第二章系统工程基础概述-课件.ppt

1、 系统工程及其发展历程系统工程及其发展历程 系统工程的基础理论系统工程的基础理论 系统工程研究方法系统工程研究方法 物流系统工程的基本方物流系统工程的基本方法及技术法及技术第二章第二章 系统工程基础概述系统工程基础概述 系统工程及其发展历程系统工程及其发展历程 系统工程的基础理论系统工程的基础理论 系统工程研究方法系统工程研究方法 物流系统工程的基本方物流系统工程的基本方法及技术法及技术第二章第二章 系统工程基础概述系统工程基础概述系统工程的概念系统工程的概念 （一）典型定义（一）典型定义系统工程系统工程 中国著名科学家钱学森教授给出的定义：中国著名科学家钱学森教授给出的定义：“系统工程是组织

2、管理系统的规划、研系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的究、设计、制造、试验和使用的科学方科学方法法，是一种对所有系统都具有普遍意义，是一种对所有系统都具有普遍意义的科学方法。的科学方法。”“”“系统工程是一门组织系统工程是一门组织管理的技术。管理的技术。”系统工程系统工程 美国著名学者美国著名学者H H切斯纳切斯纳(H(HChestnut)Chestnut)认认为：为：“虽然每个系统都是由许多不同的特虽然每个系统都是由许多不同的特殊功能部分所组成，而这些功能部分之间殊功能部分所组成，而这些功能部分之间又存在着相互关系，但是每一个系统都是又存在着相互关系，但是每一个系统都

3、是完整的整体，每一个系统都要求有一个或完整的整体，每一个系统都要求有一个或若干个目标。若干个目标。系统工程就是按照各个目标进行权衡，全系统工程就是按照各个目标进行权衡，全面求得最优解面求得最优解(或满意解或满意解)的方法，并使各的方法，并使各组成部分能够最大限度地互相适应组成部分能够最大限度地互相适应。”日本工业标准日本工业标准JISJIS的定义：的定义：“系统工程系统工程是为了更好地达到系统目标，而对系是为了更好地达到系统目标，而对系统的构成要素、组织结构、信息流动统的构成要素、组织结构、信息流动和控制机制等进行分析与设计的技和控制机制等进行分析与设计的技术。术。”系统工程系统工程 系统工程

4、系统工程(Systems Engineering)(Systems Engineering)是系统科学是系统科学的一个分支，实际是系统科学的实际应用。的一个分支，实际是系统科学的实际应用。系统工程系统工程 丁渭修复皇宫丁渭修复皇宫宫殿大火后，北宋大臣丁渭负责修复皇宫的工程。在工宫殿大火后，北宋大臣丁渭负责修复皇宫的工程。在工程实施阶段，他构思了一整套施工方案：首先是挖沟，把程实施阶段，他构思了一整套施工方案：首先是挖沟，把施工工地与一自然河道联通，构成一条暂时的人工运河，施工工地与一自然河道联通，构成一条暂时的人工运河，而挖出的泥土烧制成砖，用作工程所需的建材，人工运河而挖出的泥土烧制成砖，用

5、作工程所需的建材，人工运河用以运输所需的其他建材，最后用工程的建筑废料填去人用以运输所需的其他建材，最后用工程的建筑废料填去人工运河。工运河。系统工程系统工程(Systems Engineering)(Systems Engineering)是系统科学是系统科学的一个分支，实际是系统科学的实际应用。的一个分支，实际是系统科学的实际应用。系统工程是以系统工程是以大型复杂系统大型复杂系统为研究对象，应用为研究对象，应用定量分析和定性分析相结合的方法以及计算机等定量分析和定性分析相结合的方法以及计算机等技术工具，对系统的构成要素、组织结构、信息技术工具，对系统的构成要素、组织结构、信息交换、反馈控制

