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研究生入學(xué)考試 «系統(tǒng)工程導(dǎo)論»科目復(fù)習(xí)綱要
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發(fā)表于 2015-12-13 18:35
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2010年研究生入學(xué)考試 «系統(tǒng)工程導(dǎo)論»科目復(fù)習(xí)綱要 復(fù)習(xí)參考教材（本科生教材）： 《系統(tǒng)工程導(dǎo)論》，MC Hill出版社，第7版 《運(yùn)籌學(xué)》，清華大學(xué)出版社，第2版 《系統(tǒng)工程》，西安交通大學(xué)，汪應(yīng)洛主編，機(jī)械工業(yè)出版社，第3版
1. 什么是系統(tǒng)？系統(tǒng)的特性有那些？ 答：系統(tǒng)是由相互制約、相互作用的一些組成部分組成的具有某種功能的有機(jī)整體。系統(tǒng)的特點(diǎn)有：整體性、集合性、層次性、相關(guān)性、目的性、環(huán)境適應(yīng)性。 2. 什么是系統(tǒng)工程？系統(tǒng)工程的特點(diǎn)是什么？系統(tǒng)工程方法的特征是什么？系統(tǒng)工程的理論基礎(chǔ)有哪些？什么是系統(tǒng)工程方法論 答：系統(tǒng)工程是從整體出發(fā)合理開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)用系統(tǒng)技術(shù)從而達(dá)到全局最優(yōu)的一門(mén)工程技術(shù)，它是系統(tǒng)科學(xué)中直接改造世界的工程技術(shù)。 系統(tǒng)工程具有三個(gè)基本特點(diǎn)：整體性、綜合性、最優(yōu)性。 系統(tǒng)工程方法的特征：先總體后詳細(xì)的設(shè)計(jì)程序、綜合即創(chuàng)造的思想、系統(tǒng)工程的“軟科學(xué)”性。 系統(tǒng)工程的理論基礎(chǔ)：系統(tǒng)論、信息論、控制論以及運(yùn)籌學(xué)等。 控制論的發(fā)展經(jīng)歷了：經(jīng)典控制論、現(xiàn)代控制論、大系統(tǒng)控制論 三個(gè)時(shí)期。 控制論最重要的觀點(diǎn)是：反饋和信息。 系統(tǒng)工程方法論是分析和解決系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、運(yùn)作及管理實(shí)踐中的問(wèn)題所應(yīng)遵循的工作程序、邏輯步驟和基本方法，是系統(tǒng)工程考慮和處理問(wèn)題的一般方法和總體框架。 3. 作為系統(tǒng)工程重要基礎(chǔ)的信息論可分為哪三種不同的類型？ 答：狹義信息論、一般信息論、廣義信息論。 4. 霍爾系統(tǒng)工程方法論和切克蘭德系統(tǒng)工程方法論的核心是什么？其方法和步驟各有什么特點(diǎn)?二者有何區(qū)別和聯(lián)系？霍爾三維體系結(jié)構(gòu)的具體內(nèi)容？霍爾三維集中體現(xiàn)了系統(tǒng)工程方法的哪些特點(diǎn)？ 霍爾系統(tǒng)工程方法論的核心是“最優(yōu)化”，切克蘭德系統(tǒng)工程方法論的核心是“比較”和“學(xué)習(xí)”。 霍爾系統(tǒng)工程方法論的步驟為：弄清問(wèn)題 → 目標(biāo)選擇 → 方案設(shè)計(jì) → 建立數(shù)學(xué)模型 → 最優(yōu)化 → 決策 → 實(shí)施。 切克蘭德系統(tǒng)工程方法論的步驟為：?jiǎn)栴}現(xiàn)狀說(shuō)明 → 弄清關(guān)聯(lián)因素 → 概念模型 → 改善概念模型 → 比較 → 實(shí)施。 霍爾的三維體系結(jié)構(gòu)指的是知識(shí)維、時(shí)間維和邏輯維。 霍爾三維結(jié)構(gòu)集中體現(xiàn)了系統(tǒng)工程方法的系統(tǒng)化綜合化最優(yōu)化、程序化、標(biāo)準(zhǔn)化等特點(diǎn)。 5. 什么是系統(tǒng)的生命周期？系統(tǒng)生命周期的階段是怎樣劃分的？ 