1、系统工程导论2013年2月第二章 系统工程方法论系统工程方法论系统工程方法论v处理复杂系统问题的基本观点处理复杂系统问题的基本观点v霍尔系统工程方法霍尔系统工程方法v切克兰德的系统工程方法切克兰德的系统工程方法v物理物理-事理事理-人理系统方法人理系统方法v综合集成系统方法综合集成系统方法系统工程方法论系统工程方法论【教学要求教学要求】v了解系统方法论，熟悉系统工程的各种方了解系统方法论，熟悉系统工程的各种方法；法；v能运用以上方法论说明如何去解决现实生能运用以上方法论说明如何去解决现实生活中相应的系统工程问题。活中相应的系统工程问题。系统工程方法与方法论系统工程方法与方法论v方法：方法：用于
2、完成一个既定任务的具体技术和操作。用于完成一个既定任务的具体技术和操作。v方法论方法论(MethodologyMethodology)：进行研究和探索的一般途径，是对方法如何进行研究和探索的一般途径，是对方法如何使用的指导。（或如何使用方法的方法，或使用的指导。（或如何使用方法的方法，或者说方法的哲学。如何用系统方法解决问题者说方法的哲学。如何用系统方法解决问题的逻辑程序和步骤。）的逻辑程序和步骤。）系统工程方法与方法论系统工程方法与方法论v方法论方法论：研究、分析和处理问题的思想、：研究、分析和处理问题的思想、程序和基本原则，它告诉人们如何去组织、程序和基本原则，它告诉人们如何去组织、计划、
3、设计和实施问题的研究，但不能详计划、设计和实施问题的研究，但不能详细告诉如何进行一项具体的、个别的研究，细告诉如何进行一项具体的、个别的研究，因为每一项研究都具有特殊性。因为每一项研究都具有特殊性。v本书将本书将系统工程方法系统工程方法定义为定义为方法论层次方法论层次上上的方法和的方法和技术层次技术层次上的方法。上的方法。系统工程方法与方法论系统工程方法与方法论v 方法论层次上方法论层次上，系统工程方法指的是人们研究、分析、处，系统工程方法指的是人们研究、分析、处理理某类某类系统工程问题运用的系统工程问题运用的程序和基本原则程序和基本原则、如对、如对“硬系硬系统统”，霍尔，霍尔(Hall)(H
4、all)提出了三维结构模型；对提出了三维结构模型；对“软系统软系统”，切，切可兰德可兰德(ChecklandCheckland)提出了提出了“调查学习调查学习”模式。模式。v 技术层面上技术层面上，系统工程方法指的是处理复杂系统问题常用，系统工程方法指的是处理复杂系统问题常用的一些的一些具体方法具体方法，如系统分析方法，系统评价方法，系统，如系统分析方法，系统评价方法，系统仿真方法，系统预测方法和系统决策方法等。仿真方法，系统预测方法和系统决策方法等。v 系统工程方法论系统工程方法论指的是处理复杂系统问题的基本观点（整指的是处理复杂系统问题的基本观点（整体、综合、层次、优化等）和方法论层次上各
5、种方法的总体、综合、层次、优化等）和方法论层次上各种方法的总和。和。处理复杂系统问题的基本观点处理复杂系统问题的基本观点 v整体观点整体观点v整体观点是把系统内部所有要素看成一个整体。整体观点是把系统内部所有要素看成一个整体。v（1 1）策划最优时，如果子系统最优与整体系统最）策划最优时，如果子系统最优与整体系统最优发生矛盾，子系统要优发生矛盾，子系统要服从服从整体；整体；v（2 2）整个系统要）整个系统要协调协调各子系统之间的关系，充分各子系统之间的关系，充分发挥各子系统的能动作用；发挥各子系统的能动作用；v（3 3）考虑环境的）考虑环境的制约制约作用，必须使环境受益。作用，必须使环境受益。
6、处理复杂系统问题的基本观点处理复杂系统问题的基本观点v整体观点整体观点倡导人们在思考问题时要从系统的倡导人们在思考问题时要从系统的整体整体去思去思考、判断和解决，而不是站在狭隘的个人立场、站在考、判断和解决，而不是站在狭隘的个人立场、站在小团体立场上去观察、思考和解决问题，整体观点强小团体立场上去观察、思考和解决问题，整体观点强调调关系的协调关系的协调，强调，强调发挥子系统的能动作用发挥子系统的能动作用。v整体观念整体观念要求站在更高的层次看待系统与环境，强调要求站在更高的层次看待系统与环境，强调环境的制约作用环境的制约作用，决不允许破坏环境。在提倡和谐社，决不允许破坏环境。在提倡和谐社会、可
