【正文】 個(gè)大的系統(tǒng)，包含許多層次，上下層次之間是包含與被包含的關(guān)系，或者領(lǐng)導(dǎo)與被領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)系。 聯(lián)系又稱關(guān)系 ，常常是錯(cuò)綜復(fù)雜的。 例如 ，一個(gè)工業(yè)企業(yè)是一個(gè)系統(tǒng)， 它的要素集合如圖 11所示 。 ?1． 2． 2 系統(tǒng)的屬性 ? 從系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)來看，系統(tǒng)的屬性主要有一下幾個(gè)方面。 ? 錢學(xué)森院士 在回顧我國(guó)研制 ? 兩彈一星 ? 的工作歷程時(shí)說： ? 我們把極其復(fù)雜的研制對(duì)象稱為 ‘ 系統(tǒng) ’ ，即由相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合成的具有特定功能的有機(jī)整體，而且這個(gè) ‘ 系統(tǒng) ’ 本身又是它所從屬的一個(gè)更大系統(tǒng)的組成部分。如果一個(gè)對(duì)象集合中存在兩個(gè)或兩個(gè)以上的不同要素，所有要素按照其特定方式相互聯(lián)系在一起，就稱該集合為一個(gè)系統(tǒng)。 ? 一般系統(tǒng)論的創(chuàng)始人 奧地利生物學(xué)家 馮 ? 中外學(xué)者 從不同的角度 對(duì)系統(tǒng)的定義 作過描述。例如 ，太陽系是天文學(xué)研究對(duì)象，植物群落是植物學(xué)研究對(duì)象，動(dòng)物群落是動(dòng)物學(xué)研究對(duì)象，人體和疾病是醫(yī)學(xué)研究對(duì)象，社會(huì)制度是歷史學(xué)和社會(huì)學(xué)研究對(duì)象等。 系統(tǒng)整體的功能和行為 由構(gòu)成系統(tǒng)的要素和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定，而這些功能和行為又是系統(tǒng)的任何一部分都不具備的。 ? 從系統(tǒng)工程的角度而言 ，系統(tǒng)的范圍或規(guī)模是根據(jù)我們研究問題的需要而決定的。系統(tǒng)整體與構(gòu)成系統(tǒng)的部分是相對(duì)而言的，整體中的某些部分可以被看成是該系統(tǒng)的子系統(tǒng)，而整個(gè)系統(tǒng)又可成為一個(gè)更大規(guī)模系統(tǒng)中的一個(gè)組成部分或者子系統(tǒng)。 ? 從許許多多、實(shí)實(shí)在在的系統(tǒng)和 ? 非系統(tǒng) ? 中可以 提煉出如下的定義 ： ? 所謂系統(tǒng)，是由相互聯(lián)系、相互作用的許多要素結(jié)合而成的具有特定功能的統(tǒng)一體 。 ? 但是 ，并非任何事物或者事務(wù)都可以隨心所欲地被稱為系統(tǒng)。系統(tǒng)是普遍的客觀存在。 ? 這些系統(tǒng)的形態(tài)和性質(zhì)是大不一樣的 。 ? 系統(tǒng)無處不在 。 ? 系統(tǒng) 概念是系統(tǒng)工程的核心和基本概念。 ? 本章將主要介紹 系統(tǒng)的基本概念，包括系統(tǒng)的定義與屬性、系統(tǒng)的分類、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能以及系統(tǒng)思想的演變等。 ? 所有不同角度的概括都具有一定的道理，?仁者見仁，智者見智?。 第三期工程時(shí)間定在 20222020年，目標(biāo)是月面巡視勘察與采樣返回； 其中前期主要 是研制和發(fā)射新型軟著陸月球巡視車，對(duì)著陸區(qū)進(jìn)行巡視勘察； 后期即 2022年以后 ，研制和發(fā)射小型采樣返回艙、月表鉆巖機(jī)、月表采樣器、機(jī)器人操作臂等，采集關(guān)鍵性樣品返回地球，對(duì)著陸區(qū)進(jìn)行考察，為下一步載人登月探測(cè)、建立月球前哨站的選址提供數(shù)據(jù)資料，此段工程的結(jié)束將使我國(guó)航天技術(shù)邁上一個(gè)新的臺(tái)階。 