【正文】 2022/9/20 做科學(xué)人要迸發(fā)新奇思想火花 做技術(shù)人要追求精益求精精神 做工程人要講究方法注重實(shí)踐 2022/9/20 系統(tǒng)分析 ? 霍爾三維結(jié)構(gòu)中的邏輯維的一個(gè)步驟就是系統(tǒng)分析。 ? 系統(tǒng)分析是第二次世界大戰(zhàn)后美國(guó) 蘭德 公司開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種方法論。 ? 從狹義上看，可看成霍爾三維結(jié)構(gòu)中的邏輯維； ? 從廣義上看，可看成系統(tǒng)工程的同義語(yǔ)。 ? 系統(tǒng)分析 是 應(yīng)用建模、優(yōu)化和仿真等技術(shù)進(jìn)行定量和定性的分析，為選擇最優(yōu)的方案提供科學(xué)技術(shù)的決策依據(jù)的分析研究 過(guò)程 。 2022/9/20 ? 調(diào)研：對(duì)系統(tǒng)的目的與功能、環(huán)境、費(fèi)用與效果等資料和數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整理。 ? 系統(tǒng)分析是管理信息系統(tǒng)的一個(gè)主要和關(guān)鍵階段，負(fù)責(zé)這個(gè)階段的關(guān)鍵人物是系統(tǒng)分析員，完成這個(gè)階段任務(wù)的關(guān)鍵問(wèn)題是開(kāi)發(fā)人員與用戶(hù)之間的溝通。 ? 系統(tǒng)分析從系統(tǒng)需求入手，從用戶(hù)觀點(diǎn)出發(fā)建立系統(tǒng)用戶(hù)模型。用戶(hù)模型從概念上全方位表達(dá)系統(tǒng)需求及系統(tǒng)與用戶(hù)的相互關(guān)系。系統(tǒng)分析在用戶(hù)模型的基礎(chǔ)上，建立適應(yīng)性強(qiáng)的獨(dú)立于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)環(huán)境的邏輯結(jié)構(gòu)。應(yīng)用建模、優(yōu)化和仿真等技術(shù)進(jìn)行定量和定性的分析。 ? 分析階段獨(dú)立于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)環(huán)境，可以保證建立起來(lái)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有相對(duì)的穩(wěn)定性，便于系統(tǒng)維護(hù)、移植或擴(kuò)充。 ? 在系統(tǒng)分析階段，系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)應(yīng)從以下三方面全面反映系統(tǒng)的功能與性能： （ 1）信息 完整描述系統(tǒng)中所處理的全部信息； （ 2）行為 完全描述系統(tǒng)狀態(tài)變化所需處理或功能； （ 3）表示 詳細(xì)描述系統(tǒng)的對(duì)外接口與界面。 2022/9/20 ? 1. 系統(tǒng)分析的要素（ 6個(gè)基本要素） ? （ 1）問(wèn)題 ? （ 2）目的與目標(biāo) ? （ 3）方案 ? （ 4）模型 ? （ 5）系統(tǒng)評(píng)價(jià) ? （ 6）決策者 ? 做系統(tǒng)分析的前提： 1）系統(tǒng)分析是決策的基礎(chǔ)，是決策的輔助技術(shù) 。誰(shuí)決策誰(shuí)承擔(dān)責(zé)任。 2）系統(tǒng)分析要有一般性和適應(yīng)性。 3）系統(tǒng)分析人員與決策者保持良好溝通，做到及時(shí)調(diào)整，準(zhǔn)確把握。 4）要講效率。注意時(shí)間長(zhǎng)了情況就有變化，要經(jīng)常匯報(bào)進(jìn)展情況，你交了報(bào)告一定要問(wèn)什么時(shí)候您審閱完，請(qǐng)個(gè)打分啊。