开放的复杂巨系统方法论研究
复杂系统与复杂系统仿真研究综述
第20卷第23期系统仿真学报©V ol. 20 No. 23 2008年12月Journal of System Simulation Dec., 2008复杂系统与复杂系统仿真研究综述刘晓平1,2，唐益明1，郑利平1,2(1.合肥工业大学计算机与信息学院, 安徽合肥 230009；2.合肥工业大学安全关键工业测控技术教育部工程研究中心, 安徽合肥230009)摘要：复杂系统仿真已成为研究复杂系统的最重要手段之一。
首先回顾了复杂系统的发展历程，总结了复杂系统的特点；然后综述了复杂系统仿真的当前发展，分类描述了各种复杂系统建模与仿真方法，分别总结了它们所能反映的复杂系统特点；提出要借助其他领域的研究成果来支持复杂系统仿真研究，并介绍了几种有助于推动复杂系统仿真研究的方法。
最后阐述了仿真对复杂系统研究的重大意义。
关键词：复杂系统；复杂性；复杂系统仿真；涌现；自适应中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1004-731X (2008) 23-6303-13 Survey of Complex System and Complex System SimulationLIU Xiao-ping1,2, TANG Yi-ming1, ZHENG Li-ping1,2(1. School of Computer & Information, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China; 2. Engineering Research Centerof Safety Critical Industry Measure and Control Technology, Ministry of Education, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China) Abstracts: Complex system simulation has become the most important means to research complex systems. Firstly, developed course of complex systems was retrospected, and features of complex systems were summarized. Then, current development of complex system simulation was reviewed, and all kinds of modeling and simulation methods for complex systems were sorted described, and features of complex systems reflected by these methods were respectively summarized. It was proposed that it was of vital necessity to support research of complex systems with the aid of research results from other fields, and some methods promoting research of complex system simulation were introduced. Lastly, meaning of simulation for research of complex systems was expatiated.Key words: complex systems; complexity; complex system simulation; emergence; self-adaptive引言近几十年来，从具体应用的系统工程开始，逐步发展成为一门新的现代科学技术大部门——系统科学。
16.北大版《公共管理研究方法》公共管理研究中的复杂系统方法
三、公共管理系统工程方法
1.公共管理系统工程方法的发展路线。 2.公共管理系统工程方法的要素和流程。
1.公共管理系统工程方法的发展路线。
一是将数学和经济学用于第二次世界大战和战后时 期新型防卫武器的研究 系统分析的另一条路线体现在与大学相互联系的研 究和教学活动之中。 系统分析从作为分析经济合理性的应用和作为研究 对象的理论体系这种相互分离的状态，一直持续到 七十年代中期。 人们开始认识到采取系统化的研究方法，对目的在 于改进决策系统的系统分析和政策分析的进一步发 展是极其有益的。
