1、系統(tǒng)工程理論與實踐應用【摘要】After the 1940s, the system gradually developed science and gradually accepted by most people. It is recognized that the problem is more objective hierarchical, more systematic, from basic science to philosophy to science and technology and then to engineering, systems theory and syst

2、ems engineering ideas highlighted the increasingly important role.20世紀40年代以后，系統(tǒng)科學逐漸發(fā)展起來并漸漸被大多數(shù)人所接受，人 們認識客觀問題更加層次化，更加系統(tǒng)化，從基礎科學到哲學到技術科學再到工 程技術，系統(tǒng)論與系統(tǒng)工程思想越來越突顯出其重要作用?！娟P鍵詞】系統(tǒng)論系統(tǒng)工程應用隨著經(jīng)濟的發(fā)展，系統(tǒng)科學理論也被賦予了不同的概念形式，系統(tǒng)科學是以 系統(tǒng)思想為中心的一類新型的科學群。它包括系統(tǒng)論、信息論、控制論、耗散結 構論、協(xié)同論以及運籌學、系統(tǒng)工程、信息傳播技術、控制管理技術等等許多學 科在內(nèi)，是20世紀中葉以來發(fā)展最快

3、的一大類綜合性科學。一、系統(tǒng)論與系統(tǒng)工程思想方法的理論概述系統(tǒng)論系統(tǒng)論是20世紀40年代與控制論、信息論同時誕生的一門新興科學，它是 研究各種系統(tǒng)的共同特點和本質(zhì)的綜合性科學。系統(tǒng)論采用邏輯和數(shù)學的方法綜 合考察整體和它的各個部分的屬性、功能，并在變動中調(diào)節(jié)整體和部分的關系， 選取各個部分的最佳結合方式，借以達到整體上的最佳目標，比如最佳的經(jīng)濟效 果，最佳的工作效率等等。系統(tǒng)工程就是應用系統(tǒng)論方法解決現(xiàn)代組織管理問題 的科學，它對各種復雜的系統(tǒng)進行規(guī)劃、設計、制造、控制和管理，研究和選取 最佳方案。比如，經(jīng)濟系統(tǒng)工程，研究現(xiàn)代企業(yè)的最佳管理方法問題；教育系統(tǒng) 工程，研究教育系統(tǒng)的最佳管理體制問

4、題，等等。系統(tǒng)論和系統(tǒng)工程是適應現(xiàn)代 化組織管理需要、處理各種日益錯綜復雜的系統(tǒng)而出現(xiàn)的。同時，電子計算機等 新技術的發(fā)明和應用提供了研究復雜系統(tǒng)的條件?？偟恼f來，系統(tǒng)論是建立在現(xiàn)代科學技術基礎上的綜合性的理論和方法。系 統(tǒng)論是一門跨學科的橫斷科學，它提供的綜合性的理論和方法，并不是一般的世 界觀和方法論。它不屬于哲學體系，但是它為馬克思主義哲學思想體系提供了一 種新的思想體系，極大的豐富了統(tǒng)一整體這一哲學范疇。系統(tǒng)工程思想方法用定量和定性相結合的系統(tǒng)思想和方法處理大型復雜系統(tǒng)的問題，無論是系 統(tǒng)的設計或組織建立，還是系統(tǒng)的經(jīng)營管理，都可以統(tǒng)一的看成是一類工程實踐， 統(tǒng)稱為系統(tǒng)工程。系統(tǒng)工程是

5、一門高度綜合性的管理工程技術，涉及自然科學棚 社會科學的多門學科。構成系統(tǒng)工程的基本要素是：人、物、財、目標、機器設 備、信息等六大因素。各個因素之間是互相聯(lián)系、互相制約的關系。系統(tǒng)工程大 體上可分為系統(tǒng)開發(fā)、系統(tǒng)制造和系統(tǒng)運用三個階段，每個階段又可劃分為若干 個階段或步驟。系統(tǒng)工程的基本方法是：系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設計相系統(tǒng)的綜合評價。 具體地說，就是用數(shù)學模型和邏輯模型來描述系統(tǒng)，通過模擬反映系統(tǒng)的運行、 求得系統(tǒng)的最優(yōu)組合方案和最優(yōu)的運行方案。系統(tǒng)工程思想已廣泛地應用于交通 運輸、通訊、企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營等部門，它的基本特點是：把研究對象作為整體看待， 要求對任意對象的研究都必須從它的組成、結構、功

