系統(tǒng)工程原理課件

第3章系統(tǒng)工程的方法論第1節(jié)系統(tǒng)工程的方法體系第2節(jié)硬系統(tǒng)方法論第3節(jié)軟系統(tǒng)方法論第4節(jié)系統(tǒng)方法論的進(jìn)一步發(fā)展第5節(jié)系統(tǒng)直覺第6節(jié)系統(tǒng)分析與系統(tǒng)綜合第7節(jié)系統(tǒng)中的知識(shí)第8節(jié)功能模擬和黑箱方法第9節(jié)系統(tǒng)工程中需要處理好的幾個(gè)關(guān)系第10節(jié)系統(tǒng)工程既是科學(xué)又是藝術(shù)第11節(jié)系統(tǒng)工程的隊(duì)伍與人才第3章系統(tǒng)工程的方法論第1節(jié)系統(tǒng)工程的方法體系1系統(tǒng)工程既是一門方法性學(xué)科，所以首先側(cè)重方法。系統(tǒng)工程的方法包含兩方面的含義，一是指解決系統(tǒng)工程問題的手段和工具，一是指工作中的辦法和步驟，后者又是和工作程序聯(lián)系在一起的。創(chuàng)造系統(tǒng)，首先要有牢固的目的意識(shí)；其次，掌握鑒定問題本質(zhì)的分析方法；第三，具有為達(dá)到目的而集結(jié)自己知識(shí)的綜合能力分析能力+知識(shí)+培養(yǎng)運(yùn)用所具有的知識(shí)去創(chuàng)造解答的能力。SE不一定具有固定的理論、方法，可以適當(dāng)?shù)剡x用各領(lǐng)域發(fā)展起來的方法——選擇已有要素（方法），重新組合。3.1系統(tǒng)工程的方法工具體系系統(tǒng)工程既是一門方法性學(xué)科，所以首先側(cè)重方法。系統(tǒng)工程的方法2需要3個(gè)方面的知識(shí)有關(guān)對象領(lǐng)域的知識(shí)；有關(guān)系統(tǒng)共性方面的知識(shí)，即系統(tǒng)學(xué)科的知識(shí)，在系統(tǒng)工程層次上就是有關(guān)系統(tǒng)工程的方法性、原理性知識(shí)；經(jīng)驗(yàn)性的知識(shí)。前兩類知識(shí)是可以用語言文字表達(dá)和傳遞的顯性（言傳性）知識(shí)；經(jīng)驗(yàn)型的知識(shí)的相當(dāng)一部分是只可意會(huì)、不可言傳的隱性（意會(huì)性）知識(shí)。需要3個(gè)方面的知識(shí)有關(guān)對象領(lǐng)域的知識(shí)；3系統(tǒng)工程的方法、工具體系自下而上，可分為四層：工具：計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、算法、程序技術(shù)：使用工具的方法，優(yōu)化技術(shù)、預(yù)測技術(shù)、仿真技術(shù)方法：選擇什么技術(shù)來達(dá)到目的的辦法，定量方法、定性方法、解析方法、實(shí)驗(yàn)方法方法論：指處理系統(tǒng)工程問題的一整套思想、原則，是運(yùn)用方法的方法系統(tǒng)工程的方法、工具體系自下而上，可分為四層：43.2系統(tǒng)工程的原則系統(tǒng)工程原則是來自于系統(tǒng)思想，是系統(tǒng)思想在實(shí)際中的應(yīng)用，是系統(tǒng)思想的具體化。目的性原則：自始至終要有明確的目的；異因同果，殊途同歸整體性原則：森林、自行車、直升飛機(jī)先見林，后見木，從全局、整體著眼；系統(tǒng)的功能大于各部分功能的總和，是質(zhì)變先看整體，全局，再看部分、局部。從宏觀到微觀3.2系統(tǒng)工程的原則系統(tǒng)工程原則是來自于系統(tǒng)思想，是系統(tǒng)思5綜合性原則：系統(tǒng)的目的、屬性是多方面的，相互關(guān)聯(lián)的，帶有綜合的特點(diǎn)；解決同一個(gè)問題，可用不同的方法、途徑。綜合也是創(chuàng)造動(dòng)態(tài)性原則：不僅僅注意系統(tǒng)的某一狀態(tài)，注重系統(tǒng)的過程，物流、能流、信息流，動(dòng)態(tài)平衡。綜合性原則：6協(xié)調(diào)與優(yōu)化原則：系統(tǒng)組成部分?jǐn)?shù)量多，互相制約，相互間的配合協(xié)作；強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化，目標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)多元化，優(yōu)化需要協(xié)調(diào)適應(yīng)性原則：系統(tǒng)必須適應(yīng)環(huán)境；系統(tǒng)具有自組織性，可自動(dòng)調(diào)節(jié)自身的組織，適應(yīng)環(huán)境系統(tǒng)的原則還有：有序性原則、層次性原則等協(xié)調(diào)與優(yōu)化原則：73.3系統(tǒng)工程方法論當(dāng)我們面臨系統(tǒng)工程任務(wù)時(shí)，必須在正確的方法論指導(dǎo)下，采取適當(dāng)?shù)姆椒?，選擇適當(dāng)?shù)募夹g(shù)，借助于適當(dāng)?shù)墓ぞ呷ミM(jìn)行工作。只有這樣居高臨下地進(jìn)行考慮，才能事半功倍。系統(tǒng)工程的各種方法、技術(shù)、工具的覆蓋面、內(nèi)容、適用范圍不盡一致，它們都在不斷地改進(jìn)發(fā)展，并且方法和技術(shù)兩個(gè)層次之間界線也不是很鮮明的。方法論是人們認(rèn)識(shí)世界與改造世界的根本方法的哲學(xué)學(xué)說。方法論探索各種方法的共性內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、作用、規(guī)律性、使用范圍、發(fā)展趨勢等。系統(tǒng)工程的方法論則是探索系統(tǒng)研究、開發(fā)、運(yùn)行過程中各種方法的共同規(guī)律。它和系統(tǒng)思想密不可分。3.3系統(tǒng)工程方法論當(dāng)我們面臨系統(tǒng)工程任務(wù)時(shí)，必須在正確的83.3.1硬系統(tǒng)方法論1、系統(tǒng)工程的三維形態(tài)圖邏輯維、時(shí)間維、知識(shí)維邏輯維：一項(xiàng)系統(tǒng)工程，在使用系統(tǒng)思想方法來分析問題解決問題時(shí)，從邏輯順序上要經(jīng)歷下面這些過程和步驟：1.問題的確定；2.選擇目標(biāo)；3.系統(tǒng)綜合；4.系統(tǒng)分析；5.優(yōu)化；6.決策；7.規(guī)劃行動(dòng)。時(shí)間維：七個(gè)階段：規(guī)劃制訂、初步設(shè)計(jì)、研制階段、生產(chǎn)階段、安裝階段、運(yùn)行階段、更新階段。知識(shí)維：工程學(xué)、商業(yè)、社會(huì)科學(xué)等。該三維結(jié)構(gòu)在上一世紀(jì)的60年代和70年代有過很大的影響，一些硬系統(tǒng)的開發(fā)大體上都遵循這一思路。3.3.1硬系統(tǒng)方法論1、系統(tǒng)工程的三維形態(tài)圖9系統(tǒng)工程的三維形態(tài)圖系統(tǒng)工程的三維形態(tài)圖10活動(dòng)矩陣系統(tǒng)工程的每一項(xiàng)具體工作，在這個(gè)三維空間中對應(yīng)一個(gè)區(qū)域，這個(gè)區(qū)域在三個(gè)坐標(biāo)軸上對應(yīng)的正是該項(xiàng)工作的位置如果去掉知識(shí)維，就可以表示為兩維表：活動(dòng)矩陣在每一階段，都存在著7個(gè)邏輯步驟活動(dòng)矩陣系統(tǒng)工程的每一項(xiàng)具體工作，在這個(gè)三維空間中對應(yīng)一個(gè)區(qū)11系統(tǒng)分析系統(tǒng)分析可以有廣義與狹義兩種理解。有的國家把涉及宏觀經(jīng)濟(jì)、政治、社會(huì)等方面的系統(tǒng)問題的研究和應(yīng)用稱為系統(tǒng)分析，以區(qū)別于工程技術(shù)中的系統(tǒng)工程，這是對系統(tǒng)分析的廣義理解。我們這里取它的狹義理解，也就是特指系統(tǒng)工程過程的一個(gè)階段。系統(tǒng)分析是一個(gè)思維過程。在對系統(tǒng)已經(jīng)有了一個(gè)直觀的理解的基礎(chǔ)上，首先要把系統(tǒng)和它所處的環(huán)境分開，也就是確定系統(tǒng)的邊界。然后找出系統(tǒng)的要素及其連接方式，復(fù)雜系統(tǒng)還要確定系統(tǒng)的層次和子系統(tǒng)的數(shù)目。分析是把對象在思維中分解為它的各個(gè)組成部分或要素，來分別加以考察。這是一個(gè)自上而下的分解過程。系統(tǒng)分析系統(tǒng)分析可以有廣義與狹義兩種理解。有的國家把涉及宏觀12系統(tǒng)綜合系統(tǒng)綜合的著眼點(diǎn)是系統(tǒng)的整體涌現(xiàn)性。這是系統(tǒng)之所以成為系統(tǒng)的關(guān)鍵。綜合是自下而上的，人們基于對要素的認(rèn)識(shí)通過綜合活動(dòng)獲得對子系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，再一層一層地逐步得到對上一層的認(rèn)識(shí)，直到對總系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。由部分“重構(gòu)”成系統(tǒng)整體。重構(gòu)是系統(tǒng)綜合的方法之一。在人類的認(rèn)識(shí)發(fā)展進(jìn)程中，相當(dāng)一個(gè)時(shí)期是把分析作為綜合的前提的，但是隨著系統(tǒng)觀的發(fā)展，人們研究事物要首先著眼于整體，局部也是要放在整體、全局之中來加以考察的，所以綜合也是分析的前提。系統(tǒng)綜合系統(tǒng)綜合的著眼點(diǎn)是系統(tǒng)的整體涌現(xiàn)性。這是系統(tǒng)之所以成13這也就是為什么在硬系統(tǒng)方法的邏輯維的順序中，綜合出現(xiàn)在分析之前的緣故。這種自上而下再自下而上的多次反復(fù)，構(gòu)成系統(tǒng)工程的工作全過程，因此分析和綜合二者是互為前提的。系統(tǒng)分析與系統(tǒng)綜合相結(jié)合常常不是一次完成的，需要多次交替進(jìn)行，這可使得人們在微觀上對局部、在宏觀上對整體的認(rèn)識(shí)不斷加深。這也就是為什么在硬系統(tǒng)方法的邏輯維的順序中，綜合出現(xiàn)在分析之142、對該三維框架的一種修改方案步驟維：也分為七步：1.明確問題；2.設(shè)置目標(biāo)，建立評價(jià)準(zhǔn)則；3.生成系統(tǒng)方案；4.為各方案建模；5.對各方案進(jìn)行評價(jià)；6.選擇一個(gè)方案；7.規(guī)劃實(shí)施。步驟維內(nèi)容更加具體。應(yīng)用領(lǐng)域與問題范疇維：應(yīng)用領(lǐng)域分：1.工業(yè)；2.經(jīng)濟(jì)；3.政治；4.社會(huì)經(jīng)濟(jì)；5.環(huán)境；6.心理；7.保健；8.教育；9.軍事；10.社會(huì)技術(shù)。問題范疇則分為：1.運(yùn)行效率；2.資源分配；3.項(xiàng)目評價(jià)；4.計(jì)劃與預(yù)算；5.戰(zhàn)略選擇；6.系統(tǒng)的獲得。分析工具維：例如成本效益分析；決策分析，等等。這些框架都有利于人們在研究具體工作時(shí)明確工作的地位與作用。2、對該三維框架的一種修改方案步驟維：也分為七步：153、步驟維的一個(gè)變形工作步驟對具體工程來說更為重要，也有人將系統(tǒng)分析的7個(gè)步驟分為三個(gè)階段、五個(gè)環(huán)節(jié)。3、步驟維的一個(gè)變形工作步驟對具體工程來說更為重要，也有人將16系統(tǒng)分析的實(shí)質(zhì)這個(gè)方案充分反映了每一步不是一次完成的，需要進(jìn)行多次反復(fù)三個(gè)階段：明確問題、分析研究、評價(jià)比較五個(gè)環(huán)節(jié)：明確問題、產(chǎn)生方案、預(yù)測未來環(huán)境、建模與估計(jì)后果、評價(jià)比較問題——方案——分析——后果——選擇客觀分析 主觀選擇基于客觀分析的主觀選擇系統(tǒng)分析的實(shí)質(zhì)這個(gè)方案充分反映了每一步不是一次完成的，需要進(jìn)174、系統(tǒng)工程的工作步驟

