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《管理系统工程》

《管理系统工程》教学大纲

信管专业99级本科使用

经济信息管理系信管教研室

二00一年七月

《管理系统工程》教学大纲

编写日期：

2001年7月

一开设系部：

经济信息管理系

二教学对象：

信息管理与信息系统专业99级本科生

三教学目的：

管理系统工程是以组织管理系统为研究对象的一门组织管理技术。

通过该课程的讲授，使学生在系统思想指导下，能够运用系统工程的原理与方法，针对组织存在的问题，从整体观念出发，探求组织管理活动的最优计划、最优组织、最优控制，获得最佳经济效益。

四教学要求：

管理系统工程是一门集定性分析与定量分析为一体的应用学科。

在教学过程中，要求学生理解系统和系统工程的基本理论，掌握系统分析和系统评价的原则、内容和步骤，掌握规划论、存储论、对策论和网络计划技术等现代化管理方法和技术，熟悉系统工程软件的使用，能够运用系统思想和系统工程方法解决一些实际问题。

五课时及其分配：

总学时54，其中授课42学时，讨论3学时，上机9学时。

各章节课时分配见附表。

六考核方式：

采用平时作业、小论文、讨论发言和期末考试相结合。

成绩分配：

平时作业（10%）、论文和讨论（10%）、期末考试（80%）

题目类型

判断正误

填空

简答

计算

论述

题量

3～4

分值

七使用教材：

李国纲主编：

《管理系统工程》，中国人民大学出版社出版，1993年1月第1版，1996年11月第6次印刷

八主要参考书目：

1、汪应洛主编《系统工程理论方法与实践》，高等教育出版社，1992年5月第1版。

2、苗东升著《系统科学精要》，中国人民大学出版社1998年5月第1版。

3、谢胜智陈戈止编著《运筹学》，西南财经大学出版社1999年7月第1版。

4、汪应洛主编：

《企业管理系统工程》，中央广播出版社1993年版。

5、陈晓剑梁梁著：

《系统评价方法及应用》，中国科技大学出版社1993年6月第1版。

5、1995～2001年《数量经济与数量技术研究》杂志。

6、1995～2001年《系统工程理论与实践》杂志。

7、1995～2001年《系统工程》杂志。

九讲授提纲：

如下

第一章系统与系统工程

第一节系统与系统理论

一、系统的概念

系统就是由相互作用和相依赖的若干组成部分结合而成的、具有特效功能的有机整体。

二、系统的形态

常见的系统形态：

自然系统和人造系统；体系统和概念系统；封闭系统和开放系统；静态系统和动态系统；对象系统和行为系统；制系统和因果系统。

三、系统的特性

集合性；相关性；层次性；整体性；目的性；环境适应性。

四、系统结构与功能的关系

结构是功能的内在依据，功能是结构的外在表现。

一定的结构总是表现一定的功能，一定的功能总是由一定的结构系统产生。

系统的结构决定系统的功能。

结构和功能的关系不是一一对应的，功能具有相对独立性，并对结构具有巨大的反作用。

五系统理论简述

一般系统论；耗散结构论；协同理论；大系统理论。

第二节系统工程

一、系统工程的概念。

系统工程是用科学的方法规划和组织人力、物力、财力。

通过最优途径的选择，是工作在一定期限内受到最合理、最经济、最有效的效果。

二、系统工程的形成和发展

㈠萌芽阶段。

（1940—1957）

㈡发展阶段（1957—1965）

㈢、本成熟阶段（1965年以后）

三、系统工程的特点

㈠系统工程与传统工程的异同点

共同点：

以改造客观世界使之符合人类需要为目的。

不同点：

概念不同；对象不同；任务不同；方法不同；人员素质不同。

（二）、系统工程的一般特点

研究思路的整体化；应用方法的综合化；组织管理上的科学化和现代化。

四、系统工程的应用范围

系统工程的应用几乎遍及社会、经济和工程技术的各个方面。

五、系统工程的技术内容

㈠运筹学

㈡概率论和数理统计学

㈢数量经济学

㈣技术经济学

㈤管理科学

六、系统工程的方法

介绍霍尔的系统工程三维结构论：

时间维、逻辑维、知识维。

第二章系统分析

第一节系统分析的概念和原则

一、系统分析的概念

系统分析就是在明确系统目的前提下，确定系统应具备的功能和相应的环境条件，抓住系统的某些需要决策的关键问题，根据其性质要求，建立相应的模型，然后再根据需要对有关模型进行模拟或计算，以选择最优方案。

