2023年研究生入學(xué)考試復(fù)習(xí)綱要工業(yè)工程系統(tǒng)工程導(dǎo)論

20２3年研究生入學(xué)考試?系統(tǒng)工程導(dǎo)論?科目復(fù)習(xí)綱要復(fù)習(xí)參考教材(本科生教材)：《系統(tǒng)工程導(dǎo)論》，MCＨill出版社，第７版《運(yùn)籌學(xué)》,清華大學(xué)出版社,第2版《系統(tǒng)工程》,西安交通大學(xué),汪應(yīng)洛主編,機(jī)械工業(yè)出版社，第3版一、系統(tǒng)工程基礎(chǔ)理論什么是系統(tǒng)？系統(tǒng)的特性有那些?答：系統(tǒng)是由互相制約、互相作用的一些組成部分組成的具有某種功能的有機(jī)整體。系統(tǒng)的特點(diǎn)有:整體性、集合性、層次性、相關(guān)性、目的性、環(huán)境適應(yīng)性。什么是系統(tǒng)工程？系統(tǒng)工程的特點(diǎn)是什么？系統(tǒng)工程方法的特性是什么?系統(tǒng)工程的理論基礎(chǔ)有哪些？什么是系統(tǒng)工程方法論答:系統(tǒng)工程是從整體出發(fā)合理開發(fā)、設(shè)計(jì)、實(shí)行和運(yùn)用系統(tǒng)技術(shù)從而達(dá)成全局最優(yōu)的一門工程技術(shù)，它是系統(tǒng)科學(xué)中直接改造世界的工程技術(shù)。系統(tǒng)工程具有三個(gè)基本特點(diǎn):整體性、綜合性、最優(yōu)性。系統(tǒng)工程方法的特性：先總體后具體的設(shè)計(jì)程序、綜合即發(fā)明的思想、系統(tǒng)工程的“軟科學(xué)”性。系統(tǒng)工程的理論基礎(chǔ):系統(tǒng)論、信息論、控制論以及運(yùn)籌學(xué)等?？刂普摰陌l(fā)展經(jīng)歷了：經(jīng)典控制論、現(xiàn)代控制論、大系統(tǒng)控制論三個(gè)時(shí)期?？刂普撟钪匾挠^點(diǎn)是：反饋和信息。系統(tǒng)工程方法論是分析和解決系統(tǒng)開發(fā)、運(yùn)作及管理實(shí)踐中的問題所應(yīng)遵循的工作程序、邏輯環(huán)節(jié)和基本方法，是系統(tǒng)工程考慮和解決問題的一般方法和總體框架。作為系統(tǒng)工程重要基礎(chǔ)的信息論可分為哪三種不同的類型?答:狹義信息論、一般信息論、廣義信息論。霍爾系統(tǒng)工程方法論和切克蘭德系統(tǒng)工程方法論的核心是什么？其方法和環(huán)節(jié)各有什么特點(diǎn)？?jī)烧哂泻螀^(qū)別和聯(lián)系？霍爾三維體系結(jié)構(gòu)的具體內(nèi)容?霍爾三維集中體現(xiàn)了系統(tǒng)工程方法的哪些特點(diǎn)?霍爾系統(tǒng)工程方法論的核心是“最優(yōu)化”,切克蘭德系統(tǒng)工程方法論的核心是“比較”和“學(xué)習(xí)”?；魻栂到y(tǒng)工程方法論的環(huán)節(jié)為:弄清問題→目的選擇→方案設(shè)計(jì)→建立數(shù)學(xué)模型→最優(yōu)化→決策→實(shí)行。切克蘭德系統(tǒng)工程方法論的環(huán)節(jié)為:問題現(xiàn)狀說(shuō)明→弄清關(guān)聯(lián)因素→概念模型→改善概念模型→比較→實(shí)行?；魻柕娜S體系結(jié)構(gòu)指的是知識(shí)維、時(shí)間維和邏輯維?；魻柸S結(jié)構(gòu)集中體現(xiàn)了系統(tǒng)工程方法的系統(tǒng)化綜合化最優(yōu)化、程序化、標(biāo)準(zhǔn)化等特點(diǎn)。什么是系統(tǒng)的生命周期？系統(tǒng)生命周期的階段是如何劃分的?答：從提出或建立一個(gè)系統(tǒng)到該系統(tǒng)停止運(yùn)營(yíng)或?yàn)槠渌到y(tǒng)代替的這段時(shí)間，稱為系統(tǒng)的生命周期。系統(tǒng)的生命周期劃分為三個(gè)階段：發(fā)展期、實(shí)現(xiàn)期、運(yùn)營(yíng)期。什么是系統(tǒng)分析?系統(tǒng)分析的意義是什么？系統(tǒng)分析的特點(diǎn)是什么？答:系統(tǒng)分析是一種運(yùn)用建模及預(yù)測(cè)、優(yōu)化、仿真、評(píng)價(jià)等技術(shù)對(duì)系統(tǒng)各個(gè)方面進(jìn)行定量和定性相結(jié)合的分析為達(dá)成費(fèi)用和效益最佳的輔助決策的方法和過程。