答：從提出或建立一個(gè)系統(tǒng)到該系統(tǒng)停止運(yùn)行或?yàn)槠渌到y(tǒng)代替的這段時(shí)間，稱為系統(tǒng)的生命周期。系統(tǒng)的生命周期劃分為三個(gè)階段：發(fā)展期、實(shí)現(xiàn)期、運(yùn)行期。 6. 什么是系統(tǒng)分析？系統(tǒng)分析的意義是什么？系統(tǒng)分析的特點(diǎn)是什么? 答：系統(tǒng)分析是一種運(yùn)用建模及預(yù)測(cè)、優(yōu)化、仿真、評(píng)價(jià)等技術(shù)對(duì)系統(tǒng)各個(gè)方面進(jìn)行定量和定性相結(jié)合的分析為達(dá)到費(fèi)用和效益最佳的輔助決策的方法和過(guò)程。 系統(tǒng)分析的意義：（1）系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上十分復(fù)雜，系統(tǒng)分析有助于全面了解系統(tǒng)從而更好的維護(hù)和運(yùn)行系統(tǒng)。（2）系統(tǒng)分析為系統(tǒng)運(yùn)行目的決策提供各種分析數(shù)據(jù)，使決策更為準(zhǔn)確。 系統(tǒng)分析的特點(diǎn)是：（1）以系統(tǒng)觀點(diǎn)為指導(dǎo)思想（2）以整體效益為目標(biāo)（3）以特定問(wèn)題為研究對(duì)象（4）運(yùn)用定量和定性的分析方法（5）價(jià)值判斷原則 7. 系統(tǒng)分析有哪些要素? 系統(tǒng)分析的步驟是什么? 系統(tǒng)分析的原則有哪些？ 答：系統(tǒng)分析的要素：?jiǎn)栴}、目的及目標(biāo)、方案、模型、評(píng)價(jià)、決策。 系統(tǒng)分析的步驟： http://file:///C:/Users/%E7%8E%8B%E9%9C%9E/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif 系統(tǒng)分析的原則：堅(jiān)持問(wèn)題導(dǎo)向、以整體為目標(biāo)、方案綜合選優(yōu)、定量和定性分析結(jié)合、過(guò)程反復(fù)辨優(yōu)。 8. 決策分析的定義？管理決策分析的定義？決策分析類型主要有哪幾種?不確定型決策分析一般采用哪幾種方法求解?各種決策分析方法的原理和特點(diǎn)是什么？ 答：決策分析是在系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)和制造等階段為解決當(dāng)前或未來(lái)可能發(fā)生的問(wèn)題，在若干可選方案中選擇和決策最佳方案的一種分析過(guò)程。 管理決策分析就是為幫助決策者在多變的環(huán)境條件下進(jìn)行正確決策而提供的一套推理方法、邏輯步驟和具體技術(shù)，以及利用這些技術(shù)和方法選擇滿意的行動(dòng)方案的過(guò)程。 決策分析的類型主要有：確定型決策分析、不確定型決策分析、風(fēng)險(xiǎn)型決策分析、對(duì)抗型決策和多目標(biāo)決策。 不確定型決策分析的解決方法有：樂(lè)觀法、悲觀法、后悔值法、等概率法。 9．評(píng)價(jià)問(wèn)題的要素由哪些組成？評(píng)價(jià)的步驟是什么？評(píng)價(jià)的方法有哪些？各種評(píng)價(jià)方法的原理是什么？結(jié)合實(shí)際情況對(duì)評(píng)價(jià)的過(guò)程進(jìn)行敘述？ 答：由評(píng)價(jià)對(duì)象（What）。評(píng)價(jià)主體（WhO）、評(píng)價(jià)目的（Why）、評(píng)價(jià)時(shí)期（When）、評(píng)價(jià)地點(diǎn)（Where）及評(píng)價(jià)方法（HOW）等要素（5W1H））構(gòu)成的問(wèn)題復(fù)合體。方法包括關(guān)聯(lián)矩陣法、層次分析法、模糊綜合評(píng)判法 http://file:///C:/Users/%E7%8E%8B%E9%9C%9E/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.gif 10．工程網(wǎng)絡(luò)圖及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的定義？