系统工程原理学习总结

1.系统工程的含义

系统工程是一门新兴的学科，国内外有 一些学者对系统工程的含义有过不少阐述，但至今仍无统一的定义。 1978年我国著名学者钱学森指出:"系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制 造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的方法"。 1977年日本学者三浦武雄指出:"系统工程与其他工程学不同之点在于它是跨越许 多学科的科学，而且是填补这些学科边界空白的一种边缘学科。因为系统工程的目的是研 制一个系统，而系统不仅涉及到工程学的领域，还涉及社会、经济和政治等领域，所以为了 适当地解决这些领域的问题，除了需要某些纵向技术以外，还要有一种技术从横的方向把 它们组织起来，这种横向技术就是系统工程"。 1975年美国科学技术辞典的论述为:"系统工程是研究复杂系统设计的科学，该系统 由许多密切联系的元素所组成。设计该复杂系统时，应有明确的预定功能及目标，并协调 各个元素之间及元素和整体之间的有机联系，以使系统能从总体上达到最优目标。在设计 系统时，要同时考虑到参与系统活动的人的因素及其作用。" 从以上各种论点可以看出，系统工程是以大型复杂系统为研究对象，按一定目的进行 设计、开发、管理与控制，以期达到总体效果最优的理论与方法。 系统工程是一间工程技术，用以改造客观世界并取得实际成果，这与一般工程技术问 题有共同之处。但是，系统工程又是一类包括了许多类工程技术的一大工程技术门类，与一般工程比较，系统工程有三个特点:

(1)研究的对象广泛，包括人类社会、生态环境、自然现象和组织管理等。

(2)系统工程是一门跨学科的边缘学科。不仅要用到数、理、化、生物等自然科学，还要用到社会学、心理学、经济学、医学等与人的思想、行为、能力等有关的学科，是自然科学 和社会科学的交叉。因此，系统工程形成了一套处理复杂问题的理论、方法和手段，使人们 在处理问题时，有系统的整体的观点。

(3)在处理复杂的大系统时，常采用定性分析和定量计算相结合的方法。因为系统工 程所研究的对象往往涉及到人，这就涉及到人的价值观、行为学、心理学、主观判断和理性 推理，因而系统工程所研究的大系统比一般工程系统复杂得多，处理系统工程问题不仅要 有科学性，而且要有艺术性和哲理性。

现代科学技术的发展，呈现出既高度分化又高度综合的两种明显趋势。一方面是已有学科不断分化越分越细，新学科、新领域不断产生；另一方面是不同学科、不同领域之间相互交叉、结合与融合，向综合性整体化的方向发展。这两者是相辅相成、相互促进的。系统科学就是这后一发展趋势中产生的最有代表性的科学技术。系统科学是从事物的整体与部分的关系、局部与全局关系以及层次之间的关系的角度来研究客观世界的。客观世界包括自然、社会和人自身在内，能反映事物上述特征的最基本和最重要的概念就是系统。所谓系统是指由一些相互关联、相互作用、相互影响的组成部分所构成的具有某些功能的整体。这样定义的系统在客观世界中是普遍存在的，所以，系统也就成为了系统科学研究和应用的主要对象。系统科学与自然科学、社会科学既有不同，也有内在联系，它能把这些科学领域研究的问题联系起来，作为系统进行综合性、整体性研究。这就是为什么系统科学具有交叉性、综合性、整体性与横断性的原因。也正是这些特点，使系统科学处在现代科学技术发展的综合性整体化方向上。钱学森是我国系统科学事业的开拓者和奠基者，20 世纪70 年代末，钱学森就提出了系统科学的体系结构，这个体系既包括基础理论层次上的系统学，也包括技术科学层次上的运筹学、控制论、信息论等，还包括应用技术或工程技术层次上的系统工程。