步驟1.明確問題(1)辨識(shí)主問題和子問題，以及構(gòu)成問題的因素(2)建立所辨識(shí)問題的層次結(jié)構(gòu)(3)把問題加以分解，分成要求、約束、可變更的因素、涉及的人與組織等(4)辨識(shí)主要的主觀考慮(5)辯明系統(tǒng)邊界(6)辯識(shí)影響主問題的未來?xiàng)l件4、系統(tǒng)工程的工作步驟步驟1.明確問題18步驟2.設(shè)置目標(biāo)，建立評價(jià)準(zhǔn)則

(1)辯識(shí)主要要求、目的、目標(biāo)和子目標(biāo)

(2)對上述各因素建立一個(gè)層次結(jié)構(gòu)

(3)辯明目標(biāo)、約束、可變因素、涉及人與組織這幾方面的相互關(guān)聯(lián)程度

(4)辨明主要前提與假設(shè)

(5)建立或確定目標(biāo)的度量

(6)建立初步的評價(jià)準(zhǔn)則步驟2.設(shè)置目標(biāo)，建立評價(jià)準(zhǔn)則(1)辯識(shí)主要要求、目的、目19步驟3.生成方案(1)尋找為達(dá)到目標(biāo)與子目標(biāo)所有可能的方案(2)確定方案中活動(dòng)與措施的度量(3)把方案聯(lián)到目標(biāo)結(jié)構(gòu)中去步驟3.生成方案(1)尋找為達(dá)到目標(biāo)與子目標(biāo)所有可能的方案20步驟4.為方案建模

(1)為每一方案建立描述型或預(yù)測型的模型，或者為整個(gè)系統(tǒng)建立模型，以便對各種方案下的整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分析

(2)對模型進(jìn)行鑒定

(3)改進(jìn)并且合并模型

(4)尋求模型運(yùn)行的結(jié)果步驟4.為方案建模(1)為每一方案建立描述型或預(yù)測型的模型21步驟5.對方案進(jìn)行評價(jià)(1)按照主要準(zhǔn)則（包括效果、風(fēng)險(xiǎn)、成本），對各方案在各種條件下進(jìn)行評價(jià)(2)估計(jì)各種條件出現(xiàn)的概率

