第一篇:物流系统工程
“系统”这个词来源于古希腊,有“共同”和“给予位置”的含义
1937年,奥地利生物理论家冯`贝塔朗菲提出:“系统是互相作用的诸多要素的综合体”,第一次将系统作为一个科学的概念进行研究。
系统的形成要具备的条件:1.有两个或两个以上要素组成2.各要素相互联系,使系统保持相对稳定3.系统具有一定的结构,保持系统的有序性,从而使系统具有特定的功能。
系统的特征:1.整体性2.目的性3.有序性4.动态性5.环境适应性6.边界性
1957年,美国人谷德和麦克儿合著出版了第一本以系统工程命名的专著,这系统工程这门新型学科的产生。
系统工程的特征:1.普遍性2.全局最优性3.相关性
物流系统的概念:是指在一定的时间和空间里,需位移的物资/包装设备/装卸搬运机械/运输工具/仓储设施/人员/通信联系等若干相互志愿的动态要素所构成的具有特定功能的有机整体.物流系统的功能:输入/转换/输出
物流系统的特点:1.物流系统是人-机系统2.物流系统是一个大跨度系统3.物流系统是一个可分的系统4.物流系统是一个动态系统5.物流系统是一个复杂的巨系统6.物流系统是一个多目标系统
物流系统工程的定义:指在物流管理中,从物流系统的整体利益出发,把物流与信息流融为一体,运用系统工程的理论和方法,为物流系统的规划.管理和控制选择最优方案。
物流系统工程方法:1.物流系统网络分析方法 2.物流系统模拟方法 3.物流系统决策方法 4.物流系统排队 5.运输路线选择 6.物流中心选址决策
物流系统分析步骤:1.确定问题 2.确定目标 3.定量表示系统的分析目标 4.定义可行的替代实施方案 5.找出最佳的替代方案 6.回顾/回馈及修正
物流系统分析的方法:1.数学规划法2.统筹法3.系统优化法4.系统仿真
物流系统工程建模原则:1.清晰原则 2.相互结合的原则 3.尽量选用标准模型的原则 4.系统分解/协调和综合的原则 5.系统创造思维的原则
建立物流系统模型的步骤:1.弄清问题,掌握真实情况 2.搜集资料 3.确定因素之间的关系 4.构造模型 5.求解模型 6.检验模型的正确性
系统仿真方法:1.参数优化方法 2.定性仿真~ 3.模糊仿真~ 4.归纳推理~ 5.系统动力学~
系统建模与仿真的一般步骤:1.系统定义2.建立系统数学模型3.数据准备4.模型的转换 5.模型运行6.仿真结果的分析
物流系统决策方法:专家会议决策法、德尔菲法、层次分析法、模拟决策法、方案前提分析法、决策树法、运筹决策法 德尔非法是一种通过有序的、可控制的方式收集和反馈专家意见,最后根据形成的一致意见进行决策的方法。
层次分析法(AHP)是将决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次,在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法。决策树是决策过程中的一种有序的概率的图解表示,它把几项可选方案及有关随机因素有序表示出来而形成的一个树形。
物流系统评价步骤:1.明确评价目的2.建立评价指标体系3.制定评价结构和评价准则4.选择评价方法并建立评价模型
常见的系统评价方法:可行性分析法.价值分析法
物流系统来源于实际系统,应具备3个特征:1.是对现实系统的抽象或模仿2.是由反应系统本质或特征的要素构成的3.集中体现了这些要素之间的关系。
物流系统建模的方法:1.GRAI方法的概念:一个生产系统由一个物理系统和一个生产控制系统组成,物理系统是一组制造单元,其功能是将原材料或部件转变为完全的部件或一个完成的产品2.IDEF方法
3.Petri网 4.GIM方法 5.SIM方法 6.ARIS方法 7.GIM-OSA方法
物流系统优化的分类:1.运输系统优化 2.储存系统优化 3.配送系统优化
物流系统优化的层次:1.决策层2.中间层3.执行层
