系統(tǒng)工程緒論第一頁，共33頁。系統(tǒng)工程緒論第二頁，共33頁。緒論第三頁，共33頁。學習目的通過學習本課程，使學生掌握系統(tǒng)工程學的基本概念、基本原理和典型技術方法，具備對各類社會經(jīng)濟系統(tǒng)進行系統(tǒng)分析和進行系統(tǒng)工程管理的能力。

教學參考書：汪應洛主編，系統(tǒng)工程，機械工業(yè)出版社第四頁，共33頁。課堂組織及考核學時學分：32學時，2學分課程類型：專業(yè)必修課教學方法：理論講授+分組討論+閱讀+課程論文課堂組織：將全班分成5個組，以小組為單位進行學習，為了增加、鍛煉同學們互相配合與小組協(xié)作的能力。期末考試：閉卷考試成績評定:課上考察(出勤情況、討論表現(xiàn)、課程論文)30分+期末考試70分學習要求：閱讀教學參考書+聽課并記錄+閱讀資料+認真參加討論+聯(lián)系實際思考問題+考前復習第五頁，共33頁。學習方法注重系統(tǒng)思考堅持問題導向采用系統(tǒng)化方法第六頁，共33頁?！断到y(tǒng)工程》學科解決的兩類主要問題第一類：“問題與解決問題”“工程性”的問題-“硬”現(xiàn)有理論與技術應用新問題——理論、技術的創(chuàng)新“社會經(jīng)濟”的問題——“軟”人的價值觀、世界觀；協(xié)協(xié)調(diào)與妥協(xié)？利益相關者；環(huán)境、歷史、未來；變化？第二類：理論、技術與方法研究“解決復雜工程問題”的“系統(tǒng)理論與方法”如何解“復雜決技術問題”的；復雜大系統(tǒng)的“運營與管理問題”第七頁，共33頁。引題引題1-都江堰水利工程引題2-華羅庚泡茶問題引題3-產(chǎn)品結構優(yōu)化第八頁，共33頁。為什么要修建都江堰呢？第九頁，共33頁。玉壘山岷江成都平原岷江東岸的玉壘山阻礙了江水東流，造成東旱西澇。第十頁，共33頁。都江堰的歷史全長735公里的岷江，是長江最重要的一條支流，她從仙境般的阿壩州走來，沿江兩岸山高谷深，水流湍急。到都江堰附近，岷江進入——成都平原，便像脫韁的野馬一般，一次次沖決堤岸，泛濫成災，塑造出了不穩(wěn)定的河床和時分時合的汊道。特別是在都江堰的西南面，有一座玉壘山，阻礙江水東流，每年夏秋洪水季節(jié)，常常造成東旱西澇，給兩岸生靈帶來了無盡的災難。怎樣能讓岷江水經(jīng)過成都，使航道暢通，同時在發(fā)洪水時控制水，不使其泛濫平原呢？公元前270年，蜀郡郡守李冰有了一個絕妙的方案——修建“都江堰”。第十一頁，共33頁。都江堰的歷史

四川有一句諺語叫“先有都江堰，后有天府之國”。從公元前256年這座世界水利史上的驚世之作竣工至今已有2200多年，“無壩引水”的奇跡把成都平原從“水鄉(xiāng)澤國”變成了“天府之國”?？梢赃@么說，如果沒有都江堰，就沒有物產(chǎn)豐饒、水旱從人的成都平原，也就沒有奇異瑰麗的巴蜀文明，更不會有今天繁榮富庶的中國第四城——成都。與平均壽命50年的現(xiàn)代大壩相比，澤被千古的都江堰向世人證明了疏導治水的成功，也從很多方面向我們展現(xiàn)了他對大自然神奇而又樸素的力的利用。第十二頁，共33頁。造福千秋的都江堰1、建造者：3、地點：秦國李冰父子2、時間：戰(zhàn)國時期蜀郡岷江流域4、修建原因：排澇防旱第十三頁，共33頁。成岷江玉壘山成都平原第十四頁，共33頁。岷江內(nèi)江外江都江堰平面示意圖分水魚嘴寶瓶口飛沙堰玉壘山第十五頁，共33頁。5、都江堰的結構和運作原理分水魚嘴：使江水分流內(nèi)江：灌溉外江：分洪飛沙堰：泄洪排沙寶瓶口：引水灌溉（1）、結構和運作原理（3）、治水特點：經(jīng)驗：（2）、重在疏導“深淘灘，低作堰”第十六頁，共33頁。（1）分洪減災、引水灌溉，使成都平原成為“天府之國”；（2）設計巧妙科學，做到人與自然的和諧。代表了我國當時水利工程的先進水平，是古代勞動人民智慧的結晶。意義第十七頁，共33頁。都江堰水利工程給我們的啟發(fā)古人相信河流的生命和靈性，從而沒有把都江堰當作一勞永逸的改變和控制河流，使人凌駕于自然之上的工具，而是把他作為自然的一部分，作為與人們息息相連的生命存在。這種崇尚自然的工程設計和東方的哲學思想融為一體，渾然天成，所以才生生不息，歷久彌鮮。我們相信人不能凌駕于自然之上是因為自然之力的強大。而人決不能和自然背道而馳，只有充分的利用自然的力量，才會造福于自己，施福于后人。第十八頁，共33頁。世界遺產(chǎn)委員會對都江堰的評價：

