系統工程理論系統工程理論過河問題有三對夫妻過河，都有開船的能力。只有一條船，一次可載2人過河，任何時候不能在丈夫不在的情況下讓妻子與別的男人在一起，請問如何選定渡河的方案？主要內容一、系統工程理論二、系統工程方法論三、系統建模四、系統分析五、系統評價六、系統決策1.系統工程的定義

系統工程是一門管理類的基礎學科。由于管理學是一門交叉學科，所以系統工程的應用范圍特別廣。系統工程是以系統作為研究對象，從系統的整體觀念出發(fā)，用優(yōu)化的方法，求得系統整體最優(yōu)的綜合性組織、管理、技術和方法的總稱。2.系統工程的特點研究的對象廣泛包括人類社會、生態(tài)環(huán)境、自然現象和組織管理等是一門跨學科的邊沿學科不久要用到數、理、化、生物等自然科學，還要用到社會學、心理學、經濟學、醫(yī)學等與人的思想、行為、能力有關的學科，是自然科學與社會科學的交叉。常采用定性分析與定量計算相結合的方法3.系統工程理論基礎及工具

1.

霍爾“三維結構”方法論是美國系統工程專家霍爾(A·D·Hall)于1969年提出的一種系統工程方法論。霍爾三維結構是將系統工程整個活動過程分為前后緊密銜接的七個階段和七個步驟，同時還考慮了為完成這些階段和步驟所需要的各種專業(yè)知識和技能。這樣，就形成了由時間維、邏輯維和知識維所組成的三維空間結構，如下圖所示：時間維：規(guī)劃階段、計劃階段、研制階段、生產階段、運行階段、更新階段。邏輯維：明確問題、系統指標設計、系統建模、系統綜合、優(yōu)化、決策、設施。知識維：法律、經濟、管理科學、計算機科學、工程技術、社會科學、環(huán)境科學。(1)不良結構系統現狀說明。通過調查分析，對現存的不良結構系統的現狀進行說明。(2)弄清關聯因素。初步弄清、改善與現狀有關的各種因素及其相互關系。(3)建立概念模型。在不能建立數學模型的情況下，用結構模型或語言模型來描述系統的現狀。(4)改善概念模型。隨著分析的不斷深入和“學習”的加深，進一步用更合適的模型或方法改進上述概念模型。(5)比較。將概念模型與現狀進行比較，找出符合決策者意圖而且可行的改革途徑或方案。(6)實施。實施提出的改革方案。3.物理―事理―人理（WSR）系統方法論。

WSR方法論的主要內容

1物理、事理、人理物理是指涉及某項系統項目\問題處理過程人們面對的客觀存在,是物質運動的規(guī)律總和事理是指涉及某項系統項目\問題處理過程中人們面對的客觀存在及其規(guī)律時介入的機理。這種定義體現一種人-物界面。人理是指涉及某項系統項目\問題處理過程中的所有的人們之間的相互關系及其變化過程,通過研究和理順這種關系,促進人們能按照可接受的事理去實現項目\問題的預定目標4.綜合集成方法論