二、系统分析的原则

1、外部条件和内部条件相结合。

2、当前利益和长远利益结合起来。

3、局部利益和整体利益相结合。

4、定量分析和定量分析相结合。

第二节系统分析的要素

一、目标

目标是系统所希望达到的结果或完成的任务。

二、可行方案

实现预定目标，可采取多种手段和措施，这些手段和措施在系统分析中称为可行方案。

三、模型

模型是对系统进行高于实际的描述、模仿或抽象，系统模型是系统分析的基础。

大体可分三类：

实物模型、图形模型、数学模型。

四、费用

用于方案实施的实际支出。

一般用货币表示。

五、效果

系统建成运行以后，所产生的效果。

六、评价标准

衡量方案优劣的标准或依据。

第三节系统分析的步骤

一、系统目的的分析

分析和确定定义对象系统的构成、范围、和功能。

二、收集资料

系统的内部资料和外部资料，历史资料、现实资料和预测资料；定性资料和定量资料。

三、建立模型

建立模型的要求：

现实性，简洁性，适应性。

建立模型的构思和过程：

研究对象系统目的；明确系统输入输出变量及其性质；用数学符号、数学公式表达变量之间的关系；判断建立的模型的合理性。

四、系统最优化

系统最优化的基本方法有三类：

分析判断法、数值解析法、模拟试验法。

五、系统的综合评价

利用模型和各种资料，从系统的整体观点出发，综合分析问题，选择出适当而且可能实现的最优方案。

第四节系统分析方法

本节仅介绍层次分析法。

一、层次分析法的基本思想和特点

基本思想：

通过分析将问题分解为不同的要素，并将这些要素归并为不同的层次。

在每一层次可按某一规定准则，对该层要素进行逐对比较，建立判断矩阵。

进一步计算该层要素对该准则的权重，在此基础上计算出各层次要素对于总目标的组合权重，从而得出不同备择方案的权值，为选择最优方案提供依据。

特点：

分析思路清楚，思维过程系统化、数学化和模型化，分析时所需要的定量数据不多，此法适用于多准则、多目标的复杂问题的决策。

二、层次分析法的步骤

㈠明确问题

㈡建立递阶层次结构

㈢构造判断矩阵

㈣计算单一准则下各要素的相对重要度，并进行一致性检验。

㈤计算综合重要度（组合权重）

第三章规划论

第一节线性规划

一、线性规划的数学模型

线性规划是指对于满足有一组线性方程或线性不等式构成约束条件的系统进行规划。

线性规划的数学模型主要由三部分组成：

1、变量及非负值要求。

决策系统的影响因素均为非负值。

2、目标函数。

把研究问题所要达到的目标用数学方法和形式进行的描述。

3、约束方程。

系统的约束条件（人、财、物、时间等）可以用方程式表示。

二、应用线性规划的条件

系统的问题（或方案）是其影响因素的线性函数；系统的问题应存在一定的限制条件（或约束条件）；系统应有一个明确目标；线性规划的最优解值是连续的，可以是整数，也可以是分数。

三、应用线性规划的步骤

1、确定问题，明确目标和限制因素。

2、建立模型。

3、模型求解。

4、应用模型和数据进行经济分析。

四、线性规划的解法

㈠线性规划的图解法

线性规划的图解法是用几何图形分析的方法求解线性规划问题。

其基本思路是：

取约束条件进行图解，求得满足约束条件的诸变量的可行解区，然后结合目标函数在可行解区内求得最优解。

图解法简单、直观，但仅适用于只有两个变量的线性规划问题。

㈡线性规划的单纯形法

基本思路：

采取逐步接近最优的办法，先求出一个可行解，但它未必是最优者，然后逐步换基迭代的办法，逐步改善可行解，使目标函数值逐步增大（或减少），直到目标函数达到极值（大、小）时，该问题就得到了最优化解。