系統(tǒng)分析的意義:（１）系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上十分復(fù)雜,系統(tǒng)分析有助于全面了解系統(tǒng)從而更好的維護(hù)和運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)。（2)系統(tǒng)分析為系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)目的決策提供各種分析數(shù)據(jù)，使決策更為準(zhǔn)確。系統(tǒng)分析的特點(diǎn)是:（１)以系統(tǒng)觀點(diǎn)為指導(dǎo)思想（2)以整體效益為目的(3）以特定問題為研究對(duì)象（4)運(yùn)用定量和定性的分析方法（5）價(jià)值判斷原則系統(tǒng)分析有哪些要素?系統(tǒng)分析的環(huán)節(jié)是什么?系統(tǒng)分析的原則有哪些?答:系統(tǒng)分析的要素：?jiǎn)栴}、目的及目的、方案、模型、評(píng)價(jià)、決策。系統(tǒng)分析的環(huán)節(jié)：系統(tǒng)分析的原則:堅(jiān)持問題導(dǎo)向、以整體為目的、方案綜合選優(yōu)、定量和定性分析結(jié)合、過程反復(fù)辨優(yōu)。決策分析的定義?管理決策分析的定義？決策分析類型重要有哪幾種?不擬定型決策分析一般采用哪幾種方法求解?各種決策分析方法的原理和特點(diǎn)是什么?答：決策分析是在系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)和制造等階段為解決當(dāng)前或未來(lái)也許發(fā)生的問題,在若干可選方案中選擇和決策最佳方案的一種分析過程。管理決策分析就是為幫助決策者在多變的環(huán)境條件下進(jìn)行對(duì)的決策而提供的一套推理方法、邏輯環(huán)節(jié)和具體技術(shù)，以及運(yùn)用這些技術(shù)和方法選擇滿意的行動(dòng)方案的過程。決策分析的類型重要有:擬定型決策分析、不擬定型決策分析、風(fēng)險(xiǎn)型決策分析、對(duì)抗型決策和多目的決策。不擬定型決策分析的解決方法有:樂觀法、悲觀法、后悔值法、等概率法。9.評(píng)價(jià)問題的要素由哪些組成？評(píng)價(jià)的環(huán)節(jié)是什么?評(píng)價(jià)的方法有哪些?各種評(píng)價(jià)方法的原理是什么？結(jié)合實(shí)際情況對(duì)評(píng)價(jià)的過程進(jìn)行敘述？答：由評(píng)價(jià)對(duì)象（Whａｔ）。評(píng)價(jià)主體(WhO)、評(píng)價(jià)目的（Whｙ)、評(píng)價(jià)時(shí)期(When）、評(píng)價(jià)地點(diǎn)(Ｗhｅre)及評(píng)價(jià)方法(HＯW）等要素(5W1H））構(gòu)成的問題復(fù)合體。方法涉及關(guān)聯(lián)矩陣法、層次分析法、模糊綜合評(píng)判法10.工程網(wǎng)絡(luò)圖及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的定義？網(wǎng)絡(luò)技術(shù)重要解決哪些方面的問題?答:網(wǎng)絡(luò)圖是由具有始點(diǎn)和終點(diǎn)的有向曲線或線段所組成的圖形。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一種新方法,是借助網(wǎng)絡(luò)圖表達(dá)一項(xiàng)工程中多項(xiàng)工作及計(jì)算相關(guān)參數(shù)，從而對(duì)工作進(jìn)行統(tǒng)籌安排的一種方法。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)重要解決工程時(shí)間進(jìn)度等方面的問題。１1.動(dòng)態(tài)規(guī)劃的核心思想是什么?動(dòng)態(tài)規(guī)劃的原理是什么?答：動(dòng)態(tài)規(guī)劃的核心思想是把某項(xiàng)決策過程在時(shí)間上(有時(shí)推廣到空間上等資源)提成幾個(gè)互相聯(lián)系的階段，依次(順序或逆序)在每個(gè)階段上進(jìn)行決策,即采用多階段序貫決策的方法，從而找出一個(gè)整體最優(yōu)方案。１２．公司經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略的基本概念？構(gòu)成公司經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略的基本要素是什么？