7、持续发展的大背景下，人们更应强调整体观点，会、可持续发展的大背景下，人们更应强调整体观点，要站在全社会的角度思考、分析和处理某些问题。要站在全社会的角度思考、分析和处理某些问题。v案例：化工厂的建设案例：化工厂的建设 拿破仑的系统思想拿破仑的系统思想 法国著名的政治家、军事家拿破仑（法国著名的政治家、军事家拿破仑（1769176918211821）给）给人讲述过这样一段故事：历史上曾有人讲述过这样一段故事：历史上曾有A A、B B两国交战，两国交战，相互动用了凶猛强悍的骑兵。其中相互动用了凶猛强悍的骑兵。其中A A国骑兵骑术高明，国骑兵骑术高明，剑法高超，最善于单个格斗，他们的缺点是纪律涣散，
8、剑法高超，最善于单个格斗，他们的缺点是纪律涣散，配合不佳；配合不佳；B B国骑兵虽然骑术并不娴熟，剑法也不甚精国骑兵虽然骑术并不娴熟，剑法也不甚精湛，然而他们纪律严明，步调一致，行动如一人。这湛，然而他们纪律严明，步调一致，行动如一人。这样，尽管单个的样，尽管单个的B B国的骑兵根本不是国的骑兵根本不是A A国骑士的对手，国骑士的对手，但如果但如果10001000个个B B国骑兵联合作战，则可以打败国骑兵联合作战，则可以打败15001500个个A A 国骑士组成的联队。国骑士组成的联队。处理复杂系统问题的基本观点处理复杂系统问题的基本观点v综合观点综合观点v综合观点综合观点是指人们在思考、研究
9、和解决问题时，要综是指人们在思考、研究和解决问题时，要综合考虑系统的方方面面，协调系统内各要素之间的关合考虑系统的方方面面，协调系统内各要素之间的关系系 ，遇到多目标、多因素、关系纵横交错、环境千变，遇到多目标、多因素、关系纵横交错、环境千变万化的系统时，应对目标、因素等进行综合分析或评万化的系统时，应对目标、因素等进行综合分析或评价，分清主次，对目标、因素进行综合。价，分清主次，对目标、因素进行综合。v综合观点综合观点强调人们在判断和解决问题时要强调人们在判断和解决问题时要全面全面，要综，要综合平衡系统的方方面面，要协调好系统内外各要素之合平衡系统的方方面面，要协调好系统内外各要素之间的关系
10、，同时要间的关系，同时要分清主次分清主次。v案例：方案选择问题，政策设计问题案例：方案选择问题，政策设计问题处理复杂系统问题的基本观点处理复杂系统问题的基本观点v层次观点层次观点v层次观点层次观点是指处理复杂问题时要是指处理复杂问题时要抓住问题的主要矛盾抓住问题的主要矛盾，抓住主要矛盾的主要方面。系统有很明显的层次性，抓住主要矛盾的主要方面。系统有很明显的层次性，一般存在树状结构（鱼刺图形状）。人们在分析、处一般存在树状结构（鱼刺图形状）。人们在分析、处理、解决这些问题时，要熟悉系统中诸要素在各种空理、解决这些问题时，要熟悉系统中诸要素在各种空间内的层次与分布，将主要精力放在最主要的问题上，间
11、内的层次与分布，将主要精力放在最主要的问题上，避免平均主义避免平均主义。v层次观点层次观点强调人们在思考、研究和解决问题时，不要强调人们在思考、研究和解决问题时，不要混淆父辈、子辈问题，即使在同一辈分中也存在主次混淆父辈、子辈问题，即使在同一辈分中也存在主次之分，不要搞平均主义，要根据系统层次和要素的重之分，不要搞平均主义，要根据系统层次和要素的重要性确定时间的先后、空间位置和资源的投入强度。要性确定时间的先后、空间位置和资源的投入强度。v案例：地区社会经济发展案例：地区社会经济发展处理复杂系统问题的基本观点处理复杂系统问题的基本观点v价值观点价值观点v价值观点价值观点是指人们在设计、改造、管
12、理和控制系统时，是指人们在设计、改造、管理和控制系统时，应考虑系统的投入与产出，具体的说应考虑系统的投入与产出，具体的说用最少的投入价用最少的投入价值创造出最多的使用价值值创造出最多的使用价值；或者说用同样的人、财、；或者说用同样的人、财、物和时间去开发一个性能最好的系统。物和时间去开发一个性能最好的系统。v价值观点价值观点提醒人们必须从价值角度去思考、研究、解提醒人们必须从价值角度去思考、研究、解决问题，必须从系统的投入产出，从对系统产生的正决问题，必须从系统的投入产出，从对系统产生的正作用和负作用角度去思考、研究和解决问题；其次，作用和负作用角度去思考、研究和解决问题；其次，在设计、改造、
13、管理和控制一个系统时，研究人员能在设计、改造、管理和控制一个系统时，研究人员能够把够把“希望马儿跑得快，希望马儿少吃草希望马儿跑得快，希望马儿少吃草”变成具体变成具体的方案、政策、策略和手段。的方案、政策、策略和手段。v案例：方案评估案例：方案评估 处理复杂系统问题的基本观点处理复杂系统问题的基本观点v 发展观点发展观点v 发展观点发展观点是指人们在思考、研究、解决和处理问题时，不是指人们在思考、研究、解决和处理问题时，不能用静止的眼光看事物，而应该用能用静止的眼光看事物，而应该用动态动态的观点、用的观点、用发展发展的的观点去思考、研究、解决系统问题。因为观点去思考、研究、解决系统问题。因为系