11月 18日衛(wèi)星轉(zhuǎn)為對(duì)月定向姿態(tài)， 11月 20日開始傳回探測(cè)數(shù)據(jù)。 第一期為繞月工程 ，發(fā)射探月衛(wèi)星 ? 嫦娥一號(hào) ? ，對(duì)月球表面環(huán)境、地貌、地形、地質(zhì)構(gòu)造與物理場(chǎng)進(jìn)行探測(cè)。 2022年 9月 2528日 ，搭載 3名航天員翟志剛、劉伯明、景海鵬的神舟七號(hào)飛船成功發(fā)射，翟志剛成為中國(guó)在太空出艙活動(dòng)第一人。 2022年 10月 1516日 ，我國(guó)的神舟五號(hào)飛船成功發(fā)射，中國(guó)第一名航天員楊利偉邀游太空，中國(guó)成為 ? 世界航天俱樂部 ? 的第三名成員。 ? 還有人說是 ? 航天時(shí)代 ? 。 破譯基因密碼，重組基因，克隆，制造干細(xì)胞 …… 有關(guān)的新概念、新技術(shù)層出不窮。這種組合產(chǎn)生新物質(zhì)的技術(shù)，就是所謂的納米技術(shù) (nanotechnology)，它使人類可以獲得許多用于科研、生產(chǎn)、生活各個(gè)領(lǐng)域的新材料。在這個(gè)尺度范圍內(nèi)對(duì)原子重新組合，新物質(zhì)就會(huì)表現(xiàn)出不同于單個(gè)原子或分子的性質(zhì)。 納米 (nm)是一種度量單位，1nm等于 1m的 10億分之一，相當(dāng)于 10個(gè)氫原子一個(gè)挨一個(gè)排起來的長(zhǎng)度。距離變得無關(guān)緊要， ? 地球變得越來越小 ? ，整個(gè)世界可以被因特網(wǎng) ? 一網(wǎng)打盡 ? ?，F(xiàn)在，沒有人能否定信息的存在和作用，沒有人能夠不接受、不利用信息，信息的作用、處理信息的手段是前所未有的。 ? 還有人說當(dāng)今是 信息 時(shí)代。計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展使其應(yīng)用領(lǐng)域得到迅速擴(kuò)展，如文字編排、數(shù)據(jù)處理、通信聯(lián)絡(luò)、設(shè)計(jì)繪圖、教育培訓(xùn)以及各級(jí)各類管理工作，無處沒有計(jì)算機(jī)的影子。 自 1946年第 1臺(tái)現(xiàn)代意義上的計(jì)算機(jī)ENIAC出現(xiàn)以來，計(jì)算機(jī)不斷更新?lián)Q代，而且更新?lián)Q代的周期越來越短。不過，暫時(shí)用一下這個(gè)名稱以強(qiáng)調(diào)當(dāng)代經(jīng)濟(jì)之 ? 新 ? 也未嘗不可。其實(shí)這是權(quán)宜之計(jì)。 ? 有人說當(dāng)今是 新經(jīng)濟(jì) 時(shí)代。電子商務(wù)、電子政務(wù)、網(wǎng)絡(luò)學(xué)院、遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、電子病歷、網(wǎng)上購(gòu)物、網(wǎng)上訂票、上網(wǎng)檢索、電子郵件、 MIS(管理信息系統(tǒng) )、 HIS(醫(yī)院信息系統(tǒng) ) ，悄悄進(jìn)入了我們的工作和生活中。 ? 有人說當(dāng)今是 網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì) 時(shí)代。知識(shí)經(jīng)濟(jì)的標(biāo)志之一就是承認(rèn)知識(shí)的擴(kuò)散與生產(chǎn)同樣重要，知識(shí)經(jīng)濟(jì)是人類社會(huì)繼游牧經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)、工業(yè)經(jīng)濟(jì)之后的經(jīng)濟(jì)。 ? 有人說當(dāng)今是 知識(shí)經(jīng)濟(jì) 時(shí)代。