系统工程的方法论学习培训模板课件.ppt

1、人们将研究、分析和处理问题的思想、程序和基本原则人们将研究、分析和处理问题的思想、程序和基本原则叫做叫做方法论方法论。系统工程方法系统工程方法 1、方法层次上的方法：、方法层次上的方法：研究、分析、处理系统工程问题运用的研究、分析、处理系统工程问题运用的程序程序和和基本原则基本原则 2、技术层次上的方法：、技术层次上的方法：处理复杂系统问题常用的一些处理复杂系统问题常用的一些具体方法具体方法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思想和方法指的是处理复杂系统问题的基本思想和方法论层次上各种方法的总和。论层次上各种方法的总和。第二章第二章 系统工程的方法论系统工程的方法论n系统工

2、程方法论系统工程方法论就是分析和解决系统开发、运作及管理实践中的就是分析和解决系统开发、运作及管理实践中的问题所应遵循的工作程序、逻辑步骤和基本方法。问题所应遵循的工作程序、逻辑步骤和基本方法。环境科学环境科学社会科学社会科学工程技术工程技术计算机科学计算机科学管理科学管理科学经济经济法律法律时间维（时间进程）时间维（时间进程）明确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施付诸实施A B C D E F G6 5 4 3 2 1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一、霍尔一、霍尔“三维结构三维

3、结构”模型模型第一节 系统工程的基本工作过程 逻辑维：每个阶段需进行的工逻辑维：每个阶段需进行的工作步骤，是运用系统工程方法作步骤，是运用系统工程方法进行思考、分析和解决问题应进行思考、分析和解决问题应遵循的一般程序。遵循的一般程序。知识维：指在完成上述各知识维：指在完成上述各阶段和各步骤所需要的各阶段和各步骤所需要的各种专业知识和管理知识。种专业知识和管理知识。时间维：从规划到更新，按时间维：从规划到更新，按时间顺序排列的时间顺序排列的SE全过程。全过程。霍尔系统工程方法的时间维表示任何系统工程活动最先从规划开始，霍尔系统工程方法的时间维表示任何系统工程活动最先从规划开始，从系统规划开始到系

4、统更新共分为七个阶段，任何研究工作都在其中的从系统规划开始到系统更新共分为七个阶段，任何研究工作都在其中的某一阶段，且每一阶段有对应的研究任务。某一阶段，且每一阶段有对应的研究任务。（1）规划阶段）规划阶段调查研究、明确研究目标，提出自己的设想和初步调查研究、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、政策或规划。方案，制定系统工程活动的方针、政策或规划。（2）设计（方案）阶段）设计（方案）阶段根据规划阶段所提出的设计思想和初步方根据规划阶段所提出的设计思想和初步方案，提出具体的计划方案和选择一个最优方案。案，提出具体的计划方案和选择一个最优方案。（3）研制阶段）研制阶段以

5、计划为指南，实现系统的试制方案，并制定生以计划为指南，实现系统的试制方案，并制定生产计划。产计划。n(4)运筹或生产阶段。运筹各类资源及生产系统所需运筹或生产阶段。运筹各类资源及生产系统所需要的全部要的全部“零部件零部件”，并提出详细而具体的实施和，并提出详细而具体的实施和“安装安装”计划。计划。n(5)系统实施或系统实施或“安装安装”阶段。把系统阶段。把系统“安装安装”好，好，制定出具体的运行计划。制定出具体的运行计划。n(6)运行阶段。系统投入运行，为预期用途服务。运行阶段。系统投入运行，为预期用途服务。n(7)更新阶段。改进或取消旧系统，建立新系统。更新阶段。改进或取消旧系统，建立新系统

6、。n其中规划、设计与研制阶段共同构成系统的开发阶段。其中规划、设计与研制阶段共同构成系统的开发阶段。（1 1）明确）明确问题问题 1 1）明确问题的性质。即指是什么样的系统问题（是硬件开发？还明确问题的性质。即指是什么样的系统问题（是硬件开发？还是软件设计等）；提出的主要指标（如工期、可靠性、先进性是软件设计等）；提出的主要指标（如工期、可靠性、先进性等）；问题的复杂程度评估等。等）；问题的复杂程度评估等。2 2）明确系统开发的目的和意义。为此要较全面地了解生产急需情明确系统开发的目的和意义。为此要较全面地了解生产急需情况及国内外研究现状，进而为设计系统目标提供依据。况及国内外研究现状，进而为