步驟6.選擇一個(gè)方案(1)客觀地或主觀地對每個(gè)準(zhǔn)則的重要性進(jìn)行排隊(duì)，給出權(quán)重(2)把評價(jià)信息集中起來(3)評選出一個(gè)方案步驟7.規(guī)劃實(shí)施(1)根據(jù)所選方案擬訂實(shí)施計(jì)劃(2)制訂意外情況下的應(yīng)急措施步驟5.對方案進(jìn)行評價(jià)223.3.2軟系統(tǒng)方法論1、軟系統(tǒng)方法論的含義在系統(tǒng)工程的發(fā)展初期，人們遇到的多半是一些工程技術(shù)系統(tǒng)，這些系統(tǒng)的目標(biāo)與約束明確具體，要解決的問題多半是“怎樣做”的類型，我們稱這類問題為結(jié)構(gòu)清晰的“良結(jié)構(gòu)化”問題或稱“硬”問題。3.3.2軟系統(tǒng)方法論1、軟系統(tǒng)方法論的含義23后來系統(tǒng)工程涉及到社會(huì)、環(huán)境、公共事業(yè)等領(lǐng)域，遇到的問題涉及許多人或許多組織的利益，他們的要求與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)乃至信念和價(jià)值觀都是不相同的，各自又擁有不同的權(quán)力，使得目標(biāo)與約束相混淆，這時(shí)首先要解決“做什么”的問題，也就是說，“什么是問題”倒成了問題。將這類問題不明確、結(jié)構(gòu)不清晰的問題稱為“軟”問題或稱“不良結(jié)構(gòu)化”問題，對它們來說，明確問題是首要任務(wù)。在上世紀(jì)的70年代，一種處理軟問題的軟系統(tǒng)方法論開始形成。后來系統(tǒng)工程涉及到社會(huì)、環(huán)境、公共事業(yè)等領(lǐng)域，遇到的問題涉及24這種方法不能像硬系統(tǒng)方法那樣，通過觀察和理論分析來理解系統(tǒng)，而是要超越觀察和理論分析，關(guān)注在一定的情景下人們頭腦中對問題情境的解釋。硬系統(tǒng)追求純粹的客觀性，力求避免把主觀性帶到對問題的分析中。軟系統(tǒng)的研究是要帶著一定的思想原則和概念去觀察和解釋問題，研究者的文化環(huán)境、世界觀和社會(huì)習(xí)俗都會(huì)產(chǎn)生影響。這種方法強(qiáng)調(diào)通過人的交流討論，對問題的實(shí)質(zhì)有所認(rèn)識(shí)，逐步明確系統(tǒng)的目標(biāo)，經(jīng)過不斷的反饋，逐步深化對系統(tǒng)的了解，得出滿意的可行解。這種方法不能像硬系統(tǒng)方法那樣，通過觀察和理論分析來理解系統(tǒng)，25軟系統(tǒng)方法論是在上世紀(jì)80年代提出的，正是在硬系統(tǒng)處理大量工程問題取得成效而轉(zhuǎn)向人類社會(huì)活動(dòng)的過程中遭遇挫折的時(shí)候。軟系統(tǒng)方法論由彼得?柴克蘭德提出，他明確認(rèn)識(shí)到，幾乎在所有的真實(shí)情況下，人都是所感興趣的軟系統(tǒng)中固有的一部分。鑒于人們通常具有許多種不同且相互之間存在競爭關(guān)系的目標(biāo)，而且這些目標(biāo)有時(shí)還不清楚，軟系統(tǒng)方法論斷言，最佳的處理方式肯定是一種能夠豐富所有涉及者的知識(shí)，從而提高他們對系統(tǒng)和形式的理解方式，而不是去“科學(xué)”的尋找“最佳”答案。軟系統(tǒng)方法論是在上世紀(jì)80年代提出的，正是在硬系統(tǒng)處理大量工262、軟系統(tǒng)方法的步驟2、軟系統(tǒng)方法的步驟27各步內(nèi)容第一步是要對問題的情景加以考察。第二步是把問題情景的考察結(jié)果用問題情景描述來加以表達(dá)，這種描述還不是用系統(tǒng)語言，而是用自然語言或者各種圖像來生動(dòng)地表述。第三步開始從現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)入思維世界。這時(shí)為了建立系統(tǒng)概念而建立一些“根定義”。第四步是建立概念模型。概念模型是以根定義為基礎(chǔ)建立的系統(tǒng)活動(dòng)的描述，它不涉及實(shí)際系統(tǒng)的構(gòu)成，只是對系統(tǒng)作概念上的說明。第五步則是將概念模型與現(xiàn)實(shí)情景相比較，發(fā)現(xiàn)差異，進(jìn)行模型的修正。第六步是提出必要而又可能的變革方案。第七步是實(shí)現(xiàn)上述改革方案，得到新的情景，實(shí)際上就是系統(tǒng)的建立或者改造。各步內(nèi)容第一步是要對問題的情景加以考察。28根定義根定義是從某一特定角度對一個(gè)人類活動(dòng)系統(tǒng)做出的簡要描述。這些定義涉及下列幾方面：系統(tǒng)的利害承受者（Customer，簡寫為C）系統(tǒng)的執(zhí)行者（Actors,簡寫為A）系統(tǒng)從輸入到輸出的變換過程（Transformationprocess，簡寫為T）世界觀（Weltranschauung，簡寫為W，這里指的是價(jià)值觀和倫理道德觀等）系統(tǒng)所有者（Owners，簡寫為O）系統(tǒng)的環(huán)境約束（Environmentalconstraints,簡寫為E）。利用上述六方面（CATWOE）的根定義，就把系統(tǒng)活動(dòng)的要素、有關(guān)人員或組織的身份及其影響確定下來了。根定義根定義是從某一特定角度對一個(gè)人類活動(dòng)系統(tǒng)做出的簡要描述293、對軟系統(tǒng)方法的一些探討軟系統(tǒng)方法論適合于系統(tǒng)目標(biāo)不明確、涉及多方面利益的場合，它強(qiáng)調(diào)人的活動(dòng)和身份，首先從各方面的關(guān)系著眼，它不強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的精密分析、建模和優(yōu)化，而是通過組織討論，聽取各方面有關(guān)人員的意見，反復(fù)比較和學(xué)習(xí)，尋求可能的滿意的結(jié)果。它主要依靠定性的方法，而不像硬系統(tǒng)方法論那樣重視定量方法。軟系統(tǒng)方法論不指望像硬系統(tǒng)方法論那樣一次完成，而強(qiáng)調(diào)在實(shí)施過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題、不斷變革。3、對軟系統(tǒng)方法的一些探討軟系統(tǒng)方法論適合于系統(tǒng)目標(biāo)不明確、30近來國外也有學(xué)者提出從多個(gè)維度來處理系統(tǒng)問題，這些維度包括：科學(xué)維度、邏輯與認(rèn)識(shí)論維度、時(shí)間維度、文化/政治/行為維度、道德與倫理維度、社會(huì)維度、組織維度、經(jīng)濟(jì)維度、技術(shù)維度我國的許多位資深學(xué)者已經(jīng)提出過：在注意客觀實(shí)物的“物理”現(xiàn)象和性質(zhì)的同時(shí)，還要注意人與物、活動(dòng)與活動(dòng)之間的“事理”，以及人際關(guān)系的“人理”。這三方面綜合起來就形成了“物理-事理-人理”方法論，要求“懂物理、明事理、通人理”，這三者是密不可分的。近來國外也有學(xué)者提出從多個(gè)維度來處理系統(tǒng)問題，這些維度包括：313.3.3還原論、整體論和系統(tǒng)論隨著人類活動(dòng)的廣度和深度日益增大，各種事物間的關(guān)聯(lián)也日趨復(fù)雜，在生活實(shí)踐中出現(xiàn)了大量的復(fù)雜系統(tǒng)。人們在處理這類復(fù)雜系統(tǒng)時(shí)，開始使用分解的方法把它分成一些較小的系統(tǒng)來加以研究，以為對各個(gè)分系統(tǒng)了解和掌握了也就可以對整個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)加以掌握了。過去自然科學(xué)常用還原論方法，它把所研究的對象分解成各個(gè)部分，以為部分都研究清楚了，整體也就清楚了。如果部分還研究不清楚，再繼續(xù)分解下去進(jìn)行研究，直到弄清楚為止。應(yīng)用這種方法，自然科學(xué)確實(shí)取得了很大的成就。3.3.3還原論、整體論和系統(tǒng)論隨著人類活動(dòng)的廣度和深度日32還原論方法由整體往下分解，研究得越來越細(xì)，這是它的優(yōu)勢方面，但由下往上卻回不來，回答不了高層次和整體問題，這又是它的不足的一面。所以僅靠還原論方法還不夠，還要解決由下往上的問題。從系統(tǒng)角度來看，把系統(tǒng)分解為部分，單獨(dú)研究一個(gè)部分，就把這個(gè)部分和其它部分的關(guān)聯(lián)切斷了。這樣，就是把每個(gè)部分都研究清楚了，也回答不了系統(tǒng)整體性問題。當(dāng)系統(tǒng)各部分之間的關(guān)聯(lián)較少，或者聯(lián)系得不太緊密時(shí)，這個(gè)矛盾還不突出。等到一些巨型復(fù)雜系統(tǒng)出現(xiàn)以后，這一矛盾就使得人們無法真正認(rèn)識(shí)系統(tǒng)的全貌。還原論方法由整體往下分解，研究得越來越細(xì)，這是它的優(yōu)勢方面，33生物學(xué)家貝塔朗菲提出了整體論方法，強(qiáng)調(diào)還是從生物體系統(tǒng)的整體上來研究問題。可是當(dāng)時(shí)還是就整體論整體，缺乏對整體部分的聯(lián)系的有效研究。我國著名的系統(tǒng)工程專家錢學(xué)森提出把還原論方法和整體論方法結(jié)合起來，形成所謂系統(tǒng)論方法。應(yīng)用這個(gè)方法研究系統(tǒng)時(shí)，也需要將系統(tǒng)分解，在分解后研究的基礎(chǔ)上再綜合集成到系統(tǒng)整體，達(dá)到從整體上研究和解決問題的目的。系統(tǒng)論方法吸收了還原論方法和整體論方法各自的長處，同時(shí)也彌補(bǔ)了各自的局限性，既超越了還原論方法，又發(fā)展了整體論方法，這就是系統(tǒng)論方法的優(yōu)勢所在。生物學(xué)家貝塔朗菲提出了整體論方法，強(qiáng)調(diào)還是從生物體系統(tǒng)的整體343.3.4綜合集成方法論上個(gè)世紀(jì)80年代末至90年代初，錢學(xué)森又先后提出“從定性到定量綜合集成方法”以及它的實(shí)踐形式“從定性到定量綜合集成研討廳體系”，兩者合稱為綜合集成方法，并將運(yùn)用這套方法的集體稱為總體部。這就將系統(tǒng)論方法具體化了，形成了一套可以操作的行之有效的方法體系和實(shí)踐方式。從方法與技術(shù)層次上看，它是人-機(jī)結(jié)合、人-網(wǎng)結(jié)合以人為主的信息、知識(shí)和智慧的綜合集成技術(shù)；從運(yùn)用和應(yīng)用層次上看，是以總體部為實(shí)體進(jìn)行的綜合集成工程。3.3.4綜合集成方法論上個(gè)世紀(jì)80年代末至90年代初，錢35綜合集成方法運(yùn)用的是專家體系的合作以及專家體系與機(jī)器體系合作的研究方式與工作方式。是通過定性綜合集成到定性、定量相結(jié)合綜合集成，再到從定性到定量綜合集成這樣三個(gè)步驟來實(shí)現(xiàn)的。這個(gè)過程不是截然分開，而是循環(huán)往復(fù)、逐次逼近的。要想集思廣益，必須有一個(gè)能夠讓大家發(fā)表意見的場所，這就是集成研討廳。綜合集成方法還在不斷發(fā)展之中，作為一種新的方法論，它的理念已經(jīng)開始顯示出很大的威力。綜合集成方法運(yùn)用的是專家體系的合作以及專家體系與機(jī)器體系合作363.3.5系統(tǒng)分析的3個(gè)例子例1：安排糧食和果樹的合理發(fā)展規(guī)模問題的系統(tǒng)分析例2：美國清除廢棄車輛的系統(tǒng)分析例3：能源輸送問題的系統(tǒng)分析3.3.5系統(tǒng)分析的3個(gè)例子例1：安排糧食和果樹的合理發(fā)展37例1：如何安排糧食和果樹的合理發(fā)展規(guī)模問題北方某地區(qū)是一個(gè)蘋果之鄉(xiāng)，當(dāng)?shù)赜辛己玫陌l(fā)展果樹的條件，政府打算制訂一個(gè)發(fā)展蘋果基地的長遠(yuǎn)規(guī)劃，但又要在有限的土地上保證糧食生產(chǎn)，因此希望利用系統(tǒng)工程的思想和方法做好規(guī)劃。