第一章-绪论-系统工程教学课件

系统工程第一章绪论1.1系统工程学科简介1.2系统工程的理论基础1.3系统分析1.4矿业系统工程1.1系统工程学科简介1.1.1系统的概念1.1.2系统工程的思想1.1.3系统工程的定义1.1.4系统工程的学科分支返回系统是指由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合的具有特定功能的有机整体。例如，在地球上存在着许多自然系统，如海洋系统、气象系统、生态系统等。在人类社会中存在着生产系统、经济系统、消费系统、科学系统、技术系统、教育系统、通信系统、交通系统、服务系统等。一般系统都具有以下属性:(1)整体性(2)层次性(3)相关性(4)目的性(5)环境适应性系统的分类⑴自然系统和人造系统⑵实体系统与概念系统⑶动态系统和静态系统⑷开放系统和封闭系统⑸简单系统和复杂系统⑹因果系统、目的系统、控制系统、行动系统、对象系统等系统的概念返回系统工程思想就是以大规模复杂系统为研究对象，把自然科学和社会科学的某些思想、理论、方法、策略和手段等根据总体协调的需要，有机地联系起来，把人们的生产、科研或经济活动有效地组织起来，应用定性分析和定量分析相结合的方法和计算机等技术，对系统构成要素、组织结构、信息交换和反馈控制等功能进行分析、设计、制造和服务，从而达到最优设计、最优控制和最优管理的目的，以便最充分地发挥人力、物力的潜力，通过各种组织管理技术，使局部和整体之间的关系协调配合，以实现系统的综合最优化。系统工程的思想返回系统工程的定义系统工程是一门正处于发展阶段的新兴交叉学科。系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是用系统科学的观点，合理地结合控制论、信息论、经济管理科学、现代数学、计算机技术和其他有关的工程技术，按照系统开发的程序和方法去研究和建造最优化系统的一门综合性的管理工程技术。系统工程以系统为对象，从系统的整体观念出发，研究各个组成部分，分析各种因素之间的关系，运用数学和系统分析方法，寻找系统的最优方案，使系统的总体效果达到最佳。返回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能源系统工⑥矿业系统工程⑦农业系统工程⑧企业系统工程⑨工程项目管理系统⑩科技管理⑪人口系统工程⑫军事系统工程系统工程的学科分支返回1.2系统工程的理论基础系统分析理论运筹学诸学科分支现代应用数学若干学科分支经济管理学理论与计算机技术密切结合的交叉学科分支返回1.3系统分析1.3.1基本内容及步骤1.3.2系统分析的原则1.3.3系统分析实例返回基本内容及步骤如下:⑴阐明问题⑵进行系统结构分析⑶进行调查研究、资料收集和分析⑷提出若干解决问题备选方案，建立评价指标体系和标准⑸建立模型,优选方案⑹提供系统工程分析报告返回系统分析的原则:⑴整体性与目的性⑵递阶分层分解和综合协调⑶长期利益与当前利益相结合经济效益与社会效益相结合⑷以定量分析为主，并与定性分析相结合返回某发电厂环境工程的系统分析。⑴问题：根据发电厂的技术参数，模拟分析一个发电厂烟囱排放的烟尘与SO2在大气中的扩散及污染情况，并提出污染治理方案。⑵确定模拟分析流程,见下图。⑶基本数据调查。发电厂的技术参数如下。①机组：2×1200kW。②锅炉：2×65t/h，1×35t/h。③除尘：一级旋风除尘器，效率；二级文丘里除尘器，效率。④烟囱:高度H=45m；出口直径=2m；出口烟气温度T=60℃。⑤燃料：本地区褐煤，每天700t，低品位；发热量。⑥燃煤的化学成分：含水分灰分挥发成分2.33％48.07％11％系统分析实例654.02＝0.801＝计算区域选定扩散过程的数学模式污染源参数模式化模拟扩散预测的浓度分布与标准比较超标区域的确定气象参数模式化排污标准（1）确定模拟分析流程（2）进行理论分析及计算①理论烟量：Q=Q0+1.061(α-1)AIR0=41.67m3/s；②烟囱排出烟尘量：③排出的SO2量：（3）模拟结果与标准的比较hkgqAqBMFHqcgA/1.823100100)1001()1001(360010446max1843.6kg/h3264100S)100q)(1ηC(1360010Bq4SO6gmax22SOM烟囱高度烟尘SO2模拟值标准超过倍数模拟值标准超过倍数45m823.1kg/h170kg/h4.841844kg/h170kg/h10.84（4）治理污染方案的选择烟尘和SO2两项排污都超过了国家标准，设想的解决排污方案有：①修建一座高烟囱，增大其扩散能力②提高除尘器效率③改变燃烧方法，减少飞灰份额④改用优质煤.可用外地优质煤代替本地区的褐煤。两种不同煤的参数对比见下表。改用优质煤后，煤尘与SO2的排放量估算如下：种煤工业分析元素分析QDT′参考价格(元/吨)含水分％含灰分％Cq％Hq％Oq％Nq％Sq％褐煤2.3348.0743.881.101.570.222.834027kcal/kg28优质煤1.0610.3281.183.482.121.420.428585kcal/kg40hkghkgAM/170/53.858535402707.4810.321.823maxhkghkgM/170/7.1298535402782.20.421843.6maxso2烟尘与SO2排放量均小于标准量。此外，还可节约燃料费：经过计算和比较,采用优质煤燃烧发电，烟尘与SO2排放量均小于标准量,每年还可节约近200万元资金,是四个方案中比较理想的治理污染的方案。（5）撰写系统分析报告万元）＝（7.191284085354027128300700S返回1.4矿业系统工程1.4.1基本概念1.3.2发展现状及应用范围返回三个概念:⑴计算机在矿业中的应用⑵计算机和运筹学在矿业中的应用⑶矿业统工程三者之间的关系:⑴系统工程理论和方法是计算机应用的基础⑵运筹学是通过数学模型来表达系统工程思想⑶计算机是实现系统工程思想和运筹学优化思想的工具。返回发展现状及应用范围⑴资源开发、规划与管理⑵矿山地质优化⑶矿山规划及设计工作的优化⑷矿山企业现代化管理⑸采矿软件的发展(Datamine、Mincom、PC-Mine、Medysystem、Surpac、M-KEagles)⑹APCOM会议(InternationalSymposiumontheApplicationofcomputerandOperationResearchintheMineralIndustry)返回