系统工程与自动化生产线的设计

系统工程与自动化生产线的设计林景栋重庆大学目录系统工程1自动化系统2火工品自动化生产线3系统工程什么是系统？什么是工程？什么是系统工程？什么是系统工程方法论？.......系统工程系统工程方法论系统工程概述系统概述系统工程系统概述•什么是系统？大的、复杂的、难于协调的整体•生活中的例子公交、网购、移动通信、……•工作、科研中的例子业绩考评、采购管理、自动上料、……系统概述系统的定义系统是有特定功能的、相互间具有联系的许多要素所构成的一个整体。工程的定义：利用自然规律创建至少能使一部分人受益的系统。系统概述目的性具有特定的整体功能多样性相关性组织化有两个以上要素(实体、概念、原理等）相互依存、相互制约必须被组织化，形成有序整体成为系统的条件系统概述高杆灯日常巡查维护工作流程5点系统有哪些特性？目的性：功能整体性：表现形式层次性：主次之分相关性：要素相互促进,制约成长性与环境适应性：时间有效性。系统概述动态系统与静态系统实体系统与概念系统孤立(无物质、信息、能量交换)、封闭(无物质交换)与开放系统(物质、信息、能量均可交换)普通系统与大系统自然系统与人工系统系统的类型系统工程概述系统工程=+系统工程系统工程是以大型复杂系统为研究对象，按一定目的进行设计、开发、管理与控制，以期达到总体效果最优的理论与方法。系统工程概述技术人员有关的一些术语科学：是一个理性的、按照一定方法理解自然的过程，目的是获得一定的预测能力或解决问题的能力。研究：是科研人员为认识自然、以提高预测能力而进行的一系列活动。技术：值得并执行合理的工程决策以达到理想目的的能力。工程：利用自然规律创建至少能使一部分人受益的系统。系统工程概述工程设计工程人员的主要目的不在于探索自然规律，而在于应用现有的知识。为一个工程系统选择设计参数的过程就是分配资源，设计过程就是一个决策过程，选择设计参数就是制定决策。科学不是决策的过程。在需要决策时，科学研究要告一段落，随之而来的才是工程设计。系统工程概述PPT模板下载：www.1ppt.com/moban/行业PPT模板：www.1ppt.com/hangye/节日PPT模板：www.1ppt.com/jieri/PPT素材下载：www.1ppt.com/sucai/PPT背景图片：www.1ppt.com/beijing/PPT图表下载：www.1ppt.com/tubiao/优秀PPT下载：www.1ppt.com/xiazai/PPT教程：www.1ppt.com/powerpoint/Word教程：www.1ppt.com/word/Excel教程：www.1ppt.com/excel/资料下载：www.1ppt.com/ziliao/PPT课件下载：www.1ppt.com/kejian/范文下载：www.1ppt.com/fanwen/试卷下载：www.1ppt.com/shiti/教案下载：www.1ppt.com/jiaoan/原因工程设计过程就是一个实际系统的选型与决策过程系统工程就是把工程设计视为决策制定过程的一门科学。看看实际系统参数设计中进行选择、决策的例子：精度范围、尺寸大小、安装结构、测量范围、器件选型工程技术人员为什么要学习系统工程系统工程方法论霍尔的系统工程方法论系统工程常用方法系统工程基本观点系统工程方法论切克兰德的系统工程方法论物理-事理-人理方法论系统工程的构思原则系统工程方法论处理复杂系统时的基本观点•整体的观点•把系统内部所有要素看成一个整体，子系统最优与系统最优发生矛盾时，子系统要服从整个系统，反之，整个系统要对所有的子系统之间的关系进行协调，充分发挥各子系统的能动作用•把系统与环境看成一个整体，从更高的角度来分析系统与环境的关系，在策划系统最优时，必须考虑环境的制约作用，必须使环境受益，在万不得已的情况下，力图使环境所受损失最小，决不允许环境受到不能接受的损失。