导图社区 系统工程原理
这是一篇关于系统工程原理的思维导图,在系统工程学习与研究的领域中,一份结构清晰、内容完备的知识框架图是掌握复杂理论的关键。这张系统工程原理的思维导图模板,对于系统工程专业的学生而言,这是梳理课程知识体系的利器。从第一章绪论中系统的概念、系统工程的概念到系统科学体系,再到后续各章如系统工程方法论、系统模型与建模方法等核心内容模板将教材中的知识点进行了系统整合。例如在系统工程方法论部分,详细介绍了霍尔的“三维结构”模型、切克兰德的调查学习“方法”等重要理论,帮助学生构建起完整的知识脉络,加深对课程内容的理解与记忆。科研工作者可借助该模板进行研究方向的规划与知识回顾。系统分析、系统评价、系统决策等章节内容,为科研提供了理论和方法支持。在开展相关研究时,科研人员可以通过模板快速定位所需的理论知识,提高研究效率。工程实践者在解决实际工程问题时,也能从模板中获取灵感和方法。网络计划技术等章节的内容,为工程项目的管理和优化提供了具体的技术手段。通过模板中对网络图的组成及绘制、参数及其计算等内容的呈现,实践者能够更好地将理论知识应用到实际工作中。
编辑于2026-04-21 14:41:48这是一篇关于系统工程原理的思维导图,在系统工程学习与研究的领域中,一份结构清晰、内容完备的知识框架图是掌握复杂理论的关键。这张系统工程原理的思维导图模板,对于系统工程专业的学生而言,这是梳理课程知识体系的利器。从第一章绪论中系统的概念、系统工程的概念到系统科学体系,再到后续各章如系统工程方法论、系统模型与建模方法等核心内容模板将教材中的知识点进行了系统整合。例如在系统工程方法论部分,详细介绍了霍尔的“三维结构”模型、切克兰德的调查学习“方法”等重要理论,帮助学生构建起完整的知识脉络,加深对课程内容的理解与记忆。科研工作者可借助该模板进行研究方向的规划与知识回顾。系统分析、系统评价、系统决策等章节内容,为科研提供了理论和方法支持。在开展相关研究时,科研人员可以通过模板快速定位所需的理论知识,提高研究效率。工程实践者在解决实际工程问题时,也能从模板中获取灵感和方法。网络计划技术等章节的内容,为工程项目的管理和优化提供了具体的技术手段。通过模板中对网络图的组成及绘制、参数及其计算等内容的呈现,实践者能够更好地将理论知识应用到实际工作中。
这是一篇关于目视和仪表飞行程序设计的思维导图,主要内容包括:根据:国际民航组织DOC8168-OPS/611《目视和仪表飞行程序设计》、中国民用航空局颁发的《机场运行最低标准的制定与实施规定》,第一章 概述,第二章 非精密进近程序的设计,第三章 反向和直角航线保护区的设计,第四章 ILS精密进近程序设计,第五章 雷达进近程序,第六章 离场和进场程序设计。
这是一篇关于航空情报服务的思维导图,主要内容包括:第一单元 航空情报服务概述,第二单元 机场概述,第三单元 道面系统,第四单元 道面强度,第五单元 机场净空,第六单元 机场标志,第七单元 机场灯光系统,第八单元 航图概述,第九单元 机场障碍物A型图,第十单元 精密进近地形图,第十一单元 航路图,第十二单元 标准仪表离场图(SID),第十三单元 仪表。
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这是一篇关于系统工程原理的思维导图,在系统工程学习与研究的领域中,一份结构清晰、内容完备的知识框架图是掌握复杂理论的关键。这张系统工程原理的思维导图模板,对于系统工程专业的学生而言,这是梳理课程知识体系的利器。从第一章绪论中系统的概念、系统工程的概念到系统科学体系,再到后续各章如系统工程方法论、系统模型与建模方法等核心内容模板将教材中的知识点进行了系统整合。例如在系统工程方法论部分,详细介绍了霍尔的“三维结构”模型、切克兰德的调查学习“方法”等重要理论,帮助学生构建起完整的知识脉络,加深对课程内容的理解与记忆。科研工作者可借助该模板进行研究方向的规划与知识回顾。系统分析、系统评价、系统决策等章节内容,为科研提供了理论和方法支持。在开展相关研究时,科研人员可以通过模板快速定位所需的理论知识,提高研究效率。工程实践者在解决实际工程问题时,也能从模板中获取灵感和方法。网络计划技术等章节的内容,为工程项目的管理和优化提供了具体的技术手段。通过模板中对网络图的组成及绘制、参数及其计算等内容的呈现,实践者能够更好地将理论知识应用到实际工作中。