物流系统优化设计方法:1.运筹学方法 2.模拟退火算法 3.人体神经网络技术
仿真法的优势:1.动态的.瞬时的影响 2.随机因素 3.非标准分布 4.随机活动的交叉作用
解析法和仿真法的区别:解析法常要求分析者作出极为简洁的模型假设,而这些假设经常与复杂多变的现实情况相去甚远.解析法过于拘泥于数学抽象的逻辑模型,很难获得系统的真实感受.虽然可以求解最优解,却不便于进行实际的复杂系统的分析.仿真法不依据抽象的假设,而以现实为依据,依据对实际系统观察获得的数据建立动态模型,既表达了系统的物理特性,又有逻辑特征;既反映了系统的静态特性,也反映了动态特性,它能够尽可能全面正确地描述复杂系统及过程,更贴近实际和真实.物流(配送)中心选址的步骤:1.约束条件分析(资金/交通运输/能源/法规制度/经济政策/流通职能/劳动力/竞争/温度湿度雨量条件)2.搜集整理资料3.初步筛选地址4.定量分析5.结果评价6.复查7.确定选址结果 运输路线选址的注意事项:1.对流运输 2.迂回运输 3.重复运输 4.过远运输 5.倒流运输 6.返程或启程空驶
物流装备的概念:是指物料搬运设备.储存设备.分拣设备.包装设备和加工设备等,这些设备是物流过程中不可缺少的工具,他们的合理布局直接影响到企业的经营效益。
影响物流装备布局设计的因素:1.物品种类2.实体特征3.物品流量4.移动距离
配送中心规划和设计原则:1.发展的原则2.动态原则3.投资效益原则4.低运费原则5.交通便利原则6.系统工程原则7.软件先进.硬件适度的原则8.环境保护与社会可持续发展原则
影响仓库选址的因素:1.运输条件2.原材料供应3.用工条件4.建筑和用地条件5.自然条件6.客户条件7.水电供应条件8.法规制度条件
物料搬运系统分析方法:1.流程分析 2.起始点分析 3.物料流量分析 4.现状展开图分析
系统仿真的分类:1.根据所建模型的状态分为:物理仿真/数学仿真/物理--数学仿真2.根据系统特性分为:连续系统仿真/离散事件系统仿真3.根据仿真时钟和实际时钟的关系分为:实时仿真/欠实时仿真/超实时仿真
1复杂性优势 ○2随机性优势 ○3安全性优势 ○4重复性优势 ○5时间优势 ○6降低系统仿真的特性:优势:○
7成本优势 ○8.可视化优势。1建模困难,2不能得到最优解 ○3风险优势 ○ :○分析耗时,代价巨大 ○
4被不当使用的风险 ○5专业人员的限制 必须具备充分的数据条件和足够的约束条件 ○
物流系统仿真的类型:1.物流管理仿真 2.物流作业流程仿真 3.物流成本仿真
离散事件系统基本要素:1.实体2.属性3.状态4.事件5.活动6.进程7.方针时钟8.规则
物流系统运营财务评价指标体系:评价指标具有评价标准和控制标准的双重功能。在指定评价指标中,必须具备的条件:1.可查性 2.可比性 3.定量性
物流系统的可行性分析可以建立三个层次的评价指标体系:经济性、技术性及社会性指标
物流企业的经济效益指标:1.营业净利率 2.资本收益率 3.所有者权益报酬率 4.资产净利率 5.成本费用的利润率
人力资源
工作分析:是运用科学方法收集与工作有关的信息的过程,主要包括该项工作应该承担的职责以及承担该项工作需要的任职资格等方面的信息,工作分析的最终产出表现为职位说明书
模拟教学法:是事先设计制造一种情景,由受训人扮演模拟环境中的角色,从事指定的活动,训练学员在复杂情况下处理问题的能力,以达到一定培训目的的方法
薪酬调查:就是某些权威机构通过抽样的方法,针对某个地区或行业的薪酬水平进行科学的调查,以提供关于某个职位的薪酬数据
案例分析法:是把实际中的真实情景加以典型化处理,编写成供学员思考和决断的案例,通过独立研究和相互讨论的方式,来提高学员分析问题和解决问题能力的一种方法
人力资源:是指能够推动整个经济和社会发展的具有智力劳动和体力劳动能力的人们的总和.它应该包括数量和质量两个方面,作为国民经济资源的一个特殊部分,具有以下七个特点:不可剥夺性时代性时效性生物性能动性再生性以及增值性