網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要解決哪些方面的問(wèn)題？ 答：網(wǎng)絡(luò)圖是由具有始點(diǎn)和終點(diǎn)的有向曲線或線段所組成的圖形。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一種新方法，是借助網(wǎng)絡(luò)圖表示一項(xiàng)工程中多項(xiàng)工作及計(jì)算相關(guān)參數(shù)，從而對(duì)工作進(jìn)行統(tǒng)籌安排的一種方法。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要解決工程時(shí)間進(jìn)度等方面的問(wèn)題。 11．動(dòng)態(tài)規(guī)劃的核心思想是什么？動(dòng)態(tài)規(guī)劃的原理是什么？ 答：動(dòng)態(tài)規(guī)劃的核心思想是把某項(xiàng)決策過(guò)程在時(shí)間上（有時(shí)推廣到空間上等資源）分成幾個(gè)相互聯(lián)系的階段，依次（順序或逆序）在每個(gè)階段上進(jìn)行決策，即采用多階段序貫決策的方法，從而找出一個(gè)整體最優(yōu)方案。 12．企業(yè)經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略的基本概念？構(gòu)成企業(yè)經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略的基本要素是什么？ 答：企業(yè)經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略是指為了實(shí)現(xiàn)企業(yè)長(zhǎng)期的、全局的經(jīng)營(yíng)目標(biāo)，有效組織利用企業(yè)的內(nèi)部的各種資源與能力，使之適應(yīng)外部環(huán)境、指導(dǎo)整個(gè)企業(yè)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的總謀略和總方針。構(gòu)成企業(yè)經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略的基本要素是（1）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和市場(chǎng)規(guī)模（2）業(yè)務(wù)活動(dòng)范圍（3）企業(yè)經(jīng)營(yíng)資源 13．企業(yè)經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略思維方式是什么？聯(lián)系實(shí)際舉例說(shuō)明。 答：企業(yè)經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略思維方式包括直覺(jué)思維方式（右半腦）、分析思維方式（左半腦）、混合思維方式。 二、分析計(jì)算例子 1、 決策分析例子案例 例1、某生產(chǎn)電子產(chǎn)品工廠決定將其產(chǎn)品加以改造，設(shè)計(jì)了兩種改造方案。一是以晶體管為結(jié)構(gòu)，一是以集成電路為結(jié)構(gòu)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，晶體管成功的可能性為0.8，集成電路成功的可能性為0.6。考慮到改進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)成功后，產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率均可提高，因此又制定了兩種生產(chǎn)方案：一是產(chǎn)量不變；一是產(chǎn)量增加。若技改失敗則產(chǎn)量保持不變。工廠決定產(chǎn)品生產(chǎn)五年，產(chǎn)品在今后五年內(nèi)跌價(jià)的概率為0.1，保持原價(jià)的概率為0.5，漲價(jià)的概率為0.4。分析如何安排生產(chǎn)獲利最大。 表中益損值：?jiǎn)挝粸?/font> 萬(wàn)元。