7、设计系统目标提供依据。3 3）明确系统的边界，即建立系统与环境的概念，从而为确定系统明确系统的边界，即建立系统与环境的概念，从而为确定系统的输入与输出关系提供依据。的输入与输出关系提供依据。4 4）明确完成该项开发活动可能提供的人、财、物等方面的条件。明确完成该项开发活动可能提供的人、财、物等方面的条件。2.2.逻辑维逻辑维(七个步骤七个步骤)（2 2）系统设计：设计系统目标）系统设计：设计系统目标系统目标体系设计：目标体系层次结构目标体系层次结构1 12 23 3总目标总目标分目标分目标具体目标具体目标目标体系设计应注意以下三条原则目标体系设计应注意以下三条原则：第一、突出主要目标原则；第二

8、、目标独立性原则；第三、有利决策原则。在给出量化指标时，必须满足：在给出量化指标时，必须满足：第一、与上级大系统指标要求相一致原则；第二、指标的先进性与可行性相统一原则；第三、留出置信区间原则。O O1 1-经济效经济效益分目标益分目标目标体系目标体系时序指标集时序指标集P P1 1-农业总农业总产值产值(万元万元)P P2 2-人均人均收入收入(元元)P P3 3-上交粮食上交粮食(吨吨)P P4 4-工业上交工业上交利税利税(元元)P P5 5-森林覆森林覆被率被率(%)(%)P P6 6-亩施有亩施有机肥机肥(公斤公斤)O-O-系统发展总目标系统发展总目标O O2 2-社会效社会效益分目

9、标益分目标O O3 3-生态效生态效益分目标益分目标 1990 1995 20001990 1995 2000/103.5-103.5-115.4115.4500-500-6006003003007.7-7.7-9.09.015-1815-18750-750-1000100020020012-1512-15650-650-800800207.1-207.1-225.0225.0876-876-10001000350350400-400-1200120018-2118-2112.0-12.0-15.015.0农业系统目标设计实例农业系统目标设计实例(3)(3)系统综合系统综合 综合就是组装，也是

10、创造。综合就是组装，也是创造。系统综合：是根据系统目标要求，综合加是根据系统目标要求，综合加工信息，形成系统概念，并使目标达成的创工信息，形成系统概念，并使目标达成的创造性劳动过程。造性劳动过程。核心：是概念开发，而不是具体设计。是概念开发，而不是具体设计。系统综合可细分为：技术综合 侧重于将现有科技成果加以有机地组装，形成不同的系侧重于将现有科技成果加以有机地组装，形成不同的系统开发方案的过程；统开发方案的过程；环境综合 侧重于对工程开发价值的评定，如目标选择的先进性，侧重于对工程开发价值的评定，如目标选择的先进性，技术上的可行性、社会环境的融合性等，以便把握机会，技术上的可行性、社会环境的

11、融合性等，以便把握机会，对付竞争。对付竞争。环境综合比技术综合更重要，也最困难，必须深入调查研究，广泛占有信息，并经过反复论证才行。技术综合与环境综合也不能截然分开，经常是二者同时考虑，互为补充。（4 4）系统分析）系统分析 系统分析是系统工程人员使用科学的工具和方法，对系统系统分析是系统工程人员使用科学的工具和方法，对系统的目的、功能、环境、费用、效益等进行充分的调查研究，通的目的、功能、环境、费用、效益等进行充分的调查研究，通过数据处理和模型化方法，得出评价系统功能、费用等量化指过数据处理和模型化方法，得出评价系统功能、费用等量化指标，来作为决策者确定最优方案的依据。标，来作为决策者确定最

12、优方案的依据。主要内容：n系统环境分析，包括自然环境和社会环境，如资源潜力、市系统环境分析，包括自然环境和社会环境，如资源潜力、市场情况、投资能力、人口发展等；场情况、投资能力、人口发展等；n方案可行性分析，重点分析方案的先进性、实用性和可操作方案可行性分析，重点分析方案的先进性、实用性和可操作性；性；n经济活动分析，主要包括投入产业分析、投资效益分析等。经济活动分析，主要包括投入产业分析、投资效益分析等。（5 5）系统优化）系统优化一般解释：在满足一组约束条件情况下，使目标函数取得极在满足一组约束条件情况下，使目标函数取得极大值或极小值的求解过程。大值或极小值的求解过程。系统工程观点：包括数

13、学模型模型优化和多方案综合评定。包括数学模型模型优化和多方案综合评定。系统综合系统综合现实系统模型化现实系统模型化系统分析系统分析计算机求解计算机求解方案可行方案可行?可行方案集可行方案集评价指标评价指标多目标综合评定多目标综合评定系系统统优优化化过过程程框框图图方案设计方案设计推荐方案输出推荐方案输出(6)(6)决策决策:在分析、优化和评价的基础上，由决策者做出裁决，选定行在分析、优化和评价的基础上，由决策者做出裁决，选定行动方案。动方案。(7)(7)实施实施推荐方案推荐方案决策决策选中一个？选中一个？实施实施成功成功失败失败提出修改意见提出修改意见重新研究重新研究决策者决策者水平高水平高决

