自学考试课件 管理系统工程(第一章) 69页

1系统工程一种科学的系统决策方法论白思俊教授西北工业大学管理学院 管理者的核心能力要素系统的思维能力与系统的做事能力做人与做事 管理者的核心能力要素系统的思维能力健全的思考比任何事物都要实用。无论你所处的境况或目标是怎样的，无论你身处何方，无论你面对的是什么样的问题，只要具备思考技能，你将始终保持良好的状态。即使作为生活中的任一角色——商店顾客、雇员、公民、朋友、家长——正确的思考都将使你获益，而拙劣的思考将不可避免地给你带来各种问题，浪费你的时间和精力并造成挫折和痛苦。----摘自《思考的力量》(批判性思考成就卓越人生)(美)理查德.保罗,琳达.埃尔德 管理者的核心能力要素系统的做事能力如何有效完成一件有待完成的任务的工作能力；如何在给定的时间、资源及费用等各种约束下，按期实现任务的目标；如何根据任务的目标、范围及时间要求，制定一份有效的任务实施计划；如何在任务执行的过程中进行有效的监控；如何分析任务实施过程中的不确定性和风险，以便更好地完成任务的目标。这些就是系统做事能力的体现，是一个管理者应该具备的基本素质能力，也是作为任何一个日常生活中应该具备的基本能力体现。 1.系统做事的能力系统的做事能力实际上就是实现目标和完成任务的过程中的系统计划和控制能力。任务目标的完整描述任务工作范围的有效界定（范围和质量）任务安排的系统计划（时间、资源、费用）任务实现过程的有效控制（控制与沟通）任务实现的不确定性分析（风险）任务实现团队工作的有效组织（人） 系统做事的方法论—项目管理那么什么是项目管理呢？我们可以用一句通俗的话讲：假设我们要做一件事情，有一定的约束和目标要求，诸如时间、资金、人力等条件限制，那么如何在这些约束条件下有效地达到预想目标的过程管理就是项目管理。案例：举行一场婚礼目标是：过程有条不紊、少花钱、客人满意、自己满意那么如何才能组织好呢？可以按照项目管理的思路项目管理就是一种教给你系统做事的方法成功实现目标的良好方法科学控制过程的有效手段 2.系统的思维能力系统的思维实际上就是看待问题的角度、观念和思路的系统性，要求完整和全面。如何去看待问题和认识问题解决问题的思路人际关系的处理沟通的思路与角度工作的思路与态度占小利与吃大亏主动与被动管理的目标与策略 系统思维的方法论—系统工程系统工程就是从系统的观点出发，跨学科的考虑问题，运用工程的方法去研究和解决各种系统问题，以实现系统目标的综合最优化。古典案例：护城河的修筑现代案例：阿波罗登月计划系统工程核心特征：注重系统思考、坚持问题导向、采用系统化方法 系统思维能力实际就是应用系统工程方法论去处理所面对问题的能力核心是掌握一个定律：把混乱的东西——条理化：系统    把条理的东西——合理化：科学    把合理的东西——细分化：细节    把细化了东西——有机化：和谐    把有机的东西——最优化：多、快、省、好 10系统工程的应用三峡水利工程是我国建国以来最大的工程项目，它的论证、组织、实施与管理可以说就是一个庞大的系统工程问题，这项工程涉及到了国家及地方的众多部门，如水利、电力、能源、文物、生态、移民等等，涉及到几个省的上百个县市，同时实施过程要由众多单位共同努力，时间横跨将近20年，如此的工程必然需要一种统观全局的系统方法来对待，系统工程可以说是最为有效的一种组织方法。 11系统工程的应用对于我们今天生活中所关心的各种社会经济问题，如经济改革、价格问题、体制改革及各种政策的出台都是要经过充分的系统的论证，这些都与系统工程有关。例如：粮食价格的调整：影响肉、菜、生活用品等等，从而影响整个社会的物价。