绩效辅导:主要包括两方面的工作,持续沟通和信息收集.绩效沟通贯穿于绩效管理的全过程,在绩效实施阶段主要通过沟通完成两方面的工作:计划跟进与调整、过程辅导与激励;信息收集主要是为了下一步的绩效考核积累信息,主要的收集方面有观察法、工作记录法、关键事件法、相关人员反馈法。人力资源规划的作用:1.保证企业战略目标的完成2.能更好地适应企业环境的变化3.促进企业人力资源管理的开展4是人力资源管理的各项计划的纽带5.提高人力资源的使用效率
工作规范书的内容:1.教育程度2.工作经验3.培训4.知识5.工作技能6.生理.心理特征要求
员工培训开发的原则:1.服务企业战略和规划的原则2.讲求实效的原则3.差异化原则4.目标原则5.严格考核和择优奖励原则.6.效益原则
绩效管理的内容:1.绩效计划(绩效辅导.绩效考核.绩效反馈)2劳动定员:是企业根据生产方向、生产规模和产品方案,根据劳动定额和定员标准以及企业经营管理层次和机构设置等编制的,它规定一定时期内、一定技术条件下企业各部门应当占有的人力资源数量
享受失业保险的待遇应具备哪些资格与条件:1必须处于劳动年龄阶段,即处于法定最低劳动年龄与退休年龄之间2必须是非资源失业,而不是自愿失业3必须工作过一定时日或者投保过一定的时日4必须立即到政府指定的劳动就业介绍机构登记,表明自己已经失业,要求寻求新的工作职位;接受职业介绍机构提供的再就业培训,以便到新岗位上能胜任
绩效计划的内容:1员工在本次考核期间需要达成什么样的工作目标2达成目标的结果是怎样的?期限有何安排3如何评价这些结果是好是坏4如何收集员工工作结果的信息
对于员工的考核不是只看一时一事,应全面、历史地看,阶段性考核是员工平时考核的各项评价指标数据的积累.考核的连续性要求对历次积累的数据进行综合分析,以求得出全面和准确的结论
金无足赤:人各有优缺点长短处,我们选才用才要坚持用人之长原则,主要看人的长处和优点.看他的资格条件是否符合空缺岗位的资格要求,注重人的现有能力的有效利用和潜在能力的发掘/ 在组织内部形成一种宽松的环境,使成员能够畅所欲言,提出批评和建议.有恰当的渠道发泄不满,可以随时减压 论职业生涯规划的意义:员工方面1.可以增强员工对职业环境的把握能力和对职业困难的控制力2.可以帮助员工协调好职业生活与家庭生活的关系.更好的实现人生目标
组织方面1.可以帮助了解员工的现状.需求.能力及目标.调和他们同存在于企业现实和未来的职业机会和挑战间的矛盾2.可以更加合理与有效地利用人力资源3.可以为员工提供平等的就业机会.对促进企业持续发展具有重要意义
职业生涯的性质;1.独特性2.发展性3.阶段性4.终生性5.整合性6.互动性
职业锚理论只当一个人面临职业选择的时候.他无论如何让都不会放弃职业中至关重要的东西或价值观 组织对员工职业生涯管理的原则:1.利益整合原则2.公平公开原则3.协作进行原则4.动态目标原则5.时间梯度原则6.发展创新原则7.全程推动原则8.全面评价原则
制定职业生涯规划的影响因素:①内在因素:a.职业性向--实际型/调研型/艺术型/社会型/企业型/常规型b.个性特征--与工作性质和要求相匹配c.教育背景--教育奠定一个人的基本素质.所接受的教育对其职业生涯有着决定性影响.d.家庭影响--主要因素之一e.个人能力--是职业发展的重要基础和影响因素f.个人需求②外在因素:a.社会环境因素--经济发展水平/社会文化环境/政治制度和氛围/价值观念b.家庭的影响/朋友同龄群体的影响c.企业文化/管理制度/领导者素质和价值观.
第二篇:物流系统工程试题
2013-2014-2物流系统工程试题
(1)任务分配问题。有6个运输任务指派给6辆车去完成,不同的车完成不同任务其运输成本不同。要求每辆车完成一个任务,并且一个任务只能由一辆车去完成。如何分配任务,才能使总的运输费用最小?