2.系统工程的发展

每一门的科学发展都是有自己一定的历史和现实背景的，系统工程作为一间科学技术虽然形成于本世纪中叶，但在近代科学技术的发展，特别是计算机的出现和广泛使用，使系统工程在世界范围内迅 速发展起来，许多国家有不少成功的重大研究成果。 第一次提出"系统工程"这一名词的是1940年在美国贝尔电话公司试验室工作的 E．C·莫利纳(E·C·Molina)和在丹麦哥本哈根电话公司工作的A·K，厄朗(A·K，Erlang)， 他们在研制电话自动交换机时，意识到不能只注意电话机和交换台设备技术的研究，还耍从通信网络的总体上进行研究。他们把研制工作分为规划、研究、开发、应用和通用工程等 五个阶段，以后又提出了排队论原理，并应用到电话通信网络系统中，推动了电话事业的 飞速发展。系统工程的萌芽时期可追溯到本世纪初的F·W·泰勒(F·W·Taylor)系统，为 了提高工效，泰勒研究了合理工序和工人活动的关系，探索了管理的规律，1911年他的 "科学管理的原理"一书问世后，工业界出现了"泰勒系统"。 在第二次世界大战时期，一些科学工作者以大规模军事行动为对象，提出了解决战争 问题的一些决策和对策的方法和工程手段，出现了运筹学。当时英国为防御德国的突然空 袭，研究了雷达报警系统和飞机降落排队系统，取得了很多战果。在这一时期中，英、美等 国在反潜、反空袭、商船护航、布置水雷等项军事行动中，应用了系统工程方法，取得了良 好的效果。1940年至1945年，美国制造原子弹的"曼哈顿"计划，由于应用了系统工程方 法进行协调，在较短的时间内取得了成功。1945年，美国建立了兰德公司(RANDCorp·)， 应用运筹学等理论方法研制出了多种应用系统，在美国国家发展战略、国防系统开发、宇 宙空间技术以及经济建设领域的重大决策中，发挥了重要作用，"兰德"又被誉为"思想库" 和"智囊团"。50年代后期和60年代中期，美国为改变空间技术落后于苏联的局面，先后 制定和执行了北极星导弹核潜艇计划和阿波罗登月计划，这些都是系统工程在国防科研 中取得成果的著名范例。阿波罗登月计划是一项巨大的工程，从1961年开始，持续了U 年。该工程有三百多万个部件，耗资244亿美元，参加者有两万多个企业和120个大学 与研究机构。整个工程在计划进度、质量检验、可靠性评价和管理过程等方面都采用了 系统工程方法，并创造了"计划评审技术(PERT)"和"随机网络技术"[又称"图解评审技 术(GERT)"]，实现了时间进度、质量技术与经费管理三者的统一。在实施该工程的过 程中及时向各层决策机构提供信息和方案，供各层决策者使用，保证了各个领域的相互 平衡，如期完成了总体目标。计算机的迅速发展，为该复杂大系统的分析提供了有力的 工具。 70年代以来。随着微型计算机的发展，出现了分级分布控制系统和分散信号处理系 统，扩展了系统工程理论方法的应用范围。近年来，社会、经济与环境综合性的大系统问题 日益增多，如环境污染、人口增长、交通事故、军备竞赛等。许多技术性问题也带有政治、经 济的因素，如北欧跨国电网的供电问题。这个电网有水、火、核等多种能源形式，规模庞大， 电网调度本身在技术上已相当复杂，而且还要受到各国经济利益冲突、地理条件限制、环 境保护政策制约和人口迁移状况的影响，因此，负荷调度的目标和最佳运行方式的评价标 准十分复杂，涉及多个国家社会经济因素。该电网的系统分析者要综合这些因素，对4500 万千瓦的电力做出合理的并能被接受的调度方案，提交各国讨论、协调和决策，这是个典 型的系统工程问题。 我国近代的系统工程研究可追溯到50年代。1956年，中国科学院在钱学森、许国志 教授的创导下，建立了第一个运筹学小组;60年代，著名数学家华罗庚大力推广了统筹 法、优选法;与此同时，在著名科学家钱学森领导下，在导弹等现代化武器的总体设计组织方面，取得了丰富经验，国防尖端科研的总体设计取得显著成效。1977年以来，系统工程的推广和应用出现了新局面，1980年成立了中国系统工程学会，与国际系统工程界 进行了广泛的学术交流。近年来，系统工程在各个领域都取得了许多成果，20世纪70年代末, 著名科学家钱学森提出了把还原论方法和整体论方法结合起来, 即系统论方法。应用系统论方法研究系统时, 也需要将系统分解, 在分解后研究的基础上再综合集成到系统整体实现 1+1> 2 的涌现, 达到从整体上研究和解决问题的目的。20 世纪 80 年代末至 90 年代初, 钱学森又先后提出 从定性到定量综合集成方法 以及它的实践形式从定性到定量综合集成研讨厅体系,并将运用这套方法的集体称为总体部。这就将系统论方法具体化了, 形成了一套可以操作的行之有效的方法体系和实践方式。从方法与技术层次上看, 它是人机结合，人网结合以人为主的信息、知识和智慧的综合集成技术; 从运用和应用层次上看, 是以总体部为实体进行的综合集成工程。在1978 年的一篇文章中，钱学森就已明确指出系统工程是组织管理系统的工程技术。在大力推动系统工程应用的同时，他又提出建立系统理论和创建系统学的问题。在创建系统学的过程中，钱学森提出了开放的复杂巨系统及其方法论，由此开创了复杂巨系统的科学与技术这一新领域，从而使系统科学发展到一个新的阶段。