6、能、相互聯(lián)系方式、歷史的 發(fā)展和外部環(huán)境等方面進行綜合的考察.做到分析與綜合的統(tǒng)一。在運用系統(tǒng)論與系統(tǒng)工程思想方法的過程中，基本步驟為：根據(jù)系統(tǒng)的基本 運動規(guī)律與已知定律，進行一定而系統(tǒng)科學理論概述，通過對系統(tǒng)的分析，選擇 正確的系統(tǒng)的設計方法，并對設計好的系統(tǒng)作一定的可行性分析，做后設計出模 型比，獲得詳細的系統(tǒng)知識。二、系統(tǒng)工程的應用系統(tǒng)工程的應用十分廣泛，主要有：工程系統(tǒng)：研究大型工程項目的規(guī)劃、設計、制造和運行。社會系統(tǒng)：研究整個國家和社會系統(tǒng)的運行、管理問題。經(jīng)濟系統(tǒng)：研究宏觀經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略、經(jīng)濟目標體系、宏觀經(jīng)濟政策， 進入投入產(chǎn)出分析等。農(nóng)業(yè)系統(tǒng)：研究農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略、農(nóng)業(yè)結構、農(nóng)業(yè)綜

7、合規(guī)劃等。企業(yè)系統(tǒng)：研究工業(yè)結構、市場預測、新產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、 全面質(zhì)量管理系統(tǒng)等?？茖W技術管理系統(tǒng)：研究科學技術發(fā)展戰(zhàn)略、預測、規(guī)劃和評價等。軍事系統(tǒng)：研究國防總體戰(zhàn)略、作戰(zhàn)模擬、情報通訊指揮系統(tǒng)、參謀 指揮系統(tǒng)和后勤保障系統(tǒng)等。(8)環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)：研究環(huán)境系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)的規(guī) 劃、建設、治理等。人才開發(fā)系統(tǒng)：研究人才需求預測、人才結構分布、教育規(guī)劃、智力 投資等。運輸系統(tǒng)：研究鐵路、公路、航運、空運等的運輸規(guī)劃、調(diào)度系統(tǒng)、 運輸效益分析、城市交通網(wǎng)絡優(yōu)化模型等。能源系統(tǒng)：研究能源合理利用結構、能源需求預測、能源發(fā)展戰(zhàn)略等。區(qū)域規(guī)劃系統(tǒng)：研究區(qū)域人口、經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展規(guī)劃、區(qū)域資源最優(yōu)利

8、用、區(qū)域經(jīng)濟結構等。1、企業(yè)中的應用企業(yè)戰(zhàn)略分析是一項系統(tǒng)工程。有學者認為，系統(tǒng)工程具有以下特點：第一， 多學科交叉，專業(yè)綜合性強；第二，突出系統(tǒng)總體，強調(diào)整體優(yōu)化；第三，以分 解一集成思想為基礎；第四，包含系統(tǒng)工程技術與系統(tǒng)工程管理兩大過程。這幾 個特點也在企業(yè)戰(zhàn)略分析的研究中有所體現(xiàn)：第一，影響企業(yè)戰(zhàn)略的因素復雜而 多樣，對各種因素的分析要用到不同學科的不同研究方法，這體現(xiàn)了多學科的交 叉和綜合；第二，企業(yè)戰(zhàn)略管理理論中強調(diào)的是企業(yè)戰(zhàn)略的整體，而不是單純考 慮各種內(nèi)外部戰(zhàn)略因素的最優(yōu)化：第三，在企業(yè)戰(zhàn)略管理研究中，一般都先將影 響企業(yè)的因素分解為企業(yè)內(nèi)部資源能力因素、外部環(huán)境因素、企業(yè)文化

9、因素等幾 個方面去考慮，然后再將幾類因素繼續(xù)細分為更細的子因素，最后對所有因素的 影響逐層集成、綜合考慮，才能夠決定企業(yè)的戰(zhàn)略。2、管理中的應用企業(yè)的領導者，實際上是企業(yè)最高層次的管理者或決策者，例如企業(yè)的管理 系統(tǒng)或經(jīng)營管理系統(tǒng)就是把人、機器設備、原材料、資金、信息等有限資源巧妙 地組織起來并有效地加以利用，以完成經(jīng)營目標，達到最大價值或最佳經(jīng)濟效益， 發(fā)揮它們作用的系統(tǒng)。在管理學中，這是狹義的管理。管理過程或經(jīng)營過程是將 系統(tǒng)目標或經(jīng)營目標給定、計劃、組織、調(diào)整人員配置、指揮、控制監(jiān)督、起動 運轉(zhuǎn)、測定工作成果、控制管理等組合起來。其中特別重要的是計劃功能和控制 管理功能。所以經(jīng)營管理是作

