《SE理論與方法論》PPT課件.ppt

1、2.2 SE理論與方法論,一SE理論 二SE基本工作過程 三系統(tǒng)分析原理及其應(yīng)用,一SE理論,一般系統(tǒng)論（general system theory) 19241928;奧地利理論生物學(xué)家L.VON 貝塔朗菲； 1945年發(fā)表關(guān)于一般系統(tǒng)論 研究復(fù)雜系統(tǒng)一般規(guī)律的學(xué)科 基本觀點(diǎn)： 整體性 開放性及目的性（有效性、適應(yīng)性、尋的性） 動(dòng)態(tài)相關(guān)性（動(dòng)態(tài)性取決于相關(guān)性） 等級層次性 有序性（結(jié)構(gòu)或空間；發(fā)展或時(shí)間）,SE理論,控制論（Cybernatics） 維納于1948年出版了控制論一書 經(jīng)典控制論現(xiàn)代控制論大系統(tǒng)控制理論 研究大系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案、穩(wěn)定性、最優(yōu)化、 建模及模型簡化等。 對系統(tǒng)方法的啟

2、示： 黑箱-灰箱-白箱法 功能模擬法 形式化、數(shù)量化、最優(yōu)化方法,SE理論,信息論 美國數(shù)學(xué)家申農(nóng)（C.E.Shannon）和維納 （信息科學(xué)）以信息為主要研究對象，以信息的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和應(yīng)用方法為主要研究內(nèi)容，以計(jì)算機(jī)、光導(dǎo)纖維等為主要研究工具，以擴(kuò)展人類的信息功能為主要研究目標(biāo)。 類比方法 統(tǒng)計(jì)方法 信息方法（運(yùn)用信息的觀點(diǎn)，把系統(tǒng)看作是借助于信息的獲取、傳遞、加工、處理而實(shí)現(xiàn)其有目的性的運(yùn)動(dòng)的一種研究方法）,SE理論,耗散結(jié)構(gòu)理論（dissipative structure theory) 1969；比利時(shí)統(tǒng)計(jì)物理學(xué)家I.普利高津 研究遠(yuǎn)離平衡態(tài)的開放系統(tǒng)從無序到有序的演化規(guī)律的一種理論 協(xié)

3、同學(xué)（synergetics） 70年代初，聯(lián)邦德國理論物理學(xué)家 H.哈肯 研究協(xié)同系統(tǒng)從無序到有序的演化規(guī)律的新興綜合性學(xué)科,SE理論,超循環(huán)理論（hypercycle theory） 1971，德國生物物理學(xué)家 M.艾根 研究分子自組織的一種理論 突變論（catastrophe theory） 60年代末，法國數(shù)學(xué)家 R.托姆 研究不連續(xù)現(xiàn)象的一個(gè)新興數(shù)學(xué)分支，也是一般形態(tài)學(xué)的一種理論，能為自然界中形態(tài)的發(fā)生和演化提供數(shù)學(xué)模型,SE理論,新三論的啟示： 1.社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)雖呈現(xiàn)一些物理化學(xué)規(guī)律，但有其許多超規(guī)律； 2.社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)從低級向高級轉(zhuǎn)變必定依賴于開放、內(nèi)部協(xié)同的條件； 3.無論是漸

4、變還是突變，都有規(guī)律可循.,SE理論,微分動(dòng)力系統(tǒng)（differential dynamical systems） 60年代初，S.斯梅爾、廖山濤（北大數(shù)學(xué)教授） 系統(tǒng)科學(xué)的一個(gè)數(shù)學(xué)分支。主要研究隨時(shí)間演變的動(dòng)力系統(tǒng)的整體性質(zhì)及其在擾動(dòng)中的變化,SE理論,分岔理論（bifurcation theory） 50年代，蘇聯(lián)學(xué)者A.A.安德羅諾夫等 研究分岔現(xiàn)象的特性和產(chǎn)生機(jī)理的數(shù)學(xué)理論 （早在19世紀(jì)，C.雅可比、H.龐加萊等人就已引進(jìn)“分岔”概念） 卡姆定理（KAM theorem） 50年代中至60年代初，A.H柯爾莫戈羅夫、B.阿諾德、J.莫澤先后提出和證明 關(guān)于哈密頓力學(xué)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的一

5、種論斷，它反映“弱”不可積（或接近可積）系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，該定理是牛頓力學(xué)在20世紀(jì)的重大進(jìn)展,SE理論,泛系理論（pansystems theory） 1976，吳學(xué)謀（中科院武漢數(shù)理所研究員） 一種研究廣義系統(tǒng)、關(guān)系的理論和方法，又稱泛系方法或泛系方法論 灰色系統(tǒng)理論（gray systems theory） 1979，鄧聚龍（華中科技大教授） 關(guān)于信息不完全或不確定系統(tǒng)的控制理論，應(yīng)用在系統(tǒng)預(yù)測等方面,SE理論,錢學(xué)森 我認(rèn)為把運(yùn)籌學(xué)、控制論和信息論同貝塔朗菲（一般系統(tǒng)論）、普利高津（耗散結(jié)構(gòu)理論）、哈肯（協(xié)同學(xué)）、艾根（超循環(huán)理論）等人的工作融會(huì)貫通，加以整理，就可以寫出系統(tǒng)學(xué)這本書了。

