2019年中級注冊安全工程師答疑:安全系統(tǒng)工程基本概念?

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問題：

安全系統(tǒng)工程基本概念?

答疑：

1 系統(tǒng)工程(Systems lngineering)

系統(tǒng)工程是組織和管理系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設(shè)計、制造、試驗和使用的科學(xué)方法，對所有系統(tǒng)都具有普遍意義。

這里要明確的是，系統(tǒng)工程屬于技術(shù)范疇，應(yīng)用的對象是系統(tǒng)，它被用來組織管理系統(tǒng)，使系統(tǒng)具有我們希望的功能，這項技術(shù)不同于其它技術(shù)的最明顯特點，在于它是軟技術(shù)。

系統(tǒng)工程用搞工程的辦法搞組織管理，把要組織和管理的事物，用概率、統(tǒng)計、運籌和模擬等方法，經(jīng)過分析、推理和綜合，建成某種系統(tǒng)模型，進(jìn)而以最優(yōu)化的方法，求得系統(tǒng)最佳結(jié)果。亦即經(jīng)過工程的過程，使系統(tǒng)達(dá)到技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn)、能協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)的最優(yōu)效果。

2 控制論(Cybernetics)

機(jī)器的自動控制或動物在自然界的活動，都可以看成是其本身各組成部分之間信息的傳遞過程，控制論就是研究動物、人類、機(jī)器等各種系統(tǒng)內(nèi)部的控制和通信的一般規(guī)律的學(xué)科。它研究控制過程的數(shù)學(xué)關(guān)系，而不涉及過程內(nèi)在的物理、化學(xué)、生物或其它方面的現(xiàn)象?？刂普撏耆查_了對象的物質(zhì)和能量的具體形態(tài)，著眼于以信息概念作為分析和處理各種復(fù)雜問題的基礎(chǔ)，并以此來研究整個系統(tǒng)的控制與信息功能。

目前，在系統(tǒng)工程中應(yīng)用的控制論主要指工程控制論，通常，控制論可以分為古典控制論和現(xiàn)代控制論?，F(xiàn)在，有人把大系統(tǒng)理論稱做第三代控制論。

應(yīng)用控制論的目的，主要是運用數(shù)學(xué)方法合理設(shè)計系統(tǒng)，使其滿足各項目標(biāo)要求，達(dá)到最優(yōu)化。

3 線性系統(tǒng)(Linear system)

可用線性微分方程來描述的系統(tǒng)，稱為線性控制系統(tǒng)，簡稱線性系統(tǒng)，線性系統(tǒng)的一個最重要的性質(zhì)就是可以應(yīng)用迭加原理，即幾個擾動或控制信號同時作用于系統(tǒng)上時、其總效果等于每個信號單獨作用所引起的效果之總和。自然界中真正的線性系統(tǒng)是不存在的，即便對所謂的線性系統(tǒng)來說，也只是在一定的工作范圍內(nèi)才保持真正的線性關(guān)系。線性系統(tǒng)一般可通過系統(tǒng)的線性規(guī)劃模型來優(yōu)化。

4 非線性系統(tǒng)(Non-linear system)

包含有本質(zhì)非線性元件的系統(tǒng)叫做非線性系統(tǒng)。迭加原理對這種系統(tǒng)不適用。

許多機(jī)電系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)等，在變量之間都包含著非線性關(guān)系。為獲得解析解，首先略去某些對系統(tǒng)影響不大的因素，將系統(tǒng)的非線性模型在一定的工作范圍內(nèi)用近似的線性數(shù)學(xué)模型來代替，并用線性解析方法分析和設(shè)計系統(tǒng)。

5概率統(tǒng)計方法(Probability statistics method)

從數(shù)量方面研究對象的偶然性與必然性關(guān)系，并應(yīng)用概率論的結(jié)果，通過樣本了解和判斷總體的統(tǒng)計特性。這兩種方法統(tǒng)稱為概率統(tǒng)計方法。

概率論方法是從數(shù)量角度來研究大量的隨機(jī)現(xiàn)象，并從中獲得這些現(xiàn)象所服從的規(guī)律。也就是利用數(shù)學(xué)的方法描述某個事件發(fā)生的可能性，從而進(jìn)行合理的控制。

統(tǒng)計方法是用以研究獲取數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)和歸納數(shù)據(jù)的一種方法。主要是用來研究如何安排實驗和抽樣，才能進(jìn)行更有效的統(tǒng)計分析;如何根據(jù)觀察和實驗所得數(shù)據(jù)，獲得反映對象發(fā)展規(guī)律在具體時間、地點和條件下的數(shù)量表現(xiàn)。

6 最優(yōu)控制理論(Optimization control theory)

最優(yōu)控制理論是研究什么是最優(yōu)化控制和最優(yōu)化控制方法的理論和方法。

最優(yōu)控制是控制論的核心，就是自動地有目的地把控制對象的狀態(tài)導(dǎo)致最優(yōu)狀態(tài)，用以實現(xiàn)系統(tǒng)功能的控制。在最優(yōu)控制中，系統(tǒng)受到控制，使評價系統(tǒng)指數(shù)達(dá)到極大或極小。動態(tài)系統(tǒng)中，以系統(tǒng)對干擾的響應(yīng)時間和超調(diào)量為評價指數(shù)，也有以自乘平均誤差為評價指數(shù)的。生產(chǎn)管理系統(tǒng)則以成本、產(chǎn)品質(zhì)量和效率為評價指數(shù)。

