系统工程

第1章 系统与系统工程 1

1.1 系统的概念 1

1.1.1 系统的定义 1

1.1.2 系统的属性 2

1.2 系统的分类 4

1.3 系统的结构与功能 6

1.3.1 系统的结构 6

1.3.2 系统的功能 7

1.4 系统工程的概念 8

1.4.1 系统工程产生的背景 8

1.4.2 系统工程的定义 9

1.5 系统工程的研究对象 10

1.6 系统工程的理论体系 12

1.7 系统工程的应用与展望 14

1.7.1 系统工程的应用领域 14

1.7.2 系统工程的发展趋势 16

思考题 17

第2章 系统工程基本理论 18

2.1 概述 18

2.2 系统论基础 19

2.2.1 系统的观点 20

2.2.2 系统的环境、行为和功能 21

2.2.3 系统的演化 22

2.2.4 系统论的方法 24

2.3 控制论基础 26

2.3.1 控制论的发展 26

2.3.2 控制论的基本概念 27

2.3.3 控制系统及其分类 29

2.3.4 控制系统的主要方法 31

2.3.5 基本控制规律 32

2.3.6 控制论的应用 34

2.4 信息论基础 35

2.4.1 信息论的发展 35

2.4.2 信息论的基本概念 36

2.4.3 信息方法与技术 40

2.4.4 信息论的应用 41

2.5 运筹学基础 43

2.5.1 运筹学的发展 43

2.5.2 运筹学的基本概念 44

2.5.3 运筹学的主要内容 44

思考题 50

第3章 系统工程方法论 51

3.1 概述 51

3.2 霍尔方法论 53

3.2.1 时间维（粗结构） 53

3.2.2 逻辑维（细结构） 54

3.2.3 专业维（知识维） 55

3.3 软系统方法论 56

3.3.1 软系统方法论的提出 57

3.3.2 硬系统方法论的局限性 57

3.3.3 软系统方法论的应用 58

3.4 综合集成方法论 60

3.4.1 综合集成方法论的提出 60

3.4.2 综合集成方法的主要观点 61

3.4.3 综合集成法的特点 62

3.4.4 综合集成研讨厅体系 63

3.5 物理—事理—人理方法论 64

3.5.1 物理—事理—人理方法论的提出 64

3.5.2 物理—事理—人理方法的主要步骤 65

3.5.3 物理—事理—人理方法论的特点 66

3.5.4 物理—事理—人理方法论的应用原则 67

思考题 67

第4章 系统模型与仿真 69

4.1 概述 69

4.1.1 系统模型概述 69

4.1.2 系统仿真概述 70

4.2 系统模型的概念 71

4.2.1 系统模型的作用 71

4.2.2 系统模型的分类方法 72

4.2.3 模型库与模型体系 74

4.3 系统模型的构建 74

4.3.1 系统建模的原则 74

4.3.2 系统建模的方法及步骤 75

4.3.3 常用的系统模型 77

4.4 系统仿真的概念 79

4.4.1 系统仿真的特点 79

4.4.2 系统仿真的发展历史和趋势 79

4.4.3 系统仿真的步骤 81

4.5 系统仿真技术 83

4.5.1 计算机仿真技术 83

4.5.2 连续系统和离散事件仿真 84

4.5.3 分布式交互仿真 85

4.5.4 虚拟现实技术 87

思考题 90

第5章 系统分析 91

5.1 概述 91

5.1.1 系统分析的定义 91

5.1.2 系统分析的意义 92

5.1.3 系统分析的原则 93

5.1.4 系统分析的内容 94

5.1.5 系统分析的步骤 97

5.1.6 系统分析的方法 99

5.2 系统目标分析 101

5.2.1 目的、目标及其属性 101

5.2.2 系统目标分析的意义 102

5.2.3 系统目标的分类 103

5.2.4 系统目标的建立 104

5.2.5 目标冲突与协调 105

5.3 系统环境分析 107

5.3.1 系统环境的概念 107

5.3.2 系统环境分析的意义 107

5.3.3 环境因素的分类 107

5.3.4 环境因素的确定与评价 110

5.4 系统结构分析 111

5.4.1 系统结构的概念 111

5.4.2 系统要素集的分析 112

5.4.3 系统相关性分析 112

5.4.4 系统阶层性分析 113

5.4.5 系统整体性分析 114

5.5 系统可行性分析 114

5.5.1 可行性分析的基本概念 114

5.5.2 可行性分析的意义 115

5.5.3 可行性分析在项目开发周期中的地位 115

5.5.4 可行性分析的基本内容 117

5.6 系统可靠性分析 118

5.6.1 系统可靠性的含义 119

5.6.2 系统可靠性指标 119