建于公元前三世紀，位于四川成都平原西部的岷江上的都江堰，是中國戰(zhàn)國時期秦國蜀郡太守李冰及其子率眾修建的一座大型水利工程，是全世界至今為止，年代最久、惟一留存、以無壩引水為特征的宏大水利工程。2200多年來，至今仍發(fā)揮巨大效益，李冰治水，功在當代，利在千秋，不愧為文明世界的偉大杰作，造福人民的偉大水利工程。2000年，都江堰被列入“世界文化遺產(chǎn)”名錄。第十九頁，共33頁。引題2-泡茶問題華羅庚先生的泡茶“想泡壺茶喝。當時的情況是：開水沒有，開水壺要洗，茶壺茶杯要洗，火已升了，茶葉也有了，怎么辦?”第二十頁，共33頁。一、問題描述1.目標：喝到一碗清新的熱茶。2.條件：已有一個茶壺、一包好茶葉、一個燃著的火爐和可用的涼水水源。3.其它要求：以最節(jié)約資源的方式實現(xiàn)目標。4.系統(tǒng)工程研究任務：為解決喝茶問題設計一個行動計劃系統(tǒng)(設計一個解決泡茶問題的行動計劃)。

引題2-泡茶問題第二十一頁，共33頁。二、問題分析1資源需求根據(jù)我們的日常經(jīng)驗，現(xiàn)代人類的活動通常需要人、財、物等類資源。在這個泡茶問題上，不涉及資金，所需的資源包括：涼水、茶壺、茶葉、茶碗、火爐。這些資源目前都已齊備，且假設除人外沒有限制。引題2-泡茶問題第二十二頁，共33頁。2目標要求以最節(jié)約資源的方式泡一壺好茶。這個問題中，前面提到的各項資源除了人力資源外，都是沒有限制的。但實際上，茶壺的大小是確定的，因而所用水是確定的。再假定爐火的發(fā)熱量及熱效率是確定的，那么，一旦裝滿水的茶壺放到火上，其消耗的能源也是確定的。茶葉使用量是有定額的。引題2-泡茶問題第二十三頁，共33頁。所以，在泡茶問題上，前述各項資源除隨機干擾外，不存在節(jié)約問題。這個問題，唯一涉及的節(jié)約問題是關于一種既無限又有限的資源—時間的節(jié)約。3系統(tǒng)工程研究任務界定設計一個解決泡茶問題的行動計劃，要求合理安排各道工序，最大限度節(jié)約時間。引題2-泡茶問題第二十四頁，共33頁。三、定性策劃幾個備選方案引題2-泡茶問題根據(jù)日常經(jīng)驗，對以上泡茶問題可以有以下三種解法：甲：⑴洗凈水壺；⑵灌上涼水；⑶壺放在火上；⑷等水開；⑸水開后，以最快的速度洗茶杯，找茶葉；⑹泡茶，待茶泡好；⑺喝茶。乙：⑴洗凈水壺；⑵洗茶杯；⑶找好茶葉；⑷灌涼水；⑸壺放火上；⑹等水開；⑺水開后，用準備好的茶杯、茶葉泡茶；⑻等待茶泡好；⑼喝茶。丙：⑴洗凈水壺；⑵灌涼水；⑶壺放火上；⑷洗茶杯；⑸拿茶葉；⑹水開之前，可干一些其它事；⑺水開，泡茶；⑻喝茶。第二十五頁，共33頁。引題2-泡茶問題四、方案分析與比較(系統(tǒng)分析)1.列出泡茶所需的全部工序2.確定每道工序所需的時間3.確定各道工序之間的時間連接關系4.分析計算每種方案所需的總時間5.做出比較結論第二十六頁，共33頁。引題2-泡茶問題工序列表序號名稱緊前工序工序時間(分)1洗壺無12灌水10.53放壺20.34等水開3155洗杯無16找茶葉無17泡茶3，5，62.28喝茶7第二十七頁，共33頁。引題2-泡茶問題洗壺灌水放壺洗杯泡茶拿茶葉等水開115110.30.5喝茶2.20.3丙：洗壺洗杯找茶葉灌水等水開放壺泡茶1150.30.511喝茶2.2乙：洗壺灌水放壺等水開泡茶洗杯，找茶葉喝茶12.22150.30.5甲：圖1泡茶系統(tǒng)工程備選方案工序圖第二十八頁，共33頁。方案分析甲方案總時間=1+0.5+0.3+15+2+2.2=21乙方案總時間=1+1+1+0.5+0.3+15+2.2=21丙方案總時間=1+0.5+(0.3+15)+2.2=19分析結果：丙方案最節(jié)約時間。方案建議：丙引題2-泡茶問題第二十九頁，共33頁。泡茶工程經(jīng)驗總結引題2-泡茶問題幾大步驟：確定問題目標分析需求分析方案策劃系統(tǒng)分析（統(tǒng)計、計算、比較）決策建議方案實施系統(tǒng)原理：最優(yōu)化、并行統(tǒng)籌、工序圖法第三十頁，共33頁。引題3-產(chǎn)品結構優(yōu)化某工廠有3種原料B1、B2和B3，儲量分別為170kg、100kg和150kg?，F(xiàn)在用此3種原料生產(chǎn)兩種產(chǎn)品A1和A2。已知，每生產(chǎn)1kgA1需要5kgB1、2kgB2和1kgB3；每生產(chǎn)1kgA2需要2kgB