(2)设施选址问题。从3个汽车厂候选厂址中选取1个最优地址建厂,使物流费用达到最低。假设厂址候选地点分别用D1、D2、D3表示;原材料和零配件的供应地有5个,分别用A1~A5表示,其供应量分别用P1~P5表示;产品销售地(需求地)有8个,分别用B1~B8表示,其销售量(需求量)分别为Q1~Q8表示。各个供应地到各个候选厂址、各个候选厂址到各个销售地的单位运输成本给定,并假定各个候选场址建厂费用相同。
(3)列举一种物流系统的相关软件,内容包括:软件中英文名称、软件生产商、软件基本用途、目前该软件与同类产品相比的优劣势,并重点介绍该软件能够求解物流系统中的某一类问题的大致流程(须首先明确该问题)。
说明:(1)、(2)两题需自己设定题目所需参数,并最终求解该题目。
美国芝加哥大学的Linus Schrage教授于1980年前后开发了一套专门用于求解最优化问题的软件包,后来经过不断完善,成立了LINDO系统公司(LINDO Systems Inc),这套软件包括的主要产品有:LINDO,LINGO,LINDO PAI和What’s Best!,LINDO是英文Linear INteractive and Discrete Optimizer字母的缩写形式,即“交互式的线性和离散优化求解器”,可以用来求解线性规划(LP)和二次规划(QP);LINGO是英文Linear INteractive and General Optimizer字首的缩写,即“交互式的线性和通用优化求解器”,它除了具有LINDO的全部功能外,还可以用于求解非线性规划,也可用于一些线性和非线性方程组的求解。LINGO和LINDO软件的最大特色在于可以允许决策变量是整数,而且执行速度很快。
其他物流系统的相关软件:Flexsim(主要是做三维虚拟环境的仿真);MATLAB(可用于线性和非线性问题的求解,数据统计分析等功能);SPSS——统计产品与服务解决方案(特色在于统计学分析运算、数据挖掘、预测分析和决策支持任务的软件产品及相关服务),与以上相关物流软件相比,LINGO软件的最大优点在于:允许决策变量是整数(即整数规划,包括0—1规划),而且执行速度很快,应用很方便,即使对于优化方面的专业知识了解不多的用户,也能够方便的建模和输入、有效的求解和分析实际中遇到的大规模优化问题,并通常能够快速的得到复杂优化问题的高质量的解。
该软件求解指派问题的大至流程:
指派问题定义:设有n个人,计划做n项工作,其中cij表示第i个人做第j项工作的收益,求一种指派方式,使得每个人完成一项工作,使总收益最大。
问题分析:这个优化问题的目标是使总收益最大,要做的决策是任务安排,即a1做哪项工作,a2做哪项工作,决策受到每个人做各项工作收益不同的影响。按照题目所给,将决策变量、目标函数和约束条件用数学符号和数学表达式表示出来,得到求解这个问题的优化模型。
优化模型:
决策变量:xij表示第i个人做第j项工作,因此相应的线性规划问题的目标函数为: cx
i1j1nnijij
约束条件::xij表示第i个人做第j项工作时,xij=1,否则xij=0。
x
j1
nnij1,i1,2,......n,(每个人做一项工作)x
i1ij1,j1,2,......n,(每项工作有一个人去做)
xij=0或1,i,j=1,2,......n.综上可得:maxcx;ijij
i1j1
ijnns.t.x
j1
nn1,i1,2,......n,(每个人做一项工作)
x
j1ij1,j1,2,......n,(每项工作有一个人去做)
xij0或1
这就是该问题的基本模型。从问题的形式来看,指派问题是运输问题的特例,也可以看成是0—1规划问题。
指派问题的求解:在实际问题中,将模型中的参数赋予实际问题的数值,带入计算机中
用LINGO软件求解。
第三篇:物流系统工程2013课程简介
物流系统工程课程简介(2013)
课程名称:物流系统工程
英文名称:Logistics System Engineering
学分:3
总学时:54
