系统工程引论 第4版PDF电子书下载

第1章 系统与系统工程的基本概念 1

1.1系统的概念 1

1.1.1系统的含义与概念 1

1.1.2系统的属性 2

1.2系统的类型 3

1.2.1按系统生成的原因分类 3

1.2.2按系统的构成内容分类 4

1.2.3按系统与环境的关系分类 4

1.2.4按系统状态对时间的关系分类 4

1.2.5按系统的规模大小和复杂程度分类 4

1.3系统的结构与功能 5

1.3.1系统的结构 5

1.3.2系统的功能 5

1.3.3结构与功能之间的关系 6

1.4系统工程的产生与发展 6

1.4.1系统工程的形成和发展 6

1.4.2系统工程的含义 8

1.5系统工程学科的定义与学科特点 9

1.5.1系统工程学科的定义 9

1.5.2系统工程的学科特点与学科位置 10

1.6系统工程的应用举例 12

参考文献 13

习题与思考题 14

第2章 系统思想 15

2.1系统思想和系统观 15

2.2系统与环境 16

2.3系统的秩序与组织 17

2.3.1系统的秩序 17

2.3.2系统的组织 18

2.3.3系统的自组织 19

2.4系统整体性思想 20

2.4.1系统整体性的含义 20

2.4.2系统整体性能的涌现 21

2.4.3整体性思想在系统工程中的应用 22

2.5系统层次性思想 23

2.6系统的演化性 24

2.7系统的复杂性 24

2.8系统与信息 26

2.8.1信息的含义 26

2.8.2系统中的信息 27

2.9系统与控制 28

参考文献 30

习题与思考题 30

第3章 系统工程的方法论 31

3.1系统工程的方法体系 31

3.1.1系统工程的方法论、方法、技术与工具 31

3.1.2系统工程方法论 31

3.1.3系统工程的原则 32

3.2硬系统方法论 33

3.2.1系统工程的三维形态图 34

3.3软系统方法论 36

3.3.1软系统方法论的含义 36

3.3.2软系统方法的步骤 37

3.3.3对软系统方法的一些探讨 38

3.4系统方法论的进一步发展 39

3.4.1还原论、整体论和系统论方法 39

3.4.2综合集成方法论 40

3.5系统直觉 41

3.6系统分析与系统综合 43

3.6.1系统分析 43

3.6.2系统综合 43

3.7系统与知识 44

3.7.1知识的含义与类型 44

3.7.2显性知识与隐性知识 45

3.7.3系统中的知识 46

3.8功能模拟和黑箱方法 46

3.8.1功能模拟 46

3.8.2黑箱方法 47

3.8.3隐喻 47

3.9系统工程中需要处理好的几个关系 48

3.9.1人与天然系统的关系 48

3.9.2人与人工自然系统的关系 49

3.9.3系统工程中的人与人的关系 49

3.9.4个人内心的各种关系 50

3.9.5综合考虑 50

3.10系统工程既是科学又是艺术 51

3.11系统工程的队伍与人才 52

3.11.1系统工程的队伍 52

3.11.2系统工程师的职业特点 53

3.11.3应在广大领导人员和专业人员中普及系统工程知识 54

参考文献 54

习题与思考题 55

第4章 系统工程过程 56

4.1系统工程与项目管理 56

4.2系统工程过程的含义 57

4.3系统生命周期 58

4.4系统生命周期模型的演化 60

4.4.1系统生命周期模型的进一步发展 60

4.4.2综合集成方法在系统工程过程中的应用 62

4.5系统的验证与系统的确认 64

4.5.1系统的验证 64

4.5.2系统的确认 65

4.6敏捷系统工程 65

4.7系统再造工程 67

4.7.1企业的再造工程 67

4.7.2系统再造工程 68

参考文献 70

习题与思考题 71

第5章 系统需求分析和系统建构 72

5.1问题的确定 72

5.2需求的开发问题 74

5.3需求的调查 75

5.4需求的分析与系统需求的定义 78

5.4.1需求的分析 78

5.4.2系统需求的定义 78

5.4.3需求定义的工作难点 79

5.5系统需求的管理 80

5.6系统的建构问题 80

5.6.1系统建构的意义 80

5.6.2整体功能涌现与建构 82

5.7系统建构工作的特点与原则 82

5.7.1建构工作的特点 82

5.7.2建构原则 84

5.8系统建构工作的步骤 85

5.8.1明确系统需求或问题 85

5.8.2系统边界的确定 85

5.8.3目标的确立 86

5.8.4指标与指标体系 87

5.9系统建构的实施 88

5.9.1进行功能与体系结构设计 88

5.9.2对各结构方案进行评价、选择 89

5.9.3建立各种属性的体系结构 89

5.10系统建构工作的方法 90

5.10.1规范化方法 90

5.10.2理性化方法 90

