《系統工程引論》【出版社】電子工業出版社
【書號】7121027526
【出版日期】2006年7月
【開本】16開
【頁碼】309
【版次】3-1
【所屬分類】計算機>計算機控制與仿真>系統分析與設
計(控制)
前言
隨著社會經濟的發展和科學技術的進步，人類社會出現了越來越多的大型複雜系統。這些系統的規劃、設計、建造、運用需要建立在科學的基礎之上，系統工程作為對系統進行組織管理的技術也就應運而生了。20世紀的後半葉，系統工程的思想和方法在軍事和民用工業等各個領域中的套用有了很大發展，取得了很大成效，而系統工程學科本身也有了很大發展。我國從20世紀70年代後期開始，在錢學森、許國志等老一輩科學家的領導和指引下，開拓了中國的系統工程研究和套用事業。在工業、農業、軍事、科技、資源、環境、經濟等領域取得了很多成果，產生了很大影響。現在人們在面臨重大而複雜的任務時，常常會把它看作是一項系統工程，並謀求從整體上綜合而有序地解決問題。特別是當前為了落實科學發展觀，建立和諧社會，面臨複雜多變的環境和形勢，需要處理許多帶有全局性、長遠性的問題，更有必要充分利用系統工程的理念和方法。
也正是在20世紀70年代末期，在高等學校的教學計畫中開始出現了系統工程課程，並在研究生培養的學科目錄中出現了系統工程專業（首先在自動化學科內，後來又在管理科學與工程學科及航天工程學科內）。近年來，這門課程不僅在自動化、管理類專業開設，而且已經成為理工科院校各類專業的公共課程。
本書最早是由原電子工業部自動控制教材編審委員會為自動控制專業編寫的。第1版於1984年由電子工業出版社正式出版（在此之前的1981年，曾由國防工業出版社以《系統工程學》為書名出版過內部發行版）。第2版（修訂本）於1991年出版。先後兩版曾長期作為自動化類本科生與研究生教材使用。由於系統工程作為一門通用性的學科，在許多理工科院校為廣大高年級本科生和研究生開設，因此，需要更為通用的教材，有必要對本教材再加修訂，以適應更廣泛的教學要求。
本次修訂首先將這本教材定位於理工科院校的工程技術類及與技術有關的管理類的各專業所開設的系統工程通用教材，內容著重於系統工程的理念和方法論，因為這些概念是系統工程學科的最根本的內容；其次是定性和定量相結合的系統分析和綜合方法。為適應更廣泛的教學要求，將一些計算細節加以壓縮，而擴大了系統工程理念和方法的闡述。
本書第1章介紹了系統和系統工程的概念。首先對系統的含義、屬性和特做了介紹，闡述了系統的分類。介紹了系統工程的兩種含義：一種含義是指那些規模龐大、涉及因素眾多的任務、項目，它們需要從整體上加以把握，綜合地進行處理；另一種含義是指處理上述任務或項目所套用的思想、方法所構成的學科。接著闡明了系統工程學科的定義和特徵。本章還論述了系統工程的原則和國內外系統工程的廣泛套用。
第2章是本教材的重點，闡述了系統工程的方法論和工程方法。本章首先介紹了系統思想的發展和主要理念，從系統的整體性、功能和結構及自組織特性來具體研究系統思想的含義。其次說明了方法論和方法的關係，介紹了硬軟兩種系統工程方法論，以及方法論的進一步發展。接著依次討論了問題和目標的確定，方案的生成，系統的建構，以及建模、分析與最佳化、評價與決策。最後討論了系統工程中人的因素問題和系統、信息、控制三者之間的關係問題。
第3章介紹的是系統的描述和模型建立問題。這裡所說的描述，包括從開始確定問題時所寫的問題剖析報告，直到具體的數學模型公式或電腦程式。本章首先從量化和尺度開始，接著研究了數據和指標體系。為系統建立模型，實際上就是對系統的某些屬性加以描述，特別是用符號語言來描述。本章最後一節講述了建模的共性問題，特彆強調了結構模型的重要性，為後幾章講述各類數學模型的建立做準備。
第4章講述了系統的結構模型。首先介紹怎樣從描述問題的概貌和系統輪廓的結構模型過渡到描述系統的結構形態的結構模型，闡明了結構模型的特點是描述系統各組成部分之間及它們與外界環境之間的關係（這裡所謂關係，既包括因果關係、順序關係、聯繫關係、隸屬關係，也包括優劣對比關係等）。本章強調結構模型乃是從系統的概念模型過渡到定量分析的中介，而且即使對那些難以量化的系統來說也可以建立結構模型，用來深化對系統的認識。然後介紹各種結構模型的形式和建立方法。
第5章講述系統的靜態建模、靜態分析與最佳化，從最簡單的靜態模型的建立開始，依次介紹靜態分析與最佳化的方法。雖然系統工程的核心部分是它的理念和方法論，以及概念模型的建立，但是一些基本的數學模型的建立和定量分析方法還是很重要的，因為通過這些方法可以更深入地掌握系統的特性。與前兩版相比，這一版對許多靜態最佳化的具體計算方法進行了刪節，因為那些是運籌學、最佳化方法等課程的內容。