3.学习的体会

时间过得很快，系统工程导论这门课就结束了。在魏老师的指导下经过一学期的学习虽然对于这门科学还有很多没有学到的内容，很多不是很了解，很理解的内容但是总的来说学的还是很开心，收获还是很多的。这门课是议论文的方式考核，我根据论文的要求在论文库里，网络上查找了很多的资料，在这个过程中也学到了不少的知识比如：现代科学技术的发展，呈现出既高度分化又高度综合的两种明显趋势。一方面是已有学科不断分化越分越细，新学科、新领域不断产生；另一方面是不同学科、不同领域之间相互交叉、结合与融合，向综合性整体化的方向发展。这两者是相辅相成、相互促进的。系统科学就是这后一发展趋势中产生的最有代表性的科学技术。系统科学是从事物的整体与部分的关系、局部与全局关系以及层次之间的关系的角度来研究客观世界的。客观世界包括自然、社会和人自身在内，能反映事物上述特征的最基本和最重要的概念就是系统。所谓系统是指由一些相互关联、相互作用、相互影响的组成部分所构成的具有某些功能的整体。这样定义的系统在客观世界中是普遍存在的，所以，系统也就成为了系统科学研究和应用的主要对象。系统科学与自然科学、社会科学既有不同，也有内在联系，它能把这些科学领域研究的问题联系起来，作为系统进行综合性、整体性研究。这就是为什么系统科学具有交叉性、综合性、整体性与横断性的原因等等。当然在查找资料的时候我也看到了很多的专业名词对于他们我并不是可以很快的理解，从中我也体会到一门科学的发展并不是独立的而是和其他的学科相交叉互相的影响，互相的促进，并且通过一代甚至几代人的不懈努力，不懈专研才得以慢慢的发展。理论联系实际，系统工程这门课有很多的思想都是我们可以用到的，在以后的工作和学习中要多注意思考和运用。总的来说系统工程原理这门课结束了，但是对于系统工程相关知识的学习并没有结束或者说才刚刚开始但是在这短短的一学期里我学到的还是很多，收获还是很多。

参考文献

[1] 钱学森, 许国志, 王寿云. 组织管理的技术—— 系统工程[N]. 文汇报, 1978. 9. 27.

[2] 钱学森. 大力发展系统工程尽早建立系统科学体系[N].光明日报, 1979. 11. 10.

[3] 钱学森. 创建系统学[ M ] . 太原: 山西科学技术出版社, 2001. 134.

[4] Gallag her R, A ppenzeller T . 超越还原论[ A] . 戴汝为. 复杂性研究论文集[ C] . 1999.

[5] 李政道. 新世纪: 微观和宏观的统一[ J] . 科学世界, 2000( 12) : 1.

[6] 于景元, 周晓纪. 综合集成方法与总体设计部[ J] . 复杂系统与复杂性科学, 2004,1( 1):22- 24

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