系統(tǒng)工程原理

前言

20世紀(jì)40年代以來，科學(xué)技術(shù)取得了巨大進(jìn)步，出現(xiàn)了研制計算機(jī)、導(dǎo)彈和宇宙飛船等的大學(xué)科、大工程。在這些大學(xué)科、大工程中，運(yùn)用系統(tǒng)工程方法取得了顯著成效，對系統(tǒng)工程的發(fā)展起到了推動作用，同時也標(biāo)志著人類在組織管理技術(shù)上迎來了一個新時代?，F(xiàn)代系統(tǒng)科學(xué)與系統(tǒng)工程的發(fā)展，體現(xiàn)在系統(tǒng)哲學(xué)、系統(tǒng)方法、系統(tǒng)技術(shù)和系統(tǒng)實(shí)踐各個層面上，系統(tǒng)工程思想已廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)科學(xué)及人們?nèi)粘Ｉ罟芾淼脑S多領(lǐng)域，它改變了人們觀察世界的方法和角度，并豐富了人類對自然和社會的認(rèn)識。我國的系統(tǒng)科學(xué)與系統(tǒng)工程是在著名科學(xué)家錢學(xué)森教授的直接倡導(dǎo)下建立和發(fā)展起來的。20世紀(jì)60年代初期，在國防尖端技術(shù)方面應(yīng)用系統(tǒng)工程方法取得了顯著成效；60～70年代著重于傳播系統(tǒng)工程理論、方法；80～90年代獨(dú)立地開展系統(tǒng)工程理論、方法和應(yīng)用研究，取得了創(chuàng)新性進(jìn)展。1979年，國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)系統(tǒng)工程與數(shù)學(xué)系由錢學(xué)森教授親自組建，招收了系統(tǒng)工程專業(yè)本科生和研究生，繼而又獲得了系統(tǒng)工程碩士、博士學(xué)位授予權(quán)。30多年來，“系統(tǒng)工程原理”課程一直是該專業(yè)的主干課程，2010年，“系統(tǒng)工程原理”被評為國家精品課程。這次重新出版的《系統(tǒng)工程原理》教材是作者在上述基礎(chǔ)上，根據(jù)多年從事系統(tǒng)工程教學(xué)和科研的實(shí)踐經(jīng)驗編寫而成的。該書面向21世紀(jì)人才培養(yǎng)的高要求，較系統(tǒng)地介紹了系統(tǒng)工程的基本概念、理論和方法，避免了與運(yùn)籌學(xué)課程內(nèi)容的重復(fù)，加強(qiáng)了相關(guān)計算實(shí)踐及軟件應(yīng)用的指導(dǎo)，較好地反映了近年來系統(tǒng)工程理論方法的新成果。因此，本書的正式出版是一件值得慶賀的事。系統(tǒng)工程作為一門新興的綜合性的邊緣學(xué)科，在理論上、方法上和體系上都處于發(fā)展之中，它必將隨著生產(chǎn)技術(shù)、基礎(chǔ)理論、計算工具的發(fā)展而不斷發(fā)展。因此，可以預(yù)計在此過程中本書亦將會不斷更新、豐富和完善。

內(nèi)容概要

　　《普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材：系統(tǒng)工程原理》是在長期進(jìn)行系統(tǒng)工程教學(xué)和科研的基礎(chǔ)上編寫的，此體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、完整地體現(xiàn)了系統(tǒng)工程的基本概念、基本原理及基本方法，同時也避免了與運(yùn)籌學(xué)課程內(nèi)容的重復(fù)。本教材內(nèi)容選材充分反映了近年來系統(tǒng)工程理論與方法的最新研究成果。載人航天系統(tǒng)工程是一個典型的復(fù)雜系統(tǒng)工程，結(jié)合工作實(shí)踐，以載人航天系統(tǒng)工程為背景介紹載人航天系統(tǒng)工程有關(guān)內(nèi)容。