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系统工程原理
第一章 绪论
1.1系统的概念
1.1.1系统的定义
定义:
系统的三个基本特征:
组成要素:物质、能量、信息
1.1.2系统的特性
1)整体性
2)层次性
3)相关性
4)目的性
5)适应性
1.1.3系统的结构与功能
系统的结构与功能之间不存在一一对应的必然关系
1.1.4系统的分类
1.根据形成是否与人类有关
自然系统和人造系统
2.根据与外界环境是否存在相互交换
开放系统与封闭系统
3.根据是否有概率现象
随机系统与确定系统
4.根据其构成要素是否为实体
实体系统与概念系统
5.根据其状态是否随时间而变化
动态系统与静态系统
1.2系统工程的概念
1.2.1系统工程的定义
钱学森定义:系统工程是一门组织管理的技术
系统工程既是一个技术过程又是一个管理过程
1.2.2系统工程特点
1)整体性
2)关联性
3)综合性
4)满意性
1.2.5系统工程的应用
(1)社会系统工程
(2)经济系统工程
(3)区域规划系统工程
(4)环境生态系统工程
(5)农业系统工程
(6)企业系统工程
(7)教育系统工程
(8)军事系统工程
1.3系统科学体系
系统科学体系的三维结构模型
小结
第二章 系统工程方法论
系统工程方法论基本特点:
研究方法强调整体性
技术应用强调综合性
管理决策强调科学性
方法和方法论:
2.1霍尔的“三维结构”模型
1.时间维
表示从规划到更新,按时间顺序排列的系统工程全过程
2.逻辑维
是指每个阶段所要进行的工作步骤
3.知识维
是指完成上述各种步骤所需要的各种专业知识和管理知识,把六个时间阶段和七个逻辑步骤结合起来
aij代表一项具体的管理活动
2.2切克兰德的”调查学习“方法
2.3并行工程方法学
2.3.1并行工程的定义
背景:在核潜艇和导弹领域提出
主要思想
1.约束信息的并行性
2.功能的并行性
3.集成性
4.协同性
5.科学性
TQCS[即time(周期)、quality(质量)、cost(成本)、service(服务)]是并行工程强调的四大要素
2.3.2并行工程过程设计
2.3.3并行组织管理模式
2.3.4并行工程的实施步骤
2.4综合集成工程方法学
小结
第三章 系统模型与建模方法
3.1系统模型概述
3.1.1 系统模型的定义与特征
1.定义
2.特征
1)是现实系统的抽象或模仿
2)要反应系统本质或主要因素构成
3)集中体现这些主要因素之间的关系
3.使用系统模型的必要性
1)系统开发的需要
2)经济上的考虑
3)安全上的考虑
4)时间上的考虑
5)系统模型容易操作
3.1.2系统模型的分类
重点掌握第三点
1)物理模型
实体模型
比例模型
相似模型
2)数学模型
解析模型
逻辑模型
网络模型
图像与表格
信息网络与数字化模型
3)概念模型
任务书、明细表、说明书、技术报告、咨询报告
3.1.3对系统模型的要求
以上三条往往是相互抵触的,容易顾此失彼。必须根据对象系统的具体情况妥善处理。一般的处理原则是:力求达到现实性,在现实性的基础上达到简明性,然后尽可能满足标准化。
3.1.4 建模的原则
1. 抓住主要矛盾
如:空运调度模型不需要描述飞行姿态
2. 力争清晰明了
3. 精度要求适当
只适合v足够小
v大道不可忽略空气阻力
