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东南大学机械工程学院工业工程系1系统工程主讲教师：林晓通电话：13851986513电子邮件：lxtlxt64@126.com东南大学机械工程学院工业工程系2我们的约定1、保持教室宁静；2、请关闭移动电话或进入静音或震动状态；3、上课期间请勿任意走动、交谈、接听电话；4、不得在课堂上听MP3、玩掌上电脑和手机；5、请勿在教室内吸烟、吃零食、听耳机；6、注意休息以最佳状态投入到学习中。谢谢您的合作！东南大学机械工程学院工业工程系3第一讲系统工程概述系统工程（SystemsEngineering,SE）—系统工程方法论及其应用东南大学机械工程学院工业工程系4任何一种学问的起源必然有其推动的力量，工业工程亦不例外，它的推动力就是人类不屈于现状的意愿和求尽善尽美的成就欲望（achievementdemand）。人类不屈于现状的意愿，使人们想要把事情做得更好。在不断改善工作的过程中，人类终于了解到用科学方法来改善，可以把事情做得更好。原来，改善的过程也不一定要接受什么特殊训练，每个人天生就可以运用自己的经验与本能来达到改善的目的。等到泰勒把科学的方法带到管理的领域后，这种管理的科学，加上科技的知识才慢慢演变成日后的工业工程。工业工程和系统工程学东南大学机械工程学院工业工程系5工业工程的定义美国工业工程师学会（AIIE）对工业工程的定义是：“工业工程是对人员、物料及设备等，从事整个系统之设计改进及运用的一门科学。它利用数学、自然科学与社会科学的专门知识及技巧，并利用工程分析与设计的原理和方法，来规划、预测，并评估由此及其有关系统中所获得的效果。”工业工程和系统工程学东南大学机械工程学院工业工程系6概括而言，所有人类及非人类参与的活动，只要有动作出现的，都可应用工业工程的原理原则，以及工业工程的一套系统化的技术，经由最佳途径达到目的。譬如工业工程中的动作连贯性分析（operationsequence），由于人类的任何一种动作都有连贯性，因此把各动作经仔细分析，分成一个个微细单元，删掉不必要的动作，合并可连接的动作，以达到工作简化、动作经济、省时省工之目的。工业工程和系统工程学东南大学机械工程学院工业工程系7工程学与管理科学的桥梁工业工程就是衔接工程学与管理科学之间的一门新兴科学。有人称工业工程＝（机械工程＋电机工程＋化学工程＋土木工程＋…）×管理。实际上，最简单的解释就是：工业工程是用工程师的手法去解决与工程和管理有关的问题。在工厂里，一个纯粹研究制造的人和一个精于管理的人常无法沟通，此时就有赖工业工程师作桥梁了。工业工程和系统工程学东南大学机械工程学院工业工程系8与其它工程学有何不同工业工程学与机械、电机、化学、土木等工程学有何不同呢？传统的工程学，以“设计更经济的系统”为目的。如：机械工程设计高效率的“经济的机器系统”，电机工程设计“经济的电路系统”，它们设计的对象仅以机器、设备为着眼点。而工业工程除了考虑机器设备的设计外，还包含了人的因素（humanfactor），而以结合“人、材料、设备等之综合系统”为对象。工业工程和系统工程学东南大学机械工程学院工业工程系9与其它管理科学的区别何在？工业工程与企业管理之区别，乃在于工业工程是通过工程途径（engineeringapproach），应用科学上及工程上的方法与技术，考虑人员、机器、设备、流程、方法、时间等因素来解决管理上遇到的问题，而企业管理、行政管理，便无法采取工程途径去解决管理上的问题。工业工程和系统工程学东南大学机械工程学院工业工程系10工业工程师扮演的角色工业工程和系统工程学要了解一个工业工程师在工厂中扮演的角色，首先让我们来看看工厂中所存在的几个普遍问题：东南大学机械工程学院工业工程系11工业工程师扮演的角色工业工程和系统工程学(1)工厂中，每位专业工程师专司其职，谁来沟通不同的专业工程师呢？