基本步骤为：

1、圆点为基础，建立初始方案，列出单纯形表

⑴引入松弛变量，变不等式为等式

⑵列出初始单纯形表

2、方案调整和单纯形表的改进

⑴确定关键列（调入变量）。

⑵确定关键行,选择调出变量。

⑶置换变量，编制新的单纯形表。

（三）线性规划的应用

1、产品搭配

2、合理下料

3、计划安排

第二节运输规划

一、运输规划的基本思想

二、表上作业法

1、列运输平衡表

2、建立初始调运方案

⑴西北角法。

。

⑵最小元素法。

3、方案检验和调整——闭回路法。

第三节目标规划

一、基本思想：

以管理目标为标准，在资源约束条件下求与实管理目标偏差最小的一组变量的值。

二、模型结构

1、变量。

决策变量和偏差变量。

2、目标函数。

用给定目标变量的偏差变量来表示，并求目标偏差和的极小值。

3、约束条件。

资源约束和目标约束。

4、变量非负值。

三、目标规划的应用

第四节动态规划

一、基本概念

阶段；状态；决策变量；策略；最优指标函数。

二、动态规划的基本思想

从最后一段开始，用由后向前逐步递推的方法，求出各点到终点的最短路线，最后求得由始点到终点的最短路线。

三、动态规划法的应用

1．包裹问题

2．生产和存储控制问题

第四章存储论

第一节确定性存储模型

一、不允许缺货，瞬时补充

㈠基本假设：

缺货费用无穷大；当存储降至零时，可以立即可得到补充（瞬时补充）；需求是连续的、均匀的，单位时间内需求量d为常数；每次订购量不变，订购费不变；单位商品存储费不变。

㈡模型

1、定货批量

2、定货周期

3、最低存储费用

二、不允许缺货，非瞬时补充（生产需要一定时间）

1、最优库存量

2、最优生产周期

3、最小总费用

三、允许缺货，瞬时补充（或生产时间很短）

1、最优购进量

2、最优库存量度

3、最小总费用

4、最优订货周期

四、允许缺货，非瞬时补充

1、最优购进量

2最优库存量度

3、最优订货周期

4、最小总费用

五、价格有数量折扣

对于有数量折扣的E、O、Q问题，应先求出Qm和q1，然后比q、Qm和q1来决定总费用，其中q1的由下式计算得到

其中

第二节随机型存储模型

一、随机存储模型

1、离散型

最优批量

最小费用

2、连续型

最优批量

最小费用

二、有安全库存的存储模型

1、在原定的经济批量下，确定安全库存量

2、考虑安全库存量的经济订货批量

3、安全库存量的公式

⑴定购时间一定，购运期间需求量变化不定时，安全库存量和订货点

=平均库存量+安全库存量

⑵需求量一定，购运时间变化不定时，安全存库量和订货点

平均库存量+安全库存量

⑶购运时间、需求量均变化不定时，安全库存量和订货点

第五章网络计划技术

第一节网络计划模型

网络计划模型是图形模型与数学模型结合为一体的集成性模型。

其结构主要由网络图及时间参数两大部分所构成。

一、网络图

㈠网络图的构成

网络图是由活动、事项和线路三个部分构成的。

1、活动（工作）。

一项工程的研究、设计、制造、试验、管理、使用等方面需要有人力、物力参加，经过一定时间后才能完成的有具体内容的一个实践过程。

2、事件（事项）。

表示某一项活动的开始或结束。

是后面工作的起点事件。

3、网络图。

所有活动根据先后顺序和相互关系用上述符号从左向右绘制而成的图形叫做网络图。

4、线路和关键线路。

线路是指从起点开始顺着箭头所指方向，连续不断地到达终点的一条通道。

所需周期最长的线路称为关键线路。

㈡网络图的画法

1、计划任务的分解

2、画图

3、事件编号

二、网络计划模型时间参数的计算

确定活动时间有两种方法：

单一时间估计法。

就是在估计各项活动所需要的时间时，只确定一个时间值。

三种时间估计法。

最乐观时间，最保守时间，最可能时间。

三、关键线路的判定

1、总长度法

2、破圈法

第二节网络计划的优化

一、压缩工期

1、确定有关线路应缩短的时间。

2、分析磋商，调整有关工作的工时。

3、利用新工时，重新计算，直至各工作均不存在负的总时差。

二、概率评价

若在关键线路上有很多项活动，则工程完工时间就可以认为是一个分别以

为均值（期望值），以

为均方差的正态分布。

在关键活动的平均活动时间Tk和

值为已知的条件下，可以计算出预期工程完成时间在计划规定的工程完工时间内实现的概率。

三、资源利用

1、工期不变下的资源均衡问题

