系统工程

系统工程

一、课程性质、地位和任务

系统工程是运用系统思想和数学模型、计算机工具进行管理分析的一门实用、新兴学科，是一门通识选修课程。通过本课程学习，能使学生掌握系统工程的基本概念、系统工程方法论和一些常用的系统分析方法；形成定量分析向定量方法的过渡，能够掌握系统分析、预测、决策、仿真等方法的应用；能自觉的在系统思想的指导下，运用系统工程的原理和方法，从整体观念出发探求系统活动的最优计划、最优组织、最优控制，使系统发挥出整体优化功能，获得最佳效益。通过本课程学习，增强了学生综合分析问题和解决问题的能力,从而提高学生整体综合素质。

  二、教学目标要求

1．掌握系统的含义和系统的构成条件；理解一般系统论、信息论、控制论、耗散理论、协同论、突变论及复杂系统理论的基本思想；了解系统方法论、熟悉系统工程方法论，并能运用方法论说明如何去解决现实生活中相应的系统工程问题。

2．理解系统模型的定义和系统模型的特征；理解系统模型的分类，并了解系统模型对于解决系统工程问题的作用；了解系统建模的要求和原则。掌握系统建模的工作程序和系统建模的主要方法。

3.掌握系统评价的概念，了解系统评价的重要性和复杂性；掌握系统评价的原则和步骤；掌握构建评价指标体系的步骤，理解构建评价指标体系的关键点；掌握层次分析法、主成分分析法基本原理和工作步骤，并能加以应用。

4．掌握系统仿真的内涵，了解系统仿真的分类，掌握系统仿真的基本步骤，熟悉连续系统的仿真模型及其敛值解法；理解离散事件的内涵，熟悉离散系统的仿真原理；能运用相关仿真技术对连续系统和离散系统做一些简单的仿真试验。了解系统动力学的研究特点，熟练掌握系统动力学中的信息、反馈、平衡点、稳定性、延迟等相关基本概念；了解系统动力学模型的基本原理和因果分析方法；通过本模型的应用学习，能运用该方法进行一些简单的仿真试验。

5.掌握预测的概念、定性和定量预测技术及方法；掌握特尔菲法、灰色预测法、马尔可夫法等预测方法并能加以应用。掌握决策的基本概念；了解决策的基本类型和含义；掌握不确定性决策、效用理论、转折概率、马尔可夫法决策、灰靶决策等决策方法并能加以应用。

三、理论教学内容及安排

第1章  系统科学理论（10学时）

教学目标：掌握系统与系统工程的概念以及它们的特点，了解系统的分类、系统工程的发展过程与趋势、了解系统科学体系。

重点与难点：重点为各系统理论基本思想；难点为信息熵计算及应用、控制论模型及应用。

1.1  绪论

1.2  一般系统理论（2学时）

1.3  信息和熵（2学时）

1.4  系统控制（2学时）

1.5  系统演化、耗散结构理论、协同论（2学时）

1.6  混沌与分形理论

第2章 系统工程方法论 （3学时）

教学目标：掌握霍尔和切克兰德的系统工程方法论、 掌握霍尔三维结构的概念及其原理

重点与难点：霍尔三维结构的概念及其原理

2.1 系统工程概述 

2.2 系统工程的基本方法 

2.3 系统分析 

第3章 系统优化模型 （3学时）

教学目标：了解线性规划、动态规划、网络计划技术等基本系统规划方法，了解遗传算法、蚂蚁算法、粒子群算法等群体智能算法。

重点与难点：重点为智能算法的原理；难点为遗传算法、蚂蚁算法应用

4.1 线性规划、目标规划与动态规划 

4.2 网络计划技术 

4.3 群体智能算法 

第4章 系统模拟 （6学时）

教学目标：理解系统模型及分类，掌握蒙特卡洛模拟和系统动力学模拟方法

重点与难点：重点为蒙特卡洛模拟和系统动力学模拟；难点为系统动力学模型构建及计算机实现。

3.1 系统模型定义及分类 

3.2 蒙特卡洛模拟 

3.3 系统动力学 （4学时）

3.3.1 系统动力学简介

3.3.2  因果反馈回路

3.3.3  系统流图构建及分析

3.3.4  VENSIM软件简介

第5章 系统预测与决策 （7学时）

教学目标：掌握并能运用系统预测与决策的基本方法

重点与难点：重点为德尔菲预测法、灰色预测法、马尔科夫决策、灰靶决策、冲突分析；难点为灰色预测法、马尔科夫决策、冲突分析。

5.1 系统预测方法 （2学时）

5.2 系统决策——马尔科夫决策、灰靶决策 （3学时）

5.3 系统决策——冲突分析 （2学时）

第6章 系统综合评价 （3学时）

教学目标：掌握并能运用系统综合评价的基本方法

重点与难点：层次分析法与模糊综合评价法

5.1 系统评价概述 

5.2 层次分析法介绍及应用 

5.3 模糊综合评价法

四、教学方式及考核方式

教学方式：采取课堂教学为主的方法，辅以专用软件演示。

考核办法：本课程考核方式为考试。考题包括概念题和计算题。总评成绩由平时成绩（20%）、考勤与课程论文（20%）和期终成绩（60%）组成。

五、主要参考文献

[1].马建华，管华.系统科学及其在地理学中的应用.科学出版社,2003

[2].汪应洛编著.系统理论、方法与应用.高等教育出版社,2004

[3]. 谭跃进等.系统工程原理.国防科技大学出版社，1999年

[4].http://www.swarmagents.com/complex/

[5].http://www.amss.ac.cn/sesc/            

[6].http://www.santafe.edu/

                                             撰稿人：艾  平

审稿人：张衍林