外资料等，然后对照目标整理资料，找出影响目标的诸因素，提出能达到目标条件的各种替代方案。3 收集资料 提出方案 系统结构分析就是寻求构成系统合理结构的规律和途径。所谓合理结构，是指在对应系统总目标和环境因素约束的条件下，系统的组成要素集、要素的关系集以及它们在层次上的最优组合，并使系统有最优或满意的输出。目标集目标集系统要素集系统关系集系统层次性系统结构确定构建系统整体最优组合评价体系结构模型衡量分析4 结构分析 建立模型 利用已建立的模型，对替代方案可能产生的结果进行计算和测定，显示各方案的利弊得失及经济效益。同时考

20、虑各种定性因素，用准则进行衡量，这就是综合分析与评价（后续章节详细讲），得出方案的排列顺序。 6 实施 如果一次完成，就可实施，如一次不能完成，应根据具体情况，反复进行，直到完成。5 综合评价 方案排序 系统分析没有一套特定的普遍适用的技术方法，随着分析的对象不同，分析的问题不同，所使用的具体方法可能很不相同。系统分析的方法可分为定性和定量两类。定量的方法将在以后的各章中介绍，这里介绍两种定性分析方法。第3节 系统分析的方法一、目标一、目标手段分析法手段分析法 目标手段分析法，就是将要达到的目标和所需要的手段按照系统展开，一级手段等于二级目标，二级手段等于三级目标，依此类推，便产生层次分明、相

21、互联系又逐渐具体化的分层目标系统。发展能源发展能源生产开发新能源节能资源勘探基地建设运输太阳能生物能潮汐能综合利用节能设备发展能源的目标发展能源的目标手段分析图手段分析图目目 标标手手 段段目目 标标手手 段段目目 标标二、因果分析法 利用因果分析图分析影响系统的因素，并从中找出某种结果的主要原因的一种定性分析方法。Yx2xix1x3xnx12x11x13xn2xn1xn3xn4因果分析图因果分析图为什么产品质量不稳定经营管理差 技术力量不足 劳力不足 生产率低 资金短缺技术管理落后 缺乏检验力量 生产安排不当 生产计划不周体制不适应缺乏长远安排系列化差标准化差通用化差专业人才不足检验技术落后

22、生产技术水平低检验周期长废品处理不及时忘记安排支付条件差生产形式单件生产批量生产临时安排生产需求改变协作关系改变图纸变化重技术轻管理协调人员少缺规章制度自主性差缺乏智力投资人才不足政策不落实教育落后缺乏计划劳动条件差人才不足缺乏吸引力工资待遇低设备布置不合理劳动强度大技术力量不足投资少设备差工装缺乏第4节 系统分析应用案例三十万吨乙烯成套工程系统分析1 问题的提出问题的提出 20世纪80年代国家领导人在视察了江苏、山东后提出“在上海石化总厂安装一套三十万吨乙烯成套工程三十万吨乙烯成套工程”的设想。该项工程项目规模大，功能复杂，因素众多，如果上马，影响的程度和范围相当广泛和深远。为防止由于论证工

23、作中的主观性、片面性、盲目性而导致领导部门决策失误，所以，采用了系统分析方法进行定性和定量的研究。2 论证目标论证目标 从利用已引进的三十万吨乙烯装置三十万吨乙烯装置这个基点出发，研究建于上海的有利条件和不利条件，寻求经济效益和非经济效益的最佳方案。分解为下面三种含义：（1）明确两个约束条件：一是三十万吨乙烯装置三十万吨乙烯装置已引进；二是建设点在上海。（2）明确论证内容：第一是经济效益包括直接和间接的；第二是非经济效益包括政治的和社会的以及远期发展中尚难用经济效益衡量的某些前景。（3）明确论证的最终目的：寻求经济效益和非经济效益的最佳方案。 综上所述，论证工作归纳为：第一，是否应在上海投建三