10、為“系統(tǒng)”來研究的，為此我們用系統(tǒng)方法論來認 識經(jīng)營管理問題，搞清它的構成要素，即人、物、資金和信息，明確它們之間的 關系，特別要明確有效的系統(tǒng)步驟，如經(jīng)營管理組織的人們關系、環(huán)境、對市場 的推動力及適應性，對完成經(jīng)營管理目標作出的判斷決策，根據(jù)判決進行的經(jīng)營 管理工作，實際工作成果不理想的修正等等。所以，按系統(tǒng)來研究經(jīng)營一方面要 在生產(chǎn)、銷售、財務、人事等各部門分別進行系統(tǒng)分析和研究，以求得部分的最 優(yōu)化，另一方面又必須將全部經(jīng)營作為一個整體系統(tǒng)來進行掌握和研究，達到整 體求優(yōu)的目的即合并后的最優(yōu)化為目標，這樣就必須從整體上注意各部門之間協(xié) 調(diào)，以達到系統(tǒng)的“均衡”。三、系統(tǒng)工程特點系統(tǒng)工程

11、有三個特點：研究的對象廣泛，包括人類社會、生態(tài)環(huán)境、自然現(xiàn)象和組織管理等。系統(tǒng)工程是一門跨學科的邊緣學科。不僅要用到數(shù)、理、化、生物等自 然科學，還要用到社會學、心理學、經(jīng)濟學、醫(yī)學等與人的思想、行為、 能力等有關的學科，是自然科學和社會科學的交叉。因此，系統(tǒng)工程形成 了一套處理復雜問題的理論、方法和手段，使人們 在處理問題時，有系統(tǒng) 的整體的觀點。在處理復雜的大系統(tǒng)時，常采用定性分析和定量計算相結合的方法。因 為系統(tǒng)工程所研究的對象往往涉及到人，這就涉及到人的價值觀、行為學、 心理學、主觀判斷和理性 推理，因而系統(tǒng)工程所研究的大系統(tǒng)比一般工程 系統(tǒng)復雜得多，處理系統(tǒng)工程問題不僅要有科學性，而

12、且要有藝術性和哲 理性。以分解一集成思想為基礎系統(tǒng)工程按照從整體出發(fā)、分解綜合的思路解決 問題。先根據(jù)任務需求，從整體出發(fā)確定系統(tǒng)的性能指標和功能結構；然后 再在總體指導下，對系統(tǒng)進行分解與分析研究，確定分系統(tǒng)/部件的技術要 求和結構方案；最后在分解研究的基礎上進行綜合集成，實現(xiàn)系統(tǒng)整體功能 的涌現(xiàn)。包含系統(tǒng)工程技術與系統(tǒng)工程管理兩大過程系統(tǒng)工程包含技術與管理兩 大并行優(yōu)化的過程。系統(tǒng)工程技術是制定系統(tǒng)工程流程，并按系統(tǒng)工程流程， 綜合多種專業(yè)技術，運用適當?shù)南到y(tǒng)工程方法和工具開展系統(tǒng)工程活動，最 終成功獲得系統(tǒng)的過程;系統(tǒng)工程管理是運用技術狀態(tài)管理、技術接口管理、 技術數(shù)據(jù)管理、技術風險管理

13、、技術評估管理等手段，對系統(tǒng)工程技術過程、 活動及要素進行管理和控制，確保系統(tǒng)工程目標實現(xiàn)的過程。四、我國的系統(tǒng)工程盡管我國系統(tǒng)科學與系統(tǒng)工程取得了一定成績，但存在著明顯的不足，具體現(xiàn)以下幾方面：1）系統(tǒng)工程技術尚未形成完整的規(guī)范體系。雖然國內(nèi)一些企業(yè)都圍繞自己的 業(yè)務預域形成了系統(tǒng)工程標準體系，但還很不完善。突出現(xiàn)在沒有覆蓋系統(tǒng)工程 全壽命周期關鍵活動，如系統(tǒng)工程前端的任務分析及后端的測試與運行管理標準 等不系統(tǒng)、不全面；此外，沒有對系統(tǒng)工程規(guī)律、方法、體系進行持續(xù)研究， 進而形成對系統(tǒng)工程任務長效支持的機制。2）系統(tǒng)工程技術手段尚不完備。國內(nèi)已研究開發(fā)了多類面向系統(tǒng)設計、驗證 和在線支持的系統(tǒng)設計和仿真系統(tǒng)，具備了演示功能，但與工程實用尚有差距， 不能有效支撐