系統(tǒng)工程教學(xué)課件公開課一等獎?wù)n件省課獲獎?wù)n件

系統(tǒng)工程第一講緒論經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院工業(yè)工程系第1頁學(xué)習(xí)目通過學(xué)習(xí)本課程，使學(xué)生掌握系統(tǒng)工程學(xué)基本概念、基本原理和典型技術(shù)辦法，具有對各類社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)分析和進(jìn)行系統(tǒng)工程管理能力，理解本學(xué)科最新發(fā)展和動態(tài)。第2頁學(xué)習(xí)辦法重視系統(tǒng)思考堅(jiān)持問題導(dǎo)向采取系統(tǒng)化辦法第3頁課程知識體系系統(tǒng)工程概述(2學(xué)時)系統(tǒng)工程基本原理、理論(4學(xué)時)系統(tǒng)分析

(8學(xué)時)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)思想在工程、公司中應(yīng)用

(6學(xué)時)系統(tǒng)構(gòu)造模型技術(shù)

(6學(xué)時)系統(tǒng)仿真技術(shù)與系統(tǒng)動力學(xué)辦法

(8學(xué)時)系統(tǒng)評價與檢查

(8學(xué)時)第4頁第一節(jié)泡茶問題華羅庚先生泡茶“想泡壺茶喝。當(dāng)初情況是：開水沒有，開水壺要洗，茶壺茶杯要洗，火已升了，茶葉也有了，怎么辦?”第5頁一、問題描述1.目標(biāo)：喝到一碗清新熱茶。2.條件：已有一種茶壺、一包好茶葉、一種燃著火爐和可用涼水水源。3.其他要求：以最節(jié)省資源方式實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。4.系統(tǒng)工程研究任務(wù)：為處理品茗問題設(shè)計(jì)一種行動計(jì)劃系統(tǒng)(設(shè)計(jì)一種處理泡茶問題行動計(jì)劃)。

