系统工程第3讲系统分析原理与创新思维.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/8/9 Sunday,#,2026/11/12,系统工程第3讲系统分析原理与创新思维,2,主要内容,系统分析的概念,系统分析的程序,系统分析的原则,创新思维与方案创造技术,系统工程方法论的新发展,4,问题及其环境的,识别与表达,建立概念模型,(目标系统概念化),根底,定义,比较,寻求改善途径,选择,设计,实施,评估,切克兰德方法论的主要内容和工作过程,案例某大学开展创办世界一流大学的研究,学校现状说明（不良结构问题（issues）的提出）：,研究人员要深入学校，对学校办学宗旨、学科建设、制度建设、组织建设、资源获取与分配制度、考核制度、所在地环境等进行充分的调查研究，了解该校目前在上述方面的情况，着重说明学校在教学和科研方面存在的优势、劣势、机会和威胁,。,弄清关联因素（问题的表示、有关系统的基本定义 ）：,对上述因素进行关联分析，初步弄清目前各种要素在学校中的地位和作用以及它们之间的内在联系，明确改善哪些因素对解决存在的问题作用最大，是创建世界一流大学的重要因素。,建立概念模型：,在弄清学校各要素作用及相互关系的基础上，可用一些历史数据，也可用结构模型、语言模型等对学校的现状进行描述，总之力图使所建立的概念模型便于比较与分析。,改善概念模型：,调查、了解、学习目前世界上公认的一流大学，了解它们的办学宗旨、学科建设、制度建设、资源获取途径与方法、资源分配、激励制度等，通过这样的“学习”，修改、改善学校的概念模型。,比较：,将学校现状与提出的概念模型进行比较，找出存在的问题，提出学校创世界一流大学的方案和途径。这些方案和途径必须与决策者意图相一致，且提出的方案和途径是可行的。,实施：,学校根据研究所提出的方案、途径，制定详细的实施计划，实施创世界一流大学的方案。,系统分析原理,系统分析的概念,系统分析一词最早是作为第二次世界大战后由美国兰德公司开发的研究大型工程项目等大规模复杂系统问题的,一种方法论,而出现的。,系统分析的广义理解和狭义理解,狭义理解：,系统分析的基础是,霍尔三维结构中逻辑维,的基本内容；同时融合了切克兰德方法论的有关内容。,广义理解：,因为系统工程工作的核心是系统分析，所以有时在文献中把系统分析作为系统工程的同义语。(系统工程是从总体出发，合理开发、运行和革新一个大规模复杂系统所需思想、理论、方法论、方法与技术的总称。),系统分析定义：,由,实际问题,出发，,对于需要改进的系统或准备建立的新系统,，在对其目的、环境、结构及功能等分析的基础上，运用,建模,、,仿真,、,预测,及,评价,、,优化,等技术对系统的各有关方面进行定性与定量相结合的分析，为,选择,最优或满意的系统,方案,提供决策依据的分析研究过程。,系统分析的内容：,在进行系统分析时，系统分析人员对与问题有关的要素进行探索和展开，对系统的,目的与功能,、,环境,、,费用与效果,等进行充分的调查研究，并分析处理有关的资料和数据，据此对,若干备选,的系统方案,建立必要的模型,，进行优化技术或仿真实验，把技术、实验、分析的结果同预定的任务或目标进行比较和评价，最后把少数较好的可行方案整理成完整的综合资料，作为决策者选择最优或满意的系统方案的主要依据。,系统分析的要素,1、问题,2、目标,3、替代方案,4、评价标准,5、模型,6、决策者,1、问题,在系统分析中，问题一方面代表研究的对象，或称对象系统，需要系统分析人员和决策者共同探讨与问题有关的要素及其关联状况，,恰当地定义问题；,另一方面，问题表示现实状况（现实系统）与希望状况（目标系统）的偏差（方向），这为系统改进方案的探寻提供了线索。,2、目的及目标。,目的是对系统的总要求，目的具有整体性和唯一性；,目标是系统目的的具体化。目标具有从属性和多样性。,目标分析是系统分析的基本工作之一，其任务是确定和分析系统的目的及其目标，分析和确定为达到系统目标所必须具备的系统功能和技术条件。