24、十三十万吨乙烯装置万吨乙烯装置工程？第二，如投建，以何种方案为优？3 论证原则论证原则 论证效益应遵循小系统服从大系统，微观服从宏观的原则；然后，考虑小系统和微观效益的独立性。 论证以科学性为唯一的研究基础，以效益总和最大为最优方案标准。4 论证内容（评价指标体系论证内容（评价指标体系） 这里应用特尔菲法(Delphi)（44位专家）征询意见，最后由统计结果归纳出经过量化的16类38条评价指标体系。指标分5级，取意义不大为本1，依次按2n-1进级，分别为：极重要16；很重要8；重要4；应考虑2；意义不大1。5 论证方法论证方法 依此对编就的方案进行全面调查并用指标体系对照衡量，这里主要介绍矩阵

25、评价法。6 方案与结论方案与结论 委托论证的方案有：综合产品方案（A方案），纯化纤产品方案（B方案）。另存在不投建方案（C方案）。方案的得分和评价值见表，评分依据见表。 经综合评价得出第一个结论是：上马比不上马好；第二个结论是A方案比B方案好。指指 标标加权加权 ABC一 、与国家政策的一致性 1符合国家经济建设的程度 2产品挤出去的能力44424210二、能源 3符合国家能源政策的程度 4项目需投入的能源量 5对上海的节能效果8164335335350三、产品市场 6产品的国内外市场吸收能力 7生产品种变更的灵活性 8产品代替现有进口货的能力 9产品国际销售历史中的波动情况168844453

26、41230000评价指标体系评价指标体系 各方案评价值各方案评价值指指 标标加权加权ABC四 、项目的直接经济效益 10每年可创利润和税金 11对上海工业增长速度的意义 12与该厂一、二期工程结合效果1641645545500五、项目的间接经济效益 13给上海化工结构改革的增益 14给上海纺织工业结构改革的增益 1 15对上海轻工业结构改革的增益 16对上海机电工业结构改革的增益 17对农村经济发展的意义84422533221312200000六、促进还是妨碍上海城市发展 18对上海住宅建设影响 19对上海施工力量的影响44343455指指 标标加权加权 ABC 20对上海建材供应的影响 21

27、对上海基建投资分配的影响 22对上海运输能力的影响 23对上海城市改造的影响 24对金山卫星城发展的影响44488224452244555500七、工程投入量 25投入项目的资金 26投入项目的建材 27投入项目的施工能力 28项目所需的水量 29项目所需的土地164288245552455555555八、时间 30基建时间 31初期投产时间 88555555指指 标标加权加权ABC 32全面投产时间 33资金回收时间48555555九、有无常规困难 34施工中的困难 35运行和维修中的困难 36工程和工艺的成熟程度 224555555555十、环境保护 37三废排放 38对生态的影响 884

28、44455总得分1014826658381iiifw洛阳市公共交通规划方案系统分析洛阳市2000年公共交通规划方案对车辆工程的近期实施方案提出了三个方案。（1）电车二期工程；（2）电车二、三期工程；（3）取消电车改为大巴；（4）维持现状。这里用系统分析方法对它们作对比分析。1 方案分析的准备工作（1）调查分析：公共交通现状调查与分析；公共交通现行政策及影响分析；公共交通现状特点分析。（2）预测分析：公共交通的需求预测：预测对象是城市人口、居民出行量、出行比例结构、公交客运量、自行车出行量，通过预测分析得出可能的公共交通需求量。（3）确定规划目标与指标：根据公共交通发展的基本原则提出城市客运以公共交通为主体的目标，并相应确定有关规划的具体指标，如人口及用地指标，公交发展规模指标（线网密度、车辆总量与构成、场站规模和管理现代化水平等）2 方案评价 根据投资、经济效益、社会效益，对乘客的吸引力、规划功能和能源利用等六项评价指标，用多目标决策分析方法进行方案的排序。