系统工程方法论•综合的观点遇到多目标、多因素、纵行交错、千变万化的系统时，应对目标、因素进行综合分析或评价，分清主次，对目标、因素进行综合。切忌只凭一时、一事、一地、一人进行决策。作好系统内各要素之间的协调工作，实现全系统的综合平衡。•层次的观点在研究系统问题时，要熟悉系统中诸要素在各种空间内层次与分布，特别要分清系统诸要素在时间过程中的缓急，地域空间中的分布，权重空间中的轻重，目标空间中的主次。避免平均主义，抓住主要矛盾和主要方面。系统工程方法论•价值的观点用最少的价值创造出最多的使用价值；如何用最短的时间、最少的人、财、物去改造一个现成的系统，用同样的人、财、物和时间去开发一个性能最好的系统。•发展的观点一个最优的系统也不是一成不变的，随着系统本身的发展、环境变化以及人们价值观念的变化，选优的标准在发展。因此，系统要适应环境就必须进行改造。系统工程方法论1.还原论与整体论相结合还原论主张把整体分解为部分去研究。还原论相信客观世界是既定的，存在一个由所谓“宇宙之砖”构成的基本层次，只要把研究对象还原到那个层次，搞清楚最小组分即“宇宙之砖”的性质，一切高层次的问题就迎刃而解了。现代科学表明，许多宇宙奥秘来源于整体的涌现性，“多源于少”，“复杂生于简单”。真正的整体涌现性在整体被分解为部分时已不复存在。基于还原论的科学是存在的科学，无法研究演化现象。科学的态度是把还原论和整体论结合。系统工程中常用的一些方法系统工程方法论2.定性描述与定量描述相结合任何系统都有定性特性和定量特性两方面，定性特性决定定量特性，定量特性表现定性特性。只有定性描述，对系统行为特性的把握难以深入准确。但定性描述是定量描述的基础，定性认识不正确，不论定量描述多么精确漂亮，都没有用，甚至会把认识引向歧途。定量描述是为定性描述服务的，借助定量描述能使定性描述深刻化、精确化。系统工程方法论3.局部描述与整体描述相结合整体是由局部构成的，整体统摄局部，局部支撑整体，局部行为受整体的约束、支配。描述系统包括描述整体和描述局部两方面，需要把两者很好地结合起来。在系统的整体观对照下建立对局部的描述，综合所有局部描述以建立关于系统整体的描述，是系统研究的基本方法。系统工程方法论•美国系统工程专家霍尔(A·D·Hall)于1969年提出，为解决大型复杂系统的规划、组织、管理问题提供了一种统一的思想方法。•霍尔三维结构是将系统工程整个活动过程分为前后紧密衔接的七个阶段和七个步骤，同时还考虑了为完成这些阶段和步骤所需要的各种专业知识和技能。这样，就形成了由时间维、逻辑维和知识维所组成的三维空间结构，如图所示。霍尔的系统工程方法论：霍尔的系统工程方法论时间维规划阶段、计划阶段、研制阶段、生产阶段、运行阶段、更新阶段。TEXTADDHERE法律、经济、管理科学、计算机科学、工程技术、社会科学、环境科学。霍尔系统工程的三维结构知识维逻辑维明确问题、系统指标设计、系统建模、系统综合、优化、决策、设施。规划阶段方案阶段研制阶段生产阶段更新阶段运行阶段环境科学社会科学工程技术计算机科学管理科学经济法律----知识维逻辑维霍尔的系统工程方法论霍尔的系统工程方法论按预定目标构造方案，对每一方案进行必要的说明系统分析的需要，建立相应的模型。提出目标或目标体系明确要解决的问题系统综合系统建模系统指标设计明确问题从多个优选方案中选择一个方案决策实施对已选方案进行实施、修改，完善以上6个步骤，转入下一阶段项目的工作顺序霍尔的系统工程方法论规划阶段计划阶段研制阶段调查研究、明确研究目标，提出自己的设想和初步方案，制定出系统工程活动的方针、政策或规划。根据规划阶段所提出设计思想和初步方案，从社会、经济、技术、可行性方面进行综合分析，提出具体的计划方案和选择一个最优方案。以计划为指南，组织人财物及各环节、各部门，实现系统的试制方案（包括制定生产计划）。项目的阶段划分霍尔的系统工程方法论生产阶段运行阶段更新阶段生产零部件及整个系统（包括设计安装计划）。安装、调试好系统，完成运行计划，使系统按预定的目标运行服务。