目标分析可采用目标树等结构分析的方法，并要注意对冲突目标的协调和处理。,目的（目标）、标准、目标（指标）的区别,例：道路网密度=建成区道路长度/面积（单位：公里/百平方公里）。,某市：2009年欲在畅通工程评比中达到二等水平。,问：这个事例中的目标、标准、指标分别是什么,等级,一,二,三,四,五,分值,79,67,56,45,14,路网密度,90100,8090,7080,6070,060,明确系统的目的、要求，判断其合理性、可行性和经济性。当系统总目标比较概括时，需要分解为各级分目标，建立目标系统（或目标集），逐项落实。,目标分析遵循的原则（SMART原则）,具体的,（special）,可衡量的,（measurable）,可达到的,（attainable）：避免设立过高或过低目标,相关的,（relevant）：实现此目标与其他目标的关联情况，相关性高比较好。,有时限的,（time-based）,登门槛效应,在1984年的日本东京国际马拉松邀请赛和1986年的意大利米兰国际马拉松邀请赛中，日本选手山田本一两次夺冠，令人们大惑不解。,十年后，他在自传中解开了这个谜：,“,每次比赛之前，,我都要乘车把比赛的线路仔细地看一遍，并把沿途比较醒目,的标志画下来，比如第一个标志是银行；第二个标志是一棵,大树；第三个标志是一座红房子,这样一直画到赛程的终,点。比赛开始后，就以百米的速度奋力向第一个目标冲去，,等到达第一个目标后，又以同样的速度向第二个目标冲去。,40多公里的赛程，就被分解成这么几个小目标轻松地跑完。,3、方案,方案即达到目的及目标的途径。为了达到预定的系统目的，可以指定若干备选方案。,例如，改造一条生产线可以有,重新设计,、,从国外引进,和,在原有设备的基础上改造,三种方案。通过对备选方案的分析和比较，才能从中选择出最优系统方案。这是系统分析中必不可少的一环。,4、模型,模型是由说明系统本质的主要因素及其相互关系构成的。模型是研究与解决问题的基本框架，可以起到帮助认识系统、模拟系统和优化与改造系统的作用，是对实际系统问题的描述、模仿或抽象。,在系统分析中常常通过建立相应的结构模型、数学模型或仿真模型等来规范分析各种备选方案。,5、评价,评价即评定不同方案对系统目的的达到程度。它是在考虑实现方案的综合投入（费用）和方案实现后的综合产出（效果）后，,按照一定的评价标准，,确定各种待选方案优先顺序的过程。进行系统评价时，不仅要考虑投资、收益这样的经济指标，还必须综合评价系统的功能、费用、时间、可靠性、环境、社会等方面的因素。,6、决策者,决策者作为系统问题中的利益主体和行为主体，在系统分析中自始至终具有重要作用，是一个不容忽视的重要因素。实践证明，决策者与系统分析人员的有机配合是保证系统分析工作成功的关键。,系统分析程序,系统分析程序,环境分析与系统分析,1、认识问题阶段，只有正确区分各种环境要素，才能划定系统边界；,2、在探寻目标阶段，要根据环境对系统的要求建立系统的目标结构；,3、综合方案阶段，要考虑到环境条件及其变化对方案可行性的影响，选择能适应环境的切实可行方案；,4、模型化及优化阶段，要考虑到各主要环境条件（人、财、物、政策）对系统优化的约束；,5、评价与约束阶段，要通过灵敏度分析和风险分析等途径，减少环境变化对最佳决策方案的影响，提高政策与策略的相对稳定性和环境适应性。,4.1 系统分析概述,4.1.5系统分析的原则,内部条件与外部条件相结合,当前利益与长远利益相结合,局部效益与整体效益相结合,定量分析与定性分析相结合,思考：燕大周围拟开一家奶制品专卖店,实践作业(结合系统分析知识),结合切克兰德方法对,某实际系统进行分析,，并提出方案与改进意见,1、按照步骤,2、注意根底定义与概念模型的建立,3、提出合理的改进建议（有根有据）,4、如某超市（咖啡店）客流量；满意度；某产品店的选址；.,5、4周以后（5月9日）,第三节 创新思维与方案创造技术,综合就是创造,检核表法（提问法）5W1H,产品设计用 奥斯本检核表法,头脑风暴法,德尔菲法,群体决策支持系统,情景分析法,一种创造技法：“检核表”法,1.