燃料能源价格：影响原材料、产品及整个物价银行利率：影响消费与积累，反应了国家的经济政策外汇牌价：主要用于调节进出口政策，同时反应了一个国家的经济实力 12系统工程的应用如果能够同我们的实际工作岗位联系起来，日常我们会遇到许许多多的系统工程问题，比如：企业的长远规划：综合考虑企业发展、实力、原材料、能源、技术、市场、国家政策等。新产品开发：考虑市场、企业开发技术与实力、销售网络、经济条件等区域规划：考虑区域特征、交通、历史、地理等大项目管理：经过立项、论证、实施、… 13Ⅰ.了解系统工程的基本概念，学习系统工程的基本思想，会用系统工程的基本思想去看待问题、认识问题；------这是“理念”“系统工程”课程学习要求Ⅱ.掌握系统工程一些常用的、重要的方法，如多级递阶结构分析法、模糊综合评价法、系统动力学方法、计算机仿真方法等；------这是“方法”Ⅲ.应用所学系统工程的思想和方法解决社会、经济、工程等系统性问题。------这是“应用” 14系统工程的学习方法注重系统思考坚持问题导向采用系统化方法 15序论管理、决策与系统工程管理依赖于决策，决策是为了管理，决策必须依赖于科学的方法，系统工程便是进行科学决策的基础；系统工程的发展促进了决策水平的提高，从而使得人们对事物的管理更加有效；管理的发展、社会的进步，使得人们需要探讨更加科学、更加系统的方法进行决策，系统工程便成为探讨新的科学决策方法的基本指导思想。 16一、管理与决策管理的重要目的在于完成预定的使命和目标决策是管理的核心:“管理就是决策，决策贯穿于管理的全过程”管理离不开决策，决策是为管理服务的。 1.决策的含义与特点狭义的决策是指决策者针对预期目标，在一定的约束条件下，从诸多行动方案中选择一个，并付诸实施；广义的决策还应包括做出最后抉择前所进行的一切活动，也就是说，决策应该是一个过程。决策工作的特点为：决策具有针对性决策具有现实性决策具有择优性决策具有风险性17 182.决策科学化观念的发展“决策科学化”实际上是相对“靠经验决策”而言的随着社会的进步、科技的发展,社会化大生产带来了社会活动的一系列根本变革，主要表现在以下三个方面：社会活动越来越大型化社会活动越来越复杂化社会活动越来越多变化。 19科学决策的内容严格实行科学决策的程序；依靠专家运用科学的决策技术和决策方法；决策者用科学的思维方法作出决策。 203.决策的最优化原则在研究工程技术的优化问题时，“最优化”的概念通常意味着计算其“极值”在研究决策优化问题时，往往亦希望按“最优化”原则来构造其数学模型。最优化的决策模型往往受到一系列实际因素的限制而难以建立，所建立的决策模型也是依赖于一定的假设简化条件，同时由于决策模型的复杂性，使得求解最优解较为困难，通常所求的“最优解”实际上是一个接近最优解的满意解决策常以“满意化”与“适用化”的原则来代替“最优化”的原则。 21二、系统工程要作出科学的决策就必须依赖于系统可靠的科学决策方法，系统工程便是处理决策问题的基础理论指导，它将所处理的问题作为一个完整的系统进行处理，强调决策系统整体目标的综合最优化;系统工程借助于自然科学与工程技术的方法，来处理各种社会系统，将人类在长期开发自然系统和改造社会系统的实践中所形成的整体最优化系统观念应用于其求解问题的全过程之中，从而保证了所解决问题的全面周到与科学合理。 221.系统工程的发展系统思想的产生系统思想的发展经历了三个阶段，即：“只见森林”（朴素的系统思想）阶段→“只见树木”阶段→“先见森林，后见树木”（科学的系统思想）阶段。古代中国和古希腊在系统思想的产生与早期发展中具有突出地位和贡献。整体思想和联系思想是科学系统思想的核心与实质。一般系统论、控制论、信息论、耗散结构理论、协同学及自组织理论等是系统理论的重要内容。 