答：公司經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略是指為了實(shí)現(xiàn)公司長(zhǎng)期的、全局的經(jīng)營(yíng)目的,有效組織運(yùn)用公司的內(nèi)部的各種資源與能力，使之適應(yīng)外部環(huán)境、指導(dǎo)整個(gè)公司經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的總謀略和總方針。構(gòu)成公司經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略的基本要素是（1)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和市場(chǎng)規(guī)模（2)業(yè)務(wù)活動(dòng)范圍（3)公司經(jīng)營(yíng)資源公司經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略思維方式是什么?聯(lián)系實(shí)際舉例說(shuō)明。答:公司經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略思維方式涉及直覺思維方式(右半腦)、分析思維方式(左半腦）、混合思維方式。

二、分析計(jì)算例子決策分析例子案例例1、某生產(chǎn)電子產(chǎn)品工廠決定將其產(chǎn)品加以改造,設(shè)計(jì)了兩種改造方案。一是以晶體管為結(jié)構(gòu)，一是以集成電路為結(jié)構(gòu)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),晶體管成功的也許性為0.８,集成電路成功的也許性為0.６?？紤]到改善產(chǎn)品結(jié)構(gòu)成功后,產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率均可提高，因此又制定了兩種生產(chǎn)方案：一是產(chǎn)量不變；一是產(chǎn)量增長(zhǎng)。若技改失敗則產(chǎn)量保持不變。工廠決定產(chǎn)品生產(chǎn)五年，產(chǎn)品在此后五年內(nèi)跌價(jià)的概率為0.1,保持原價(jià)的概率為0.5,漲價(jià)的概率為0.４。分析如何安排生產(chǎn)獲利最大。表中益損值:單位為萬(wàn)元。狀態(tài)方案跌價(jià)原價(jià)漲價(jià)0.1０.50．４失敗(原結(jié)構(gòu)生產(chǎn)）-100０１25晶體管成功0．8產(chǎn)量不變-25080２０0產(chǎn)量增長(zhǎng)-4001０0３０0集成電路成功0.6產(chǎn)量不變－25002５0產(chǎn)量增長(zhǎng)－350-２50６50(1）畫出決策樹。（2）計(jì)算各點(diǎn)的益損盼望值。（３)選擇最優(yōu)方案。解答如下:第一步:畫出決策樹。第二步:計(jì)算各點(diǎn)的益損盼望值,并標(biāo)示在圖上。第三步：擬定方案:由于節(jié)點(diǎn)E(11）大于節(jié)點(diǎn)E（12）的益損盼望值,因此最優(yōu)決策方案為買專利，并且節(jié)點(diǎn)E(11２2）大于Ｅ（１1２1）益損盼望值，所以選擇增長(zhǎng)產(chǎn)量方案1121價(jià)格低(0.1)價(jià)格中(0.5)價(jià)格高(0.4)-1001000購(gòu)買專利失敗(0.2)成功(0.8)1112產(chǎn)量不變?cè)鲩L(zhǎng)產(chǎn)量?jī)r(jià)格低(0.1)價(jià)格中(0.5)價(jià)格高(0.4)-20015050價(jià)格低(0.1)價(jià)格中(0.5)價(jià)格高(0.4)-30025050價(jià)格低(0.1)價(jià)格中(0.5)價(jià)格高(0.4)-2002000價(jià)格低(0.1)價(jià)格中(0.5)價(jià)格高(0.4)-300600-250價(jià)格低(0.1)價(jià)格中(0.5)價(jià)格高(0.4)-1001000失敗(0.4)成功(0.6)產(chǎn)量不變?cè)鲩L(zhǎng)產(chǎn)量65956085303095856382自行研究2212