能否他用 2.能否借用 3.能否改变,4.能否扩大 5.能否缩小 6.能否替代,7.能否调整 8.能否颠倒 9.能否组合,奥斯本检核表法,序号,9大问题,系列小问题,1,能否他用,现有事物有无其他新用途，稍加改进有无其他用途,2,能否借用,能否借用别的经验、东西，引入其他设想。,3,能否改变,形状、制造方法、颜色、意义、气味、式样、音响,4,能否扩大,范围、寿命、功能、零件、高、长、宽、材料,5,能否缩小,体积、重量、浓缩、微型化,6,能否代用,材料、原料、工艺、动力,7,能否调整,元件、型号、设计方案、顺序、速度、程序,8,能否颠倒,正负、方向、因果,9,能否组合,材料、元件、产品、学科、原理、观点、方法设想,用奥斯本检核表法改进杯子,序号,9大问题,创新思路与创新产品,1,能否他用,用于保健-磁化杯、消毒杯,2,能否借用,借用电脑技术-智能杯（会说话、简单动作）,3,能否改变,颜色、形状-变色杯（随温度）仿行杯（按爱好）,4,能否扩大,加厚、加大-双层杯 安全杯（底部加厚不易倒）,5,能否缩小,微型化方便化-迷你杯 折叠杯,6,能否代用,材料-钢、铜、市、竹、木、纸、布、骨,7,能否调整,尺寸比例-新潮另类杯,8,能否颠倒,倒置不漏水-旅行杯,9,能否组合,将容器、量具、保鲜组合-多功能杯,1、能否他用？,包括稍作改革可以扩大的用途。,吸尘器,2.能否借用？,引入其他的创造性设想,管道疏通工具,血管疏通仪,3、能否改用？,改变获得新品,电炉,电热毯,4、能否扩大？,扩大使用范围或延长使用寿命等,超声清洗仪,超声检测仪,5、能否缩小？,缩小体积、减轻重量或分割化小等,人类第一台计算机,6、灯丝能否替代？,寻找局部或整体的替代品,7、能否调整？,调整型号、顺序等获得便利或新的用途,8、能否颠倒使用？,（逆行发明）,大炮,打桩机,9.能否组合？,几种发明组合起来获得新品,具体功能的比较,检核表法：,是根据需要研究的对象之特点列出有关问题，形成,检核表。然后一个一个的来核对讨论。从而发掘出,解决问题的大量设想。它引导人们根据检核项目的,一条条思路来求解问题，以利求比较周密的思考。,头脑风暴法：,1、有效克服个体心理障碍和思维局限，以自由,开放来激发集体的创造性。,2、可以排除折中方案，对所讨论问题通过客观、,连续的分析，找到一组切实可行的方案。,3、尝试充分运用员工的创造力。,4、尝试充分运用所有员工的创造力。,5、保证了群体决策创造性。,6、充分体现了科学创新须臾不可缺少的开放精,神。,德尔菲法：,依据系统的程序，采用匿名发表意见的方式，即,专家之间不得 互相讨论，不发生横向联系，只能,与调查人员发生关系，通过多轮次调查专家对问卷,所提问题的看法，经过反复征询、归纳、修改，最,后汇总成专家基本一致的看法，作为预测的结果。,群体决策支持系统：,1）通过加强通信，消除了差异：通过限制不必要的,感情式的相互作用，控制、协调参与者的关系。,2）提高讨论者的地位和结论的公正性。,3）系统的实施可以是永久性的（稳定和正式的程序,集合）或暂时性的（必要时才使用的系统）。,情景分析法：,1）分析环境和形成决策；,2）提高组织的战略适应能力；,3）提高团队的总体能力，实现资源的优化配置；,适用条件的比较,检核表法：,针对某种特定要求制定的检核表，主要用于新,产品的研制开发。,头脑风暴法：,1.参加人数一般为510人（课堂教学也可,以班为单位），最好由不同专业或不同岗,位者组成；,2.会议时间控制在1小时左右；,3.设主持人一名，主持人只主持会议，对设,想不作评论。,4.设记录员12人，要求认真将与会者每一,设想不论好坏都完整地记录下来。,德尔菲法：,1.缺乏足够的资料,2.作长远规划或大趋势预测,3.影响预测事件的因素太多,4.主观因素对预测事件的影响较大,群体决策支持系统：,在系统环境中，多个决策参与者共,同进行思想和信息的交流，群策 群力，寻,找一个令人满意和可行的方案，但在决策过,程中只由某个特定的人做出最终决策，并对,决策结果负责。