第2章 系统方法论

表2-1 物理、事理、人理系统方法论内容 懂物理、明事理、通人理
物理
道理 物质世界，法则规则 的理论
事理
管理和做事的理论
人理
人、纪律、规范的 理论 人、群体、人间关 系、智慧 应当怎么做？人文 分析
对象 重点 原则 知识
客观物质世界 是什么？功能分析 诚实，真理尽可能正 确 自然科学
组织、系统 怎么做？逻辑分析
§2-2 物理、事理、人理方法论
一 物理、事理、人理的主要内容 物理主要涉及物质运动的机理，通常要用到自 然科学知识，主要回答这个 “物”是什么。 事理是做事的道理，主要解决如何去安排这些 物，通常用到管理科学方面的知识，主要回答 怎么去做。 人理是做人的道理，处理任何事与物都离不开 人去做，以及由人来判断这些事和物是否得当， 通常要用人文社会科学的知识，主要回答应当 如何。
二 物理、事理、人理系统方法论的过程
6．提出建议 在综合物理、事理和人理分析后提出解 决问题的建议。建议一要可行，二要尽可能 使各方面满意，最后还要让领导从更高一个 层次去综合和权衡，，决定是否采用。系统 工程工作者有时常有一个错误理解，认为成 功的分析就是我们的解被全部采用。其实有 时这个分析使领导改变初衷，甚至改变了原 来要解决的问题，这也是一种成功。
3．知识维
三维结构中的知识维是指在完成上述各种步骤所需 要的各种专业知识和管理知识，包括自然科学、社 会科学、工程技术、经济学、法律、数学、计算机 技术等方面的知识。运用系统工程知识把6个时间
阶段和7个逻辑步骤有机地结合起来，便形成所谓
三维结构。
霍尔系统工程方法论的程序和步骤

二 物理、事理、人理系统方法论的过程
2．调查分析 这是一个物理分析过程。任何结论只能在仔细 的情况调查之后，而不应在先。深入实际和邀请有 实践经验的专家提出意见和看法是至关重要的，这 里重要需要物理。 3．形成目标 作为一个复杂问题，往往一开始问题拟解决到 什么程度，领导和系统分析人员都不很清楚。开始 时领导的笼统的意图，经过调查后，问题到底能解 决到什么程度，应有一初步共识，这就是形成目标 的过程。这些目标会与当初领导意图不完全一致的 地方。同时在以后大量分析和进一步考虑后可能还 会有所改变。
二 技术应用上的综合化
系统工程致力于综合运用各种学科和技术领域内所 获得的成就。这种研究能使各种技术相互配合而达 到系统的最优化。一般大规模的复杂系统几乎都是 一个技术综合体。所谓的技术综合应用，并不是将 各种技术进行简单的堆砌，而是从系统的总目标出 发，将各有关的技术协调配合综合运用。一个大规 模的复杂系统往往不是一个单纯的技术系统，而是 涉及到许多社会的、经济的因素，构成一个复杂的 技术、社会、经济系统，因此，促使自然科学和社 会科学紧密结合，这就是系统工程在解决问题时所 表现出来的一个重要特点。
弄清问题(弄清需要解决什么问题，弄清约束条件) ↓ 目标选择（将需要具体化，并选定衡量指标） ↓ 方案设计（设计为达到目标所可能采取的方案） ↓ 建立数学模型（根据目标，通过数学模型，分析各种设想方案） ↓ 最优化（选定方案的变量和参数，使之最好的满足目标）
↓
决策（选定一种或多种策略） ↓ 实施（提供实际信息反馈到以上各阶段）
三 组织管理上的科学化
一个复杂的大规模工程往往有两个并行的过程，一个 是工程技术过程，一个是工程技术的控制过程，后一 个过程包括规划、组织、控制工程进度，对各种方案 进行分析、比较和决策，评价选定方案的技术效果等 统称之为管理。管理工作对促进科学技术的发展，提 高效率和合理利用资源等有着十分重要的意义。只有 科学的管理，才能充分发挥技术的效能。英国著名的 科学家贝尔纳把科学的组织和管理称为“科学中的科 学”，他认为现在科学的发展，科学成果的应用以及 科技人员的成长，都还没有达到应有的水平，主要问 题就在于组织管理跟不上发展形势的缘故。
协调，有效率尽可能 人性，有效果尽可 平滑 能灵活 管理科学 系统科学 人文知识 行为科学
二 物理、事理、人理系统方法论的过程
物理、事理、人理是一个统一的过程，并不能绝对 划分。 1．理解领导意图 考虑到东方特色，早中国、日本集中（集体）主 义比西方强。在西方往往强调个性、民主，因此，他 们喜欢从个人出发，不受任何领导意图左右而自由发 表自己看法，美国兰德公司工作的一个重要原则也是 强调独立性。但是在东方则强调领导意图，这里领导 也是广义的，可以是管理人员和技术人员，也可以是 一般用户。其实在西方也是把顾客看成上帝，提出种 种方法去了解顾客的意图。特别现在新的信息系统方 法论已经把用户参与、用户满意作为设计好信息系统 的重要原则。
二 物理、事理、人理系统方法论的过程
4．建立模型 这里的模型是比较广义的，数学模型是其中一 种，还可以是概念模型，甚至是一套经过人们的抽 象、理智、思考后形成的可以运作的步骤、程序等， 这个过程主要运用事理。 5．协调关系 在处理问题时，由于不同人所拥有的知识不同， 立场不同，利益不同，对同一问题，同一个目标， 同一个方案往往会有不同的看法和感受，因此往往 需要协调，这里“人理” 是主要的。有时一个方 案只是由于告诉人的次序、时间和地点有所不同， 会造成不同的后果。
1．时间维
（1）规划阶段：对将要开展研究的系统进行调查研究，明确 研究目标，提出设计思想和初步规划方案。 （2）方案阶段：根据规划阶段提出的设计思想和初步规划方 案，从社会、经济、技术可行性等方面进行综合分析，提出具 体计划方案并选择一个最优方案。 （3）研制阶段：以计划为行动指南，把人、财、物组成一个 有机整体，使各个环节、各个部门围绕总目标，实现系统的研 制方案并作出生产计划。 （4）生产阶段：生产或研制开发出系统的零部件（硬软件） 及整个系统。 （5）运行阶段：把系统安装好，完成系统的运行计划，使系 统按预定目标运行服务。 （6）更新阶段：完成系统的评价，在现系统运行的基础上， 改进和更新系统，使系统更有效的工作，同时为系统进入下一 研制周期准备条件。
§2-5 系统工程方法论基本特点
一 研究方法上的整体化 二 技术应用上的综合化 三 组织管理上的科学化
一 研究方法上的整体化
把研究对象看作一个整体，把研究过程也看作一个 整体。把系统作为若干个子系统有机结合成的整体 来设计，对子系统与子系统之间的矛盾或者子系统 和整体之间的矛盾，都要从总体协调的需要来选择 解决方案。同时，把系统作为它所从属的更大系统 的组成部分来进行研究，对它的所有技术要求，都 尽可能从实现这个更大系统技术协调的观点来考虑。 系统工程还要考虑把大系统的研制过程作为一个整 体，即分析整个过程是由哪些工作环节所组成，而 后进一步分析各个工作环节之间的信息，以及信息 的传递路线、反馈关系等，从而编制出系统研制全 过程的模型，把全部过程严密的联结成一个整体， 全面地考虑和改善整个工作过程，以便能实现综合 最优化。
第2章 系统工程方法论
华南农业大学林学院
刘萍
系统工程方法论
解决系统工程实践中的问题所应遵循的步骤和程序，是系统工 程思考问题和处理问题的一般方法。它把分析对象作为整体系统， 对其进行分析、设计、制造和使用。 系统工程具有自己独特的方法论，它的方法体系的基础就是运 用系统思想和各种数学方法、科学管理方法、经济学方法、控制论 方法以及电子计算机等技术工具来实现系统的模型化和最优化，进 行系统分析和系统设计。 由于从事系统工程实践的大都是自然科学工作者和工程技术人 员，他们常把处理工程技术问题时遵循的步骤和程序移植过来，处 理系统工程所要解决的组织管理、规划和决策等类问题，并在实践 中收到显著的成效。 20世纪60年代，许多学者根据实践经验，总结各种系统工程方 法论。
§2-3 系统工程方法论框架
根据实践经验，可以将系统分析过程的典 型行动概括成下图所示的逻辑结构。它包括五 个行动环节： 1、阐明问题； 2、谋划备选方案； 3、预测未来环境； 4、建模和估计后果； 5、比较备选方案。