14、统永远处于运系统永远处于运动之中动之中，随着时间的推移，系统也在发展随着时间的推移，系统也在发展，所以一个最优，所以一个最优的系统不是一成不变的。随着系统本身的发展、环境的变的系统不是一成不变的。随着系统本身的发展、环境的变化以及人们价值观念的变化，选优的标准也在发展变化。化以及人们价值观念的变化，选优的标准也在发展变化。v 发展观点发展观点倡导人们应从倡导人们应从系统演化角度系统演化角度去看待事物，从去看待事物，从环境环境变化、价值观念变化变化、价值观念变化角度去看待事物；其次，系统发展的角度去看待事物；其次，系统发展的阶段性、渐变性为研究系统方法提供了方便，即可以用静阶段性、渐变性为研究系
15、统方法提供了方便，即可以用静态方法处理某些动态问题。态方法处理某些动态问题。切克兰德的系统工程方法切克兰德的系统工程方法 切克兰德的系统工程方法切克兰德的系统工程方法 切克兰德的系统工程方法切克兰德的系统工程方法 系统工程常常把所研究的系统分为系统工程常常把所研究的系统分为良结构系统良结构系统与与不良结构系不良结构系统统，由于二者具有不同的特点，故分别采取不同的解决方法。，由于二者具有不同的特点，故分别采取不同的解决方法。定义定义特点特点解决的办法解决的办法良良结构结构系统系统偏重工程偏重工程系统、机系统、机理明显的理明显的物理系统物理系统便于观察，便于用数学模型描述，便于观察，便于用数学模型
16、描述，边界清晰，目标明确，由较现成边界清晰，目标明确，由较现成的定量方法可以计算出系统的行的定量方法可以计算出系统的行为和最佳结果为和最佳结果用用“硬方法硬方法”求出求出最佳的定量结果，最佳的定量结果，霍尔的三维结构模霍尔的三维结构模型主要适用于此型主要适用于此不良不良结构结构系统系统偏重社会、偏重社会、机理尚不机理尚不清楚的生清楚的生物型的软物型的软系统系统较难用数学模型描述，因其加入较难用数学模型描述，因其加入了人的直觉和判了人的直觉和判 断，往往只能用断，往往只能用半定量、半定性或者只能用定性半定量、半定性或者只能用定性的方法来处理问题，这类系统难的方法来处理问题，这类系统难以观测，边界
17、模糊，目标不定以观测，边界模糊，目标不定用用“软方法软方法”求出求出可行的满意解，常可行的满意解，常用德尔菲法、用德尔菲法、情情景分析法、冲突分景分析法、冲突分析法等析法等 切克兰德的系统工程方法切克兰德的系统工程方法 如果用霍尔系统工程方法处理软系统问题，主要存在如下局限性：如果用霍尔系统工程方法处理软系统问题，主要存在如下局限性：（1）硬系统方法认为要解决问题的目标是清楚的、很容易定义的，）硬系统方法认为要解决问题的目标是清楚的、很容易定义的，但大多数但大多数系统管理问题系统管理问题，目标本身就是需要研究、解决的问题目标本身就是需要研究、解决的问题；（2）硬系统方法论）硬系统方法论没有考虑
18、人在系统中的作用没有考虑人在系统中的作用，忽视人对现实的主，忽视人对现实的主观认识，而在很多场合，系统问题的处理方法与系统决策者和使用观认识，而在很多场合，系统问题的处理方法与系统决策者和使用者密切相关；者密切相关；（3）硬系统方法论认为只有建立模型才能科学地解决问题，而实际）硬系统方法论认为只有建立模型才能科学地解决问题，而实际中有中有很多系统问题是无法建立模型的很多系统问题是无法建立模型的，即使建立了模型，也会因为，即使建立了模型，也会因为建模者对问题的认识不能很好地反映系统的特性，导致通过模型求建模者对问题的认识不能很好地反映系统的特性，导致通过模型求解得到的方案往往偏离实际。解得到的方
19、案往往偏离实际。切克兰德的系统工程方法切克兰德的系统工程方法 v从系统工程方法论角度看，英国学者切克兰德（从系统工程方法论角度看，英国学者切克兰德（P.B.Checkland）的）的“调查学习调查学习”方法具有更高的概方法具有更高的概括性。括性。v切克兰德的切克兰德的“调查学习调查学习”软系统方法的核心不是寻软系统方法的核心不是寻求系统的求系统的“最优化最优化”，而是，而是“调查、比较调查、比较”或者说或者说是是“学习学习”，从现状调查和模型比较中，学习改善，从现状调查和模型比较中，学习改善现存系统的途径。现存系统的途径。实实施施系系统统现现状状说说明明建建立立概概念念模模型型弄弄清清关关联联
