第3章系统工程方法论课件.ppt
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- 系统工程 方法论 课件
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1、系统工程方法系统工程方法方法论层次上的方法方法论层次上的方法系统工程方法论系统工程方法论技术层次上的方法技术层次上的方法 系统工程优化技术系统工程优化技术研究、分析、处理系统工程问题运用的思想、程序和基本原则(亦研究、分析、处理系统工程问题运用的思想、程序和基本原则(亦即一般方法和总体框架)。如霍尔的三维结构模型、切克兰德的调即一般方法和总体框架)。如霍尔的三维结构模型、切克兰德的调查学习模式、并行工程方法学、物理查学习模式、并行工程方法学、物理事理事理人理系统方法论、综人理系统方法论、综合集成系统方法论等。合集成系统方法论等。处理复杂系统工程问题常用的一些具体方法。如模型化方法、系统处理复杂
2、系统工程问题常用的一些具体方法。如模型化方法、系统分析方法、系统评价方法、系统仿真方法等。分析方法、系统评价方法、系统仿真方法等。霍尔三维结构 是由美国学者霍尔等人于1969年提出的一种系统工程方法论。它的出现,为解决大型复杂系统的规划、组织、管理问题提供了一种统一的思想方法,因而在世界各国得到了广泛应用.霍尔三维结构是将系统工程整个活动过程分为前后紧密衔接的七个阶段和七个步骤,同时还考虑了为完成这些阶段和步骤所需要的各种专业知识和技能.这样,就形成了由时间维、逻时间维、逻辑维和知识维辑维和知识维所组成的三维空间结构。霍尔(霍尔(Arthur D.HallArthur D.Hall)美国通信工
3、程师和系统工程专家,霍尔三维结构的创始人。美国通信工程师和系统工程专家,霍尔三维结构的创始人。19241924年年4 4月月1313日生于美国弗吉尼亚州林奇堡。日生于美国弗吉尼亚州林奇堡。19491949年获普林年获普林斯顿大学工程学士学位,后在贝尔电话公司通信开发训练部学习斯顿大学工程学士学位,后在贝尔电话公司通信开发训练部学习3 3年获得结业证书。曾在纽沃克工学院、麻省理工学院、年获得结业证书。曾在纽沃克工学院、麻省理工学院、纽约大纽约大学和霍普金斯大学当研究生。学和霍普金斯大学当研究生。19651965年获科学硕士学位。年获科学硕士学位。19681968年获年获科学博士学位。科学博士学位
4、。他在贝尔电话公司工作了他在贝尔电话公司工作了1616年。在担任宽频带系统研究部部年。在担任宽频带系统研究部部主任期间,曾主持波导及同轴电缆脉码调制传输系统规划。在担主任期间,曾主持波导及同轴电缆脉码调制传输系统规划。在担任电视工程部主任期间,主持并参加了教育电视、共用天线电视。任电视工程部主任期间,主持并参加了教育电视、共用天线电视。无线电和电视广播以及电视电话的系统规划。无线电和电视广播以及电视电话的系统规划。19661966年任杰罗尔德年任杰罗尔德电子公司主管工程的副总裁。电子公司主管工程的副总裁。19681968年担任年担任SCMSCM公司研究、开发和公司研究、开发和系统工程副总裁。系
5、统工程副总裁。19701970年后任年后任A.D.A.D.霍尔公司总裁,在远程通信方霍尔公司总裁,在远程通信方面提供咨询服务。他是费城宾夕法尼亚大学系统工程兼职教授。面提供咨询服务。他是费城宾夕法尼亚大学系统工程兼职教授。对发展系统工程有重要贡献,著有对发展系统工程有重要贡献,著有系统工程方法论系统工程方法论。时间维时间维逻辑维逻辑维知识维知识维规划阶段规划阶段拟定方案拟定方案系统研制系统研制生产阶段生产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实施实施决策决策最优化最优化系统分析系统分析系统综合系统综合目标选择目标选择弄清问题弄清问题管理管理法律法律工程技术工程技术表示工作阶段表示