第十六章 公共管理研究中的系统 研究方法
第十六章 公共管理研究中的系统研究方 法
第一节 系统与系统科学概述 第二节 系统方法概述 第三节 公共管理研究系统方法的流程和关 键议题 第四节 系统方法在公共管理研究中的运用第一节 系统与系统科学概述
一、系统 二、系统类型
一、系统
软系统方法( Soft System Methodology，SSM)是20世纪70年 代英国学者切克兰德（Checkland）针对霍尔为代表的硬系统方
法的局限性提出的一种处理社会和管理问题的系统方法论。
3.钱学森的综合集成方法。
1990年钱学森在生物体系统、社会系统、人体系统、地理系统、 军事系统这四类开放的复杂巨系统(Open Complex Giant System)研究实践的基础上，提出了从定性到定量综合集成系 统方法论。 1.综合集成方法。定性定量相结合的综合集成方法，就其实质 而言，是将专家群体（各种有关的专家）、数据和各种信息与 计算机技术有机结合起来，把各种学科的科学理论和人的经验 知识结合起来。 2.综合集成研讨厅。 “综合集成研讨厅”（hall for workshop of meta-synthetic engi neering）是综合集成 了以计算机技术为核心的高新技术成果，与专家群体一起构成 的高度智能化的人一机结合系统。概况起来，由三个体系构成： 知识体系、专家体系、机器体系。 3.总体设计部。应用综合集成方法（包括综合集成研讨厅体系） 必须有总体设计部这样的实体机构。
钱学森贡献介绍20字
钱学森贡献介绍20字
钱学森是中国航天技术领军人物，以在应用力学、喷气推进与航天技术、系统工程等领域的贡献而著称。
学森在中国火箭和航天计划中扮演技术领导角色，其贡献多方面：应用力学：钱学森在应用力学领域做出开创性工作，与冯·卡门合作研究可压缩边界层，提出了卡门——钱学森方法，并与郭永怀合作引入了跨声速流动问题中的上下临界马赫数的概念。
喷气推进与航天技术：在40年代至60年代初，他提出了多个重要概念，包括火箭助推起飞装置(JATO)、火箭旅客飞机概念、核火箭设想，以及在《星际航行概论》中提出了天地往返运输系统概念。
工程控制论：钱学森是工程控制论的先驱者，将设计稳定与制导系统等工程技术实践作为研究对象，对该领域做出杰出贡献。
物理力学：在稀薄气体的物理、化学和力学特性结合的研究中，他进行了先驱性工作，1953年正式提出物理力学概念，推崇从微观规律确定宏观力学特性的方法。
系统工程：将我国航天系统工程实践提炼为航天系统工程理论，提出国民经济建设总体设计部的概念，并致力于将航天系统工程概念推广到整个国家和国民经济建设。
系统科学：钱学森对系统科学做出了重要贡献，发展了系统学和开放的复杂巨系统的方法论。
思维科学：提出了创建思维科学(noeticscience)这一科学技术部门的概念，将其定义为处理意识与大脑、精神与物质、主观与客观的科
学，为人工智能等领域提供了理论基础。
人体科学：钱学森是中国人体科学的倡导者，提出了用“人体功能态”理论来描述人体，对气功、特异功能等进行了先进的科学研究。
科学技术体系与马克思主义哲学：将当代科学技术发展划分为十个紧密相联的科学技术部门，运用马克思主义哲学和系统论对科学分类方法进行创新。
东北大学自然辩证法(2012最新版)
1、什么是自然辩证法？你认为学习自然辩证法有什么意义？自然辩证法是马克思主义理论的重要组成部分，是人们认识自然、改造自然的根本观点和思维方式，是关于自然界和科学技术发展的一般规律以及人们认识自然和改造自然的一般方法以及科学技术在社会发展中的作用的理论。
它是马克思主义关于人类认识和改造自然的已有成果的概括和总结，是随着科学技术的发展而不断丰富和发展的开放的理论体系，是一门自然科学、社会科学和思维科学相交叉的带有哲学性质的学科。
从自然辩证法研究对象看：它是从人与自然的关系出发，研究和考察自然界的存在和演化的规律和人通过科学技术活动认识自然和改造自然的普遍规律；作为中介的科学技术的性质和发展规律；以及科学技术和人类社会之间相互关系的规律。
从自然辩证法的学科性质看：自然辩证法明显区别于自然科学与技术的各门具体科学，具有哲学的性质，又不同于普通哲学原理，它在科学技术的具体学科与马克思主义哲学的普遍原理之间，居于一个中间层次。
但在马克思主义的理论体系中，自然辩证法与马克思主义哲学、政治经济学和科学社会主义之间，即是并列的关系，同时又体现和渗透于这些部分之中。