書籍目錄

序 前言 第1章 緒論 1.1 系統(tǒng)的概念 1.2 系統(tǒng)工程的概念 1.3 系統(tǒng)科學(xué)體系 本章小結(jié) 思考題·習(xí)題 第2章 系統(tǒng)工程方法論 2.1 霍爾的“三維結(jié)構(gòu)”模型 2.2 切克蘭德的“調(diào)查學(xué)習(xí)”模式 2.3 并行工程方法學(xué) 2.4 綜合集成工程方法學(xué) 2.5 物理—事理—人理系統(tǒng)方法論 2.6 “5w1h”方法 本章小結(jié) 思考題·習(xí)題 第3章 系統(tǒng)建模與系統(tǒng)分析 3.1 系統(tǒng)模型概述 3.2 系統(tǒng)建模方法 3.3 系統(tǒng)分析概述 3.4 系統(tǒng)目標(biāo)分析 3.5 系統(tǒng)杯境分析 3.6 系統(tǒng)功能分析 3.7 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析 3.8 解析結(jié)構(gòu)模型 本章小結(jié) 思考題·習(xí)題 第4章 系統(tǒng)預(yù)測 4.1 系統(tǒng)預(yù)測概述 4.2 定性預(yù)測方法 4.3 時間序列分析預(yù)測 4.4 回歸分析預(yù)測 4.5 狀態(tài)空間分析預(yù)測 4.6 馬爾可夫預(yù)測 4.7 系統(tǒng)預(yù)測工具軟件簡介 本章小結(jié) 思考題·習(xí)題 第5章 系統(tǒng)評價 5.1 系統(tǒng)評價概述 5.2 層次分析法 5.3 網(wǎng)絡(luò)分析法 5.4 模糊綜合評價法 5.5 數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法 5.6 matlab軟件在系統(tǒng)評價中的應(yīng)用 本章小結(jié) 思考題·習(xí)題 第6章 系統(tǒng)決策 6.1 決策和決策過程 6.2 風(fēng)險型決策 6.3 完全不確定型決策 6.4 貝葉斯決策 6.5 系統(tǒng)決策中的幾個問題 6.6 多目標(biāo)決策 6.7 系統(tǒng)決策工具軟件簡介 本章小結(jié) 思考題·習(xí)題 第7章 網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù) 7.1 網(wǎng)絡(luò)圖的組成及繪制 7.2 網(wǎng)絡(luò)圖的參數(shù)及其計算 7.3 任務(wù)按期完成的概率分析與計算 7.4 網(wǎng)絡(luò)圖的調(diào)整與優(yōu)化 7.5 網(wǎng)絡(luò)的時間—費(fèi)用分析與優(yōu)化 7.6 網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)的應(yīng)用 7.7 網(wǎng)絡(luò)計劃工具軟件簡介 本章小結(jié) 思考題·習(xí)題 附錄 附錄一 標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布 附錄二 相關(guān)系數(shù)檢驗表(k＝1) 附錄三 t分布檢驗臨界值表 附錄四 f分布表 附錄五 durbin—watson檢驗表 附錄六 x2分布的臨界值 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)就是組分（子系統(tǒng)）及組分（子系統(tǒng)）之間關(guān)聯(lián)方式的總和。關(guān)聯(lián)方式主要是因果關(guān)系（數(shù)學(xué)和邏輯關(guān)系），其表現(xiàn)形式有樹狀結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀（網(wǎng)絡(luò)）結(jié)構(gòu)兩種。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)從動態(tài)性上可劃分為系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)與運(yùn)行結(jié)構(gòu)，即靜態(tài)與動態(tài)結(jié)構(gòu)；從時空性上可劃分為系統(tǒng)時間結(jié)構(gòu)、空間結(jié)構(gòu)和時一空關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)功能就是系統(tǒng)所產(chǎn)生的、有利于系統(tǒng)和環(huán)境中某些事物乃至整個系統(tǒng)和環(huán)境續(xù)存和發(fā)展的作用。凡系統(tǒng)必有結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系密切，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行環(huán)境共同決定系統(tǒng)功能。系統(tǒng)行為就是系統(tǒng)功能的一種外部表現(xiàn)，是系統(tǒng)相對于它的環(huán)境所表現(xiàn)出來的任何變化。行為屬于系統(tǒng)自身的變化，是系統(tǒng)自身特性的表現(xiàn)，但又同環(huán)境有關(guān)，反映環(huán)境對系統(tǒng)的作用或影響。在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究中，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究已成為關(guān)注的熱點(diǎn)。絕大部分事物都可以看做網(wǎng)絡(luò)，而且許多網(wǎng)絡(luò)非常復(fù)雜。不同的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)可以具有相似的結(jié)構(gòu)性質(zhì)與共性的問題，而且網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與功能密切相關(guān)。1.1.4系統(tǒng)的分類在自然界和人類社會中普遍存在著各種不同性質(zhì)的系統(tǒng)。為了對系統(tǒng)的性質(zhì)加以研究，需要對系統(tǒng)存在的各種形態(tài)加以探討。1.自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)按照系統(tǒng)的起源，自然系統(tǒng)是由自然過程產(chǎn)生的系統(tǒng)。這類系統(tǒng)是自然物（礦物、植物、動物等）所自然形成的系統(tǒng)，像海洋系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)等。人造系統(tǒng)則是人們將有關(guān)元素按其屬性和相互關(guān)系組合而成的系統(tǒng)，如人類對自然物質(zhì)進(jìn)行加工，制造出各種機(jī)器所構(gòu)成的各種工程系統(tǒng)。實(shí)際上，大多數(shù)系統(tǒng)是自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)的復(fù)合系統(tǒng)。例如，在人造系統(tǒng)中，有許多是人們運(yùn)用科學(xué)技術(shù)改造了的自然系統(tǒng)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了越來越多的人造系統(tǒng)。但是，值得注意的是，許多人造系統(tǒng)的出現(xiàn)，卻破壞了自然生態(tài)系統(tǒng)的平衡，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，并破壞了生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。近年來，系統(tǒng)工程越來越注意從自然系統(tǒng)的屬性和關(guān)系中，探討研究人造系統(tǒng)。

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