(2)工厂里，老板关心一件事（赚钱与产量），员工关心另件事（薪水与劳力的付出），那么谁来作老板和员工的桥梁？(3)工厂里，人人关心赶货及品质，是否有人关心今天比昨天做得更好，明天比今天做得又更好？如果有，那么这种改善的工作谁来做？东南大学机械工程学院工业工程系12工业工程师扮演的角色工业工程和系统工程学(4)人人关心机器、物料、……，谁来关心最重要的“人”？如何使这些人做得更舒服、做得更多、赚得更多，而且受到尊重？(5)大家关心产量，谁关心总成本？(6)各个小单位往往都有本位主义，由谁来考虑整个工厂的最优点（optimization）？解决这些问题的最适当人选就是工业工程师。东南大学机械工程学院工业工程系13更详细地说，工业工程师在工厂里做的事有：工作方法的设计和改善、操作标准时间及物料标准用量的确定、夹具与工具的设计、成本的计算与分析、生产计划与管理、产能计划与分析、物料管理、品质分析与管理、工业工程和系统工程学东南大学机械工程学院工业工程系14更详细地说，工业工程师在工厂里做的事有：工厂布置、工业安全作业、工作评价与奖励制度的建立、业务流程的改善、系统或制度的设计等等。工业工程师是：工业界的医生、效率专家、管理者的眼线、多样性的角色。工业工程和系统工程学东南大学机械工程学院工业工程系15推广工业工程观念的阻力：(1)在一些闭塞国有企业中，管理者的观念不够开放，不愿公开各方面的问题，也不愿提供周全的资料，没有资料工业工程师就无从下手解决问题。(2)人类守旧的观念，拒绝改变，因此工业工程师即无从施展所长。(3)一件新事物要经过学习的过程，人们才能熟练地应用，而学习的起步总是比较困难且成效不显著，因此人们即使费力，也宁可继续使用习惯了的旧方法、旧东西。（4）管理者的无知。工业工程和系统工程学东南大学机械工程学院工业工程系16但企业的竞争越来越残酷，竞争的范围也越来越大，传统的管理方法势必遭到淘汰，虽说每个人都有管理的本能，但是管理的好或坏、管理人数的多或少、管理幅度的宽或窄，都会受个人能力的限制，因此如何用有系统的方法把大规模的工作作得更好、更快，就必须用科学方法来管理，也就必须重视工业工程了。当然，工业工程师的能力决非万能的，但只要是学有专精的工业工程知识，则其失误的可能性较小，因为工业工程的做法不是凭直觉，而是依数据来做决定的。同理，如有了工业工程，做错误决策的机会也可减少很多。工业工程和系统工程学东南大学机械工程学院工业工程系17工业工程师解决问题的途径工业工程是经由下列两种途径来解决问题：（一）问题的分析与决策（problemsolving&decisionmaking）（二）系统工程方法（systemengineering）从资料收集、组织、分析以及如何安排等数理计算及专门技术的方法来解决难题。工业工程和系统工程学东南大学机械工程学院工业工程系18SE的概念SE是以大规模复杂系统（特别是管理系统）为研究对象，在系统理论、管理科学及其运筹学等学科基础上形成的一门交叉学科。通过学习，主要使学生掌握分析与解决各种管理系统问题的思想、程序和方法。学习方法：学生为主体，教师为主导。将课堂内外的学习结合起来！东南大学机械工程学院工业工程系19教材及考核教学参考书：汪应洛主编，系统工程（第4版），机械工业出版社，2009.3汪应洛主编,《系统工程理论、方法与应用》，北京：高等教育出版社，1998年教学要求：上课及考核课程结束后的考试（期末考试）成绩占60%；系统分析小组的工作、结果及课堂练习（课堂讨论、分析报告）占30%；平时作业、考勤等占10%。东南大学机械工程学院工业工程系20第一讲系统工程概述一.系统工程的产生、发展及应用二.系统工程的研究对象三.系统工程的概念与特点东南大学机械工程学院工业工程系21第一讲系统工程概述(一)系统思想及系统理论的产生与发展系统思想的发展经历了三个阶段，即：“只见森林”（朴素的系统思想）阶段—“只见树木”阶段—“先见森林，后见树木”（科学的系统思想）阶段。古代中国和古希腊在系统思想的产生与早期发展中具有突出地位和贡献。一.