系统工程应用手册.docx

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系统工程应用手册

系统工程应用手册

——原理·方法·模型·程序

徐一飞周斯富主编煤炭工业出版社1991年4月

第一篇系统工程原理

1系统科学

1.1系统科学的范围

用统一的系统方法研究任何控制论系统的行为和控制的学科领域，主要研究有组织的大系统或一般系统的运动或量变规律。

系统科学

，其研究方法综合了一般系统论、工程控制论、运筹学、行为科学、组织理论、其他工程科学或自然科学、其他社会科学或经济科学

大系统

系统科学

无组织系统有组织系统

概率统计、模糊数学工程科学

小系统

1.1.1系统

多个互相制约的元素共同组成的统一整体，或者说，是互相关联着的元素集，以集体行为完成特定功能的有机结合体。

系统S={A，R}，{A}为元素集，{R}为关系集（包括元素的运算规律、元素间的互相关系、与外部环境、约束间的关系，可由元素间的方程或不等式定义）

系统的6个属性：

可分性、关联性、矛盾性、功能性、统一性、层次性

1.1.2

硬系统和软系统

输入输出

思维

心理

经济

行为

语言

体育

教育

人口

生态

生理

医学

生物

环保

水文

能源

管理

农业

邮电

运输

交通

水利

冶金

化工

电力

轻工

机电

黑（软）灰白（硬）

1.1.3系统科学的覆盖领域

1.2系统工程

1.2.1系统工程的边缘特点

计算机科学

算法论

仿真

控制论

工程控制论

大系统理论

信息科学

信息论

智能

运筹学

规划论

对策论

决策论

库存论

排队论

图论和网络流理论

应用数学

统计数学

模糊数学

随机过程

数值方法

其他

1.2.2系统工程的形成与发展

1.2.3系统工程的应用范围

1.3系统工程的观点和方法

1.3.1系统工程的观点

Ø全局观点

Ø层次观点

Ø价值观点

Ø策略观点

1.3.2系统工程的基本方法

霍尔三维结构

方法：

系统分析、系统探讨、系统设计、建模与仿真、系统评价、系统预测、可行性分析、敏感性分析

工具：

运筹学、大系统理论、信息论和信息管理、计算机网络和数据库

系统设计书

2控制论

2.1产生与发展

2.1.1定义和作用

2.1.2发展与成就

2.2控制论系统

2.2.1控制论的基本观点

2.2.2控制论系统

2.2.3控制论系统的特征

2.2.4控制论系统的一般描述

2.3经典控制理论

2.3.1概述

2.3.2基本理论和方法

2.4现代控制理论

2.4.1概述

2.4.2基本理论和方法

2.5大系统理论

2.5.1概述

2.5.2基本理论和方法

3信息论

3.1概述

3.1.1信息概念的提出

3.1.2通信系统的模型

3.1.3信息论中的几个基本模型

3.2信息熵和互信息

3.2.1离散信源的信息熵

3.2.2信息量和互信息

3.2.3平稳信源的熵

3.2.4信源的效率和剩余度

3.2.5连续信源的熵

3.3信道和信道容量

3.3.1传输信道的类型

3.3.2信道的数学模型和分类

3.3.3信道疑义度及互信息

3.3.4信道容量

3.3.5连续信道的信道容量

3.4信息率失真函数

3.4.1失真度

3.4.2信息率失真函数的定义

3.4.3R（D）函数的性质

3.5信源编码和信道编码

3.5.1无失真离散信源编码定理

3.5.2限失真信源编码定理

3.5.3有噪声离散无记忆信道的编码定理

4运筹学

4.1概论

4.2线性规划

4.2.1模型

4.2.2基本定义及定理

4.2.3单纯形法

4.2.4对偶问题

4.2.5整数规划

4.3非线性规划

4.3.1模型

4.3.2无约束问题的非线性规划

4.3.3等式约束条件下的非线性规划

4.3.4不等式约束条件下的非线性规划

4.4网络分析

4.4.1网络图的组成及有关名称

4.4.2网络的编绘

4.4.3网络图的时间参数

4.4.4网络图的应用

4.5动态规划

4.5.1基本概念

4.5.2模型

4.5.3基本原理及基本方程

第二篇系统工程的方法和模型

5系统诊断

5.1任务和步骤

5.1.1系统诊断的任务

5.1.2系统诊断的步骤

5.2系统调查

5.2.1调查计划

5.2.2常规调查

5.2.3抽样调查

5.2.4头脑风暴法

5.2.5Delphi法

5.3系统结构分析

5.3.1Delta框图

5.3.2因果关系图

5.3.3解释性结构模型

5.4元素相关分析

5.4.1相关分析

5.4.2交叉影响分析

6系统建模与测辨

6.1模型·模型化

6.1.1模型

6.1.2模型化

6.2模型分类

6.2.1实体模型

6.2.2符号模型

6.3方法论及建模过程

6.3.1关于方法论

6.3.2建模过程

6.4测辨概论

6.4.1基本概念

6.4.2测辨信息

6.4.3两种模型测辨

6.4.4通过参数估计的建模过程

6.5系统测辨方法

6.5.1线性稳态模型的测辨

6.5.2线性动态模型的测辨算法

6.5.3模型适用性检验

7预测技术

7.1目的