通过决策过程中参与者的增,加，使得信息的来源更加广泛；通过大家的,交流、磋商、讨论而有效地避免了个体决策,的片面性和可能出现的独断专行等弊端。,情景分析法：,适用于资金密集、产品/技术开发的前导期,长、战略调整所需投入大、风险高的产业。,还适用于不确定因素太多，无法进行唯一,准确预测的情况。,特色的比较,检核表法：,可以产生大量的原始思路和原始创意，它对人们的,发散思维，有很大的启发作用。使思考问题的角度,具体化了。,头脑风暴法：,1庭外判决原则,2欢迎各抒己见，自由鸣放,3追求数量,4探索取长补短和改进办法,德尔菲法：,1吸收专家参与预测，充分利用专家的经验和学识；,2采用匿名或背靠背的方式，能使每一位专家独,立自由地作出自己的判断；,3预测过程几轮反馈，使专家的意见逐渐趋同。,群体决策支持系统：,1、不受时间与空间的限制。,2、能让决策者相互之间便捷地交流信息与共享信息，减,少片面性。,3、决策者可克服消极的心理影响，无保留地发表自己的,意见。,4、能集思广益，激发决策者思路，使问题的方案尽可能,趋于完美。,5、可防止小集体主义及个性对决策结果的影响。,6、可提高决策群体成员对决策结果的满意程度和置信度。,7、群体越大效果越显著,情景分析方法：,（1）在了解内部环境的基础上；,（2）定性分析加定量分析；,（3）需要主观想象力；,（4）承认结果的多样性；,局限性的比较,检核表法：,它是改进型的创意产生方法，你必须先选定一个有,待改进的对象，然后在此基础上设法加以改进。,头脑风暴法:,1、参与人员过多，层次太杂。,2、在过程中进行头脑风暴法在运用时容易扰乱设,计者和规划者的思路。,3、不适用于一些具有机密性和高技术含量及专业,性问题。,德尔菲法：,1、权威人士的意见影响他人的意见；,2、有些专家碍于情面，不愿意发表与其他人不同,的意见；,3、出于自尊心而不愿修改自己原来不全面的意见。,4、过程比较复杂，花费时间较长,群体决策支持系统：,1、趋于压力：在群体里制,定决策时，每个成员在表态时往,往有一定的压力。,2、固执己见：通常绝大多数的问题,都具有一个以上的可行方案，而,群体各个成员又有其个人的偏爱。,情景分析法：,分析的一个前提是要对分析的对象有,一个清晰的认识。若不了解这些，就,从整体的角度出发，很可能通过情景,分析得到的一个看似很好的战略，会,变得不切实际，或者效果并不见得好。,用5W1H法解决关于大学生兼职问题,-那些年，,我们一起兼过的职,WHY?,大学生为什么要做兼职？,1.为了money，赚钱啦2.能够使能力提升3.积累工作经验，为将来工,作打基础4.打发无聊的时间或随大流,对策,1.兼职大学生应该理性地面对兼,职,2.要树立正确的 理财观,3.要学会在兼职中规划未来,4.全社会都应该帮助大学生搭建,良性兼职平台,WHAT？,对策,大学生做哪些兼职？,家教 导游,促销员 礼仪,翻译 服务生,实习.,1.积累工作经验，锻炼提高自己的能力。,从事一些与自己的专业相对应的兼职,工作，无疑可以让我们更早的进入角,色，积累一定的工作经验，为以后打,好一定的基础。,2.提高人际交往能力，更好适应社会。,从事兼职工作的过程中，往往会遇到,不同的人于不同的问题，而要处理好,这些事情，是需要良好的人际交往技,能，以及相当的应变能力的。,WHEN?,对策,大学生什么时候做兼职？,1.星期六星期日,2.五一、十一,3.寒暑假,4.上课期间的业余零散时间,1.兼职工作在一定的程度上占用了,同学们休息的时间，而且有的时,候过度劳累会影响同学们正常的,学习及生活状态，应该 合理分配,自己的时间,2.重点应该放在学习上，偶尔做点,兼职，锻炼社会实践能力和社会,经验,.,WHERE？,对策,大学生应该在哪里做兼职？,1.校内：食堂 图书馆,学校超市 实验室,2.校外：快餐店 居民区,商场 专卖店.,1.选择兼职场所需注意个人安全问题,2.选择固定的时间，最好不要选择晚,上下班的兼职工作,3.选择交通便捷的场所，这样来往学校,与兼职场所比较方便,WHO,对策,主要哪个阶段的大学生做兼职？,1.大一，大二,2.大三，大四较少,1.