14、策者能力不强决策者能力不强承担后果承担后果运用SE知识，把三维结构中的六个时间阶段和七个逻辑步骤结合起来，便形成所谓霍尔管理矩阵如下：霍尔管理矩阵霍尔管理矩阵代表一项具体的管理活动代表一项具体的管理活动基于基于 “三维结构三维结构”模型的模型的基于基于 “三维结构三维结构”模型的模型的购置费购置费使用费使用费保障费保障费处置费处置费问题及其环境的问题及其环境的 识别与表达识别与表达建立概念模型建立概念模型(目标系统概念化目标系统概念化)根底根底定义定义比较比较寻求改善途径寻求改善途径选择选择设计设计实施实施评估评估切克兰德方法论的主要内容和工作过程切克兰德方法论的主要内容和工作过程概念模型代替

15、概念模型代替数学模型，思数学模型，思路更加开阔。路更加开阔。满意解代替最优满意解代替最优解，价值观方面解，价值观方面的重要变化。的重要变化。1.1.问题情景描述问题情景描述 问题是已能明确确定下来的某些东西。是已能明确确定下来的某些东西。问题情景是指人们感觉到其中有问题却不能确切定义的某是指人们感觉到其中有问题却不能确切定义的某种环境。种环境。目的 是要明确问题情景的结构变量、过程变量以及两者之间的是要明确问题情景的结构变量、过程变量以及两者之间的关系，而不是定义问题本身。关系，而不是定义问题本身。问题情景的相关系统 与问题情景密切相关的系统观点。与问题情景密切相关的系统观点。如：研究一个公共

16、图书馆如：研究一个公共图书馆 当地政府建立的一个休闲场所；当地政府建立的一个休闲场所；教育系统的一个部分；教育系统的一个部分；一个存储并将存储物提供给公众使用的系统等一个存储并将存储物提供给公众使用的系统等 2.2.相关系统的根定义相关系统的根定义 根据分析者的观点形成相关系统的概念，称之为相关系统根据分析者的观点形成相关系统的概念，称之为相关系统的根定义。的根定义。如：如：DISCODISCO音乐会可以给出以下两个根定义：音乐会可以给出以下两个根定义：（1 1）它是传统商业活动系统；）它是传统商业活动系统；（2 2）它是用）它是用DISCODISCO作为一种亚文化的象征来表达一种特殊作为一种

17、亚文化的象征来表达一种特殊生活方式的系统。生活方式的系统。对于同一个问题情景，不同的人可能给出不同的根定义。不同根定义的交集将形成该问题情景的“内核”。根定义的特征n选择某些有潜力对问题情形提供洞察力的有关人类活选择某些有潜力对问题情形提供洞察力的有关人类活动系统，并基于这些系统建立根定义。应该对一个根动系统，并基于这些系统建立根定义。应该对一个根定义进行充分的明确表述，以便能够抓住相关系统的定义进行充分的明确表述，以便能够抓住相关系统的本质。本质。n根定义有其形式上的特征。它应含有根定义有其形式上的特征。它应含有CATWOE要素。要素。nC：顾客，即系统的受益者；：顾客，即系统的受益者；nA

18、：进行系统变换的行动者；：进行系统变换的行动者；nT：系统的变换；：系统的变换；nW：对世界的印象，类似于世界观，但强调其中的价：对世界的印象，类似于世界观，但强调其中的价值观与伦理观，它使得具体的人类活动系统的思值观与伦理观，它使得具体的人类活动系统的思 考有意义：考有意义：nO：系统的拥有者，它掌管着系统，并有终止系统的：系统的拥有者，它掌管着系统，并有终止系统的权力：权力：nE：更大系统和环境对系统的约束。：更大系统和环境对系统的约束。举例：基于举例：基于CATWOE要素的中国邮政要素的中国邮政营销体系的根定义营销体系的根定义n经过现状描述后，我们对于基于中国邮政集团整体业务经过现状描述

19、后，我们对于基于中国邮政集团整体业务发展的邮政营销体系建设现状已经有了全面和较为准确发展的邮政营销体系建设现状已经有了全面和较为准确的认识，从而可以按照的认识，从而可以按照CATWOE要素模型建要素模型建n立中国邮政营销体系的根底定义：立中国邮政营销体系的根底定义：nC(系统的受益者或受害者系统的受益者或受害者)：系统中最终受到影响的是：系统中最终受到影响的是邮政企业和顾客，邮政营销体系的构建事关中国邮政业邮政企业和顾客，邮政营销体系的构建事关中国邮政业务的长远发展，只有邮政业务健康持续发展，邮政的核务的长远发展，只有邮政业务健康持续发展，邮政的核心竞争力得到明确与加强，中国邮政才能不断为国民