6、工作阶段,即即按时按时间排列的工作顺序间排列的工作顺序.1.时间维(p44)时间维时间维逻辑维逻辑维知识维知识维规划阶段规划阶段拟定方案拟定方案系统研制系统研制生产阶段生产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实施实施决策决策最优化最优化系统分析系统分析系统综合系统综合目标选择目标选择弄清问题弄清问题管理管理法律法律工程技术工程技术表示思维过程表示思维过程,即即每一每一阶段工作中应遵循的阶段工作中应遵循的逻辑步骤逻辑步骤.1.时间维2.逻辑维(p45)时间维时间维逻辑维逻辑维知识维知识维规划阶段规划阶段拟定方案拟定方案系统研制系统研制生产阶段生产阶段安装阶段安装阶段运行阶段运行阶
7、段更新阶段更新阶段实施实施决策决策最优化最优化系统分析系统分析系统综合系统综合目标选择目标选择弄清问题弄清问题3.知识维(p46)法律法律管理管理工程技术工程技术1.时间维2.逻辑维完成各阶段中各思维步完成各阶段中各思维步骤所需要的专业知识骤所需要的专业知识.实施实施决策决策最优化最优化系统分析系统分析系统综合系统综合目标选择目标选择问题阐述问题阐述1 2 3 4 5 6 71 1 规划规划2 2 拟定方案拟定方案3 3 系统研制系统研制4 4 生产生产5 5 安装安装6 6 运行运行7 7 更新更新逻辑维逻辑维 时间维时间维二维活动矩阵二维活动矩阵:调研、制定方针、调研、制定方针、政策和规划
8、政策和规划提出具体的计划提出具体的计划方案方案 作出研制方案及作出研制方案及生产计划生产计划 生产出零部件,生产出零部件,提出安装计划提出安装计划 实施实施决策决策最优化最优化系统分析系统分析系统综合系统综合目标选择目标选择问题阐述问题阐述1 2 3 4 5 6 71 1 规划规划2 2 拟定方案拟定方案3 3 系统研制系统研制4 4 生产生产5 5 安装安装6 6 运行运行7 7 更新更新逻辑维逻辑维 时间维时间维二维活动矩阵二维活动矩阵:系统运行,为预系统运行,为预期用途服务期用途服务.改进、取消旧系改进、取消旧系统,建立新系统统,建立新系统.安装好系统,并安装好系统,并制定运行计划制定运
9、行计划.实施实施决策决策最优化最优化系统分析系统分析系统综合系统综合目标选择目标选择问题阐述问题阐述1 2 3 4 5 6 71 1 规划规划2 2 拟定方案拟定方案3 3 系统研制系统研制4 4 生产生产5 5 安装安装6 6 运行运行7 7 更新更新逻辑维逻辑维 时间维时间维二维活动矩阵二维活动矩阵:系统调查系统调查,搜集资搜集资料和数据料和数据,弄清问题弄清问题日本日本:如何打开如何打开坤表销路?坤表销路?耐用准确耐用准确试销试销样式花色样式花色试销试销实施实施决策决策最优化最优化系统分析系统分析系统综合系统综合目标选择目标选择问题阐述问题阐述1 2 3 4 5 6 71 1 规划规划2
10、 2 拟定方案拟定方案3 3 系统研制系统研制4 4 生产生产5 5 安装安装6 6 运行运行7 7 更新更新逻辑维逻辑维 时间维时间维二维活动矩阵二维活动矩阵:将将系统目的系统目的具体化具体化,拟拟定目标及评价标准定目标及评价标准.4%4%击落敌机击落敌机率率25%25%10%击沉商船率击沉商船率结论结论英美军方英美军方:商船是否应商船是否应装火炮?装火炮?实施实施决策决策最优化最优化系统分析系统分析系统综合系统综合目标选择目标选择问题阐述问题阐述1 2 3 4 5 6 71 1 规划规划2 2 拟定方案拟定方案3 3 系统研制系统研制4 4 生产生产5 5 安装安装6 6 运行运行7 7
11、更新更新逻辑维逻辑维 时间维时间维二维活动矩阵二维活动矩阵:按照问题性质及总的按照问题性质及总的功能要求功能要求,形成一组备形成一组备选系统方案选系统方案.形成模型形成模型,把备选方案与把备选方案与评价评价目标目标联系起来联系起来.对系统分析结果比较评对系统分析结果比较评价价,精选出最佳的方案精选出最佳的方案.实施实施决策决策最优化最优化系统分析系统分析系统综合系统综合目标选择目标选择问题阐述问题阐述1 2 3 4 5 6 71 1 规划规划2 2 拟定方案拟定方案3 3 系统研制系统研制4 4 生产生产5 5 安装安装6 6 运行运行7 7 更新更新逻辑维逻辑维 时间维时间维二维活动矩阵二维