三、系統建模1.建模的原則抓住主要矛盾模型只應包括與研究目的有關的方面，而不是對象系統的所有方面。例如，對—個空運指揮調度系統的研究，建模只需考慮飛機的飛行航向而無需考慮其飛行姿態(tài)。清晰明了一個大型復雜系統是由許多聯系密切的子系統組成的，因此對應的系統模型也是由許多子模型(或模塊)組成的。在子模型與子模型之間，除了保留研究目的所必要的信息聯系外，其它的耦合關系要盡可能減少，以保證模型結構盡可能清晰明了。精度要求適當建立系統模型，應該視研究目的和使用環(huán)境不同，選擇適當的精度等級，以保證模型切題、實用，而又不致花費太多。盡量使用標準模型在建立一個實際系統的模型時，應該首先大量調閱模型庫中的標準模型，如果其中某些可供借鑒，不妨先試用一下。如能滿足要求，就應該使用標準模型，或者盡可能向標準模型靠攏。這樣有利于比較分析，有利于節(jié)省費用和時間典型模型介紹過河問題用向量(M，F)表示有M個男子、F個女子在對岸，其中0≤M、F≤3，則可取的狀態(tài)有：(0，0)、(0，1)、(0，2)、(0，3)、(3，0)、(3，1)、(3，2)、(3，3)、(1，1)和(2，2)。設乘船的次數為j，則j為奇數時，對岸的人數增加，j為偶數時，對岸人數減少，過河的狀態(tài)變化為(M，F)+((-1)jm，(-1)jn)，m、n=0、1、2，且1≤m+n≤2。(m，n)的有效組合為(0，1)、(0，2)、(1，1)、(2，0)、(1，0)。過河的問題就是經過奇數次變換，使狀態(tài)從(0，0)變化到(3，3)的過程。過河問題第一步：(0,0)+(m，n)=(0，1)、(0，2)、(1，1)、(2，0)、(1，0)，保留狀態(tài)奇(0，1)、奇(0，2)、奇(1，1)第二步奇(0，1)-(m，n)=(0，0)、(0，-1)、(-1，0)、(-2，1)、(-1，1)，所有狀態(tài)不可取奇(0，2)-(m，n)=(0，1)、(0，0)、(-1，1)、(-2，2)、(-1，2)，偶(0，1)狀態(tài)可取奇(1，1)-(m，n)=(1，0)、(1，-1)、(0，0)、(-1，1)、(0，1)，顯然只有偶(0，1)狀態(tài)可取。第三步偶(0，1)+(m，n)=(0，2)、(0，3)、(1，2)、(2，1)、(1，1)，保留狀態(tài)奇(0，3)第四步奇(0，3)-(m，n)=(0，2)、(0，1)、(-1，2)、(-2，3)、(-1，3)，偶(0，2)狀態(tài)可取典型模型介紹過河問題第五步偶(0，2)+(m，n)=(0，3)、(0，4)、(1，3)、(2，2)、(1，2)，保留狀態(tài)奇(2，2)第六步奇(2，2)-(m，n)=(2，1)、(2，0)、(1，1)、(0，2)、(1，2)，偶(1，1)狀態(tài)可取第七步偶(1，1)+(m，n)=(1，2)、(1，3)、(2，2)、(3，1)、(2，1)，保留狀態(tài)奇(3，1)第八步奇(3，1)-(m，n)=(3，0)、(3，-1)、(2，0)、(1，1)、(2，1)，偶(3，0)狀態(tài)可取典型模型介紹類似法即建造原系統的類似模型。有的系統，其結構和性質雖然已經清楚，但其模型的數量描述和求解卻不好辦，這時如果有另一種系統其結構和性質與之相同，因而建造出的模型也類似，但是該模型的建立及處理要簡單得多，把后一種系統的模型看成是原系統的類似模型。利用類似模型，按對應關系就可以很方便地求得原系統的模型?；旌戏ù蟛糠窒到y模型的建造往往是上述幾種方法綜合運用的結果真正解決系統建模問題還必須充分開發(fā)人的創(chuàng)造力，綜合運用各種科學知識，針對不同的系統對象，或者建造新模型，或者巧妙地利用已有的模型，或者改造已有的模型，這樣才能創(chuàng)造出更加適用的系統模型。

四、系統分析

系統分析（SA）是在對系統問題現狀及目標充分挖掘的基礎上，運用建模及預測、優(yōu)化、仿真、評價等方法，對系統的有關方面進行定性與定量相結合的分析，為決策者選擇滿意的系統方案提供決策依據的分析研究過程。

13.系統分析的要點5W1H項目│為什么│應該如何│采取什么對策

目的│為什么提出這個問題?│應提什么?│刪去工作中不必要部分對象│為什么從此入手?│應找哪個?│地點│為什么在這里做?│應在何處做?│合并重復的工作內容人│為什么由此人做?│應由誰做?│

方法│為什么這樣做?│如何去做?│使工作盡量簡化時間│為什么在這時做?│應何時做?│What，Why，When，Where，Who，How。4.系統分析的步驟明確問題和確定目標搜集資料、確定因素和邊界建立系統分析模型對各方案進行仿真計算綜合分析、確定最佳方案滿意否提出報告、提交決策者否是否否五.系統評價系統評價是對系統開發(fā)、系統改造、系統管理中等問題，運用系統工程的思想，根據系統的目標和屬性，綜合考察系統在社會、政治、經濟、技術等方面作用（效用），全面權衡利弊得失，從而為系統決策選擇最優(yōu)方案提供科學的依據。因此，系統評價是系統工程工作中的一項重要的基礎工作。1.系統評價的要素評價目標即評價的目的、意向、預期的目標；評價對象事物、方案、工作、個人……；評價指標體系即衡量事物的標準尺，它由評價指標條目、標準、權重組成；評價的數學模型即能將測定的與指標有關屬性的效用，綜合成系統主觀效用的數學表達式；評價的組織者與專家群體2.系統評價的步驟(1)明確目標與對象即明確評價的目的（選優(yōu)、控制、管理）(2)熟悉評價對象實際調查，搜集有關情報資料，搞清系統構成要素及其相互關系，對系統的行為功能、特點以及有關屬性并分析這些屬性的重要程度。(3)挑選專家在保證一定數量的基礎上，注意專家的合理構成，又要注意專家的素質，挑選那些真正熟悉對象的內行專家，切忌只圖專家的名望。(4)設計評價指標體系這是最重要的一環(huán)，在熟悉評價對象及評價目標的基礎上，一般把評價目標進行逐層分解。其次，應依據一定的思路與原則進行。2.系統評價的步驟(5)測定對象屬性評價對象的每一屬性都需測定(6)建立評價數學模型(7)仿真、綜合主觀效用進行計算機仿真計算，靈敏度分析，得到主觀效用值。(8)擇優(yōu)由于評價模型的評價指標不可能包含系統的所有東西，所以應對評價對象的結果進行綜合考慮，以便提供正確的決策依據。六.系統決策決策是針對需要解決的問題，它在行動之前，是一種創(chuàng)造性的活動；其次，決策要掌握大量的信息資料，要進行系統分析、綜合評價、研究論證和思考判斷；決策還要依靠經驗，是科學和藝術的結合。1.

