自学考试课件 管理系统工程(第二章) 39页

第二章 系统分析 第一节 系统的环境分析 n 环境对于系统的发展起到限制性作用， 系统的发展和变化必须适应环境的发展 和变化，因此对环境的分析便是系统分 析解决问题的第一步工作。 一、系统环境 n 任何系统总存在一定的边界，环境便是 存在于系统边界外的物资的、经济的、 信息的和人际的相关因素的总称。 系统环境分析的意义 n 环境是提出系统工程课题的来源 n 系统边界的确定要考虑环境因素 n 系统分析与决策的资料取决于环境 n 系统的外部约束通常来自环境 n 系统分析的好坏最终需要系统环境的 检验与评价 二、环境因素的分析 n 物理和技术环境 n 现存系统 n 技术标准 n 科技发展因素估量 n 自然环境 环境因素的分析 n 经济和经营管理环境 n 宏观经济环境 n 政策 n 外部组织结构 n 经营活动 n 产品系统及其价格结构 环境因素的分析 n 社会环境 n 大范围的社会因素 n 人（个体）的因素 三、系统与环境边界 n 在环境分析中，必须考虑两种类型的边 界划分： n 一是在系统与环境之间必须有一条边界； n 二是与被考察的系统相关联的相邻系统的各 部分或者说环境的范围必须明确规定。 n 对于系统边界的确定主要是依靠妥善的 思考，而不是存在理论上的边界判别准 则。 系统环境因素的综合分析 n 系统环境因素范围很广，系统分析人员要根据问题 的性质，因时、因地、因条件地加以分析，找出相 关环境因素的总体，确定因素的影响范围和各因素 间的相关程度，并在方案分析中予以考虑。 n 对可以定量分析的环境因素，通常以约束条件的形 式列入系统模型中，如资金、人力、资源的限制等。 某些环境因素要求在产品系统设计计算中给予考虑。 例如，系统运行的环境温度在系统结构性能上要考 虑到。 n 对只能定性分析的因素可用代用指标或者专家评判 法予以处理，尽量使之达到定量或半定量化，也可 用经验估计方式修正给定的系统目标值。 四、上海新港港址选择环境分析举例 n 20世纪80年代中期随着我国经济改革的 发展，上海港的吞吐能力达到了饱合状 态。为了适应经济建设和外贸发展的需 要，上海市政府提出了上海新港建设的 问题。而考虑新港港址的选择时，首先 要对新港的环境进行分析。港口选择涉 及到政治、经济、地理条件、技术、交 通、城市设施等环境因素的总体。 1.影响港址选择的环境因素 ①政策环境 ②物理技术环境 ③经济与经营环境 ④对周围城市及地区的规划与发展 ⑤与全国交通网络的联系 ⑥资源环境 ⑦环境保护 ⑧与国内重大项目的关系 ⑨军事 2.环境因量化法 n 因素本身可以直接量化 n 可间接定量的环境因素 n 定性环境因素的量化 第二节 系统的目标分析 n 系统目标分析是系统分析的基础，系统 目标决定了系统发展的主要方向，它对 系统方案的提出、系统模型的建立及最 优决策的选择起到决定性作用。因此， 目标问题在系统工程中占有极其重要的 地位，是系统工程开展研究的首要任务。 一、系统目标及其相关概念 n 系统目标指的是系统发展所要达到的结 果。一般来说，系统目标决定了系统的 发展方向，它对系统的发展起到决定性 的作用，系统目标一旦确定，系统就将 朝着系统目标所规定的方向发展。 目的、目标、属性的含义 n 目的 n 目标 n 属性 n 目标树或目标集 n 在处理实际问题时，常常会遇到系统目标不止一个，而 是多个，从而构成一个目标集合。对目标集合的处理， 往往是从总目标开始将总目标逐级分解，按子集、分层 次画成树状的层次结构，称为目标树或目标集。总目标 分解的主要原则是： n 按目标的性质将目标子集进行分类，把同一类目标划分在同一目 标子集内。 