5.10.3论证法 90

5.10.4试探法 90

参考文献 92

习题与思考题 92

第6章 系统的设计与集成 93

6.1系统的初步设计 93

6.2工程技术设计 94

6.3系统的运行可行性设计 95

6.3.1系统的运行可行性的含义 95

6.3.2系统的可使用性 96

6.3.3系统的可支持性 96

6.3.4系统的可生产性与可废弃性 97

6.3.5系统的可承担性 97

6.4系统集成 98

6.4.1系统集成的含义 98

6.4.2系统集成的进展 99

6.4.3系统集成的类型 99

6.5系统集成创新 100

6.5.1创新的类型 100

6.5.2系统集成创新的形式 101

6.6系统集成创新的方法论 102

6.6.1系统集成创新的目的：新功能的涌现 102

6.6.2集成的关键在于综合，而具体实施首先需要进行“系统建构”（建立系统的体系结构） 102

6.6.3系统集成创新必须同时着重技术和管理 102

6.6.4要恰当掌握集成的“度” 103

6.6.5要注意系统集成创新中的知识集成与创造 103

6.6.6在系统集成创新过程中需要运用各种思维方式 104

6.6.7系统集成的关键在于接口 105

参考文献 105

习题与思考题 106

第7章 系统的描述与模型建立 107

7.1系统的描述与建模 107

7.1.1系统描述语言 107

7.1.2建模也是一种系统描述 108

7.2模型方法 109

7.2.1模型方法的含义 109

7.2.2概念模型与结构模型 110

7.2.3定性模型与定量模型 110

7.2.4系统建模过程 111

7.3同构性与同态性 112

7.4量化与尺度 113

7.5数据的采集与管理 114

7.5.1数据的类型 114

7.5.2数据的管理 115

7.5.3必须重视数据工作 115

7.6系统的定性描述与知识表示 116

7.6.1知识表示用于系统的定性描述 116

7.6.2逻辑表示法 116

7.6.3关系表示法（特征表表示法） 117

7.6.4产生式规则表示法 118

7.6.5语义网络表示法 118

7.6.6框架表示法 119

7.6.7面向对象的表示法 119

7.6.8本体表示法 120

7.7不确定性描述（一）——随机性 120

7.7.1随机性描述 120

7.7.2回归分析 122

7.8不确定性描述（二）——模糊性 123

7.8.1.模糊性 123

7.8.2语言变量 124

7.8.3模糊数 126

7.8.4模糊逻辑与模糊模式识别 127

7.8.5模糊关系 127

7.9非结构化信息的知识表示方法 128

7.9.1半结构化数据与非结构化数据 128

7.9.2半结构化数据的知识表示 129

7.9.3多媒体信息的知识表示 130

参考文献 130

习题与思考题 131

第8章 系统的结构建模 132

8.1引言 132

8.2概念模型 133

8.3系统结构模型的矩阵表示 134

8.3.1邻接矩阵的运算 135

8.3.2可达矩阵 136

8.4系统结构模型的分解 138

8.4.1结构模型的分解 138

8.4.2分解方法 139

8.5索引矩阵与出现矩阵 140

8.5.1索引矩阵 140

8.5.2出现矩阵 140

8.6结构模型的建立（1） 142

8.6.1结构模型建立的过程 142

8.6.2具体做法 143

8.6.3简化方法 143

8.6.4实例 145

8.6.5待定元素求法 146

8.7结构模型的建立（2） 148

8.7.1关系划分Π1（S×S） 148

8.7.2级别划分Π2（S） 149

8.7.3分部划分Π3（S） 151

8.7.4是否强连接单元的划分Π4（S） 152

8.7.5强连接子集的划分Π5（S） 152

8.7.6可达矩阵的变换 153

8.8层次结构分析 155

8.8.1层次结构分析法 155

8.8.2举例 156

参考文献 157

习题与思考题 157

第9章 系统的静态模型、静态分析与优化 160

9.1系统的静态模型 160

9.1.1静态模型 160

9.1.2静态模型方程 161

9.1.3生产函数模型 162

9.2系统的静态分析（边际分析） 163

9.2.1静态分析 163

9.2.2边际分析 164

9.3系统的静态优化（1）——线性规划问题 165

9.3.1线性规划问题举例 167

9.4系统的静态优化（2）——非线性规划问题 168

9.4.1非线性问题优化 168

9.4.2凸函数 169

9.4.3只有等式约束的问题 171

9.4.4具有不等式约束的问题 172

9.4.5孔-特克条件 174

9.5无约束优化的近似计算方法 175

9.5.1近似计算方法 175