解答如下： 第一步：畫(huà)出決策樹(shù)。 第二步：計(jì)算各點(diǎn)的益損期望值，并標(biāo)示在圖上。 第三步：確定方案：由于節(jié)點(diǎn)E(11)大于節(jié)點(diǎn)E(12)的益損期望值，因此最優(yōu)決策方案為買(mǎi)專利，并且節(jié)點(diǎn)E(1122)大于E(1121)益損期望值，所以選擇增加產(chǎn)量方案
例2、某公司準(zhǔn)備生產(chǎn)一種新產(chǎn)品，它的期望市場(chǎng)壽命為10年，需要做出決策究竟是建造一個(gè)大車間，還是建造一個(gè)小車間。如果選擇建造小車間，那么還要決策兩年后是否擴(kuò)建。
A．根據(jù)市場(chǎng)部門(mén)估計(jì)： (1) (2) (3) (4) B．根據(jù)財(cái)務(wù)部門(mén)估計(jì)各種情況下的損益值為： (1) (2) (3) (4) (5) (6) C．根據(jù)建筑公司的估計(jì)：
解答：
各點(diǎn)的數(shù)學(xué)期望值計(jì)算如下： E（111）=100×8×0.86+10×8×0.14=699.2 E（112）=10×8=80 E（11）=(699.2+100×2)×0.7+(80+10×2)×0.3-300=359.44 E（121）=40×8=320 E（1221）=70×8×0.86+5×8×0.14-220=267.2 E（1222）=25×8×0.86+40×8×0.14=216.8 E（122）= E（1221）=267.2 E（12）=(320+40×2)×0.3+(267+45×2)×0.7-130=239.9 E（1）= E（11）=359.4
例3、某企業(yè)準(zhǔn)備生產(chǎn)一種新產(chǎn)品。估計(jì)該產(chǎn)品的銷售量有較高、一般、較低、很低四種情況，而對(duì)每種狀態(tài)出現(xiàn)的概率則無(wú)法預(yù)測(cè)。為生產(chǎn)該產(chǎn)品，企業(yè)有三種實(shí)施方案：新建一個(gè)車間進(jìn)行生產(chǎn)；改造一個(gè)現(xiàn)有車間進(jìn)行生產(chǎn)；部分零件在現(xiàn)有車間生產(chǎn)，部分零件外購(gòu)。該新產(chǎn)品企業(yè)準(zhǔn)備生產(chǎn)10年，10年內(nèi)在不同狀態(tài)下的損益值（扣除投資費(fèi)用）如下表所示。請(qǐng)分別用樂(lè)觀法、悲觀法和后悔值法來(lái)決策實(shí)施方案。 http://file:///C:/Users/%E7%8E%8B%E9%9C%9E/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.gif單位：萬(wàn)元
解： （1）樂(lè)觀法 每個(gè)方案在不同狀態(tài)下的最大收益分別為： max {850，420，-150，-400}=850 A1 max {600,400,-100,-350}=600 A2 max {400,250,90,-50}=400 A3 取各方案最大收益值中的最大值，可得： max{850，600，400}=850 對(duì)應(yīng)實(shí)施方案為A1 ，即建新車間。 （2）悲觀法 每個(gè)方案在不同狀態(tài)下的最小收益分別為： min {850，420，-150，-400}= -400 A1 min {600,400,-100,-350}= -350 A2 min {400,250,90,-50}= -50 A3 取各方案最小收益值中的最大值，可得：max{-400，-350，-50}= -50 對(duì)應(yīng)實(shí)施方案為A3 ，即部分自己生產(chǎn)，部分外購(gòu)。 http://file:///C:/Users/%E7%8E%8B%E9%9C%9E/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.gif （3）后悔值法 http://file:///C:/Users/%E7%8E%8B%E9%9C%9E/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image011.gif單位：萬(wàn)元
