第二讲 SE理论与方法论
一,SE理论
二,SE基本工作过程
三,系统分析原理及其应用
一,SE理论
? 一般系统论 （ general system theory)
1924~1928;奥地利理论生物学家 L.VON 贝塔朗菲；
1945年发表《关于一般系统论》
研究复杂系统一般规律的学科
基本观点：
整体性
开放性及目的性（有效性、适应性、寻的性）
动态相关性（动态性取决于相关性）
等级层次性
有序性（结构或空间；发展或时间）
SE理论
? 控制论（ Cybernatics）
维纳于 1948年出版了《控制论》一书
经典控制论 —— 现代控制论 —— 大系统控制理论
研究大系统的结构方案、稳定性、最优化、
建模及模型简化等。
对系统方法的启示：
黑箱 -灰箱 -白箱法
功能模拟法
形式化、数量化、最优化方法
SE理论
? 信息论
美国数学家申农（ C.E.Shannon） 和维纳
（信息科学） 以信息为主要研究对象，以信息的运动规律和
应用方法为主要研究内容，以计算机、光导纤维等为主要研究工
具，以扩展人类的信息功能为主要研究目标。
? 类比方法
? 统计方法
? 信息方法 （运用信息的观点，把 系统 看作 是借助于信息的获取、
传递、加工、处理而实现其有目的性的运动 的一种研究方法）
SE理论
? 耗散结构理论 （ dissipative structure theory)
1969； 比利时统计物理学家 I.普利高津
研究 远离平衡态的开放系统 从无序到有序
的演化规律的一种理论
? 协同学 （ synergetics）
70年代初，联邦德国理论物理学家 H.哈肯
研究 协同系统 从无序到有序的演化规律的
新兴综合性学科
SE理论
? 超循环理论 （ hypercycle theory）
1971,德国生物物理学家 M.艾根
研究分子自组织的一种理论
? 突变论 （ catastrophe theory）
60年代末，法国数学家 R.托姆
研究不连续现象的一个新兴数学分支，也
是一般形态学的一种理论，能为自然界中形态
的发生和演化提供数学模型
SE理论
? 微分动力系统 （ differential dynamical
systems）
60年代初,S.斯梅尔、廖山涛（北大数学
教授）
系统科学的一个数学分支。主要研究随时
间演变的 动力系统 的整体性质及其在扰动中的
变化
SE理论
? 分岔理论 （ bifurcation theory）
50年代，苏联学者 A.A.安德罗诺夫等
研究分岔现象的特性和产生机理的数学理论
（早在 19世纪,C.雅可比,H.庞加莱等人就已引进, 分岔, 概
念）
? 卡姆定理 （ KAM theorem）
50年代中至 60年代初,A.H柯尔莫戈罗夫,B.И.阿诺德,J.莫
泽先后提出和证明
关于哈密顿力学系统运动稳定性的一种论断，它反映, 弱, 不
可积（或接近可积）系统的运动规律，该定理是牛顿力学在 20世
纪的重大进展
SE理论
? 泛系理论 （ pansystems theory）
1976,吴学谋（中科院武汉数理所研究员）
一种研究广义系统、关系的理论和方法，又称泛系
方法或泛系方法论
? 灰色系统理论 （ gray systems theory）
1979,邓聚龙（华中科技大教授）
关于信息不完全或不确定系统的控制理论，应用在
系统预测等方面
SE理论
钱学森 ——
我认为把运筹学、控制论和信息论
同贝塔朗菲（一般系统论）、普利高津
（耗散结构理论）、哈肯（协同学）、
艾根（超循环理论）等人的工作融会贯
通，加以整理，就可以写出《系统学》
这本书了。
SE理论
复杂系统理论
? 以非线性自组织理论为核心的系统理论（欧洲
学派）
? 以圣菲研究所（ SFI） 为代表的理论框架，其
代表性理论是 1994年霍兰提出的 CAS（ 复杂适
应系统）理论（美国学派）
? 以开放的复杂巨系统理论为核心的理论体系
（中国学派）
二,SE基本工作过程
? 1.霍尔三维结构
A.D.Hall
1969
系统工程活动
矩阵,T-L
知识维 （ K）
运筹学
控制论
社会科学
工程技术
……
逻辑维 （ L）
规划阶段
设计阶段
分析阶段
运筹阶段
实施阶段
运行阶段
更新阶段
时间维 (T)
摆
明
问
题
系
统
设
计
方
案
综
合
模
型
化
实
施
计
划
决
策
最
优
化
SE基本工作过程
? 2,切克兰德方法论
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
.