6、等功能进行分析、设计、制造和交换、反馈控制等功能进行分析、设计、制造和服务，从而实现系统整体目标的最优化。它既是服务，从而实现系统整体目标的最优化。它既是一个技术过程又是一个管理过程。一个技术过程又是一个管理过程。系统工程系统工程（二）系统工程与其他工程的区别（二）系统工程与其他工程的区别 任何一种物质系统都能成为系统工程它的研究对象，而且还不只限于物质系统，还可以包括自然系统、社会经济系统、经营管理系统、军事指挥系统等等。社会系统工程社会系统工程;宏观经济系统工程；宏观经济系统工程；区域规划系统工程；区域规划系统工程；环境生态系统工程；环境生态系统工程；交通运输系统工程；交通运输系统工程；农

7、业系统工程农业系统工程军事系统工程军事系统工程工业及企业系统工程工业及企业系统工程 。q 系统工程通常包括系统工程通常包括 现代生态农业现代生态农业 Ex1：当今的生态农业中当今的生态农业中,如水稻种植产生的稻秆用于饲养奶牛、如水稻种植产生的稻秆用于饲养奶牛、肉牛；牛粪用来制沼气；沼气渣用来养鱼；鱼塘的塘泥再肉牛；牛粪用来制沼气；沼气渣用来养鱼；鱼塘的塘泥再用作植物肥料。用作植物肥料。又如，种植业生产的大豆制作成豆制品，沼气用于制作又如，种植业生产的大豆制作成豆制品，沼气用于制作豆制品的燃料，豆渣用于养猪、养牛等，牛粪、猪粪再用豆制品的燃料，豆渣用于养猪、养牛等，牛粪、猪粪再用于制沼气，沼气渣

8、又用于肥田。于制沼气，沼气渣又用于肥田。二二、系统工程系统工程的发的发展历程及趋势展历程及趋势 1919世纪下半叶起，人们开始考虑生产系统中的协世纪下半叶起，人们开始考虑生产系统中的协调与综合，关注关于系统的技术；调与综合，关注关于系统的技术；二战期间，英国成立了一个跨学科的二战期间，英国成立了一个跨学科的O OR R (0perational Research)(0perational Research)小组，导致了一种新小组，导致了一种新的研究、分析系统问题的技术慢慢诞生；的研究、分析系统问题的技术慢慢诞生；战争结束后，各种社会经济系统和工程管理系统战争结束后，各种社会经济系统和工程管理系

9、统的规模日益扩大和复杂化，导致一些新的问题的的规模日益扩大和复杂化，导致一些新的问题的出现，人们又一次寻求通过科学的系统方法作为出现，人们又一次寻求通过科学的系统方法作为解决复杂经济社会系统问题的技术解决复杂经济社会系统问题的技术 。系统工程溯源系统工程溯源4040年代是现代系统工程的起点；年代是现代系统工程的起点；5050年代，系统工程方法全面形成；年代，系统工程方法全面形成；6060年代之后，系统工程方法取得突破；年代之后，系统工程方法取得突破；7070年代之后，系统工程应用范围不断扩大，由工程年代之后，系统工程应用范围不断扩大，由工程系统工程发展到复杂系统工程，特别是复杂巨系统系统工程发

10、展到复杂系统工程，特别是复杂巨系统工程；工程；7070年代中后期，软系统思想出现，并创造出一些面年代中后期，软系统思想出现，并创造出一些面向更复杂系统的方法。向更复杂系统的方法。q 2020世纪中总体发展情况世纪中总体发展情况阿波罗登月计划阿波罗登月计划 2020世纪世纪6060年代年代 美国美国 投资投资300300亿美元亿美元 4242万多人万多人 2 2万多厂家万多厂家 历时历时1111年年 阿波罗飞船和土星阿波罗飞船和土星5 5型运载火箭有型运载火箭有700700多万个零多万个零部件部件 在总系统下面，有众多的子系统，如飞船系统，在总系统下面，有众多的子系统，如飞船系统，火箭推进系统、

11、燃料系统，飞行制导系统，轨道火箭推进系统、燃料系统，飞行制导系统，轨道控制系统，通讯系统和测试系统等等控制系统，通讯系统和测试系统等等 每个子系统下面又包含相当多的小系统每个子系统下面又包含相当多的小系统 子系统或小系统间相互联系、相互作用子系统或小系统间相互联系、相互作用 航天英雄航天英雄-杨立伟杨立伟 航天事业航天事业-庞大的庞大的系统工程系统工程 需要几代人、多少年需要几代人、多少年的努力的努力 千千万万的幕后英雄千千万万的幕后英雄系统工程作为一门交叉学科，日益向多种学系统工程作为一门交叉学科，日益向多种学科渗透和交叉发展。科渗透和交叉发展。系统工程作为一门软科学，日益受到人们的系统工程