首先，找出對(duì)應(yīng)各種自然狀態(tài)下所有方案的最大損益值（表中*號(hào)者），如上所示； 其次，求出各方案在各種狀態(tài)下的后悔值，如下表所示，并將各方案最大后悔值列于下表最后一列。 http://file:///C:/Users/%E7%8E%8B%E9%9C%9E/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image012.gif單位：萬(wàn)元
2、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)規(guī)劃案例
要求：畫(huà)出該工程作業(yè)的網(wǎng)絡(luò)圖 ‚計(jì)算工程時(shí)間 ƒ計(jì)算作業(yè)時(shí)差 „找出關(guān)鍵路線
解答要點(diǎn)：
網(wǎng)絡(luò)圖如下： 工程時(shí)間：52天 關(guān)鍵路線工序：B®E®H®J®L®N
例2、已知建設(shè)一個(gè)汽車庫(kù)及引道的作業(yè)明細(xì)如下表所示（單位：天），要求： (1)
解答要點(diǎn)： 網(wǎng)絡(luò)圖如下圖所示。 關(guān)鍵路線為A-C-E-F-G-J-K-N；最短工程時(shí)間為80天。 http://file:///C:/Users/%E7%8E%8B%E9%9C%9E/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image016.gif
3、動(dòng)態(tài)規(guī)劃例子 例1、某一小城鎮(zhèn)擬進(jìn)行城市信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，需要從A地到G地鋪設(shè)一條多模數(shù)據(jù)光纖。下圖是從A地到G地的街道模型圖，由于光纖價(jià)格較貴，請(qǐng)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法幫助該市規(guī)劃最短的鋪設(shè)路線，按照最短的鋪設(shè)路線，需要光纖多少公里？
按照?qǐng)D示（加粗）路線鋪設(shè)最節(jié)省，需光纖18公里。
注：“－”表示公司不考慮該投資方案及其收益。
解答： 用動(dòng)態(tài)規(guī)劃的方法將對(duì)三個(gè)工廠的投資分為三個(gè)階段，三個(gè)階段的總投資不超過(guò)5000萬(wàn)元，畫(huà)出下述動(dòng)態(tài)規(guī)劃圖：
利用逆序決策的方法，計(jì)算出每個(gè)階段的優(yōu)化解，最終得到最佳投資方案收益為6800萬(wàn)元；即工廠1投資1000萬(wàn)元擴(kuò)建，工廠2投資2000萬(wàn)元擴(kuò)建，工廠3投資2000萬(wàn)元擴(kuò)建。
例8、某公司下屬三個(gè)工廠，為擴(kuò)大生產(chǎn)能力考慮擴(kuò)建。每個(gè)工廠都有若干種方案可供選擇，各種方案的投資及所能取得的收益如下表所示（單位：千萬(wàn)元）。現(xiàn)公司有資金5千萬(wàn)元，問(wèn)如何分配投資使公司收益最大？
（注：表中“-”表示無(wú)此方案） 用動(dòng)態(tài)規(guī)劃的方法將對(duì)三個(gè)工廠的投資分為三個(gè)階段，三個(gè)階段的總投資不超過(guò)5000萬(wàn)元，畫(huà)出下述動(dòng)態(tài)規(guī)劃圖。利用逆序決策的方法，計(jì)算出每個(gè)階段的優(yōu)化解，最終得到最佳投資方案收益為6700萬(wàn)元；即工廠1投資2000萬(wàn)元擴(kuò)建，工廠2投資2000萬(wàn)元擴(kuò)建，工廠3投資1000萬(wàn)元擴(kuò)建；或工廠1投資1000萬(wàn)元擴(kuò)建，工廠2投資3000萬(wàn)元擴(kuò)建，工廠3投資1000萬(wàn)元擴(kuò)建；或工廠1投資1000萬(wàn)元擴(kuò)建，工廠2投資4000萬(wàn)元擴(kuò)建，工廠3投資0萬(wàn)元擴(kuò)建。 http://file:///C:/Users/%E7%8E%8B%E9%9C%9E/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image023.gif
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