6、,SE理論,系統(tǒng)工程理論新進(jìn)展 1.與多種學(xué)科相互滲透與交叉 自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、決策支持系統(tǒng)、專家系統(tǒng)（人工智能知識(shí)系統(tǒng)） 2.系統(tǒng)工程日益受到人們重視 硬系統(tǒng)軟系統(tǒng) 定量分析（忽略問題本身）思考方法,SE理論,復(fù)雜系統(tǒng)理論 1.以圣菲研究所（SFI）為代表的理論框架，其代表性理論是1994年霍蘭提出的CAS（復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)）理論（美國學(xué)派）適應(yīng)性造就復(fù)雜性： （1）研究主體的適應(yīng)和演化要注意：聚集、非線性、流、多樣性、標(biāo)識(shí)、內(nèi)部模型(層次)、積木； （2）認(rèn)識(shí)方面的貢獻(xiàn)：主體是主動(dòng)的、活的實(shí)體；個(gè)體與環(huán)境相互作用、把宏觀與微觀結(jié)合起來；考慮隨機(jī)因素. 不足：框架粗糙內(nèi)容模糊有效性有待完善,S

7、E理論,2.以開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)理論為核心的理論體系（中國學(xué)派） 系統(tǒng)按照復(fù)雜程度可分為：簡單系統(tǒng)、簡單巨系統(tǒng)、復(fù)雜巨系統(tǒng)和特殊復(fù)雜巨系統(tǒng)。 開發(fā)的復(fù)雜巨系統(tǒng)： （1）與環(huán)境交換物質(zhì)、能量和信息； （2）包含多個(gè)子系統(tǒng)； （3）子系統(tǒng)種類繁多。,SE理論,處理開放復(fù)雜巨系統(tǒng)的方法論：從定性到定量的綜合集成方法 綜合集成研討廳體系構(gòu)想 機(jī)器體系、專家體系和知識(shí)體系 按照分布式交互網(wǎng)絡(luò)和層次結(jié)構(gòu)組織,二SE基本工作過程,1.霍爾三維結(jié)構(gòu) A.D.Hall 1969 系統(tǒng)工程活動(dòng) 矩陣：T-L,SE基本工作過程,2. 切克蘭德方法論,SE基本工作過程,3.兩種方法論的比較 (?) 相同點(diǎn)：問題導(dǎo)向；注

8、重程序及階段； 不同點(diǎn)： (研究對象或應(yīng)用領(lǐng)域、基本方法、 核心內(nèi)容或關(guān)鍵點(diǎn)優(yōu)化和比較、 反饋機(jī)制、),應(yīng)用企業(yè)管理系統(tǒng)工程活動(dòng)矩陣,邏輯 步驟,活動(dòng)項(xiàng)目,工作過程,三、系統(tǒng)分析原理及應(yīng)用,1.系統(tǒng)分析概念 系統(tǒng)分析（SA）是在對系統(tǒng)問題現(xiàn)狀及目標(biāo)充分挖掘的基礎(chǔ)上，運(yùn)用建模及預(yù)測、優(yōu)化、仿真、評價(jià)等方法，對系統(tǒng)的有關(guān)方面進(jìn)行定性與定量相結(jié)合的分析，為決策者選擇滿意的系統(tǒng)方案提供決策依據(jù)的分析研究過程。 SA是SE的核心內(nèi)容、分析過程和基本方法。,系統(tǒng)分析原理,SA要素： 問題 目的及目標(biāo) 方案 模型（結(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)、仿真） 評價(jià) 決策者,2.SA程序,初步SA,規(guī)范分析,綜合分析,系統(tǒng)分析原理-

9、SA程序,SA程序圖是SA的一般過程，也為全課程提供了基本的邏輯框架，因而十分重要。在對其理解和應(yīng)用上應(yīng)注意以下各點(diǎn)： 重視做好初步SA. 5W1H(What/Why/Who/Where/When/How)方法是做好這段工作的基本線索。 在規(guī)范分析中一般需（或盡可應(yīng)）建立結(jié)構(gòu)模型、數(shù)學(xué)模型或仿真模型。,系統(tǒng)分析原理- SA程序,每段結(jié)束后系統(tǒng)方案的變化軌跡是：可行方案非劣方案經(jīng)排序的非劣方案（或稱選擇性方案）。 環(huán)境分析貫穿SA全過程，在SA中是十分重要和必不可少的。 在管理應(yīng)用SA過程中，并不一定要（或能）遍歷并完成每一個(gè)具體過程。,系統(tǒng)分析原理,3、SA的特點(diǎn)及原則 （1）問題導(dǎo)向 （2）以整體為目標(biāo) （3）多方案模型分析和選優(yōu)