v接近光速
4. 尽量使用标准模型
3.2系统工程的模型方法
3.3系统建模方法
1)推理法
“白箱系统”
2)实验和统计分析法
“黑箱系统”,通过实验方法测量其输入和输出
3)类似法
4)混合法
3.3.1 数学模型的构建方法
3.4解析结构模型(ISM)
系统结构决定系统功能
以定性分析为主,还包括定量分析
涉及到文字、图形、数学建模
一种叫正规的概念模型,本质是概念模型
系统结构:系统内部各组成要素之间在时间和空间上的具体存在形式和相互作用方式,对主要的元素或关系刻画
系统状态:系统在动态安华过程中表现出的特征,反映系统要素之间作用关系的变化
系统功能:系统整体表现出的行为、能力和功效,反映系统与环境的作用
属于静态的定性模型,其基本理论是图论的重构理论,通过一些基本假设和图、矩阵的有关运算,可以得到可达性矩阵;然后通过人-机结合,分解可达性矩阵,使复杂的系统分解成多级递阶结构形式。
3.4.1关系图、邻接矩阵、可达性矩阵
网络图两大要素:结点、边,结点对应系统的要素,边对应要素之间相互关系
有向图中如果任意两个结点(对)出现闭环的情况,可以无向化处理
邻接矩阵≠可达性矩阵,邻接矩阵反映各要素之间直接的连接关系,可达性矩阵反映自己对自己可达,找到重复的过程
A²:先逻辑乘,在逻辑交,先取小,再取大
3.4.2可达性矩阵划分
对可达性矩阵划分
反应系统内部的关系,用S×S表示
此处S强调系统的构成要素
可达集描述的是到达节点,先行集描述的是出发节点
根节点的先行集是空集
重要的假设:假设节点对节点自身可达
A:邻接矩阵,M:可达性矩阵
要先进行区域划分
“{}”中左右位置不能写反,独立的排左边,有强连接的排右边
可达性矩阵对应的二元关系是自反和传递的
第四章 系统分析
1.何谓系统分析?有哪些要素,画简图说明要素关系
2.为什么在系统分析中,广泛使用系统模型而不是真实系统进行分析
3.解决问题的“5W1H”是什么?举例说明
4.试用目标-手段分析法、因果分析法等分别做一具体问题的系统分析
4.1系统分析概述
4.1.1 系统分析的产生与发展
4.1.2 系统分析的定义
4.1.3 系统分析的要素
(1)目标
(2)可行方案
(3)费用
(4)模型
(5)效果
(6)准则
(7)结论
4.1.4 系统分析的原则
1.内部因素与外部因素相结合
2.当前利益与长远利益相结合
3.局部利益与总体利益相结合
4.定性分析与定量分析相结合
4.1.5 系统分析的步骤
(1)明确问题与确定目标
(2)搜集资料
(3)建立模型
(4)综合评价
(5)检验和核实
4.2 系统分析的内容
4.2.1 系统目标分析
1.目的、目标及其属性
2.系统目标分析的作用
3.系统目标的确定
4.目标冲突与协调
4.2.2 系统环境分析
1.环境因素的分类
2.环境因素的确定与评价
3.未来环境预测
4.2.3 系统功能分析
1.系统的功能描述
2.系统总体功能的分解
3.功能相关性分析
4.2.4 系统结构分析
1.要素集分析
2.相关性分析
3.层次性分析
4.整体性分析
4.3 系统分析方法
4.3.1 KJ法
又称A型图解法、亲和图法
包括提出设想和整理设想两种功能
主要特点是在比较分类的基础上由综合求创新
4.3.2 SWOT分析法
SWOT(strengths, weaknesses, opportunities and threatens)
就是将研究对象密切相关的优势、劣势(SW,来自系统内部),机会、威胁(OT,来自外部环境)
1.分析环境因素
2.构造SWOT矩阵
3.制定行动计划
4.3.3 聚类分析方法
1.基本思想
2.统计量
3.系统聚类方法
4.分析步骤
第五章 系统预测
(补充)预测原理: ①同一事件系统的发展趋势(惯性原则) ②通过不同的有联系的事物预测
5.1 系统预测概述
5.1.1 系统预测的概念及实质