最優(yōu)控制方法大體上有試行法和模型法兩種。前者，直接利用控制對象的輸出以試行的方式進(jìn)行最優(yōu)化;后者，利用控制對象的數(shù)學(xué)模型預(yù)先計算最優(yōu)值，然后根據(jù)這個最優(yōu)值給定控制對象的操作變量，實現(xiàn)最優(yōu)化。

7 自適應(yīng)控制系統(tǒng)(Adaptive control system)

適應(yīng)是生物的一個基本特征，因為生物總是企圖在變化著的自然環(huán)境條件下維持生理上的平衡。自適應(yīng)控制是指，能在外界條件變化和有干擾的環(huán)境中，參考生物的適應(yīng)能力建立一種能同樣行動的控制。此系統(tǒng)能連續(xù)自動地測量對象的動態(tài)特性，依此與希望的動態(tài)特性進(jìn)行比較，并利用差值來改變系統(tǒng)的可調(diào)參數(shù)或產(chǎn)生一個控制信號，從而保持環(huán)境不論如何變化，系統(tǒng)性能都是最佳的。自適應(yīng)控制系統(tǒng)具有自行組織的特性，包括三個基本動作：識別對象的動態(tài)特性;在識別對象的基礎(chǔ)上采取決策;根據(jù)決策指令改變系統(tǒng)動作。目前，把凡是能自動調(diào)整控制系統(tǒng)中控制器參數(shù)或控制規(guī)律的系統(tǒng)均稱為自適應(yīng)控制系統(tǒng)。

8 模糊理論(Fuzzy theory)

從數(shù)量上對模糊不清的概念進(jìn)行研究，通過定量分析判斷其性質(zhì)，從而使模糊概念清晰化。這種方法稱做模糊數(shù)學(xué)方法，又稱模糊理論。數(shù)學(xué)和模糊本來是不能相容的。數(shù)學(xué)一直是排斥模糊性的科學(xué)，數(shù)學(xué)中的概念必須有明晰的內(nèi)涵和外延，推理要嚴(yán)謹(jǐn)，結(jié)論和判斷不能模棱兩可，不能含混不清?？墒牵谏鐣a(chǎn)中，有大量模糊不清的概念存在著，如高、矮、胖、瘦等，都沒有絕對的界限。問題在于人們認(rèn)識和判斷事物的概念往往不是絕對的肯定或絕對的否定，就是說概念的內(nèi)涵有一定靈活性，外延是不明晰的。這種模糊性不僅不會給人們帶來不方便，有時反而有助于人們很快抓住主要特征并作出正確的判斷。目前，用模糊集合描述模糊現(xiàn)象，這是一個處理模糊現(xiàn)象的數(shù)學(xué)方法。

模糊數(shù)學(xué)的主要目標(biāo)是探索和更加接近人類大腦實際功能的處理事物的模糊方法，也就是要研究出一種數(shù)學(xué)推理邏輯，能使機(jī)器象人一樣，只有極少的模糊信息，便得出相當(dāng)準(zhǔn)確或足以近似的結(jié)論。模糊數(shù)學(xué)理論已應(yīng)用于語言學(xué)、人工智能、信息檢索、圖像識別等方面。

9 系統(tǒng)識別理論(system identification theory)

系統(tǒng)識別理論是認(rèn)識系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)與環(huán)境之間相互作用和在線測定系統(tǒng)狀態(tài)的理論與方法。對于復(fù)雜系統(tǒng)，特別是社會系統(tǒng)，在設(shè)計，開發(fā)階段要識別;對于自適應(yīng)控制系統(tǒng)，還要求在線檢測和識別。從數(shù)學(xué)角度來說，識別問題也是最優(yōu)化問題。識別方法，除了按輸入——輸出關(guān)系測量系統(tǒng)的傳遞函數(shù)以外，還要通過測量來確定其周圍環(huán)境的特性，識別理論的研究內(nèi)容包括：①識別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，有解釋性結(jié)構(gòu)模型法、開發(fā)決策實驗室法和系統(tǒng)開發(fā)的計劃程序等方法;②過程識別，對于自動控制系統(tǒng)、應(yīng)掌握輸入和輸出信號的變化、控制對象狀態(tài)變化以及過程動態(tài)特性的變化。有脈沖響應(yīng)法、相關(guān)法和頻率響應(yīng)法等;③在線識別的研究。

10 大系統(tǒng)理論(Theory of large scale system)

用以提高那些規(guī)模很大、結(jié)構(gòu)很復(fù)雜、影響因素很多、經(jīng)濟(jì)意義重大的系統(tǒng)經(jīng)營、管理、操作運行和經(jīng)濟(jì)效果的理論，稱為大系統(tǒng)理論。

大系統(tǒng)理論是在控制論、信息論、運籌學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)的基礎(chǔ)上形成的綜合性理論。所有研究的問題，主要是大系統(tǒng)的最優(yōu)化，就是按照整個系統(tǒng)的最優(yōu)化指標(biāo)和整個系統(tǒng)與各子系統(tǒng)之間的關(guān)系以及各子系統(tǒng)之間的關(guān)系，最優(yōu)地分配各子系統(tǒng)的指標(biāo)，并以此控制各子系統(tǒng)，使整個系統(tǒng)最優(yōu)。另外，還有大系統(tǒng)建模、仿真、分析，大系統(tǒng)的信息傳遞、處理以及系統(tǒng)狀態(tài)的估計的研究等。