n 目标的分解要考虑系统管理的必要性和管理能力。 n 要考虑目标的可度量性。 目标树 二、系统目标分析的目的、作 用及要求 1.系统目标分析的目的和作用 n 系统目标是系统分析与系统设计的出发点， 是系统目的的具体化。通过制定目标就可把 系统所应达到的要求落到实处，系统目标分 析的目的就是要论证系统目标的合理性、可 行性和经济性，最终获得系统目标分析的结 果——目标集。 总目标的确定 n 由于社会发展的需要而提出的必须予以 解决的新课题 n 由于国防建设发展提出的要求 n 目的明确但目标系统有较多选择的情况 n 由于系统改善自身状态而提出的课题 系统目标分析的作用 n 系统目标分析的作用就是经过分析和论 证，说明总目标建立的合理性，确定系 统建立的社会价值。这样就可防止系统 建立时的盲目性，避免可能出现的各种 损失和浪费，提高系统开发的效率。 2.系统目标分析中的几项要求 n 制订的目标应当是稳妥的 n 要考虑到目标所可能起到的各种作用 n 应将各种目标归纳成目标集 n 要正确认识目标间的冲突 三、目标集（目标系统）的建立 n 建立目标集就是逐级逐项落实总目标的 结果，为此要进行总目标的分解，即将 总目标分解为各级分目标，直到比较具 体、直观为止。这就要求在总目标的分 解过程中，要使得分解后各级分目标与 总目标保持一致，并且分目标的集合一 定要保证总目标的实现。 企业目标制订的示例 首先，要求从事决策的主要负责人直接 领导或者亲自参加“确定目标”的工 作。 其次，要善于对复杂的决策目标进行分 类。 企业目标制订的示例 n 第一类：与企业外部环境有关的目标。如 n 生产目标 n 市场目标 n 发展目标 n 第二类：企业与内部环境有关的目标。如： n 成本目标 n 效率目标 n 质量目标 企业目标制订的示例 第三，在为某项待决策问题确定目标时，应参照 目标的类型将问题具体化。 第四，确定目标时，应当留有余地，即目标应具 有弹性与适应性。 第五,在制定目标的同时，应制定相应的评价标 准。 第六,确定目标的工作应该是一个反复优化与逐 步完善的过程，所确定的目标需要经过模拟或 实验的检验。 目标确定的过程 收集信息 拟定系统总目标 需求预测 明确问题 自上而下的目标分解 自下而上的目标建议 拟定分系统目标 分析、模拟或试验 剔除目标增加目标 满意否 确定目标集 案例 n 某企业为了扩大再生产，确定下年度的 经营目标中增加一项“积累资金”的内 容。究竟可能积累多少资金，有待决策 前分析。 积累资金的目标集 案例： 城市综合发展水平的衡量 目标体系建立的要求 n 目标要简洁、明确 n 目标要可评估 n 目标要有相容性 n 目标要有挑战性 n 各种目标要有优先秩序，并形成一个目 标体系 n 能够将短期目标和长期目标相结合、局 部目标和整体目标相结合、内部目标与 外部目标相结合。 案例讨论 n 高等院校的发展是我们非常关心的话题， 那么如何衡量一所高等院校的综合发展 水平就是我们应该考虑的问题，下面我 们以小组为单位分别建立关于衡量高等 院校综合发展水平的指标体系。 五、目标冲突 n 在目标分析过程中，系统分析人员经常 会发现，许多关键情况往往是由于存在 着相互冲突的分目标造成的。这有两种 情况： n 一种是纯属专业性质的，即利害冲突问题； n 另一种是社会性质的，即利益冲突问题。 1. 利害冲突 n 例如在进行产品设计时，所可能强调的两个目 标： n 一是尽可能低的成本 n 二是尽可能高的质量。 n 解决办法： n 建立一个没有矛盾的目标集，把引起矛盾的分目标 剔除掉。 n 采用所有分目标，寻求一个能达到冲突目标得以并 存的方案。 