2025年大學(xué)《系統(tǒng)科學(xué)與工程》專業(yè)題庫(kù)——工業(yè)視角下的制造業(yè)智能化系統(tǒng)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是最符合題目要求的。請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填涂在答題卡相應(yīng)位置。）1.在工業(yè)視角下應(yīng)用系統(tǒng)科學(xué)方法時(shí)，特別強(qiáng)調(diào)的是系統(tǒng)邊界、環(huán)境交互以及人因因素，這體現(xiàn)了系統(tǒng)思維的哪一特征？A.整體性B.關(guān)聯(lián)性C.動(dòng)態(tài)性D.層次性2.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）作為智能制造的基礎(chǔ)設(shè)施，其核心價(jià)值在于？A.實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化控制B.實(shí)現(xiàn)工廠內(nèi)人員的高效流動(dòng)C.實(shí)現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與系統(tǒng)之間的信息互聯(lián)互通與數(shù)據(jù)共享D.降低工廠的物理空間占用3.數(shù)字孿生（DigitalTwin）在智能制造中的作用不包括？A.模擬產(chǎn)品全生命周期B.實(shí)時(shí)監(jiān)控物理實(shí)體的狀態(tài)C.自動(dòng)進(jìn)行生產(chǎn)決策D.支持遠(yuǎn)程診斷與維護(hù)4.下列哪一項(xiàng)不屬于工業(yè)4.0核心概念所涵蓋的技術(shù)領(lǐng)域？A.大規(guī)模個(gè)性化定制B.增材制造（3D打?。〤.人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)D.精益生產(chǎn)管理方法5.制造業(yè)智能化系統(tǒng)實(shí)施過(guò)程中，最常遇到的核心挑戰(zhàn)之一是？A.設(shè)備成本過(guò)高B.數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象嚴(yán)重，系統(tǒng)集成困難C.員工技能水平不足D.智能算法不夠先進(jìn)6.系統(tǒng)工程中的V模型開(kāi)發(fā)方法，特別適用于？A.需求快速變化的軟件項(xiàng)目B.復(fù)雜且需求穩(wěn)定的硬件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)C.一次性、探索性的研究項(xiàng)目D.小型、簡(jiǎn)單的業(yè)務(wù)流程優(yōu)化7.在智能制造系統(tǒng)中，用于預(yù)測(cè)設(shè)備未來(lái)故障并提前安排維護(hù)的典型人工智能技術(shù)是？A.自然語(yǔ)言處理（NLP）B.計(jì)算機(jī)視覺(jué)（CV）C.機(jī)器學(xué)習(xí)（特別是監(jiān)督學(xué)習(xí)中的異常檢測(cè)）D.專家系統(tǒng)8.將智能制造單元或產(chǎn)線視為一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，首要考慮的系統(tǒng)屬性是？A.單元成本B.可重構(gòu)性、柔性和適應(yīng)性C.單元生產(chǎn)速度D.所需占地面積9.工業(yè)大數(shù)據(jù)分析的首要目標(biāo)通常是？A.發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的有趣模式B.移除數(shù)據(jù)中的異常值C.提煉對(duì)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)、質(zhì)量控制、預(yù)測(cè)維護(hù)等具有實(shí)際指導(dǎo)意義的知識(shí)和洞察D.實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化展示10.智能制造對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)供應(yīng)鏈帶來(lái)的最根本性影響是？A.縮短了地理距離B.提高了庫(kù)存水平C.實(shí)現(xiàn)了供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)的透明化、實(shí)時(shí)協(xié)同和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策D.減少了供應(yīng)商數(shù)量二、名詞解釋（每小題3分，共15分。請(qǐng)用簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言解釋下列名詞的含義。）1.系統(tǒng)工程（SystemsEngineering）2.柔性制造系統(tǒng)（FlexibleManufacturingSystem,FMS）3.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全（IndustrialInternetSecurity）4.預(yù)測(cè)性維護(hù)（PredictiveMaintenance）5.系統(tǒng)邊界（SystemBoundary）三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分。請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問(wèn)題。）1.簡(jiǎn)述系統(tǒng)思維在智能制造系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)中的重要性。2.制造業(yè)智能化系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)制造系統(tǒng)，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上有哪些主要特點(diǎn)？3.