内容简介:《物流系统工程》课程是物流类专业的核心专业课及相关专业的选修课。《物流系统工程》以物流系统为逻辑起点,作为专业核心课是以物流类专业三年级本科生为讲授对象,是集理论性与应用性为一体的课程。内容应包括物流系统工程产生和发展的背景和现状,物流系统要素及集成、物流系统分析、物流系统建模、物流市场调查和预测、物流战略规划、物流网络规划、物流系统仿真、物流系统综合评价、物流系统决策、物流系统案例分析、物流系统工程未来等。学生通过学习,掌握物流系统工程的基本原理,在定性科学方法和技术手段的基础上,着重运用系统思想、定量方法、技术工具、经济手段分析物流活动,具备初步开展物流系统的要素集成分析、规划设计、具体实施的能力,了解物流系统相关法律法规、政策、标准。针对物流系统工程内容丰富、涉及面广、实践性强的特点,联系物流一般原理、具体物流活动各个环节以及相关学科的知识、方法、技能,通过预习、听课、课堂练习、课后作业、参观考察、社会调查、案例分析、设计方案、上机实践及其组合等一种或多种途径培养学生从事物流系统工程活动的能力。
选用教材:王长琼.物流系统工程[M].北京:高等教育出版社,2007
张庆英,物流系统工程—理论、方法与案例分析[M],电子工业出版社,2011年 傅卫平,原大宁.现代物流系统工程与技术[M].北京:机械工业出版社,2007
齐二石,方庆琯.物流工程[M].北京:机械工业出版社,2006
考核方法:平时考核+期末考试
第四篇:张圣贤 《复杂物流系统工程》读后感
读书笔记
《复杂物流系统工程》读后感
物流0901 张圣贤
摘要:物流问题可以划分为:物流问题分析(构建物流系统的目的及所需要解决什么问题,有什么具体要求,是利益最大化还是费用最小化还是综合考虑两方面)、物流理论系统设计(根据物流问题及目标设计理论可行物流系统并根据实际情况选择最优方案,主要是理论系统构建)、物流实体系统构建(主要是实体构建,包括运输系统构建,仓储系统构建,调配系统构建等与之相关的系统构建)、物流管理系统构建(有关管理物流的软硬件设计及建设)、服务系统构建。
关键词:物流;物流系统;物流系统工程;物流系统构建;利益最大化;费用最小化;“泛物流”问题。
出自:青岛大学学报(自然科学版)2002年第二期
在《复杂物流系统工程》这篇文章中,作者从物流在当今社会中的重要性、物流的定义、物流的基本概念、物流系统的基本概念、物流系统化的重要性与必要性等方面进行了详细的讲解。
物流活动贯穿当今社会的大部分经济活动,主要以研究物流、信息流、资金流以及人员流为主。通过对物流、信息流、资金流、人员流的计划、调节和控制实现企业乃至整个供应链的利益最优化、最大化。物流水平反映了一个公司以及该核心公司所在的供应链的竞争力,同时反映了一个国家一个地区的综合实力和市场竞争力。西方国家和日本等经济强国强厚的经济实力背后有着一个先进的物流理论体系的支持。随着我们国家加入WTO以及与其它国家的经济沟通逐渐加强,我们的低物流水平现象逐渐显露,随着现代科学技术的迅猛发展和全球经济一体化的加强,各国都面临着前所未有的机遇和挑战。现代物流作为一种先进的组织方式和管理技术,被广泛地认为是企业在除了降低物资消耗,提高劳动生产率以外的又一个可以增加利润的方式(第三方利润的源泉),它在国民经济和社会发展中发挥着重要的作用。大量数据表明:经济发达国家或地区的物流产值在国民经济中处于一个十分重要的地位。加快物流理论的深入研究和实践及物流系统的构建迫在眉睫。
物流一词是第二次世界大战期间从军事后勤学的含义演变而来的。最早源于美国,后被日本引进并得以发展。《复杂物流系统工程》将物流分为:社会物资的包装、储运、调配(如物资调配、港口运输等系统)称为“大物流”,而将工厂布置和物料搬运等企业内部活动发展而来的物流系统,称为“小物流”。我理解为应该分为:被研究对象内部的物流;研究对象与外部环境之间相互作用的外部物流。如一个企业或者是一个供应链自己企业或者是供应链内部的物流,包括物料流、信息流、资金流等的流入,以及产品生产完后与市场进行的各项物流交换,包括物流、信息流、资金流的流出等。
我觉得现在有必要将物流的概念进一步扩大,虽然现在相对于物流起步阶段物流所包含的范围已经很大,但似乎还不够完美,我们是不是可以试着将所有与物资流通有关的活动归为一体,大到国家的运行、企业的物流活动、供应链的物流活动;小到个人的生活问题,诸如去不同的几个地方办事,怎么结合每件事所需时间和地点规划一条最好的路线去完成所办事情;或提着水瓶打水和吃饭两个
问题,怎么完成这两件事情的最后方法等,我们都可以将之归为一类,称它们为“泛物流”问题,试着用物流的观点去最优化解决它们。