5.6.3 可靠性指标体系 120

思考题 122

第6章 系统评价 123

6.1 概述 123

6.1.1 系统评价的基本概念 123

6.1.2 系统评价的复杂性 124

6.1.3 系统评价、系统分析及系统决策的关系 125

6.1.4 系统评价的思想与原则 125

6.1.5 系统评价的内容 127

6.1.6 系统评价的步骤 128

6.1.7 系统评价指标体系 129

6.2 系统评价的理论和方法 130

6.2.1 评价理论 131

6.2.2 评价方法 132

6.3 费用—效益分析 134

6.3.1 费用—效益分析的基本概念 134

6.3.2 费用—效益分析的基本原理 135

6.3.3 费用—效益分析法的特点 136

6.3.4 费用和效益的关系 136

6.3.5 费用和效益的估算方法 137

6.3.6 费用—效益分析的评价基准 138

6.4 层次分析法 139

6.4.1 层次分析法原理 139

6.4.2 层次结构模型 139

6.4.3 判断矩阵 140

6.4.4 层次单排序 140

6.4.5 一致性检验 141

6.4.6 层次总排序 142

6.5 模糊评价法 142

6.5.1 模糊的概念及度量 143

6.5.2 模糊综合评价 143

思考题 144

第7章 系统预测 145

7.1 概述 145

7.1.1 系统预测的概念 146

7.1.2 系统预测的步骤 146

7.2 定性预测 148

7.2.1 定性预测概述 148

7.2.2 德尔菲法 148

7.2.3 主观概率法 150

7.2.4 交叉概率法 150

7.3 定量预测 151

7.4 时间序列分析预测 152

7.4.1 时间序列的概念 152

7.4.2 时间序列预测的概念 152

7.4.3 时间序列的分解 152

7.4.4 随机时间序列预测 153

7.4.5 确定性时间序列预测 153

7.5 灰色预测 156

7.5.1 灰色预测概述 156

7.5.2 GM模型的机理 157

7.5.3 GM（1，1）模型的建立 158

7.5.4 数列预测 159

7.5.5 灾变预测 159

思考题 159

第8章 复杂系统理论 161

8.1 系统复杂性概述 161

8.1.1 复杂性的含义 161

8.1.2 复杂性的特征 162

8.1.3 复杂性研究方法 162

8.2 自组织理论 163

8.2.1 自组织现象 164

8.2.2 耗散结构理论 164

8.3 协同学 167

8.3.1 协同学的主要观点 167

8.3.2 序参量的概念 168

8.3.3 支配原理 168

8.4 复杂性研究 169

8.4.1 简单系统和巨系统 169

8.4.2 CAS理论 170

8.5 复杂网络理论 172

8.5.1 复杂网络概念 172

8.5.2 复杂网络模型 173

思考题 175

第9章 信息系统工程 176

9.1 信息系统概述 176

9.1.1 信息 176

9.1.2 信息系统 177

9.1.3 信息系统工程 178

9.2 信息系统开发方法论 179

9.2.1 概述 179

9.2.2 生命周期法 180

9.2.3 原型法 181

9.2.4 结构化方法 182

9.2.5 面向对象方法 183

9.2.6 构件法 183

9.2.7 敏捷开发方法 185

9.3 信息系统规划 186

9.3.1 概述 186

9.3.2 信息系统规划内容 187

9.3.3 信息系统规划模型与方法 187

9.4 信息系统建模 190

9.4.1 概述 190

9.4.2 信息系统建模过程 191

9.4.3 信息系统建模方法 193

9.4.4 面向需求分析的建模 193

9.4.5 面向对象的建模 194

9.4.6 统一建模语言UML 195

思考题 197

第10章 物流系统工程 198

10.1 物流与物流系统 198

10.1.1 物流 198

10.1.2 物流系统 199

10.1.3 物流系统的组成要素 199

10.1.4 物流系统的分类 201

10.2 物流系统工程 203

10.3 物流系统工程常用技术 205

10.4 物流系统工程的内容 207

10.4.1 仓储作业管理 207

10.4.2 库存管理 209

10.4.3 运输与配送 212

10.4.4 供应链协调 214

10.4.5 物流信息化与物联网 215

10.4.6 物流系统规划 217

思考题 219

附录A 系统工程研究机构 220

附录B 系统工程术语表 228

参考文献 235