系统论与系统分析方法一.系统概念二.系统思想三.系统论的基本规律与基本原理四.系统科学五.系统分析方法一、系统概念横看成岭侧成峰,远近高低各不同盲人摸象研究一个事物,有很多角度,如哲学的、美学的、数学的、经济的有没有一种能够全面了解、描述、分析、掌握事物的工具学呢?有,那就是——系统学。类别——自然科学总论1、系统贝塔朗菲的定义:系统是由相互联系、相互作用的诸元素的综合体。把贝塔朗菲的表述精确化,即定义1.1如果对象集S满足以下两个条件:1、S中至少包含两个不同对象;2、S中的对象按一定方式相互联系在一起。则称S为一个系统,称S中的对象为系统的组分,即组成部分。其他表述系统——系统是由相互作用、相互联系、相互依赖的若干组成部分结合起来的具有某种或几种特定功能的有机整体,而且这个系统又是更大系统的子系统。系统是指为了达到某种共同的目标,由若干相互作用的要素有机结合而构成的整体。系统强调各要素共同致力于目标的实现而建立相互协调合作的关系。一个完整的系统是由输入部分、输出部分、转换过程(将系统的输入转换成输出)和系统运行过程中的信息反馈等环节构成的系统是相对于外部环境而言的,外部环境向系统提供劳力、手段、资源、能量、信息等,称为“输入”。然后,系统应用自己自身所具有的功能,对输入的元素进行转化处理,形成有用产品,再“输出”到外部环境供其使用转换处理输入输出干扰反馈环境辨析题在现实世界中,人们凭经验可以指出各种各样的系统,却无法找出完全不能看成系统的事物。系统是普遍存在的,如:生产系统、经济系统、消费系统、科技系统、教育系统、交通系统、医药系统、服务系统。沙堆不是系统?区分堆与系统垃圾不是系统?杂乱无章,没有结构失盗的居室?结构已经被破坏人类思维的特性:边界、串联、整合曾有张老板和李老板为企业的合作问题在协商,两人觉得在办公室里谈判太乏味,于是去登山,在旅游中边玩边谈。一天,两人见到一只带着小熊的母熊正在向他们靠近,众所周知,带小熊的母熊对人的攻击性很强。两人赶紧逃跑,跑了一段距离后,张老板停下来,从旅行包里拿出运动鞋换上,李老板大叫:“你换了鞋就能跑得比熊快吗?”换好鞋的张老板边跑边回答:“我肯定跑不过熊,但可以跑得比你快。”问:二人思考问题有什么不同?边界边界:边界是指人们在认识事物时首先对要认识的问题从无限的联系中隔离开来,使之能在人类的智力和能力可思考的范围内。一百货商店打广告:“买左鞋,送右鞋。”为什么你会觉得“另类”?为什么某些学生从不认真学习,却也能安全通过考试?在光滑斜面上的一个载有物体的斜块的力学分析思考和讨论情景A:你已决定要去看场戏,花了30元买张门票。当你走进戏院时,发现门票掉了。你愿意再花30元重新买张门票吗?情景B:你已决定要去看场戏,入场门票价格为30元。当你到了戏院门口,发现遗失了30元钱。问:你还愿意掏30元买门票么?完全竞争和垄断竞争、寡头垄断在产品定价决策系统的系统边界有什么不同?小企业定价和大企业定价有什么不同?如何界定系统的边界?确定边界的最基本原则:1、逻辑上的理性——边界内有要素A和B,而C和A的关系与B同A的关系相当,B与C是同层次的,则C也应纳入系统。如:出门时穿雨鞋而不带伞,开小店卖盐而不卖酱油等是不可想象的一个卖立体画的小女孩2、边界外与边界内的独立性——边界内的变化独立于边界内。如:小企业扩张阶段的产品定价时无须考虑对市场价格的冲击要素扩张法如研究孩子的成长问题:孩子本身、家长(家庭)、亲朋好友(家族)、老师和同学(学校)串联串联:人们在同一时间只能考虑一个方面的问题。问题得一个一个地想,即便是最简单的数学问题,也不能左脑思考一个,右脑思考一个。——人类思维的局限性有没有例外?周伯通的双手互搏、奇人双手同时写不同的字、计算机的并联工作思维的串联性给我们思考整体与联系带来了困难。整合整合:大脑虽然是一个问题一个问题地思考,但也存在着整合功能。这一功能把在不同时间的问题都联系起来。看工程三视图,整合出零件的立体形态。