231.系统工程的发展春秋时期的“孙子兵法”;战国时期的四川都江堰工程;系统工程的萌芽时期可追溯到本世纪初的F.W.泰勒(F.W.Taylor）系统;第二次世界大战时期，一些科学工作者以大规模军事行动为对象，提出了解决战争问题的决策和对策方法和工程手段，出现了运筹学;70年代以来，随着微型计算机的发展，出现了分级分布控制系统和分散信号处理系统，扩展了系统工程理论方法的应用范围。 242.“系统工程”的含义1978年我国著名学者钱学森指出：“系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的方法”。 252.“系统工程”的含义1977年日本学者三浦武雄指出：“系统工程与其他工程学不同之点在于它是跨越许多学科的科学，而且是填补这些学科边界空白的一种边缘学科。因为系统工程的目的是研制一个系统，而系统不仅涉及到工程学的领域，还涉及社会、经济和政治等领域，所以为了适当地解决这些领域的问题，除了需要某些纵向技术以外，还要有一种技术从横的方向把它们组织起来，这种横向技术就是系统工程”。 262.“系统工程”的含义1975年美国科学技术辞典的论述为：“系统工程是研究复杂系统设计的科学，该系统由许多密切联系的元素所组成。设计该复杂系统时，应有明确的预定功能及目标，并协调各个元素之间及元素和整体之间的有机联系，以使系统能从总体上达到最优目标，在设计系统时，要同时考虑到参与系统活动的人的因素及其作用。” 27系统工程与一般工程比较的特点研究的对象广泛，包括人类社会、生态环境、自然现象和组织管理等；系统工程是一门跨学科的边缘学科；在处理复杂的大系统时，常采用定性分析和定量计算相结合的方法。 283.系统工程一种科学的系统决策方法论系统工程方法对于解决组织管理的问题应该说是极为有效的，因为任何管理都可视为一个系统的管理;系统工程就是一门方法论的科学，它给人们提供了一套处理问题和解决问题的系统方法论，它使得决策者在处理所面临的问题时，充分强调整体系统的综合最优化，而不是追求单一目标的最优化;系统工程给管理决策者提供了一种处理问题的思路，就是以系统的观念及工程的观念处理所面临的社会问题;系统工程作为一种科学的系统决策方法论，它是进行各种管理决策的基本指导思想。 29第1章系统与系统工程系统工程顾名思义就是研究系统的工程技术，它是在系统和系统理论逐渐发展的基础上所形成的系统方法论。系统的概念？管理系统的观念？系统工程？ 30第一节系统的概念系统概念是系统工程的基础 31一、系统概念的形成公元前古希腊对宇宙大系统的认识我国西周时期的“阴阳二气”及金、木、水、火、土“五行”东汉时期形成的“二十四节气”周秦到西汉时期的“皇帝内经”。现代耗散结构理论的创始人I·普里高津在从《存在到演化》一文中指出：“中国传统的学术思想着重于研究整体性和自发性，研究协调与协和。”但是，当时都缺乏对这一整体各个细节的认识能力。 32一、系统概念的形成马克思、恩格斯的辩证唯物主义认为，物质世界是由许多相互联系、相互制约、相互依赖、相互作用的事物和过程形成的统一整体，这也就是系统概念的实质。钱学森在《系统思想和系统工程》一文中指出：“系统思想是进行分析和综合的辩证思维工具，它在辩证唯物主义那里取得了哲学的表达形式，在运筹学和其他系统科学那里取得了定量的表述形式，在系统工程那里获得了丰富的实践内容。” 33二、系统的定义系统可被定义为具有一定功能的、相互间具有有机联系的由许多要素或构成部分组成的一个整体。一个形成系统的诸要素的集合体永远具有一定的特性，或者表现为一定的行为，而这些特性和行为是它的任何一个部分都不具备的。