概念: ①在掌握一定的实际数据和历史资料的基础上进行。 ②运用现代的科学理论和方法,以及各种经验、判断和知识,对系统在未来一定时期内的可能的变化情况,进行推测、估计和分析。
系统预测的实质就是充分分析、理解系统发展变化的规律,根据系统的过去和现在 估计未来,根据已知预测未知,从而减少对系统未来认识的不确定性,以指导我们的决 策行动,减少决策的盲目性。
5.1.2 预测方法分类
定性预测方法
专家会议法(头脑风暴法)
德尔菲法(专家调查法)
主观概率法
领先指标法
定量预测方法
时间/时空序列分析预测方法
移动平均法
指数平滑法
博克斯-詹金斯法
时空自相关移动平均法
时空插值法
卡尔曼滤波法
层次贝叶斯法
因果关系预测方法
回归分析法
计量经济模型(包括投入产出分析)
马尔科夫过程法
状态空间预测法
灰色系统模型
系统动力学仿真法
其他预测方法
神经网络
K最近邻算法
支持/相关向量机
随机森林算法
5.1.3 大数据预测
1. 大数据预测的特点
1)实样而非抽样
2)效率而非精确
3)相关而非因果
2. 大数据预测的步骤
1)数据抽成与集成
2)数据分析
3)结果分析与展示
3.大数据预测的主要算法
1)K最近邻算法(KNN)
2)朴素贝叶斯算法
3)关联规则挖掘算法
4)网页重要性/排名算法
5)随机森林算法
5.1.4系统预测的一般步骤
系统预测技术所遵循的理论又包括两个方面: 一是预测对象本身所处学科领域的理论,用以辨识事物发展的客观规律,指导预测方法的选择和结果的分析检验 二是预测方法本身的理论,主要是数理统计学的一些有关理论,近来也出现了一些智能预测的理论和方法等。
系统预测方法,特别是定量预测方法大致可分为以下几个步骤
1)明确预测目的
2)收集、整理资料和数据
3)建立预测模型
4)模型参数估计
5)模型检验
6)预测实施与结果分析
5.2 定性预测方法
5.2.1 专家会议法(头脑风暴法)
明显缺陷:①专家人数和代表的权威性 ②考虑个人的地位是否受到影响
专家会议的人选应按下述三个原则选取: ①如果参加者相互认识,要从同一职位(职称或级别)的人员中选取,领导人员不应参加,否则可能对参加者造成某种压力; ②如果参加者互不认识,可从不同职位(职称或级别)的人员中选取。这时,不论成员的职称或级别的高低,都应同等对待; ③参加者的专业应力求与所论及的预测对象的问题一致。
5.2.2 德尔菲法(专家调查法)
也称专家调查法。它以匿名方式通过几轮滚动式函询调查,征求专家意见,是专家会议法的发展。
1.德尔菲法的特点
①为克服专家会议法易受心理因素影响的缺点,德尔 菲法采用匿名形式。 ②德尔菲法不同于民意测验,一般要经过多轮才能得出结论。 ③对调查获得的信息作定量处理是德尔菲法的一个重要特点。
2.专家的选择
3.预测问题的提出
4.预测过程
5. 德尔菲法应遵守的原则
6.结果的处理和表示
5.3 时间序列分析预测
5.3.1 时间序列的概念
时间序列分为两类:①确定性时间序列:时间序列的未来值被某一数学函数严格确定 ②统计时间序列
1.什么是时间序列:系统中某一变量或指标的数值或统计观测值,按时间顺序排列成一个数值序列 x1, x2,…,xn,称为时间序列(time series)。
时间序列也往往称为“动态 数据”。
2.时间序列的特征:时间序列的影响因素的作用特征可以概括为四种变动方式,即趋势变动T、季节变动 S、循环变动(周期变动)C 及不规则变动 I。 (1)趋势性 (2)周期性 (3)季节性 (4)不规则性
3.时间序列特征的识别 (1)时间序列的随机性识别 (2)时间序列的平稳性识别:所谓平稳随机过程,应具有两个基本特点:一是它的数学期望和方差取常值,即其样本应在某一固定水平线附近摆动;二是它的相关函数只是时间间隔的函数,与时间起点无关。 (3)时间序列的趋势性识别 (4)时间序列的周期性(季节性)识别