通过“移峰填谷”的方法进行调整。

即在保证总周期不变的前提下，从需要资源较多的时间区段（高峰），调整一部分活动到需要资源较少的时间区段（低谷），为了不影响总周期，只能调整非关键活动

2、资源有限，工期最短

⑴根据各活动的最早开始时间，绘制有时间坐标的网络图及资源需要量图

⑵列出在本时段内已经开始和可能开始的活动项目

⑶根据活动的重要程度进行编号。

⑷根据编号顺序分配资源。

⑸重复以上步骤，直至全部活动均已安排为止。

四、费用控制

1、通过计算，找出关键线路和关键活动。

2、在关键活动中，挑选费用率最小的费用。

3、确定该方案可能缩短工期的最大天数。

4、计算由于缩短工期而引起的费用增加额。

5、调整网络图，重新开始，直到工期不能再缩短为止。

6、延长非关键线路上费用率最大的活动，降低费用增加额。

第六章系统评价

第一节系统评价的步骤和内容

一、系统评价的意义

根据预定的系统目的，在系统调查和可行性研究基础上，按照一定的价值标准，从技术、经济、社会和生态等方面，就各种系统设计的方案进行评价和选择，并选择出技术上先进、经济上合理、促进是；和进步和维护生态环境，且实施可行的最优或满意的方案的过程。

二、系统评价的思想和原则

1系统评价的思想

单一目标思想；经济利益思想；综合评价思想；规划思想。

㈡系统评价的原则

客观性；可比性；指标要成体系；与国家的方针、政策、法令等要求相一致。

三、系统评价的步骤及内容

㈠前提条件探讨

1、评价目标：

2、评价主体

3、评价范围

4、评价时期

㈡评价系统的分析

1、评价系统替代方案及系统所处的环境条件分析

22、对评价系统的功能、费用、时间等进行预测和估计。

3、设定评价尺度和指标体系，收集评价所需资料。

㈢评价项目的选择

1、评价项目必须有评价目的和目标有关

2、评价项目要尽可能少，但要反映评价对象的各方面

㈣评价函数

利用数学模型反映评价系统，将评价目标与评价指标及要素（项目）联系起来。

㈤评价值的计算

确定评价尺度和评价项目的权重，进而计算评价值。

㈥综合评价

对系统进行技术、经济社会、生态等各方面进行全面评价。

第二节系统评价方法

一、系统评价理论

效用理论；数量化理论；不确定性理论；最优化理论。

二、评价指标

㈠评价指标体系的类型

政策性指标；技术性指标；经济性指标；社会性指标；资源性指标；时间性指标。

每一大类指标又可包含许多小类指标。

㈡评价指标体系设置的原则

系统性；可测性；定量指标与定性指标结合运用；绝对指标与相对指标结合运用；指标应相互独立；核心性；层次性。

三、系统评价方法

㈠综合指数法

㈡关联矩阵法

关联矩阵法（relevancematrix）是用矩阵形式来表示各方案有关评价项目的评价值。

然后计算各方案评价值的加权和，再通过比较分析，综合评价值最大的方案为最优方案。

权重的确定方法：

逐对比较法、

古林法。

㈢模糊综合评判法

1、建立评价因素（指标）集。

2、确定评价因素的权重集。

3、建立评级档次集

4、进行单因素模糊评判，建立单因素评判模糊规律

。

5、进行模糊综合评判决策。

习题一

1．什么是系统、系统工程？

2．如何理解系统的结构与功能之间的关系？

3．系统工程的理论体系是什么？

4．讨论：

系统工程的应用前景。

习题二

1．讨论：

系统分析在系统工程中的地位与作用。

2．系统分析的要素和基本步骤有那些？

3．描述系统结构的方法有那些？

4．简述层次分析法的基本思想和特点。

5．已知下面的可达矩阵，用实用方法建立递解结构的模型。

11010000

01000000

11110000

01010000

01011111

01011011

00000001

习题三

1．简述线形规划模型的结构。

2．某厂生产A、B、C三种产品要经过加工车间和装配车间完成，每种产品的资源消耗定额、可用资源和单件产品的利润如下表所示，试制定一生产方案，试生产利润最多。

资源消耗定额

可用资源数量

加工工时（工时）

36000

装配车间（工时）

25000

电量（度）

300

220

360000

单位利润（元）

380

700

300

3．某工地需做100套钢筋，每套28根，其中3.5米长的4根，２．９米长的４根，０．７米长的２０根，原材料为１０米长，且数量充分多．问怎样切割钢筋，才能既满足需要，又使用的原材料最少．