描述工業(yè)大數(shù)據(jù)分析在提升制造企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力方面至少三個(gè)方面的作用。4.實(shí)施智能制造項(xiàng)目可能面臨的主要組織管理阻力有哪些？四、論述題（每小題10分，共20分。請(qǐng)圍繞下列主題展開(kāi)論述。）1.結(jié)合系統(tǒng)科學(xué)的理論，論述智能制造系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高效協(xié)同運(yùn)行的關(guān)鍵要素。2.試論工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，數(shù)據(jù)作為核心資產(chǎn)，其在制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型中的戰(zhàn)略價(jià)值。五、系統(tǒng)設(shè)計(jì)/分析題（10分。）假設(shè)某制造企業(yè)計(jì)劃引入智能制造系統(tǒng)以提高某產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。請(qǐng)運(yùn)用系統(tǒng)建模的思想，初步闡述你將如何對(duì)該智能制造系統(tǒng)進(jìn)行需求分析、功能定義和邊界界定，并簡(jiǎn)述你會(huì)考慮使用哪些類型的模型或工具來(lái)輔助分析。---試卷答案一、選擇題1.C2.C3.C4.D5.B6.B7.C8.B9.C10.C二、名詞解釋1.系統(tǒng)工程（SystemsEngineering）：是指為了滿足特定需求，應(yīng)用系統(tǒng)思維方法，通過(guò)一系列相關(guān)活動(dòng)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行定義、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、集成、測(cè)試、部署、運(yùn)行和維護(hù)的綜合性工程學(xué)科。它強(qiáng)調(diào)多學(xué)科知識(shí)的融合、跨部門(mén)協(xié)作以及全生命周期的管理，旨在以最優(yōu)的方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)。2.柔性制造系統(tǒng)（FlexibleManufacturingSystem,FMS）：是一種先進(jìn)的制造系統(tǒng)，它由計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）機(jī)床、物料搬運(yùn)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)以及加工單元等組成，能夠快速適應(yīng)不同類型零件的小批量、多品種生產(chǎn)需求，具有高柔性、高效率和高自動(dòng)化程度的特點(diǎn)。3.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全（IndustrialInternetSecurity）：是指在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，保障工業(yè)控制系統(tǒng)（ICS）、運(yùn)營(yíng)技術(shù)（OT）系統(tǒng)和信息技術(shù)（IT）系統(tǒng)及其相關(guān)數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)免受未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)、篡改、破壞、泄露或拒絕服務(wù)等各種安全威脅的能力。它涉及物理安全、網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)安全、應(yīng)用安全等多個(gè)層面，對(duì)保障工業(yè)生產(chǎn)連續(xù)性和安全性至關(guān)重要。4.預(yù)測(cè)性維護(hù)（PredictiveMaintenance）：是一種基于狀態(tài)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析的維護(hù)策略，通過(guò)實(shí)時(shí)或定期收集和分析設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)（如振動(dòng)、溫度、壓力等），利用各種算法（如機(jī)器學(xué)習(xí)）預(yù)測(cè)設(shè)備可能發(fā)生故障的時(shí)間、部位和原因，從而在故障發(fā)生前安排維護(hù)活動(dòng)，旨在減少非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間，提高設(shè)備可靠性和使用壽命，降低維護(hù)成本。5.系統(tǒng)邊界（SystemBoundary）：是指界定系統(tǒng)與系統(tǒng)外部環(huán)境之間分界的線或面。它明確了系統(tǒng)內(nèi)部包含哪些元素、過(guò)程和關(guān)系，以及系統(tǒng)外部環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的影響和系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的作用。清晰地定義系統(tǒng)邊界是進(jìn)行有效系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)和評(píng)估的基礎(chǔ)。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述系統(tǒng)思維在智能制造系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)中的重要性。系統(tǒng)思維強(qiáng)調(diào)整體性、關(guān)聯(lián)性、動(dòng)態(tài)性和層次性。在智能制造系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)思維有助于全面考慮系統(tǒng)各組成部分（如設(shè)備、軟件、數(shù)據(jù)、人員、流程）及其相互之間的復(fù)雜關(guān)聯(lián)和交互作用，避免“頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳”的片面性。