系统工程的产生、发展及应用东南大学机械工程学院工业工程系22第一讲系统工程概述著名古希腊哲学家亚里士多德(Aristotle)在公元前三百多年就提出整体是由部分组成，整体大于各个部分的总和.在恩格斯看来，整个世界是一个有机联系起来的复杂的系统，物质世界是有层次的.马克思认为整体不等于部分的简单相加，配合好时,部分之间协同配合，可以产生新的东西、新的力量.一.系统工程的产生、发展及应用东南大学机械工程学院工业工程系23(一)系统思想及系统理论的产生与发展整体思想和联系思想是科学系统思想的核心与实质。一般系统论、控制论、信息论、耗散结构理论、协同学及自组织理论等是系统理论的重要内容和SE的理论基础。第一讲系统工程概述(二)系统工程的发展概况阶段年代（份）重大工程实践或事件重要理论与方法贡献I1930美国发展与研究广播电视正式提出系统方法（Systemsapproach）的概念1940美国实施彩电开发计划采用系统方法，并取得巨大成功美国Bell电话公司开发微波通讯系统正式使用系统工程（SystemsEngineering）一词II第二次世界大战期间英、美等国的反空袭等军事行动产生军事运筹学（MilitaryOperationsResearch）,也即军事系统工程本世纪40年代美国研制原子弹的“曼哈顿计划”运用SE，并推动了其发展1945美国空军建立兰德（RAND）公司曾经提出系统分析（Systemsanalysis）概念，强调了其重要性III40年代后期到50年代初期运筹学的广泛运用与发展、控制论的创立与应用、电子计算机的出现，为SE奠定了重要的学科基础IV1957H.Good和R.E.Machol发表第一部名为《系统工程》的著作系统工程学科形成的标志1958美国研制北极星导弹潜艇提出PERT（网络优化技术），这是最早的系统工程技术之一。1965R.E.Machol编著《系统工程手册》表明系统工程的实用化和规范化美国自动控制学家L.A.Zedeh提出“模糊集合”概念为现代SE奠定了重要的数学基础1961-1972美国实施“阿波罗”登月计划使用了多种SE方法，其成功极大地提高了SE的地位V1972国际应用系统分析研究所（IIASA）在维也纳成立SE的应用开始从工程领域进入到社会经济领域，并发展到了一个重要的新阶段。70年代SE的广泛应用在国际上达到高潮VI80年代SE在国际上稳定发展、在中国的研究与应用达到高潮东南大学机械工程学院工业工程系27(三)系统工程在我国的发展及应用上世纪50至60年代，我国的一些研究机构和著名学者为SE的研究与应用作了理论上的探讨、应用上的偿试和技术方法上的准备。其主要标志和集中代表是钱学森的《工程控制论》、华罗庚的《统筹法》和许国志的《运筹学》。我国大规模地研究与应用SE是从70年代末、80年代初开始的。第一讲系统工程概述东南大学机械工程学院工业工程系2870年代末以来，应用SE理论和方法来研究与解决我国的重大现实问题，在许多领域和方面取得了较好的效果，如：人口问题的定量研究及应用（始于1978年）、2000年中国的研究(1983至1985年）、全国和地区能源规划（始于1980年）、全国人才和教育规划（始于1983年）、农业系统工程（始于1980年）、区域发展战略（始于1982年）、投入产出表的应用（始于60年代和1976年）、军事系统工程（始于1978年）、水资源的开发利用（始于1978年）等。90年代以来，系统工程在与企业发展结合、与现代信息技术结合、与实施可持续发展战略结合、与思维科学结合等方面已具有初步结果和强劲势头。第一讲系统工程概述2019/12/2329为什么成都平原被称为天府之国？图1-1都江堰工程公元前256年，蜀郡太守李冰父子组织建造都江堰工程，它主要由鱼嘴、飞沙堰和宝瓶口等三个部分组成。都江堰工程巧妙地利用地形，科学地解决了江水的自动分流、自动排沙和自动控制进水流量等难题，起到了“行水灌田，防洪抗灾”的功效，使成都平原获得“天府之国”的美誉。第一讲系统工程概