第一節(jié)泡茶問題第6頁二、問題分析1資源需求根據(jù)我們?nèi)粘＝?jīng)驗(yàn)，當(dāng)代人類活動一般需要人、財(cái)、物等類資源。在這個泡茶問題上，不包括資金，所需資源包括：涼水、茶壺、茶葉、茶碗、火爐。這些資源目前都已齊備，且假設(shè)除人外沒有限制。第一節(jié)泡茶問題第7頁2目標(biāo)要求以最節(jié)省資源方式泡一壺好茶。這個問題中，前面提到各項(xiàng)資源除了人力資源外，都是沒有限制。但事實(shí)上，茶壺大小是確定，因而所用水是確定。再假定爐火發(fā)熱量及熱效率是確定，那么，一旦裝滿水茶壺放到火上，其消耗能源也是確定。茶葉使用量是有定額。第一節(jié)泡茶問題第8頁因此，在泡茶問題上，前述各項(xiàng)資源除隨機(jī)干擾外，不存在節(jié)省問題。這個問題，唯一包括節(jié)省問題是有關(guān)一種既無限又有限資源—時間節(jié)省。3系統(tǒng)工程研究任務(wù)界定設(shè)計(jì)一種處理泡茶問題行動計(jì)劃，要求合理安排各道工序，最大程度節(jié)省時間。第一節(jié)泡茶問題第9頁三、定性籌劃幾個備選方案第一節(jié)泡茶問題根據(jù)日常經(jīng)驗(yàn)，對以上泡茶問題能夠有下列三種解法：甲：⑴洗凈水壺；⑵灌上涼水；⑶壺放在火上；⑷等水開；⑸水開后，以最快速度洗茶杯，找茶葉；⑹泡茶，待茶泡好；⑺品茗。乙：⑴洗凈水壺；⑵洗茶杯；⑶找好茶葉；⑷灌涼水；⑸壺放火上；⑹等水開；⑺水開后，用準(zhǔn)備好茶杯、茶葉泡茶；⑻等候茶泡好；⑼品茗。丙：⑴洗凈水壺；⑵灌涼水；⑶壺放火上；⑷洗茶杯；⑸拿茶葉；⑹水開之前，可干某些其他事；⑺水開，泡茶；⑻品茗。第10頁第一節(jié)泡茶問題四、方案分析與比較(系統(tǒng)分析)1.列出泡茶所需所有工序2.確定每道工序所需時間3.確定各道工序之間時間連接關(guān)系4.分析計(jì)算每種方案所需總時間5.做出比較結(jié)論第11頁第一節(jié)泡茶問題工序列表序號名稱緊前工序工序時間(分)1洗壺?zé)o12灌水10.53放壺20.34等水開3155洗杯無16找茶葉無17泡茶3，5，62.28品茗7第12頁第一節(jié)泡茶問題洗壺灌水放壺洗杯泡茶拿茶葉等水開115110.30.5品茗2.20.3丙：洗壺洗杯找茶葉灌水等水開放壺泡茶1150.30.511品茗2.2乙：洗壺灌水放壺等水開泡茶洗杯，找茶葉品茗12.22150.30.5甲：圖1泡茶系統(tǒng)工程備選方案工序圖第13頁方案分析甲方案總時間=1+0.5+0.3+15+2+2.2=21乙方案總時間=1+1+1+0.5+0.3+15+2.2=21丙方案總時間=1+0.5+(0.3+15)+2.2=19分析成果：丙方案最節(jié)省時間。方案提議：丙第一節(jié)泡茶問題第14頁泡茶工程經(jīng)驗(yàn)總結(jié)第一節(jié)泡茶問題幾大步驟：確定問題目標(biāo)分析需求分析方案籌劃系統(tǒng)分析（統(tǒng)計(jì)、計(jì)算、比較）決策提議方案實(shí)行系統(tǒng)原理：最優(yōu)化、并行統(tǒng)籌、工序圖法第15頁一、系統(tǒng)思想及系統(tǒng)理論產(chǎn)生與發(fā)展第二節(jié)系統(tǒng)工程產(chǎn)生與發(fā)展系統(tǒng)思想發(fā)展經(jīng)歷了三個階段，即：“只見森林”（樸素系統(tǒng)思想）階段→“只見樹木”階段→“先見森林，后見樹木”（科學(xué)系統(tǒng)思想）階段。古代中國和古希臘在系統(tǒng)思想產(chǎn)生與早期發(fā)展中具有突出地位和奉獻(xiàn)。第16頁整體思想和聯(lián)系思想是科學(xué)系統(tǒng)思想關(guān)鍵與實(shí)質(zhì)。一般系統(tǒng)論、控制論、信息論、耗散構(gòu)造理論、協(xié)同窗及自組織理論等是系統(tǒng)理論主要內(nèi)容和SE理論基礎(chǔ)。第二節(jié)系統(tǒng)工程產(chǎn)生與發(fā)展第17頁二、系統(tǒng)工程發(fā)展概況第二節(jié)系統(tǒng)工程產(chǎn)生與發(fā)展第18頁階段年代（份）重大工程實(shí)踐或事件主要理論與措施奉獻(xiàn)I1930美國發(fā)展與研究廣播電視正式提出系統(tǒng)措施（Systemsapproach）概念1940美國實(shí)行彩電開發(fā)計(jì)劃采取系統(tǒng)措施，并取得巨大成功美國Bell電話公司開發(fā)微波通訊系統(tǒng)正式使用系統(tǒng)工程（SystemsEngineering）一詞II第二次世界大戰(zhàn)期間英、美等國反空襲等軍事行動產(chǎn)生軍事運(yùn)籌學(xué)（MilitaryOperationsResearch）,也即軍事系統(tǒng)工程本世紀(jì)40年代美國研制原子彈“曼哈頓計(jì)劃”利用SE，并推進(jìn)了其發(fā)展1945美國空軍建立蘭德（RAND）公司曾經(jīng)提出系統(tǒng)分析（Systemsanalysis）概念，強(qiáng)調(diào)了其主要性第二節(jié)系統(tǒng)工程產(chǎn)生與發(fā)展第19頁III40年代后期到50年代早期運(yùn)籌學(xué)廣泛利用與發(fā)展、控制論創(chuàng)建與應(yīng)用、電子計(jì)算機(jī)出現(xiàn)，為SE奠定了主要學(xué)科基礎(chǔ)IV1957H.Good和R.E.Machol刊登第一部名為《系統(tǒng)工程》著作系統(tǒng)工程學(xué)科形成標(biāo)志1958美國研制北極星導(dǎo)彈潛艇提出PERT（網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)），這是最早系統(tǒng)工程技術(shù)之一。1965R.E.Machol編著《系統(tǒng)工程手冊》表白系統(tǒng)工程實(shí)用化和規(guī)范化美國自動控制學(xué)家L.A.Zedeh提出“含糊集合”概念為當(dāng)代SE奠定了主要數(shù)學(xué)基礎(chǔ)1961-1972美國實(shí)行“阿波羅”登月計(jì)劃使用了多種SE措施，其成功極大地提升了SE地位第二節(jié)系統(tǒng)工程產(chǎn)生與發(fā)展第20頁V1972國際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所（IIASA）在維也納成立SE應(yīng)用開始從工程領(lǐng)域進(jìn)入到社會經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，并發(fā)展到了一種主要新階段。70年代SE廣泛應(yīng)用在國際上達(dá)成高潮VI80年代SE在國際上穩(wěn)定發(fā)展、在中國研究與應(yīng)用達(dá)成高潮三、系統(tǒng)工程在我國發(fā)展及應(yīng)用第二節(jié)系統(tǒng)工程產(chǎn)生與發(fā)展上世紀(jì)50至60年代，我國某些研究機(jī)構(gòu)和著名學(xué)者為SE研究與應(yīng)用作了理論上探討、應(yīng)用上償試和技術(shù)辦法上準(zhǔn)備。其主要標(biāo)志和集中代表是錢學(xué)森《工程控制論》、華羅庚《統(tǒng)籌法》和許國志《運(yùn)籌學(xué)》。第21頁我國大規(guī)模地研究與應(yīng)用SE是從70年代末、80年代初開始。第二節(jié)系統(tǒng)工程產(chǎn)生與發(fā)展90年代以來，系統(tǒng)工程在與公司發(fā)展結(jié)合、與當(dāng)代信息技術(shù)結(jié)合、與實(shí)行可連續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略結(jié)合、與思維科學(xué)結(jié)合等方面已具有初步成果和強(qiáng)勁勢頭。第22頁第三節(jié)系統(tǒng)工程學(xué)研究對象與內(nèi)容一、系統(tǒng)工程研究對象從實(shí)體研究對象看，系統(tǒng)工程學(xué)是有關(guān)系統(tǒng)工程實(shí)踐一般規(guī)律和技術(shù)辦法知識體系。從本質(zhì)研究對象看，系統(tǒng)工程學(xué)是有關(guān)系統(tǒng)工程實(shí)踐中目標(biāo)需求與資源供應(yīng)矛盾關(guān)系一般規(guī)律及其問題處理辦法知識體系。

第23頁第三節(jié)系統(tǒng)工程學(xué)研究對象與內(nèi)容二、系統(tǒng)工程在科技知識體系中位置哲學(xué)基