20、提心竞争力得到明确与加强，中国邮政才能不断为国民提供优质的邮政服务产品，不断提高为政府与社会提供普供优质的邮政服务产品，不断提高为政府与社会提供普遍服务与特殊服务的能力。遍服务与特殊服务的能力。nA(进行系统变换的行动者进行系统变换的行动者)：邮政企业内部职能部门，：邮政企业内部职能部门，是执行邮政营销体系主要活动者；是执行邮政营销体系主要活动者；nT(系统的变换系统的变换)：通过规划手段促进邮政营销体系的建：通过规划手段促进邮政营销体系的建立与完善，促进邮政业务的发展；立与完善，促进邮政业务的发展；nW(对世界的印象)：现代邮政业的发展水平已经成为影响国家与各地方综合竞争力的重要因素，所以无

21、论是处于地方经济的发展需要还是出于邮政自身的发展需要，都需要建立一套达到如下要求的邮政营销体系：(1)适应企业发展和市场竞争需要；(2)机构健全，机制创新；(3)经营方式从以业务为中心到以客户为中心转变；(4)不断提高中国邮政的核心竞争力；(5)促进邮政业务的健康持续发展；(6)综合营销与专业营销相结合。nO(系统的拥有者)：政府与各级邮政企业，掌管着邮政营销体系，并有终止邮政营销体系存在的权力；nE(更大系统和环境对系统的约束)：邮政营销的发展环境，包括国内和国际环境因素。3.3.建立概念模型建立概念模型 概念模型 是根据根定义做出的，它不涉及实际系统的构成，它不是是根据根定义做出的，它不涉

22、及实际系统的构成，它不是实际中正在运行的系统的重复和描述。实际中正在运行的系统的重复和描述。(a)(a)是根据系统理论建立的标准系统，用来检验概念模型是根据系统理论建立的标准系统，用来检验概念模型是否完备，若不完备，则要说明原因。是否完备，若不完备，则要说明原因。(b)(b)涉及其他一些系统思想，比如系统动力学、社会技术涉及其他一些系统思想，比如系统动力学、社会技术系统等，也许这些思想更适合于描述当前系统，提醒分析者全系统等，也许这些思想更适合于描述当前系统，提醒分析者全面分析问题面分析问题。4.4.概念模型与现实系统的比较概念模型与现实系统的比较目的 是要发现两者之间的不同及其原因，以便改进

23、。是要发现两者之间的不同及其原因，以便改进。5.5.系统更新系统更新变革条件 在给定占优势的态度和权力结构、并考虑到所考察情景的在给定占优势的态度和权力结构、并考虑到所考察情景的历史的前提下，它们应是合乎需要的和可行的。历史的前提下，它们应是合乎需要的和可行的。任务 将阶段将阶段的决定付诸行动以改善问题的情景。的决定付诸行动以改善问题的情景。软系统方法论的应用情况及评价 1.应用领域 （1 1）有助于系统理论方面的研究与应用；）有助于系统理论方面的研究与应用；（2 2）有助于决策理论的研究与应用；）有助于决策理论的研究与应用；（3 3）有助于推动其他软系统问题的研究工作。）有助于推动其他软系统

24、问题的研究工作。2.软系统方法论的特点 （1 1）与目标不明、非结构化的）与目标不明、非结构化的“麻烦麻烦”有关；有关；（2 2）强调过程，即与学习和决策有关；）强调过程，即与学习和决策有关；（3 3）与感性认识、世界观及人类把组织现实的内涵与环境）与感性认识、世界观及人类把组织现实的内涵与环境相联系的方式有关；相联系的方式有关；（4 4）用模型的术语来说，它是非数量型的；）用模型的术语来说，它是非数量型的；（5 5）依靠加深对问题情景的理解来改进它；）依靠加深对问题情景的理解来改进它；（6 6）依赖于解释社会理论；）依赖于解释社会理论；（7 7）与对统治人类社会的社会规则的理解有关。）与对统

25、治人类社会的社会规则的理解有关。软系统方法论的不足：（1 1）不大适合处理突发事件，不能寄希望它立竿见影；）不大适合处理突发事件，不能寄希望它立竿见影；（2 2）在解释问题情景中的权利与冲突时缺乏可信度，因）在解释问题情景中的权利与冲突时缺乏可信度，因此在考虑社会变革时往往是保守的；此在考虑社会变革时往往是保守的；（3 3）缺乏明确的组织变革理论，只能通过有关参与者相）缺乏明确的组织变革理论，只能通过有关参与者相互之间的沟通来激发变革；互之间的沟通来激发变革；（4 4）没有提及行为措施的合理性与合法性的关系；人们）没有提及行为措施的合理性与合法性的关系；人们往往忽视问题的合理解决方法与当权者利