例２、某公司準(zhǔn)備生產(chǎn)一種新產(chǎn)品,它的盼望市場(chǎng)壽命為２０23，需要做出決策究竟是建造一個(gè)大車間，還是建造一個(gè)小車間。假如選擇建造小車間,那么還要決策兩年后是否擴(kuò)建。現(xiàn)有情況分析如下：Ａ．根據(jù)市場(chǎng)部門估計(jì)：該產(chǎn)品在前２年市場(chǎng)需求量高，后8年需求量連續(xù)高的也許性為60%；該產(chǎn)品在前2年市場(chǎng)需求量高，后8年需求量低的也許性為１0%;該產(chǎn)品在前2年市場(chǎng)需求量低,后8年需求量連續(xù)低的也許性為30%；該產(chǎn)品在前2年市場(chǎng)需求量低，后8年需求量高的也許性為0%。B．根據(jù)財(cái)務(wù)部門估計(jì)各種情況下的損益值為:造大車間而需求高（在２023中）,每年獲利1００萬(wàn)元。造大車間而需求低(在20２3中),由于固定費(fèi)用高、開工局限性，每年只能獲利10萬(wàn)元。造小車間而需求低(在20２３中）,每年可獲利40萬(wàn)元。造小車間,若前兩年需求高，每年會(huì)獲利４5萬(wàn)元；造小車間,在前兩年需求高的情況下,若不擴(kuò)建而后8年需求一直很高，由于競(jìng)爭(zhēng)性產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng),小車間每年收益就會(huì)跌到25萬(wàn)元;造小車間,小車間在前兩年需求高的情況下，過2年后擴(kuò)建而碰到高需求,后8年每年能獲利70萬(wàn)元;小車間在前兩年需求高的情況下，過2年后擴(kuò)建而碰到低需求，后8年每年能獲利只有5萬(wàn)元。C.根據(jù)建筑公司的估計(jì):大車間從建造到投產(chǎn)要投資300萬(wàn)元，造小車間要１30萬(wàn)元,假如在２年后擴(kuò)建又要２20萬(wàn)元。請(qǐng)就上述問題，用決策樹方法做出獲得最大利潤(rùn)的決策方案。解答:畫出決策樹如下：各點(diǎn)的數(shù)學(xué)盼望值計(jì)算如下：E(１１1)=100×8×0．86+1０×8×0.14=6９9.2Ｅ(1１2)=1０×8=80E（11)=（6９９.2+1０0×2）×0.7+(８0＋10×２)×0.3－3０0=35９．４4E（121)=４0×8=3２０Ｅ（122１）＝７0×８×0.86+5×８×０.１4-220=267.2E(1222）=25×8×0．８6+４0×8×0.14=２16.8E(122）＝E（1２21）=2６７.２E(12)＝(３20+40×2)×0．３+（26７+45×２)×0.7-130=23９.9Ｅ（1)=E(11）=3５9.４因此，選擇建大車間方案。例3、某公司準(zhǔn)備生產(chǎn)一種新產(chǎn)品。估計(jì)該產(chǎn)品的銷售量有較高、一般、較低、很低四種情況，而對(duì)每種狀態(tài)出現(xiàn)的概率則無(wú)法預(yù)測(cè)。為生產(chǎn)該產(chǎn)品，公司有三種實(shí)行方案:新建一個(gè)車間進(jìn)行生產(chǎn);改造一個(gè)現(xiàn)有車間進(jìn)行生產(chǎn);部分零件在現(xiàn)有車間生產(chǎn),部分零件外購(gòu)。該新產(chǎn)品公司準(zhǔn)備生產(chǎn)２023，2023內(nèi)在不同狀態(tài)下的損益值（扣除投資費(fèi)用）如下表所示。請(qǐng)分別用樂觀法、悲觀法和后悔值法來(lái)決策實(shí)行方案。狀態(tài)益損值狀態(tài)益損值方案j較高一般較低很低建立新車間Ａ18504２0-１50-4０0改造現(xiàn)有車間A２６00400-100-350部分生產(chǎn)、部分外購(gòu)A3４0０２5090-5０解:（１）樂觀法每個(gè)方案在不同狀態(tài)下的最大收益分別為：ｍax{８5０,42０,-150，-4０0}=85０Ａ1ｍax{６00,400，－100，-350}=60０A2max{４00,２５0，90,-５0}=400A3取各方案最大收益值中的最大值,可得:max{850，600,４０0}=８50相應(yīng)實(shí)行方案為A１，即建新車間。(2）悲觀法每個(gè)方案在不同狀態(tài)下的最小收益分別為：min｛850,４20，-1５0，－４0０}=-400Ａ1min{600,4０0,-100,-3５0}＝-350A2min{400,２50,90,－50}＝－50A３取各方案最小收益值中的最大值，可得:ｍax{-400,-35０，-50｝=-50相應(yīng)實(shí)行方案為A3,即部分自己生產(chǎn),部分外購(gòu)。(3)后悔值法狀態(tài)益損值狀態(tài)益損值方案j較高一般較低很低建立新車間８50*４20*-１50-40０改造現(xiàn)有車間60040０-100-３５０部分生產(chǎn)、部分外購(gòu)４0025０90*-50*一方面，找出相應(yīng)各種自然狀態(tài)下所有方案的最大損益值(表中＊號(hào)者)，如上所示；另一方面，求出各方案在各種狀態(tài)下的后悔值,如下表所示，并將各方案最大后悔值列于下表最后一列。