12、作为一门软科学，日益受到人们的重视。重视。系统工程的应用领域日益广泛，推动了系统系统工程的应用领域日益广泛，推动了系统工程理论和方法不断深化发展。工程理论和方法不断深化发展。q 发展趋势发展趋势 系统工程三维结构由美国贝尔研究所工系统工程三维结构由美国贝尔研究所工程师系统工程学者霍尔程师系统工程学者霍尔(ADHall)在在19691969年提出的。年提出的。三维结构方法论三维结构方法论规划阶段规划阶段方案阶段方案阶段开发阶段开发阶段安装阶段安装阶段运行阶段运行阶段更新阶段更新阶段社会科学社会科学工程技术工程技术法律法律医学医学确定目标确定目标明确问题明确问题系统综合系统综合系统分析系统分析系统

13、评价系统评价方案决策方案决策方案实施方案实施时间维时间维逻辑维逻辑维知识维知识维霍尔系统工程三维结构霍尔系统工程三维结构逻逻 辑辑 维维1.通过系统调查尽量全面地收集和提供有关通过系统调查尽量全面地收集和提供有关要解决的问题的历史、现状及发展趋势的要解决的问题的历史、现状及发展趋势的资料和数据，主要是研究系统的环境对系资料和数据，主要是研究系统的环境对系统的要求。统的要求。电熨斗，电熨斗，Ex2：新产品开发新产品开发 在新产品开发活动中，在新产品开发活动中，“明确问题阶段明确问题阶段”也称之为概念探索阶段。也称之为概念探索阶段。产品的开发，需要通过对使用者的调查，产品的开发，需要通过对使用者的

14、调查，来明确问题所在。来明确问题所在。概念对行动的指向是直接的，有了概念就概念对行动的指向是直接的，有了概念就有行动。有行动。2.在问题搞清后，应该选择具体的评价系统在问题搞清后，应该选择具体的评价系统功能的指标功能的指标(目标目标)，以利于衡量所有供选择，以利于衡量所有供选择的系统方案。的系统方案。指标设计指确定具体的目标。指标设计指确定具体的目标。目标对行动具有导向意义。目标对行动具有导向意义。目标是在一系列特殊的信息分析与处理中形成。目标是在一系列特殊的信息分析与处理中形成。需要建立目标评价体系需要建立目标评价体系。二战时的英国二战时的英国 商船商船 高射炮高射炮 Ex3：手表手表 计时

15、功能计时功能Ex4：装饰效果装饰效果*可口可乐与百事可乐的竞争可口可乐与百事可乐的竞争Ex5：1886可口可乐行业龙头老大可口可乐行业龙头老大 行业老二百事可乐行业老二百事可乐百事可乐百事可乐 想打翻身仗想打翻身仗 试验：允许试验：允许350350个家庭以折扣优惠价每周订购任何所需个家庭以折扣优惠价每周订购任何所需数量的百事可乐。数量的百事可乐。发现：发现：“买多少，喝多少买多少，喝多少”看到了销售的空间看到了销售的空间2020世纪世纪7070年代之前，行业老大与老二，悬殊很大年代之前，行业老大与老二，悬殊很大 目标的定位依据目标的定位依据竞争制胜的关键竞争制胜的关键3.按照问题的性质及总的目

16、标要求，形成一按照问题的性质及总的目标要求，形成一组可供选择的系统方案组可供选择的系统方案(即方针、活动程序即方针、活动程序等等)，方案中要明确所选系统的结构和相应，方案中要明确所选系统的结构和相应参数参数(优缺点、成本等优缺点、成本等)。提出方案提出方案 1 1、其他事物中的原理借鉴过来，在类比中引、其他事物中的原理借鉴过来，在类比中引伸。伸。2 2、把一个整体功能分解成小的功能子块，小、把一个整体功能分解成小的功能子块，小功能再分解，形成功能树，直到最小层的功能可功能再分解，形成功能树，直到最小层的功能可用已有零件来实现，然后把零件再组装回去形成用已有零件来实现，然后把零件再组装回去形成结