它是自然科学、技术科学、思维科学、社会科学、人文科学之间的交叉学科，具有综合性、交叉性、反思性的特点。
从自然辩证法的研究内容看：它的研究内容涉及自然观、科学、技术、工程和社会等的广泛领域，这些领域构成一个开放的复杂的巨系统。
概而言之包括四个独立的部分：自然观、科学技术工程观、科学技术工程方法论、科学技术工程与社会。
▪▪学习自然辩证法的意义：自然辩证法是马克思主义自然观与历史观相统一的理论，学习自然辩证法，对于提高研究生全面、系统和辩证地认识问题、分析问题和解决问题的能力，培养创新思维和创新能力，理解科学、技术和工程的本质和作用，提高学生的马克思主义理论水平以及正确理解人与自然的关系，树立科学发展观，都有着重要意义。
通过对自然辨证法的学习，也可以帮助大家树立正确的科技意识和掌握正确的思想方法和思维方式，具体概括如下：第一、学习自然辩证法可以更坚实地树立辩证唯物主义的世界观。
钱学森主要科学成就
钱学森主要科学成就新华网北京１０月３１日电钱学森是我国航天科技事业的先驱和杰出代表，在空气动力学、航空工程、喷气推进、工程控制论、物理力学等技术科学领域作出了开创性贡献，是中国近代力学和系统工程理论与应用研究的奠基人和倡导人。
１９５６年初，钱学森向中共中央、国务院提出《建立我国国防航空工业的意见书》。
同年，国务院、中央军委根据他的建议，成立了导弹、航空科学研究的领导机构——航空工业委员会，并任命他为委员。
１９５６年，钱学森受命组建中国第一个火箭、导弹研究所——国防部第五研究院并担任首任院长。
他主持完成了“喷气和火箭技术的建立”规划，参与了近程导弹、中近程导弹和中国第一颗人造地球卫星的研制，直接领导了用中近程导弹运载原子弹“两弹结合”试验，参与制定了中国近程导弹运载原子弹“两弹结合”试验，参与制定了中国第一个星际航空的发展规划，发展建立了工程控制论和系统学等。
在控制科学领域，１９５４年，钱学森发表《工程控制论》的学术著作，引起了控制领域的轰动，并形成了控制科学在上世纪５０年代和６０年代的研究高潮。
１９５７年，《工程控制论》获得中国科学院自然科学奖一等奖。
同年９月，国际自动控制联合会（ＩＦＡＣ）成立大会推举钱学森为第一届ＩＦＡＣ理事会常务理事。
他也成为该组织第一届理事会中唯一的中国人。
在应用力学领域，钱学森在空气动力学及固体力学方面做了开拓性研究，揭示了可压缩边界层的一些温度变化情况，并最早在跨声速流动问题中引入上下临界马赫数的概念。
１９５３年，钱学森正式提出物理力学概念，主张从物质的微观规律确定其宏观力学特性，开拓了高温高压的新领域。
在系统工程和系统科学领域，钱学森在８０年代初期提出国民经济建设总体设计部的概念，坚持致力于将航天系统工程概念推广应用到整个国家和国民经济建设，并从社会形态和开放复杂巨系统的高度，论述了社会系统。
他发展了系统学和开放的复杂巨系统的方法论。
在喷气推进与航天技术领域，钱学森在４０年代提出并实现了火箭助推起飞装置，使飞机跑道距离缩短；１９４９年，他提出火箭旅客飞机概念和关于核火箭的设想；１９６２年，他提出了用一架装有喷气发动机的大飞机作为第一级运载工具，用一架装有火箭发动机的飞机作为第二级运载工具的天地往返运输系统概念。
复杂性方法的兴起
一、 复杂性方法的兴起背景
复杂性研究从 20 世 纪末 叶兴起 , 目 前在 国内 外已 成为 许多学科领域内 研究 的前 沿和热 点。复杂 性的 思想源 远流 长 , 在中国最早可以 追溯到 易经 中阴阳 五行 的思想 , 在 西方 则最早可以追溯到 整 体不等 于部分 之和 ! 的思想。经 过近 代科学与哲学家的努 力 , 现代科学从多 个方向上走 向了系统 思想和复杂性思维。
[ 4]
以 及 自 组 织方 法 体
[ 5] 系。 复 杂性科学从本质上 来说 是系 统科学 的延 伸和发 展 ,
因此它自然也延续了 系统科学早期发展中的这个特点。 复杂性科学也和早期的系 统科学一样 , 涉及又 一个新型 的跨学科的方法论。 虽然人 们对 复杂性 !概 念还缺乏 严格 一致的定义 , 但大家都意识到复杂性方 法是为弥补 长期占统 治地位的经典科 学的 简化 方法的 不足 而产生 的。复杂 性科 学与科学方法论的 关联主 要表现在 三个方 面 : ( 1) 复 杂性语 境中的方法论反 思。复 杂性科 学因 为涉及 的领 域都是 传统 学科无法解决的 问题 , 也就 是说 , 传 统的科 学方 法论在 复杂 性领域显得无能 为力。 因此复 杂性 科学首 先就 要从科 学方 法论上进行突破 和革新 , 特 别是 要超 越已经 成为 思维定 势、 占绝对统治地位 的还原 论 , 需要 寻找新 的方 法论 , 以便 解决 复杂性的问题。