狀態(tài)益損值狀態(tài)益損值方案j較高一般較低很低最大后悔值建立新車間00240350３50改造現(xiàn)有車間2502019030０300部分生產(chǎn)、部分外購(gòu)４5017００0450最后,找出最小后悔值3０0,相應(yīng)方案A2，即改造現(xiàn)有車間生產(chǎn)。2、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)規(guī)劃案例例１、某高科技股份制公司擬進(jìn)行一項(xiàng)新產(chǎn)品的開發(fā)，根據(jù)工作任務(wù)分解方法,具體工作內(nèi)容及作業(yè)時(shí)間安排如下：序號(hào)工作內(nèi)容代號(hào)緊后工序作業(yè)時(shí)間(天）1市場(chǎng)調(diào)查ＡD62項(xiàng)目研究BＥ123資金籌備CI、J、K1３4需求分析DF３５產(chǎn)品設(shè)計(jì)ＥH、I66產(chǎn)品計(jì)劃FＧ47市場(chǎng)計(jì)劃GH、I２8設(shè)備計(jì)劃HJ、K５９物資準(zhǔn)備IN121０設(shè)備準(zhǔn)備JL10１1人員計(jì)劃KM912設(shè)備規(guī)劃ＬN(yùn)８１3人員安排MN4１4生產(chǎn)制造Ｎ結(jié)束１1規(guī)定:畫出該工程作業(yè)的網(wǎng)絡(luò)圖計(jì)算工程時(shí)間計(jì)算作業(yè)時(shí)差找出關(guān)鍵路線解答要點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)圖如下：工程時(shí)間：5２天關(guān)鍵路線工序：BＥHJLN例2、已知建設(shè)一個(gè)汽車庫(kù)及引道的作業(yè)明細(xì)如下表所示(單位:天）,規(guī)定:畫出網(wǎng)絡(luò)圖(２)計(jì)算工程時(shí)間(３)計(jì)算作業(yè)時(shí)差(4)找出關(guān)鍵路線工序代號(hào)工序名稱工序時(shí)間緊前工序A清理場(chǎng)地，準(zhǔn)備施工1０-B備料8-C車庫(kù)地面施工6A,BＤ預(yù)制墻及房頂?shù)蔫旒?6BE車庫(kù)混凝土地面保養(yǎng)2４CF立墻架4D,EG立房頂桁架4ＦＨ裝窗及邊墻10FI裝門4FJ裝天花板12GK油漆1６H，Ｉ,JＬ引道混凝土施工8CM引道混凝土保養(yǎng)24LN清理場(chǎng)地，交工驗(yàn)收4Ｋ，M解答要點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)圖如下圖所示。關(guān)鍵路線為A-C－E－F-G-J-Ｋ-Ｎ；最短工程時(shí)間為80天。3、動(dòng)態(tài)規(guī)劃例子例1、某一小城鄉(xiāng)擬進(jìn)行城市信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè),需要從A地到G地鋪設(shè)一條多模數(shù)據(jù)光纖。下圖是從A地到G地的街道模型圖，由于光纖價(jià)格較貴，請(qǐng)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法幫助該市規(guī)劃最短的鋪設(shè)路線，按照最短的鋪設(shè)路線,需要光纖多少公里?注:圖中線段上方的數(shù)字為兩節(jié)點(diǎn)間的里程(單位：公里)ABAB1B2C1C2C3D1D21C4E1D3E2F1F2E3G533618766853338422123335526643347597681310912131618按照?qǐng)D示（加粗）路線鋪設(shè)最節(jié)省，需光纖１8公里。例2某公司有三個(gè)工廠，為了增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)能力,需對(duì)每個(gè)工廠進(jìn)行擴(kuò)建。公司用于擴(kuò)建的總投資金額為5０00萬(wàn)元。對(duì)每個(gè)工廠的投資金額不同所產(chǎn)生的效益也有所不同，對(duì)每個(gè)工廠的投資方案及擴(kuò)建后預(yù)期可獲得的利潤(rùn)如下表所示。請(qǐng)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法擬定對(duì)各工