完成系统的评价，改进或以新系统代替老系统，使系统更有效的工作，为系统进入下一个研制周期准备条件。项目的阶段划分切克兰德的系统工程方法论切克兰德的系统工程方法论偏重社会、机理尚不清楚的生物型的软系统，它较难用数学模型描述，往往只能用半定量、半定性或者只能用定性的方法来处理问题。处理这类问题的方法称为软方法。“软”的主要原因是它加人了人的判断和直觉，因此，解决问题时不像硬方法可以求出最佳的定量结果，而是所求出的结果一般是可行的满意解，并且有些结果因人而异。偏重工程、机理明显的物理型的硬系统，可以用较明显的数学模型描述，有较现成的定量方法可以计算出系统的行为和最佳结果。霍尔方法处理这类系统非常有效。良结构系统不良结构系统切克兰德的系统工程方法论问题现状说明弄清关联因素建立概念模型改善概念模型比较实施切克兰德的“调查学习”软方法的核心不是寻求“最优化”，而是“调查、比较”或者说是“学习”，从模型和现状比较中，学习改善现存系统的途径。到目前为止，已提出一些解决不良结构的软系统方法，如专家调查法(德尔菲)情景分析法、冲突分析法等。但从系统工程方法论角度看，切克兰德的“调查学习”方法具有更高的概括性。切克兰德的系统工程方法论1.不良结构系统现状说明通过调查分析，对现存的不良结构系统的现状进行说明。3.建立概念模型在不能建立数学模型的情况下，用结构模型或语言模型来描述系统的现状。2.弄清关联因素初步弄清、改善与现状有关的各种因素及其相互关系。5.比较将概念模型与现状进行比较，找出符合决策者意图而且可行的改革途径或方案。4.改善概念模型随着分析的不断深入和“学习”的加深，进一步用更合适的模型或方法改进上述概念模型。6.实施实施提出的改革方案。切克兰德的系统工程方法论物理-事理-人理方法论D1D2D3D4物理是象征着本体论(Ontology)的客观存在(自然、社会;具体、抽象),包括物质及其组织结构。物理是阐述自然客观现象和客观存在的定律、规则,通过数据、方程、描述、及其他方式表达出来。物理就是指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物理是指管理过程和管理对象中可以并应该由自然科、工程技术和“硬运筹方法”描述和处理的层面。物理是指涉及某项系统项目\问题处理过程中人们面对的客观存在，是物质运动的规律总和物理-事理-人理方法论D1D2D3D4物有常规,事有定理,这些基本规律或人类某些活动的理性行为可以称为事理。事理是指方法,或那些帮助人们基于世界和客观存在的机理之上的有效处理事务的方法。事理是指管理者介入和执行管理事物的方式和规律,包括如何感知、看待、认识、思考、描述和组织管理对象和管理过程事理有事理现象和事理本质,现象指人们在事理活动中直观把握的一切外部形态的东西及联系，构成办事过程的各种事实、现象。本质指隐藏在这些现象背后的办成办好事情应遵循的道理、规律等。事理是指涉及某项系统项目\问题处理过程中人们面对的客观存在及其规律时介入的机理。这种定义体现一种人-物界面物理-事理-人理方法论D1D2D3人理是关注涉及系统项目中所有团体相互之间的主观关系,包括顾客、权力当局、组织者、专家、潜在业主、使用者、操作者、受益和受损者。人理是指基于心理学、社会学、组织行为学,结合文化、传统、价值、观念等来把人组织在一起有效地开展的工作的方法。人理是指管理对象和过程中的人与人之间的关系,包括管理主体与主体之间的关系。研究人理包括研究管理过程中管理主体之间如何相互沟通、学习、调整、谈判、或者排斥甚至损害,涉及人与人之间的得与失、爱与恨、信任与怀疑、扶持与操纵。人理是指涉及某项系统项目\问题处理过程中的所有的人们之间的相互关系及其变化过程,通过研究和理顺这种关系,促进人们能按照可接受的事理去实现项目\问题的预定目标物理-事理-人理方法论工作步骤系统工程的构思原则系统工程的构思原则由粗到细的构思原则相互结合的构思原则程序化的构思原则系统工程的构思原则掌握必要的信息资料；从系统整体上把握住研究对象，认识其主要属性