§2-4 系统工程方法论中的几个问题
一 系统工程和工程技术处理问题的区别 二 问题和解决问题（硬问题与软问题） 三 决策者、提出问题者、 委托人和系统工程（分析）人员 四 系统工程分析报告 1．简略报告 2．主体报告 3．技术报告
切克兰德方法论
20世纪70年代中期，英国兰卡斯特大学切克兰
德对霍尔系统工程方法论提出系统的修正意见， 并提出了“软科学”的系统工程方法论。他认 为完全按照解决工程技术问题的思路来解决社 会经济问题或软科学问题会遇到困难。
软科学系统工程方法论的程序和步骤
问题现状说明(说明现状,目的是为了改善现状) ↓ 弄清关联因素（初步弄清与改善现状有关的各种因素及其相互关系） ↓ 概念模型（用结构模型或数学模型描述系统现状） ↓ 改善概念模型（根据数学模型的理论和方法改进上述概念模型） ↓ 比较或学习（将概念与现实进行比较找出符合决策部门意图的、可行的 变革） ↓ 实施（实施能带来上述变革的措施）
三 物理、事理、人理方法论的主要原则
1．参与 在整个工作过程中，除了系统工程人员参与工作外，用户要经 常参与，互相沟通理解意图才能作好系统工程咨询工作。 2．综合集成 由于问题涉及各种知识、信息，因此经常有一个将它们以及参 与讨论的专家意见综合起来的过程。因此要能听取各种意见，并最 后取长补短。 3．人机结合，以人为主 现代化的计算机以及各种通讯工具无疑为解决问题提供了非常 好的手段，但是所有的问题，解决的是否满意，取决于人的判断甚 至人的感情。同时层出不尽的新问题需要新思维，这又是机器所不 能代替的。 4．迭代和学习 在整个工作过程中，人们难免忘掉考虑一些因素，或者由于情 况发生变化，需要增加新因素，因此企图一次到位是不可能的，经 常需要反复进行迭代和学习。
§2-1 霍尔三维结构和切克兰德方法论
在系统工程的研究和应用中，人们逐渐地探索、
积累和总结出多种科学的工作方法和程序。二十世