7.2主要预测方法

7.2.1定性预测技术

7.2.2定量预测技术

7.3二阶指数平滑法

7.3.1计算公式

7.3.2指数平滑法的修匀能力

7.3.3平滑系数对系统反应速度的影响

7.3.4一个预测实例

7.4多元回归法

7.4.1多元回归法方程的一般求法

7.4.2多元回归的检验

7.4.3多元回归的预测实例

8系统评价

8.1评价目的

8.1.1评价目的

8.1.2系统评价的内容和方法

8.2评价步骤

8.2.1评价的原则

8.2.2评价的要素和步骤

8.2.3评价指标体系的指定

8.3评价方法

8.3.1单项评价方法

8.3.2系统综合评价方法

9管理信息系统

9.1管理信息系统概述

9.1.1什么是管理信息系统

9.1.2信息与管理系统

9.1.3管理信息系统的基本特点

9.1.4决策支持系统

9.2管理信息系统与电子计算机

9.2.1电子计算机系统

9.2.2计算机硬件基础

9.2.3数据通信与电子计算机

9.2.4管理信息系统对计算机系统的要求

9.3管理信息系统的开发过程

9.3.1准备阶段

9.3.2系统分析阶段

9.3.3系统设计与实现阶段

9.3.4实施阶段

9.3.5运行与维护阶段

10决策分析

10.1决策概述

10.1.1决策的含义和作用

10.1.2决策的过程和步骤

10.1.3决策的分类

10.1.4决策问题的描述

10.2确定型决策

10.2.1问题概述

10.2.2特点

10.2.3决策方法

10.2.4数学表示

10.2.5注记

10.3风险型决策

10.3.1问题概述

10.3.2最大可能准则

10.3.3收益期望值准则

10.3.4灵敏度分析

10.3.5多阶段决策

10.3.6情报的价值

10.4不确定型决策

10.4.1问题概述

10.4.2乐观准则

10.4.3悲观准则

10.4.4折中决策准则

10.4.5等概率准则

10.4.6最小后悔值准则

10.5效用函数与概率判定

10.5.1效用函数

10.5.2概率判定

10.6对策简介

10.6.1基本概念

10.6.2有限二人零和对策

10.6.3最优纯策略

10.6.4混合策略

10.6.5最优混合和策略的计算

11系统仿真

11.1什么是系统仿真

11.2系统仿真的一般步骤

11.3连续系统仿真

11.4系统动力学仿真

11.5离散系统仿真方法

11.6离散系统仿真语言

11.7离散系统仿真结果分析

12几类常用的经济数学模型

12.1投入产出模型

12.1.1导言

12.1.2投入产出法的基本内容

12.1.3投入产出法的应用

12.1.4投入产出表的编制

12.2计量经济模型

12.2.1导言

12.2.2计量经济学的内容和编制模型的工作步骤

12.2.3一般计量经济数学模型的数学表达形式

12.2.4计量经济模型的参数估计和模型检验

12.2.5模型的应用

12.3系统动力学模型

12.3.1概述

12.3.2系统动力学模型的基本结构

12.4经济控制论模型

12.4.1导言

12.4.2控制理论中的若干有关概念

12.4.3计量经济模型的状态空间实现

13离散事件动态系统分析

13.1离散事件动态系统的建模方法

13.1.1概论

13.1.2排队网络理论

13.1.3操作分析排队模型

13.1.4离散事件系统仿真

13.1.5极大代数建模方法

13.2离散事件动态系统分析与优化

13.2.1线性离散事件动态系统分析

13.2.2离散事件动态系统最优化及震动分析法

13.2.3复杂系统的简化分析

13.3离散事件动态系统的应用

13.3.1柔性制造（加工）系统的建模

13.3.2DEDS的流量控制应用简介

14定性—定量分析方法

14.1引言

14.2层次分析法

14.2.1发展简介

14.2.2基本方法

14.3聚类分析方法

14.3.1引言

14.3.2分类的度量

14.3.3系统聚类法

14.4判别分析方法

14.4.1引言

14.4.2线性判别函数

14.4.3判别方法

14.5其他方法简介

14.5.1模糊数学方法

14.5.2灰色系统方法

第三篇系统工程的计算机程序

15建模与测辨程序

15.1CARMA建模程序

15.2最小二乘法建模程序

15.3投入产出分析程序

15.4PERT程序

16优化程序

16.1线性规划

16.2非线性规划

16.2.1牛顿法

16.2.2共轭梯度法

16.2.3鲍威尔方法

16.3动态规划

17预测方法程序

17.1方法概要

17.1.1平滑法类

17.1.2时间序列法类

17.1.3回归法类

17.2交互式预测系统的组成及程序框图

17.2.1数据输入管理模块

17.2.2判断数据特性模块

17.2.3方法特征模块

17.2.4选择预测方法模块

17.2.5结果分析模块

17.3变量说明

17.4系统的运行实例

17.5程序清单

17.6备注

18评价方法程序

18.1成本效益分析程序

18.2综合评价程序

19决策分析程序

19.1决策树法

19.2多目标决策

19.3规划决策

第四篇系统工程的案例分析