經(jīng)過組織當(dāng)?shù)馗刹浚r(nóng)業(yè)各領(lǐng)域?qū)＜液拖到y(tǒng)分析人員討論和調(diào)查，大家明確了我們所研究的不限于糧食作物和果樹這兩項(xiàng)的合理布局，而是涉及農(nóng)、林、牧、果在內(nèi)的大農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。例1：如何安排糧食和果樹的合理發(fā)展規(guī)模問題北方某地區(qū)是一個(gè)蘋38因?yàn)檫@些生產(chǎn)環(huán)節(jié)共享著土地和水資源、當(dāng)?shù)氐膭趧?dòng)力資源；系統(tǒng)的目標(biāo)不僅要得到較大的經(jīng)濟(jì)效益，還要保證生態(tài)效益和社會(huì)效益，這樣就明確了問題所在，并確定了系統(tǒng)的目標(biāo)，這樣確定的問題，比原來想得更全面。為了弄清楚各種因素之間的聯(lián)系和制約，在概念模型基礎(chǔ)之上，建立了結(jié)構(gòu)模型，然后收集必要的數(shù)據(jù)，根據(jù)各種消耗和產(chǎn)出之間的關(guān)系，建立了數(shù)學(xué)模型。因?yàn)檫@些生產(chǎn)環(huán)節(jié)共享著土地和水資源、當(dāng)?shù)氐膭趧?dòng)力資源；39然后，根據(jù)政府機(jī)關(guān)對5年后的一定目標(biāo)設(shè)想，設(shè)定了五個(gè)方案，每個(gè)方案都有一定預(yù)期目標(biāo)，如糧食自給、盡可能發(fā)展水果生產(chǎn)等等。在每個(gè)方案已知的約束下，進(jìn)行該方案的優(yōu)化，最后再把五個(gè)方案的各項(xiàng)指標(biāo)列表，供領(lǐng)導(dǎo)選擇。這樣做既保證了充分利用資源和保持生態(tài)良性循環(huán)，又可得當(dāng)良好的經(jīng)濟(jì)效益，使大農(nóng)業(yè)系統(tǒng)得到最好的運(yùn)行。然后，根據(jù)政府機(jī)關(guān)對5年后的一定目標(biāo)設(shè)想，設(shè)定了五個(gè)方案，40例2：美國怎樣清除廢棄車輛的系統(tǒng)分析美國每年有數(shù)以百萬計(jì)的車輛被廢棄，這些廢車多半是車主覺得不值得拖回去修理。這樣到處亂丟，破壞了環(huán)境，成為引發(fā)其它事故的嚴(yán)重隱患。經(jīng)過分析，知道造成這種大量堆棄的原因是從現(xiàn)場搬運(yùn)開存在著問題。盡管美國政府每年在這一項(xiàng)上的開支就有幾億美元，旦仍存在著這種局面。為了解決這一難題，把研究內(nèi)容限制在每年怎樣把600萬輛廢車以適當(dāng)?shù)姆绞桨嶙?。?：美國怎樣清除廢棄車輛的系統(tǒng)分析美國每年有數(shù)以百萬計(jì)的車41在研究解決問題的方案時(shí)，先考察了原方案。原來是用吊車和平板拖車進(jìn)行吊運(yùn)，占地大，移動(dòng)慢，有時(shí)還需要交通部門特許。每套設(shè)備成本98000美元，每年要4615套才能搬完600萬輛廢車，因此設(shè)備總成本為45000萬美元。如折舊期3年，則設(shè)備年度成本15000萬美元，加上運(yùn)行費(fèi)7000萬美元，勞動(dòng)力費(fèi)用38400萬美元，總共需60400萬美元?；ㄙM(fèi)很大。為了解決問題，需要新的方案。新方案是使用更簡單、迅速、靈巧、經(jīng)濟(jì)的設(shè)備，新發(fā)明了一種特殊的“鏟運(yùn)卡車”，把卡車與鏟車結(jié)合在一起，可以大大提高效率。在研究解決問題的方案時(shí)，先考察了原方案。原來是用吊車和平板拖42每年搬運(yùn)600萬輛廢車只要2564輛鏟運(yùn)卡車，此車成本為2萬美元，折舊期也是三年，這樣設(shè)備年度成本為1700萬美元，加上運(yùn)行費(fèi)2000萬美元，勞動(dòng)力費(fèi)用l0800萬美元，總共14500萬美元，只有原方案的四分之一。原方案和新方案相比，顯然應(yīng)采納新方案。之后要設(shè)計(jì)、試制并投入生產(chǎn)。整個(gè)開發(fā)需要200萬美元。生產(chǎn)則有兩種方案：委托有生產(chǎn)能力的廠去生產(chǎn)，或是新建一組裝廠生產(chǎn)成品，而零部件委托外廠加工。如果全美國開始需要12000輛，價(jià)值24000萬元。最后的結(jié)論是：使用鏟運(yùn)卡車，可以從多萬面得到效益，是一個(gè)很好的方案。每年搬運(yùn)600萬輛廢車只要2564輛鏟運(yùn)卡車，此車成本為2萬43例3：能源輸送問題我國某內(nèi)陸地區(qū)有一個(gè)煤田待開發(fā)，它的煤質(zhì)適合發(fā)電，而沿海地區(qū)由于經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，缺少電力。這里就有一個(gè)把火力發(fā)電廠建在哪里的問題。一種辦法是電廠建在礦口，就地用煤，而把電力通過高壓輸電線送到用電地區(qū)；一種辦法是把電廠建在用電地區(qū)，而通過鐵路運(yùn)煤到電廠。乍看起來，這只是一個(gè)能源輸送方式的研究，看哪一種方式最經(jīng)濟(jì)。例3：能源輸送問題我國某內(nèi)陸地區(qū)有一個(gè)煤田待開發(fā)，它的煤質(zhì)適44但在進(jìn)行系統(tǒng)分析的一開始，著手調(diào)查時(shí)，就發(fā)現(xiàn)并不這么簡單。如果采取“輸電”方案，就得把電廠建在礦區(qū)附近，這就要看這一帶有沒有建廠條件，特別是水資源和灰碴排放地點(diǎn)。這不僅涉及技術(shù)條件，還涉及環(huán)境保護(hù)的要求。如果采取“輸煤”方案，電廠建在用電區(qū)，同樣也得看當(dāng)?shù)赜袩o建廠條件。此外，不同的方案，給不同地區(qū)在其它方面也帶來效益和損害。但在進(jìn)行系統(tǒng)分析的一開始，著手調(diào)查時(shí)，就發(fā)現(xiàn)并不這么簡單。45所以一開始在明確問題前先要把目標(biāo)（能源輸送經(jīng)濟(jì)效益、其它經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)影響、就業(yè)等涉及多個(gè)利益主體）理清楚，對于眾多目標(biāo)需要分清輕重緩急。然后進(jìn)行方案設(shè)想，除了輸電、輸煤兩種單一方案外，也可以采用部分輸煤部分輸電方案?？梢詾槊糠N方案建立數(shù)學(xué)模型，分析計(jì)算費(fèi)用、效益、影響，把各方案的各項(xiàng)指標(biāo)列出來。顯然有些方案是各有利弊的，這就需要決策者根據(jù)需要與可能、主要與次要加以選擇確定。所以一開始在明確問題前先要把目標(biāo)（能源輸送經(jīng)濟(jì)效益、其它經(jīng)濟(jì)463.4系統(tǒng)工程方法論實(shí)施的重要保障3.4.1系統(tǒng)工程各步驟實(shí)現(xiàn)方法1）明確問題的方法1.創(chuàng)造工程學(xué)為了整理雜亂無章的想法，或制定替代方案，或產(chǎn)生解決方案，把考慮的經(jīng)驗(yàn)和直觀方法加以歸納就稱為創(chuàng)造工程學(xué)有：集體創(chuàng)造性思考法、K.J法、5W1H法、矩陣表示法、水平思考法，等3.4系統(tǒng)工程方法論實(shí)施的重要保障3.4.1系統(tǒng)工程各步47兩種明確問題的方法一種方法是把與問題有關(guān)的信息片斷逐個(gè)記錄在卡片或紙條上，把它們攤在桌面上全面進(jìn)行審視，把有關(guān)聯(lián)的放在一堆，這樣就逐漸形成一些局部情況和子問題給它們再命名，作為一個(gè)單元，和其它類似單元再進(jìn)行聚類，找它們之間的關(guān)聯(lián)，這樣就能逐步形成問題再一種方法是通過寫書面報(bào)告來清理思想，明確問題。例如在這一階段的開始撰寫問題剖析報(bào)告和結(jié)束時(shí)撰寫階段結(jié)果報(bào)告兩種明確問題的方法一種方法是把與問題有關(guān)的信息片斷逐個(gè)記錄在482.技術(shù)預(yù)測系統(tǒng)是未知的東西，所以必須預(yù)測和評價(jià)它對外部產(chǎn)生什么影響，能否適應(yīng)未來的環(huán)境等有：直覺預(yù)測法、概要記述法、交叉分析法、時(shí)間系列分析法，等3.構(gòu)造模型當(dāng)整理那些比較復(fù)雜的問題而欲抽出其中本質(zhì)的部分時(shí)，最好是利用圖解法，比較直觀有：結(jié)構(gòu)模型法、圖解理論、關(guān)聯(lián)樹形法，等2.技術(shù)預(yù)測494．多變量解析法當(dāng)現(xiàn)象過于復(fù)雜而很難抓住它的本質(zhì)性特征時(shí)，用多變量解析最好有因式分解法、主成分分析法等5.其它的方法系統(tǒng)理論、模糊理論等4．多變量解析法502）建立評價(jià)體系的方法1．效用理論從公理出發(fā)用數(shù)學(xué)確立評價(jià)的理論體系就是效用理論2．?dāng)?shù)量化理論是從許多的實(shí)際數(shù)據(jù)中使感覺的量數(shù)值化的一種方法，往往在解決社會(huì)科學(xué)的各種問題中應(yīng)用3．官能檢查色、香、味、美的感覺能憑人的感覺排出順序，但許多量沒有適當(dāng)?shù)臏y量儀器決定其尺度的是一些被稱為官能檢查的方法。應(yīng)用統(tǒng)計(jì)的方法2）建立評價(jià)體系的方法1．效用理論514．成本效益分析一直沿用的評價(jià)投資效果的方法5．安全評價(jià)是系統(tǒng)評價(jià)中最難的一種評價(jià)。利害混雜，難以評價(jià)，而且危險(xiǎn)感憑個(gè)人的主觀來確定，尋找客觀的尺度很困難6．價(jià)值工程以產(chǎn)品的功能為主體去考慮其價(jià)值價(jià)值分析、價(jià)值管理4．成本效益分析521.以目標(biāo)分級(jí)創(chuàng)造替代方案若將目標(biāo)分級(jí)，從上一級(jí)目標(biāo)來考慮，就便于創(chuàng)造替代方案2．結(jié)構(gòu)模型的巨型化集中幾個(gè)結(jié)構(gòu)模型的要素構(gòu)作巨型結(jié)構(gòu)，由于要素?cái)?shù)目少，結(jié)構(gòu)簡單，就容易綜合3．計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）3）系統(tǒng)綜合的方法1.以目標(biāo)分級(jí)創(chuàng)造替代方案3）系統(tǒng)綜合的方法531．系統(tǒng)變量的選擇實(shí)際系統(tǒng)中有許多變量，從中選出主要的變量，將它區(qū)分為獨(dú)立變量、從屬變量2．物理模型要考慮物質(zhì)平衡、能量平衡的法則、變量的制約和信息流等3．非物理模型（統(tǒng)計(jì)模型）利用輸入輸出數(shù)據(jù)，即使不知道系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，也能求得這些數(shù)據(jù)之間的關(guān)系多元回歸分析法、自回歸—平均移動(dòng)模型，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等4）分析和模型化的方法1．系統(tǒng)變量的選擇4）分析和模型化的方法544．模擬若對系統(tǒng)的每個(gè)部分構(gòu)作數(shù)學(xué)模型，就能用模擬求得全部動(dòng)態(tài)。各種方便的模擬語言5．OR模型有時(shí)利用排隊(duì)論、對策論模型6．可靠性工程學(xué)系統(tǒng)的可靠性非常重要。大規(guī)模的系統(tǒng)由于要素眾多，容易發(fā)生故障，而且一旦系統(tǒng)功能發(fā)生衰退現(xiàn)象其影響很大可靠性工程學(xué)把要素的可靠性和整個(gè)系統(tǒng)的可靠性聯(lián)系起來人的過失對系統(tǒng)可靠性的影響的研究7．復(fù)雜系統(tǒng)理論若對象復(fù)雜，通常的技術(shù)方法往往不好用。