SE基本工作过程
? 3.两种方法轮的比较 (?)
相同点,问题导向；注重程序及阶段； …
不同点, (研究对象或应用领域、基本方法、
核心内容或关键点、反馈机制,… )
应用 —— 企业管理系统工程活动矩阵 （框架 —— H；内容 —— C）
问题
现状
说明
关联
要素
分析
方向目
标及指
标设计
对象
系统
的再认识
变革
途径
探索
比较,
分析,
权衡,
评价
组织
行为
分析
实施
与
改进
1.企业诊断与
环境分析
2.企业发展战
略与规划
3.产品研究与
开发管理
4.企业经营决
策与计划
5.生产要素的
准备及投入管
理
6.生产过程的
组织与控制
7.销售服务与
资金回收管理
8.企业管理系
统更新和企业
经营环境改善
逻辑
步骤
活动项目
工作过程
三、系统分析原理及应用
? 1.系统分析概念
系统分析（ SA） 是在对系统 问题 现状及 目标 充分
挖掘的基础上，运用 建模 及预测、优化、仿真,评价
等方法，对系统的有关方面进行定性与定量相结合的
分析，为 决策者 选择满意的系统 方案 提供决策依据的
分析研究过程。
SA是 SE的核心内容、分析过程和基本方法。
系统分析原理
? SA要素：
①问题
②目的及目标
③方案
④模型（结构、数学、仿真）
⑤评价
⑥决策者
2.SA程序
认识
问题
探寻
目标
综合
方案
模型
化
优化或
仿真
分析
系统
评价
决策
（分析）
N
Y
初步 SA 规范分析 综合分析
系统分析原理 ----- SA程序
SA程序图是 SA的一般过程, 也为全课程
提供了基本的逻辑框架, 因而十分重要 。 在对
其理解和应用上应注意以下各点：
①重视做好初步 SA.
5W1H(What/Why/Who/Where/When/How)方法
是做好这段工作的基本线索。
② 在规范分析中一般需 （ 或尽可应 ） 建立结构
模型, 数学模型或仿真模型 。
系统分析原理 ----- SA程序
③ 每段结束后系统方案的变化轨迹是：可行方
案 → 非劣方案 → 经排序的非劣方案 （ 或称选择
性方案 ） 。
④ 环境分析贯穿 SA全过程, 在 SA中是十分重要
和必不可少的 。
⑤ 在管理应用 SA过程中, 并不一定要 （ 或能 ）
遍历并完成每一个具体过程 。
系统分析原理
3,SA的特点及原则
（ 1） 问题导向
（ 2） 以整体为目标
（ 3） 多方案模型分析和选优
（ 4） 定量分析与定性分析相结合
（ 5） 多次反复进行
4.系统分析原理 应用问题
? 应用领域广泛 （如教学参考书中的习题、实例）
? 对系统分析的技术方法具有指导作用
（将在课程第二、三段具体说明）
? 充分发挥 系统分析小组 的作用 （ 4人左右）
? 问题应尽可能具体，且贴近实际
? 注意对多目标和多方案的挖掘，并以此来检验问
题
? 首先注重 SA原理框架的应用
关于第一次课堂讨论 （小组发言）
? 时间,2.26（周四）,3.4（周四）
? 内容, 第一、二讲部分思考讨论题；
小组拟作系统分析的问题。
? 注意事项：每组发言时间不超过 5分钟；
每组同学应集中就坐 ；
每班有一人负责评分（ 5分制）。
第一讲思考讨论题（第一章）
1,选择一个你所熟悉的系统问题说明,(1)系统的功能
及其要素； (2)系统的环境及输入, 输出； (3)系统的
结构 (最好用框图表达 )； (4)系统的功能与结构, 环境
的关系 。
2,说明系统一般属性的含义, 并据此归纳出若干系统思
想或观点；
3,管理系统有何特点?为什么说现代管理系统是典型的
(大规模 )复杂系统?
4,请总结系统工程的特点 (结合第二, 三章内容 )。
5,结合系统工程应用领域, 说明系统工程在你所学专业
领域的可能应用及其前景 。
第二讲思考讨论题（第三章）
1,什么是霍尔三维结构?它有何特点?
2,霍尔三维结构与切克兰德方法论有何异同点?
3,什么是系统分析?它与系统工程关系如何?
4,系统分析的要素有哪些?各自是何含义?
5,你如何正确理解系统分析的程序?
6,初步系统分析有何意义?如何做好这项工作?