26、益之间的冲突往往忽视问题的合理解决方法与当权者利益之间的冲突。三、霍尔三维结构模型与切克兰德工程方法比较：硬系统方法论硬系统方法论软系统方法论硬系统方法论硬系统方法论软系统方法论硬问题硬问题良结构良结构知物之善知物之善还原论思维还原论思维目标确定目标确定状态辨识状态辨识软问题劣结构知理之善系统论思维目标模糊共识、沟通二元论二元论最优化最优化问题解决问题解决最优方案最优方案客观评价客观评价多元论准优化状态改善改革方案主观评价软系统与硬系统的方法论比较软系统与硬系统的方法论比较n关于分析：泰罗将分析的力量和精确与纪律带到了工关于分析：泰罗将分析的力量和精确与纪律带到了工厂车间，他使用秒表，从理论上

27、说，一位名叫施密特厂车间，他使用秒表，从理论上说，一位名叫施密特的生铁铲运工每天可以的生铁铲运工每天可以4747吨，而普通工作量为吨，而普通工作量为12125 5吨。吨。n泰罗说：科学管理就是泰罗说：科学管理就是“75%75%的科学加上的科学加上25%25%的常的常识识”；程序性工作占我们工作总量的；程序性工作占我们工作总量的80%80%n泰罗预言：在未来，专家将决定我们日常活动的最佳泰罗预言：在未来，专家将决定我们日常活动的最佳行动方案，他们首先对工作进行分析，然后测出不同行动方案，他们首先对工作进行分析，然后测出不同种方法做每一项工作所花时间，最后他们从准确的知种方法做每一项工作所花时间，

28、最后他们从准确的知识中而不是其他什么人的观念里了解到哪一种方法可识中而不是其他什么人的观念里了解到哪一种方法可以最少的投入在最快的时间里完成工作。以最少的投入在最快的时间里完成工作。一、系统分析的概念及要素 系统分析系统分析一词最早是第二次世界大战后由美国兰德公司开发的研究大型工程项目等大规模复杂系统问题的一种方法论而出现的.早期主要用于武器系统的成本效益分析，年代后，开始用于社会经济系统。1.1.定义定义 系统分析是运用建模及预测、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。第二节 系统分析原理问题问题方案方案模型

29、模型评价评价系统分析的系统分析的要素要素2.要素要素决策者决策者目的目的及目标及目标认识问题探寻目标综合方案模型化优化或仿真分析系统评价决策YN初步分析规范分析综合分析二、系统分析的程序初步分析阶段围绕六个问题：初步分析阶段围绕六个问题：TEXTWhyWhatWhereWhenWhoHow研究什么问题对象系统的要素是什 么？为什么要研究？系统边界和环境如何？分析的是什么时候的情况？关键主体是谁？如何实现系统的目标状态？n初步分析的基本任务：对研究问题的粗加工；初步分析的基本任务：对研究问题的粗加工；处认识问题阶段；处认识问题阶段；n初步分析的基本规则：目标导向；初步分析的基本规则：目标导向；n

30、初步分析的基本技能：初步分析的基本技能：5W1H；假设树；假设树1.1.问题的辨识问题的辨识（1 1）描述问题）描述问题（2 2）研究问题的机会）研究问题的机会 为什么现在研究，而过去不研究，何时做好为什么现在研究，而过去不研究，何时做好（3 3）弄清问题的性质）弄清问题的性质 是评价分析还是决策是评价分析还是决策（4 4）分析解决问题的目的）分析解决问题的目的（5 5）根据目的确定问题的范围和研究的深度）根据目的确定问题的范围和研究的深度（6 6）解决问题的方式和人员）解决问题的方式和人员（7 7）组织方式和方法）组织方式和方法（一）问题的辨识（一）问题的辨识2。研究问题的起因。研究问题的起

31、因（1）问题）问题 1）和原设想的有出入（原定目标、修改目标）和原设想的有出入（原定目标、修改目标）2）正常运行受阻（内部、外部环境变化）正常运行受阻（内部、外部环境变化）3）发现某种缺陷和不足（完善）发现某种缺陷和不足（完善）（2）危机）危机 1）受外部环境的重大威胁）受外部环境的重大威胁 2）内部出现重大问题）内部出现重大问题 3）出现致命性的缺陷）出现致命性的缺陷（3）机会）机会 1）来自问题本身的）来自问题本身的 2）来自系统外部的）来自系统外部的 3）其它可利用的）其它可利用的有利条件问题危机机会问题的辨识问题的辨识3.3.问题的性质分析问题的性质分析问题的类型（经济、社会、生产组织