系統決策的過程(1)明確要解決的問題，了解問題的歷史，現狀和發(fā)展趨勢。(2)分析研究解決這一問題存在的可采用方案數。(3)調查研究（估算）各方案在不同環(huán)境（系統狀態(tài)）下的收益。(4)了解、研究出現不同環(huán)境（系統狀態(tài)）的可能性。(5)根據調查得到信息量的多少決定采用何種決策方法。(6)利用決策方法進行計算分析，并綜合考慮各方面進行決策2

.單目標確定性決策線性規(guī)劃某鋼筋車間制作一批直徑相同的鋼筋，需要長度為3米的90根，長度為4米的60根。已知所用的下料鋼筋長度為10米，問怎樣下料最省，請建立解決此問題的數學模型。解：有三種下料方案，(1)10=3×3+1，(2)10=3×2+4，(3)10=4×2+2，設三種方案分別下了x1、x2、x3根，則有：3x1+2x2=90

x2+2x3=60目標函數：min(x1+x2+x3)=min((90-2x2)/3+x2+(60-x2)/2)=min(60-x2/6)約束：x1、x2、x3

為大于0的整數2.

單目標確定性決策線性規(guī)劃一公司飼養(yǎng)動物出售，設每頭動物每天至少需700克蛋白質、50克礦物質，現有四種飼料可供選用。各種飼料每千克營養(yǎng)成分及單價如表所示，要求確定滿足動物生產的營養(yǎng)需要，又使費用最省的飼料方案。飼料蛋白質(克)礦物質(克)單價(0.1元/千克)1203221027321445452.單目標確定性決策線性規(guī)劃A系統模型設1～4種飼料需要的量分別是x1～x4千克，則該問題的線性規(guī)劃模型中的聯立方程組即是這些飼料應滿足的營養(yǎng)條件。20x1+10x2+2x3+5x4=700 (1)(蛋白質條件)3x1+2x2+x3+4x4=50 (2)(礦物質條件)目標函數是使費用最省，即minc=2x1+7x2+4x3+5x4約束條件是每種飼料不能為負，即x1～x4≥02

.單目標確定性決策線性規(guī)劃B求解對聯立方程進行如下線性變換：(1)-(2)×4： 2x2-2x3-11x4=500 (3)(1)-(2)×5： 5x1-3x3-15x4=450 (4)于是有：x1=90+0.6x3+3x4x2=250+x3+5.5x4c=2x1+7x2+4x3+5x4=180+1.2x3+6x4+1750+7x3+38.5x4+4x3+5x4=1930+12.2x3+49.5x4要使c最小，就應使x3、x4最小。而Min(x3)=Min(x4)=0，故取x3=0，x4=0，從而可以算出x1=90，x2=250，c=1930。3.

單目標不確定性決策當人們對系統各種狀態(tài)出現的概率一無所知時（其實是不可能），決策的原則取決于決策者的心態(tài)，帶有很大的主觀隨意性。通常有如下的決策法則：悲觀法則；樂觀法則；等概率法則；最小后悔法則。例：某工廠準備生產一種新型產品，由于該產品在國內市場上未曾投放過，故該廠對該產品的市場需求量只能大致估計為較高(50萬件/年)、一般(30萬件/年)、較低(15萬件/年)、很低(8萬件/年)四種情況，且對每種情況出現的概率無法預測。為此，廠里制訂了三種方案，在10年的益損值如下：狀況較高一般較低很低新建自動線A1850420-150-400改建生產線A2600400-100-350原有生產A340025090-50(1)

樂觀決策決策者認為事物朝著理想的方向發(fā)展，前途一片光明，決策時可采用“好中求好”算法max(A1)=850，max(A2)=600，max(A3)=400A1的收益最大，因此采用A1方案狀況較高一般較低很低新建自動線A1850420-150-400改建生產線A2600400-100-350原有生產A340025090-50(2)

悲觀決策決策者認為事物不可能朝理想的方向發(fā)展，