2、结构元素:构成系统的最小组分或基本单元,即不可再细分或无须再细分的组成部分。机械系统,元素是不能再用机械方法分解的零件,而不是分子、原子;一个句子是个系统,每个字词就是其元素,而不是笔画。人口系统以人为元素,细胞不是。人文社会系统一般无法划分出彼此界限分明的元素,称要素为宜。如战争系统的要素是兵力、武器、士气、人心向背、战略战术等。广义结构含义:元素或要素之间的一切联系的总和。联系形式多样:时间联系、空间联系、持续的、瞬间的、确定性的、不确定性的结构:(略去无关紧要的、偶发的、无规则的联系)元素之间相对稳定的、有一点规则的联系方式的总和。结构种类:空间、时间;对称、非对称;深层、表层;硬结构、软结构子系统:在元素众多、结构复杂的系统中,元素之间有一种成团现象,一部分元素按某种方式更紧密地联系在一起,具有相对独立性,有自己的整体特性。不同集团的元素之间往往不是直接相互联系,而是通过所属集团而联系在一起。这类集团称为子系统或分系统。系统是否需要划分为子系统,取决于系统元素的种类、差异和联系方式的复杂性,而不在于元素多少。3、功能系统的功能:环境对系统的输入导致系统相应的输出,这种系统与环境相互联系和作用过程的能力就是系统的功能。系统的功能很多,有好的,也有坏的。完整地了解系统功能是很难的,人们往往用特定输入条件下的特定输出、特定的环境因素下的系统的行为来说明功能。功能和结构,是观察系统的两个视角。性能和功能系统在内部联系和外部联系中表现出来的特性和能力,成为系统的性能。系统行为引起环境中某些事物发生变化,成为系统的功能。如:可以流动是水的性能;利用水来输送木材是河水的功能。如果不同子系统之间有功能上的分工合作,即按照功能划分子系统,就说该系统具有功能结构。如:人体系统有消化、循环、免疫等子系统的划分;导弹系统有弹头、弹体、动力装置、控制装置等功能子系统的划分。高校教学单位的划分如果不同子系统彼此没有功能上的差别,划分为子系统仅仅是因为元素太多,必须分片管理,就说该系统是非功能结构的。如:一个连队分为三个班管理功能和结构一种流行观点:功能与结构有对应关系,功能决定结构。如:一个球队的业绩和教练水平有很大关系但任意挑选11个球员,再高明的教练也无法训练出世界级水平的足球队。系统的功能与环境有关如:高射炮打蚊子,某君在甲单位是一条虫,在乙单位是一条龙总之,元素、结构、环境三者共同决定系统的功能4、层次一个客观对象,被认为是系统时,往往可以从不同的视角去观察其存在及特征,这就是系统层面的意思。视角有很多,不同的视角所观察到的内容和意思不同。如,可以从美学的视角观察建筑物,也可在力学结构的意义下看待。复杂的系统往往具有多个层次空间层次结构:要素之间的相互作用与其在系统内的空间位置密切关。如东西部经济差距时间层次结构:系统的变化与时间的变化相关联。如GDP的增长功能层次结构:系统的不同层次具有不同的作用。如企业各级管理层的权限类别实例内容对系统论的主要贡献1.将阴阳与五行结合,并用此表征万物;2.把人作为一个完整的复杂,利用阴阳平衡、天人相应原理解释人体生理现象;3.提出对人的疾病要辨证施治,是传统中医中药学发展的理论基础。诸子百家与著名系统工程案例对军事、自然、社会等现象进行论争,形成了中国独有的军事(《孙子兵法》、自然科学(日晷)、道德和社会伦理(儒家等)体系,并将其应用于具体的工程项目(都江堰等)中国古代文化的系统思想《易经》与阴阳八卦用独特的爻卦、阴阳体系表征世间万物并解释世界阴阳五行和《皇帝内经》1.世间万物由要素组成,要素之间存在相互联系;2.要素的不同组合、不同结构可以形成世间万物;3.将阴阳平衡思想应用于医学,成功地分析了人的生理系统,发展了中国医学;4.根据对军事对弈中敌我彼此关系的分析,提出的对策直接贡献给了系统科学中的对策理论。二、系统思想1、古代泰勒斯认为水是万物之源万物均来自水阿那克西曼德的自然系统世界由水、空气、土和火四个元素组成1.宇宙由火组成;2.