物流系统是指在一定的时间和空间里,有所需位移的物资、包装设备、装卸搬运机械、运输工具、仓储设施、人员、通信联系等若干相互制约的动态要素所构成的具有特定功能的有机整体。物流系统的目的是实现物资的空间效益和时间效益,在保证社会再生产顺利进行的前提下,实现各种物流环节的合理衔接,并取得最佳的经济效益。由于物流系统是一个人—机系统,物流系统是一个大跨度系统,物流系统是一个可分系统,物流系统是一个动态系统,物流系统是一个复杂巨系统,物流系统是一个多目标系统;所以我们应该用系统工程的理论及相关观点来解决复杂的物流系统问题。读完这篇文章,我觉得整个物流问题可以划分为:物流问题分析(构建物流系统的目的及所需要解决什么问题,有什么具体要求,是利益最大化还是费用最小化还是综合考虑两方面)、物流理论系统设计(根据物流问题及目标设计理论可行物流系统并根据实际情况选择最优方案,主要是理论系统构建)、物流实体系统构建(主要是实体构建,包括运输系统构建,仓储系统构建,调配系统构建等与之相关的系统构建)、物流管理系统构建(有关管理物流的软硬件设计及建设)、服务系统构建。物流系统工程所要做的就是运用系统工程的观点解决所遇到的问题。
所谓物流系统化,就是把物流的诸种环节(或各子系统)联系起来,视为一个大系统,进行整体设计和管理,以最佳的结构,最好的配合,充分发挥其系统功能的效率,实现整个物流合理化。要实现物流合理化,就是指物流系统整体而言的,不只是要求物流过程某一环节的合理化。要把物流系统的诸种功能或各子系统联系起来,进行综合分析研究。以谋求物流大系统的整体经济效益。对物流大系统来说,在各个子系统之间,存在着互相制约、互相依存的关系,有时甚至是矛盾的。例如在包装环节,如果片面地强调节省包装材料和包装费用,不适当地少用包装材料或用低质代用材料,虽然包装环节费用降低了但由于包装质量差,在运输和装卸搬运过程中,造成货物破损错乱,从物流系统全过程来看,反而是一种浪费。又如在装卸搬运环节,若单纯为了追求数量,不顾质量,不按操作规程作业,甚至野蛮装卸,损坏商品等,也给社会造成了不应有的损失。再如,在联合运输当中,轮船与码头、车与船、船与货之间,如果各个环节衔接不好,就会出现船等泊恢车等船、等货的不协调现象,影响物流
系统的经济效益。所以,物流系统功能环节,即各个子系统之间,即是独立的,又是互相联系、互相制约的。各子系统环节之间,要紧密衔接,互相适应,特别是前一道环节(工序)要为后一道环节创造条件。各个环节要为物流大系统取得最好的、整体的经济效益创造条件,这才是真正的物流系统化。而物流系统化又是物流合理化的重要前提。
正因以上原因,对于物流系统工程的研究和实践变得越来越重要,对于实现文中所说的:(1)“快”:物流的速度要求,物流的最基本要求;(2)“好”:物流的质量要求;(3)“多”:物流的数量要求;(4)“省”:物流的经济要求。有极其重要的影响,对我们学物流系统工程提出了更高的要求,要学好,学透。
第五篇:系统工程
系统工程
系统工程师简介和系统工程师能力发展框架(2012-03-10 20:24:47)▼
标签: 系统工程 cmmi 项目管理 架构
分类: 工程
系统工程是一门非常前沿专业,在美国系统工程师是最热门的职业,在中国虽然很多人放在嘴上,但实际上很少有人这是个什么职业?有人甚至说这是个当总统的专业,简直是在侮辱系统工程师。系统工程最初起源于航天、航空、军事部门,由于卫星、飞船、飞机、导弹这些产品的研发需要很多专业的综合,所以诞生了系统工程;后来该专业也扩展到民用部门,包括民用航空、铁路系统、通信系统、医疗设备等,甚至是一个小小的照相机也涉及系统工程。中国最初提出系统工程就我所知大概是钱学森了,但是从他的系统工程概念还不算太成熟,主要偏重于管理,而实际上系统工程跨越了技术和技术管理,它与项目管理有所交叉,也有很大的区分。
以下是一个系统工程师的在项目开发中的所做的事情:
第一步,你要去研究市场,了解用户有什么问题、想要些什么,有可能在市场上你已经有竞争对手,你还要调查对手的当前状态,最后你要为用户提出建议的解决方案,开发一个新的系统或是改造一个旧的系统。这时候你的系统可能仅仅是一个设想,你的系统可能很庞大,需要大量的资金投入,潜藏着许多技术风险,而企业的未来就依赖于你的专业决策,这时候一方面你需要尽量满足用户的欲望,又要小心地避免不可逾越的技术障碍。如果你的系统是卫星、飞机这样庞大的系统,一般的专业工程师如机械工程师、电子工程师根本无法完成这样的工作,这时候你才会闪亮登场。你要与用户签订合同,包括资金、进度、技术等方面的内容,系统的开发被划分为若干的阶段,资金分阶段的支付,每个阶段有确定的进入和完成准则,以避免潜在的风险。作为专业系统工程师,基本的能力包括技术规范编写、进度规划、分解工作是需要的,作为中国系统工程师(如果存在这个名词的话),尤为重要的是喝酒、吹牛皮、胆大妄为和玩弄词汇的能力。