（如果老總忘記了看報(bào)告，那你下次就會(huì)得到他的關(guān)照了：））呵呵 2022/9/20 系統(tǒng)分析過(guò)程 |問(wèn)題 ——》 目標(biāo) ——》 方案 ——》 | 決策 ——》 實(shí)施 系統(tǒng)分析主要包括： （ 1）系統(tǒng)目標(biāo)分析 （ 2）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析 （ 3）系統(tǒng)環(huán)境分析 以及內(nèi)部狀況分析，可行性分析等 *注意：（ 1）系統(tǒng)分析的前提問(wèn)題（資料的真實(shí)可靠性）； （ 2）系統(tǒng)分析的假設(shè)問(wèn)題（考慮最壞的情況）例如，三峽大壩要考慮可能出現(xiàn)大地震的問(wèn)題（已有人做這個(gè)工作）。 2022/9/20 ? 系統(tǒng)分析的特點(diǎn) ： （ 1）多屬性；（ 2）不惟一性；（ 3）主觀性 ? 注意：無(wú)論是定性分析還是定量分析都有主觀性 ? 系統(tǒng)分析的原則 ：（ 1） 內(nèi)部因素與外部條件相結(jié)合；（ 2）當(dāng)前利益與長(zhǎng)遠(yuǎn)利益相結(jié)合；（ 3）局部利益與整體利益相結(jié)合；（ 4）定性分析與定量分析相結(jié)合。 ? 注意：做系統(tǒng)分析工作要講究方法和效率 2022/9/20 ? 系統(tǒng)分析涉及定性分析方法和定量分析方法，要正確地應(yīng)用系統(tǒng)分析的指導(dǎo)原則。定量分析有預(yù)測(cè)技術(shù)，系統(tǒng)建模，系統(tǒng)評(píng)價(jià)，系統(tǒng)仿真等。 ? 系統(tǒng)分析的一般程序，如圖 22 2022/9/20 明確 目的 原始信息 環(huán)境分析 政策分析 資源分析 同類(lèi)系統(tǒng)狀況 目標(biāo)確定 備選方 案謀劃 方案分析、評(píng) 價(jià)、預(yù)測(cè)等 工作報(bào)告與決 策者交互信息 調(diào) 整 結(jié) 束 是否 滿(mǎn)意？ 系統(tǒng)狀況分析 人、財(cái)、物、技 術(shù)分析及運(yùn)行 機(jī)制等 是 否 圖 22 系統(tǒng)分析的一般程序 2022/9/20 ? 例如，對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，除上述工作步驟外，還可以采用切克蘭德方法論的工作步驟，即 :① 說(shuō)明問(wèn)題現(xiàn)狀；②弄清關(guān)聯(lián)因素； ③ 建立概念模型；④改善概念模型；⑤比較； ⑥ 實(shí)施。切克蘭德方法論工作步驟的核心不是“最優(yōu)化”，而是“比較”或“學(xué)習(xí)”，從對(duì)模型和現(xiàn)狀的比較中學(xué)習(xí)改善現(xiàn)狀的途徑?！氨容^”的含義包括組織討論和聽(tīng)取各方面的意見(jiàn)在內(nèi)，因而不拘泥于建立數(shù)學(xué)模型來(lái)定量描述系統(tǒng)的最優(yōu)解。這正是反映了社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的特點(diǎn)和人在這類(lèi)系統(tǒng)中的積極因素。 2022/9/20 ? 又例如，社會(huì)環(huán)境和人的行為不可能都抽象成數(shù)學(xué)模型，即使是使用了專(zhuān)家系統(tǒng)，也不可能將邏輯推演、綜合和論證的過(guò)程做到像人的大腦那樣，有創(chuàng)造性的思維，也無(wú)法判斷許多隨機(jī)因素。 ? 采用群決策有利于克服某些個(gè)人決策中主觀判斷的失誤，但群決策過(guò)程比較長(zhǎng)。為了實(shí)現(xiàn)高效率的群決策，在理論方法和應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)方面，許多人做了大量工作。如多人多目標(biāo)決策理論、主從決策理論、協(xié)商談判系統(tǒng)、沖突分析等，有些應(yīng)用軟件已實(shí)用化。 ? 制定計(jì)劃有了決策就要付諸實(shí)施，實(shí)施就要依靠嚴(yán)格的有效的計(jì)劃。以工廠為例，為實(shí)現(xiàn)工廠 的生產(chǎn)任務(wù)和發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，就要制定當(dāng)年的生產(chǎn)計(jì)劃和未來(lái)的發(fā)展規(guī)劃。廠內(nèi)還要按廠級(jí)、車(chē)間級(jí)和班組級(jí)分別制定實(shí)施計(jì)劃。 ? 一項(xiàng)大的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，涉及設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、研究和施工等許多環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)又涉及組織大量的人、財(cái)、物。系統(tǒng)工程中常用的計(jì)劃評(píng)審技術(shù) (PERT)和關(guān)鍵路線(xiàn)法 (CPM)在制定和實(shí)施計(jì)劃方面起了重要的作用。 2022/9/20 4. 系統(tǒng)分析的模擬研究過(guò)程 ? 系統(tǒng)分析的模擬研究過(guò)程如圖 23 對(duì)問(wèn)題作形式化描述 圖 23 系統(tǒng)分析的模擬研究過(guò)程 模擬結(jié)果表達(dá) 系統(tǒng)和目標(biāo)定義 概念模型 程序化模型 模擬結(jié)果與評(píng)價(jià) 試驗(yàn)?zāi)Ｐ? 再 定 義 是 否 ? 對(duì)問(wèn)題作形式化描述 ——把自然語(yǔ)言轉(zhuǎn)換成符號(hào)語(yǔ)言，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分類(lèi)，作關(guān)系圖，作目標(biāo)樹(shù)圖等。 2022/9/20 5. 應(yīng)用實(shí)例 ? 例 1：企業(yè)庫(kù)存問(wèn)題的系統(tǒng)分析 （物流師技能） ? 問(wèn)題提出：最佳庫(kù)存與總的效益達(dá)到令人滿(mǎn)意 ? 庫(kù)存關(guān)系樹(shù)：搬運(yùn)費(fèi)，租倉(cāng)庫(kù)費(fèi)，進(jìn)貨費(fèi)（人工費(fèi)，油費(fèi)），銀行利息。散裝與整裝。購(gòu)買(mǎi)量與價(jià)格等。 ? （ 1）資料 ；（ 2）過(guò)去做法，好的經(jīng)驗(yàn)，特殊情況的處理；（ 3）建立最優(yōu)化模型；（ 4）求解；（ 5）模型的改進(jìn)問(wèn)題。 ? 最佳進(jìn)貨量模型： EOQ=sqrt(2*DS/C)。 EOQ（ Economic Order Quantity） ? 經(jīng)濟(jì)訂貨批量 EOQ的概念：經(jīng)濟(jì)訂貨批量是固定訂貨批量模型的一種，可以用來(lái)確定企業(yè)一次訂貨（外購(gòu)或自制）的數(shù)量。當(dāng)企業(yè)按照經(jīng)濟(jì)訂貨批量來(lái)訂貨時(shí)，可實(shí)現(xiàn)訂貨成本和儲(chǔ)存成本之和最小化。 D —商品年需求量 ； S — 每次訂貨成本； C — 單位商品年保管費(fèi)用。 2022/9/20 ? EOQ是庫(kù)存領(lǐng)域中最重要的分析方法之一，這個(gè)公式由哈里斯于 1915年首次提出，但由于威爾遜于 1934年獨(dú)立再創(chuàng)并把它引入市場(chǎng)，因此人們往往把威爾遜視為 EOQ公式的創(chuàng)始人。 ? EOQ模型的假設(shè)基礎(chǔ)： 市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的需求已知并具有延續(xù)性，且在一定時(shí)間內(nèi)不會(huì)發(fā)生變化。 