17、构树。（结构树。（如图所示如图所示）3 3、对一个简单的方案进行改造，也称爬山法、对一个简单的方案进行改造，也称爬山法。功能图功能图功能树功能树结构树结构树装配图装配图结构树和功能树结构树和功能树功能图功能图装配图装配图 提出方案往往不是一个人的事，通常提出方案往往不是一个人的事，通常可能是在一个小组或组织的讨论中完可能是在一个小组或组织的讨论中完成的。因此提出方案的有关人员之间成的。因此提出方案的有关人员之间要互相启发，以形成一种便于发挥创要互相启发，以形成一种便于发挥创造性思维的宽松环境。造性思维的宽松环境。1 1、发表意见时应注意：、发表意见时应注意：集中一个题目，用易懂的语言集中一个题

18、目，用易懂的语言 简洁地叙述；简洁地叙述；绝不允许批判别人的想法；绝不允许批判别人的想法；欢迎各抒己见；欢迎各抒己见；想法越多越好；想法越多越好；鼓励以别人的想法为启示加以鼓励以别人的想法为启示加以 修改或构成自己的新想法。修改或构成自己的新想法。2 2、作用：、作用：能在短时间内得到许多意见，能在短时间内得到许多意见，能够有效地发挥集体的长处。能够有效地发挥集体的长处。头脑风暴法头脑风暴法4.对已提出方案的特征进行研究，对方案被对已提出方案的特征进行研究，对方案被采用时可能会出现的情况进行分析、预测。采用时可能会出现的情况进行分析、预测。主要内容：主要内容：允许性分析允许性分析 可行性分析可

19、行性分析 1 1、负作用的分析；、负作用的分析；2 2、潜在问题的分析；、潜在问题的分析；3 3、敏感性分析；、敏感性分析；4 4、费用效果分析。、费用效果分析。采用模型化方法，建立模型，采用模型化方法，建立模型，进行系统分析。进行系统分析。5.在一定的限制条件下，对各入选方案进行在一定的限制条件下，对各入选方案进行系统选择，选出最优方案。系统选择，选出最优方案。系统评价是方案选优与决策的基础。系统评价是方案选优与决策的基础。一般可以从单项评价入手，一般可以从单项评价入手，再到综合评价，再到综合评价，从而得到方案的优先顺序。从而得到方案的优先顺序。6.由决策者根据更全面的要求，最后选定由决策者

20、根据更全面的要求，最后选定一个或少数方案。一个或少数方案。最优方案不是单纯经济意义上的，而是最优方案不是单纯经济意义上的，而是综合的。综合的。7.根据最后选定的方案，具体实施。根据最后选定的方案，具体实施。逻逻 辑辑 维维时时 间间 维维 知知 识识 维维 为完成上述各阶段、各步骤，知识维为其提供所需为完成上述各阶段、各步骤，知识维为其提供所需要的知识和各种专业技术，霍尔把这些知识分为工程、要的知识和各种专业技术，霍尔把这些知识分为工程、医药、建筑、商业、法律、管理、社会科学和艺术等。医药、建筑、商业、法律、管理、社会科学和艺术等。系统工程及其发展历程系统工程及其发展历程 系统工程的基础理论系

21、统工程的基础理论 系统工程研究方法系统工程研究方法 物流系统工程的基本方物流系统工程的基本方法及技术法及技术第二章第二章 系统工程基础概述系统工程基础概述系统工程的基础理论系统工程的基础理论 一般系统论一般系统论大系统理论大系统理论运筹学运筹学经济控制论经济控制论 一般系统论一般系统论(general systems theory)(general systems theory)是通过是通过对各种不同系统进行科学理论研究而形成的关对各种不同系统进行科学理论研究而形成的关于适用于一切种类系统的学说。于适用于一切种类系统的学说。其主要创始人是生物学其主要创始人是生物学家家L.VL.V贝塔朗菲。贝塔