一个系统是一个可以分成许多要素所构成的整体，但从系统功能来看，它又是一个不可分割的整体。如果硬把一个系统分割开来，那么它将失去其原有的性质。 34注意“系统”的五要点：由两个或两个以上的元素组成。各元素之间相互联系、相互依赖、相互制约、相互作用。各元素协同运作，使“系统”作为整体具有各组成元素单独存在时所没有的某种特定功能。系统是运动和发展变化的，是动态的发展过程。“系统”的运动具有明确的特定目标。思考题：了解西北工业大学的办学目标！本专业的培养目标 35二、系统的功能与特性例如：企业系统的基本功能高校系统的基本功能系统的功能： 36系统的特性层次性整体性集合性相关性目的性环境适应性.》同样的元素，排列组合不同，连接形式不同，数量比例不同等形成不同的结构分布，表现出不同功能和目的,就是不同的系统! 37系统工程研究系统的特性可控性动态性复杂性自律性. 38四、系统性问题生产力迅速发展，社会生产的物质、能量、信息按指数曲线增长宇宙中各种事物之间的联系空前增强系统的更新周期趋向缩短系统内部元素数量增多、规模扩大与管理水平之间的矛盾日益尖锐，形成了管理差距由此产生“系统性问题” 39系统性问题：西工大新校区的“建设与综合管理”问题提高“办学水平和高等教育质量”问题一只股票的未来的涨跌趋势分析问题 40系统性问题的特点复杂性：风险性：模糊性： 41解决系统性问题的最优方案运用系统科学的理论和方法寻找解决问题的最优方案。 42第二节管理系统的概念管理系统应该说是系统工程研究的主要系统对象，因此在进一步了解系统工程之前，有必要对管理系统的概念和特点加以探讨。 43一、管理系统与系统管理管理系统就是以所研究的管理对象为系统，它是整个社会系统的基本组成单元。系统管理学大体上分为下面两个互为联系的方面，一是科学地表示系统理论的范畴、原则和方法；二是运用系统理论的纯粹的科学概念作为解决管理系统，以及更大范围的经济、技术问题，甚至社会政治问题的手段。系统管理学：首先从系统观念上给管理人员提供了一种思想方法，提供了一种把管理系统内外环境、各种因素作为整体进行考虑的结构。其次系统管理学认为管理系统是一个以人为主体的一体化系统，是由许多分系统组成的开放的社会技术系统。 44二、管理系统的特点管理系统是一个具有多重反馈结构的社会系统管理系统往往是一个非线性的系统管理系统中各变量之间存在着长时滞管理系统中原因和结果具有一定的分离性管理系统具有明显的组织结构特性. 45三、现代工业企业的系统特征工业企业系统是一个“人——机系统”工业企业系统是一个可分系统工业企业是一个具有自适应能力的动态系统工业企业是一个投入产出系统工业企业是一个开放系统. 46现代管理观念的变更趋向经营观念上的“外向化”与“主动化”企业价值的“社会化”管理观念的“系统化”决策原理的“通用化”决策方法的“数量化”. 47四、企业的系统模型处理反馈扰动输入输出 48几个要素环境与界限投入性质流量与流向转化过程产出的形式. 49工业企业生产经营活动过程示意图 50第三节系统工程的概念 51一、系统工程古典案例：护城河的修筑现代案例：阿波罗登月计划定义：系统工程就是从系统的观点出发，跨学科的考虑问题，运用工程的方法去研究和解决各种系统问题，以实现系统目标的综合最优化。 521.系统观念系统的观念就是整体最优的观念，它是在人类认识社会、认识自然的过程中形成的整体观念，或者称之为全局观念。“丁渭工程”修建用的砖瓦水的来源建筑石材、木材的运输废墟的排除与清理 532.工程观念工程的观念是在人们处理自然、改造自然的社会生产过程中所形成的工程方法论。传统的工程观念是指生产技术的实践而言，而且以硬件为目标与对象，如机械工程、电气工程、铁路工程、水利工程等。