9.5.2一元函数的搜索算法 176

参考文献 178

习题与思考题 178

第10章 系统的动态分析与优化 180

10.1系统的动态模型 180

10.1.1系统的动态与动态模型 180

10.1.2系统的动态方程 181

10.2系统动态模型举例 183

10.2.1最简单的市场模型 183

10.2.2模型方程与解 184

10.3线性系统的动态分析 184

10.3.1线性连续系统的方程解 184

10.3.2线性离散系统的方程解 186

10.4非线性系统的动态分析 186

10.4.1非线性系统的动态特性 186

10.4.2相空间与相迹 187

10.4.3一类特定的非线性模型 190

10.5非线性系统的多样性态、分叉与混沌 192

10.5.1非线性系统的多样性态 192

10.5.2分叉 193

10.5.3混沌 194

10.6反馈与控制的作用 195

10.7动态优化 195

10.8离散事件动态系统 196

参考文献 197

习题与思考题 197

第11章 网络系统 199

11.1引言 199

11.2最短路径问题 200

11.2.1问题的提出 200

11.2.2标记法 201

11.2.3算法步骤 202

11.2.4设备更新的例子 203

11.2.5多起点多终点问题 205

11.3最大流问题 207

11.3.1问题的提出 207

11.3.2网络拓扑结构分析 207

11.3.3算法 209

11.3.4计算举例 210

11.4复杂网络 212

11.4.1各种类型的复杂网络 212

11.4.2复杂网络的分析 213

11.4.3无尺度网络 214

参考文献 217

习题与思考题 218

第12章 随机服务系统的动态建模与分析 219

12.1随机系统 219

12.1.1随机服务系统的特点 219

12.1.2随机服务系统的输入过程 219

12.1.3排队规则 221

12.1.4服务机理 221

12.2生灭过程 223

12.2.1生灭过程的定义 223

12.2.2生灭过程的微分方程组 223

12.2.3稳态解（极限解） 224

12.3无限队长、泊松输入、指数服务分布的系统 225

12.3.1系统的稳态解 225

12.3.2单个服务者的情况 226

12.3.3多个服务者的情况 228

12.4有限队长、泊松输入、指数服务分布的系统 230

12.4.1单一服务者情况 230

12.4.2多个服务者情况 232

12.5泊松输入、一般服务分布的系统 233

12.5.1系统特点 233

12.5.2定长分布 234

12.5.2爱尔朗分布 234

参考文献 235

习题与思考题 235

第13章 系统可靠性 236

13.1可靠性的一些基本概念和定义 236

13.1.1可靠性的含义 236

13.1.2可靠度、失效率与平均失效间隔时间 237

13.2系统可靠性模型与可靠度计算 239

13.2.1串联模型 239

13.2.2并联模型 240

13.2.3串并联与并串联模型 242

13.2.4复杂连接模型 242

13.3系统可靠性估计与分配 245

13.3.1可靠性估计 245

13.3.2可靠性分配 247

13.4系统可靠性分析举例 247

13.4.1泵的选择 247

13.4.2计算机分散控制系统 247

13.5可维修系统的模型 249

13.5.1可维修系统 249

13.5.2系统的模型 250

13.5.3模型方程的解与可用度 250

13.6几种可维修系统的可用性分析 251

13.6.1一个修理者 251

13.6.2两个修理者专责分工 252

13.6.3两个修理者互相协作 253

参考文献 253

习题与思考题 253

第14章 系统的工程实现 255

14.1系统工程实现的组织与管理 255

14.2系统工程项目结构与工作分解 256

14.2.1系统工程项目结构分解 256

14.3网络计划方法 258

14.3.1问题的提出 258

14.3.2网络计划图 259

14.3.3时间的计算 259

14.4网络计划图的作用和编制 260

14.5时间参数的计算 262

14.5.1 11种时间参数 262

14.5.2网络图的计算和处理 264

14.5.3方案的选择与调整 264

14.6系统风险管理 265

参考文献 266

习题与思考题 266

第15章 实用评价方法 268

15.1系统评价 268

15.1.1系统评价的作用 268

15.1.2系统评价的原则 268

15.1.3系统评价类型 269

15.1.4系统评价的步骤 269

15.1.5系统综合评价 270

15.2专家评估法 270

15.2.1专家的选聘 271