參考教材 1 孫東川，林福永，孫凱編等，系統(tǒng)工程引論 ，清華大學(xué)出版社，2022 2 陳宏民主編， 系統(tǒng)工程導(dǎo)論 ，高等教育出版社， 2022 第一章 系統(tǒng)的基本概念 ? 引言 ? 系統(tǒng)的定義與屬性 ? 系統(tǒng)的分類 ? 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能 ? 系統(tǒng)思想的演變 ? 1． 1 引言 ? 人類社會(huì)當(dāng)今處在一個(gè)什么時(shí)代 ?我們?nèi)绾螢樽约核幍臅r(shí)代命名 ? ? 有人說當(dāng)今是 后工業(yè)化 時(shí)代。 他們說，以蒸汽機(jī)的改進(jìn)和大量使用為標(biāo)志的工業(yè)革命，開始了工業(yè)化進(jìn)程，后來又經(jīng)過電力革命、核能革命，完成了工業(yè)化使命，在 20世紀(jì)后期則進(jìn)入了后工業(yè)化時(shí)代。 知識(shí)經(jīng)濟(jì)的提出源于 1996年經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織 (OECD)的 《 以知識(shí)為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì) 》 的報(bào)告。知識(shí)經(jīng)濟(jì)是以知識(shí)階層為社會(huì)主體，以知識(shí)和信息為主要資源，以高技術(shù)產(chǎn)業(yè)和服務(wù)為支柱產(chǎn)業(yè)，以人力資本和科技創(chuàng)新為動(dòng)力，以可持續(xù)發(fā)展為宏觀特征的新型經(jīng)濟(jì)。 20世紀(jì) 80年代出現(xiàn)了因特網(wǎng) (Inter)，如今，以先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)為基礎(chǔ)的信息網(wǎng)絡(luò)無處不在，發(fā)揮著越來越大的作用。人類是一天也離不開網(wǎng)絡(luò)了。 他們大概對(duì)上述幾個(gè)名稱不滿意，于是提出 ? 新經(jīng)濟(jì)時(shí)代 ? 一詞。因?yàn)樾屡c舊是相對(duì)的， ? 新 ? 是層出不窮、與時(shí)俱進(jìn)的，現(xiàn)在的經(jīng)濟(jì)相對(duì)于工業(yè)經(jīng)濟(jì)而言是 ? 新經(jīng)濟(jì) ? ，再過一百年或者幾百年，現(xiàn)在的 ? 新經(jīng)濟(jì) ? 恐怕就會(huì)是 ? 舊經(jīng)濟(jì) ’’ 了。 ? 還有人說當(dāng)今是 計(jì)算機(jī) 時(shí)代。20世紀(jì)占主導(dǎo)地位的， 50年代是電子管計(jì)算機(jī)， 50年代未至 60年代中期是晶體管計(jì)算機(jī)， 60年代末至 70年代末是集成電路電子計(jì)算機(jī)， 70年代末至今是大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路電子計(jì)算機(jī)。電子計(jì)算機(jī)被稱為 ? 電腦 ? ，現(xiàn)代社會(huì) ? 不可一日無此君 ? 。 20世紀(jì) 40年代，人類終于發(fā)現(xiàn)：世界是由物質(zhì)、能量、信息三大要素組成的，而不僅僅是由物質(zhì)要素組成，或者由物質(zhì)與能量?jī)煞N要素組成。信息網(wǎng)絡(luò)、信息高速公路、電子商務(wù)、電子政務(wù)等，正在改變?nèi)祟惖墓ぷ髁?xí)慣、生活習(xí)慣、思維方式。 ? 還有人說當(dāng)今是 納米 時(shí)代。納米結(jié)構(gòu)是指 1100nm尺度內(nèi)的結(jié)構(gòu)。其基本的物理化學(xué)性質(zhì)，如熔點(diǎn)、磁性、電容、導(dǎo)電性、發(fā)光等都可能產(chǎn)生重大變化。 ? 還有人說當(dāng)今是 基因 時(shí)代。它們甚至有可能改變?nèi)祟愖陨?，因而引起了關(guān)于倫理道德的爭(zhēng)論。 這是非常激動(dòng)人心的。 