【正文】 用解析的數(shù)學(xué)公式表示 較難 有些問(wèn)題數(shù)學(xué)關(guān)系十分復(fù)雜，無(wú)法確知 實(shí)體模型――系統(tǒng)本身當(dāng)系統(tǒng)較小、易得、廉價(jià)、安全時(shí)，可以把系統(tǒng)本身作為模型直接加以研究例：自行車(chē)性能實(shí)驗(yàn)，直接用自行車(chē)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)三、制定方案的方法系統(tǒng)的類(lèi)型多種多樣，系統(tǒng)的功能多種多樣系統(tǒng)的目標(biāo)多種多樣，所以系統(tǒng)的方案多種多樣常用的制定方案的方法：目標(biāo)－手段考察法，形態(tài)結(jié)構(gòu)分析法會(huì)議法…… 模型建立一、模型的定義 分析法 一致性――如有多個(gè),必須綜合，協(xié)調(diào)、統(tǒng)一。 具體性――目標(biāo)必須具體，內(nèi)涵應(yīng)清楚。 可行性（可操作性）――所確定的目標(biāo)應(yīng)是可以達(dá)到或經(jīng)過(guò)努力能夠達(dá)到的，不能不顧具體條件的限制去制定無(wú)法達(dá)到的目標(biāo)。 目標(biāo)的確定關(guān)系到整個(gè)工程的方向、范圍、投資、周期、人員分配等決策，目標(biāo)不正確會(huì)延緩系統(tǒng)工程的進(jìn)行，甚至帶來(lái)?yè)p失。４、 對(duì)周邊城市及地區(qū)的規(guī)劃與發(fā)展影響５、 與全國(guó)交通網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)系６、 資源環(huán)境：是否符合國(guó)家能源政策，對(duì)上海能源的影響，需投入的能源（煤、油等），電力供應(yīng)，征用的土地及可能性，淡水供應(yīng)能力，建材供應(yīng)，施工能力，副食品供應(yīng)。三、系統(tǒng)環(huán)境分析例：某企業(yè)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)作為一個(gè)系統(tǒng)，相關(guān)的因素有：勞動(dòng)力、資金、廠房、設(shè)備、原材料、用戶(hù)、合作者、競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手……哪一些因素應(yīng)劃歸系統(tǒng) 評(píng)價(jià)決策 問(wèn)題界定 同一級(jí)的子系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)，要求相互之間密切配合，協(xié)調(diào)完成大系統(tǒng)的任務(wù)――是為協(xié)調(diào)汽車(chē)制造廠：例：建大廈，要素為磚、水泥、鋼筋、木材等不同水平的建筑師卻可以建出不同水平的房子來(lái)，原因在于組合思想的水平不同。 組合思想 系統(tǒng)工程的目標(biāo)和約束往往是多方面、多層次的，且隨社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、全球化、技術(shù)、市場(chǎng)等多種因素不斷變化，所以要追求系統(tǒng)的總體最優(yōu)，不是局部最優(yōu)。要求＋約束＋干擾對(duì)內(nèi)部系統(tǒng)的“輸入”167。對(duì)于一個(gè)大型的工作任務(wù)或系統(tǒng)來(lái)講，既需要“硬技術(shù)”也需要“軟技術(shù)”。 傳統(tǒng)工程側(cè)重于對(duì)能量、物質(zhì)進(jìn)行變換，完成各種“硬件”生產(chǎn)任務(wù)稱(chēng)為“硬技術(shù)”。另一方面的任務(wù)，是用系統(tǒng)的思想和方法重新評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)、分析和規(guī)劃現(xiàn)有的系統(tǒng)，使其充分挖掘潛力，具有新的功能，或找出改進(jìn)完善的方向，一般稱(chēng)之為“系統(tǒng)化”。 有關(guān)工具、平臺(tái)、軟件的研究1系統(tǒng)哲學(xué)分支認(rèn)識(shí)的界限問(wèn)題，復(fù)雜性屬于本體論還是認(rèn)識(shí)論 1建立適合所有層次的一般系統(tǒng)的數(shù)學(xué)理論，對(duì)一般系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)一描述。 