システム工学

3年

2024年度前期

2単位

E-IN-307L

邵　忠

メディア授業

（授業の目的）
　本講義は、受講生がシステムの概念・定義からシステム工学の発展と体系を理解し、システムのモデル化および最適化・評価の諸手法を習得して、実際のシステム最適化問題の解決に活用できることを到達目標とする。

（受講生の到達目標）
到達目標１：システム工学の概念や定義を理解でき、専門用語を説明できる。
到達目標２：システム工学の歴史と現状、基礎知識を把握できる。
到達目標３：システム工学の組合せと制御の最適化理論と技法を習得し、説明できる。
到達目標４：システム工学の最適化技法を用いてサンプル実験や簡単な実用問題に適用できる。

　システム構築の理論・方法論、人工システムの構築とその運用を対象とするシステム工学は、巨大化、複雑化になりつつある様々なシステムを総合的な見地から解析・設計・試験・運用・評価を行う、必要不可欠なものである。
  当講義では、システムの基本概念から、システム工学の歴史とその必要性すなわちシステムの巨大化、複雑化、構築の長期化、費用の高額化の現実を説明し、システム構築についての具体的な内容、すなわち問題定式化、シミュレーション、最適化諸技法、システム評価などの内容を習得させ、演習問題を課して、計算手順及び使い方を習得させる。
　当科目は情報システムなど理工学のシステムだけでなく、経済システムや経営システムなどの人文系システムの構築にも役立つ内容を習得できる。

（講義計画）
　
第　１回　システムの基本概念システム工学の誕生と歴史
　　　　　アリストテレスの「全体は部分の和以上のもの」の哲学的なシステム概念とシステム工学誕生と発展の内容の説明
第　２回　システムの定義、目的、意義などの基礎知識と専門用語の説明
　　　　　様々なシステムの実例からシステムを理解する
第　３回　システム工学の必要性と役割、構築の手順
　　　　　なぜシステムが必要なのか。システムは「どのように構築するか
第　４回　システムのモデル化とシミュレーション
　　　　　システムのモデル化の意味と実施手順
　　　　　シミュレーションの意味と方法
第　５回　システムの最適化理論と方法
　　　　　巡回セールスマン問題や設備配置問題を例に説明し、数値例練習で解け方を習得させる
第　６回　システム最適化技法(1-1)
　　　　　最適解技法の一つである分岐限界法の原理と仕組みを説明する
第　７回　システム最適化技法(1-2)
　　　　　分岐限界法の応用手順と問題点、数値例練習で理解を深める
第　８回　前半のまとめと中間テスト実施
　　　　　前半で習った内容の理解度を確認する中間テストを実施する
　　　　　テスト結果を解説する
第　９回　システム最適化の技法(2-1)
　　　　　生物遺伝のメカニズムを真似た遺伝アルゴリズムの仕組みを習得させる
第１０回　システム最適化の技法(2-2)
　　　　　遺伝アルゴリズムの応用手順と問題点、数値例練習で理解を深める
第１１回　システムの制御
　　　　　システム制御の理論と発展を説明する
第１２回　ファジイ理論
　　　　　曖昧な思考と実問題の解決の有効な方法論のファジイ理論の成り立ちの説明
第１３回　ファジイ集合
　　　　　一般集合から拡張された新しい集合概念と現実的な意義の説明
第１４回　ファジイ推論と制御
　　　　　ファジイ理論とファジイ集合からできたファジイ制御の実問題への活用事例を通じて理解を深める
第１５回　システムの評価
　　　　　システム最適化評価の他に主観によるシステム評価の「階層分析法（AHP）」を実例を用いて説明する

（講義方法）
・毎回事前プリントを配信し、必ず予習を行うこと。
・講義は自作のパワーポイントスライドで進める。
・授業中あるいは放課後に練習問題を出して次の講義時に提出してもらう。
・提出したレポートや課題に対して、次の授業中に説明する。

教科書の代わりにプリントを配布する

（事前学修）
毎回事前プリントを配布し、授業の前までに必ず予習を行うこと。
（事後学修）
　授業中に理解できていない箇所や練習問題を理解できない部分について、復習を通じて理解に努める

（成績評価の方法）
　中間テスト（２０％）
　期末テスト（３０％）
　練習問題とレポート提出（３０％）
　受講態度（２０％）

（成績評価の基準）
到達目標１：システム工学の概念や定義を理解でき、専門用語を説明できる。
到達目標２：システム工学の歴史と現状、基礎知識を把握できる。
到達目標３：システム工学の組合せと制御の最適化理論を説明できる。
到達目標４：システム工学の最適化技法を用いてサンプル実験（数値例）や簡単な実用問題に適用できる。

配布したプリント及び参考書を予習し、復習の一環として課題を出す。
遅刻や欠席を極力に控えること。

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