1、1系统工程系统:由两个以上有机联系、相互作用的要素所组成,具有特定功能、结构和环境的整体。系统属性:整体性、关联性、环境适应性。系统类型:自然与人造系统、实体与概念系统、动态与静态系统、封闭与开放系统系统工程:是从总体出发,合理开发、运行和革新一个大规模复杂系统所需思想、理论、方法论、方法与技术的总称。SE 的研究对象:大规模复杂系统 其特点有:规模庞大、结构复杂、属性及目标多样、一般为人-机系统、经济性突出。系统工程的特点:一个系统,两个最优:以系统为研究对象,效果最优,方法最优;以软为主,软硬结合;跨学科性,综合性强;定性与定量相结合;以宏观研究为主,兼顾微观研究系统工程与其他工程的区别:
2、(1)研究对象方面: 其他工程的研究对象为特定领域的工程物质对象;系统工程研究对象不仅限于物质,还包括自然现象、生态、人类、企业和社会、管理方法等。 (2)方法论方面:系统工程既要应用数学、物理等自然科学,又要应用其他的工程技术以及社会学、经济学等各种学科。三个阶段系统思想的演变及其特点:1、 “只见森林”阶段(古代朴素的系统思想) 2、 “只见树木”阶段(近代西方的系统思想)3、 “先见森林,后见树木”阶段(现代科学的系统思想) 。系统理论包括:1、老三论:一般系统论、控制论和信息论。2、新三论:耗散结构理论、协同学和突变论。 香农对信息的定义:不确定性的减少。即:信息量是把某种不确定性趋向
3、于确定的一种度量,信息量的大小取决于消息的不确定减少程度,不确定减少程度越大,则信息量越大;不确定减少程度小则信息量越少。信息与消息的区别:消息是信息的携带者,但并非每条消息都带 有信息,或带有同等信息量的信息方法:是完成一个既定目标的具体技术与工具;方法论:即关于方法的理论,是进行探索的一般途径,它高于方法,是对方法使用的指导。霍尔三维结构的逻辑维: 摆明问题 , 系统指标设计, 系统方案综合, 模型化, 最优化, 决策, 实施计划霍尔三维结构与切克兰德方法的比较:相同点: 问题导向,注重程序及阶段;不同点:研究对象或应用领域、基本方法、核心内容或关键点、反馈机制.问题本身的信息收集:1、问
4、题的确认:找出主要问题 2、发生地点 3、发生时间 4、问题的广度问题的原因分析方法:横向分析、纵向分析、逆向论证系统分析(SA):运用建模及预测、优化、仿真、评价等技术对系统的各有关方面进行定性与定量相结合的分析,为选择最优或满意的系统方案提供决策依据的分析研究过程。SA 要素: 问题 目的及目标 方案 模型 评价 决策模型: 现实系统的理想化抽象或简洁表示。模型分类:A:概念模型、符号模型、形象模型、类比模型、仿真模型、B:分析模型、博弈模型、判断模型、仿真模型;C:数学模型、仿真模型、结构模型;D:实体模型2解释结构模型(ISM) (Interpretative Structural M
5、odeling):应用有向连接图描述系统各要素间的关系,以表示一个作为要素集合体的系统的模型。起始集 B(S)-源点:系统要素集合 S 的起始集是在 S 中只影响其他要素而不受其他要素影响的要素所构成的集合终止集 E(S)- 汇点:系统要素集合 S 的终止集是在 S 中只被其他要素影响而不影响其他要素的要素所构成的集合逐对比较法:将指标两两比较而打分,然后对每一指标的得分求和,并进行百分化等处理。特点:没有体现相对重要程度,规则过于绝对与定性化,总有一项权重为 0古林法的特点:1、相对主观 2、体现了逐项对比的相对重要程度;3、各指标下每个方案的价值评定分数直接由原始数据计算。 4、不单是可以
6、算权重,还可以算价值量常见的多级递阶结构类型 :完全相关性结构、完全独立性结构、混合结构评价几要素 (5W1H ):评价对象(What) 、评价主体(who) 、评价目的(Why ) 、评价时期(when) 、评价地点(where )及评价方法(how )系统评价方法:1、关 联 矩 阵 法: 原理性的方法。即用矩阵形式来表示各替代方案有关评价指标的重要度与指标的价值评定量之间的关系。2、层 次 分 析 法: 适用于评价要素分层次 3、模糊综合评判法:适用于多主体评价一般决策问题的条件:(1)目标(2)至少有 2 个以上的行动方案 Ai(3)决策状态、环境决策者不可控因素(4)不同方案得失(益
