系统工程-课件-刘永红20101210电子教案.ppt

系统工程（SystemsEngineering）主讲：刘永红课程内容简介参考资料夫运筹帷幄之中，决胜千里之外。
《史记·高祖本记》1.系统工程概述1.1系统工程的一个典型实例1.2系统工程的产生与发展进入18世纪，工业革命有力地推动着社会化大生产，同时也极大地推动着社会的前进。在这种背景下，马克思主义的诞生，标志着人类认识史上的一次伟大飞跃，把系统观作为对世界的总的看法包括在唯物辩证法中。
现代系统思想——以系统科学为标志，其诞生应该说是进入20世纪之后的事。系统科学的早期工作多出于电子科学家和自动控制理论专家之手。此外，一般系统理论是由理论生物学家贝塔朗菲提出的。
系统工程的前身，即运行分析（OperationsAnalysis）与运筹学（OperationsResearch）到20世纪40年代才出现。
20世纪40年代出现了“系统工程”一词，这是对当时一些工程实践中卓有成效的新观点新方法的命名。国外系统工程发展大体可分为三个时期：二次世界大战时期，德国空军对英伦三岛狂轰滥炸，为对付敌人的空袭，英国人使用了雷达，但没有科学的布局，防空系统的效率并不很高，为解决这个问题，英国军方于1939年9月从全国各地调来一批科学家，共11人，他们中有将军1人、数学家2人、理论物理学家2人、应用物理学家1人、天体物理学家1人、测量学家1人、生物学家3人，来到英国皇家空军指挥部，组成了以著名的物理学家、诺贝尔奖金获得者P.M.S.Blacket为核心的世界上第一个运筹学小组，他们的任务就是应用系统论的观点，统筹规划的方法研究作战问题，这个运筹学小组在作战中发挥了卓越的作用，受到英国政府极大的重视。于是，英国政府逐渐在它的海陆空三军中都成立了运筹学小组，美国参战以后，也仿效英国在军队中成立了运筹学小组。
在生产管理方面的应用，最早是1939年前苏联的康特洛为奇提出了生产组织与计划中的线性规划问题，并给出解乘数法的求解方法，出版了第一部关于线性规划的著作《生产组织与计划中的数学方法》。
但，当时并没有引起重视，直到1960年康特洛为奇再次出版了《最佳资源利用的经济计算》，才受到国内外的一致重视，为此康特洛为奇获得了诺贝尔经济学奖。
线性规划提出后很快受到经济学家的重视，如二次世界大战中从事运输模型研究的美国经济学家库普曼斯（T.C.Koopmans），他很快看到了线性规划在经济中应用的意义，并呼吁年轻的经济学家要关注线性规划。其中阿罗、萨谬尔逊、西蒙、多夫曼和胡尔威茨等都获得了诺贝尔奖。
人们认识到数学作为系统工程的“金钥匙”地位。2.发展时期（1957—1964）
美国密执安大学的H.Goode和R.E.Machol两位教授在1957年所著的SystemEngineering一书中正式定名。1958年美国在北极星导弹的研究中首先采用了计划评审技术（PERT），有效地进行了计划管理，从而将系统工程推向了新的领域。其后，1962年A.D.Hall写的《系统工程方法论》一书。
20世纪60年代初，美国、英国、日本和加拿大等国家将系统工程用于地下矿和露天矿的开采。这个时期开始出现大量有关的杂志和书籍。
3.初步成熟期（1965—1980）
20世纪60年代以后，对于复杂大系统，人们设想采用分析与积集两个过程而形成的多级递阶控制结构。1965年美国数学家Zadeh提出了“模糊集合”的概念。
美国组织了42万人，耗资几百亿美元，用了13年时间使宇航飞艇登陆月球的阿波罗计划成功了。
70年代以后，系统工程的应用渗透到社会系统，技术系统，经济系统的最优控制，最优管理。
80年代以后，在工农业、交通运输、能源、战略等部门对大型工程项目要求做系统分析、可行性报告，方案才能够评审。
系统工程在80年代是“遍地开花”的时期。4.成熟时期（1990—2000）
上世纪90年代，由于计算机的飞速发展，系统工程有了更大的发展，一些以前看来不好解决的复杂问题得到了满意的解决。这个时期许多系统工程专业开始创建起来。系统工程学科的发展更加面向于解决复杂系统中的建模和优化问题，它与信息学科和控制论密不可分，互为补充，它更主要促进人们对自然界和人类社会错综复杂，相互交织的及其内在联系给以新的认识，从而把人类带进一个新的时代，也就是人类开始用系统的方法去思考问题和解决问题的时代。
本世纪以来，现代科学技术活动的规模有了很大的扩展，工程技术装置的复杂程度不断提高，计算机的运算能力越来越强大，使得系统工程在世界范围内迅速发展起来，许多国家都有不少重大工程研究成果。
如，今年我国就有两个举世瞩目的伟大成果，即一个是成功举办了两个奥运会，再一个是“神七”重大项目取得了圆满成功。
“奥运举办之日,就是我中华腾飞之时!”一个世纪前,著名爱国教育家张伯苓曾这样预言。百年梦想今日成真。
现代科学技术对