【正文】 15 (5)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) (JIS)規(guī)定： “ 系統(tǒng)工程是為了更好地達(dá)到系統(tǒng)目標(biāo)， 而對系統(tǒng)的構(gòu)成要素 、 組織結(jié)構(gòu) 、 信息流動和控制機(jī)構(gòu)等進(jìn)行分析與設(shè)計的技術(shù) ” 。 錢學(xué)森提出的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)體系 ——四個層次一座橋梁 17 系統(tǒng)工程研究對象 研究對象： 不限于物質(zhì)系統(tǒng)，還包括自然系統(tǒng)、社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、經(jīng)營管理系統(tǒng)、軍事指揮系統(tǒng)等等。 18 ? 從系統(tǒng)工程的定義可以看出，系統(tǒng)工程 是一門跨學(xué)科的 邊緣性交叉學(xué)科 ，它包括 自然、社會及工程設(shè)計分析等方面的知識， 它是由一般 系統(tǒng)論 、 經(jīng)濟(jì)控制論 、 運籌學(xué) 等學(xué)科相互滲透、交叉發(fā)展而形成的。 運籌學(xué)： 通常涉及現(xiàn)有系統(tǒng)運營情況 ， 側(cè)重于資源的最優(yōu)配置 。 系統(tǒng)工程作為一門軟科學(xué)，日益受到人們的重視。 系統(tǒng)工程方法論就是解決系統(tǒng)工程實踐中的問題所應(yīng)遵循的步驟、程序和方法。對于傳統(tǒng)方法，它解決問題的目標(biāo)往往是單一的，比如設(shè)計一個產(chǎn)品或只強調(diào)成本低或只強調(diào)性能高，而系統(tǒng)工程對目標(biāo)的考慮需要從系統(tǒng)運行的全過程即 時間方面 以及在每個階段中處理問題的特殊思維過程即 邏輯方面 ，并綜合運用各種專業(yè)知識即 知識方面 來綜合考慮。 b)擬定階段： 完成的任務(wù)是提出具體的方案 ， 進(jìn)行系統(tǒng)的初步設(shè)計 。 d)運籌階段 ： 方案的綜合選優(yōu) ， 確定最優(yōu)實施方案 。 f) 運行階段 ： 按照系統(tǒng)預(yù)定的用途工作 。 27 ② 邏輯維 a) 明確問題： 了解問題所處的環(huán)境 ， 收集有關(guān)的數(shù)據(jù)和資料 ， 主要目的是弄清問題 。 c)系統(tǒng)方案綜合： 為實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)，擬定所需采取的策略和應(yīng)選擇的方案。 28 ② 邏輯維 e) 系統(tǒng)方案的優(yōu)化與選擇： 用數(shù)學(xué)規(guī)劃等定量的優(yōu)化方法去判別各種方案的優(yōu)劣，以進(jìn)行方案選擇。 g) 實施計劃： 按決策結(jié)果制定實施方案和計劃 。 30 系統(tǒng)分析簡介 ?狹義的解釋 認(rèn)為系統(tǒng)分析是系統(tǒng)工程的一項優(yōu)化技術(shù)，是系統(tǒng)工程在非結(jié)構(gòu)化問題決策中的具體應(yīng)用。 ?廣義的解釋 認(rèn)為系統(tǒng)分析就是系統(tǒng)工程，系統(tǒng)分析是系統(tǒng)工程的同義詞 。 32 系統(tǒng)分析的基本概念 ?