20、因因素素改改善善概概念念模模型型比比较较切克兰德软系统方法论的思路和步骤切克兰德软系统方法论的思路和步骤切克兰德的系统工程方法切克兰德的系统工程方法 v(1)(1)系统现状说明系统现状说明。通过调查分析，对现存的不良结构系统的。通过调查分析，对现存的不良结构系统的现状进行说明。现状进行说明。v(2)(2)弄清关联因素弄清关联因素。初步弄清与现状有关的各种因素及其相互。初步弄清与现状有关的各种因素及其相互关系。关系。v(3)(3)建立概念模型建立概念模型。在不能建立数学模型的情况下，用。在不能建立数学模型的情况下，用结构模结构模型型或或语言模型语言模型来描述系统的现状。来描述系统的现状。v(4)
21、(4)改善概念模型改善概念模型。随着分析的不断深入和。随着分析的不断深入和“学习学习”的加深，的加深，进一步用更合适的模型或方法改进上述概念模型。进一步用更合适的模型或方法改进上述概念模型。v(5)(5)比较比较。将概念模型与现状进行比较，找出符合决策者意图。将概念模型与现状进行比较，找出符合决策者意图而且可行的改革途径或方案。而且可行的改革途径或方案。v(6)(6)实施实施。实施提出的改革方案。实施提出的改革方案。切克兰德的系统工程方法切克兰德的系统工程方法 案例：建设世界一流大学的问题案例：建设世界一流大学的问题问题问题：如何创办世界一流大学？：如何创办世界一流大学？分析分析：这是一个：这
22、是一个典型的软系统问题典型的软系统问题研究，如果采用霍尔系统研究，如果采用霍尔系统工程方法进行研究就会碰到很多无法跨越的困难。若工程方法进行研究就会碰到很多无法跨越的困难。若采用切采用切克兰德系统工程方法克兰德系统工程方法进行研究，研究技术路线和方法如下：进行研究，研究技术路线和方法如下：学校现状说明学校现状说明：深入学校调研，对学校办学宗旨、学科建设、：深入学校调研，对学校办学宗旨、学科建设、制度建设、组织建设、资源获取与分配制度、考核制度、所制度建设、组织建设、资源获取与分配制度、考核制度、所在地环境等进行充分的调查研究，了解该校目前在上述方面在地环境等进行充分的调查研究，了解该校目前在上
23、述方面的情况，着重说明学校在教学和科研方面存在的优势、劣势、的情况，着重说明学校在教学和科研方面存在的优势、劣势、机会和威胁。机会和威胁。案例：建设世界一流大学的问题案例：建设世界一流大学的问题问题问题：如何创办世界一流大学？：如何创办世界一流大学？弄清关联因素弄清关联因素：对上述因素进行关联分析，初步弄清目前各：对上述因素进行关联分析，初步弄清目前各种要素在学校中的地位和作用以及它们之间的内在联系，明种要素在学校中的地位和作用以及它们之间的内在联系，明确改善哪些因素对解决存在的问题作用最大，是创建世界一确改善哪些因素对解决存在的问题作用最大，是创建世界一流大学的重要因素。流大学的重要因素。建
24、立概念模型建立概念模型：在弄清学校各要素作用以及相互关系的基础：在弄清学校各要素作用以及相互关系的基础上，可用一些历史数据，也可用结构模型、语言模型等对学上，可用一些历史数据，也可用结构模型、语言模型等对学校的现状进行描述，总之力图使所建立的概念模型便于比较校的现状进行描述，总之力图使所建立的概念模型便于比较与分析。与分析。案例：建设世界一流大学的问题案例：建设世界一流大学的问题问题问题：如何创办世界一流大学？：如何创办世界一流大学？改善概念模型改善概念模型：调查、了解、学习目前世界上公认的一流大：调查、了解、学习目前世界上公认的一流大学，了解它们的办学宗旨、学科建设、制度建设、资源获取学，了
25、解它们的办学宗旨、学科建设、制度建设、资源获取途径与方法、资源分配、激励制度等，通过这样的途径与方法、资源分配、激励制度等，通过这样的“学习学习”，修改、改善学校的概念模型。修改、改善学校的概念模型。比较比较：将学校现状与提出的概念模型进行比较，找出存在的：将学校现状与提出的概念模型进行比较，找出存在的问题，提出学校创世界一流大学的方案和途径。这些方案和问题，提出学校创世界一流大学的方案和途径。这些方案和途径必须与决策者意图相一致，且提出的方案和途径是可行途径必须与决策者意图相一致，且提出的方案和途径是可行的。的。实施实施：学校根据研究所提出的方案、途径，制定详细的实施：学校根据研究所提出的方