當(dāng)前采用的方法，一般是把整個系統(tǒng)根據(jù)可能分析的條件分解為若干階層的子系統(tǒng)，建立子系統(tǒng)與整個系統(tǒng)以及各子系統(tǒng)之間的關(guān)系，再根據(jù)這些關(guān)系對整個系統(tǒng)進(jìn)行分析和綜合，研究整個運動系統(tǒng)的規(guī)律。

11 自動控制理論(Autocontrol theory)

自動控制，就是在沒有人直接參與的情況下，利用控制器使生產(chǎn)過程或被控制對象的某一物理量準(zhǔn)確地按照預(yù)期的規(guī)律運行。所有自動控制系統(tǒng)，盡管它們的結(jié)構(gòu)和功能各不相同，但它們有共同規(guī)律，即它們都是一個或一些被控制的物理量按照另一物理量，即控制量的變化而變化，或保持恒定。一般地說，如何使被控制量按照給定量的變化規(guī)律變化，就是自動控制理論所要解決的問題。

在自動控制理論中包括經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論兩部分。前者主要考慮的僅僅是輸入、輸出和誤差信號，對于控制系統(tǒng)的設(shè)計和分析完全是建立在輸入—輸出關(guān)系，即傳遞函數(shù)的基礎(chǔ)上，它對于單輸入和單輸出系統(tǒng)十分有效，后者是建立在狀態(tài)概念之上的，適用于更復(fù)雜的多輸入—多輸出控制和時變系統(tǒng)。

12 信息論(Information theory)

信息論是控制論的基礎(chǔ)，是一門應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計方法來研究信息處理和信息傳遞系統(tǒng)中一般規(guī)律的科學(xué)。它研究存在于通訊和控制系統(tǒng)中信息處理、信息傳遞的共同規(guī)律，以及如何提高各傳輸系統(tǒng)的有效性和可靠性的一門通訊理論。這一理論又稱狹義信息論?，F(xiàn)在又發(fā)展成一種廣義信息論，它是利用狹義信息論來研究一切問題的理論。

信息理論包括以編碼為中心的信息理論、以信號為主要對象有信息理論和以計算機(jī)為中心的基本信息理論。

13 運籌學(xué)(Operations research)

運籌學(xué)是一門運籌帷幄的科學(xué)，是用科學(xué)的數(shù)量化方法來研究系統(tǒng)的最優(yōu)化管理的數(shù)學(xué)理論。

運籌學(xué)的特點是合理的籌劃和最佳的運用。它從全局的最優(yōu)目標(biāo)出發(fā)分析、處理和解決問題;或在給定的物質(zhì)條件下，對系統(tǒng)作出合理的籌劃和有效的運用，最大限度的挖掘潛力，以達(dá)到用最少費用取得最大效果的目的。

運用運籌學(xué)的具體程序是：收集資料、歸納問題;建立系統(tǒng)模型;求解模型;檢驗、評價模型的解;應(yīng)用模型的解，作出正確的決策。

運籌學(xué)的主要分支包括博奕論、決策論、排隊論、規(guī)劃論、線性規(guī)劃等。

14 線性規(guī)劃(Linear programming)

線性規(guī)劃是研究在線性約束條件下，使一個線性目標(biāo)最優(yōu)化的數(shù)學(xué)理論和方法。線性規(guī)劃模型的特點是約束條件可表示為線性等式及不等式，目標(biāo)函數(shù)表示為線性函數(shù)，只求一組單一的變量值。線性規(guī)劃求解模型的方法，有圖上作業(yè)法，表上作業(yè)法，單純形法等。在許多系統(tǒng)管理的項目中，應(yīng)用線性規(guī)劃的數(shù)學(xué)理論和方法，能夠合理地處理由人員、設(shè)備、物資、資金、時間等要素所構(gòu)成的系統(tǒng)的統(tǒng)籌規(guī)劃問題。因此它廣泛應(yīng)用于經(jīng)營計劃，交通運輸、工程建設(shè)、能源分配、生產(chǎn)安排等方面。

15 非線性規(guī)劃(Non-Linear programming)

在管理工作中，常常碰到如何恰當(dāng)?shù)匕才庞扇恕⒃O(shè)備、材料、資金、時間等因素構(gòu)成的系統(tǒng)，以便最佳地實現(xiàn)預(yù)定工作任務(wù)的問題。用數(shù)學(xué)語言表達(dá)出來，就是在一定約束條件下尋求目標(biāo)函數(shù)的極值問題。非線性規(guī)劃是研究目標(biāo)函數(shù)或約束條件的變量關(guān)系不全是線性的各種數(shù)學(xué)規(guī)劃問題的理論和方法。

非線性規(guī)劃的解法有裴波那契法、黃金分割法、切線法、拋物線逼近法、最速下降法、共軌梯度法、變尺度法、步長加速法、單純形法等。

非線性規(guī)劃比線性規(guī)劃應(yīng)用的范圍窄，難度大。在工程設(shè)計、經(jīng)濟(jì)學(xué)等領(lǐng)域內(nèi)的許多定量問題均可應(yīng)用。