系统工程将这一观念和方法应用于社会系统中，其所处理的对象不仅包含传统工程观念中的自然对象（即硬件），而是在传统的工程观念的基础上增添了新的内容，也即以软件为目标与对象。系统工程所讨论的工程是泛指一切有人参与的、以改变系统某一特征为目标的，从命题到出成果的工作过程。系统工程使得人们能够以工程的观念和方法研究和解决各种社会系统问题。 54三、系统工程与传统方法的区别系统工程实质上是方法论的科学，它的目标是通过什么样的方法可使系统达到最优，而方法论是把设想付诸实现的过程。传统方法:它解决问题的目标往往是单一的，比如设计一个产品或只强调成本低或只强调性能高系统工程:对目标的考虑需要从系统运行的全过程即时间方面以及在每个阶段中处理问题的特殊思维过程即逻辑方面，并综合运用各种专业知识即知识方面来综合考虑。即系统工程的思维方式是三维结构分析。 551.系统工程的三维结构分析霍尔三维结构模型运筹系统优化社会科学工程技术规划拟定分析实施运行更新系统分析系统方案综合设计系统指标明确问题决策实施时间维知识维逻辑维 56逻辑维（步骤）时间维（阶段）1明确问题2指标设计3系统综合4系统分析5系统优化6作出决策7付诸实施1.规划阶段2.拟定阶段3.分析阶段4.运筹阶段5.实施阶段6.运行阶段7.更新阶段a11a21a31a41a51a61a71a12a22a32a42a52a62a72a13a23a33a43a53a63a73a14a24a34a44a54a64a74a15a25a35a45a55a65a75a16a26a36a46a56a66a76a17a27a37a47a57a67a77霍尔管理矩阵 57①时间维（七个阶段）a)规划阶段：主要是按照设计要求提出系统目标，制定规划和政策。b)拟定阶段：完成的任务是提出具体的方案，进行系统的初步设计。c)分析阶段：对所设计的方案进行分析、比较。d)运筹阶段：方案的综合选优，确定最优实施方案。e)实施阶段：系统的设计、安装及调试等。f)运行阶段：按照系统预定的用途工作。g)更新阶段：按系统要求实施，取消旧系统，代之以新系统，对系统改进。 58②逻辑维（七个步骤）a)明确问题：了解问题所处的环境，收集有关的数据和资料，主要目的是弄清问题。b)系统指标设计：确定所要解决问题的目标和相应的评价准则。c)系统方案综合：为实现预期目标，拟定所需采取的策略和应选择的方案。d)系统分析：深入了解所提出的政策措施和解决方法，分析这些措施方法在实施中的预期效果。e)系统方案的优化与选择：用数学规划等定量的优化方法去判别各种方案的优劣，以进行方案选择。f)决策：以指标体系为评价准则，在考虑决策者的偏好等基础上，选择最优方案。g)实施计划：按决策结果制定实施方案和计划。 59③知识维知识维是指各工作步骤所需的各门专业知识，由于系统工程是个综合性的交叉学科，在上述各阶段中，执行任何一步都会涉及多种专业技术，如社会科学、工程技术、法律、商业、医药、艺术等等。 602.系统工程的软科学性系统工程的软科学性是从系统工程的应用成果方面分析的，由于系统工程处理问题的目的主要是对问题的分析，以便获得解决问题的最优方案，供决策者决策使用。系统工程的软科学性也可由其定义看出，它是一种方法论的科学，寻求的是系统目标综合最优的实施方案，然而这一方案需要有决策者的支持，否则将失去意义，这也是系统工程与传统方法的最根本区别。 61（1）硬系统方法论认为在问题研究开始定义目标是很容易的，因此没有为目标定义提供有效的方法。