系統(tǒng)分析的目的 是在于分析系統(tǒng)內(nèi)部與系統(tǒng)環(huán)境之間、系統(tǒng)內(nèi)部各要素之間的相互依賴、相互制約、相互促進(jìn)的復(fù)雜關(guān)系，分析系統(tǒng)要素的層次結(jié)構(gòu)關(guān)系及其對系統(tǒng)功能和目標(biāo)的影響，通過建立系統(tǒng)的分析模型使系統(tǒng)各要素及其與環(huán)境之間的協(xié)調(diào)達(dá)到最佳狀態(tài)， 最終為系統(tǒng)決策提供依據(jù)。 這有兩種情況： – 一種是純屬專業(yè)性質(zhì)的 ， 即目標(biāo)沖突問題； – 另一種是社會性質(zhì)的 ， 即利害沖突問題 。 ?解決辦法： – 建立一個沒有矛盾的目標(biāo)集 ， 把引起矛盾的分目標(biāo)剔除掉 。 40 利害沖突 ? 處理的方法 ： – 目標(biāo)方之一放棄自己的利益； – 保持其中一個目標(biāo) ， 用其它方式補償或部分補償受損方的利益； – 通過協(xié)商調(diào)整目標(biāo)系統(tǒng) ， 使之達(dá)到目標(biāo)相容 。 41 （ 1）堅持問題導(dǎo)向； （ 2）以整體為目標(biāo)； （ 3）多方案模型分析和選優(yōu)； （ 4）定量分析與定性分析相結(jié)合； （ 5）多次反復(fù)進(jìn)行。 煙塵超標(biāo) ， SO2超標(biāo) 1． 擬定方案： ① 修建高煙囪 120m （ 目前是 45m） ， 投 資估算 22萬； 不可行 (附近是機(jī)場 ） ； ② 該廠采用的是多管旋風(fēng)加文丘里除塵器， 效率為 %， 若改用電除塵器 ， 除塵效率將提高到 99%， 投資 70萬；而對 SO2， 可以采用預(yù)洗或爐中添加石灰等方法 ， 可行 ； 1． 擬定方案： ③ 更換鍋爐 ， 投資 200萬 ， 能降低大約 2／3的飛灰 ， 而對 SO2沒有減少 。 若以降低燃燒效率 2％ 計算 ， 其年經(jīng)濟(jì)損失為 ， 所以這是一個不理想的可行方案； ④ 改用外地優(yōu)質(zhì)煤 （ 目前是用本地區(qū)的褐煤 ） 。 此外還可節(jié)約燃料費 /年。 45 第二章 系統(tǒng)分析 一、模型與模型化簡介 二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析技術(shù) 三、系統(tǒng)仿真 46 一、模型與模型化簡介 模型及特征 模型是現(xiàn)實系統(tǒng)的替代物。 特征： （ 1）它是現(xiàn)實世界部分的抽象或模仿； （ 2）它是由那些與分析的問題有關(guān)的因素構(gòu)成的； （ 3）它表明了有關(guān)因素間的相互關(guān)系。 構(gòu)模的過程 （化）及其本質(zhì) ? 利用模型與原型之間某方面的相似關(guān)系，在研究的過程中用模型來代替原型，通過對模型的研究得到關(guān)于原型的一些信息。 （ 2）導(dǎo)致科學(xué)規(guī)律、理論、原理的發(fā)現(xiàn)。 49 地位： （化）的地位與作用 模型不能代替對客觀系統(tǒng)內(nèi)容的研究，只有在和對客體系統(tǒng)內(nèi)容研究相配合時，其作用才能充分發(fā)揮。形式上分為思維、字句或描述的。分為 結(jié)構(gòu)模型 和 數(shù)學(xué)模型 。 ?仿真模型： 用計算機(jī)對系統(tǒng)進(jìn)行仿真時所用的模型。分為 物理模型 和 圖像模型 。 53 ?（ 4）老手法： ?（ 2）實驗方法： ?（ 3）綜合方法： ?（ 1）分析方法： ?（ 5）辨證法： 化工 過程 分析與合成 過程： 客觀事物從一個狀態(tài)到另一個狀態(tài)的轉(zhuǎn)移?