假定成本已知，并且不會(huì)變化。 假定不會(huì)出現(xiàn)缺貨的情形。 假定只對(duì)一種產(chǎn)品進(jìn)行分析。 采購(gòu)價(jià)格和訂貨成本不會(huì)隨著訂貨數(shù)量的大小而變化。 ? 但在實(shí)際應(yīng)用中，上述假設(shè)有些是不可行的，幾種情況如下： 1）偏離經(jīng)濟(jì)型訂單批量； 2）需求和成本的不確定性 ； 3）允許缺貨的經(jīng)濟(jì)訂貨批量 ； 4）有數(shù)量折扣的經(jīng)濟(jì)批量。 2022/9/20 ? 例 2：某鍛造廠改造的系統(tǒng)分析 ? （ 1）問(wèn)題提出（降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)能力 .,設(shè)備投資，增加盈利）；（ 2）可行性論證（必要性 necessity分析）；（ 3）市場(chǎng)分析與預(yù)測(cè)（計(jì)算，定量化，現(xiàn)狀圖表，發(fā)展趨勢(shì)圖）；（ 4）方案的綜合評(píng)價(jià)（ 綜合評(píng)價(jià)模型 ）；（ 5）評(píng)估報(bào)告。 如果有 4個(gè)方案 .， 4個(gè)項(xiàng)目 2022/9/20 ? 應(yīng)用系統(tǒng)工程方法應(yīng)注意的問(wèn)題 ? 有以下幾點(diǎn)： ? （ 1）要用系統(tǒng)觀看待系統(tǒng)方法 ? 我們的時(shí)代是一個(gè)系統(tǒng)時(shí)代，絕不意味著系統(tǒng)方法是“超方法的方法”，可以定為一尊。例如，許多價(jià)值觀和目標(biāo)選擇問(wèn)題就是系統(tǒng)論本身所無(wú)法解決的。 ? （ 2）要從研究領(lǐng)域的現(xiàn)狀出發(fā)，客觀估計(jì)系統(tǒng)方法的實(shí)用功能和發(fā)展條件 ? （ 3）要對(duì)方法作出評(píng)價(jià) ? “為了對(duì)方法作出評(píng)價(jià)，需要的是方法論加上問(wèn)題，看一看問(wèn)題是否得到了解決，這是評(píng)價(jià)方法論的唯一標(biāo)準(zhǔn)” ? —— 英國(guó)系統(tǒng)工程學(xué)專(zhuān)家 PB契克蘭教授 ? （ 4）要堅(jiān)持實(shí)踐第一的觀點(diǎn) ? 不要停留在“一切皆成系統(tǒng)”、“功能研究重要”等描述性判斷的水平上。 2022/9/20 第 2章小結(jié) ? 重點(diǎn)： 1） 霍爾邏輯維的工作步驟： ? 解決系統(tǒng)工程實(shí)踐中的有關(guān)問(wèn)題必須遵循一定的工作步驟。在解決工程技術(shù)系統(tǒng)中的問(wèn)題時(shí)，常遵循霍爾三維結(jié)構(gòu)中的邏輯維所列出的工作步驟，這就是： ①明確問(wèn)題；②設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；③系統(tǒng)綜合；④系統(tǒng)分析；⑤最優(yōu)化；⑥決策；⑦實(shí)施計(jì)劃。 2） 系統(tǒng)分析的一般程序 2022/9/20 3. 系統(tǒng)描述方法 ? . 描述系統(tǒng)的工具體系 ? . 描述系統(tǒng)的指標(biāo)與指標(biāo)體系 ? . 建模問(wèn)題 ? . 數(shù)據(jù)管理 ? . 模型的分類(lèi) ? . 建立數(shù)學(xué)模型的方法 ? . 建立圖形模型的方法 2022/9/20 . 描述系統(tǒng)的工具體系 ? 如何描述？（宏觀角度看） ? 條條大路通羅馬 —— ? 問(wèn)題是那一條最好？那一條最適合你呢？ ? 面對(duì)一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng) ,用什么語(yǔ)言描述？ ? 自然語(yǔ)言 ? 數(shù)學(xué)語(yǔ)言 ? 圖形語(yǔ)言 ? 符號(hào)語(yǔ)言 ? 信號(hào)語(yǔ)言 ? 