系統(tǒng)工程

(實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)化管理工程技術(shù))

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系統(tǒng)工程是為了最好地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的目的,對系統(tǒng)的組成要素、組織結(jié)構(gòu)、信息流控制機(jī)構(gòu)等進(jìn)行分析研究的科學(xué)方法。它運(yùn)用各種組織管理技術(shù),使系統(tǒng)的整體與局部之間的關(guān)系協(xié)調(diào)和相互配合,實(shí)現(xiàn)總體的最優(yōu)運(yùn)行。系統(tǒng)工程不同于一般的傳統(tǒng)工程學(xué),它所研究的對象不限于特定的工程物質(zhì)對象,而是任何一種系統(tǒng)。它是在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的一門跨學(xué)科的邊緣學(xué)科。 [1] 
中文名
系統(tǒng)工程
外文名
Systems Engineering
屬    于
系統(tǒng)科學(xué)
正式定名
1957年前后
涉    及
應(yīng)用數(shù)學(xué)、基礎(chǔ)理論、系統(tǒng)技術(shù)

系統(tǒng)工程定義

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從系統(tǒng)觀念出發(fā),以最優(yōu)化方法求得系統(tǒng)整體的最優(yōu)的綜合化的組織、管理、技術(shù)和方法的總稱。錢學(xué)森教授在1978年指出:“‘系統(tǒng)工程’是組織管理‘系統(tǒng)’的規(guī)劃、研究、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和使用的科學(xué)方法,是一種對所有‘系統(tǒng)’都具有普遍意義的科學(xué)方法?!?《論系統(tǒng)工程》,1982年) [2] 

系統(tǒng)工程歷史

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它產(chǎn)生于第二次世界大戰(zhàn)期間,在戰(zhàn)后50年代,開始有了初步發(fā)展。60年代,美國的阿波羅登月計(jì)劃成功地運(yùn)用了系統(tǒng)工程的科學(xué)方法,按預(yù)定目標(biāo)第一次把人送到了月球。以此為轉(zhuǎn)機(jī),系統(tǒng)工程受到了世界各國的高度重視,獲得迅速發(fā)展,被廣泛應(yīng)用到自然科學(xué)社會科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域,開創(chuàng)了系統(tǒng)工程發(fā)展的新時(shí)期。系統(tǒng)工程是運(yùn)用系統(tǒng)方法,對系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃、研究、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和使用的組織管理技術(shù)。1930年,美籍奧地利生物學(xué)家L·V·貝塔朗菲的系統(tǒng)論思想,對系統(tǒng)工程的形成產(chǎn)生了直接的影響。作為一門橫跨許多學(xué)科的高度綜合性的新興技術(shù),系統(tǒng)工程的形成還與一系列基礎(chǔ)科學(xué)有著十分密切的聯(lián)系。這些基礎(chǔ)學(xué)科主要有:運(yùn)籌學(xué)、控制論、信息理論、基礎(chǔ)數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)。60年代以來,系統(tǒng)工程發(fā)展的顯著特點(diǎn)是開始突破自然科學(xué)和工程技術(shù)領(lǐng)域,向社會科學(xué)領(lǐng)域不斷滲透。隨著70年代的“大系統(tǒng)理論”的興起,使系統(tǒng)工程與社會科學(xué)的聯(lián)系更加密切了。目前,系統(tǒng)工程已在經(jīng)濟(jì)、社會、人口、軍事、行政、法制、科學(xué)、教育、人才、情報(bào)和未來研究等社會科學(xué)領(lǐng)域得到越來越廣泛的運(yùn)用, 充分顯示了它無限廣闊的發(fā)展前景。80年代,系統(tǒng)工程發(fā)展的顯著趨勢是巨大化、復(fù)雜化、社會化,它意味著系統(tǒng)工程將進(jìn)一步向社會科學(xué)各領(lǐng)域廣泛滲透,社會工程的開發(fā)與研究,將成為今后系統(tǒng)工程發(fā)展的主要方向之一。 [3] 
系統(tǒng)工程是在現(xiàn)代化的“大企業(yè)”、“大工程”、“大科學(xué)”出現(xiàn)后,產(chǎn)品構(gòu)造復(fù)雜、換代周期短、生產(chǎn)社會化、管理系統(tǒng)化、科學(xué)技術(shù)高度分化又高度綜合等歷史背景下產(chǎn)生的。在本世紀(jì)40年代末,首先由美國貝爾電話公司在研制電話自動交換中提出“系統(tǒng)工程”這一名詞。1957年美國密執(zhí)安大學(xué)高德和邁克兩教授寫了第一本《系統(tǒng)工程——大系統(tǒng)導(dǎo)論》。1965年美國學(xué)者編寫了《系統(tǒng)工程手冊》,至此初步形成了較完整的理論體系。 [2] 

