第三章 系统工程方法论讲解

二、系统工程与系统分析
系统工程方法论是指在更高层次上，指 导人们正确应用系统工程的思想、方法和各 种准则去处理问题，由于系统工程是一类包 括许多门工程技术的一大工程技术门类，而 且是高度综合的实用性很强的技术，因此， 在系统工程的研究中逐渐形成了一套处理问
题的基本方法过程（基本框架结构），这就 是从系统的观点出发，采用系统分析的方 法来分析和解决各种问题
② 在规范分析中一般需（或尽可应）建立结构模 型、数学模型或仿真模型。
③ 每段结束后系统方案的变化轨迹是：可行方案 →非劣方案→经排序的非劣方案（或称选择性方 案）。
– 一是尽可能低的成本 – 二是尽可能高的质量。
• 解决办法：
–建立一个没有矛盾的目标集，把引起矛盾的分目标剔 除掉。
–采用所有分目标，寻求一个能达到冲突目标得以并存 的方案。
利害冲突
• 例如企业在减员增效的过程中就至少有如下两个 目标：
–一是提高企业的效益 –二是保证工作岗位不减员。
• 处理的方法 ：
一、系统工程与传统方法的区别
从前面对系统工程的介绍可以看出，系统工程实 质上是方法论的科学，它的目标是通过什么样的 方法可使系统达到最优，而方法论是把设想付诸 实现的过程。对于传统方法，它解决问题的目标 往往是单一的，比如设计一个产品或只强调成本 低或只强调性能高，而系统工程对目标的考虑需 要从系统运行的全过程即时间方面以及在每个阶 段中处理问题的特殊思维过程即逻辑方面，并综 合运用各种专业知识即知识方面来综合考虑。
• 问题的目标 目标的层次性 目标的冲突
目标冲突和利害冲突
• 在目标分析过程中，系统分析人员经常会 发现，许多关键情况往往是由于存在着相 互冲突的分目标造成的。这有两种情况：
– 一种是纯属专业性质的，即目标冲突问题； – 另一种是社会性质的，即利害冲突问题。
目标冲突
• 例如在进行产品设计时，所可能强调的两个目标：
（6）系统工程分析报告
• 简略报告 • 主题报告 • 技术报告
系统分析的原则
在系统分析时应遵循以下几项重要原则： 外部条件与内部条件相结合 当前利益与长远利益相结合 局部效益与整体效益相结合 定量分析与定性分析相结合
系统分析的工具
因果分析法；通过因果分析图对系统有影响的 重要因素加以分折。
2、系统分析的步骤概要
原始情况 阐明 问题
阐明问题阶段
预测 未来 环境
谋划 备选 方案
建模 和预 计后 果
分析研究阶段
分析结果 评比 备选 方案
评价比较阶段
（1）阐明问题
• 问题的性质和范围 问题剖析报告：问题的结构、过程和势态 阶段结果报告：由来背景；重要性；可能采取行 动的组织和个人；利益相关的组织和个人；目标、 评价指标、约束条件、备选方案的初步描述、建 议等
第3章 系统工程方法论
• 系统工程与传统方法的区别 • 系统工程与系统分析 • 系统工程方法论
系统工程方法论
系统工程的方法论是系统工程应用的基础 和关键所在，系统工程处理问题的独特方 法论是系统工程区别于其它各门科学的基 本特征之一，系统工程处理问题的最基本 出发点是将所分析的对象作为整体系统来 考虑，这也是系统工程考虑问题的基本思 想和工作方法。
• 阐明问题阶段约占系统分析全过程的时间 的20%-25%
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（2）谋划备选方案
• 方案的提出
– “集体创造”法 或“头脑风暴法” – “缺点、希望点”列举法 –特性穷举法
• 方案的筛选
–强壮性 –适应性 –可靠性 –现实性 （可操作性）
（3）预测未来环境
• 情景分析法 ：情景分析法对于每种备选方 案都确定几组未来实施环境的特征和条件， 如按“乐观”、“正常”和“悲观”的环 境；也可按出现可能性大、正常和特殊的 环境等进行预测。
数学模型的方法
• 确定预测内容 • 准备数据资料 • 确定预测方法，建立数学模型
–定性预测法 –时间序列预测法 –因果关系预测法
• 计算预测值，分析预测误差
（4）建模和预计后果
• 每种方案实施后都相应有一系列后果，因 此本阶段的首要工作便是确定应该预计哪 些后果？其中哪些最重要？选定后果项目 后，便可着手建立一个或多个模型预计行 动和后果指标之间的关系。
– 目标方之一放弃自己的利益 – 保持其中一个目标，用其它方式补偿或部分补偿受损
方的利益 – 通过协商调整目标系统，使之达到目标相容
阐明问题
• 环境和条件 • 评价指标
合理性 层次性 • 收集和分析资料
阐明问题
• 阶段结果报告：问题的由来与背景；重要 性；可能采取行动的组织和个人；利益相 关的组织和个人；目标、评价指标、约束 条件、备选方案的初步描述、建议等
• 系统分析的主要模型有图形模型、分析模 型、仿真模型、博弈模型和判断模型
（5）评比备选方案
• 各种备选方案在不同情景下的后果估计出来之后， 便可着手方案评比，方案评比便是依据所建立的 评价指标对各方案可能取得的效果进行评价，并 按其评价结果进行排序。
• 系统评价的主要方法有关联矩阵法、费用效益分 析法、层次分析法及模糊评价法等许多种评价方 法，这在后面的系统评价中将作专门介绍。
排列图法；作为在系统中选择关键性问题的一 种分析方法。
相关分析法；将相关变量数据在坐标图上标示 并分析其相互关系。
投入产出分析法；对比生产输入和消费支出， 通过分析生产与消费两者间相互平衡，明确经 济系统内各要素的相互依存关系。
系统分析要注意以下几点
① 重视做好初步SA. 5W1H (What/Why/Who/Where /When/How) 方法是做好这段工作的基本线索。
1、系统分析简介
• 系统工程方法论的基础是系统分析技术， 系统分析是完成系统工程问题的中心环节
• 广义的解释认为系统分析就是系统工程， 系统分析是系统工程的同义词
• 狭义的解释认为系统分析是系统工程的一 项优化技术，是系统工程在非结构化问题 决策中的具体应用
系统分析的基本概念
• 系统分析的目的是在于分析系统内部与系 统环境之间、系统内部各要素之间的相互 依赖、相互制约、相互促进的复杂关系， 分析系统要素的层次结构关系及其对系统 功能和目标的影响，通过建立系统的分析 模型使系统各要素及其与环境之间的协调 达到最佳状态，最终为系统决策提供依据。