22、朗菲。一般系统论一般系统论 19691969年，比利时著名学者年，比利时著名学者I.I.普利高津提出了普利高津提出了“耗散结构（耗散结构（Dissipative StructureDissipative Structure）理论）理论”，认为一个开放的系统在远离平衡态的情况下，认为一个开放的系统在远离平衡态的情况下，通过不断地与外界交换能量、物质和信息，当通过不断地与外界交换能量、物质和信息，当发生某些特殊事物耦合，达到一定的阈值时，发生某些特殊事物耦合，达到一定的阈值时，就会突然出现以新的方式组织起来，产生新的就会突然出现以新的方式组织起来，产生新的质变，从原来混沌无序的混乱状态，转变为在质

23、变，从原来混沌无序的混乱状态，转变为在时空上或功能上的稳定的有序状态。时空上或功能上的稳定的有序状态。一般系统论一般系统论 19731973年，联邦德国的赫尔曼年，联邦德国的赫尔曼哈肯提出了协同哈肯提出了协同学理论（学理论（synergeticssynergetics），认为不同系统之间存），认为不同系统之间存在着各要素的协同行为，这种协同作用超越各在着各要素的协同行为，这种协同作用超越各要素自身的单独作用，从而形成整个系统的统要素自身的单独作用，从而形成整个系统的统一作用和联合作用。协同作用是形成系统有序一作用和联合作用。协同作用是形成系统有序结构的内部作用力，通过这种作用，系统能够结构的内

24、部作用力，通过这种作用，系统能够自动产生时间上、空间上或功能上的有序结构。自动产生时间上、空间上或功能上的有序结构。一般系统论一般系统论 大系统一般是规模庞大、结构复杂、环节大系统一般是规模庞大、结构复杂、环节多或层次较多、目标多样、影响因素众多、多或层次较多、目标多样、影响因素众多、关系错综复杂、并常带有随机性质的系统。关系错综复杂、并常带有随机性质的系统。大系统理论就是研究大系统的结构方案、大系统理论就是研究大系统的结构方案、稳定性、大系统优化、以及大系统的模型稳定性、大系统优化、以及大系统的模型简化等问题的理论或方法。简化等问题的理论或方法。大系统理论大系统理论 经济控制论是应用现代控制

25、论的科学方法经济控制论是应用现代控制论的科学方法分析经济过程的学科。分析经济过程的学科。19661966年美国哈佛大学经济系的年美国哈佛大学经济系的L L泰勒泰勒(L.(L.Taylor)Taylor)和和D D肯德里克肯德里克(D(DKendrick)Kendrick)教教授应用控制理论中的共轭梯度法制订了当授应用控制理论中的共轭梯度法制订了当时的韩国经济最优计划模型。时的韩国经济最优计划模型。经济控制论经济控制论 运筹学主要是运用模型化的方法，将一个已确运筹学主要是运用模型化的方法，将一个已确定研究范围的现实问题，按提出的预期目标，定研究范围的现实问题，按提出的预期目标，将现实问题中的主要

26、因素及各种限制条件之间将现实问题中的主要因素及各种限制条件之间的因果关系、逻辑关系建立数学模型，通过模的因果关系、逻辑关系建立数学模型，通过模型求解来寻求最优方案。型求解来寻求最优方案。运筹学的分支主要有：线性规划、非线性规划、运筹学的分支主要有：线性规划、非线性规划、动态规划、排队论、对策论、库存论等。动态规划、排队论、对策论、库存论等。运筹学运筹学 系统工程综合了一般系统论、大系系统工程综合了一般系统论、大系统论、经济控制论、运筹学、计算统论、经济控制论、运筹学、计算机科学、计算技术等专业学科的内机科学、计算技术等专业学科的内容。容。系统工程及其发展历程系统工程及其发展历程 系统工程的基础

27、理论系统工程的基础理论 系统工程研究方法系统工程研究方法 物流系统工程的基本方物流系统工程的基本方法及技术法及技术第二章第二章 系统工程基础概述系统工程基础概述1 1、基本功能、基本功能 基本功能是指能实现基本功能是指能实现人们预期目的的功能。人们预期目的的功能。一是从能力的角度来理一是从能力的角度来理解，主要是系统解，主要是系统“能干能干什么什么”之类的问题。之类的问题。二是从功效的层面来理二是从功效的层面来理解，也就是考虑系统输解，也就是考虑系统输入、输出的综合特征，入、输出的综合特征，衡量系统具有的效益或衡量系统具有的效益或性能。性能。一、系统功能分析一、系统功能分析2 2、剩余功能、剩