4．某厂用５种原料制造具有４种成分的产品，数据见下表：

Ｂ１

Ｂ２

Ｂ３

Ｂ４

Ｂ５

每单位产品需各成分的最低数

Ａ１

６

１０

９

１

６２

Ａ２

１

９

７

７０

Ａ３

２

７

２０

４

２

１２０

Ａ４

６

１

４

１６

９１

原料单价

４

７

１２

２２

３

请设计一配料方案、使其产品成本最低。

5．某饭店24小时中需要服务员如下表所示，如果服务员每天连续工作8小时，试问在2点、6点、10点、14点、18点和22点开始上班的服务员为多少时，一天所需的服务员总人数最少？

6．用匈牙利法解下列分配问题：

7．用表上作业法求使总运费为最小的调运方案。

A城

B城

C城

生产量（件）

甲厂

1200

乙厂

800

丙厂

2000

需要量（件）

1000

1500

8.用最小元素法和位势法求解运输问题。

生产量

销售量

习题四

1．一辆汽车从A城开往E城，所经路途如图所示，求最佳运输路线。

B1D1

AB2D2E

B3D3

2．有一辆载重货车，最大载重量为10吨。

现要装载甲、乙、丙三种货物，货物的单位重量及利润如下表所示。

问如何装载，可使利润最大化。

货物

甲乙丙

重量（吨）

345

利润（百元）

456

3．某仓库用于存放加工零部件，提供给总装车间。

由于气候的关系，每月加工部件所耗费的工时不同。

设，第k月加工单位部件耗工时为Ak，第k月总装车间需求量为Bk，上半年的各月的数据如下表。

现假设仓库最大的容量为10单位，开始的库存量为2，期终库存量为0。

现请指定一个半年的月生产计划，使既满足总装车间的需要量，又使生产这种零部件的总耗费工时数为最少。

月份

123456

单位工时

201918161515

需求量

548734

习题五

1．某商店每月平均售出某种商品9000件，每次订购费为240元，每件商品每月存储费3元，试求：

①订购批量；②若每次订购费为2400元，每件每月存储费为0.3元，每次订购多少？

订购时间多长？

2．某公司每月需用电感器500个，每次订购费为70元，保管费每个每月0.35元，试求：

1经济订购批量，最低费用；

2若允许缺货，每月每个1.4元，求最大库存量、最大缺货量、最低费用各为多少？

3．某厂采购机器元件，采购量为0-1499个时，则订购元件单价为100元；采购量为1500个以上时，则订购元件单价为90元。

现假设年需要量为36000个，每次订购费为400元，存储费每个每年20元，试求最优采购策略。

4．某厂为了满足生产需要，定期向为地订购一种元件。

这种元件平均每天需求量为200个，每个元件一天的存储费是0.05元，一次订购费为245元，每个元件缺货一天的损失费为0.30元，试求最优订购费，最大缺货量，订购周期和最低费用。

5．某厂对原料需求的概率如下表：

需求量（吨）

100

110

120

概率

0.1

0.2

0.3

0.1

每次订购费2825元，原料每吨单价850元，每吨原料存储费45元，缺货费每吨1250吨。

试为该厂制定进货策略。

6．某蔬菜商店每天售出蔬菜量是一个随机变量，其概率分布为：

售出量（吨）

概率

0.05

0.20

0.30

0.25

0.10

若蔬菜商店每百公斤进价为65元，售价100元，因蔬菜不宜保存，当天售不出去的，则改为40元讲价处理，且一定可以售出。

设菜店每天进货一次，试求菜店每次应进货多少？

可获得的最大利润的期望值是多少？

习题六

1．什么是关键线路？

什么是总时差？

2．简述CPM与PERT的区别。

3．如表中所示的工序顺序绘制网络图：

工序

紧前工序

工序

紧前工序

工序

紧后工序

—

D，F

—

D，E，F

—

A，B

F，B，E

D，E，F

—

4．有网络图，其结构和工序时间如下图所示，试求其各时间参数和关键线路：

③

①②⑤⑥

④

5．如图所示的网络图，求其各事项结点的最早开始和最迟开

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