復(fù)雜性科學(xué)理論研究復(fù)雜系統(tǒng)的演化、復(fù)雜系統(tǒng)研究的方法論等。管理體制的合理化167。４、 現(xiàn)代化管理的基本內(nèi)容 企業(yè)管理的范圍已日益擴(kuò)大，企業(yè)管理不僅要重視生產(chǎn)組織活動(dòng)，而且要重視產(chǎn)品的銷(xiāo)售和市場(chǎng)動(dòng)態(tài)研究，更要重視技術(shù)和企業(yè)人才的開(kāi)發(fā)，把滿(mǎn)足市場(chǎng)和用戶(hù)需要、適應(yīng)市場(chǎng)變化作為搞好企業(yè)管理的基本出發(fā)點(diǎn)。⑨ 管理層次：企業(yè)內(nèi)部權(quán)力應(yīng)由上而下逐級(jí)下放，以形成一個(gè)多級(jí)遞階的管理結(jié)構(gòu)。② 權(quán)力與責(zé)任：權(quán)力與責(zé)任相當(dāng)一致，因?yàn)橐蚬?紀(jì)律：紀(jì)律的實(shí)質(zhì)是遵守企業(yè)內(nèi)部各方面達(dá)成的協(xié)議，紀(jì)律執(zhí)行的好壞主要取決于領(lǐng)導(dǎo)人能否以身作則，賞罰分明。 把管理和執(zhí)行分開(kāi) 推行“職能制”，按專(zhuān)業(yè)分工設(shè)置各職能部門(mén)和主管領(lǐng)導(dǎo)。三、Taylor的科學(xué)管理的主要內(nèi)容 科學(xué)管理的中心問(wèn)題和目的是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高經(jīng)濟(jì)效益。Taylor經(jīng)多次試驗(yàn)，為此設(shè)計(jì)了能適應(yīng)不同生產(chǎn)控作業(yè)的各種鐵鏟，并仔細(xì)研究了工人的操作方法、勞動(dòng)強(qiáng)度和時(shí)間消耗。例如：廠里的生產(chǎn)操作業(yè)多種多樣，但工人使用的工具――鐵鏟的大小形狀卻是同樣的。 一切一切，需要有人專(zhuān)門(mén)從事生產(chǎn)活力的組織和管理工作 出現(xiàn)了管理層， 管理的方式：傳統(tǒng)管理模式特點(diǎn)：一切按照業(yè)主的經(jīng)驗(yàn)辦事，聽(tīng)從老板的安排例如：一項(xiàng)生產(chǎn)任務(wù)如何分工、規(guī)定多少時(shí)間完成，產(chǎn)品質(zhì)量的鑒定，產(chǎn)品成本的核算等等。 普利高律把信息概念引入耗散結(jié)構(gòu)理論 不存在與系統(tǒng)無(wú)關(guān)的信息，也不存在沒(méi)有信息的系統(tǒng)（2） 對(duì)稱(chēng)性H只與概率分布（p1p2……pn）有關(guān)，與pi序無(wú)關(guān)。在統(tǒng)計(jì)意義上，該序列N中包含消息xi的數(shù)目為piN個(gè)。消息與信息：消息是信息的攜帶者，但并非每條消息都帶有信息，或帶有同等信息量的信息。 信息論起源于通訊理論，是美國(guó)科學(xué)家香農(nóng)（Shannon）在1948年創(chuàng)立的 Sn 顧客到達(dá)時(shí)間：隨機(jī)服務(wù)占用時(shí)間：隨機(jī)設(shè)幾個(gè)服務(wù)臺(tái)最好？因素：排隊(duì)長(zhǎng)度（過(guò)長(zhǎng)，失去顧客）服務(wù)臺(tái)投資（設(shè)備、人員）隨機(jī)空閑率… 對(duì)策論研究對(duì)抗性的競(jìng)爭(zhēng)局勢(shì)的數(shù)學(xué)模型，探索最優(yōu)對(duì)抗策略（又稱(chēng)博奕論）例：下棋、打牌齊王賽馬：上、中、下三種多齊王、田忌、孫臏 存貯論最優(yōu)存貯策略 例：工廠生產(chǎn)原料 十、圖論、決策論167。動(dòng)態(tài)規(guī)劃的應(yīng)用：① 資源分配問(wèn)題：有限資源分給若干使用單位，使最后獲得的總收益為最大。欲從S點(diǎn)出發(fā)到達(dá)目的地G，使總距離最短。 例：最短路線問(wèn)題 多段決策過(guò)程的每一段的結(jié)束狀態(tài)就是下一段的初始狀態(tài)。已知該公司在這段時(shí)間內(nèi)總營(yíng)業(yè)時(shí)間為200小時(shí)，試決定使其營(yíng)業(yè)額最大的營(yíng)業(yè)計(jì)劃。