程序語(yǔ)言 ? 問(wèn)題 1：確定工具體系 ? 問(wèn)題 2：選擇描述方式 ? 問(wèn)題 3：規(guī)范化 2022/9/20 ? 自然語(yǔ)言 ? 例如，曹雪芹大約 38歲開(kāi)始寫(xiě) 《 紅樓夢(mèng) 》 ，他筆下的幾十個(gè)青年女性，他圍繞對(duì)女性的尊重展開(kāi)。文學(xué)本身有異于科學(xué)，文學(xué)家要寫(xiě)的是活生生的人，是活的感受和感發(fā)，它們是否合乎科學(xué)，不是你一眼就看得出來(lái)的，有時(shí)看似偏頗，恰好包含著合乎科學(xué)的內(nèi)容。 《 紅樓夢(mèng) 》 是他“披閱十載，增刪五次”，“字字看來(lái)皆是血， 十年 辛苦不尋常”的產(chǎn)物。 ? 計(jì)算機(jī)語(yǔ)言 ? 例如，匯編語(yǔ)言、 C語(yǔ)言、 Lisp語(yǔ)言、 Prolog語(yǔ)言等。 ? Lisp 語(yǔ)言簡(jiǎn)介：最早是在 20 世紀(jì) 50 年代末由麻省理工學(xué)院（ MIT）為研究人工智能而開(kāi)發(fā)的。 Lisp 語(yǔ)言的強(qiáng)大使它在其它方面諸如編寫(xiě)編輯命令和集成環(huán)境等顯示其優(yōu)勢(shì)。而 GNU Emacs Lisp 主要由 Maclisp 發(fā)展而來(lái)，該語(yǔ)言由 MIT 在 20 世紀(jì) 60 年代寫(xiě)成。它在某種程度上繼承了 Common Lisp，而 Common Lisp 在 20 世紀(jì) 80 年代成了一種標(biāo)準(zhǔn)。主要思想之一是用一種簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表 (list)來(lái)代表代碼和數(shù)據(jù) . 2022/9/20 ? Prolog（ Programming in Logic的縮寫(xiě)）簡(jiǎn)介： Prolog語(yǔ)言 是一種邏輯 編程語(yǔ)言 。它建立在 邏輯學(xué) 的理論基礎(chǔ)之上， 最初被運(yùn)用于 自然語(yǔ)言 等研究領(lǐng)域?，F(xiàn)在它已廣泛的應(yīng)用在 人工智能 的研究中，它可以用來(lái)建造專(zhuān)家系統(tǒng)、自然語(yǔ)言理解、智能知識(shí)庫(kù)等。同時(shí)它對(duì)一些通常的應(yīng)用程序的編寫(xiě)也很有幫助。使用它能夠比其他的語(yǔ)言更快速地開(kāi)發(fā)程序，因?yàn)樗木幊谭椒ǜ笫鞘褂眠壿嫷恼Z(yǔ)言來(lái)描述程序。 Prolog語(yǔ)言最早由 AixMarseille大學(xué)的 Alain Colmerauer與 Phillipe Roussel等人于 60年代末研究開(kāi)發(fā)。 1972年被公認(rèn)為是 Prolog語(yǔ)言正式誕生的年份，自 1972年以后，分支出多種 Prolog的方言。最主 要的兩種方言為 Edinburgh和 AixMarseille。最早的 Prolog解釋器 由 Roussel建造，而第一個(gè) Prolog編譯器 則是 David Warren編寫(xiě)的。 Prolog一直在北美和歐洲被廣泛使用。日本政府曾經(jīng)為了建造智能計(jì)算機(jī)而用 Prolog來(lái)開(kāi)發(fā) ICOT第五代 計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)。在早期的機(jī)器智能研究領(lǐng)域， Prolog曾經(jīng)是主要的開(kāi)發(fā)工具。 80年代 Borland開(kāi)發(fā)的 Turbo Prolog，進(jìn)一步普及了 Prolog的使用。1995年確定了 ISO Prolog標(biāo)準(zhǔn) 。目前比較流行的實(shí)現(xiàn)工具包括 SWIProlog, Yap 等。 2022/9/20 . 描述系統(tǒng)的指標(biāo)與指標(biāo)體系