15.2.2专家意见的征询 272

15.2.3结果的处理 272

15.3层次分析法 274

15.3.1层次分析法的步骤 274

15.3.2层次结构的建立 275

15.3.3方案两两比较以建立判断矩阵 276

15.3.4进行层次单排序 278

15.3.5进行层次总排序 282

15.3.6一致性检验 283

15.4模糊综合评价法 284

15.4.1问题的描述 284

15.4.2综合对比排序 285

参考文献 286

习题与思考题 287

第16章 决策分析基础 288

16.1问题求解与决策 288

16.1.1问题的提出 288

16.1.2决策科学 289

16.2决策分析过程与步骤 289

16.2.1决策分析过程 289

16.2.2明确问题阶段 290

16.2.3制订方案阶段 292

16.2.4选择方案阶段 292

16.3决策分析问题的基本描述和类型 293

16.3.1决策分析问题的描述 293

16.3.2决策的类型 295

16.4确定型与风险型决策 297

16.4.1确定型决策 297

16.4.2风险型决策 297

16.4.3贝叶斯风险决策 298

16.5完全不确定型决策 298

16.5.1小中取大原则 299

16.5.2大中取大原则 299

16.5.3平均值原则 299

16.5.4最小后悔值原则 299

16.6偏好与效用 300

16.6.1偏好及其度量 300

16.6.2二元关系 300

16.6.3序关系 301

16.6.4无差异类及其间的偏好关系 302

16.7效用函数及其计算 304

16.7.1效用与效用函数 304

16.7.2效用函数的构造 305

16.7.3无差异概率 306

16.7.4效用函数的类型 309

16.8主观概率 309

16.8.1主观概率的含义 309

16.8.2主观概率的估算 310

参考文献 311

习题与思考题 311

第17章 实际生活中的决策方法 313

17.1决策模式 313

17.1.1各种决策模式 313

17.1.2有限理性与满意解 313

17.2行为决策 314

17.3多准则决策 316

17.3.1问题的提出 316

17.3.2非劣解 317

17.3.3多属性决策 318

17.4计算机决策支持系统 321

17.4.1计算机决策支持系统的特点 321

17.4.2系统的支持作用 322

17.4.3系统的进一步发展 323

17.5元决策：决策的顶层设计 323

17.5.1问题的提出 323

17.5.2元决策的特点 324

17.5.3元决策的目标和准则 325

17.6元决策实施的几点考虑 325

17.6.1决策思维的选择 325

17.6.2快思考与慢思考 327

17.6.3先想、先看和先做 328

17.6.4主观与客观 328

17.6.5定性与定量 329

17.6.6冲突与冲突分析 329

17.7进行元决策的方法与步骤 330

参考文献 332

习题与思考题 333

第18章 复杂系统与复杂系统工程 334

18.1复杂系统 334

18.2传统系统工程方法的局限性 336

18.3复杂系统的系统工程 337

18.4复杂系统工程中的演化与演化工程方法 339

18.4.1复杂系统工程中的演化 339

18.4.2演化工程方法 340

18.5综合集成方法 340

18.6复杂自适应系统 342

18.7智能型复杂自适应系统 343

参考文献 347

习题与思考题 348

第19章 系统的系统与体系工程 349

19.1“系统的系统” 349

19.2一些典型的系统的系统 350

19.2.1交通运输领域 350

19.2.2国防军事领域 350

19.2.3在医疗卫生领域 351

19.2.4服务业领域 351

19.2.5新型电网微电网 351

19.2.6危机应对系统 352

19.3系统的系统的几个典型特性 352

19.3.1涌现 352

19.3.2自主适应性 353

19.3.3演化中的不确定性 353

19.4体系工程（系统的系统工程） 353

19.5体系工程的目标和内容 354

19.5.1体系的需求 355

19.5.2顶层设计工程 355

19.5.3体系的集成与构建工程 355

19.5.4体系的演化工程 356

19.5.5体系的评价工程 356

19.6体系工程的工作过程研究 356

19.6.1体系工程的工作过程 356

19.6.2体系的构建方法 357

19.6.3体系的动态编成 357

19.6.4体系的演化 358

19.6.5体系的有效测度 358

19.7系统的系统的超网络模型 358

19.8体系工程的发展 360

参考文献 360

习题与思考题 361