第6章講述系統的動態建模和動態分析。這裡同樣從最簡單的動態模型建立開始，逐步引述系統的動態性能與特點。本章的一個重點是對非線性系統的動態分析作了闡述，因為隨著系統複雜性的增加，非線性因素的作用和影響是不能忽視的。在這一章中特別對種群的動力學形態作了一些分析，因為種群的概念不僅限於自然生態系統，現在工業生態、信息生態的研究也提到日程上來了。此外還提到了正反饋在系統中的作用。
第7章研究了隨機服務系統。這類系統大量存在於各種服務業（運輸、通信、商業、銀行等）之中，其中接受服務者的到來時刻和服務者進行服務的時間，都隨時機和條件而變化。因此，服務系統的狀況也是隨機的，是隨時機與條件而變化的。本章介紹了幾類典型的服務系統的分析方法和系統的特點。
第8章則是有關網路系統的分析。這類系統由許多節點通過線路連成網路。線上路中，有物料、能量或信息在流動，例如運輸網、信息網等。有一些工作計畫，也是按相互的關係繪製成網路形式的，可以認為是沿時間展開的網路。本章介紹了各類網路的分析方法。近年來複雜網路的研究為系統複雜性研究開闢了一條新的道路，它的套用不僅限於實際的物理網路，而且會延伸到像企業集群、知識傳播和集成、科研合作等問題的分析研究之中。因此在這一版中特地增加了有關複雜網路的內容
。
第9章開始討論決策分析的問題。人類的決策活動有著悠久的歷史。開始時只能憑藉經驗來進行決策，等到積累了大量的成功和失敗的正反面經驗，藉助於各類科學的理念、方法和數學與計算機工具，逐步形成一些決策科學方法。但是決策本身，特別是大型複雜決策問題本身涉及因素過多（尤其是一些心理和行為因素），決策又是一項創新性很強的工作，目前還難以形成普遍的規律。因此，人們更重視所謂“決策分析”這一學科，它主要是指可以用於實際生活的一些理性決策的理論與方法。本章將介紹有關決策分析的一些基本概念，決策分析過程和步驟，以及在決策分析過程中人們對決策結果的滿意程度的一些基本度量方法。
第10章講的是決策分析的一些具體方法，包括最常使用的風險型決策分析方法、專家評估法、多準則決策的概念和層次分析法、模糊綜合評價法等。探討了決策分析方法的套用，簡單地介紹了決策支持系統。最後講述了元決策的概念。
第11章是關於系統可靠性的研究。任何系統要想發揮它的效用，首要條件是能可靠地工作。因此，在設計、研製和運用一個系時，必須考慮系統的可靠性問題。這一章介紹系統可靠性與可用性的分析方法。首先介紹可靠性的基本概念，然後介紹可靠性模型與可靠度計算及系統可靠性估計與分配。最後介紹可維修系統模型與可用度計算。
第12章講述了系統建構與集成問題。這是關乎系統開發的兩項重要工作。按照本書作者的看法，這兩項乃是系統工程學科本身所獨具的方法和技術（按照一般說法，系統工程除了方法論外，許多方法和技術都是從其他學科（如運籌學、控制理論等）借用過來的，還沒有自己獨特的方法和技術）。由於在已有的系統工程教材中還缺乏這方面的論述，所以本書特辟專章來加以研究。系統建構可以認為是系統工程中怎樣把系統的要求落實到構建一個前所未有的系統上的過程和任務。本章首先介紹建構工作的一般原則和特點，然後講述建構的步驟和方法。關於系統集成，首先介紹它的含義和類型，然後圍繞著當前舉國上下所關心的自主創新中的系統集成創新，探討系統集成的各種形式及集成創新的特點，最後以系統集成創新的方法論的研究作為對系統集成研究的實際套用。
前面曾經提到，本書是按照理工科院校的工程技術類（如自動化、信息工程、計算機、機械製造等）專業及與技術有關的管理類（如系統工程、工程管理、信息管理、工業工程、項目管理等）專業所開設的系統工程課程通用教材的要求編寫的，著重系統工程的理念、方法論和系統分析與綜合方法的介紹。至於在各行各業的套用，希望學生在學完本課程後主動聯繫自己的專業實際，進行有機的結合。
本教材可作為高年級與研究生的系統工程課程的教科書或教學
參考書，可按不同的教學要求與學時數靈活安排。
如果需要完整而深入地掌握系統工程的理念和方法而課時數在40～50學時之間，可以全面講授本書各章內容（其中第4章與第9章後面的幾節可視需要與學生的基礎加以刪節）。如果學時數在30～40之間，則可略去第4章的後幾節和第9章的後半部分。至於第7、第8和第11章，則可按照專業需要選講，或作簡要的概念性介紹。