28、余功能 剩余功能是相对于系统剩余功能是相对于系统的基本功能而言的。的基本功能而言的。系统功能中，除去基本系统功能中，除去基本功能的其他功能都可以功能的其他功能都可以称为剩余功能。称为剩余功能。我们有时会用副产品或我们有时会用副产品或副作用来描述系统的剩副作用来描述系统的剩余余功能。功能。（一）功能分类（一）功能分类（二）功能的层次性（二）功能的层次性 系统总功能可理解成各项子功能的集成，系统总功能可理解成各项子功能的集成，也就是说，系统总功能可分解成不同层次也就是说，系统总功能可分解成不同层次的子功能。的子功能。（三）功能分析的思路（三）功能分析的思路1 1、系统功能的制约因素、系统功能的制约

29、因素（1 1）外界输入与环境因素的制约）外界输入与环境因素的制约（2 2）系统结构的制约）系统结构的制约2 2、功能分析的步骤、功能分析的步骤（1 1）对系统的输入输出关系进行准确描述；）对系统的输入输出关系进行准确描述；（2 2）进行输入输出关系的整体评价和分析；）进行输入输出关系的整体评价和分析；（3 3）对某一特定功能进行流程分析及流程再设计。）对某一特定功能进行流程分析及流程再设计。客 户 电 话 咨 询 接 通 有关 经 理 经 理 理 解问 题？接 通 相 关 工 程 师 安 排 工 程 师 前 往 客 户 满 意 工 程 师 向 经 理 汇 报 工 作 重 要 的 客 户 请 求

30、 工 程 中 心 支 持 否 否 否 否 否 否 电 话 回答 问 题 需 要 工 程师 前 往？接 线 员 理解 问 题？二、系统结构分析二、系统结构分析 对系统结构进行分析首先就需要确定系统中的要对系统结构进行分析首先就需要确定系统中的要素集，然后再对要素之间的关联进行分析，以此素集，然后再对要素之间的关联进行分析，以此达到认识系统的目的。达到认识系统的目的。（一）系统要素的描述（一）系统要素的描述 系统中的要素具有一定的功能，能将来自其他要系统中的要素具有一定的功能，能将来自其他要素的输入转换成输出。素的输入转换成输出。图2-3 用“黑箱”描述的要素 要素 输 入 输 出 要素环境 控制

31、指令 监测手段（二）要素之间的关联及描述（二）要素之间的关联及描述 要素之间的关联是指要素之间的相互联系或作用，要素之间的关联是指要素之间的相互联系或作用，按照不同的分类标准可划分出不同的关联类型。按照不同的分类标准可划分出不同的关联类型。例如，按照要素之间关系明确与否可划分为下面例如，按照要素之间关系明确与否可划分为下面三种：三种：(1)(1)确定性关联，即要素之间的关联是受确定的规确定性关联，即要素之间的关联是受确定的规律支配的。律支配的。(2)(2)不确定性关联，即要素之间是随机的关联，如不确定性关联，即要素之间是随机的关联，如统计学中所揭示的关联大多属于这一类。统计学中所揭示的关联大多

32、属于这一类。(3)(3)确定性与随机性关联的混合。确定性与随机性关联的混合。图2-4 按过程描述的新产品规划网络图图2-5 2-5 按职能划分组织（制造型企业）按职能划分组织（制造型企业）物流系统结构分析的物流系统结构分析的主要任务主要任务-分析物流系统的组成要素以及要素分析物流系统的组成要素以及要素之间有什么样的关系。之间有什么样的关系。从系统内部来考察其组从系统内部来考察其组成要素的联结关系，成要素的联结关系，要素之间的关系发生了变化，要素之间的关系发生了变化，就要引起系统结构的变化。就要引起系统结构的变化。（三）系统结构矩阵（三）系统结构矩阵要素的联结要素的联结 S1S2y12x12S1