26、案、途径，制定详细的实施计划，实施创办世界一流大学的方案。计划，实施创办世界一流大学的方案。霍尔系统工程方法 霍尔系统工程方法霍尔系统工程方法 在系统工程方法论中，出现最早、影响最大的是霍在系统工程方法论中，出现最早、影响最大的是霍尔（尔（A.D.Hall）提出的系统工程）提出的系统工程三维结构模型三维结构模型（1969年），简称年），简称霍尔系统工程方法霍尔系统工程方法。他从。他从时间（阶段）时间（阶段）、逻逻辑（步骤）辑（步骤）、专业（知识）专业（知识）角度论述如何解决系统工程角度论述如何解决系统工程问题。问题。从霍尔三维结构模型来看，它主要针对的是从霍尔三维结构模型来看，它主要针对的是硬
27、系统硬系统，如工程系统、人造系统和人为系统，这类系统结构清楚，如工程系统、人造系统和人为系统，这类系统结构清楚，概念明确，易定量化、模型化。概念明确，易定量化、模型化。霍尔系统工程方法霍尔系统工程方法123456AB CDEFG逻辑维（步骤）逻辑维（步骤）专业维（知识）专业维（知识）规划阶段规划阶段经济经济管理科学管理科学社会科学社会科学环境科学环境科学信息技术信息技术工程技术工程技术法律法律计划阶段计划阶段研制阶段研制阶段生产阶段生产阶段更新阶段更新阶段安装阶段安装阶段霍尔系统工程三维结构霍尔系统工程三维结构7运行阶段运行阶段时间维（阶段）时间维（阶段）明确问题明确问题确定目标确定目标系统综
28、合系统综合系统分析系统分析系统优化系统优化系统决策系统决策系统实施系统实施霍尔的三维结构模型将霍尔的三维结构模型将SE的的整个管理过程分为整个管理过程分为七个阶段七个阶段和和七个步骤七个步骤，并考虑为完成，并考虑为完成这些阶段和步骤的工作所需这些阶段和步骤的工作所需的各种的各种专业管理知识专业管理知识。霍尔系统工程方法的时间维霍尔系统工程方法的时间维v（1 1）规划阶段规划阶段调查研究、明确研究目标，提出自己调查研究、明确研究目标，提出自己的设想和初步方案，制定系统工程活动的方针、政策或规的设想和初步方案，制定系统工程活动的方针、政策或规划。划。v（2 2）计划阶段计划阶段根据规划阶段所提出的
29、设计思想和初根据规划阶段所提出的设计思想和初步方案，从社会、经济、技术、可行性方面进行综合分析，步方案，从社会、经济、技术、可行性方面进行综合分析，提出具体的计划方案和选择一个最优方案。提出具体的计划方案和选择一个最优方案。v（3 3）研制阶段研制阶段以计划为指南，组织人、财、物及各以计划为指南，组织人、财、物及各个环节、各个部门，实现系统的试制方案，并制定生产计个环节、各个部门，实现系统的试制方案，并制定生产计划。划。霍尔系统工程方法的时间维霍尔系统工程方法的时间维v（4 4）生产阶段生产阶段生产系统的构件及整个系统，并提出生产系统的构件及整个系统，并提出安装计划。安装计划。v（5 5）安装
30、阶段安装阶段对系统进行安装和调试，提出系统的对系统进行安装和调试，提出系统的运行计划。运行计划。v（6 6）运行阶段运行阶段系统按预定的目标运行。系统按预定的目标运行。v（7 7）更新阶段更新阶段完成系统的评价，改进或以新系统代完成系统的评价，改进或以新系统代替老系统，使系统更有效的工作，为系统进入下一个研制替老系统，使系统更有效的工作，为系统进入下一个研制周期准备条件。周期准备条件。霍尔系统工程方法的逻辑维霍尔系统工程方法的逻辑维v（a a）明确问题明确问题首先要明确待解决的问题首先要明确待解决的问题，即明确要，即明确要解决什么问题。为了了解研究的问题，研究者要尽量全面解决什么问题。为了了解
31、研究的问题，研究者要尽量全面地收集和提供解决问题的历史、现状以及发展方面的资料地收集和提供解决问题的历史、现状以及发展方面的资料和数据，对每一阶段要研究的问题要与决策者沟通，明确和数据，对每一阶段要研究的问题要与决策者沟通，明确决策者的意图，或通过某种手段、方法，明确所研究的问决策者的意图，或通过某种手段、方法，明确所研究的问题。在明确问题的过程中，研究人员题。在明确问题的过程中，研究人员要注重环境方面的调要注重环境方面的调查查，因为新系统与所在的环境密切相关，这里的环境包括，因为新系统与所在的环境密切相关，这里的环境包括物理环境、技术环境、社会环境、经济环境等。物理环境、技术环境、社会环境、