例：某廠生產(chǎn)A、B兩種產(chǎn)品，其單件所需原材料及工時(shí)的消耗定額和利潤(rùn)如表單件定額資源產(chǎn)品 A B 資源限制 原料(kg) 工時(shí)（小時(shí)） 4 7 5 3 200 150利潤(rùn)（元／件） 40 30問(wèn)如何安排A，B產(chǎn)品的生產(chǎn)計(jì)劃，使該廠獲得利潤(rùn)最大？解：設(shè)x1，x2分別A，B產(chǎn)品的產(chǎn)量，則該問(wèn)題的線性規(guī)劃模型目標(biāo)函數(shù)：max Z=40x1+30x2約束條件：4x1＋5x2 ≤200 7x1＋3x2 ≤150非負(fù)條件：x10 x20非負(fù)條件是指A、B充其量不生產(chǎn)x1＝0，x2 ＝0，但不能為負(fù)值，線性規(guī)劃的應(yīng)用：下料問(wèn)題，生產(chǎn)計(jì)劃安排問(wèn)題、運(yùn)輸問(wèn)題、分配問(wèn)題，……五、非線性規(guī)劃 非線性規(guī)劃是指目標(biāo)函數(shù)或約束條件不全是線性方程的規(guī)劃問(wèn)題。根據(jù)系統(tǒng)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則對(duì)所得解進(jìn)行評(píng)價(jià)，并據(jù)此修正有關(guān)參數(shù)的值。問(wèn)題：不僅要求提出需要解決的問(wèn)題和希望達(dá)到的目標(biāo)，而且還要弄清問(wèn)題所片的環(huán)境條件，以及問(wèn)題中主要因素與各種環(huán)境條件之間的因果關(guān)系和其他邏輯關(guān)系，以使應(yīng)用有關(guān)科學(xué)方法對(duì)問(wèn)題尋求最優(yōu)解答。該項(xiàng)研究導(dǎo)致了運(yùn)籌學(xué)的產(chǎn)生。 運(yùn)籌學(xué)運(yùn)籌學(xué)是用數(shù)學(xué)方法研究系統(tǒng)最優(yōu)化問(wèn)題的學(xué)科，運(yùn)籌學(xué)著重于發(fā)揮現(xiàn)有系統(tǒng)的效能，通過(guò)建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，求出合理運(yùn)用人力、物力和財(cái)力的最優(yōu)方案。大系統(tǒng)優(yōu)化的主要方法：分解協(xié)調(diào)方法由于大系統(tǒng)的總目標(biāo)和各個(gè)子系統(tǒng)的目標(biāo)未必一致，或有矛盾，所以不能僅僅對(duì)大系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單分解成若干子系統(tǒng)，而后對(duì)各子系統(tǒng)分別優(yōu)化，最后加起來(lái)求得總目標(biāo)優(yōu)化，而必須采用特定的分解與協(xié)調(diào)方法，即把可分的大系統(tǒng)分解為若干互不相關(guān)的子系統(tǒng)，但這些互不相關(guān)的子系統(tǒng)又都是與大系統(tǒng)有關(guān)的，各子系統(tǒng)將性能反饋給大系統(tǒng)，用總目標(biāo)衡量后，再將指示下達(dá)給各子系統(tǒng)，這就是大系統(tǒng)分解與協(xié)調(diào)的基本思想。分散控制穩(wěn)定性：研究利用局部（各子系統(tǒng)）的輸出加以反饋至各局部控制器，并尋找相應(yīng)的控制規(guī)律，來(lái)保證整個(gè)大系統(tǒng)的穩(wěn)定。多級(jí)控制常用于經(jīng)濟(jì)管理組織機(jī)構(gòu)，下級(jí)機(jī)關(guān)將勞動(dòng)力組織到生產(chǎn)崗位上，上級(jí)機(jī)關(guān)指揮與協(xié)調(diào)各下級(jí)機(jī)關(guān)的工作。第一層是直接控制層，根據(jù)上層的決策（設(shè)定）直接控制大系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程或狀態(tài)，處理經(jīng)常發(fā)生的、變化快的外部擾動(dòng)。 整個(gè)遞階系統(tǒng)有一個(gè)總目標(biāo)，各決策單元和諧地工作以實(shí)現(xiàn)總目標(biāo)的優(yōu)化。 