2. 利益冲突 n 例如企业在减员增效的过程中就至少有如下两 个目标： n 一是提高企业的效益 n 二是保证工作岗位不减员。 n 处理的方法 ： n 目标方之一放弃自己的利益 n 保持其中一个目标，用其它方式补偿或部分补偿受 损方的利益 n 通过协商调整目标系统，使之达到目标相容 调整目标系统的方法 n 第一种方法是采取利益分配的方法调整 目标系统 利益类型 利益1 利益2 利益3 利益4 总和 每种利益的 权重 200 300 100 400 1000   分 目 标   目标1 目标2 目标3 目标4 目标5 40 140 — — 20 50 — 100 150 — 100 — — — — 100 100 — — 200 290 240 100 150 220 调整目标系统的方法 n 第二种方法是由每种利益类型按其利益 得失评价几种可供选择的目标系统 利益类型 对可供选择的目标系统进行评定等级 目标系统一 目标系统二 目标系统三 利益1 利益2 利益3 1 3 2 3 1 3 2 2 1 等级码总和 6 7 5 平均等级码 2 2.33 1.67 第三节 系统模型化和最优化 一、系统模型化的含义 n 系统模型化有两层含义： n 要把需要解决的系统问题，通过分析明确其外部影响因素和内部的条 件变量。针对论证后的系统目标要求，用一个逻辑的或数学的表达式， 从整体上说明它们之间的结构关系和动态情况，这就是“模型”概念。 n “化”字，就是说，在系统分析中使用模型是一种常用的典型手段。 不论从定性分析，还是从定量分析看，都是如此。 n 采用模型化手段进行系统分析的意义就在于，它能把非常复杂 的系统的内部和外部关系，经过恰当的抽象、加工、逻辑推理， 变成可以进行准确分析和处理的东西，从而能得到所需要给出 的结论；采取模型化技术可以大大简化现实系统或拟建系统的 分析过程，因为它既能反映现实，又高于现实；模型化技术提 供了与仿真技术和电子计算机协同操作的连接条件，从而加速 了分析过程并提高了分析的有效性；提供了方法典型化的基础， 这类模型往往对许多不同系统事物具有典型意义。 二、构成模型的要素 n 模型主要有两个组成要素： n 系统的目标：是指系统组成要素的有机行动(有序化)所应达到的系统 功能和目的。 n 系统的约束：是系统在实现给定目标时所能充分利用的条件范围。 n 系统模型在描述系统目标和系统约束时，可应用形象的、符 号的、图表的、数学的等不同的模型化形式和技术。 n 在形象的模型化中，系统目标和系统约束的表达是直观的、具体的。 n 在数学模型中，上述两个部分是用目标函数相约束条件的数学表达式 来予以明确的。 n 目标分析为构造系统目标提供方向、范围和要求；结构分析指明系统 目标的结构关系和约束，有时则构成特定的系统目标；环境分析的结 果主要在约束条件的组成上得到反映，有时也涉及系统目标的权数分 配。 三、模型的优化和优化方法 n 模型的优化通常是指数学模型而言，这是为了就某些系统参 数和变量取得较好值或最优值的一种方法。 n 模型的优化是构造模型的基本目的之一，它的意义就在于： 对一个复杂的系统或拟建系统的各类指标提供优化的结论； 为改善系统现状提供明确的方向；为提高运行的效能或经济 效果提供可靠的依据；提高系统分析工作的科学性。 n 最优化不是一件简单的事情，不是所有情况下都存在。特别 是在解决实际的工程、技术或经济问题时，绝对的最优解几 乎是不存在的。因为因素太多，关系非常复杂，而建立的模 型只能是本质的描述。因此，在这类情况下，探索次优解、 满意解是比较可行的。而在多目标情况下，则只能探索非劣 解、选好解等。