它促使設(shè)計(jì)者關(guān)注系統(tǒng)整體目標(biāo)而非孤立模塊，考慮系統(tǒng)與環(huán)境的動(dòng)態(tài)適應(yīng)關(guān)系，識(shí)別潛在的瓶頸和風(fēng)險(xiǎn)，從而設(shè)計(jì)出更加集成、高效、靈活、魯棒和可持續(xù)的智能制造解決方案，確保系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的綜合效益。2.制造業(yè)智能化系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)制造系統(tǒng)，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上有哪些主要特點(diǎn)？智能制造系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化和平臺(tái)化等主要特點(diǎn)。首先，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)（特別是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)）實(shí)現(xiàn)設(shè)備、產(chǎn)線、車間、工廠乃至供應(yīng)鏈上下游的互聯(lián)互通；其次，通過(guò)數(shù)字化手段（如傳感器、RFID、MES）采集、處理和傳輸海量生產(chǎn)數(shù)據(jù)；再次，利用人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能決策、自主控制和優(yōu)化運(yùn)行；最后，通常以云平臺(tái)或工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為核心，匯聚能力、數(shù)據(jù)和資源，支持系統(tǒng)的協(xié)同運(yùn)作和增值服務(wù)。3.描述工業(yè)大數(shù)據(jù)分析在提升制造企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力方面至少三個(gè)方面的作用。工業(yè)大數(shù)據(jù)分析通過(guò)從海量、多源的生產(chǎn)數(shù)據(jù)中提取有價(jià)值的信息和知識(shí)，能夠顯著提升制造企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。首先，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控和分析設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)，減少意外停機(jī)，提高設(shè)備綜合效率（OEE）；其次，通過(guò)分析工藝參數(shù)和質(zhì)量數(shù)據(jù)，優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程，穩(wěn)定并提升產(chǎn)品品質(zhì)，降低不良率；再次，通過(guò)分析市場(chǎng)需求、供應(yīng)鏈和庫(kù)存數(shù)據(jù)，優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃、庫(kù)存管理和物流配送，提高供應(yīng)鏈響應(yīng)速度和效率，降低運(yùn)營(yíng)成本。4.實(shí)施智能制造項(xiàng)目可能面臨的主要組織管理阻力有哪些？實(shí)施智能制造項(xiàng)目常面臨來(lái)自組織管理層面的阻力，主要包括：一是文化沖突與抵觸，員工擔(dān)心失業(yè)、不適應(yīng)新技術(shù)或改變現(xiàn)有工作習(xí)慣而產(chǎn)生的焦慮和抵觸情緒；二是領(lǐng)導(dǎo)層決心不足或認(rèn)知偏差，部分管理者對(duì)智能制造的價(jià)值認(rèn)識(shí)不清，或缺乏長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略規(guī)劃和堅(jiān)定的實(shí)施決心；三是跨部門(mén)協(xié)調(diào)困難，智能制造項(xiàng)目涉及生產(chǎn)、研發(fā)、采購(gòu)、IT等多個(gè)部門(mén)，協(xié)調(diào)溝通不暢可能導(dǎo)致項(xiàng)目延誤；四是投資回報(bào)不確定性，擔(dān)心初期投入巨大而短期回報(bào)不明顯，導(dǎo)致決策猶豫；五是缺乏專業(yè)人才，既懂制造又懂信息技術(shù)的復(fù)合型人才稀缺，影響項(xiàng)目成功實(shí)施。四、論述題1.結(jié)合系統(tǒng)科學(xué)的理論，論述智能制造系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高效協(xié)同運(yùn)行的關(guān)鍵要素。智能制造系統(tǒng)的核心在于“智能”與“協(xié)同”，高效協(xié)同運(yùn)行需要系統(tǒng)科學(xué)的指導(dǎo)。關(guān)鍵要素首先包括明確的系統(tǒng)目標(biāo)與整體架構(gòu)，確保所有子系統(tǒng)和服務(wù)都圍繞共同目標(biāo)運(yùn)作，架構(gòu)設(shè)計(jì)需支持信息的自由流動(dòng)和系統(tǒng)的開(kāi)放性。其次，先進(jìn)的信息物理系統(tǒng)（CPS）技術(shù)是基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)物理過(guò)程與信息過(guò)程的深度融合，保障數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地采集、傳輸和處理。再次，強(qiáng)大的數(shù)據(jù)集成與分析能力是核心，通過(guò)工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)匯聚多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，運(yùn)用人工智能算法挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，為協(xié)同決策提供依據(jù)。