随着城市化进程的加快，城市竞争日益严峻。“环境”作为影响城市竞争力的决定性因素，使得城市管理已成为当前各个国家和地区普遍关注的一个课题。城市管理效率作为衡量城市管理水平的表现形式，是城市管理中极需关注的焦点所在。作为系统优化的方法，本论文结合“杭州市江干区数字城管系统研发与城市管理十一五规划及三年计划编制”项目”，探索应用IE技术，在江干区城市管理现状研究的基础上，对城市运作系统建模、系统优化以及系统绩效等方面开展了研究，并从理论和实践上验证了IE技术在城市运作系统中的应用可行性。主要工作如下：(1)阐述了论文的研究背景，分析了城市管理现状和存在的问题，引出了对城市管理进行系统优化的必要性；介绍了国内外城市管理、政府绩效评价、工业工程在非制造业应用等方面的研究情况；给出了研究的主要内容。(2)城市运作系统的建模。探讨了城市运作模式内涵及研究对象，引出了论文研究对象——城市运作系统，建立了城市运作模式的概念结构模型；阐述了城市运作系统概念、类型、系统对象及主体构成，并根据IDEF建模原理和PDCA建模思想建立了城市运作系统总体模型，划分了城市运作决策、运作执行和运作评价三大子系统；着重对城市运作系统建立了运作过程模型、组织模型、资源模型、信息模型和功能模型，在此基础上详细描述了“四化长效管理”运作过程模型。(3)城市运作系统优化。分析了城市运作系统总体模型目标，得出了系统绩效主要影响因素，建立了运作系统优化模型；探讨了IE在运行系统优化中的可行性，具体运用IE分析型技术和信息技术改进了城市运作流程，应用OR技术对城市运作资源进行了优化配置。(4)构建了城市运作系统的绩效评价体系。简单介绍了BSC原理，探讨了BSC在城市运作系统中的应用可行性，确立了财务角度、顾客角度、内部经营过程角度及学习与成长角度的关键绩效指标，构建了城市长效平衡运作绩效评价体系(PESCO)，详细设计了市容环卫部门和市政园林部门的BSC绩效评价指标体系。(5)建立了城市运作系统的绩效评价模型。介绍了指标权重确定方法，采用灰色关联分析方法建立了城市运作绩效评价的灰色关联模型并进行了四化长效管理绩效评价实例应用，验证了该灰色关联模型的可靠性。(6)结合江干区的实际需求，设计了江干区数字城市管理系统具体结构，详细阐述了城管内部综合管理子系统内容。(7)对全文进行了总结，并对今后的研究工作作出了展望。