33、S2y21x21S1S2y12x12y21x21(a)(b)(c)联结系数联结系数 Cij 描述要素描述要素Si与与Sj的联结状态，的联结状态，Si直接作用于直接作用于Sj时，时，Cij=1；Si与与Sj未联结时，未联结时，Cij=0 规定自我联结系数都为规定自我联结系数都为0。前面三图中的联结系数分别为：前面三图中的联结系数分别为：（a a）：）：C C1212=1=1，C C2121=0=0；（b b）：）：C C1212=0=0，C C2121=1=1；（c c）：）：C C1212=1=1，C C2121=1=1。联结方式联结方式 (1)串联方式串联方式S1S2S3S4S5并联方式并联

34、方式S1S2S3S4S5 联结方式联结方式 (2)反馈联结反馈联结S1S2S3S4S5 联结方式联结方式 (3)串联方式中的联结系数串联方式中的联结系数0 0 0 1 5554535251252422211514131145342312 CCCCCCCCCCCCCCCCC 对一个由对一个由5个要素构成的系统，个要素构成的系统，其结构矩阵用其结构矩阵用M表示如下：表示如下：5554535251454443424135343332312524232221151413121154321CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCSSSSSM从从从从从 至至 S1 S2 S3 S4 S5 串行结

35、构的结构矩阵串行结构的结构矩阵0000010000010000010000010串M 并行结构的结构矩阵并行结构的结构矩阵0000010000100001000001110并M 反馈结构的结构矩阵反馈结构的结构矩阵?0000110000010000100000010反M 反馈结构的结构矩阵反馈结构的结构矩阵0000110000010000010000010反M三、系统环境分析三、系统环境分析（一）系统与环境的关系（一）系统与环境的关系 环境因素对系统的影响是通过系统结构起作用并在输入输环境因素对系统的影响是通过系统结构起作用并在输入输出中得以表现的。系统的存在不能离开环境的支撑，一方出中得以表

36、现的。系统的存在不能离开环境的支撑，一方面是环境对系统功能的支撑；另一方面，系统结构及其变面是环境对系统功能的支撑；另一方面，系统结构及其变化也离不开环境因素的支持。化也离不开环境因素的支持。以功能为目的而建造的系统，往往在特定的环境中才显现以功能为目的而建造的系统，往往在特定的环境中才显现出这种功能。出这种功能。环境变化可能会使一个现有的结构解体或变成另一结构。环境变化可能会使一个现有的结构解体或变成另一结构。环境因素对系统的影响表现在两个层次：环境因素对系统的影响表现在两个层次：第一是不影响系统结构、但影响系统行为（输入输出过程）第一是不影响系统结构、但影响系统行为（输入输出过程）的环境因

37、素，称之为行为层的环境因素。的环境因素，称之为行为层的环境因素。第二是影响系统结构的环境因素，称之为结构层的环境因第二是影响系统结构的环境因素，称之为结构层的环境因素。素。（二）情景规划法（二）情景规划法 情景规划方法是随着社会经济运行环境的频繁变情景规划方法是随着社会经济运行环境的频繁变化而开发出来的有效方法。化而开发出来的有效方法。1 1处理环境变化的方法处理环境变化的方法 基于对未来的预测，利用可信的预测结果，对未基于对未来的预测，利用可信的预测结果，对未来情况进行规划与布局。来情况进行规划与布局。风险分析也是考虑不确定性因素的控制方法。风险分析也是考虑不确定性因素的控制方法。2情景规划

38、情景规划l 情景规划是针对不确定性的新结构问题时经常采用的重要情景规划是针对不确定性的新结构问题时经常采用的重要规划方法。规划方法。l 情景规划方法首先关注现实的趋势是否存在新的结构不确情景规划方法首先关注现实的趋势是否存在新的结构不确定性。其本质是针对所关注的焦点问题分析现实的变化趋定性。其本质是针对所关注的焦点问题分析现实的变化趋势。势。l 其次，要抓住主要的不确定因素，并勾画出未来的几种情其次，要抓住主要的不确定因素，并勾画出未来的几种情景。景。l 然后，设计出适合各种未来情景的有效方案。然后，设计出适合各种未来情景的有效方案。l 最后，随着时间的推移，事物变化的趋势不断明确，通过最后，