16 動態(tài)規(guī)劃(Dynamic programming)

將系統(tǒng)進(jìn)行過程分為相繼的階段，而在每個階段都要作出決策過程，這就叫做多階段決策過程。多階段決策過程的每一段的結(jié)束狀

態(tài)就是下一段的初始狀態(tài)。因此，如果只從某一段來看，決定的策略最優(yōu)，對于下一段未必是最有利的。所以多段決策過程的策略選定要統(tǒng)盤考慮整體規(guī)劃，選定一個策略使問題的目標(biāo)函數(shù)數(shù)值達(dá)到最優(yōu)，這就是多階段決策過程的最優(yōu)問題。這里，階段往往可以用時間階段表示，在各個時間階段，采取的不同決策是隨時間而變動的，這就有了動態(tài)的含義。動態(tài)規(guī)劃是運籌學(xué)的一個分支，是解決多階段決策過程最優(yōu)化的一種方法。

動態(tài)規(guī)劃根據(jù)多階段決策問題的“最優(yōu)化大原理”，把多階段決策問題的求解過程看成是一個連續(xù)的遞推過程，由后向前逐步推算。

17 對策論(Game theory)

這是研究競爭局勢的對抗模型和探索最優(yōu)對抗策略的一種數(shù)學(xué)方法。對策論的研究對象主要是研究有利害關(guān)系沖突的雙方在競爭性活動中的各種對策現(xiàn)象。運用對策論的方法，是在各方具有一定行為規(guī)則可循的情況下，根據(jù)對方所采用的策略和手段來決定對付方法，以便使自己在對抗競爭中處于有利地位。在所有競爭對策現(xiàn)象中，都有著對策雙方、策略和得失結(jié)局三個基本要素。

按照對策的局中對抗數(shù)，可分為兩人對策和多方對策;按照對策目的，可分為合作性對策和非合作性對策;按照對策的得失總和，可分為零和對策及非零和對策。若是兩方參與對抗，一方之所得即為對方之所失，則稱為二人零和對策。對經(jīng)濟(jì)活動的競爭，一般是采用多方對策方法。

18 排隊論(Queueing theory)

這是一種用來研究公用服務(wù)系統(tǒng)工作過程的一門學(xué)科，又稱隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng)理論。它通過對各個隨機(jī)服務(wù)現(xiàn)象的統(tǒng)計研究，找出反映這些隨機(jī)現(xiàn)象平均特性的規(guī)律，從而改進(jìn)服務(wù)系統(tǒng)的工作能力。

排隊論研究的具體內(nèi)容有：①性態(tài)問題，即研究各種排隊系統(tǒng)的概率規(guī)律性;主要是研究隊長分布，等待時間分布和忙期分布;②最優(yōu)化問題，又分靜態(tài)優(yōu)化和動態(tài)優(yōu)化。前者指最優(yōu)設(shè)計，后者指現(xiàn)有排隊系統(tǒng)的最優(yōu)運營;③排隊系統(tǒng)的統(tǒng)計推斷，確定一個經(jīng)定排隊系統(tǒng)模型，以便根據(jù)排隊理論進(jìn)行分析研究。

排隊論應(yīng)用于社會系統(tǒng)的交通控制、企業(yè)的事務(wù)處理、電話交換、機(jī)械故障的修復(fù)、商品的庫存管理方面。

19 排序問題(Sequencing problem)

在車間安排工件生產(chǎn)進(jìn)度時，常常遇到在有限的幾臺機(jī)床上，要安排多種工件的加工，這里有一處工件在機(jī)床上加工先后次序問題。處理一系列工作時，決定最有效的工作順序問題就是排序問題。

一個最優(yōu)排序，就是給工件安排的加工先后次序能最好的滿足預(yù)定的指標(biāo)。指標(biāo)可以是生產(chǎn)周期是短，機(jī)床利用率最高。

20 網(wǎng)絡(luò)理論(Network theory)

網(wǎng)絡(luò)理論又稱網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)。用點和線表示研究對象之間的特定關(guān)系，并標(biāo)上相應(yīng)數(shù)量指標(biāo)的圖稱為網(wǎng)絡(luò)圖。而研究網(wǎng)絡(luò)圖中點、線關(guān)系的一般規(guī)律的理論，稱為網(wǎng)絡(luò)理論或網(wǎng)絡(luò)分析。即是把龐大復(fù)雜的工程項目的各個環(huán)節(jié)合理地銜接起來，使之相互協(xié)調(diào)，以實現(xiàn)工程項目在時間和費用上復(fù)雜的工程項目的一種理論和方法。

網(wǎng)絡(luò)理論的研究內(nèi)容著眼于整個系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)圖的繪制和網(wǎng)絡(luò)時間計算，可以預(yù)計影響進(jìn)度和資源利用的各種因素，做到統(tǒng)籌規(guī)劃、合理使用資源，從而保證順利地完成工程項目的預(yù)定目標(biāo)。網(wǎng)絡(luò)政府的應(yīng)用方法有，計劃評審技術(shù)法、關(guān)鍵線路法和隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)模型技術(shù)法等。網(wǎng)絡(luò)理論主要應(yīng)用于大型的、復(fù)雜的工程系統(tǒng)，在大多數(shù)情況下，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)必須同時應(yīng)用計算機(jī)。