32、等）问题的类型（经济、社会、生产组织等）问题的紧迫程度（急、缓）问题的紧迫程度（急、缓）问题的复杂程度（复、简）问题的复杂程度（复、简）复杂程度类型简 复急 缓紧迫程度问题的辨识问题的辨识组织建立原则按内容设立如设立大学生素质教育中心，建立教学组、科技组、演讲组等针对任务或目的，按功能设置。如完成一大型系列活动，建立活动组，秘书组，操练组，宣传组等按功能设立4.组织设立与管理问题的辨识问题的辨识系统环境分析系统环境分析（1）系统环境的概念）系统环境的概念（2）环境因素的分类分析）环境因素的分类分析（3）环境因素的确定与评价）环境因素的确定与评价（4）SWOT分析方法分析方法（二）系统环境分析系

33、统环境分析1.系统环境的概念系统环境的概念（1）系统环境的定义）系统环境的定义 系统环境是指存在于系统之外的系统无法控制的自然、系统环境是指存在于系统之外的系统无法控制的自然、经济、社会、技术、信息和人际关系的总称。经济、社会、技术、信息和人际关系的总称。（2）系统总存在于一定的环境中。）系统总存在于一定的环境中。系 统按系统与环境的关系分类孤立系统封闭系统开放系统开放系统（3）系统环境分析的意义 系统环境决定着系统的生存与发展，系统环境的变化充系统环境决定着系统的生存与发展，系统环境的变化充满了不确定性。环境分析几乎贯穿于系统分析的全过程，具满了不确定性。环境分析几乎贯穿于系统分析的全过程，

34、具有重要的作用。有重要的作用。首先：在认识问题阶段，只有正确区分各种环境要素，首先：在认识问题阶段，只有正确区分各种环境要素，才能划定系统边界。才能划定系统边界。其次，在探寻目标阶段，要根据环境对系统的要求建立其次，在探寻目标阶段，要根据环境对系统的要求建立系统的目标结构，以求得系统对环境的最优和最大输出。系统的目标结构，以求得系统对环境的最优和最大输出。第三，在综合方案阶段，要考虑到环境条件及其变化对第三，在综合方案阶段，要考虑到环境条件及其变化对方案可行性的影响，选择出能适应环境变化的切实可行的行方案可行性的影响，选择出能适应环境变化的切实可行的行动方案。动方案。第四，在模型化及其分析阶段

35、，要充分而正确地考虑到各主第四，在模型化及其分析阶段，要充分而正确地考虑到各主要环境条件（如人、财、物、政策）要环境条件（如人、财、物、政策）第五，在评价和决策阶段，要通过灵敏度分析和风险分析等第五，在评价和决策阶段，要通过灵敏度分析和风险分析等途径，减少环境变化对最佳决策方案的影响，提高政策与策途径，减少环境变化对最佳决策方案的影响，提高政策与策略的相对稳定性和环境适应性。略的相对稳定性和环境适应性。环境是提出系统工程课题的来源环境是提出系统工程课题的来源系统边界的确定要考系统边界的确定要考虑环境因素虑环境因素系统分析与决策的资料系统分析与决策的资料取决于环境取决于环境系统分析的好坏系统分析

36、的好坏最终最需要系统最终最需要系统环境的检验与评价环境的检验与评价系统的外部约束系统的外部约束通常来自环境通常来自环境意义2.环境因素的分类分析环境因素的分类分析从系统论的观点出发，全部环境因素应化为三大类，如下表：从系统论的观点出发，全部环境因素应化为三大类，如下表：物理和技术环境物理和技术环境经济和经营管理环境经济和经营管理环境社会环境社会环境现存系统现存系统技术标准技术标准科技发展因素估科技发展因素估量量自然环境自然环境外部组织机构外部组织机构政策、政府作用政策、政府作用产品系统及其价格产品系统及其价格结构结构经营活动经营活动大范围的社大范围的社会因素会因素人的因素人的因素3.SWOT3

37、.SWOT分析法分析法对环境因素进行分析的常用工具。对环境因素进行分析的常用工具。S S（StrengthStrength）：优势）：优势 W W（WeaknessWeakness）：劣势）：劣势O O（OpportunitiesOpportunities）：机会）：机会 T T（ThreadsThreads）：威胁）：威胁设定任务和使命决定干什么 环境分析分析外部条件存在的机会和威胁系统内部评价分析内部竞争能力的优势和劣势设定目标确定系统的目标和方向形成战略确定系统的发展战略图：SWOT分析过程示意图举例举例 以企业经营管理系统为例进行环境分析，它所面临的主要环境因以企业经营管理系统为例进行

38、环境分析，它所面临的主要环境因素如下图所示：素如下图所示：企业评估科技发展动态预期自行开发的新产品竞争对手的开发情况技术环境经济环境社会环境政治环境价值观念变化人口变化生活方式变化国民生产总值消费水平政府开支利率变化汇率变化政策变化 政治体制 企业与政府的关系系统目标分析系统目标分析1.系统目标及其相关概念系统目标及其相关概念2.系统目标分析的目的、作用和要求系统目标分析的目的、作用和要求3.目标集（目标系统）的建立目标集（目标系统）的建立 系统分析人员一般认为：如果把一个问题说明的清清楚楚，等系统分析人员一般认为：如果把一个问题说明的清清楚楚，等于问题已经解决了一半。于问题已经解决了一半。（