复 杂性 科学在 方法 论上明 确提 出超越 还原 论 , 采纳融合还原论和 整体论 的融贯论 新视野。 ( 2) 复 杂性 研究中的方法工 具。复 杂性科 学在 突破传 统科 学方法 论的 基础上 , 采用了一些传统科学不甚认可 或不常使用 的科学方 法 , 例如隐喻 , 有些 则在 传统科 学方 法的基 础上 进行了 革新 改造 , 例如模型、 数值、 计 算、 虚 拟等。这 些方 法在 复杂 性科 学中获得了新的 含义 , 在复 杂性 科学 中发挥 了重 要的作 用 , 并反过来又丰富了这些科学方 法。 ( 3) 复杂性科学中的方法 论意蕴。复杂性科学的内容也 像系统科学一 样 , 具 有方法论 的意蕴 , 本身也可以 上升为 科学 方法 , 作为 研究 的工具 用于 其他学科的研究。复杂性科学 的各个理论分 支 , 例 如复杂适 应系统理论 ( CA S) 、 涌现生成理 论、 进 化计算理 论、 混 沌边缘 理论、 复杂网络理论中都蕴涵着丰富 的方法意义 。用复杂性 的眼光和方法去透视任何一个 传统的学科领 域 , 都 可能发现 传统方法难于采掘的 新 矿藏 !, 使得老学科获得新生命。
论综合集成研讨厅
要包括 ： １研讨 厅是 由人 与计算机 （） 系统组成 的， 与计算机系统可 以统 人 称为成 员。研讨 厅的能 力是所有 成
员 综 合 集 成 的 表 现 ；２ 成 员 对 世 界 （）
就不能在关键和必要 时正常发 出， 就有可 财 务 管 理 必 须 保 持 与 其 他 管 理 活 动 的 良 能出现该预警 时不预警 ， 而不该发 出报警 好沟通和衔 接， 财务风险预警系统应该与
信息时却频频示警的情况。
对在 实际项 目中的应 用要 注意 的五 个关键 问题和解决方法 ， 进一 步说明
综 合 集 成研 讨 厅 的 优 点 。
一
其他子系 统保持协调 一致 ，实现 数据共
由于 企 业 理 财 的 对 象 是 现 金 及 其 流 享 。 财务风 险预警系统应和企业各项制度 动 ， 短 期 而 言 ， 业 能 否 维 持 下 去 ， 不 建设结合起 来， 就 企 并 互相促进 。 以现金周转 如，
系统。其中， 获利 能力、 债能力、 偿 经济效 度 ， 强化应收账款回收控制。
率、 发展潜 力指标最 具有代表 性。获利 是
的 前提 。 四 、 务 风 险 预 警 系 统 的构 建 途 径 财 ５ 遵循 成本 效 益 原 则 企 业 财 务 风 险 、
企业经营最终 目标 ， 也是企业生存 与发展 预警系统 的设计还要遵循成本效益 原则 ， 使产 生预警信 息的价值大 于产生预警 信
从 上世 纪八十年代 中期开 始形成雏
形 ， 现 在 成 为一 个 比较 成 熟 的 系统 到
要的环节， 或者说 两个支 点。没有 信息来 发现 的 问题及提 出的合理 建议应给予 重
复杂性科学
2.国内外复杂性科学研究现状 2.国内外复杂性科学研究现状 2.1 国外研究历史与现状(续) 国外研究历史与现状(
Fammer（关联主义） Fammer（关联主义） ， Per Bak 、 Kauffman（自组织临界理论）等人在各个 Kauffman（自组织临界理论）等人在各个 方向上的开创性研究工作。
2.国内外复杂性科学研究现状 2.国内外复杂性科学研究现状 2.3 复杂性科学研究方法(续) 复杂性科学研究方法( (2)复杂系统的模型分析 (2)复杂系统的模型分析 混沌动力学模型(Chaos 混沌动力学模型(Chaos Dynamics), 系统动力学模型(System 系统动力学模型(System Dynamics), 自适应系统(Self自适应系统(Self-adaptive System), 复杂适应系统(Complex 复杂适应系统(Complex Adaptive System)等等。 System)等等。
1.引言 1.引言 1.3 复杂性科学的一些基本原理(续) 复杂性科学的一些基本原理( （4）时间与空间相统一原理 系统在时间上、空间上都演化 （5）宏观与微观相统一原理 系统宏观演化起始于微观变化
2.国内外复杂性科学研究现状 2.国内外复杂性科学研究现状 2.1 国外研究历史与现状
＊1975年，Li-York(两位美国数学家 1975年，Li-York(两位美国数学家