39、随着时间的推移，事物变化的趋势不断明确，通过不断地调整方案，摒弃某些不可能出现的情景方案。不断地调整方案，摒弃某些不可能出现的情景方案。系统工程及其发展历程系统工程及其发展历程 系统工程的基础理论系统工程的基础理论 系统工程研究方法系统工程研究方法 物流系统工程的基本方物流系统工程的基本方法及技术法及技术第二章第二章 系统工程基础概述系统工程基础概述物流系统工程的理论和方法基础物流系统工程的理论和方法基础运筹学运筹学经济控制论经济控制论大系统论大系统论系统动力学系统动力学物流系统工程的常用技术物流系统工程的常用技术模型化技术模型化技术最优化技术最优化技术网络技术网络技术分解协调技术分解协调技术

40、仿真技术仿真技术 由实体系统经过变换而得到的一个映由实体系统经过变换而得到的一个映像，是对系统的描述、模仿或抽象。像，是对系统的描述、模仿或抽象。模型化就是通过说明系统结构和行为模型化就是通过说明系统结构和行为的数学方程、图像或物理形式表达系的数学方程、图像或物理形式表达系统实体的一种科学方法。统实体的一种科学方法。模型化技术模型化技术 最优化最优化 在一定的约束条件下，如何求出在一定的约束条件下，如何求出使目标函数为最大使目标函数为最大(或最小或最小)的解。的解。求解最优化问题的方法称为最优求解最优化问题的方法称为最优化方法。化方法。如物资调运的最短路径问题、最大流如物资调运的最短路径问题、

41、最大流量、最小输送费用量、最小输送费用(或最小物流费用或最小物流费用)以及物流网点合理选择、库存优化策以及物流网点合理选择、库存优化策略等模型。略等模型。最优化技术最优化技术 以数理统计为基础，以网络分以数理统计为基础，以网络分析为主要内容，以电子计算机析为主要内容，以电子计算机为先进手段的新型计划化的管为先进手段的新型计划化的管理方法。理方法。网络技术网络技术网络技术主要有两种网络技术主要有两种PERT(计划评审法计划评审法)以时间控制为主以时间控制为主CMP(关键路线法关键路线法)，以成本控制为中心以成本控制为中心 采用采用“分解一协调分解一协调”方法先实现各方法先实现各子系统的局部优化，

42、再根据总系统子系统的局部优化，再根据总系统的总任务、总目标，使各子系统相的总任务、总目标，使各子系统相互互“协调协调”配合，实现总系统的全配合，实现总系统的全局优化。局优化。分解协调技术分解协调技术分解分解综合综合 将复杂的大将复杂的大系统，比如物系统，比如物流系统，分解流系统，分解为若干相对简为若干相对简单的子系统，单的子系统，以便运用通常以便运用通常的方法进行分的方法进行分析和综合析和综合 根据大系统的总根据大系统的总任务、总目标的任务、总目标的要求，使各分系要求，使各分系统相互协调配合，统相互协调配合，在各子系统局部在各子系统局部优化的基础上，优化的基础上，通过协调控制，通过协调控制，实

43、现大系统的全实现大系统的全局最优化局最优化 是指应用系统模型结合实际的或者模拟是指应用系统模型结合实际的或者模拟的环境和条件，进行研究、分析或实验的环境和条件，进行研究、分析或实验的技术方法的技术方法。仿真技术仿真技术 除上述方法外，预测、决除上述方法外，预测、决策论和排队论等技术方法策论和排队论等技术方法也较广泛地应用于物流系也较广泛地应用于物流系统的研究中。统的研究中。（一）物流系统的要素分析（一）物流系统的要素分析（二）物流系统的分析与建模（二）物流系统的分析与建模（三）物流系统的预测（三）物流系统的预测（四）物流系统的规划（四）物流系统的规划（五）运输与配送路线优化（五）运输与配送路线优化（六）物流系统仿真（六）物流系统仿真（七）物流系统的评价（七）物流系统的评价（八）物流系统决策（八）物流系统决策 物流系统工程的主要内容物流系统工程的主要内容(The end of CH 2)