39、三）系统目标分析系统目标分析1.系统目标及其相关概念系统目标及其相关概念 系统目标是指系统发展要达到的结果，决定了系统的发展方向。系统目标是指系统发展要达到的结果，决定了系统的发展方向。相关概念相关概念解释解释举例举例目的目的系统达到某一水平的系统达到某一水平的标志标志20502050年中国整体发展达年中国整体发展达到中等发达国家水平到中等发达国家水平目标目标系统实现目的的过程系统实现目的的过程中的努力方向中的努力方向某项目建设过程中，投某项目建设过程中，投资要省，速度要快等资要省，速度要快等属性属性对目标的度量对目标的度量衡量投资用衡量投资用“万元万元”衡量周期用衡量周期用“年年”目标树或目

40、标集目标树或目标集将总目标逐级分解，将总目标逐级分解，按子集化成的树状层按子集化成的树状层级结构。级结构。目标树状结构图目标树状结构图（如下图所示）（如下图所示）目标树状结构图：1xX2x11x12x21x22x1nx2nxnx2.目标集（目标系统）的建立目标集（目标系统）的建立明确问题收集信息自下而上的目标建议拟定系统总目标自上而下的目标分解拟定分系统目标分析、模拟或实验满意否确定目标集需求预测否是图：目标确定过程大量订购买廉价品设备条件好技术条件好附加费用低职工人数少原料便宜产品质量高管理费用低推销地区广推销数量大制造成本低销售额高经营目标积累资金图：企业积累资金目标层次图 例：某企业为了

41、扩大再生产，确定下年度的经营目标中增加一项例：某企业为了扩大再生产，确定下年度的经营目标中增加一项“积累资金积累资金”的的内容。究竟可能积累多少资金，有待决策前分析。内容。究竟可能积累多少资金，有待决策前分析。于是系统分析人员通过对这一系统目标要求的分析，最终将其化为三个层次如于是系统分析人员通过对这一系统目标要求的分析，最终将其化为三个层次如下图所示：下图所示：（1）基本概念）基本概念（2）系统要素集分析）系统要素集分析 例例:如果要达到运载飞行的分目标就要有火箭或飞机如果要达到运载飞行的分目标就要有火箭或飞机的实体系统；的实体系统；如果要达到运载飞行就要有能源、推力、力的传如果要达到运载飞

42、行就要有能源、推力、力的传递等分目标。递等分目标。相应的，从系统要素集看，则要有液体或固体燃相应的，从系统要素集看，则要有液体或固体燃料、输送和控制部分，发动机部分、力的传递机制等。料、输送和控制部分，发动机部分、力的传递机制等。这些要素集与系统的目标集是一一对应的。这些要素集与系统的目标集是一一对应的。3.系统结构功能及要素提取 由于与目标单元对应的功能单元（要素）可能不由于与目标单元对应的功能单元（要素）可能不唯一，因此存在着选择最优对应的问题，即在满足给唯一，因此存在着选择最优对应的问题，即在满足给定目标要求下确定的功能单元应使其构造成本最定目标要求下确定的功能单元应使其构造成本最低。低

43、。价值分析技术价值分析技术 例：核弹头与普通弹头在达到同样杀伤目标的条件下，例：核弹头与普通弹头在达到同样杀伤目标的条件下，哪种弹头综合计算后比较低廉。哪种弹头综合计算后比较低廉。注意技术进步的因素注意技术进步的因素 可能使费用减少，但是功能费用比可能更高可能使费用减少，但是功能费用比可能更高 在系统要素集的确定过程中，充分运用各种在系统要素集的确定过程中，充分运用各种科技知识和丰富实践经验综合出来的创造力。科技知识和丰富实践经验综合出来的创造力。应用实例：纽约市供水网扩建工程的系统分析 20 20世纪世纪6060年代未，美国纽约市负责全市供水的供水委员会拟年代未，美国纽约市负责全市供水的供水

44、委员会拟定了一个扩建供水网的工程计划。全计划预计耗资定了一个扩建供水网的工程计划。全计划预计耗资1010亿美元，分亿美元，分五阶段执行，全部竣工后可满足五阶段执行，全部竣工后可满足4040年后纽约市的人口增加年后纽约市的人口增加25%25%时时的需求。这个计划遭到了预算局的反对，它们认为供水委员会预的需求。这个计划遭到了预算局的反对，它们认为供水委员会预估的人口增长率是过分的，和实际不符。但供水委员会想做出大估的人口增长率是过分的，和实际不符。但供水委员会想做出大成绩，一心坚持这种增长率是合理的，在这种情况下，双方请麻成绩，一心坚持这种增长率是合理的，在这种情况下，双方请麻省理工的系统分析人员