大一的同学刚步入大学，对环,境尚不熟悉，处事判断能力不,强，建议不要做校外兼职,2.大二的同学对环境较熟悉，具,有一定的判断能力，可以从事,一些校外的兼职工作,3.大三同学已经开始进入人生规,划阶段，且大多同学在准备考,研，建议不要去从事兼职工作,4.大四的同学重点在于找稳定工作，故较少从事兼职工作,HOW,对策,兼职中会遇到怎么样的问题？,1.个人安全无法保障,2.工资拖欠、少给问题,3.权益得不到保障,4.黑中介,1.社会应该加强对兼职类中介公司的管理,强度,2.设立方便大学生投诉的兼职投诉部门,3.学校应该开展讲座对学生进行正确的引,导,4.合理安排时间，处理好兼职与学习的关,系,5.有选择的进行兼职,系统工程方法论的新发展,20世纪90年代：钱学森提出从定性到定量的综合集成系统方法论,20世纪90年代：物理事理-人理系统方法论（WSR）,20世纪90年代：日本系统科学学者提出,西那雅卡那 系统方法论，吸取了切克兰德等人的思想,中国系统工程专家提出了旋进原则与方法论,74,物理,事理,人理（WSR）系统方法论,自然科学是关于物理的科学；运筹学是关于事理的科学（许国志），实际还包括管理科学、系统科学，事理就是做事的道理；处理好人的关系这是人理学，就是人文科学、行为科学，人理就是做人的道理。把这三者结合起来“,WSR系统方法论,”,。,WSR系统方法论是具有东方文化传统的系统方法论，得到国际同行的认同。,75,要素,物理,事理,人理,道理,对象,着重点,原则,需要的知识,物质世界、法则、,规则的理论,客观物质世界,是什么？功能分析,诚实，真理，尽可,能正确,自然科学,管理和做事的理论,组织、系统,怎样做？逻辑分析,协调，有效，尽可,能平滑,管理科学，,系统科学,人、纪律、规范的理论,人、群体、人际关系、智慧,应当怎样做？人文分析人性，有效果，尽可能灵活人文知识，行为科学,WSR系统方法论的内容,物理,事理,人理（WSR）系统方法论,76,WSR系统方法论,“物理”内涵：,（1）象征本体论的客观存在，包括物质及其组织结构；,（2）阐述自然客观想象和客观存在的定律、规则；,（3）物质运动和技术作用的一般规律，是一种客观存在，不以人的意志为转移；,（4）管理过程和管理对象中可以并应该由自然科学、工程技术描述和处理的层面。,77,“事理”内涵：,（1）人们办成办好事情应该遵循的道理、规律；,（2）指方法，帮助人们给予客观存在有效处理事务的方法；,（3）管理者介入和执行管理事务的方式和规律。,“人理”内涵：,（1）关注、协调系统中所有团体相互之间的主观关系；,（2）把组织在一起有效开展工作的方法；,（3）管理主体之间相互沟通、学习、调整、谈判等技巧,WSR系统方法论,78,WSR系统方法论的基本内容和主要步骤：,1、,理解领导意图,；,2、调查分析；,3、形成目标；,4、建立模型；,5、,协调关系,；,6、提出建议。,WSR系统方法论,79,要素,物理,事理,人理,方法,理解意图,了解领导最初想法，收集有关领导讲话,了解领导对目标的偏好，喜欢什么模型和评价标准,了解哪些领导会参加决策，谁来使用这个结果,头脑风暴法，讨论分析会，认知图等,调查分析,通过现场调查和文件检索，分析现有资源和约束条件,了解问题背景和有关经验、知识,弄清各种关系和必要的知识,Delphi法，各种调查表，交叉影响分析，Kj法等,形成目标,列出所有可行的目标和约束,在目标中弄清它们的优先次序和权重,弄清各种目标涉及到的人物,头脑风暴法，目标树法等,建立模型,将各种目标和约束数据化和规范化,选择适当的模型程序和知识,尽量把领导的,意图放入,模型中,各种建模方法和工具,协调关系,协调所有,模型、软硬件、数据的关系，即,技术协调,协调,模型和知识的合理性，即知识,协调,协调各方面的利益、观点、关系，,即,利益协调,冲突分析、和谐理论、亚对策等,提出建议,对各种物理设备和程序进行安装、调式、验证,将各种术语变为用户能懂和喜欢的语言,尽量让各方面易于接受、易于执行,各种统计图表等,WSR系统方法论中常用的方法,