32、经济环境等。霍尔系统工程方法的逻辑维霍尔系统工程方法的逻辑维v（b b）确定目标（系统指标设计）确定目标（系统指标设计）系统目标是系统工系统目标是系统工程活动关注的重点，确定系统目标是系统工程活动的关键程活动关注的重点，确定系统目标是系统工程活动的关键环节。环节。系统问题往往具有多目标（指标）系统问题往往具有多目标（指标），在明确研究问，在明确研究问题的基础上，应提出系统目标或目标体系，确定达到目标题的基础上，应提出系统目标或目标体系，确定达到目标的程度标准，以此衡量方案的优劣。在确定目标和指标时的程度标准，以此衡量方案的优劣。在确定目标和指标时要有系统的观点，如整体观点、发展观点，还要考虑操
33、作要有系统的观点，如整体观点、发展观点，还要考虑操作的可行性；其次，目标一般应包含经济、社会、环境、技的可行性；其次，目标一般应包含经济、社会、环境、技术等方面的内容；当目标体系中各指标发生矛盾时，可采术等方面的内容；当目标体系中各指标发生矛盾时，可采用用折衷兼顾方法折衷兼顾方法或或剔除次要目标剔除次要目标。霍尔系统工程方法的逻辑维霍尔系统工程方法的逻辑维v（c c）系统综合（形成系统方案）系统综合（形成系统方案）系统综合是一个创系统综合是一个创造性过程造性过程，需要决策者、分析者共同努力。可根据问题的，需要决策者、分析者共同努力。可根据问题的性质、目标、环境、条件等，运用各种创造性方法，引导
34、性质、目标、环境、条件等，运用各种创造性方法，引导系统相关人员提出若干可能的方案，且对每一方案进行必系统相关人员提出若干可能的方案，且对每一方案进行必要的说明。要的说明。霍尔系统工程方法的逻辑维霍尔系统工程方法的逻辑维v（d d）系统分析系统分析系统分析是系统分析是应用系统工程技术应用系统工程技术，对每一对每一个系统方案进行比较、分析、计算个系统方案进行比较、分析、计算，为了能更好地分析各因，为了能更好地分析各因素对目标的影响，需要建立相应的系统模型。建模之前，必素对目标的影响，需要建立相应的系统模型。建模之前，必须了解、掌握系统内部要素之间、内外要素之间的相互联系须了解、掌握系统内部要素之间
35、、内外要素之间的相互联系和系统的性能与特点，根据系统优化和系统决策的需要，所和系统的性能与特点，根据系统优化和系统决策的需要，所建立的模型应考虑到所需信息资料的采集。建立的模型应考虑到所需信息资料的采集。在系统分析过程在系统分析过程中，可能形成新的方案中，可能形成新的方案。v（e e）系统优化系统优化在一定的约束条件下，人们总是希望选在一定的约束条件下，人们总是希望选择最优的方案。择最优的方案。系统优化就是寻找满足约束条件的最优方系统优化就是寻找满足约束条件的最优方案，或者说挑选出最好的满足系统目标的方案案，或者说挑选出最好的满足系统目标的方案。通常应根。通常应根据系统方案对于系统目标满足的程
36、度，对每一个被选方案据系统方案对于系统目标满足的程度，对每一个被选方案进行综合评价，从中选出最优方案、次优方案、满意方案，进行综合评价，从中选出最优方案、次优方案、满意方案，分析者应递交多方案给决策者，以便决策者做出正确的决分析者应递交多方案给决策者，以便决策者做出正确的决策。策。霍尔系统工程方法的逻辑维霍尔系统工程方法的逻辑维 霍尔系统工程方法的逻辑维霍尔系统工程方法的逻辑维v（f f）系统决策系统决策由决策者从多个优选方案中选择一个由决策者从多个优选方案中选择一个方案进行实施。出于各方面的考虑，决策者选择的方案不方案进行实施。出于各方面的考虑，决策者选择的方案不一定是最优方案。一定是最优方
37、案。v（g g）系统实施系统实施对已选方案进行实施、修改，完善以对已选方案进行实施、修改，完善以上上6 6个步骤，转入下一阶段。个步骤，转入下一阶段。霍尔系统工程方法的逻辑维霍尔系统工程方法的逻辑维v 在实践工作中，系统综合、系统分析和系统优化存在循环、在实践工作中，系统综合、系统分析和系统优化存在循环、不断递进的过程，即在系统分析和系统优化的过程中可能不断递进的过程，即在系统分析和系统优化的过程中可能产生系统方案，或者对模型进行修正。产生系统方案，或者对模型进行修正。系统系统综合综合系统系统分析分析系统系统优化优化 霍尔系统工程方法的专业维霍尔系统工程方法的专业维v 霍尔系统工程方法霍尔系统
38、工程方法专业维专业维是指解决一个系统工程问题，需是指解决一个系统工程问题，需要有相应专业知识要有相应专业知识。如进行社会经济系统的规划研究，研。如进行社会经济系统的规划研究，研究者需要有宏观经济学、微观经济学、社会学、心理学、究者需要有宏观经济学、微观经济学、社会学、心理学、环境科学、管理科学、法律、工程技术等学科的知识。如环境科学、管理科学、法律、工程技术等学科的知识。如研究某项技术的发展与技术的评估问题，系统工程工作者研究某项技术的发展与技术的评估问题，系统工程工作者需要具备所研究的某项技术的专业知识，了解它的特性，需要具备所研究的某项技术的专业知识，了解它的特性，发展规律等。发展规律等。