12、活动矩阵:根据最后选定的方案根据最后选定的方案,具体加以实施具体加以实施.由决策者进行决策由决策者进行决策,选定选定一个或几个方案试行一个或几个方案试行.实施实施决策决策最优化最优化系统分析系统分析系统综合系统综合目标选择目标选择问题阐述问题阐述1 2 3 4 5 6 71 1 规划规划2 2 拟定方案拟定方案3 3 系统研制系统研制4 4 生产生产5 5 安装安装6 6 运行运行7 7 更新更新逻辑维逻辑维 时间维时间维二维活动矩阵二维活动矩阵:a11 a12 a16 a17 a21a34a47a53a61a77环境科学社会科学计算机科学管理科学经济法律工程技术123456ABCDEFG明确
13、问题明确问题 选择目标选择目标 系统综合系统综合 系统分析系统分析 方案优化方案优化 作出决策作出决策 付诸实践付诸实践 知识维知识维时间维时间维逻辑维逻辑维 规划阶段规划阶段 方案阶段方案阶段 研制阶段研制阶段 生产阶段生产阶段 运行阶段运行阶段 更新阶段更新阶段系统工程的霍尔三维结构系统工程的霍尔三维结构 以一向量以一向量(工作阶段、工作阶段、思维过程、专业知识思维过程、专业知识)表示表示出系统工程所处的任意位出系统工程所处的任意位置,就是三维空间结构作置,就是三维空间结构作为统工程为统工程方法论的本质方法论的本质霍尔三维结构强调明确目标,核心内容是最优化,并认为现实问题基本上都可以归纳成
14、结构良好的工程系统问题,应用定量分析手段,求得最优解答.霍尔三维结构小结:该方法论具有研究方法上的整体性(三维)、技术应用的综合性(知识维)、组织管理上的科学性(时间维和逻辑维)和系统工程工作的问题导向性(逻辑维)的突出特点.该方法论是英国兰卡斯特大学的该方法论是英国兰卡斯特大学的切克兰德切克兰德2020世世纪纪7070年代中期提出的,是对霍尔方法论的修正年代中期提出的,是对霍尔方法论的修正.切克兰德切克兰德的的“调查学习调查学习”软方法的核心不是寻软方法的核心不是寻求求最优化最优化,而是而是“调查、比较调查、比较”或者说是学习或者说是学习,从从模型和现状比较中模型和现状比较中,寻求改善现存系
15、统的途径寻求改善现存系统的途径.系统系统良良 好好结构系统结构系统不不 良良 结构系统结构系统偏重工程、机理明显的物理型硬系统,可定量描述。偏重工程、机理明显的物理型硬系统,可定量描述。偏重社会、机理尚不清楚的生物型软系统,较难定量描述。偏重社会、机理尚不清楚的生物型软系统,较难定量描述。问问题题现现状状说说明明弄弄清清关关联联因因 素素 建建立立概概念念模模 型型 改改善善概概念念模模 型型 比比较较实实施施切克兰德切克兰德“调查学习调查学习”软方法流程图软方法流程图该方法的步骤可用如下流程图表示:问问题题现现状状说说明明通过调查分析,对所研通过调查分析,对所研究的不良结构系统的究的不良结构
16、系统的现现状状进行说明进行说明,以求改善以求改善。问问题题现现状状说说明明初步弄清与改善现状初步弄清与改善现状有关的各种因素有关的各种因素及其及其 相互关系相互关系.弄弄清清关关联联因因素素 问问题题现现状状说说明明在不能建立在不能建立数学模型数学模型时时,用结构模型或用结构模型或语言语言模型模型描述现状描述现状.弄弄清清关关联联因因素素 建建立立概概念念模模型型 问问题题现现状状说说明明随着分析的深入和随着分析的深入和“学习学习”的加深的加深,用更合适用更合适的模型的模型和和方方法改进上述概念模型法改进上述概念模型.弄弄清清关关联联因因 素素 建建立立概概念念模模 型型 改改善善概概念念模模
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