7,进行系统分析的原则及要求有哪些？
8,请通过一实例, 说明应用系统分析的原理 。
一,SE理论
二,SE基本工作过程
三,系统分析原理及其应用
一,SE理论
? 一般系统论 （ general system theory)
1924~1928;奥地利理论生物学家 L.VON 贝塔朗菲；
1945年发表《关于一般系统论》
研究复杂系统一般规律的学科
基本观点：
整体性
开放性及目的性（有效性、适应性、寻的性）
动态相关性（动态性取决于相关性）
等级层次性
有序性（结构或空间；发展或时间）
SE理论
? 控制论（ Cybernatics）
维纳于 1948年出版了《控制论》一书
经典控制论 —— 现代控制论 —— 大系统控制理论
研究大系统的结构方案、稳定性、最优化、
建模及模型简化等。
对系统方法的启示：
黑箱 -灰箱 -白箱法
功能模拟法
形式化、数量化、最优化方法
SE理论
? 信息论
美国数学家申农（ C.E.Shannon） 和维纳
（信息科学） 以信息为主要研究对象，以信息的运动规律和
应用方法为主要研究内容，以计算机、光导纤维等为主要研究工
具，以扩展人类的信息功能为主要研究目标。
? 类比方法
? 统计方法
? 信息方法 （运用信息的观点，把 系统 看作 是借助于信息的获取、
传递、加工、处理而实现其有目的性的运动 的一种研究方法）
SE理论
? 耗散结构理论 （ dissipative structure theory)
1969； 比利时统计物理学家 I.普利高津
研究 远离平衡态的开放系统 从无序到有序
的演化规律的一种理论
? 协同学 （ synergetics）
70年代初，联邦德国理论物理学家 H.哈肯
研究 协同系统 从无序到有序的演化规律的
新兴综合性学科
SE理论
? 超循环理论 （ hypercycle theory）
1971,德国生物物理学家 M.艾根
研究分子自组织的一种理论
? 突变论 （ catastrophe theory）
60年代末，法国数学家 R.托姆
研究不连续现象的一个新兴数学分支，也
是一般形态学的一种理论，能为自然界中形态
的发生和演化提供数学模型
SE理论
? 微分动力系统 （ differential dynamical
systems）
60年代初,S.斯梅尔、廖山涛（北大数学
教授）
系统科学的一个数学分支。主要研究随时
间演变的 动力系统 的整体性质及其在扰动中的
变化
SE理论
? 分岔理论 （ bifurcation theory）
50年代，苏联学者 A.A.安德罗诺夫等
研究分岔现象的特性和产生机理的数学理论
（早在 19世纪,C.雅可比,H.庞加莱等人就已引进, 分岔, 概
念）
? 卡姆定理 （ KAM theorem）
50年代中至 60年代初,A.H柯尔莫戈罗夫,B.И.阿诺德,J.莫
泽先后提出和证明
关于哈密顿力学系统运动稳定性的一种论断，它反映, 弱, 不
可积（或接近可积）系统的运动规律，该定理是牛顿力学在 20世
纪的重大进展
SE理论
? 泛系理论 （ pansystems theory）
1976,吴学谋（中科院武汉数理所研究员）
一种研究广义系统、关系的理论和方法，又称泛系
方法或泛系方法论
? 灰色系统理论 （ gray systems theory）
1979,邓聚龙（华中科技大教授）
关于信息不完全或不确定系统的控制理论，应用在
系统预测等方面
SE理论
钱学森 ——
我认为把运筹学、控制论和信息论
同贝塔朗菲（一般系统论）、普利高津
（耗散结构理论）、哈肯（协同学）、
艾根（超循环理论）等人的工作融会贯
通，加以整理，就可以写出《系统学》
这本书了。
SE理论
复杂系统理论
? 以非线性自组织理论为核心的系统理论（欧洲
学派）
? 以圣菲研究所（ SFI） 为代表的理论框架，其
代表性理论是 1994年霍兰提出的 CAS（ 复杂适
应系统）理论（美国学派）
? 以开放的复杂巨系统理论为核心的理论体系
（中国学派）
二,SE基本工作过程
? 1.霍尔三维结构
A.D.Hall
1969
系统工程活动
矩阵,T-L
知识维 （ K）
运筹学
控制论
社会科学
工程技术
……
逻辑维 （ L）
规划阶段
设计阶段
分析阶段
运筹阶段
实施阶段
运行阶段
更新阶段
时间维 (T)
摆
明
问
题
系
统
设
计
方
案
综
合
模
型
化
实
施
计
划
决
策
最
优
化
SE基本工作过程
? 2,切克兰德方法论
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
.