對於學時更少的短期課程或者培訓課程來說，可以只選第1章到第3、第12章的全部，第9和第10章的有關概念的幾節，以及第4、第5、第6章的開頭部分，至於第7、第8、第11章，則按照課程對象有選擇地加以簡介。本書也可供廣大的工程技術人員、科研人員和管理人員自學參考。希望他們首先閱讀第1、第2、第3、第9章的前面部分和第12章，然後再按照工作需要選讀其餘各章。
由於系統工程是一門方法性的學科，為了適應更多的專業使用，本書無法一一列舉更多的實例。所以建議讀者在讀到每一部分時都能聯繫自己的工作經驗和見聞，考慮系統思想和方法的套用。
內容簡介
本書是高等工科院校自動化、計算機、管理科學與工程專業及理工科各類專業公共課程使用的“系統工程”教材，也可作為工程技術與管理人員培訓與自學用書。本書包括系統工程學科的對象和任務、系統工程方法、系統的描述與建模、系統的結構模型、系統的靜態分析與最佳化、系統的動態建模與分析、隨機服務系統、網路系統、決策分析的概念與方法、系統可靠性、系統的建構與集成等內容。各章節可以按照不同的課程要求與學時，靈活組成不同類型的教材結構，以滿足各種類型讀者的要求。
作者簡介
王眾托：大連理工大學教授，中國工程院院士。長期從事系統工程與信息技術套用的教學與科學研究工作。曾撰寫過《系統工程學》、《系統管理》、《分散式計算機控制與管理系統》、《網路計畫技術》、《計算機決策支持系統》、《計算機在經營管理中的套用：新的系統構成》、《企業信息化與管理變革》、《知識系統工程》等教材和專著，以及9種譯著。目前從事知識系統工程學科的創建。
目錄
第1章系統與系統工程
1.1系統
1.2系統工程
1.3系統工程的套用
1.4系統學科的體系結構
本章小結
參考文獻
習題
第2章系統工程方法
2.1系統思想
2.2系統工程的方法論和方法
2.3硬系統方法論
2.4軟系統方法論
2.5系統方法論的進一步發展
2.6問題的確定與目標的確立
2.7方案的生成與未來環境預測
2.8系統的建構2.9建模、分析與最佳化
2.10評價與決策
2.11系統工程中人的因素
2.12系統、信息、控制
本章小結
參考文獻
習題
第3章系統的描述與模型建立
3.1系統的描述
3.2量化與尺度
3.3數據的管理
3.4指標與指標體系
3.5系統的定性描述與知識表示
3.6不確定性描述(一)——隨機性
3.7不確定性描述(二)——模糊性
3.8建模問題
本章小結
參考文獻
習題
第4章系統的結構建模
4.1概念模型與結構模型
4.2系統結構模型的分解
4.3索引矩陣與出現矩陣
4.4結構模型的建立(一)
4.5結構模型的建立(二)
4.6層次結構分析
4.7認知圖與思維導圖
本章小結
參考文獻
習題
第5章系統的靜態模型與分析
5.1系統的靜態模型
5.2系統的靜態分析
5.3系統的靜態最佳化(一)——線性規劃問題
5.4系統的靜態最佳化(二)——非線性規劃問題
5.5無約束最佳化的近似計算方法
本章小結
參考文獻
習題
第6章系統的動態建模與分析
6.1系統的動態模型
6.2系統動態模型舉例
6.3線性系統的動態分析
6.4非線性系統的動態分析
6.5離散事件動態系統
本章小結
參考文獻
習題
第7章隨機服務系統
7.1引言
7.2生滅過程
7.3無限隊長、泊松輸入、指數服務分布的系統
7.4有限隊長、泊松輸入、指數服務分布的系統
7.5泊松輸入、一般服務分布的系統
本章小結
參考文獻
習題
第8章網路系統
8.1最短路徑問題
8.2最大流問題
8.3網路計畫方法
8.4複雜網路
本章小結
參考文獻
習題
第9章決策分析基礎
9.1引言
9.2決策過程與步驟
9.3決策問題的基本描述和類型
9.4偏好關係
9.5效用和效用函式
9.6主觀機率
本章小結
參考文獻
習題
第10章決策分析方法
10.1風險型決策分析方法
10.2決策分析中的專家評估法
10.3多準則決策
10.4層次分析法
10.5模糊綜合評價法
10.6決策分析方法的運用
10.7計算機決策支持系統
10.8元決策
本章小結
參考文獻
習題
第11章系統可靠性
11.1可靠性的一些基本概念和定義
11.2系統可靠性模型與可靠度計算
11.3系統可靠性估計與分配
11.4系統可靠性分析舉例
11.5可維修系統的模型
11.6幾種可維修系統的可用性分析
本章小結
參考文獻
習題
第12章系統的建構與集成
12.1系統的建構工作
12.2系統建構工作的特點與原則
12.3系統建構工作的步驟
12.4系統建構工作的方法
12.5系統集成的含義
12.6系統集成的類型
12.7系統集成創新
12.8系統集成創新的方法論
本章小結
參考文獻
習題