5.3.2 平滑预测法
1.移动平均法
2.指数平滑法
5.3.3 趋势外推预测法
5.4 回归分析预测
5.4.1 线性回归模型
1.一元线性回归模型
2.多元线性回归模型
5.4.2 线性回归模型的参数估计
5.4.3 回归模型的统计检验与区间预测
1.变量相关性检验
2.标准离差检验
3.回归方程的显著性检验:F检验
4.回归系数的显著性检验:t检验
5.残差独立性检验:DW检验
6.预测区间的确定
5.4.4 多重共线性及处理
5.5 状态空间分析预测
5.5.1 状态空间分析法
5.5.2 宋健人口模型
1.人口系统状态变量
2.人口动态过程
3.人口动态模型的建立
4.模型的应用
5.6 马尔可夫预测
5.6.1 马尔科夫预测原理
1.马尔科夫过程
2.状态转移概率矩阵
第六章 系统评价
6.1 系统评价概述
6.1.1 系统评价的概念、方法与步骤
1.概念
全面评价系统的价值
2.方法
①专家(纯定性)评价法
②数学模型法
③混合方法
3.一般步骤
确定评价指标体系
确定各指标权重
单项指标评价
综合评价
6.1.2 评价指标体系的建立
设计指标集所应遵循的若干共同原则
①整体性原则
②简要性原则
③导向性原则
④可比性原则
⑤均匀性原则
⑥可操作性原则
⑦实际性原则
6.1.3 指标权重的确定方法
指标的权重应是评价过程中指标相对重要程度的一种主、客观度量的反映。
1.相对比较法
2.连环比率法
3.德尔菲法
6.1.4 评价指标数量化方法
(1)排队打分法
(2)体操计分法
(3)专家评分法
6.1.5 评价指标综合的主要方法
1. 加权平均法
2. 功效系数法
3. 主次兼顾法
4. 效益成本法与罗马尼亚选择法
6.3 层次分析法
自下而上,适用于人的定性判断起重要作用的对决策结果难于直接计量的场合
他由美国匹兹堡大学的T.L.Saaty教授于20世纪70年代提出
6.3.1 AHP基本过程
1. 构建层次结构模型
一般每个层中的元素不超过9个,否则两两比较困难
2. 建立判断矩阵群
按两两比较结果构成的矩阵 A=(aij)称为判断矩阵(或称比较矩阵)。易见,aij >0,aii=1 且 aij= 1/aji ,即 A 为正互反矩阵。
3. 计算权重向量
1)层次单排序——求每个判断矩阵的权重向量
和积法、方根法
2)层次总排序——求全体判断矩阵的合成权重向量
6.3.2 判断矩阵的一致性检验
1. 单个判断矩阵的一致性检验
第一,定义一致性指标(consistency index,CI)。
第二,定义随机一致性指标(random consistency index,RI)。
第三,建立一致性检验判别式。
2. 判断矩阵的分层整体一致性检验
第八章 系统决策
8.1 系统决策概述
8.1.1 决策和决策过程
系统决策的过程 第一阶段是调查环境,寻求决策的条件和依据,即情报活动;第二阶段是创造、制订和分析可能采取的行动方案,即设计活动;第三阶段是从可资利用的备选方案中选出一个行动方案,即抉择活动;第四阶段是决策的实施与评价,西蒙称其为审查活动,其实质是对过去的抉择进行评价。
8.1.2 决策问题及其分类
按对象不同分为决策、对策
第一,按决策的重要性可将决策分为战略决策、策略决策和执行决策。
第二,按决策的性质可将决策分为程序化决策和非程序化决策。
第三,根据人们对自然状态规律的认识和掌握程度,决策通常可分为确定型决策、风险型决策(统计决策),以及非确定型(完全不确定型)决策三种。
第四,按决策的目标数量可将决策分为单目标决策和多目标决策。
第五,按决策的阶段可将决策分为单阶段决策和多阶段决策,也可称为单项决策和 序贯决策。
8.1.3系统决策的基本步骤
1)明确目标
2)拟定多个行动方案
3)探讨并预测未来可能的自然状态
4)估计各自然状态出现的概率
5)估算各个行动方案在不同自然状态下的益损值