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論等4．模擬551．?dāng)?shù)學(xué)規(guī)劃方法線性規(guī)劃法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃法2．組合理論分支定界法、整數(shù)規(guī)劃法、遺傳算法，等3．其它方法如對策論的最小—最大解5）優(yōu)化的方法1．?dāng)?shù)學(xué)規(guī)劃方法5）優(yōu)化的方法566）決策的方法1．決策分析在不確定的狀況下被迫選擇時(shí)的決策的方法主觀效用、主觀概率。對難以測定的量提出定量的評價(jià)法2．形成統(tǒng)一意見的方法為了進(jìn)行群體決策，必須考慮調(diào)整對立的意見，尋求統(tǒng)一的意見3．關(guān)聯(lián)樹型法一種評價(jià)或決策的方法6）決策的方法1．決策分析571．統(tǒng)一程序規(guī)劃2．日程安排法如網(wǎng)絡(luò)法3．經(jīng)營設(shè)計(jì)7）計(jì)劃的方法1．統(tǒng)一程序規(guī)劃7）計(jì)劃的方法583.4.2系統(tǒng)直覺1、什么是系統(tǒng)直覺直覺是人的大腦僅憑感覺、或者憑少量感性信息（個(gè)別、特殊）的啟示，就對事物的本來面貌、本質(zhì)、相互聯(lián)系、相互關(guān)系、變化規(guī)律（一般、普遍）直接做出判斷的認(rèn)識(shí)活動(dòng)。有人把它稱為第六感。在面臨一個(gè)涉及相互關(guān)聯(lián)的多種因素的復(fù)雜問題時(shí)，有經(jīng)驗(yàn)的專家或者經(jīng)常處理這類復(fù)雜問題的人，首先會(huì)從直覺上把它看作是系統(tǒng)問題，從系統(tǒng)著眼來考慮問題。3.4.2系統(tǒng)直覺1、什么是系統(tǒng)直覺59有的資深專家，在處理一些大型復(fù)雜任務(wù)時(shí)，常常是一開始就從全局出發(fā)，立刻從宏觀上把所處理的對象看作是一個(gè)系統(tǒng)，或者在處理一些錯(cuò)綜復(fù)雜的問題時(shí)，能夠獨(dú)具慧眼，很快地發(fā)現(xiàn)隱藏著的系統(tǒng)，或者利用構(gòu)建一個(gè)前所未有的新系統(tǒng)來加以解決。實(shí)際上這是由于資深專家在自己的工作中經(jīng)常處理許多帶有系統(tǒng)特征的任務(wù)，進(jìn)行過多項(xiàng)帶有系統(tǒng)分析和系統(tǒng)構(gòu)建特點(diǎn)的工作，因而已經(jīng)自覺或不自覺地把系統(tǒng)工程的一些基本觀念和方法深深地內(nèi)化于自己的頭腦之中，一遇到類似問題，就會(huì)立即從直覺上運(yùn)用系統(tǒng)的觀念和思想來認(rèn)識(shí)和處理問題，或者創(chuàng)造性地設(shè)想出一個(gè)新的系統(tǒng)方案。有的資深專家，在處理一些大型復(fù)雜任務(wù)時(shí)，常常是一開始就從全局60系統(tǒng)直覺王院士提出的“系統(tǒng)直覺”概念，是指能夠把復(fù)雜問題看作是系統(tǒng)問題的一種直觀感覺，這種感覺是由于過去處理復(fù)雜問題積累的經(jīng)驗(yàn)和一定的系統(tǒng)知識(shí)累積而成的。有了這種直覺，就會(huì)首先對系統(tǒng)的概貌做一個(gè)了解或有一個(gè)設(shè)想，對問題的復(fù)雜性有一個(gè)估計(jì)。研究問題的情境是怎樣的，哪些部分有關(guān)聯(lián)，怎樣才能對系統(tǒng)的目標(biāo)取得大致的認(rèn)識(shí)。然后按照系統(tǒng)分析方法明確問題，確定目標(biāo)，將問題加以分解，對每個(gè)局部、要素進(jìn)行深入考察，再綜合起來對整體進(jìn)行更深全面的了解。系統(tǒng)直覺王院士提出的“系統(tǒng)直覺”概念，是指能夠把復(fù)雜問題看作61有系統(tǒng)整體性的感覺；對整體與部分的關(guān)系有一定認(rèn)識(shí)；是“自上而下”在看問題；有很強(qiáng)的情景依賴性；運(yùn)用了不可言傳的隱性（意會(huì)性）知識(shí)。2、系統(tǒng)直覺的特征有系統(tǒng)整體性的感覺；2、系統(tǒng)直覺的特征623、系統(tǒng)直覺的具體內(nèi)容（一）系統(tǒng)直覺判別。這表現(xiàn)在人們對于所面臨的任務(wù)或者對象，從它的整體特點(diǎn)以及相互之間的復(fù)雜關(guān)聯(lián)，能夠判斷出這是一個(gè)系統(tǒng)，應(yīng)該使用系統(tǒng)工程的理念和方法來進(jìn)行處理。（二）系統(tǒng)直覺選擇。這在集成創(chuàng)新過程中常常會(huì)遇到。例如許多數(shù)碼產(chǎn)品都是幾種功能部件集成在一部機(jī)器之內(nèi)，選擇哪些功能部件集成一個(gè)新的系統(tǒng)，設(shè)計(jì)者就會(huì)根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)或者對市場需求的感覺，首先憑借系統(tǒng)直覺進(jìn)行選擇，然后分析其可行性。（三）系統(tǒng)直覺想象。這主要表現(xiàn)在前面所說的專家能夠出乎其他人的意料地設(shè)想出一個(gè)解決問題的嶄新系統(tǒng)來。3、系統(tǒng)直覺的具體內(nèi)容（一）系統(tǒng)直覺判別。這表現(xiàn)在人們對于63（四）系統(tǒng)直覺啟發(fā)。當(dāng)無法立即做出上述直覺的判別時(shí)，就會(huì)聯(lián)想其他情況下的類似系統(tǒng)，看有無可以借鑒。這里實(shí)際上也是一種模式的迅速匹配，只是可以把聯(lián)想范圍擴(kuò)大到過去經(jīng)驗(yàn)或者耳聞的各種系統(tǒng)類型。（五）系統(tǒng)直覺預(yù)見。這種預(yù)見最常見的是憑著系統(tǒng)直覺，對客觀事物中某些因素的變化，預(yù)見在未來會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)到什么地步，例如廢物排放對環(huán)境將會(huì)造成多么嚴(yán)重的影響。這種預(yù)見是未經(jīng)仔細(xì)分析而是很快就提出來的。（四）系統(tǒng)直覺啟發(fā)。當(dāng)無法立即做出上述直覺的判別時(shí)，就會(huì)聯(lián)想643.4.3系統(tǒng)工程的隊(duì)伍1、隊(duì)伍類型從事系統(tǒng)工程工作的隊(duì)伍中，有兩種類型的人：有一類工作，如總體規(guī)劃、綜合計(jì)劃、總體設(shè)計(jì)、總調(diào)度以及其它一些需要“抓總”的工作，本身帶有系統(tǒng)工程的性質(zhì)，從事這類工作的人，他們是“一身而二任”，既是自己行業(yè)內(nèi)的專家，又擔(dān)負(fù)起系統(tǒng)工程師、系統(tǒng)分析專家的任務(wù)，他們是推廣應(yīng)用系統(tǒng)工程思想與方法的關(guān)鍵人物。他們是總工程師、總經(jīng)濟(jì)師、總設(shè)計(jì)師、綜合計(jì)劃處長、總調(diào)度員等“總”字號(hào)的人物，當(dāng)然也包括管總體的領(lǐng)導(dǎo)、“長”字號(hào)人物。3.4.3系統(tǒng)工程的隊(duì)伍1、隊(duì)伍類型65但是，當(dāng)系統(tǒng)變得愈來愈龐大、愈來愈復(fù)雜時(shí)，單靠一個(gè)“拿總”的人，無論從他的知識(shí)和能力來說都無法完成這種組織、協(xié)調(diào)工作，這就需要有專門的人員——系統(tǒng)工程專業(yè)人員來協(xié)助他完成，因此就出現(xiàn)了第二種類型的人員。第二種類型的人員就是專業(yè)系統(tǒng)工程師或系統(tǒng)分析人員。他們專門從事從整體、全局進(jìn)行分析籌劃的工作，有時(shí)候這個(gè)工作是由一個(gè)小組來做的，小組由系統(tǒng)工程師、具體領(lǐng)域的專家、計(jì)算機(jī)工作人員組成，彼此配合默契地工作。但是，當(dāng)系統(tǒng)變得愈來愈龐大、愈來愈復(fù)雜時(shí)，單靠一個(gè)“拿總”的66工作場所系統(tǒng)工程師或系統(tǒng)分析人員，有的工作在政府、社會(huì)、企業(yè)各部門相應(yīng)的領(lǐng)導(dǎo)機(jī)關(guān)，或者專門設(shè)立的總體設(shè)計(jì)部門，或系統(tǒng)分析部門、綜合研究部門如發(fā)展研究中心；也有的工作在專門的系統(tǒng)工程研究或咨詢機(jī)構(gòu)，例如國際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所(IIASA)，美國的蘭德公司，日本的野村綜合研究所、我國中國科學(xué)院、各部委、各高校所設(shè)立的系統(tǒng)科學(xué)或系統(tǒng)工程研究所，這些研究機(jī)構(gòu)接受政府、機(jī)關(guān)、企業(yè)的委托進(jìn)行系統(tǒng)分析，并從事系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)性研究。工作場所系統(tǒng)工程師或系統(tǒng)分析人員，有的工作在政府、社會(huì)、企業(yè)672、系統(tǒng)工程師的職業(yè)特點(diǎn)具有能從整體、全局考察與駕馭工作的能力和習(xí)慣，善于統(tǒng)籌策劃；對新事物敏感，敢于并善于探索；善于和上級(jí)、下級(jí)、左右的機(jī)構(gòu)與同志聯(lián)系工作，溝通思想，能團(tuán)結(jié)不同專業(yè)、不同觀點(diǎn)的專家一道工作；在知識(shí)結(jié)構(gòu)上，要求他們是“T”型人物，T這個(gè)字母的一橫表示廣博的知識(shí)，一豎表示在某一專業(yè)方面有精深的造詣?，F(xiàn)在又有人提出，要求系統(tǒng)工程工作者是∏型人物，這第二豎表明它在系統(tǒng)科學(xué)與系統(tǒng)工程的專業(yè)上也要有較深的造詣；要有較好的人際關(guān)系和溝通技巧；系統(tǒng)工程工作者要有廣闊的視野和遠(yuǎn)大的抱負(fù)。2、系統(tǒng)工程師的職業(yè)特點(diǎn)具有能從整體、全局考察與駕馭工作的能68國際系統(tǒng)工程委員會(huì)（INCOSE）曾經(jīng)提出系統(tǒng)工程師的道德規(guī)范：（一）基本原則要誠實(shí)公正；保持高度的廉潔；努力提高工程職業(yè)的能力和聲望；支持本學(xué)科的教育機(jī)構(gòu)、職業(yè)協(xié)會(huì)和技術(shù)學(xué)會(huì)。國際系統(tǒng)工程委員會(huì)（INCOSE）曾經(jīng)提出系統(tǒng)工程師的道德規(guī)69（二）對社會(huì)和公共設(shè)施的基本責(zé)任和義務(wù)捍衛(wèi)公眾利益和保護(hù)環(huán)境、安全和福利免受工程活動(dòng)和技術(shù)產(chǎn)物的影響；對自己的活動(dòng)和工程結(jié)果承擔(dān)責(zé)任，包括接受道德的檢查和評估；主動(dòng)減少和避免不安全的實(shí)踐；利用系統(tǒng)整體觀點(diǎn)和對系統(tǒng)接口理解所賦予的知識(shí)來處理風(fēng)險(xiǎn)；對慎重的系統(tǒng)工程措施要促進(jìn)人們?nèi)ダ斫狻?zhí)行和接受。（二）對社會(huì)和公共設(shè)施的基本責(zé)任和義務(wù)70思考題-31、你怎樣理解系統(tǒng)工程方法論？2、在你自己的專業(yè)范圍內(nèi)的開發(fā)或者設(shè)計(jì)工作中，哪些可以用硬系統(tǒng)方法論、那些需要軟系統(tǒng)方法論來解決？試各舉兩個(gè)例子。思考題-31、你怎樣理解系統(tǒng)工程方法論？