SE基本工作过程
? 3.两种方法轮的比较 (?)
相同点,问题导向；注重程序及阶段； …
不同点, (研究对象或应用领域、基本方法、
核心内容或关键点、反馈机制,… )
应用 —— 企业管理系统工程活动矩阵 （框架 —— H；内容 —— C）
问题
现状
说明
关联
要素
分析
方向目
标及指
标设计
对象
系统
的再认识
变革
途径
探索
比较,
分析,
权衡,
评价
组织
行为
分析
实施
与
改进
1.企业诊断与
环境分析
2.企业发展战
略与规划
3.产品研究与
开发管理
4.企业经营决
策与计划
5.生产要素的
准备及投入管
理
6.生产过程的
组织与控制
7.销售服务与
资金回收管理
8.企业管理系
统更新和企业
经营环境改善
逻辑
步骤
活动项目
工作过程
三、系统分析原理及应用
? 1.系统分析概念
系统分析（ SA） 是在对系统 问题 现状及 目标 充分
挖掘的基础上，运用 建模 及预测、优化、仿真,评价
等方法，对系统的有关方面进行定性与定量相结合的
分析，为 决策者 选择满意的系统 方案 提供决策依据的
分析研究过程。
SA是 SE的核心内容、分析过程和基本方法。
系统分析原理
? SA要素：
①问题
②目的及目标
③方案
④模型（结构、数学、仿真）
⑤评价
⑥决策者
2.SA程序
认识
问题
探寻
目标
综合
方案
模型
化
优化或
仿真
分析
系统
评价
决策
（分析）
N
Y
初步 SA 规范分析 综合分析
系统分析原理 ----- SA程序
SA程序图是 SA的一般过程, 也为全课程
提供了基本的逻辑框架, 因而十分重要 。 在对
其理解和应用上应注意以下各点：
①重视做好初步 SA.
5W1H(What/Why/Who/Where/When/How)方法
是做好这段工作的基本线索。
② 在规范分析中一般需 （ 或尽可应 ） 建立结构
模型, 数学模型或仿真模型 。
系统分析原理 ----- SA程序
③ 每段结束后系统方案的变化轨迹是：可行方
案 → 非劣方案 → 经排序的非劣方案 （ 或称选择
性方案 ） 。
④ 环境分析贯穿 SA全过程, 在 SA中是十分重要
和必不可少的 。
⑤ 在管理应用 SA过程中, 并不一定要 （ 或能 ）
遍历并完成每一个具体过程 。
系统分析原理
3,SA的特点及原则
（ 1） 问题导向
（ 2） 以整体为目标
（ 3） 多方案模型分析和选优
（ 4） 定量分析与定性分析相结合
（ 5） 多次反复进行
4.系统分析原理 应用问题
? 应用领域广泛 （如教学参考书中的习题、实例）
? 对系统分析的技术方法具有指导作用
（将在课程第二、三段具体说明）
? 充分发挥 系统分析小组 的作用 （ 4人左右）
? 问题应尽可能具体，且贴近实际
? 注意对多目标和多方案的挖掘，并以此来检验问
题
? 首先注重 SA原理框架的应用
关于第一次课堂讨论 （小组发言）
? 时间,2.26（周四）,3.4（周四）
? 内容, 第一、二讲部分思考讨论题；
小组拟作系统分析的问题。
? 注意事项：每组发言时间不超过 5分钟；
每组同学应集中就坐 ；
每班有一人负责评分（ 5分制）。
第一讲思考讨论题（第一章）
1,选择一个你所熟悉的系统问题说明,(1)系统的功能
及其要素； (2)系统的环境及输入, 输出； (3)系统的
结构 (最好用框图表达 )； (4)系统的功能与结构, 环境
的关系 。
2,说明系统一般属性的含义, 并据此归纳出若干系统思
想或观点；
3,管理系统有何特点?为什么说现代管理系统是典型的
(大规模 )复杂系统?
4,请总结系统工程的特点 (结合第二, 三章内容 )。
5,结合系统工程应用领域, 说明系统工程在你所学专业
领域的可能应用及其前景 。
第二讲思考讨论题（第三章）
1,什么是霍尔三维结构?它有何特点?
2,霍尔三维结构与切克兰德方法论有何异同点?
3,什么是系统分析?它与系统工程关系如何?
4,系统分析的要素有哪些?各自是何含义?
5,你如何正确理解系统分析的程序?
6,初步系统分析有何意义?如何做好这项工作?
7,进行系统分析的原则及要求有哪些？
8,请通过一实例, 说明应用系统分析的原理 。