45、对工程进行系统分析。经过分析提出的设省理工的系统分析人员对工程进行系统分析。经过分析提出的设计案，节约额为计案，节约额为1 1亿美元。亿美元。（一）问题的提出n 纽约市的自来水分两个系统，供水委员负责全市直径纽约市的自来水分两个系统，供水委员负责全市直径25CM以上的以上的管道，也称为一级管道，而把水送到用户的管道称为二级管道，即管道，也称为一级管道，而把水送到用户的管道称为二级管道，即15CM以下的管道，由另一部门负责。因而供水委员会的方案，并没以下的管道，由另一部门负责。因而供水委员会的方案，并没有考虑到这些投资是否是自来水系统中最需要的投资。有考虑到这些投资是否是自来水系统中最需要的投资

46、。1、供水委员会的最初设计方案、供水委员会的最初设计方案 他们的最初方案是增设他们的最初方案是增设80公里长的直径为公里长的直径为71CM的水管，主要的设计的水管，主要的设计规定有：规定有：n1）只考虑供水网的地理几何布局只考虑供水网的地理几何布局n2）只有一个目标，即一级网络终端的自来水压力必须达到只有一个目标，即一级网络终端的自来水压力必须达到2.8KG/CMn3）工程的预计使用期限为工程的预计使用期限为40年。年。n4）整个网络只依靠重力把水送到终端。整个网络只依靠重力把水送到终端。n这个最初的规定很随意，草率。工程的目标过于单一化，设计指标这个最初的规定很随意，草率。工程的目标过于单一

47、化，设计指标没有结合投资和系统的实际效果进行论证评价。必须进行深入的探没有结合投资和系统的实际效果进行论证评价。必须进行深入的探讨，进行调整。讨，进行调整。2 2、系统分析工作所受的制约、系统分析工作所受的制约 1 1）系统分析工作是在方案已经拟定的情况下加入工作的。）系统分析工作是在方案已经拟定的情况下加入工作的。因而没法做任何大的变动。这样会受到有关部门的反对。因而没法做任何大的变动。这样会受到有关部门的反对。n 2 2）系统工作分析受到职权的制约，它只能起一个咨询）系统工作分析受到职权的制约，它只能起一个咨询工作，提出最优方案，但是由于有关部门的反对，只能提一个工作，提出最优方案，但是由

48、于有关部门的反对，只能提一个折中方案。折中方案。n 系统分析工作是预算局做的，想利用分析结果来推迟供系统分析工作是预算局做的，想利用分析结果来推迟供水委员会的工程设计计划。但是供水委员会垄断工程设计的详水委员会的工程设计计划。但是供水委员会垄断工程设计的详细数据，并拥有绝对的否决权，所以系统分析师的工作必须得细数据，并拥有绝对的否决权，所以系统分析师的工作必须得到委员会的同意，这样复杂的情况给分析带来了难度。到委员会的同意，这样复杂的情况给分析带来了难度。（二）系统分析方法 n 1、制定分析步骤、制定分析步骤n 本项分析把整个过程分为五个阶段：制定目标，制定衡本项分析把整个过程分为五个阶段：制

49、定目标，制定衡量效果的准则，制定方案，方案的评审，选定方案。量效果的准则，制定方案，方案的评审，选定方案。n2、制定目标制定目标n原先方案的目标只有一个就是终端水压达到原先方案的目标只有一个就是终端水压达到2.8KG/CM。但是。但是作为一个供水系统，城市用水部门是多样的。所以系统分析师作为一个供水系统，城市用水部门是多样的。所以系统分析师制定了新的目标：制定了新的目标：n1）系统的总性能系统的总性能n2）市区用水的方便程度市区用水的方便程度n3）供水的可靠性供水的可靠性n4）基建和保持运行的总费用基建和保持运行的总费用n3 3、制定衡量效果的准则制定衡量效果的准则n要选择一个长期经济性能较好

50、的系统。还是采用了供水压力来评价要选择一个长期经济性能较好的系统。还是采用了供水压力来评价供水系统的性能，还包括评估供水系统可靠性指标，并规定投资贴供水系统的性能，还包括评估供水系统可靠性指标，并规定投资贴现为每年现为每年5%5%。n4 4、制定方案制定方案n系统分析人员先把所有方案进行了分类，最后选定了三类。系统分析人员先把所有方案进行了分类，最后选定了三类。n1 1）关于系统的物理构型关于系统的物理构型n2 2）关于系统的使用周期关于系统的使用周期n3 3）使用水泵加压还是加大水管来改进供水系统的性能。使用水泵加压还是加大水管来改进供水系统的性能。n 通过对三类方案进行各种分析，分析人员得