21 調(diào)度理論(Scheduling theory)

為了適應(yīng)多品種小批量生產(chǎn)的要求，生產(chǎn)管理系統(tǒng)必須提高勞動生產(chǎn)率，設(shè)備利用率、降低產(chǎn)品成本和縮短生產(chǎn)周期，在整個生產(chǎn)工序中提高作業(yè)效率的理論和方法叫做調(diào)度理論。

調(diào)度理論是在不延長生產(chǎn)周期的前提下進(jìn)行負(fù)荷平衡，常用的有靜態(tài)負(fù)荷平衡法和動態(tài)負(fù)荷平衡法。靜態(tài)負(fù)荷平衡，可以為單工序平衡和多工序平衡。前者是編制傳輸線路的作業(yè)計劃，即在線平衡;后者需要在工序之間設(shè)立較大的中間倉庫，以便多存放在制品，平衡各工序的生產(chǎn)能力，各工序采用的調(diào)度計劃，必須在滿足交貨條件的前提下使其變更次數(shù)最少。動態(tài)負(fù)荷平衡，特別是在輪番生產(chǎn)的形態(tài)中，由于生產(chǎn)品種增加，交替生產(chǎn)的頻率增大要引起生產(chǎn)率下降。為此，必須采用把工作量不同的許多品種混合起來統(tǒng)一考慮的方法。

22 庫存理論(Inventory theory)

又稱存儲論。人們在生產(chǎn)活動中，經(jīng)常把生產(chǎn)出來的產(chǎn)品的某一部分暫存儲起來，以備將來需要時使用。由于種種原因，生產(chǎn)與需要不可能作到同步、同量。因此，常常發(fā)生供過于求而造成積壓，或供不應(yīng)求而形成短缺現(xiàn)象。這兩種情況都會引起損失。庫存論是研究物質(zhì)最優(yōu)儲存量的理論和方法，屬于運籌學(xué)范疇。用來研究在什么時間、以多少數(shù)量、從哪個地方來補充儲備，使儲存總費用壓縮到最低限度。

庫存方法廣泛應(yīng)用于倉庫分布、生產(chǎn)存貯、均衡生產(chǎn)、未來設(shè)備能力的合理確定以及水庫與灌溉系統(tǒng)等。

23 系統(tǒng)的最優(yōu)化分析(Analysis of systems optinal solution)

最優(yōu)化分析就是根據(jù)模型來求解，以得到系統(tǒng)目的最優(yōu)解答。“最優(yōu)”的含義是根據(jù)一些標(biāo)準(zhǔn)來判斷的。有關(guān)判斷標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)量、程度不同，會得到不同的最優(yōu)解答。由于系統(tǒng)的復(fù)雜性，因而在最優(yōu)化技術(shù)方面，具有相當(dāng)?shù)碾y度。最優(yōu)化計算通常是求極值。在經(jīng)營管理系統(tǒng)中經(jīng)常要考慮到效率最大，或成本最低。極大值和極小值可借助于微分學(xué)中的導(dǎo)數(shù)運算求得;對于比較簡單的經(jīng)營，決策時可采用“積最大”與“和最小”的原則;對于多數(shù)的系統(tǒng)，用“滿意性”和“情意性”選擇系統(tǒng)最優(yōu)更好，更方便些。系統(tǒng)目標(biāo)的最優(yōu)化，主要用于解決最優(yōu)計劃、最優(yōu)設(shè)計、最優(yōu)控制和最優(yōu)管理等問題。

24 蒙特卡洛法(Monte carlo technique)

為了求解確定的數(shù)學(xué)問題，要創(chuàng)造與原來的問題沒有直接關(guān)系的概率過程，而利用其產(chǎn)生統(tǒng)計現(xiàn)象的方法稱做蒙特卡洛法。

這種方法是非概率性的，可按下列順序進(jìn)行。①根據(jù)已給的問題，分析、處理系統(tǒng)資料，并簡化為適當(dāng)?shù)男问?②建立描述系統(tǒng)的模型。這里所謂的模型，原則上采取何種形態(tài)沒有關(guān)系，但在實際上都以系統(tǒng)的流程圖表示。然后，讓模型動作;③對模型進(jìn)行提取標(biāo)本的實驗，并利用實驗結(jié)果，預(yù)測條件變化時系統(tǒng)的動作。應(yīng)用此法，首先從系統(tǒng)的研究開始，針對更容易處理的目標(biāo)進(jìn)行公式化，而且要注意不失去問題的本質(zhì)。

25 爬山法(Method of climb hill)

又稱逐步提高法，是以數(shù)學(xué)原理為指導(dǎo)，用盡可能少的試驗次數(shù)迅速求得最優(yōu)解的方法。是一種優(yōu)選法。這個方法好象盲人爬山，相要爬到山頂，從立足點開始，用手杖前、后、左、右試一下。哪個方向高，就向哪個方向爬，最后四周都比所在之處低，就說明爬到了山頂。

例如，對某試驗有2~3個因素確實重要，應(yīng)用爬山法優(yōu)選其中一個因素，爬到“好”點后，將其固定，再優(yōu)選其它因素，然后輪換固定，輪換優(yōu)選，這樣就可得到最佳試驗方案。

