系统工程 第6版 汪应洛

本书遵循教指委相关指导文件和高等院校学生学习规律编写而成。践行四新理念，融入思政元素，注重理论与实践相结合。 

本书是结合近年来系统工程理论和方法的新发展、课程思政新要求以及读者的意见和建议,在保持第5版《系统工程》结构框架和对各章内容进行更新的基础上编写而成的。全书共八章,主要内容包括:系统工程概述、系统工程方法论、系统模型与模型化、系统仿真及系统动力学方法、系统评价方法、决策分析方法、战略研究与管理、系统工程应用实例。各章都融入了新的内容,并全面更新了实例。
本书是“普通高等教育 ‘十一五’国家级规划教材”、首批国家级精品课程“系统工程”的主教材,被评选为普通高等教育精品教材。本书主要作为管理类各专业的本科生、研究生教材,也可供其他相关专业的学生使用,还可作为有关人员的培训教材和自学参考书。

中国工程院院士

目 录
前言
第一章 系统工程概述1
第一节 系统工程的产生与发展1
一、系统思想的产生与发展1
二、系统理论的形成与发展3
三、系统工程的发展概况3
四、系统化时代呼唤系统工程创新发展6
第二节 系统工程的研究对象7
一、系统的概念及特点7
二、系统的类型9
三、管理系统问题举例9
第三节 系统工程的概念与特点12
一、系统工程的概念12
二、系统工程是一门交叉学科和一种通用方法13
三、系统工程方法的特点14
第四节 系统工程的应用领域14
思考题17
第二章 系统工程方法论18
第一节 系统工程的基本工作过程18
一、霍尔三维结构18
二、切克兰德方法论20
三、两种方法论比较21
第二节 系统分析原理22
一、系统分析的概念及其要素22
二、系统分析的程序23
三、应用系统分析的原则24
第三节 创新思维与创新分析方法25
一、创新方案的价值25
二、系统工程与创新思维26
三、创新分析方法27
第四节 系统工程方法论的新发展33
思考题35
系 统 工 程目 录第三章 系统模型与模型化36
第一节 系统模型与模型化概述36
一、模型及模型化36
二、模型的分类37
三、建构模型的一般原则和基本步骤38
四、模型化的基本方法39
五、模型的简化和求解40
第二节 系统结构模型化技术41
一、系统结构模型化基础41
二、建立递阶结构模型的规范方法46
三、建立递阶结构模型的实用方法52
四、应用实例54
第三节 主成分分析和聚类分析56
一、主成分分析56
二、聚类分析63
第四节 状态空间模型68
一、系统的状态和状态变量68
二、微分方程与连续变量的状态空间表达式69
三、差分方程与离散变量的状态空间表达式70
四、状态方程的应用71
第五节 基于模型的系统工程75
一、新形势下研究范式的变化75
二、基于模型的系统工程的架构77
三、基于模型的系统工程的方法论79
四、基于模型的系统工程的工具链80
五、基于模型的系统工程的相关案例81
思考与练习题87
第四章 系统仿真及系统动力学方法90
第一节 系统仿真概述90
一、系统仿真的概念、实质及作用90
二、系统仿真的方法91
三、系统动力学的发展及特点92
第二节 系统动力学(SD)结构模型化原理94
一、SD基本原理94
二、因果关系图和流(程)图95
三、SD结构模型的建模步骤98
第三节 基本反馈回路的DYNAMO仿真分析及DYNAMO函数99
一、基本DYNAMO方程99
二、几种典型反馈回路及其仿真计算100
三、DYNAMO函数103
第四节 Vensim仿真软件使用简介110
一、软件简介110
二、软件操作界面 110
三、软件基本功能模块112
四、应用举例113
思考与练习题123
第五章 系统评价方法126
第一节 系统评价原理126
第二节 关联矩阵法128
一、逐对比较法129
二、古林法131
第三节 层次分析(AHP)法133
一、基本原理133
二、AHP一般方法137
三、AHP法在系统评价中的应用举例139
第四节 网络分析(ANP)法142
一、ANP法介绍142
二、ANP法分析问题的步骤142
三、应用ANP法评选供应商145
第五节 模糊综合评判法148
一、引例——教师教学质量的系统评价148
二、主要步骤149
三、模糊数学及模糊子集149
四、隶属函数151
第六节 数据包络分析(DEA)法155
一、DEA法的产生与发展155
二、DEA法的基本模型156
三、评选供应商的 DEA 模型158
思考与练习题160
第六章 决策分析方法165
第一节 管理决策概述165
一、基本概念165
二、决策问题的基本模式和常见类型165
三、几类基本决策问题的分析166
第二节 风险型决策分析167
一、风险型决策分析的基本方法167
二、信息的价值171
三、效用曲线的应用176
第三节 管理博弈及冲突分析177
一、博弈论177
二、冲突分析的由来184
三、冲突分析的程序及要素185
四、冲突分析基本方法举例——古巴导弹危机186
五、冲突分析的一般方法192
思考与练习题195
第七章 战略研究与管理198
第一节 战略研究与管理概述198
第二节 战略研究方法论199
一、战略思维199
二、战略研究的三部曲200
三、战略分析的基本方法201
第三节 企业战略研究与管理202
一、战略分析与制定202
二、战略实施与控制205
三、战略管理创新与柔性战略207
第四节 经济社会发展战略211
思考题215
第八章 系统工程应用实例216
实例一 中国载人航天工程的系统工程方法216
一、国内外载人航天工程发展历程216
二、中国载人航天工程发展途径的综合论证及系统方法217
三、中国载人航天工程的系统工程管理创新220
四、认识和思考227
思考题228
实例二 油藏管理系统工程