提出“一切皆流,一切皆变”、“人不能两次走进同一条河流”。1.数的单位或者分立的微粒是宇宙的基础;2.数为宇宙提供了一个概念的模型,数量和形状决定一切自然物体的形式;3.天体运动必须是均匀的圆周运动。德谟克利特的原子论宇宙万物都由原子组成1.认为哲学家的主要任务是治理人和社会,而不是理解和控制自然;2.用提问法研究伦理。1.系统地发展了辩证法;2.宇宙最初由两个三角形发展而来。1.创造了形式逻辑,系统研究了思维规律;2.提出了三段论和整体论;3.提出运行的天体是物质实体。古希腊哲学中的系统思想赫拉克利特的自然系统毕达哥拉斯的宇宙系统苏格拉底的提问法柏拉图的宇宙观亚里斯多德的三段论和整体论1.提出了各种对宇宙的组成的假设;2.利用数学来描述要素之间的关系;3.发展了一系列科学的研究方法;5.极大地发展了自然科学、社会科学和人类伦理科学;4.发明了一系列自然、社会和人类的规律;6.在系统的要素、要素之间的关系、系统的结构、系统的功能、系统的演化等方面具有丰富而深刻的研究成果。2、近代1.对复杂的天体系统有深刻研究;2.提出日心说。1.对科学研究方法有独到研究;2.提出定性—归纳推理的研究方法。1.将几何学代数化,创立了解析几何;2.提出了数学—演绎的研究方法;3.提出了质量、时间、空间三个基本量纲;4.提出“我思固我在”。1.提出了辩证法和唯物主义;2.提出了辩证法三个规律。1.取得了人类历史上一系列最重大的科学发明;2.创立了物理学、化学、生物学等自然科学及其分支;3.丰富了数学、天文学、哲学理论。培根的《新工具论》笛卡尔的《方法论》和《解析几何学》马克思的系统思想反映系统思想的其他科学成果1.研究的深入导致了自然科学分子的发展,自然科学的整体得到了专业化细分;2.取得了人类对自然系统的组成、要素关系、运行规律等方面认识的突破性成果;3.发展和完善了科学的方法论。近现代西方自然科学的系统思想哥白尼的《天体运行论贝塔朗菲:1937年第一次提出一般系统论的概念,强调把有机体视作为一个整体,生命是一个开放系统,要从生物体与环境的相互作用中说明生命的本质,认为生物系统是分层次的。60年代出现了一系列关于系统的新学科、新理论:耗散结构、协同学、突变论、混沌学3、现代4、经济学色诺芬尼对苏格拉底经济思想的分析最早研究了了财富、分工、价格、供求、货币等概念及其相互关系。柏拉图的《理想国》研究了分工、等级、公有财产等概念及其之间的相互联系,并提出《理想国》的设想。亚里士多德的价值形式分析最早分析了商品的价值。威廉·配第的钟表分析对钟表的加工过程进行详细分析,揭示了一般生产过程的秘密。魁奈的《经济表》提出了《经济表》。萨缪尔森的《经济学》建立了完整的《经济学》体系。曼昆的《经济学原理》用崭新的体系讲述《经济学原理》。经济学的系统思想1.将自然科学的研究方法应用于经济学领域,促进了人们对经济系统内的组成要素、要素之间的关系、经济系统运行规律的认识;2.将这些成果应用于经济工作,促进了经济系统本身的发展。埃及金字塔修建中的谜公元前27世纪,没有采掘机械,没有装卸和运输工具,古埃及人建造了巨大的金字塔。中国长城是如何修建的?近3000年前,中国人花2000多年时间修筑了总长度达50000多公里的长城。中国都江堰水利枢纽工程2500多年前,李冰父子在成都修建了包含鱼嘴、飞沙堰和宝瓶口三个主要工程的都江堰水利枢纽工程。1.泰罗根据“动作研究”的结果发明了“泰罗制”;2.法约尔提出了管理5要素;3.巴拉德第一次明确定义了“管理系统”概念;4.系统论、信息论、控制论、协同论、耗散结构正式提出。管理学及管理工程实践的系统思想管理学理论中的系统思想1.将管理对象、管理过程作为一个整体进行研究,促进了人们对管理系统内组成要素、要素之间关系的认识;2.将理论应用于管理工程实践,创造了人类奇迹;3.系统论及相关理论直接出现。5、管理学三、系统论的基本规律与基本原理1.结构功能规律2.信息反馈规律3.竞争协同规律4.涨落有序