但对大多数系统管理问题来说，目标定义本身就是需要解决的首要问题；（2）硬系统方法论没有考虑系统中人的主观因素，将系统中的人与其他物质因素等同起来，忽视人对现实的主观认识，认为系统的发展是由系统外的人为控制因素决定的；（3）硬系统方法论认为只有建立数学模型才能科学地解决问题，但是对于复杂的社会系统来说，建立精确的数学模型往往是不现实的，即使建立了数学模型，也会因为建模者对问题认识上的不足而不能很好地反映其特性，因此通过模型求解得到的方案往往并不能解决实际问题。硬系统方法的局限性 62软科学性所表现出的特点所要处理的对象没有限制，但以人和社会问题为主，且将对象作为系统对待的意识较强；所要处理的问题多数是带有政策性的，同时多半带有探讨未来的性质，所以十分关心未来的不定因素；所要处理的问题包括了大量事实上不明确的东西；因此在分析中，不仅要重视客观上可定量化的问题，同时还要了解直观性和含糊不清之处；从发现问题到最后实施解决方案的这一期间，多数情况下要充分利用模型。但是，所关心的不是“是否精确”，而是该模型是否与目标相符，是否有用；软科学所处理的问题跨学科的性质很强。为了能解决问题，应积极利用现有社会科学与自然科学的成果，而且要求有关专家在广泛的领域内进行合作。 63第四节系统工程方法论 64一、阐明问题问题的性质和范围问题的目标环境和条件评价指标收集和分析资料123总目标分目标具体目标O1-经济效益分目标目标体系时序指标集P1-农业总产值(万元)P2-人均收入(元)P3-上交粮食(吨)P4-工业上交利税(元)P5-森林覆被率(%)P6-亩施有机肥(公斤)O-系统发展总目标O2-社会效益分目标O3-生态效益分目标199019952000///103.5-115.4500-6003007.7-9.015-18750-100020012-15650-800207.1-225.0876-1000350400-120018-2112.0-15.0 65二、谋划备选方案方案的提出“集体创造”法或“头脑风暴法”“缺点、希望点”列举法特性穷举法方案的筛选强状性适应性可靠性现实性 66三、预测未来环境每项系统工程都要预测各种备选方案的后果，而每种方案的后果与将来付诸实践时所处的环境有关，这就要求在方案实施前对未来环境可能发生的变化做一准确的预测。预测是对事物发展的客观规律进行预估和推测，即根据过去和现在的历史或统计资料预估未来发展的趋势，或根据已知事物的演变过程经过逻辑与推理，以推测其未来发展的规律。环境是指决策人无法控制的自然、经济、社会和技术的未来状态，离开未来实施环境去谈论方案后果是没有实际意义的。对方案实施的后果应该这样描述，即在某种环境下采取某种行动将会导致什么后果。表达方案的后果形式可概括为“如果环境如此，则备选方案的后果就是……”。这种表达方式实际上反映了系统工程处理问题的思路，即情景分析法。情景分析法：情景分析法对于每种备选方案都确定几组未来实施环境的特征和条件，如按“乐观”、“正常”和“悲观”的环境；也可按出现可能性大、正常和特殊的环境等进行预测。 67数学模型的方法确定预测内容准备数据资料确定预测方法，建立数学模型定性预测法时间序列预测法因果关系预测法计算预测值，分析预测误差 68四、建模和预计后果每种方案实施后都相应有一系列后果，因此本阶段的首要工作便是确定应该预计哪些后果？其中哪些最重要？选定后果项目后，便可着手建立一个或多个模型预计行动和后果指标之间的关系。系统分析的主要模型有图形模型、分析模型、仿真模型、博弈模型和判断模型 69五、评比备选方案各种备选方案在不同情景下的后果估计出来之后，便可着手方案评比，方案评比便是依据所建立的评价指标对各方案可能取得的效果进行评价，并按其评价结果进行排序。系统评价的主要方法有关联矩阵法、费用效益分析法、层次分析法及模糊评价法等许多种评价方法，这在后面的系统评价中将作专门介绍。