；ぃ捰?，化肥）、輕工、冶金過程、醫(yī)藥生產(chǎn)過程等。像電視機(jī)、汽車、機(jī)械零件加工等的生產(chǎn)，都是制造工藝 化工過程 ? 化工過程 ： 以天然物料 （ 煤 、 石油 、 鹽等 ）為基礎(chǔ)原料 ， 經(jīng)過物理或化學(xué)加工制成產(chǎn)品的過程 。 ? 主要的化學(xué)反應(yīng)過程有： ? 催化 反應(yīng)過程 ? 熱裂解反應(yīng) 過程 ? 電解質(zhì)溶液離子反應(yīng) 過程 ? 生物化學(xué) 反應(yīng)過程 換熱過程 ? 定義： 化工過程工藝流程中被處理的物流，按各單元過程所要求的溫度，通過換熱器加熱或冷卻的過程。 ? 換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計目標(biāo)： 以最大限度的節(jié)能、經(jīng)濟(jì)的設(shè)備投資、良好的操作適應(yīng)性。 分離過程 ? 定義： 從某種已知組成的混合物中分離出某幾種目標(biāo)產(chǎn)物的過程 . ? 化工系統(tǒng)綜合 :從可以設(shè)計出的不同流程、不同塔數(shù)的多種流程方案中選擇經(jīng)濟(jì)的、能滿足分離要求的最佳方案 . ? 分離過程選擇 : ? 非均一系物料的氣固相分離 :采用沉降、過濾、濕法除塵、電除塵等單元操作。 ? 均一系物料的氣相分離 ，可采用吸附、吸收、膜分離。 ? 化學(xué)反應(yīng)過程 ? 換熱過程 ? 分離過程 ? 不同的化工過程只是這三類過程的不同組合 ? 化工系統(tǒng)工程研究內(nèi)容 :這三類，其中主要是換熱過程和分離過程 化工過程生產(chǎn)操作控制 ? 化工過程生產(chǎn)操作控制 ：對生產(chǎn)操作工況的調(diào)節(jié)。 ? 化工過程生產(chǎn)操作控制分類 分散控制 集中控制 化工過程生產(chǎn)操作控制 對生產(chǎn)過程是否能正常進(jìn)行影響很大，因此至關(guān)重要。 ? 分散控制技術(shù)的特點 ：各個控制回路都相互獨立。 ? 缺點： 控制參數(shù)較多時，需要相應(yīng)設(shè)置較多的硬件。 ? 集中控制 ：將計算機(jī)應(yīng)用于化工過程控制，把各個控制回路的運算、控制、顯示都集中于計算機(jī)來實現(xiàn)的控制手段。 ? 缺點 ：一旦發(fā)生計算機(jī)故障則將出現(xiàn)全控制系統(tǒng)癱瘓的危險。 ? 20世紀(jì) 70年代中期 集散系統(tǒng) 的出現(xiàn)，使計算機(jī)控制技術(shù)出現(xiàn)了燦爛的應(yīng)用前景。 ? “化工過程系統(tǒng)工程 ” 作為現(xiàn)代化學(xué)工程的一個組成部分 ， 是新近發(fā)展起來的一門新興的邊緣科學(xué) 。 一 化工過程系統(tǒng)工程 ? 系統(tǒng)工程： 以大系統(tǒng)為對象進(jìn)行研究的跨學(xué)科的邊緣性科學(xué)。因此提出了如何對 運力進(jìn)行安排以實現(xiàn)最大運送量 的問題。 ? 由于先驅(qū)者的出發(fā)點和側(cè)重面各有不同 ，對系統(tǒng)工程的理解和認(rèn)識也就各有不同 . ? 有些人強調(diào)復(fù)雜系統(tǒng)的 最優(yōu)管理和最優(yōu)控制 。 ? 當(dāng)強調(diào)復(fù)雜系統(tǒng)的最優(yōu)管理和最優(yōu)控制時 ———現(xiàn)代管理科學(xué)。 ? 系統(tǒng)工程的基本思想 ： 從系統(tǒng)整體的觀念