71第3章系統(tǒng)工程的方法論第1節(jié)系統(tǒng)工程的方法體系第2節(jié)硬系統(tǒng)方法論第3節(jié)軟系統(tǒng)方法論第4節(jié)系統(tǒng)方法論的進(jìn)一步發(fā)展第5節(jié)系統(tǒng)直覺第6節(jié)系統(tǒng)分析與系統(tǒng)綜合第7節(jié)系統(tǒng)中的知識(shí)第8節(jié)功能模擬和黑箱方法第9節(jié)系統(tǒng)工程中需要處理好的幾個(gè)關(guān)系第10節(jié)系統(tǒng)工程既是科學(xué)又是藝術(shù)第11節(jié)系統(tǒng)工程的隊(duì)伍與人才第3章系統(tǒng)工程的方法論第1節(jié)系統(tǒng)工程的方法體系72系統(tǒng)工程既是一門方法性學(xué)科，所以首先側(cè)重方法。系統(tǒng)工程的方法包含兩方面的含義，一是指解決系統(tǒng)工程問題的手段和工具，一是指工作中的辦法和步驟，后者又是和工作程序聯(lián)系在一起的。創(chuàng)造系統(tǒng)，首先要有牢固的目的意識(shí)；其次，掌握鑒定問題本質(zhì)的分析方法；第三，具有為達(dá)到目的而集結(jié)自己知識(shí)的綜合能力分析能力+知識(shí)+培養(yǎng)運(yùn)用所具有的知識(shí)去創(chuàng)造解答的能力。SE不一定具有固定的理論、方法，可以適當(dāng)?shù)剡x用各領(lǐng)域發(fā)展起來的方法——選擇已有要素（方法），重新組合。3.1系統(tǒng)工程的方法工具體系系統(tǒng)工程既是一門方法性學(xué)科，所以首先側(cè)重方法。系統(tǒng)工程的方法73需要3個(gè)方面的知識(shí)有關(guān)對象領(lǐng)域的知識(shí)；有關(guān)系統(tǒng)共性方面的知識(shí)，即系統(tǒng)學(xué)科的知識(shí)，在系統(tǒng)工程層次上就是有關(guān)系統(tǒng)工程的方法性、原理性知識(shí)；經(jīng)驗(yàn)性的知識(shí)。前兩類知識(shí)是可以用語言文字表達(dá)和傳遞的顯性（言傳性）知識(shí)；經(jīng)驗(yàn)型的知識(shí)的相當(dāng)一部分是只可意會(huì)、不可言傳的隱性（意會(huì)性）知識(shí)。需要3個(gè)方面的知識(shí)有關(guān)對象領(lǐng)域的知識(shí)；74系統(tǒng)工程的方法、工具體系自下而上，可分為四層：工具：計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、算法、程序技術(shù)：使用工具的方法，優(yōu)化技術(shù)、預(yù)測技術(shù)、仿真技術(shù)方法：選擇什么技術(shù)來達(dá)到目的的辦法，定量方法、定性方法、解析方法、實(shí)驗(yàn)方法方法論：指處理系統(tǒng)工程問題的一整套思想、原則，是運(yùn)用方法的方法系統(tǒng)工程的方法、工具體系自下而上，可分為四層：753.2系統(tǒng)工程的原則系統(tǒng)工程原則是來自于系統(tǒng)思想，是系統(tǒng)思想在實(shí)際中的應(yīng)用，是系統(tǒng)思想的具體化。目的性原則：自始至終要有明確的目的；異因同果，殊途同歸整體性原則：森林、自行車、直升飛機(jī)先見林，后見木，從全局、整體著眼；系統(tǒng)的功能大于各部分功能的總和，是質(zhì)變先看整體，全局，再看部分、局部。從宏觀到微觀3.2系統(tǒng)工程的原則系統(tǒng)工程原則是來自于系統(tǒng)思想，是系統(tǒng)思76綜合性原則：系統(tǒng)的目的、屬性是多方面的，相互關(guān)聯(lián)的，帶有綜合的特點(diǎn)；解決同一個(gè)問題，可用不同的方法、途徑。綜合也是創(chuàng)造動(dòng)態(tài)性原則：不僅僅注意系統(tǒng)的某一狀態(tài)，注重系統(tǒng)的過程，物流、能流、信息流，動(dòng)態(tài)平衡。綜合性原則：77協(xié)調(diào)與優(yōu)化原則：系統(tǒng)組成部分?jǐn)?shù)量多，互相制約，相互間的配合協(xié)作；強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化，目標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)多元化，優(yōu)化需要協(xié)調(diào)適應(yīng)性原則：系統(tǒng)必須適應(yīng)環(huán)境；系統(tǒng)具有自組織性，可自動(dòng)調(diào)節(jié)自身的組織，適應(yīng)環(huán)境系統(tǒng)的原則還有：有序性原則、層次性原則等協(xié)調(diào)與優(yōu)化原則：783.3系統(tǒng)工程方法論當(dāng)我們面臨系統(tǒng)工程任務(wù)時(shí)，必須在正確的方法論指導(dǎo)下，采取適當(dāng)?shù)姆椒?，選擇適當(dāng)?shù)募夹g(shù)，借助于適當(dāng)?shù)墓ぞ呷ミM(jìn)行工作。只有這樣居高臨下地進(jìn)行考慮，才能事半功倍。系統(tǒng)工程的各種方法、技術(shù)、工具的覆蓋面、內(nèi)容、適用范圍不盡一致，它們都在不斷地改進(jìn)發(fā)展，并且方法和技術(shù)兩個(gè)層次之間界線也不是很鮮明的。方法論是人們認(rèn)識(shí)世界與改造世界的根本方法的哲學(xué)學(xué)說。方法論探索各種方法的共性內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、作用、規(guī)律性、使用范圍、發(fā)展趨勢等。系統(tǒng)工程的方法論則是探索系統(tǒng)研究、開發(fā)、運(yùn)行過程中各種方法的共同規(guī)律。它和系統(tǒng)思想密不可分。3.3系統(tǒng)工程方法論當(dāng)我們面臨系統(tǒng)工程任務(wù)時(shí)，必須在正確的793.3.1硬系統(tǒng)方法論1、系統(tǒng)工程的三維形態(tài)圖邏輯維、時(shí)間維、知識(shí)維邏輯維：一項(xiàng)系統(tǒng)工程，在使用系統(tǒng)思想方法來分析問題解決問題時(shí)，從邏輯順序上要經(jīng)歷下面這些過程和步驟：1.問題的確定；2.選擇目標(biāo)；3.系統(tǒng)綜合；4.系統(tǒng)分析；5.優(yōu)化；6.決策；7.規(guī)劃行動(dòng)。時(shí)間維：七個(gè)階段：規(guī)劃制訂、初步設(shè)計(jì)、研制階段、生產(chǎn)階段、安裝階段、運(yùn)行階段、更新階段。知識(shí)維：工程學(xué)、商業(yè)、社會(huì)科學(xué)等。該三維結(jié)構(gòu)在上一世紀(jì)的60年代和70年代有過很大的影響，一些硬系統(tǒng)的開發(fā)大體上都遵循這一思路。3.3.1硬系統(tǒng)方法論1、系統(tǒng)工程的三維形態(tài)圖80系統(tǒng)工程的三維形態(tài)圖系統(tǒng)工程的三維形態(tài)圖81活動(dòng)矩陣系統(tǒng)工程的每一項(xiàng)具體工作，在這個(gè)三維空間中對應(yīng)一個(gè)區(qū)域，這個(gè)區(qū)域在三個(gè)坐標(biāo)軸上對應(yīng)的正是該項(xiàng)工作的位置如果去掉知識(shí)維，就可以表示為兩維表：活動(dòng)矩陣在每一階段，都存在著7個(gè)邏輯步驟活動(dòng)矩陣系統(tǒng)工程的每一項(xiàng)具體工作，在這個(gè)三維空間中對應(yīng)一個(gè)區(qū)82系統(tǒng)分析系統(tǒng)分析可以有廣義與狹義兩種理解。有的國家把涉及宏觀經(jīng)濟(jì)、政治、社會(huì)等方面的系統(tǒng)問題的研究和應(yīng)用稱為系統(tǒng)分析，以區(qū)別于工程技術(shù)中的系統(tǒng)工程，這是對系統(tǒng)分析的廣義理解。我們這里取它的狹義理解，也就是特指系統(tǒng)工程過程的一個(gè)階段。系統(tǒng)分析是一個(gè)思維過程。在對系統(tǒng)已經(jīng)有了一個(gè)直觀的理解的基礎(chǔ)上，首先要把系統(tǒng)和它所處的環(huán)境分開，也就是確定系統(tǒng)的邊界。然后找出系統(tǒng)的要素及其連接方式，復(fù)雜系統(tǒng)還要確定系統(tǒng)的層次和子系統(tǒng)的數(shù)目。分析是把對象在思維中分解為它的各個(gè)組成部分或要素，來分別加以考察。這是一個(gè)自上而下的分解過程。系統(tǒng)分析系統(tǒng)分析可以有廣義與狹義兩種理解。有的國家把涉及宏觀83系統(tǒng)綜合系統(tǒng)綜合的著眼點(diǎn)是系統(tǒng)的整體涌現(xiàn)性。這是系統(tǒng)之所以成為系統(tǒng)的關(guān)鍵。綜合是自下而上的，人們基于對要素的認(rèn)識(shí)通過綜合活動(dòng)獲得對子系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，再一層一層地逐步得到對上一層的認(rèn)識(shí)，直到對總系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。由部分“重構(gòu)”成系統(tǒng)整體。重構(gòu)是系統(tǒng)綜合的方法之一。在人類的認(rèn)識(shí)發(fā)展進(jìn)程中，相當(dāng)一個(gè)時(shí)期是把分析作為綜合的前提的，但是隨著系統(tǒng)觀的發(fā)展，人們研究事物要首先著眼于整體，局部也是要放在整體、全局之中來加以考察的，所以綜合也是分析的前提。系統(tǒng)綜合系統(tǒng)綜合的著眼點(diǎn)是系統(tǒng)的整體涌現(xiàn)性。這是系統(tǒng)之所以成84這也就是為什么在硬系統(tǒng)方法的邏輯維的順序中，綜合出現(xiàn)在分析之前的緣故。這種自上而下再自下而上的多次反復(fù)，構(gòu)成系統(tǒng)工程的工作全過程，因此分析和綜合二者是互為前提的。系統(tǒng)分析與系統(tǒng)綜合相結(jié)合常常不是一次完成的，需要多次交替進(jìn)行，這可使得人們在微觀上對局部、在宏觀上對整體的認(rèn)識(shí)不斷加深。這也就是為什么在硬系統(tǒng)方法的邏輯維的順序中，綜合出現(xiàn)在分析之852、對該三維框架的一種修改方案步驟維：也分為七步：1.明確問題；2.設(shè)置目標(biāo)，建立評價(jià)準(zhǔn)則；3.生成系統(tǒng)方案；4.為各方案建模；5.對各方案進(jìn)行評價(jià)；6.選擇一個(gè)方案；7.規(guī)劃實(shí)施。步驟維內(nèi)容更加具體。應(yīng)用領(lǐng)域與問題范疇維：應(yīng)用領(lǐng)域分：1.工業(yè)；2.經(jīng)濟(jì)；3.政治；4.社會(huì)經(jīng)濟(jì)；5.環(huán)境；6.心理；7.保??；8.教育；9.軍事；10.社會(huì)技術(shù)。問題范疇則分為：1.運(yùn)行效率；2.資源分配；3.項(xiàng)目評價(jià)；4.計(jì)劃與預(yù)算；5.戰(zhàn)略選擇；6.系統(tǒng)的獲得。分析工具維：例如成本效益分析；決策分析，等等。這些框架都有利于人們在研究具體工作時(shí)明確工作的地位與作用。2、對該三維框架的一種修改方案步驟維：也分為七步：863、步驟維的一個(gè)變形工作步驟對具體工程來說更為重要，也有人將系統(tǒng)分析的7個(gè)步驟分為三個(gè)階段、五個(gè)環(huán)節(jié)。3、步驟維的一個(gè)變形工作步驟對具體工程來說更為重要，也有人將87系統(tǒng)分析的實(shí)質(zhì)這個(gè)方案充分反映了每一步不是一次完成的，需要進(jìn)行多次反復(fù)三個(gè)階段：明確問題、分析研究、評價(jià)比較五個(gè)環(huán)節(jié)：明確問題、產(chǎn)生方案、預(yù)測未來環(huán)境、建模與估計(jì)后果、評價(jià)比較問題——方案——分析——后果——選擇客觀分析 主觀選擇基于客觀分析的主觀選擇系統(tǒng)分析的實(shí)質(zhì)這個(gè)方案充分反映了每一步不是一次完成的，需要進(jìn)884、系統(tǒng)工程的工作步驟