大系統(tǒng)模型簡(jiǎn)化的研究 大系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案從結(jié)構(gòu)上考慮，大系統(tǒng)一般分為遞階控制方案和分散控制方案一、遞階控制大系統(tǒng)往往是由不同質(zhì)的要素構(gòu)成的工藝設(shè)備、人、管理?xiàng)l例、計(jì)算機(jī) 大系統(tǒng)理論的研究?jī)?nèi)容 生物生態(tài)系統(tǒng)人體控制系統(tǒng)，環(huán)境保護(hù)系統(tǒng)大系統(tǒng)的特征： ① 規(guī)模龐大，構(gòu)成大系統(tǒng)的要素本身就是一個(gè)完整系統(tǒng)，如：大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)往往由煉鐵廠、煉鋼廠、軋鋼廠等要素組成，而這些工廠本身就自成一個(gè)系統(tǒng)。167。二、一般系統(tǒng)論的原則 系統(tǒng)觀點(diǎn)，即有機(jī)整體性原則認(rèn)為一切有機(jī)體都是一個(gè)開(kāi)放的系統(tǒng)，都是一個(gè)有機(jī)整體。所以無(wú)法說(shuō)明生命體的統(tǒng)一性. 活力論：認(rèn)為不能把生命現(xiàn)象簡(jiǎn)單地歸結(jié)為物理與化學(xué)過(guò)程，但卻用“超自然的活力”來(lái)解釋生命現(xiàn)象，認(rèn)為有機(jī)界和無(wú)機(jī)界之間有一道不可逾越的鴻溝，支配生物體的是一種超物質(zhì)力量。167。（7） 自組織理論 自組織概念，自組織與他組織、自組織結(jié)構(gòu)、支配原理序參量方程、自適應(yīng)、自復(fù)制、自瓦解、自創(chuàng)性等。（3） 開(kāi)放系統(tǒng)理論： 開(kāi)放與封閉的概念，可逆與不可逆，有序與無(wú)序，熵及其應(yīng)用、平衡無(wú)序、平衡有序、非平衡有序、生命系統(tǒng)理論等。 系統(tǒng)科學(xué)的研究對(duì)象和其他學(xué)科不同，它不是研究某一特定形態(tài)的具體系統(tǒng)，它研究的是一般系統(tǒng)，反應(yīng)的是自然界中各門(mén)科學(xué)、各個(gè)領(lǐng)域中共同的東西。 依據(jù)系統(tǒng)思想建立完整科學(xué)體系稱(chēng)為系統(tǒng)科學(xué)（2） 簡(jiǎn)單系統(tǒng)理論： 線性系統(tǒng)理論、信息論、控制論、大系統(tǒng)理論、運(yùn)籌學(xué)、灰色系統(tǒng)理論、黑箱方法等。（6） 隨機(jī)系統(tǒng)理論 隨機(jī)過(guò)程與隨機(jī)漲落、估計(jì)理論、主方程、朗之萬(wàn)方程，?？耍绽士朔匠獭㈦S機(jī)穩(wěn)定性、隨機(jī)系統(tǒng)定態(tài)解、隨機(jī)控制。（10） 開(kāi)放的復(fù)雜原系統(tǒng)定性與定量相結(jié)合的綜合集成法，從定性到定量的綜合集成工程。例如，生命的起源、生命的本質(zhì)等問(wèn)題，就存在兩種激烈爭(zhēng)論的觀點(diǎn)機(jī)械論與活力論機(jī)械論：認(rèn)為生物體應(yīng)像機(jī)械體一樣服從物理學(xué)、化學(xué)所闡明的各種規(guī)律，也就是說(shuō)，把生命問(wèn)題簡(jiǎn)化為物理和化學(xué)問(wèn)題，純粹用物理原因和化學(xué)原因來(lái)說(shuō)明一切生命的生理現(xiàn)象和心理過(guò)程。觀點(diǎn)：一般系統(tǒng)論堅(jiān)決反對(duì)活力論與機(jī)械論 反對(duì)簡(jiǎn)單相加的觀點(diǎn)，認(rèn)為系統(tǒng)不是簡(jiǎn)單地等于各部分之和； 反對(duì)機(jī)械觀點(diǎn)，認(rèn)為有機(jī)整體各部分的關(guān)系不能用機(jī)械關(guān)系來(lái)解釋?zhuān)?反對(duì)被動(dòng)反應(yīng)觀點(diǎn)，即生物活動(dòng)不是受環(huán)境刺激作出簡(jiǎn)單信息，而是具有自調(diào)功能的活動(dòng)，機(jī)體對(duì)于環(huán)境的干擾具有調(diào)節(jié)能力。三、一般系統(tǒng)的內(nèi)容一般系統(tǒng)論包括三個(gè)方面 系統(tǒng)科學(xué)理論――原理部分 系統(tǒng)哲學(xué)――系統(tǒng)的哲學(xué)基礎(chǔ)和哲學(xué)意義 系統(tǒng)技術(shù)――應(yīng)用技術(shù)四、一般系統(tǒng)論的適用范圍不僅適合于有機(jī)體，而且也適合于經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和科學(xué)技術(shù)等一切系統(tǒng)。 