一个需求分析的失败案例:曾经有一位工程师,他提出一个几乎是天才的创意,用卫星连接全世界通信,这个工程具有系统工程的特质,要发射66颗卫星,投资XX亿美元,但不幸的是,这个项目失败了。首先手机的发展很快占据了市场,其次卫星电话面临技术障碍,无法在室内通讯,而且硬件过于庞大。可以说项目的决策者没有系统的分析用户的需求、技术风险和竞争对手,导致项目的失败。这就是摩托罗拉的铱星计划。
第二步,你要提出解决方案,或者叫设计,对系统
来说也可以叫架构开发。虽然是第二步,但并不说设计就一定在用户需求调查之后,为了占领市场,有时候它在需求调查之前就开始,有时候它随着需求分析同步进行。系统工程师在这个阶段要开发架构。什么是架构,这个词来自于最古老的工程行业—建筑业,风行于最现代的工程行业—软件业。打个比方,架构就好比人的骨架,潘长江就是吃的再多也长不成姚明,因为他们骨架不同。架构设计充满创意,系统工程师当深通于此,产品围绕架构组成系统。架构使用视图来表达,机械工程使用三个图表示三维实体,系统工程师则使用多个架构视图描述系统。好的架构就像金字塔一样悠久,坏的架构就像某些豆腐渣工程一样脆弱。作为专业的系统工程师,基本的能力包括系统建模、仿真和分析技术。
一个架构设计的失败案例:在某国一个雷电交加的夜晚,两车相撞了,在经历了5个月的调查后,事故报告公开,造成事故一条设计原因是,当一个采集设备被雷击故障后,传送给主机的状态信息一直保持为故障前采集到的信息,使人做出错误的判断。在不知道情况的时候保持最后的状态似乎是一个非常自然的选择,很多的设计师都非常习惯这样设计,但真的如此吗?这个系统的设计师是否做过“故障模式影响分析”FMECA不得而知,在项目中做FMECA是非常吃力不讨好的,因为这首先要假设所有的设备都可能出故障,然后通过设计确保故障不影响安全,一些安全关键系统中要求连续两个故障或者两个操作错误或者两个操作错误和故障的组合不会导致致命事故。
管理相关:系统工程师脚踏两只船,一只是技术,一只是管理,因此常常与项目管理者的职责分配剪不断理还乱,通常来说项目管理者侧重于进度、资金、范围等,而系统工程师侧重于技术管理,包括技术状态、接口、需求等,什么?技术还有管理?是的,技术需要管理。系统工程师要像猎狗追踪每一个要求的落实,从最初的用户要求到向部件提出的要求直至获得明确无误的证据表明需求已经落实,否则部件设计师会像系统工程师欺骗用户一样欺骗系统工程师。曾经一个火星探测器坠毁,仅仅因为计算单位不统一,如果你是一个学生,计算单位错误最糟糕的结果是考试不及格,而在大型工程中就是数亿美元的损失,为此系统工程师要紧盯每一个接口,防止彼此设计的不匹配,这是一项非常繁琐的工作,因为一个大型系统的接口从几百到几千几万。需求也罢、接口也罢,都要有秩序的管理。管理的技能是必需的。
验证:验证就是为产品满足需求提供证据的活动。如果没
有验证,系统的开发就会像中国的保健品市场一样混乱。验证包含了检查、分析、演示、测试几个类别,验证也像需求一样划分为多个层次,从底层部件到最顶层的系统需要逐步的验证,验证是一项非常消耗资源的活动,因此系统工程师当小心的选择验证的类别、层次,以平衡进度、风险和成本。验证中的某些活动甚至需要独立的专业和工程师支持,例如试验工程师,因为测试设备的准备、开发并非系统工程师能够完成的。对于验证活动而言,除了数学分析能力、发现问题的能力外,最大需要可能就是勇气和诚实,因为在验证活动中发现问题后,许多工程师由于面临各种压力或是采用鸵鸟政策视而不见或是伪造数据欺骗用户。
在中国,还没有一个完整的系统工程教育,有些学校开了系统工程课,也是偏重于数学理论,以下是本人通过自学推荐有志于做系统工程师的人应该学习的知识、工具和需要进行的实践:
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知识:
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UML、SYSML标准:建模标准,类似于机械工程师的机械制图标准、电子工程师的电路制图标准,语言是有效率专业沟通和知识传承的保障,没有这些,沟通会陷入咬文嚼字的困境(巴比伦塔建造的失败是沟通失败的最好例子,可见古人很早就认识到这点),设计中所包含的思想也会随着时间而退化。
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CMMI能力成熟度模型综合:描述了系统工程所需要做的工作内容,对照这本书进行实践和改进。
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Incose System Engeering Handbook(国际系统工程协会系统工程手册)基于ISO15288,与CMMI类似。
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System Analysis, Design,and DevelopmentConcepts,Principles, and Practices:有大量指导系统工程的技术内容,值得一读。
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DoDAF:美国国防部体系架构:DoD一个架构开发标准,很专业,可以参照学习系统架构。
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其它基础专业:数学和英语要熟练,数学需要大量应用,英语是阅读系统工程书籍的必需;电子、机械、软件等要知道基础概念,对于特定行业的系统工程还更深入的了解相应的专业。
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工具:
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系统架构建模:Visio(用于建模表达)、Telelogic(同时用于建模表达和仿真)
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仿真和分析:Matlab和Simlink
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文字和表格:Word、Excel、PPT(编写文件、报告所必需)
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项目管理: Project
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实践:
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需求分析实践:实践MOE、MOS、MOP、TPM分析过程,建立一个系统从顶层直至底层的指标关联。
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规范编写实践:至少完成不同产品、不同阶段规范编写实践各一次,阶段包括系统规范、研制规范;
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需求管理实践:完成一次全系统的需求跟踪表,能够在任何时候跟踪需求的达到程度;
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架
构设计的实践:完成一次基于SYSML标准对系统的完整建模过程;
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范围管理实践:完成一次WBS,理解WBS模板中各个分解在项目中实际含义;
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进度管理实践:实践使用Project建立IMS,达到能够自动生成网络图、进行进度分析的效果;在项目进展中记录项目进度,获取第一手数据,积累自己对时间的预测能力;
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技术状态和信息管理实践:与规范实践结合,建立项目三条基线:功能、分配、产品,实践文件版本管理和控制。