39、v 一般来讲，进行某项系统工程研究，研究工作者应具备法一般来讲，进行某项系统工程研究，研究工作者应具备法律、经济、管理科学、社会科学、环境科学、信息技术和律、经济、管理科学、社会科学、环境科学、信息技术和和相应的工程技术，才可能有效的进行系统工程的研究，和相应的工程技术，才可能有效的进行系统工程的研究，解决相应的问题。解决相应的问题。明确问题明确问题确定目标确定目标系统综合系统综合系统分析系统分析系统优化系统优化系统决策系统决策系统实施系统实施案例一：新产品开发案例一：新产品开发开发新产品（手机）开发新产品（手机）需求量需求量产品定位产品定位明确问题明确问题确定目标确定目标系统综合系统综合系统
40、分析系统分析系统优化系统优化系统决策系统决策系统实施系统实施指标体系（手机）指标体系（手机）操作性操作性外形体积外形体积功能功能能耗能耗价格价格案例案例一一：新产品开发：新产品开发明确问题明确问题确定目标确定目标系统综合系统综合系统分析系统分析系统优化系统优化系统决策系统决策系统实施系统实施系统方案系统方案功能、外观等的具体方功能、外观等的具体方案案此处是示意图此处是示意图开发应给出具开发应给出具体的设计方案体的设计方案案例案例一一：新产品开发：新产品开发明确问题明确问题确定目标确定目标系统综合系统综合系统分析系统分析系统优化系统优化系统决策系统决策系统实施系统实施方案比较方案比较根据指标体系
41、根据指标体系列出数据列出数据比较分析比较分析示意图示意图产品开发还应有其他技术指标产品开发还应有其他技术指标案例案例一一：新产品开发：新产品开发明确问题明确问题确定目标确定目标系统综合系统综合系统分析系统分析系统优化系统优化系统决策系统决策系统实施系统实施方案优化方案优化-根据系统总体目标等确定根据系统总体目标等确定案例案例一一：新产品开发：新产品开发明确问题明确问题确定目标确定目标系统综合系统综合系统分析系统分析系统优化系统优化系统决策系统决策系统实施系统实施方案选择方案选择 根据系统目标根据系统目标决策者根据实际情况确定决策者根据实际情况确定（企业生产水平、生产能力等）（企业生产水平、生产
42、能力等）案例案例一一：新产品开发：新产品开发明确问题明确问题确定目标确定目标系统综合系统综合系统分析系统分析系统优化系统优化系统决策系统决策系统实施系统实施生产制造生产制造案例案例一一：新产品开发：新产品开发案例二：两点之间交通运输方式的选择问题案例二：两点之间交通运输方式的选择问题A点点B点点时间维时间维：道路建设问题道路建设问题道路建设规划研究、道路计划、道路建设、道路建设规划研究、道路计划、道路建设、道路维护和更新道路维护和更新确定两点之间采用什么确定两点之间采用什么运输方式是规划研究的运输方式是规划研究的首要问题首要问题案例案例二二：两点之间交通运输方式的选择问题：两点之间交通运输方式
43、的选择问题A点点B点点专业维专业维：参与该问题研究的人员：参与该问题研究的人员：首先应具有方案比较、评价、选择等方面的技术能力；首先应具有方案比较、评价、选择等方面的技术能力；需要了解不同运输方式的特性、技术参数，不同地形地貌对不同需要了解不同运输方式的特性、技术参数，不同地形地貌对不同运输方式造价的影响；运输方式造价的影响；了解不同运输方式对生态环境的影响；了解不同运输方式对生态环境的影响；了解国外运输方式的发展趋势；了解国外运输方式的发展趋势；了解两点间货物的类型；了解两点间货物的类型；了解地区交通网络规划以及国家的法律、宏观经济形势、地区发了解地区交通网络规划以及国家的法律、宏观经济形势
44、、地区发展概况等。展概况等。需要有经济学、社会学、工程学、需要有经济学、社会学、工程学、心理学、法学、环境科学等方面的知识心理学、法学、环境科学等方面的知识明确问题明确问题确定目标确定目标系统综合系统综合系统分析系统分析系统优化系统优化系统决策系统决策系统实施系统实施需求量及变化趋势需求量及变化趋势国内外发展趋势国内外发展趋势运输方式的优缺点运输方式的优缺点使用者的偏好使用者的偏好A点点B点点运输的对象运输的对象人、物（液、气、固）人、物（液、气、固）运输量运输量发展趋势发展趋势不同的运输方式不同的运输方式偏好偏好案例案例二二：两点之间交通运输方式的选择问题：两点之间交通运输方式的选择问题逻辑