系統(tǒng)工程步驟和方法

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系統(tǒng)工程的步驟和方法因處理對象不同而異。對一般步驟和方法的研究比較有影響的是美國貝爾電話公司系統(tǒng)工程師A·D·Hall于1969年提出的三維空間法:(一)時(shí)間維。表示工程活動從規(guī)劃到更新階段按時(shí)間順序安排的7個(gè)階段,即規(guī)劃階段;擬定計(jì)劃方案階段;研制階段(并制訂生產(chǎn)計(jì)劃);生產(chǎn)階段(生產(chǎn)系統(tǒng)零件、提出安裝計(jì)劃);安裝階段;運(yùn)動階段;更新階段。(二)邏輯維。指完成上述7個(gè)階段工作的思維程序。包括:明確問題,即搜集本階段資料,提供目標(biāo)依據(jù);系統(tǒng)指標(biāo)設(shè)計(jì),即提出目標(biāo)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn);系統(tǒng)綜合,即設(shè)計(jì)出所有待選方案或?qū)φ麄€(gè)系統(tǒng)進(jìn)行綜合;系統(tǒng)分析,即運(yùn)用模型比較方案,進(jìn)行說明;實(shí)行優(yōu)化,即從可行方案中選優(yōu);進(jìn)行決策;實(shí)施計(jì)劃。(三)知識維。完成各步工作需要的各種知識、技能。 [2] 
這一方法,在邏輯上,把運(yùn)用系統(tǒng)工程解決問題的整個(gè)過程分成問題闡述、目標(biāo)選擇、系統(tǒng)綜合、系統(tǒng)分析、最優(yōu)化、決策和實(shí)施計(jì)劃七個(gè)環(huán)環(huán)緊扣的步驟;在時(shí)間上,把系統(tǒng)工程的全部進(jìn)程分為規(guī)劃、設(shè)計(jì)、研制、生產(chǎn)、安裝、運(yùn)行和更新七個(gè)依次循進(jìn)的階段;在專業(yè)知識上,運(yùn)用系統(tǒng)工程除需要某些共性知識外,還需要使用各科專業(yè)知識,如工程、醫(yī)藥、建筑、商業(yè)、法律、管理、社會科學(xué)和藝術(shù)等等。與此同時(shí),在系統(tǒng)工程發(fā)展中還確立了一系列系統(tǒng)技術(shù)方法。主要有:模擬技術(shù)、最優(yōu)化技術(shù)、評價(jià)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù) [3] 
三維結(jié)構(gòu)圖法:一、邏輯維(解決問題的邏輯過程)。在使用系統(tǒng)工程方法解決問題時(shí),可按下述七個(gè)步驟進(jìn)行;(一)提出問題;(二)選擇目標(biāo);(三)系統(tǒng)綜合;(四)系統(tǒng)分析;(五)選擇解決問題的最佳方案;(六)決策;(七)實(shí)施計(jì)劃。二、時(shí)間維(工作階段)。對一個(gè)具體工程,從規(guī)劃到更新,全部程序分為:(一)規(guī)劃制定階段,指調(diào)研、程序設(shè)計(jì)等;(二)初步設(shè)計(jì)階段,即具體計(jì)劃階段;(三)研制階段,即系統(tǒng)開發(fā)階段;(四)生產(chǎn)階段;(五)安裝階段;(六)運(yùn)行階段;(七)更新階段。三、知識維(專業(yè)學(xué)科知識)。系統(tǒng)工程除有某些共性知識外,還涉及各種專業(yè)知識,這些專業(yè)知識稱為知識維。 [1]  [1] 

系統(tǒng)工程主要特點(diǎn)

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系統(tǒng)工程方法的主要特點(diǎn)是:一、把研究對象作為一個(gè)整體來分析,分析總體中各個(gè)部分之間的相互聯(lián)系和相互制約關(guān)系,使總體中的各個(gè)部分相互協(xié)調(diào)配合,服從整體優(yōu)化要求;在分析局部問題時(shí),是從整體協(xié)調(diào)的需要出發(fā),選擇優(yōu)化方案,綜合評價(jià)系統(tǒng)的效果;二、綜合運(yùn)用各種科學(xué)管理的技術(shù)和方法,定性分析和定量分析相結(jié)合;三、對系統(tǒng)的外部環(huán)境和變化規(guī)律進(jìn)行分析,分析它們對系統(tǒng)的影響,使系統(tǒng)適應(yīng)外部環(huán)境的變化。 [1] 

系統(tǒng)工程區(qū)別

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系統(tǒng)工程與一般工程技術(shù)的區(qū)別是:系統(tǒng)工程不僅研究物質(zhì)系統(tǒng),也研究非物質(zhì)系統(tǒng),如教育、文化、新聞宣傳等系統(tǒng),應(yīng)用廣泛;而一般工程技術(shù)以具體的物質(zhì)系統(tǒng)為對象。系統(tǒng)工程從全局、整體上處理系統(tǒng)。要以系統(tǒng)論、控制論、信息論為理論基礎(chǔ),又必須具備每一類系統(tǒng)工程的專業(yè)理論;而一般工程技術(shù)主要處理具體技術(shù)門類,以專業(yè)理論為主。系統(tǒng)工程工作者是系統(tǒng)工程師,是決策人的委托人、參謀、助手,為社會服務(wù);而一般工程師是專門技術(shù)人員。二者有不同的業(yè)務(wù)素質(zhì)要求。 [2] 
參考資料
  • 1.    趙玉明,王福順.中外廣播電視百科全書.北京:中國廣播電視出版社,1995:772-773
  • 2.    劉建明..宣傳輿論學(xué)大辭典.北京:經(jīng)濟(jì)日報(bào)出版社,1993:885-886
  • 3.    石磊,崔曉天,王忠.哲學(xué)新概念詞典.哈爾濱:黑龍江人民出版社,1988:155-156
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