6)决策分析,选择满意的行动方案
8.2 风险型决策(包括完全不确定型决策)
决策表法
两个维度:研究方案、自然状态
决策矩阵法
决策树法(针对不确定性问题)
单阶段决策
多阶段决策
多阶段决策考试时要注意剪枝、把时间写出来、要写结论
8.3完全不确定型决策
1.小中取大法则——悲观法则
2.大中取大法则——乐观法则
3.折中法则——α法则
4.大中取小法则——最小遗憾法则
5.平均法则——均匀概率法则
第九章 网络计划技术
9.1网络计划技术概述
与Dijkstra算法的区别:Dijkstra算法根据边所对应的路径值来确定最短路径
网络计划技术是PERT(计划评审技术)和CPM(关键路径法)的统称
9.2网络图的组成及绘制
9.2.1网络图的组成
边、结点、标度
一个网络图由事项、作业两个基本要素组成
1)事项
在网络图中用结点(以圆圈“○”表示)来代表事项,其中编上序号代表事项的顺序。 各个事项之间用箭线连接,并规定箭尾事项的代号一定小于箭头事项的代号,不允许逆序。
2)作业
关键路线其实是指时间上最紧张、没有回旋余地的路线,其定义见9.3.3节,但它正好是网络计划图中路长最长的路线。
用虚线画的箭线代表虚作业,既无作业代号也无作业时间。
虚作业不占用时间,也 不消耗任何人力与资源,它只是用来辅助描述作业间的紧前或紧后关系。
9.2.2绘制网络图的基本规则
第一,不允许出现循环回路。 第二,不允许出现编号相同的作业,即一对结点之间只能有一条箭线或虚箭线。 第三,只能有一个起点和一个终点。 第四,作业顺序的表示法。网络图中用结点和箭线的连接顺序来表示作业顺序,以 下通过两个示例对作业顺序的表示法进行说明。 第五,交叉作业的表示法。例如,有三件相同的产品,通过a作业之后,才能进行 b 作业。 第六,控制虚箭线的使用。
第七,网络图应尽量采用平行箭线,减少箭线的相互交叉。当交叉不可避免时,应 采用“暗桥”“断线”的办法,具体如图9.2.6所示。
第八,网络图的分类。网络图可以采用分级递阶的办法进行处理,以避免一张网络 图过分复杂。
在网络图的绘制上就有组合与并图的技巧。
9.2.3网络图的绘制步骤
1.任务的分解
2.画图
3.编号
9.2.4作业时间的确定
1)一时估计法(一个时间参数)
2)三时估计法
3)平均值法
9.3网络图的参数及其计算
9.3.1结点的时间参数与计算
1.结点j的最早开始时间tE(j)
从左往右,做加法,取最大
2.结点i的最迟完成时间tL(i)
从右往左,做减法,取最小
3.结点的时差S(i)
时差为零的结点称为关键结点。
9.3.2作业的时间参数与计算
1.作业(i,j)的最早开始时间tES(i,j)
2.作业(i,j)的最早完成时间tEF(i,j)
子主题
3.作业(i,j)的最迟开始时间tLS(i,j)
4.作业(i,j)的最迟完成时间tLF(i,j)
5.作业的总时差R(i,j)
6.作业的单时差r(i,j)
9.3.3关键路线与时差
关键路线的路长等于工程任务需要的总时间(如对总工期无特别规定, 它即为总工期),并且关键路线是网络图的所有路线中路长最长的。
一个网络图的关键路线可以有多条。关键路线越多,表明各项作业的工期都很紧张,要求必须加强管理、严格控制,以保证任务按期完成。
9.3.4网络图参数计算法
1.图上计算法
2.表格计算法
9.4任务按期完成的概率分析与计算
9.4.1任务完成时间的统计分布概率
1.平均值
2.标准离差与方差
3.任务完成时间
9.4.2任务按期完成的概率计算
1.计算方法
2.应用举例
3.讨论
4.关键线路的重新定义
针对π3
不同使用环境的精度要求
此处本质属性可以使刻画关系的属性,也可以是刻画要素的属性
有时也称系统工程过程系统
时间维和逻辑维都体现先后次序,逻辑维反映了问题从有到无,时间维反映了时间从无到有 “六个阶段、七个步骤“
体现关系