2022年 10月1217日，搭載兩名航天員費(fèi)俊龍、聶海勝的神舟六號(hào)飛船成功發(fā)射。 ? 我國(guó)的探月工程已經(jīng)起步，探月工程分為 ? 繞 ? 、 ? 落 ? 、 ? 回 ? 3個(gè)階段 。嫦娥一號(hào)于 2022年 10月 24日發(fā)射升空，經(jīng)過 8次變軌后，于 11月 7日順利進(jìn)入高度為 200公里、周期為 127分鐘的工作軌道。 第二期工程時(shí)間定為 20222022年 ，目標(biāo)是研制和發(fā)射航天器，以軟著陸的方式降落在月球上進(jìn)行探測(cè)。 ? 人類已經(jīng)邁開步伐走向茫茫宇宙了。但是，如果換一個(gè)角度 從系統(tǒng)工程的角度看，我們要說： ? 人類社會(huì)當(dāng)今處在系統(tǒng)工程時(shí)代 ! ? 什么是系統(tǒng) ?什么是系統(tǒng)工程 ?系統(tǒng)工程的基本概念、基本原理是什么 ?這就是本課要講述的內(nèi)容。 ? 1． 2 系統(tǒng)的定義與屬性 ? 1． 2． 1 系統(tǒng)的定義 ? 系統(tǒng)工程 (systems engineering， SE)的研究對(duì)象是 系統(tǒng) (system)。 ? 系統(tǒng) ? 一詞是大家熟悉的，在漢語中，它通常是作為名詞來使用，有時(shí)也作為形容詞和副詞使用；作為系統(tǒng)工程的科學(xué)術(shù)語，則需要在日常用語的基礎(chǔ)上加以提煉和界定。自然界和人類社會(huì)存在著多種多樣的系統(tǒng)，在研究系統(tǒng)的分類之前，先讓我們列舉幾組不同類型的系統(tǒng)， 例如 ： ? 一輛汽車、一架飛機(jī)、一列火車、一臺(tái)計(jì)算機(jī)、一個(gè)校園網(wǎng)分別都是一個(gè)系統(tǒng)； ? 一個(gè)國(guó)家、一個(gè)政府、一支軍隊(duì)、一個(gè)企業(yè)、一所學(xué)校、一家醫(yī)院、一支樂隊(duì)、一個(gè)球隊(duì)、一個(gè)家庭也分別都是一個(gè)系統(tǒng)； ? 一項(xiàng)工程 (例如三峽工程、西部大開發(fā)、振興東北、神舟五號(hào)、抗擊 SARS、舉辦 ? 奧運(yùn) ? )、一本教科書、一篇文章、一首歌曲、一張中藥處方同樣分別都是一個(gè)系統(tǒng)； ? 銀河系、太陽系、地球、大森林、動(dòng)植物群落以及聯(lián)合國(guó)、 WTO仍然都是一個(gè)系統(tǒng)等。系統(tǒng)可以互相包含與被包含，可以互相交叉和融合。每一個(gè)人都生活在系統(tǒng)之中，而且是生活在多種多樣、互相交叉的系統(tǒng)之中。相對(duì)于一輛汽車而言，拆卸下來的若干齒輪與螺絲釘不構(gòu)成系統(tǒng)；相對(duì)于一個(gè)球隊(duì)而言，游離活動(dòng)的幾名隊(duì)員不構(gòu)成系統(tǒng)；相對(duì)于一場(chǎng)球賽，正常的犯規(guī)行為 (可能有多次 )不構(gòu)成系統(tǒng)；海邊沙灘上休閑的人群不構(gòu)成系統(tǒng)；在盒子里放得整整齊齊的一副象棋，也不構(gòu)成系統(tǒng)。 ? 這個(gè)統(tǒng)一體又稱為整體或總體 ； 要素又稱為元素、部分、局部或零部件，在一定的意義上，又稱為子系統(tǒng) 。 例如 ，一輛汽車或一架飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)，一個(gè)企業(yè)的某一條生產(chǎn)線，一所大學(xué)的某一個(gè)學(xué)院等， 都分別是一個(gè)子系統(tǒng) ；而一輛汽車對(duì)于一個(gè)車隊(duì)，一架飛機(jī)對(duì)于一個(gè)航空公司，一個(gè)企業(yè)對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)，一所大學(xué)對(duì)于全國(guó)的或地區(qū)的高教系統(tǒng)來說，分別只是其中的一個(gè)組成部分或者一個(gè)子系統(tǒng)。 