第四，統(tǒng)一的通信網(wǎng)絡(luò)與標(biāo)準(zhǔn)化接口是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間互聯(lián)互通的前提，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。第五，靈活的控制系統(tǒng)與智能決策機(jī)制是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)協(xié)同的關(guān)鍵，能夠根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)規(guī)則自動(dòng)調(diào)整生產(chǎn)流程、資源分配和任務(wù)調(diào)度。最后，以人為本，包括適應(yīng)智能系統(tǒng)的員工技能培訓(xùn)、人機(jī)協(xié)同的安全機(jī)制以及支持系統(tǒng)持續(xù)改進(jìn)的組織文化和流程管理機(jī)制，這些共同構(gòu)成了智能制造系統(tǒng)高效協(xié)同運(yùn)行的基石。2.試論工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，數(shù)據(jù)作為核心資產(chǎn)，其在制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型中的戰(zhàn)略價(jià)值。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，數(shù)據(jù)已成為制造業(yè)最寶貴的核心資產(chǎn)之一，其戰(zhàn)略價(jià)值體現(xiàn)在多個(gè)層面。首先，數(shù)據(jù)是驅(qū)動(dòng)智能決策的基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程、設(shè)備狀態(tài)、市場(chǎng)需求、供應(yīng)鏈等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和分析，企業(yè)能夠做出更精準(zhǔn)、更及時(shí)的生產(chǎn)計(jì)劃、質(zhì)量控制和資源調(diào)配決策，提升運(yùn)營(yíng)效率和響應(yīng)速度。其次，數(shù)據(jù)賦能產(chǎn)品創(chuàng)新與服務(wù)升級(jí)?；诋a(chǎn)品使用數(shù)據(jù)的分析，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的遠(yuǎn)程監(jiān)控、預(yù)測(cè)性維護(hù)和個(gè)性化服務(wù)，甚至衍生出基于數(shù)據(jù)的增值服務(wù)模式（如按使用付費(fèi)），提升客戶滿意度和粘性。再次，數(shù)據(jù)促進(jìn)供應(yīng)鏈協(xié)同與優(yōu)化。通過(guò)共享銷售、庫(kù)存、生產(chǎn)等數(shù)據(jù)，供應(yīng)鏈上下游企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)信息透明和協(xié)同預(yù)測(cè)，優(yōu)化庫(kù)存水平，提高整個(gè)供應(yīng)鏈的韌性和效率。最后，數(shù)據(jù)本身已成為新的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)。企業(yè)可以通過(guò)數(shù)據(jù)分析服務(wù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)運(yùn)營(yíng)等方式，將數(shù)據(jù)資產(chǎn)變現(xiàn)，創(chuàng)造新的收入來(lái)源和商業(yè)模式，構(gòu)筑差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。因此，有效管理和利用數(shù)據(jù)資產(chǎn)，是制造業(yè)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代實(shí)現(xiàn)智能化轉(zhuǎn)型、提升核心競(jìng)爭(zhēng)力的戰(zhàn)略關(guān)鍵。五、系統(tǒng)設(shè)計(jì)/分析題假設(shè)某制造企業(yè)計(jì)劃引入智能制造系統(tǒng)以提高某產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。請(qǐng)運(yùn)用系統(tǒng)建模的思想，初步闡述你將如何對(duì)該智能制造系統(tǒng)進(jìn)行需求分析、功能定義和邊界界定，并簡(jiǎn)述你會(huì)考慮使用哪些類型的模型或工具來(lái)輔助分析。在運(yùn)用系統(tǒng)建模思想進(jìn)行規(guī)劃時(shí)，首先進(jìn)行需求分析，通過(guò)訪談、問(wèn)卷調(diào)查、現(xiàn)場(chǎng)觀察等方式，與企業(yè)管理層、生產(chǎn)人員、技術(shù)人員等利益相關(guān)者溝通，全面收集并梳理系統(tǒng)需要解決的核心問(wèn)題（如效率瓶頸、質(zhì)量波動(dòng)、物料積壓等）以及期望達(dá)到的目標(biāo)（如效率提升百分比、不良率降低目標(biāo)、響應(yīng)時(shí)間縮短等）。識(shí)別關(guān)鍵成功因素和約束條件。其次進(jìn)行功能定義，基于需求分析結(jié)果，定義系統(tǒng)需要提供的核心功能模塊，例如生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控與可視化、設(shè)備數(shù)據(jù)采集與狀態(tài)分析、物料智能調(diào)度、質(zhì)量實(shí)時(shí)檢測(cè)與反饋、生產(chǎn)計(jì)劃動(dòng)態(tài)調(diào)整、維護(hù)預(yù)警等。明確各功能模塊的輸入、處理邏輯和輸出。接著進(jìn)行系統(tǒng)邊界界定，清晰劃分智能制造系統(tǒng)與現(xiàn)有系統(tǒng)（如ER