45、维逻辑维明确问题明确问题确定目标确定目标系统综合系统综合系统分析系统分析系统优化系统优化系统决策系统决策系统实施系统实施系统指标设计系统指标设计（可比性）（可比性）安全性安全性经济性经济性准时性准时性舒适性舒适性与现有运输网络接口与现有运输网络接口案例案例二二：两点之间交通运输方式的选择问题：两点之间交通运输方式的选择问题明确问题明确问题确定目标确定目标系统综合系统综合系统分析系统分析系统优化系统优化系统决策系统决策系统实施系统实施形成系统方案形成系统方案不同时期不同时期不同运输方式不同运输方式组合方案组合方案当前、未来当前、未来铁路、航空、公路、水运等铁路、航空、公路、水运等单独、组合单独、
46、组合形成不同的方案形成不同的方案案例案例二二：两点之间交通运输方式的选择问题：两点之间交通运输方式的选择问题明确问题明确问题确定目标确定目标系统综合系统综合系统分析系统分析系统优化系统优化系统决策系统决策系统实施系统实施方案比较方案比较根据指标体系根据指标体系调查数据调查数据比较分析比较分析根据根据“确定目标确定目标”环节环节中给出的指标中给出的指标调查各种方案的数据调查各种方案的数据比较比较分析分析案例案例二二：两点之间交通运输方式的选择问题：两点之间交通运输方式的选择问题1 1、铁路运输、铁路运输铁路能提供铁路能提供长距离大宗商品的低成本、低能源长距离大宗商品的低成本、低能源运输，且能运输
47、运输，且能运输至少一整车皮的至少一整车皮的批量货物批量货物，其运输的经济里程一般在，其运输的经济里程一般在200200公里以上。公里以上。铁路运输的优点有：铁路运输的优点有：运输速度快，时速可达运输速度快，时速可达8080120120公里；运输能力较大，可满足大量货物一次性高公里；运输能力较大，可满足大量货物一次性高效率运输；运输连续性强，由于运输过程受自然条件限制较小，所以可提供全天效率运输；运输连续性强，由于运输过程受自然条件限制较小，所以可提供全天候的运行；轨道运输的安全性能高，运行较平稳；通用性能好，可以运送各类候的运行；轨道运输的安全性能高，运行较平稳；通用性能好，可以运送各类不同的
48、货物；运输成本（特别是可变成本）较低；能耗低。不同的货物；运输成本（特别是可变成本）较低；能耗低。其缺点是：其缺点是：设备和站台等限制使得铁路运输的固定成本高，建设周期较长，占地也多；由设备和站台等限制使得铁路运输的固定成本高，建设周期较长，占地也多；由于设计能力是一定的，当市场运量在某一阶段急增时难以及时得到运输机会；铁于设计能力是一定的，当市场运量在某一阶段急增时难以及时得到运输机会；铁路运输的固定成本很高，但变动成本相对较低，使得近距离的运费较高；长距离路运输的固定成本很高，但变动成本相对较低，使得近距离的运费较高；长距离运输情况下，由于需要进行货车配车，其中途停留时间较长；铁路运输由于
49、装卸运输情况下，由于需要进行货车配车，其中途停留时间较长；铁路运输由于装卸次数较多，货物损失事故通常也比其他运输方式多。次数较多，货物损失事故通常也比其他运输方式多。综上，它主要适用于以下作业：综上，它主要适用于以下作业：大宗低值货物的中、长距离运输，也较适合运输散装、罐装货物；适于大大宗低值货物的中、长距离运输，也较适合运输散装、罐装货物；适于大量货物一次高效率运输；对于运费负担能力小、货物批量大、运输距离长的货物量货物一次高效率运输；对于运费负担能力小、货物批量大、运输距离长的货物来说，运费比较便宜。轨道运输，安全系数大。来说，运费比较便宜。轨道运输，安全系数大。2 2、公路运输、公路运输
50、公路运输能提供公路运输能提供更为灵活多样的服务更为灵活多样的服务，多用于，多用于价高量小的货物的门对价高量小的货物的门对门服务门服务，其经济里程一般在，其经济里程一般在200200公里以内公里以内。公路运输的优点有：。公路运输的优点有：运输速度快；可靠性高，对产品损伤较少；机动性高，可以选运输速度快；可靠性高，对产品损伤较少；机动性高，可以选择不同的行车路线，灵活制定营运时间表，所以服务便利，能提供门到门择不同的行车路线，灵活制定营运时间表，所以服务便利，能提供门到门服务，市场覆盖率高；投资少，经济效益高。因为运输企业不需要拥有服务，市场覆盖率高；投资少，经济效益高。因为运输企业不需要拥有公路