步驟1.明確問題(1)辨識(shí)主問題和子問題，以及構(gòu)成問題的因素(2)建立所辨識(shí)問題的層次結(jié)構(gòu)(3)把問題加以分解，分成要求、約束、可變更的因素、涉及的人與組織等(4)辨識(shí)主要的主觀考慮(5)辯明系統(tǒng)邊界(6)辯識(shí)影響主問題的未來?xiàng)l件4、系統(tǒng)工程的工作步驟步驟1.明確問題89步驟2.設(shè)置目標(biāo)，建立評價(jià)準(zhǔn)則

(1)辯識(shí)主要要求、目的、目標(biāo)和子目標(biāo)

(2)對上述各因素建立一個(gè)層次結(jié)構(gòu)

(3)辯明目標(biāo)、約束、可變因素、涉及人與組織這幾方面的相互關(guān)聯(lián)程度

(4)辨明主要前提與假設(shè)

(5)建立或確定目標(biāo)的度量

(6)建立初步的評價(jià)準(zhǔn)則步驟2.設(shè)置目標(biāo)，建立評價(jià)準(zhǔn)則(1)辯識(shí)主要要求、目的、目90步驟3.生成方案(1)尋找為達(dá)到目標(biāo)與子目標(biāo)所有可能的方案(2)確定方案中活動(dòng)與措施的度量(3)把方案聯(lián)到目標(biāo)結(jié)構(gòu)中去步驟3.生成方案(1)尋找為達(dá)到目標(biāo)與子目標(biāo)所有可能的方案91步驟4.為方案建模

(1)為每一方案建立描述型或預(yù)測型的模型，或者為整個(gè)系統(tǒng)建立模型，以便對各種方案下的整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分析

(2)對模型進(jìn)行鑒定

(3)改進(jìn)并且合并模型

(4)尋求模型運(yùn)行的結(jié)果步驟4.為方案建模(1)為每一方案建立描述型或預(yù)測型的模型92步驟5.對方案進(jìn)行評價(jià)(1)按照主要準(zhǔn)則（包括效果、風(fēng)險(xiǎn)、成本），對各方案在各種條件下進(jìn)行評價(jià)(2)估計(jì)各種條件出現(xiàn)的概率