7、损值)可计算,决策问题的分类:确定型决策、风险型决策、不确定型决策、对抗型决策、多目标决策风险型决策条件:1、存在明确的目标 2、 自然状态不确定,但已知自然状态的概率 3、存在可供选择的两个及以上的行动方案 4、不同方案在确定状态下的损益值可以计算不确定型决策的几种准则:(一) 、乐观准则(最大最大法则) maxmaxVij (二)、悲观准则(最小最大法则) maxminVij (三) 、折中准则(乐观系数准则 )max(maxVij )+(1-)(minVij ) (四)、等可能准则 (五)、后悔值准则(最小机会损失) maxVij -Vij 决策树法优点:(1)形成了一个简单明晰的决策过
8、程,使决策者能按顺序有步骤地进行决策;(2)构成的决策图比较直观,便于集体讨论决策;(3)便于随时查核重要的决策依据, 并可适时进行修改、补充,以更好地实现预定目标 31、逐对比较法:X1 X2 X3 X4 X5XjVij Wj 0.25 0.25 0.1 0.2 0.2A1 2 3 4 3 3 2.85A2 3 3 3 4 3 3.2A3 4 1 1 2 1 1.95显然:V2V1V3 ,所以方案优劣顺序为: A2A1A32、古林法:X1 X2 X3 X4 X5XjVij Wj 0.25 0.25 0.1 0.2 0.2A1 0.262 0.402 0.487 0.349 0.4 0.365
9、A2 0.336 0.344 0.306 0.379 0.4 0.356A3 0.402 0.254 0.206 0.273 0.2 0.279显然:V1V2V3 ,所以方案优劣顺序为: A1A2A33、模糊综合评判法某人购买冰箱前为确定三种冰箱 A1、A2、A3 的优先顺序,由五个家庭成员应用模糊综合评判法对其进行评价。评价项目(因素)集由价格 f1、质量 f2、外观 f3 组成,相应的权重由b 所示判断矩阵求得。同时确定评价尺度分为三级,如价格有低(0.3 分)、中(0.2)、高(0.1 分)。评判结果如表 C 所示。请计算三种冰箱的优先度并排序。表 bf1 f2 f3f1 1 1/3 2
10、替代方案 Rij Kij VijA1 0.778 0.651 0.262X1 A2 0.837 0.837 0.336A3 - 1 0.402合计 2.488 1A1 1.171 1.586 0.402X2 A2 1.354 1.354 0.344A3 - 1 0.254合计 3.94 1niij1Vjniij1Vj4f2 3 1 5f3 1/2 1/5 1表 c 冰箱种类 A1 A2 A3评价项目 f1 f2 f3 f1 f2 f3 f1 f2 f30.3 2 1 2 2 4 3 2 1 30.2 2 4 3 1 0 0 2 3 2评价尺度0.1 1 0 0 2 1 2 1 1 0解:指标权
11、重计算:(11/32) 1 / n W i / W i =(10.874+1/32.466+2 0.464)i/0.874F1 F2 F3 Wi Wi 0 iF1 1 1/3 2 0.874 0.230 3F2 3 1 5 2.466 0.648 3.006F3 1/2 1/5 1 0.464 0.122 3.008一致性检验: 查表maxn.05C.I.213C.R.I/=0.25/.048.1因此通过一致性检验隶属度矩阵换算:R=0.2 Ai 的转置A10.4.28.6A20.4.82.6.A3206.4综合隶属度计算:B = A R = Wi 0 R 1 .4.(0.23,8.12)8(
12、.27,0684.).6A2 0.B(.,64.).(.,.).4A3 .2(0.,8.12)06.(0.95,2.176).5综合优先度计算: TA1P(0.27,684.)(0.3,2.1)0.2TBV 2 , 4TA3(.95.1)(.,.).T根据优先度结果得各方案的排序为:A2 A1 A34、决策树法画出决策树计算方案的期望值:方案 1(扩建):6010100500方案 2(转包):351040310方案 3(新建):3010200100根据最大期望收益值准则,以扩建方案较优5、不确定决策方法(5 种方法)大中取大:maxmaxVij ;小中取大: maxminVij ;等可能准则:
13、max1/n Vij ;折中:max (maxVij )+(1-)(minVij ) ;后悔值:min【max maxVij -Vij 】 7、实用方法(V:行要素直接影响列要素 A:列要素直接影响行要素 X:相互影响)步骤:(1)可达矩阵 M (2)缩减矩阵 M (3)层次化处理 M(L)- 小单位矩阵(4)绘制多级递阶有向图500 投资 40 万投资 200 万投资 100 万销路好(0.4)销路一般(0.5)销路差(0.1)10060-400销路好(0.4)销路一般(0.5)销路差(0.1)50300销路好(0.4)销路一般(0.5)销路差(0.1)60060-100A1A2A31003
14、5030010 年66、规范方法:解:(1)区域划分 Si R(Si) A(Si) C(Si) B(S)123456711,23,4,5,64,5,654,5,61,2,71,2,72,733,4,63,4,5,63,4,671234,654,6737因为 B(S)=S3,S7,且有 R(S3)R(S7)=S3,S4,S5,S6S1,S2,S7=,所以S3、S4、S5、S6 与 S1、S2 、S7 分属两个相对独立的区域,即有:P1=S3,S4,S5,S6 P2=S1,S2,S7 这时可达矩阵为 M(P)-块对角矩阵(P1,P2)(2) 级位划分:P1要素集合 Si R(S) A(S) C(S
15、) C(S)=R(S) (P1)P-L0135671,5,73,5,653,5,65,713,61,3,5,6,73,61,713,653,67 L1=S5P-L113671,73,63,6713,63,61,713,63,67L2=S3, S6 S7P-L1-L2 1 1 1 1 L3=S1P2要素集合 Si R(S) A(S) C(S) C(S)=R(S) (P2)P-L0 24 22,4 2,44 24 L1=S2P-L1 4 4 4 4 L2=S4这时可达矩阵变为记为 M(L )-按 L1,L2,L3 排列7(3)提取骨架矩阵(即:“1”元素最少)1、缩减矩阵 M(L) 2、M(L)-
16、 M(L)主对角线上的“1”全变为“0” 3、A -去掉M(L)中的越级二元关系 (4)绘制多级递阶有向图案例 1 型缝纫机销售问题一家具有相当规模的商品公司,经销一系列的“私有品牌”(Private brand )缝纫机,共有六种不同的机型。这些缝纫机在最初推出时,反映良好,然而一年多以后,销售却不如预期。促销经理、采购经理、负责缝纫机的采购人员决定开会分析这一问题“确认”: 缝纫机销售不佳。 机种 A 的销售不佳。机种 B 和 C 的销售成绩比 A 要好得多。而机种D、E 和 F 的销售则相当好。“地点”:机种 A 的销售不佳是全国性的。“时间”:机种 A 的销售在最初几个月,曾经如预期一
17、般良好,之后就大幅跌落。机种 B 和 C 开始销售时,销售情况良好,之后开始下跌,但下跌幅度不如机种 A 大。机种 D、E 和 F 的销售,从开始到现在都一直相当好。问题的原因分析横向分析采购经理:机种 A 的附件比较少,促销点也较少。采购员:销售特点上看差异促销经理:是否机种 A 缺乏销售诱因问题的原因分析纵向分析 销售经理:销售人员销售机种 A 所得的佣金最低,其次为机种 B 和 C,其他三种机型的佣金则最高。 采购员:新产品推出之后,是否要经过一段时间,业务员才能实际拿到佣金,才能算出那些项目给他们带来的收入最大?原因的检验: 促销经理提高了机种 A 的佣金,其他则不变。两个月之内,机种
18、 A 的销售量开始回升。8案例 2计划落成典礼美国政府的一个耗资数百万美元的新实验室,将在数周之内举行落成典礼。该机关的一位资深主管负责安排这一典礼。有许多华盛顿的政要和一些外国高官将前来参加。该主管决定用“潜在问题分析”来进行计划。对容易出问题的地方提问: 天气 人物 设备 混乱找出特定的潜在问题 天气:傍晚的暴风雨 10%的几率 设备:大人物使用的和大众使用的 汽车、巴士的停车空间不足 卫生设备不足 无大水龙头 座位不足 垃圾桶或垃圾容器不足 重要人物缺席找出可能的原因和预防性的行动 暴风雨:典礼在下午一点过后结束 人物缺席:时刻与贵宾保持联系 设备不足:尽量预定一些备用 混乱,卫生环境保持:及时安排较多的清理人员 找出应变计划 安排后援演说者 讲台附近安排接待区 向第二家旅馆预定一些房间 童子军作为备用的清洁队伍 结果 天气一直很好,未下雨 主讲者临时变故,取消了演讲,后援演说者代替。 临时停车场井然有序。 交通顺畅 演出圆满。 意外:超音速飞机的飞行表演