广东开放大学系统工程（GH）（本）期末考试试卷与参考答案

广东开放大学系统工程（GH）（本）期末复习笔记

关键词：系统工程基础、系统分析、系统优化、案例应用、考试重点

一、考试重点知识点总结

1. 系统工程基本概念

- 系统定义：系统是为实现特定功能而相互关联的要素组成的整体。

- 系统工程特点：整体性、层次性、优化性、动态性。

- 系统工程与传统工程的区别：系统工程强调系统整体优化，而非单一子系统的优化。

2. 系统分析方法

- 系统分析步骤：

1. 明确目标与需求；

2. 确定系统边界与要素；

3. 建立系统模型（物理模型、数学模型、仿真模型等）；

4. 分析模型并提出方案；

5. 优化与决策。

- 常用分析工具：

- 系统动力学（System Dynamics）；

- 线性规划（LP）、整数规划（IP）、动态规划（DP）；

- 层次分析法（AHP）、模糊综合评价法。

3. 系统优化与决策

- 线性规划（LP）：目标函数、约束条件、可行解、最优解。

- 动态规划（DP）：分阶段决策、状态转移方程、最优性原理。

- 多目标优化：帕累托最优、权重法、层次分析法（AHP）。

4. 系统仿真与建模

- 系统仿真类型：离散事件仿真、连续系统仿真、混合仿真。

- 仿真工具：AnyLogic、MATLAB/Simulink、Python（SimPy库）。

5. 系统工程案例应用

- 典型场景：

- 供应链优化；

- 项目管理（如关键路径法CPM）；

- 资源分配与调度问题。

二、模拟期末考试试卷

一、选择题（每题2分，共20分）

1. 系统工程的核心特点是（ ）。

A. 孤立分析要素

B. 强调局部最优

C. 整体优化与协调

D. 忽略系统边界

2. 线性规划问题的解可能存在于（ ）。

A. 可行域的顶点

B. 可行域的内部

C. 约束条件的交点

D. 任意位置

二、简答题（每题10分，共30分）

1. 简述系统工程的基本流程。

2. 什么是动态规划的最优性原理？

3. 举例说明系统仿真在实际中的应用。

三、计算题（每题15分，共30分）

1. 某公司生产两种产品A和B，利润分别为5元/件和8元/件。生产A需2小时加工时间，B需3小时，每天总加工时间不超过24小时。原料限制：A每天最多生产6件，B无限制。建立线性规划模型并求最优解。

2. 用动态规划方法求解以下问题：某项目分3阶段完成，各阶段费用分别为1、2、3万元，总预算为5万元，求最大剩余预算。

四、案例分析题（20分）

某物流公司需优化配送路线，现有3个仓库和5个配送点，运输成本矩阵如下：

| 仓库\配送点 | D1 | D2 | D3 | D4 | D5 |

|-|-|-|-|-|-|

| W1 | 8 | 6 | 10 | 9 | 7 |

| W2 | 5 | 4 | 7 | 6 | 3 |

| W3 | 12 | 9 | 11 | 14 | 8 |

要求：

1. 建立最小成本配送模型；

2. 使用匈牙利法求最优解。

三、参考答案

一、选择题

1. C

2. A

二、简答题

1. 系统工程流程：

- 明确目标与需求；

- 系统定义与边界划分；

- 建立模型并分析；

- 方案优化与决策；

- 实施与反馈改进。

2. 动态规划最优性原理：

无论过去状态如何，未来决策必须构成最优子策略。即最优策略的子策略也是最优的。

3. 系统仿真应用：

- 交通流仿真优化城市道路设计；

- 工业生产线仿真减少停机时间；

- 医疗系统仿真优化资源分配。

三、计算题

1. 线性规划模型：

- 目标函数：Max Z = 5A + 8B

- 约束条件：

- 2A + 3B ≤ 24（时间限制）

- A ≤ 6（原料限制）

- A, B ≥ 0

- 最优解：A=6，B=4，Z=5×6 +8×4=62元。

2. 动态规划求解：

- 阶段变量k=1,2,3（阶段）；

- 状态变量s_k（剩余预算）；

- 决策变量x_k（阶段k的支出）；

- 状态转移方程：s_{k+1} = s_k - x_k；

- 最优解：阶段1支出1万，阶段2支出2万，阶段3支出2万，剩余0万。

四、案例分析题

1. 模型建立：

- 决策变量：x_ij（仓库i到配送点j的运输量）；

- 目标函数：Min Z = ΣΣ c_ij x_ij；

- 约束条件：

- 每个配送点需求为1（假设需求为1单位）；

- 仓库供应量无限制（或根据题目补充）。

2. 匈牙利法求解：

- 将成本矩阵转化为最小化问题；

- 通过行、列减法和划线法求最优解，最终总成本为12（具体步骤略）。

四、注意事项

1. 考试形式：闭卷，可能包含计算题和案例分析，需熟悉模型建立与求解步骤。

2. 高频考点：线性规划、动态规划、系统仿真、AHP方法。

3. 复习建议：

- 重点掌握模型构建逻辑（如LP、DP的数学表达式）；

- 熟练运用工具（如Excel Solver、MATLAB）解决实际问题；

- 多练习案例分析题，理解系统工程的跨学科应用。

祝考试顺利！