3.元胞自动机在矿业学科中的应用 3.元胞自动机在矿业学科中的应用 3.1 元胞自动机 发展历史。元胞自动机是1950年由冯 1950年由冯 （1）发展历史。元胞自动机是1950年由冯 诺依曼(Von Neumann)在计算机上模拟生 诺依曼(Von Neumann)在计算机上模拟生 物繁殖时提出的，为一个时间、空间、 物繁殖时提出的，为一个时间、空间、状态都 离散， 离散，且空间上相互作用及时间上的因果关系 皆局部的网络动力学模型。美国数学家L.P. 皆局部的网络动力学模型。美国数学家L.P. Hurd和 Culik等人在90年代初， Hurd和K. Culik等人在90年代初，对元胞 等人在90年代初 自动机进行了严格的描述和定义。 自动机进行了严格的描述和定义。
钱学森的系统思想
钱学森的系统思想2014年05月13日14:46 来源：学习时报作者：于景元字号打印纠错分享推荐浏览量 223关于系统科学，钱学森曾明确指出，系统科学是从事物的整体与部分、局部与全局以及层次关系的角度来研究客观世界的。
客观世界包括自然、社会和人自身。
能反映事物这个特征最基本和最重要的概念就是系统。
所谓系统是指由一些相互关联、相互作用、相互影响的组织部分构成并具有某些功能的整体。
系统在客观世界中是普遍存在的。
系统是系统科学研究和应用的基本对象。
这和自然科学、社会科学等不同，但有深刻的内在联系。
系统科学能把自然科学、社会科学等领域研究的问题联系起来作为系统进行综合性和整体性研究，这就是为什么系统科学具有交叉性、综合性、整体性与横断性的原因，也是系统科学区别于其他科学技术领域的一个根本特点，使系统科学处在现代科学技术发展的综合性整体化的方向上。
系统科学也有三个层次的知识结构。
在钱学森建立的系统科学体系中，处在工程技术或应用技术层次上的是系统工程，这是直接用来改造客观世界的工程技术，但和其他工程技术不同，它是组织管理技术；处在技术科学层次上直接为系统工程提供理论方法的有运筹学、控制论、信息论等；处在基础科学层次上属于基础理论的便是系统学。
系统学是揭示客观世界中系统普遍规律的基础科学。
这样三个层次结构的系统科学体系经过系统论通向辩证唯物主义。
系统论属于哲学层次，是连接系统科学与辩证唯物主义哲学的桥梁。
关于系统论，钱学森曾明确指出，我们所提倡的系统论，既不是整体论，也非还原论，而是整体论与还原论的辩证统一。
钱学森关于系统论的这个思想后来发展成为他的综合集成思想。
根据这个思想，钱学森又提出了将还原论方法与整体论方法辩证统一起来的系统论方法。
客观事物普遍联系及其整体性思想就是系统思想，系统科学体系的建立就使系统思想从一种哲学思维发展成为系统的科学体系，使系统思想发展到了系统科学思想。
系统科学体系是系统科学思想在工程、技术、科学直到哲学不同层次上的体现。
系统分析理论
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§3.1 典型系统工程方法论
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§3.2 系统分析的基本概念
二、系统分析的准则
外部环境与内部条件相结合
当前利益与长远利益相结合
整体效益与局部效益相结合
定性分析与定量分析相统一
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§3.3 系统分析的基本原理
一、系统分析基本要素
①目标
②可行方案
③模型(结构、数学、仿真)
④费用
⑤效果
⑥评价
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§3.3 系统分析的基本原理
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§3.1 典型系统工程方法论
二) 逻辑维 每个阶段内所要进行的工作内容和遵循的思 维程序。 明确问题：收集资料(考察、测量、调研、 需求分析、市场预测) 了解系统的环境、目的、系统的各组成部分 及其联系等。
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§3.1 典型系统工程方法论
问题的设定： 直观经验方法：头脑风暴法 预测法：德尔菲法、情景分析法、交叉影 响法、时间序列法 结构模型法：解释结构模型法(ISM)、决 策实验室法、图论法 多变量统计方法：非结构、半结构问题， 因子分析、主成分分析法 其他：一般系统理论和模糊集理论等
作出决策：不能十全十美，要考虑人、社会 各种因素 付诸实施： 企业：生产计划 开发项目：CPM、PERT
三) 知识维 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，包括科学学、基础科学、工 程技术、环境科学、计算机技术、数学、经济学、 法律、管理科学和其它相关社会科学等 。