社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)國(guó)家行政管理系統(tǒng)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)管理系統(tǒng)，商業(yè)系統(tǒng)，衛(wèi)生醫(yī)療系統(tǒng)，教育系統(tǒng)同時(shí)，正因?yàn)閷?duì)大系統(tǒng)的影響因素眾多，所以大系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型往往是高維的、高階的、系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的工作量隨維數(shù)增大即迅速增長(zhǎng)，導(dǎo)致“維數(shù)災(zāi)”。 大系統(tǒng)的最優(yōu)化問(wèn)題研究多層控制常用于工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)安排和管理上。 多級(jí)控制將總目標(biāo)分解成局部目標(biāo)，并利用各級(jí)局部決策單元進(jìn)行控制和協(xié)調(diào)。 大系統(tǒng)的穩(wěn)定性大系統(tǒng)的穩(wěn)定性分為 多級(jí)遞階穩(wěn)定性 分散控制穩(wěn)定性 多級(jí)遞階穩(wěn)定性：研究如果各子系統(tǒng)穩(wěn)定，則其相互關(guān)聯(lián)滿(mǎn)足什么條件時(shí)，大系統(tǒng)也是穩(wěn)定的。例：企業(yè)在現(xiàn)有人力、物力和財(cái)力的條件下，如何合理安排生產(chǎn)計(jì)劃，如何開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，如何提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率等等。 動(dòng)態(tài)優(yōu)化方法拉格朗日乘子法法 進(jìn)行各自子系統(tǒng)優(yōu)化模型協(xié)調(diào)計(jì)算 各子系統(tǒng)優(yōu)化規(guī)律綜合為大系統(tǒng)優(yōu)化167。 為了最大效用地發(fā)揮防空系統(tǒng)的作用，當(dāng)時(shí)提出了一個(gè)問(wèn)題：對(duì)整個(gè)防空系統(tǒng)進(jìn)行研究，以解決各雷達(dá)站之間和雷達(dá)站與整個(gè)防空系統(tǒng)之間應(yīng)如何協(xié)調(diào)配合才能有效地防備德國(guó)飛機(jī)入侵的問(wèn)題。二、運(yùn)籌學(xué)方法應(yīng)用運(yùn)籌學(xué)處理問(wèn)題時(shí)，首先要求從系統(tǒng)觀點(diǎn)出發(fā)分析。確定與數(shù)學(xué)模型有關(guān)的各種系數(shù)，選擇求解方法，求出最優(yōu)解答。工程含義：用一組線性的等式不等式的代數(shù)方程去描述和求解在一定的資源條件下，如何合理地運(yùn)用這些資源來(lái)達(dá)到產(chǎn)量（利潤(rùn)）最大或成本（費(fèi)用）最小的目標(biāo)的數(shù)學(xué)方法。第二種設(shè)備是（2＋）小時(shí)，其中x2 是第二種設(shè)備的售出數(shù)量。 選定一個(gè)策略使多段決策問(wèn)題總體的目標(biāo)函數(shù)達(dá)到最優(yōu)，就是多段決策過(guò)程的最優(yōu)化問(wèn)題。 動(dòng)態(tài)規(guī)劃由美國(guó)數(shù)學(xué)家貝爾曼于50年代提出，其中的思想為“最優(yōu)性原則”：用一個(gè)基本的遞推關(guān)系式，從整個(gè)問(wèn)題的終點(diǎn)出發(fā)，由后向前使過(guò)程連續(xù)遞推，直至到達(dá)過(guò)程終點(diǎn)，直到找到最優(yōu)解。GS 按圖所示，劃分四個(gè)階段：G, C2B2A2GC1B1A1GC2C1B221B13C24GC144503035844034 , S C１ 第四階段 G C２C１到G的最短距離為4 ，填入C１的圈中C２到G