步驟6.選擇一個(gè)方案(1)客觀地或主觀地對每個(gè)準(zhǔn)則的重要性進(jìn)行排隊(duì)，給出權(quán)重(2)把評價(jià)信息集中起來(3)評選出一個(gè)方案步驟7.規(guī)劃實(shí)施(1)根據(jù)所選方案擬訂實(shí)施計(jì)劃(2)制訂意外情況下的應(yīng)急措施步驟5.對方案進(jìn)行評價(jià)933.3.2軟系統(tǒng)方法論1、軟系統(tǒng)方法論的含義在系統(tǒng)工程的發(fā)展初期，人們遇到的多半是一些工程技術(shù)系統(tǒng)，這些系統(tǒng)的目標(biāo)與約束明確具體，要解決的問題多半是“怎樣做”的類型，我們稱這類問題為結(jié)構(gòu)清晰的“良結(jié)構(gòu)化”問題或稱“硬”問題。3.3.2軟系統(tǒng)方法論1、軟系統(tǒng)方法論的含義94后來系統(tǒng)工程涉及到社會(huì)、環(huán)境、公共事業(yè)等領(lǐng)域，遇到的問題涉及許多人或許多組織的利益，他們的要求與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)乃至信念和價(jià)值觀都是不相同的，各自又擁有不同的權(quán)力，使得目標(biāo)與約束相混淆，這時(shí)首先要解決“做什么”的問題，也就是說，“什么是問題”倒成了問題。將這類問題不明確、結(jié)構(gòu)不清晰的問題稱為“軟”問題或稱“不良結(jié)構(gòu)化”問題，對它們來說，明確問題是首要任務(wù)。在上世紀(jì)的70年代，一種處理軟問題的軟系統(tǒng)方法論開始形成。后來系統(tǒng)工程涉及到社會(huì)、環(huán)境、公共事業(yè)等領(lǐng)域，遇到的問題涉及95這種方法不能像硬系統(tǒng)方法那樣，通過觀察和理論分析來理解系統(tǒng)，而是要超越觀察和理論分析，關(guān)注在一定的情景下人們頭腦中對問題情境的解釋。硬系統(tǒng)追求純粹的客觀性，力求避免把主觀性帶到對問題的分析中。軟系統(tǒng)的研究是要帶著一定的思想原則和概念去觀察和解釋問題，研究者的文化環(huán)境、世界觀和社會(huì)習(xí)俗都會(huì)產(chǎn)生影響。這種方法強(qiáng)調(diào)通過人的交流討論，對問題的實(shí)質(zhì)有所認(rèn)識(shí)，逐步明確系統(tǒng)的目標(biāo)，經(jīng)過不斷的反饋，逐步深化對系統(tǒng)的了解，得出滿意的可行解。這種方法不能像硬系統(tǒng)方法那樣，通過觀察和理論分析來理解系統(tǒng)，96軟系統(tǒng)方法論是在上世紀(jì)80年代提出的，正是在硬系統(tǒng)處理大量工程問題取得成效而轉(zhuǎn)向人類社會(huì)活動(dòng)的過程中遭遇挫折的時(shí)候。軟系統(tǒng)方法論由彼得?柴克蘭德提出，他明確認(rèn)識(shí)到，幾乎在所有的真實(shí)情況下，人都是所感興趣的軟系統(tǒng)中固有的一部分。鑒于人們通常具有許多種不同且相互之間存在競爭關(guān)系的目標(biāo)，而且這些目標(biāo)有時(shí)還不清楚，軟系統(tǒng)方法論斷言，最佳的處理方式肯定是一種能夠豐富所有涉及者的知識(shí)，從而提高他們對系統(tǒng)和形式的理解方式，而不是去“科學(xué)”的尋找“最佳”答案。軟系統(tǒng)方法論是在上世紀(jì)80年代提出的，正是在硬系統(tǒng)處理大量工972、軟系統(tǒng)方法的步驟2、軟系統(tǒng)方法的步驟98各步內(nèi)容第一步是要對問題的情景加以考察。第二步是把問題情景的考察結(jié)果用問題情景描述來加以表達(dá)，這種描述還不是用系統(tǒng)語言，而是用自然語言或者各種圖像來生動(dòng)地表述。第三步開始從現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)入思維世界。這時(shí)為了建立系統(tǒng)概念而建立一些“根定義”。第四步是建立概念模型。概念模型是以根定義為基礎(chǔ)建立的系統(tǒng)活動(dòng)的描述，它不涉及實(shí)際系統(tǒng)的構(gòu)成，只是對系統(tǒng)作概念上的說明。第五步則是將概念模型與現(xiàn)實(shí)情景相比較，發(fā)現(xiàn)差異，進(jìn)行模型的修正。第六步是提出必要而又可能的變革方案。第七步是實(shí)現(xiàn)上述改革方案，得到新的情景，實(shí)際上就是系統(tǒng)的建立或者改造。各步內(nèi)容第一步是要對問題的情景加以考察。99根定義根定義是從某一特定角度對一個(gè)人類活動(dòng)系統(tǒng)做出的簡要描述。這些定義涉及下列幾方面：系統(tǒng)的利害承受者（Customer，簡寫為C）系統(tǒng)的執(zhí)行者（Actors,簡寫為A）系統(tǒng)從輸入到輸出的變換過程（Transformationprocess，簡寫為T）世界觀（Weltranschauung，簡寫為W，這里指的是價(jià)值觀和倫理道德觀等）系統(tǒng)所有者（Owners，簡寫為O）系統(tǒng)的環(huán)境約束（Environmentalconstraints,簡寫為E）。利用上述六方面（CATWOE）的根定義，就把系統(tǒng)活動(dòng)的要素、有關(guān)人員或組織的身份及其影響確定下來了。根定義根定義是從某一特定角度對一個(gè)人類活動(dòng)系統(tǒng)做出的簡要描述1003、對軟系統(tǒng)方法的一些探討軟系統(tǒng)方法論適合于系統(tǒng)目標(biāo)不明確、涉及多方面利益的場合，它強(qiáng)調(diào)人的活動(dòng)和身份，首先從各方面的關(guān)系著眼，它不強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的精密分析、建模和優(yōu)化，而是通過組織討論，聽取各方面有關(guān)人員的意見，反復(fù)比較和學(xué)習(xí)，尋求可能的滿意的結(jié)果。它主要依靠定性的方法，而不像硬系統(tǒng)方法論那樣重視定量方法。軟系統(tǒng)方法論不指望像硬系統(tǒng)方法論那樣一次完成，而強(qiáng)調(diào)在實(shí)施過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題、不斷變革。3、對軟系統(tǒng)方法的一些探討軟系統(tǒng)方法論適合于系統(tǒng)目標(biāo)不明確、101近來國外也有學(xué)者提出從多個(gè)維度來處理系統(tǒng)問題，這些維度包括：科學(xué)維度、邏輯與認(rèn)識(shí)論維度、時(shí)間維度、文化/政治/行為維度、道德與倫理維度、社會(huì)維度、組織維度、經(jīng)濟(jì)維度、技術(shù)維度我國的許多位資深學(xué)者已經(jīng)提出過：在注意客觀實(shí)物的“物理”現(xiàn)象和性質(zhì)的同時(shí)，還要注意人與物、活動(dòng)與活動(dòng)之間的“事理”，以及人際關(guān)系的“人理”。這三方面綜合起來就形成了“物理-事理-人理”方法論，要求“懂物理、明事理、通人理”，這三者是密不可分的。近來國外也有學(xué)者提出從多個(gè)維度來處理系統(tǒng)問題，這些維度包括：1023.3.3還原論、整體論和系統(tǒng)論隨著人類活動(dòng)的廣度和深度日益增大，各種事物間的關(guān)聯(lián)也日趨復(fù)雜，在生活實(shí)踐中出現(xiàn)了大量的復(fù)雜系統(tǒng)。人們在處理這類復(fù)雜系統(tǒng)時(shí)，開始使用分解的方法把它分成一些較小的系統(tǒng)來加以研究，以為對各個(gè)分系統(tǒng)了解和掌握了也就可以對整個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)加以掌握了。過去自然科學(xué)常用還原論方法，它把所研究的對象分解成各個(gè)部分，以為部分都研究清楚了，整體也就清楚了。如果部分還研究不清楚，再繼續(xù)分解下去進(jìn)行研究，直到弄清楚為止。應(yīng)用這種方法，自然科學(xué)確實(shí)取得了很大的成就。3.3.3還原論、整體論和系統(tǒng)論隨著人類活動(dòng)的廣度和深度日103還原論方法由整體往下分解，研究得越來越細(xì)，這是它的優(yōu)勢方面，但由下往上卻回不來，回答不了高層次和整體問題，這又是它的不足的一面。所以僅靠還原論方法還不夠，還要解決由下往上的問題。從系統(tǒng)角度來看，把系統(tǒng)分解為部分，單獨(dú)研究一個(gè)部分，就把這個(gè)部分和其它部分的關(guān)聯(lián)切斷了。這樣，就是把每個(gè)部分都研究清楚了，也回答不了系統(tǒng)整體性問題。當(dāng)系統(tǒng)各部分之間的關(guān)聯(lián)較少，或者聯(lián)系得不太緊密時(shí)，這個(gè)矛盾還不突出。等到一些巨型復(fù)雜系統(tǒng)出現(xiàn)以后，這一矛盾就使得人們無法真正認(rèn)識(shí)系統(tǒng)的全貌。還原論方法由整體往下分解，研究得越來越細(xì)，這是它的優(yōu)勢方面，104生物學(xué)家貝塔朗菲提出了整體論方法，強(qiáng)調(diào)還是從生物體系統(tǒng)的整體上來研究問題?？墒钱?dāng)時(shí)還是就整體論整體，缺乏對整體部分的聯(lián)系的有效研究。我國著名的系統(tǒng)工程專家錢學(xué)森提出把還原論方法和整體論方法結(jié)合起來，形成所謂系統(tǒng)論方法。應(yīng)用這個(gè)方法研究系統(tǒng)時(shí)，也需要將系統(tǒng)分解，在分解后研究的基礎(chǔ)上再綜合集成到系統(tǒng)整體，達(dá)到從整體上研究和解決問題的目的。系統(tǒng)論方法吸收了還原論方法和整體論方法各自的長處，同時(shí)也彌補(bǔ)了各自的局限性，既超越了還原論方法，又發(fā)展了整體論方法，這就是系統(tǒng)論方法的優(yōu)勢所在。生物學(xué)家貝塔朗菲提出了整體論方法，強(qiáng)調(diào)還是從生物體系統(tǒng)的整體1053.3.4綜合集成方法論上個(gè)世紀(jì)80年代末至90年代初，錢學(xué)森又先后提出“從定性到定量綜合集成方法”以及它的實(shí)踐形式“從定性到定量綜合集成研討廳體系”，兩者合稱為綜合集成方法，并將運(yùn)用這套方法的集體稱為總體部。這就將系統(tǒng)論方法具體化了，形成了一套可以操作的行之有效的方法體系和實(shí)踐方式。從方法與技術(shù)層次上看，它是人-機(jī)結(jié)合、人-網(wǎng)結(jié)合以人為主的信息、知識(shí)和智慧的綜合集成技術(shù)；從運(yùn)用和應(yīng)用層次上看，是以總體部為實(shí)體進(jìn)行的綜合集成工程。3.3.4綜合集成方法論上個(gè)世紀(jì)80年代末至90年代初，錢106綜合集成方法運(yùn)用的是專家體系的合作以及專家體系與機(jī)器體系合作的研究方式與工作方式。是通過定性綜合集成到定性、定量相結(jié)合綜合集成，再到從定性到定量綜合集成這樣三個(gè)步驟來實(shí)現(xiàn)的。這個(gè)過程不是截然分開，而是循環(huán)往復(fù)、逐次逼近的。要想集思廣益，必須有一個(gè)能夠讓大家發(fā)表意見的場所，這就是集成研討廳。綜合集成方法還在不斷發(fā)展之中，作為一種新的方法論，它的理念已經(jīng)開始顯示出很大的威力。綜合集成方法運(yùn)用的是專家體系的合作以及專家體系與機(jī)器體系合作1073.3.5系統(tǒng)分析的3個(gè)例子例1：安排糧食和果樹的合理發(fā)展規(guī)模問題的系統(tǒng)分析例2：美國清除廢棄車輛的系統(tǒng)分析例3：能源輸送問題的系統(tǒng)分析3.3.5系統(tǒng)分析的3個(gè)例子例1：安排糧食和果樹的合理發(fā)展108例1：如何安排糧食和果樹的合理發(fā)展規(guī)模問題北方某地區(qū)是一個(gè)蘋果之鄉(xiāng)，當(dāng)?shù)赜辛己玫陌l(fā)展果樹的條件，政府打算制訂一個(gè)發(fā)展蘋果基地的長遠(yuǎn)規(guī)劃，但又要在有限的土地上保證糧食生產(chǎn)，因此希望利用系統(tǒng)工程的思想和方法做好規(guī)劃。經(jīng)過組織當(dāng)?shù)馗刹浚r(nóng)業(yè)各領(lǐng)域?qū)＜液拖到y(tǒng)分析人員討論和調(diào)查，大家明確了我們所研究的不限于糧食作物和果樹這兩項(xiàng)的合理布局，而是涉及農(nóng)、林、牧、果在內(nèi)的大農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。例1：如何安排糧食和果樹的合理發(fā)展規(guī)模問題北方某地區(qū)是一個(gè)蘋109因?yàn)檫@些生產(chǎn)環(huán)節(jié)共享著土地和水資源、當(dāng)?shù)氐膭趧?dòng)力資源；系統(tǒng)的目標(biāo)不僅要得到較大的經(jīng)濟(jì)效益，還要保證生態(tài)效益和社會(huì)效益，這樣就明確了問題所在，并確定了系統(tǒng)的目標(biāo)，這樣確定的問題，比原來想得更全面。為了弄清楚各種因素之間的聯(lián)系和制約，在概念模型基礎(chǔ)之上，建立了結(jié)構(gòu)模型，然后收集必要的數(shù)據(jù)，根據(jù)各種消耗和產(chǎn)出之間的關(guān)系，建立了數(shù)學(xué)模型。因?yàn)檫@些生產(chǎn)環(huán)節(jié)共享著土地和水資源、當(dāng)?shù)氐膭趧?dòng)力資源；110然后，根據(jù)政府機(jī)關(guān)對5年后的一定目標(biāo)設(shè)想，設(shè)定了五個(gè)方案，每個(gè)方案都有一定預(yù)期目標(biāo)，如糧食自給、盡可能發(fā)展水果生產(chǎn)等等。在每個(gè)方案已知的約束下，進(jìn)行該方案的優(yōu)化，最后再把五個(gè)方案的各項(xiàng)指標(biāo)列表，供領(lǐng)導(dǎo)選擇。這樣做既保證了充分利用資源和保持生態(tài)良性循環(huán)，又可得當(dāng)良好的經(jīng)濟(jì)效益，使大農(nóng)業(yè)系統(tǒng)得到最好的運(yùn)行。然后，根據(jù)政府機(jī)關(guān)對5年后的一定目標(biāo)設(shè)想，設(shè)定了五個(gè)方案，111例2：美國怎樣清除廢棄車輛的系統(tǒng)分析美國每年有數(shù)以百萬計(jì)的車輛被廢棄，這些廢車多半是車主覺得不值得拖回去修理。這樣到處亂丟，破壞了環(huán)境，成為引發(fā)其它事故的嚴(yán)重隱患。經(jīng)過分析，知道造成這種大量堆棄的原因是從現(xiàn)場搬運(yùn)開存在著問題。盡管美國政府每年在這一項(xiàng)上的開支就有幾億美元，旦仍存在著這種局面。為了解決這一難題，把研究內(nèi)容限制在每年怎樣把600萬輛廢車以適當(dāng)?shù)姆绞桨嶙?。?：美國怎樣清除廢棄車輛的系統(tǒng)分析美國每年有數(shù)以百萬計(jì)的車112在研究解決問題的方案時(shí)，先考察了原方案。原來是用吊車和平板拖車進(jìn)行吊運(yùn)，占地大，移動(dòng)慢，有時(shí)還需要交通部門特許。每套設(shè)備成本98000美元，每年要4615套才能搬完600萬輛廢車，因此設(shè)備總成本為45000萬美元。如折舊期3年，則設(shè)備年度成本15000萬美元，加上運(yùn)行費(fèi)7000萬美元，勞動(dòng)力費(fèi)用38400萬美元，總共需60400萬美元?；ㄙM(fèi)很大。為了解決問題，需要新的方案。新方案是使用更簡單、迅速、靈巧、經(jīng)濟(jì)的設(shè)備，新發(fā)明了一種特殊的“鏟運(yùn)卡車”，把卡車與鏟車結(jié)合在一起，可以大大提高效率。在研究解決問題的方案時(shí)，先考察了原方案。原來是用吊車和平板拖113每年搬運(yùn)600萬輛廢車只要2564輛鏟運(yùn)卡車，此車成本為2萬美元，折舊期也是三年，這樣設(shè)備年度成本為1700萬美元，加上運(yùn)行費(fèi)2000萬美元，勞動(dòng)力費(fèi)用l0800萬美元，總共14500萬美元，只有原方案的四分之一。原方案和新方案相比，顯然應(yīng)采納新方案。之后要設(shè)計(jì)、試制并投入生產(chǎn)。整個(gè)開發(fā)需要200萬美元。生產(chǎn)則有兩種方案：委托有生產(chǎn)能力的廠去生產(chǎn)，或是新建一組裝廠生產(chǎn)成品，而零部件委托外廠加工。如果全美國開始需要12000輛，價(jià)值24000萬元。最后的結(jié)論是：使用鏟運(yùn)卡車，可以從多萬面得到效益，是一個(gè)很好的方案。每年搬運(yùn)600萬輛廢車只要2564輛鏟運(yùn)卡車，此車成本為2萬114例3：能源輸送問題我國某內(nèi)陸地區(qū)有一個(gè)煤田待開發(fā)，它的煤質(zhì)適合發(fā)電，而沿海地區(qū)由于經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，缺少電力。這里就有一個(gè)把火力發(fā)電廠建在哪里的問題。一種辦法是電廠建在礦口，就地用煤，而把電力通過高壓輸電線送到用電地區(qū)；一種辦法是把電廠建在用電地區(qū)，而通過鐵路運(yùn)煤到電廠。乍看起來，這只是一個(gè)能源輸送方式的研究，看哪一種方式最經(jīng)濟(jì)。例3：能源輸送問題我國某內(nèi)陸地區(qū)有一個(gè)煤田待開發(fā)，它的煤質(zhì)適115但在進(jìn)行系統(tǒng)分析的一開始，著手調(diào)查時(shí)，就發(fā)現(xiàn)并不這么簡單。如果采取“輸電”方案，就得把電廠建在礦區(qū)附近，這就要看這一帶有沒有建廠條件，特別是水資源和灰碴排放地點(diǎn)。這不僅涉及技術(shù)條件，還涉及環(huán)境保護(hù)的要求。如果采取“輸煤”方案，電廠建在用電區(qū)，同樣也得看當(dāng)?shù)赜袩o建廠條件。此外，不同的方案，給不同地區(qū)在其它方面也帶來效益和損害。但在進(jìn)行系統(tǒng)分析的一開始，著手調(diào)查時(shí)，就發(fā)現(xiàn)并不這么簡單。116所以一開始在明確問題前先要把目標(biāo)（能源輸送經(jīng)濟(jì)效益、其它經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)影響、就業(yè)等涉及多個(gè)利益主體）理清楚，對于眾多目標(biāo)需要分清輕重緩急。然后進(jìn)行方案設(shè)想，除了輸電、輸煤兩種單一方案外，也可以采用部分輸煤部分輸電方案?？梢詾槊糠N方案建立數(shù)學(xué)模型，分析計(jì)算費(fèi)用、效益、影響，把各方案的各項(xiàng)指標(biāo)列出來。顯然有些方案是各有利弊的，這就需要決策者根據(jù)需要與可能、主要與次要加以選擇確定。所以一開始在明確問題前先要把目標(biāo)（能源輸送經(jīng)濟(jì)效益、其它經(jīng)濟(jì)1173.4系統(tǒng)工程方法論實(shí)施的重要保障3.4.1系統(tǒng)工程各步驟實(shí)現(xiàn)方法1）明確問題的方法1.創(chuàng)造工程學(xué)為了整理雜亂無章的想法，或制定替代方案，或產(chǎn)生解決方案，把考慮的經(jīng)驗(yàn)和直觀方法加以歸納就稱為創(chuàng)造工程學(xué)有：集體創(chuàng)造性思考法、K.J法、5W1H法、矩陣表示法、水平思考法，等3.4系統(tǒng)工程方法論實(shí)施的重要保障3.4.1系統(tǒng)工程各步118兩種明確問題的方法一種方法是把與問題有關(guān)的信息片斷逐個(gè)記錄在卡片或紙條上，把它們攤在桌面上全面進(jìn)行審視，把有關(guān)聯(lián)的放在一堆，這樣就逐漸形成一些局部情況和子問題給它們再命名，作為一個(gè)單元，和其它類似單元再進(jìn)行聚類，找它們之間的關(guān)聯(lián)，這樣就能逐步形成問題再一種方法是通過寫書面報(bào)告來清理思想，明確問題。例如在這一階段的開始撰寫問題剖析報(bào)告和結(jié)束時(shí)撰寫階段結(jié)果報(bào)告兩種明確問題的方法一種方法是把與問題有關(guān)的信息片斷逐個(gè)記錄在1192.技術(shù)預(yù)測系統(tǒng)是未知的東西，所以必須預(yù)測和評價(jià)它對外部產(chǎn)生什么影響，能否適應(yīng)未來的環(huán)境等有：直覺預(yù)測法、概要記述法、交叉分析法、時(shí)間系列分析法，等3.構(gòu)造模型當(dāng)整理那些比較復(fù)雜的問題而欲抽出其中本質(zhì)的部分時(shí)，最好是利用圖解法，比較直觀有：結(jié)構(gòu)模型法、圖解理論、關(guān)聯(lián)樹形法，等2.技術(shù)預(yù)測1204．多變量解析法當(dāng)現(xiàn)象過于復(fù)雜而很難抓住它的本質(zhì)性特征時(shí)，用多變量解析最好有因式分解法、主成分分析法等5.其它的方法系統(tǒng)理論、模糊理論等4．多變量解析法1212）建立評價(jià)體系的方法1．效用理論從公理出發(fā)用數(shù)學(xué)確立評價(jià)的理論體系就是效用理論2．?dāng)?shù)量化理論是從許多的實(shí)際數(shù)據(jù)中使感覺的量數(shù)值化的一種方法，往往在解決社會(huì)科學(xué)的各種問題中應(yīng)用3．官能檢查色、香、味、美的感覺能憑人的感覺排出順序，但許多量沒有適當(dāng)?shù)臏y量儀器決定其尺度的是一些被稱為官能檢查的方法。應(yīng)用統(tǒng)計(jì)的方法2）建立評價(jià)體系的方法1．效用理論1224．成本效益分析一直沿用的評價(jià)投資效果的方法5．安全評價(jià)是系統(tǒng)評價(jià)中最難的一種評價(jià)。利害混雜，難以評價(jià)，而且危險(xiǎn)感憑個(gè)人的主觀來確定，尋找客觀的尺度很困難6．價(jià)值工程以產(chǎn)品的功能為主體去考慮其價(jià)值價(jià)值分析、價(jià)值管理4．成本效益分析1231.以目標(biāo)分級(jí)創(chuàng)造替代方案若將目標(biāo)分級(jí)，從上一級(jí)目標(biāo)來考慮，就便于創(chuàng)造替代方案2．結(jié)構(gòu)模型的巨型化集中幾個(gè)結(jié)構(gòu)模型的要素構(gòu)作巨型結(jié)構(gòu)，由于要素?cái)?shù)目少，結(jié)構(gòu)簡單，就容易綜合3．計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）3）系統(tǒng)綜合的方法1.以目標(biāo)分級(jí)創(chuàng)造替代方案3）系統(tǒng)綜合的方法1241．系統(tǒng)變量的選擇實(shí)際系統(tǒng)中有許多變量，從中選出主要的變量，將它區(qū)分為獨(dú)立變量、從屬變量2．物理模型要考慮物質(zhì)平衡、能量平衡的法則、變量的制約和信息流等3．非物理模型（統(tǒng)計(jì)模型）利用輸入輸出數(shù)據(jù)，即使不知道系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，也能求得這些數(shù)據(jù)之間的關(guān)系多元回歸分析法、自回歸—平均移動(dòng)模型，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等4）分析和模型化的方法1．系統(tǒng)變量的選擇4）分析和模型化的方法1254．模擬若對系統(tǒng)的每個(gè)部分構(gòu)作數(shù)學(xué)模型，就能用模擬求得全部動(dòng)態(tài)。各種方便的模擬語言5．OR模型有時(shí)利用排隊(duì)論、對策論模型6．可靠性工程學(xué)系統(tǒng)的可靠性非常重要。大規(guī)模的系統(tǒng)由于要素眾多，容易發(fā)生故障，而且一旦系統(tǒng)功能發(fā)生衰退現(xiàn)象其影響很大可靠性工程學(xué)把要素的可靠性和整個(gè)系統(tǒng)的可靠性聯(lián)系起來人的過失對系統(tǒng)可靠性的影響的研究7．復(fù)雜系統(tǒng)理論若對象復(fù)雜，通常的技術(shù)方法往往不好用。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論等4．模擬1261．?dāng)?shù)學(xué)規(guī)劃方法線性規(guī)劃法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃法2．組合理論分支定界法、整數(shù)規(guī)劃法、遺傳算法，等3．其它方法如對策論的最小—最大解5）優(yōu)化的方法1．?dāng)?shù)學(xué)規(guī)劃方法5）優(yōu)化的方法1276）決策的方法1．決策分析在不確定的狀況下被迫選擇時(shí)的決策的方法主觀效用、主觀概率。對難以測定的量提出定量的評價(jià)法2．形成統(tǒng)一意見的方法為了進(jìn)行群體決策，必須考慮調(diào)整對立的意見，尋求統(tǒng)一的意見3．關(guān)聯(lián)樹型法一種