爬山法和模擬法經(jīng)常同時用。爬山法求得解通常是局部極值，用時千萬注意。

26 決策論(Decision theory)

決策是人們生活和工作中普遍存在的一種活動，是人們確定未來行動的目標(biāo)，并從兩個以上實現(xiàn)目標(biāo)的行動方案中選擇一個合理方案的分析、判斷過程。決策論就是研究下述幾方面的理論和方法：如何收集決策資料;根據(jù)這些信息如何作決定：如何選用決策準(zhǔn)則;決策后的方案對系統(tǒng)將產(chǎn)生怎樣的影響。

企業(yè)管理人員，為了得到最優(yōu)決策，必須熟悉所有的情況，掌握所有資料，考慮全部可能的方案并了解其全部后果。而人們往往受到能力、時間、成本、資料等限制，因此最優(yōu)決策有時是不可能的。通常用“令人滿意的”原則代“最優(yōu)”原則，也就是說，決策者先要確立個最低標(biāo)準(zhǔn)，超過這個標(biāo)準(zhǔn)就是“令人滿意的”。

27 算法論(Algorithm theory)

現(xiàn)代數(shù)學(xué)中，任何一個一般性的計算方法、計算程序或計算指令均可稱之為算法。一切可設(shè)想的數(shù)學(xué)問題均可分為兩類，一類是不存在算法的;另一類是存在算法的。在后一類問題中，有些算法又比另一些算法更為有效。因此，所有存在有算法的問題，又可分為兩類，一類是它的計算時間隨著規(guī)模的增大呈指數(shù)函數(shù)曲線增長，計算機(jī)工作者把這類算法稱為無實用價值的算法;另一類是它的計算時間只隨問題規(guī)模的增大呈多項式函數(shù)曲線增長，計算機(jī)工作者把這種算法稱為有效算法。處于這兩類算法之間的是一類非常有趣的問題，迄今只找到無實用價值的算法，還沒有找到有效的算法，但又未能證明不存在這種有效算法。研究數(shù)學(xué)問題的算法及其有效的理論，稱為算法論。

28 搜索論(Search theory)

“搜索”是人們熟悉的行動，人們?nèi)粘Ｉ钪姓覗|西，就是搜索行動。所有搜索行動都有一定的目的，在實現(xiàn)其目的過程中也都要涉及到目標(biāo)特性、探測手段的特性及搜索力的分配等基本要素，搜索論就是如何用科學(xué)方法來定量地描述搜索目的、搜索各要素及它們之間的關(guān)系，以及如何有效地組織搜索作業(yè)。“搜索”這一術(shù)語在不同的學(xué)科中各有其獨特的表現(xiàn)，諸如尋找、勘探、掃掠，這些詞的意思都包含一些共性的東西。搜索論正是從這些共性的東西著手研究的。

29 優(yōu)選法(Optimum seeking method)

在生產(chǎn)實踐和科學(xué)實驗中，為了取得滿意的效果，需要對有關(guān)因素的最佳點進(jìn)行選擇。最佳點的選擇有直接用數(shù)學(xué)推導(dǎo)的方法和試驗方法。試驗的方法很多，對某一具體問題來說，究竟用什么方法才能迅速地找到最佳點呢?這就是優(yōu)選法所要解決的問題。優(yōu)選法是一種根據(jù)生產(chǎn)、科研中的不同問題，利用數(shù)學(xué)原理、合理地安排試驗點，以求迅速地找到最佳點的科學(xué)試驗方法。應(yīng)用優(yōu)選法可以在不增加人員，不增加設(shè)備，不增加廠房面積的條件下，有效地挖掘現(xiàn)有的生產(chǎn)潛力，達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和低消耗的目的。

30 仿真理論(Simrlation theory)

系統(tǒng)仿真就是建立系統(tǒng)模型，并在模型上進(jìn)行實驗。它是在已經(jīng)建立的系統(tǒng)模型雛形的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)模型進(jìn)行測試和計算，并根據(jù)測試和計算結(jié)果，反過來對系統(tǒng)模型進(jìn)行研討、改進(jìn)。如此反復(fù)進(jìn)行，直至得到滿意的模型為止。

按照模型不同，仿真可以分為物理仿真和數(shù)學(xué)仿真。在系統(tǒng)工程學(xué)中，一般都采用數(shù)學(xué)仿真，其中又以數(shù)學(xué)模型仿真為主。

仿真的目的是：在系統(tǒng)研制之前，用于規(guī)劃、評價和研究;在系統(tǒng)研制過程中，用于設(shè)計和精密分析;在系統(tǒng)研制成功之后，用于考核設(shè)計和訓(xùn)練操作人員。

仿真的順序是：明確以什么樣的精度來仿真，仿真的對象和仿真什么樣的行動，搜集和整理應(yīng)探討問題的有關(guān)數(shù)據(jù)，以備構(gòu)模;構(gòu)造模型;利用仿真器實驗;實驗結(jié)果的評價和分析。

31 系統(tǒng)模型(Systems model)