前 言
本书系1986年首次出版的高等学校试用教材《系统工程》的第6版,是“普通高等教育‘十一五’国家级规划教材”、首批国家级精品课程“系统工程”的主教材,被评选为普通高等教育精品教材。本书曾获得1992年第二届全国高等学校机电类专业优秀教材一等奖。
系统工程作为20世纪中期开始兴起的一门交叉学科,是从总体出发,合理开发、运行和革新一个大规模复杂系统(特别是管理系统)所需思想、程序、方法的体系,属于一门综合性的技术方法和重要方法论。世界百年未有之大变局和中华民族伟大复兴的战略全局呼唤系统观念、系统工程和系统管理,党的二十大把“必须坚持系统观念”要求提到了一个前所未有的高度。在此背景下,需要及时反映学科及其环境的新发展、新变化,体现课程思政和因材施教新要求,阐释和展示系统工程思想、方法论和模型方法在社会、经济发展中的新应用。本书就是为适应这些新的变化和要求,在第5版的基础上,结合近几年教学与研究的实践而修订的。
本书基本保持了第5版的结构框架,但在内容上各章都进行了更新。全书共八章。第一章全面介绍了系统工程的产生、发展及应用,系统和系统工程的概念与特点及学科性质等,并结合中国的发展实际介绍了一些新的应用。第二章阐述了系统工程方法论,建立起了系统分析及本课程内容的逻辑框架,并介绍了初步系统分析的有关方法和创新分析方法,增加了对部分相关新内容的介绍。第三章围绕系统模型化及分析方法,重点介绍了结构模型化技术、主成分分析与聚类分析方法、状态空间模型等,并补充了部分应用实例。作为系统工程模型化新进展,特别介绍了基于模型的系统工程(MBSE)。第四章作为第三章的延续,在对系统仿真及其发展做简要介绍的基础上,重点介绍了系统动力学模型化原理及其仿真分析方法,更新了专用软件及其应用的内容。第五章介绍了系统评价原理及关联矩阵法、层次分析法、网络分析法、模糊综合评判法及数据包络分析法等常用方法。第六章针对决策分析,重点介绍了风险型决策分析、管理博弈及冲突分析方法。第七章作为对管理系统问题综合分析的延展、提升和应用,分不同层次介绍了战略研究与管理的相关内容。第八章通过八个具有一定广泛性和代表性的实例,介绍了系统工程在各领域的应用,并结合教学要求,在每个实例后都增加了思考题。
《系统工程》第1、2版由西安交通大学汪应洛教授主编,哈尔滨工业大学姚德民教授、原上海机械学院赵永昌教授、西安交通大学陶谦坎教授参加编写。第3版由汪应洛院士主编,西安交通大学袁治平教授、孙林岩教授、李垣教授等参加编写。第4版由汪应洛院士主编,袁治平教授协编,孙林岩教授、李垣教授、吴锋教授等参加编写。第5版由汪应洛院士主编,袁治平教授、吴锋教授、刘树林教授、李刚教授等参加编写。本书仍然由汪应洛院士主编,袁治平教授协编,参加编写工作的有西安交通大学吴锋教授、刘树林教授、李刚教授、孙静春教授、郭雪松教授、杨臻副教授、吕绚丽博士,西北大学许振宇副教授,西安理工大学侯琳娜博士。天津大学齐二石教授担任本书主审,在此表示感谢。另外,编写过程中参考或引用了部分专家的研究成果,在此一并致谢。
我们根据多年来的教学经验,制作了与本书配套的电子课件。使用本书作为教材的教师,可登录机械工业出版社教育服务网(wwwcmpeducom)注册后免费下载。
系统工程涉及的知识面和应用领域越来越广泛,仍是一门在快速发展中的交叉学科。限于我们的水平,书中不妥和错漏之处在所难免,恳请广大读者批评指正。
编 者