系統(tǒng) 具有特定的結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)為一定的功能和行為。 ? 某種特定的系統(tǒng) ，通常是自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)某一學(xué)科的研究對(duì)象。 系統(tǒng)工程以及系統(tǒng)科學(xué) (系統(tǒng)工程是系統(tǒng)科學(xué)部門的工程技術(shù) )的研究對(duì)象并不限于某種特定的系統(tǒng)，也不重復(fù)其他學(xué)科的研究，而是研究各種系統(tǒng)的普遍屬性和共同規(guī)律，研究各種系統(tǒng)的有效組織與管理問題。 例如 ，美國(guó)的韋伯斯特 (Webster)大辭典 把系統(tǒng)稱為 ? 有組織的或被組織化的整體、相聯(lián)系的整體所形成的各種概念和原理的綜合，由有規(guī)則的相互作用、相互依存的形式組成的諸要素的集合 ? 。貝塔朗菲 把系統(tǒng)稱為 ? 相互作用的多要素的復(fù)合體 ? 。其中的要素是指組成系統(tǒng)的不同的最小的 (即不需要再細(xì)分的 )組成部分。 ? ? 在漢語中與 System一詞 相對(duì)應(yīng)的名詞還有體系、體制、制度 ? 此外，在管理學(xué)原理和企業(yè)管理中用得最多的單詞之一 組織(anization)，其意義與系統(tǒng) (system)是很相近的，而且常常是等同的。 ? 1．集合性 ? 集合性表明系統(tǒng)是由許多 (至少兩個(gè) )可以相互區(qū)別的要素組成。 ? 2．相關(guān)性 ? 所謂相關(guān)性是指 系統(tǒng)內(nèi)部的要素與要素之間、要素與系統(tǒng)之間、系統(tǒng)與其環(huán)境之間存在著這樣那樣的聯(lián)系。如果不存在相關(guān)性，眾多的要素就如同一盤散沙，只是一個(gè)集合 (set)而不是一個(gè)系統(tǒng) (system)。 例如 ，我國(guó)的行政系統(tǒng)包含國(guó)家 省 (自治區(qū)，直轄市 )市 縣 鄉(xiāng)鎮(zhèn)；軍隊(duì)包含軍 師 (旅 )團(tuán) 營(yíng) 連 排；一所大學(xué)包含學(xué)校 學(xué)院 系 教研室；一個(gè)大企業(yè)包含總公司 分公司 工廠 車間 班組。大企業(yè)的中層又可以分為若干層次，構(gòu)成一座金字塔。從個(gè)人的管理能力而言，管理跨度的平均值是一個(gè)常數(shù)，被稱之為 ? 奇妙的 7”，即一個(gè)管理者，他能夠直接有效管理的下屬是 7人左右 ，不會(huì)太多。 當(dāng)然 ，管理崗位的設(shè)置要考慮多種因素，并非如此單一。 ? 在實(shí)際管理工作中，層次性并非是一成不變的 。我們把前者 稱為規(guī)范的層次 性，把后者稱為 不規(guī)范的層次性 。 例如 ，中國(guó)共產(chǎn)黨黨章規(guī)定：黨員有權(quán) ? 向黨的上級(jí)組織直至中央提出請(qǐng)求、申訴和控告，并要求有關(guān)組織給以負(fù)責(zé)的答復(fù) ? ； ? 黨的任何一級(jí)組織直至中央都無權(quán)剝奪黨員的上述權(quán)利 ? 。 ? 系統(tǒng)的整體性又稱為系統(tǒng)的總體性、全局性 。局部的目標(biāo)和訴求，要素的質(zhì)量、屬性和功能指標(biāo)，要素與要素之間、局部與局部之間的關(guān)系，都必須服從整體或總體的目的，它們共同實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體或總體的功能。系統(tǒng)的整體觀念或總體觀念是系統(tǒng)概念的精髓 。 ? 系統(tǒng)的各個(gè)部分組成一個(gè)整體之后，就會(huì)產(chǎn)生出整體具有而各個(gè)部分原來沒有的某些東西 (性質(zhì)、功能、要素 )，系統(tǒng)的這種屬性 稱為系統(tǒng)整體的涌現(xiàn)性 。即當(dāng)?shù)蛯哟紊系膸讉€(gè)部分組成上一層次時(shí)，一些新的性質(zhì)、功能、要素就會(huì)涌現(xiàn)出來。研究一