系統(tǒng)模型高于實際的某一系統(tǒng)而具有同類系統(tǒng)的共性，是對于系統(tǒng)的描述、模仿或抽象，它反映著系統(tǒng)的物理本質(zhì)和主要特征。在系統(tǒng)工程學(xué)中，模型是系統(tǒng)的代名詞，某一個模型，就代表著某一類系統(tǒng)，反之，某一系統(tǒng)，就意味著使用它的某一模型。模型的含義至少同系統(tǒng)一樣廣泛，且模型使用起來更為方便與靈活。構(gòu)造的系統(tǒng)模型應(yīng)滿足真實性、簡明性、完整性和規(guī)范化四項要求。建立系統(tǒng)模型是一種創(chuàng)造性勞動，不僅是一種技術(shù)，甚至是一種藝術(shù)，必須一切從實際出發(fā)，具體問題 具體分析。

32 系統(tǒng)評價(System Qoluation)

系統(tǒng)評價指全面權(quán)衡最優(yōu)化后所得的各種方案。即在一定的環(huán)境條件及約束條件下，綜合考慮系統(tǒng)方案實現(xiàn)目標(biāo)能達(dá)到的程度，以及所冒風(fēng)險的大小等。把評價的過程和結(jié)果整理成材料，供決策人選擇方案時使用。

在系統(tǒng)評價中，常用價值觀念來評價系統(tǒng)或比較各個方案的優(yōu)劣。這里，把價值理解為“效用”。系統(tǒng)的價值是由系統(tǒng)的性能、建立系統(tǒng)所需的費用、時間以及系統(tǒng)的可靠性能、維修方便性、壽命和能量消耗等多方面所決定。增加系統(tǒng)性能和可靠性，可以使系統(tǒng)價值提高，但同時會增加費用和延長建立系統(tǒng)所需時間，從而降低價值。因此，系統(tǒng)平價時要分析和權(quán)衡系統(tǒng)各方面得失，以求最優(yōu)系統(tǒng)。

33 靈敏度分析(Sesitivity anaiysis)

風(fēng)險性決策中，所預(yù)測的自然狀態(tài)概率以及計算得來的益損值都不會十分精確，因此往往有必要對這些數(shù)據(jù)的變動是否影響最優(yōu)方案的選擇進(jìn)行分析。這種分析叫做靈敏度分析。在實際工作中，我們把狀態(tài)概率、益損值等，在可能發(fā)生誤差的范圍內(nèi)作幾次不同的變動，并反復(fù)地進(jìn)行計算，看一看所得的期望值是否相差很大，是否影響賦予最優(yōu)方案的選擇。如果這些數(shù)據(jù)稍加變動，而最優(yōu)方案保持不變，這個方案是比較穩(wěn)定的;反之，如果這些數(shù)據(jù)稍加變動，最優(yōu)方案就有變化，這個方案就是不穩(wěn)定的，值得進(jìn)一步深入分析?？傊?，通過靈敏度分析，決策者才能有信心地實現(xiàn)決策目標(biāo)。常用的方法有逐項替換法、最有利一最不利法、圖示法。

34 信息價值(Information vaoue)

信息是指具有新內(nèi)容、新知識的消息。確切地說，信息在本質(zhì)上就是系統(tǒng)狀況的特殊程度和組織程度或有序程度的標(biāo)記。信息的價值就是信息作用，運用住處是把系統(tǒng)看作是借助于信息的獲取、傳送、加工、處理而實現(xiàn)其目的性的運動，其作用有：①揭示機(jī)器、生物機(jī)體和社會生活等不同物質(zhì)運動形態(tài)之間的聯(lián)系;②模擬復(fù)雜的社會生活中的現(xiàn)象，為科學(xué)技術(shù)管理、生產(chǎn)經(jīng)營管理和社會經(jīng)濟(jì)管理等，提供現(xiàn)代化手段;③揭示事物運動的新規(guī)律，能夠?qū)^去難以理解的現(xiàn)象作出科學(xué)的說明。

隨著計算機(jī)的發(fā)展，信息的運用已滲透到實踐活動的許多領(lǐng)域，信息已成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的一個中心概念，信息方法已成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的三大重要支柱之一。

35 效用理論

兩個人對相同的事情采取不同的態(tài)度，就有不同的決策，這種現(xiàn)象在現(xiàn)實生活中經(jīng)常碰到。解釋這種現(xiàn)象的理論叫做效用理論。

例如，同種貨幣量，在不同風(fēng)險情況下，對同一人來講具有不同的效用值;在同等程度的風(fēng)險情況下，不同人對風(fēng)險的態(tài)度不同，這時對相同貨幣量的得失也有不同的效用值。經(jīng)濟(jì)學(xué)家和社會學(xué)家應(yīng)用效用值，去衡量人們對同一筆貨幣在主觀上的價值。一般情況下，用1表示最大的效用值，用0表示最小的效用值(也可以用其它數(shù)字表示)。效用值的大小是相對的數(shù)值關(guān)系。用效用值的大小來表示決策者對于風(fēng)險的態(tài)度，對某事物的傾向、偏愛等主觀因素的弱強程度。

36 多目標(biāo)決策(Decision of multiple objective)

如果一個決策有幾個目標(biāo)，那就會給方案的評價與選擇增加困難，因為往往有這樣情形：從某一目標(biāo)來評價，是甲方案比乙方案優(yōu)越，如果從另一目標(biāo)來評價，可能變成乙方案反而優(yōu)于甲方案。在這樣情況下應(yīng)當(dāng)如何選擇方案，就是“多目標(biāo)決策”問題。在多目標(biāo)情況下選擇系統(tǒng)方案，就是多目標(biāo)決策。

多目標(biāo)決策，通常采用綜合評價技術(shù)法、目標(biāo)排隊法和綜合權(quán)衡法。

37 決策輔助系統(tǒng)(Auxiliary system of decision)

決策輔助系統(tǒng)是一種實現(xiàn)人一機(jī)對話的計算機(jī)系統(tǒng)，它帶有彩色圖像、聲響輸出和大屏幕顯示，有時還帶有光筆顯示系統(tǒng)。此外還具有各種專門用途的決策分析模型和應(yīng)用程序。

決策輔助系統(tǒng)主要包括信息的儲存、顯示和分析處理等部分。通過數(shù)據(jù)收集與處理系統(tǒng)可以知道要分析的系統(tǒng)是如何運動和變化的，由此可以得到大量的信息資料，經(jīng)過統(tǒng)計分析以判別其正確與否、然后根據(jù)可靠的信息資料建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并依此分析使目標(biāo)優(yōu)化。決策輔助系統(tǒng)為決策者提供決策依據(jù)。

38 系統(tǒng)實施(System lmplementation)

用系統(tǒng)工程學(xué)的方法實現(xiàn)系統(tǒng)的過程叫做系統(tǒng)實施。由于系統(tǒng)的目標(biāo)，結(jié)構(gòu)的千差萬別，不可能找到一種永恒的模式或以不變應(yīng)萬變的方法，來解決系統(tǒng)的實施。一般來說，系統(tǒng)工程的實施可分為開發(fā)、創(chuàng)造和運用三個階段，而每一階段又分為若干步驟。目前有霍爾(Hall)方法、三浦方法、多級遞階控制法及統(tǒng)一規(guī)劃方法等。

39 系統(tǒng)計劃(System planning)

為實現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)，需要分析過去和現(xiàn)在的有關(guān)系統(tǒng)資料，預(yù)測系統(tǒng)未來發(fā)展趨勢，確定系統(tǒng)目標(biāo)和方針，擬訂實現(xiàn)目標(biāo)方案，綜合平衡，作出決策，制定工作程序。系統(tǒng)計劃就是對這些工作的安排，即未來決定做什么，達(dá)到什么水平，如何做，何處做，誰做，何時做。

系統(tǒng)計劃可分為系統(tǒng)程序計劃和系統(tǒng)項目計劃兩個階段。前者目標(biāo)不大明確，屬概念設(shè)計與計劃，后者則是具體項目，有明確的目標(biāo)，屬于具體的計劃。系統(tǒng)計劃的各階段，均可分為目標(biāo)分析、功能分析、系統(tǒng)綜合與評價四個步驟。系統(tǒng)計劃的內(nèi)容就其總體而言，不外乎是：科研與生產(chǎn)方面的行動計劃，包括各項技術(shù)準(zhǔn)備和技術(shù)措施計劃，長遠(yuǎn)的和短期的工作進(jìn)度計劃，在后勤方面的支援計劃，人員和費用計劃等。

40 系統(tǒng)設(shè)計(System desing)

按系統(tǒng)所要求的目標(biāo)或目的，運用最優(yōu)化方法，建立一個最佳控制系統(tǒng)的過程，就是系統(tǒng)設(shè)計。而系統(tǒng)設(shè)計最主要的工作是提出為解決問題需要達(dá)到的目標(biāo)，并制定出達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計系統(tǒng)時，要同時考慮系統(tǒng)化的直接對象及其周圍的環(huán)境和社會。一面溝通兩者的關(guān)系，一面考慮設(shè)計的方法。通常，系統(tǒng)設(shè)計包括初步設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計。前者要完成：評價可行設(shè)計方法，選擇適宜設(shè)計方法，寫出初步設(shè)計規(guī)范，提出試驗計劃及要求，后者要完成：寫出詳細(xì)設(shè)計規(guī)范，建造系統(tǒng)模型，協(xié)調(diào)屬系統(tǒng)和協(xié)作系統(tǒng)。

41 系統(tǒng)管理(System manaqement)

系統(tǒng)管理就是把管理對象置于系統(tǒng)的普遍形式之中給予控制。具體地說，就是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，著重從系統(tǒng)總體與局部的相互關(guān)系中，從系統(tǒng)總體與外界環(huán)境的相互關(guān)系、相互作用、相互影響、相互制約的復(fù)雜關(guān)系中，研究、分析、解決被管理對象的各種矛盾。它是立足整體、縱觀全局、統(tǒng)籌安排，隨時使整體與局部保持辯證統(tǒng)一的動態(tài)工作方案。系統(tǒng)管理的目的，是在有限的人力、物力、財力資源和對系統(tǒng)功能要求的約束條件下，使系統(tǒng)效益最佳。系統(tǒng)管理由管理人員、組織機(jī)構(gòu)和監(jiān)控手段三大部分組成。系統(tǒng)管理包括進(jìn)度計劃、費用預(yù)算、設(shè)計程度、資源分配、衡量工作成績和效率、修正系統(tǒng)實施中的偏差和提供情報資料等主要工作。

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