系統(tǒng)工程課件：LEC02_系統(tǒng)工程方法論

1、 2 系統(tǒng)工程方法論系統(tǒng)工程方法論 方法和方法論在認識上是兩個不同的范疇。方法和方法論在認識上是兩個不同的范疇。方法是用于完成一個既定任務(wù)的具體技術(shù)方法是用于完成一個既定任務(wù)的具體技術(shù)和操作；而方法論是進行研究和探索的一和操作；而方法論是進行研究和探索的一般途徑，是對方法如何使用的指導(dǎo)。系統(tǒng)般途徑，是對方法如何使用的指導(dǎo)。系統(tǒng)工程方法論是研究和探索（復(fù)雜）系統(tǒng)問工程方法論是研究和探索（復(fù)雜）系統(tǒng)問題的一般規(guī)律和途徑。題的一般規(guī)律和途徑。 系統(tǒng)工程方法論：在處理系統(tǒng)問題過程中的一般分析問題和解決問題的途徑、手段和方式，或者說是人們處理系統(tǒng)問題所應(yīng)用的知識、觀點去解決問題的行為方式。 系統(tǒng)工程方法

2、論就是開展系統(tǒng)工程的一般過程或程序，它反映系統(tǒng)工程研究和解決問題的一般規(guī)律或模式。 60年代以來，許多學(xué)者對系統(tǒng)工程方法論進行了探討。企圖找到能夠處理世界上所有問題的一成不變的“萬能”方法是不現(xiàn)實的，但是，總還是可以找到一些帶有普遍意義的思路和模式，這就是系統(tǒng)工程方法論。其中影響最大的，是9年美國貝爾電話公司工程師霍爾（ADHall）提出的系統(tǒng)工程三維結(jié)構(gòu)，簡稱為霍爾模型，其三維是時間維、邏輯維和專業(yè)維（知識維）。 系統(tǒng)工程方法論體系的基礎(chǔ)是綜合運用系統(tǒng)思想和各種數(shù)學(xué)方法、科學(xué)管理方法、經(jīng)濟學(xué)方法、控制論方法以及計算機技術(shù)等工具來實現(xiàn)系統(tǒng)的模型化和最優(yōu)化，進行系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計。同時，系統(tǒng)工程

3、方法論除一般的數(shù)學(xué)描述方法和邏輯推理方法外，還有工程技術(shù)的規(guī)范和社會科學(xué)的藝術(shù)等。描述性、邏輯性、規(guī)范性、藝術(shù)性這些特點交織在一起，構(gòu)成了系統(tǒng)工程獨特的思想方法、理論基礎(chǔ)、基本程序和方法步驟。 系統(tǒng)工程方法論基本特點：研究方法強調(diào)整體性，技術(shù)應(yīng)用強調(diào)綜合性、管理決策強調(diào)科學(xué)性。 系統(tǒng)工程的構(gòu)思原則系統(tǒng)工程的構(gòu)思原則(1). 由粗到細的原則由粗到細的原則 由粗到細地思考問題：搞清有關(guān)議題產(chǎn)由粗到細地思考問題：搞清有關(guān)議題產(chǎn)生的背景和不同的觀點生的背景和不同的觀點通過調(diào)查、爭論、通過調(diào)查、爭論、相互學(xué)習，在價值觀和是非標準上達成共相互學(xué)習，在價值觀和是非標準上達成共識識 定義問題、定界問題和設(shè)定目

4、標定義問題、定界問題和設(shè)定目標 明確解決問題的原則明確解決問題的原則 總體構(gòu)思總體構(gòu)思 形成形成概念模型概念模型 設(shè)想具體方案設(shè)想具體方案 設(shè)計具體方設(shè)計具體方案等。案等。(2). 互相結(jié)合的構(gòu)思原則互相結(jié)合的構(gòu)思原則 處理系統(tǒng)工程問題時，要善于聯(lián)想，將看處理系統(tǒng)工程問題時，要善于聯(lián)想，將看似無關(guān)的事件聯(lián)系起來考慮，找出它們之似無關(guān)的事件聯(lián)系起來考慮，找出它們之間的內(nèi)在規(guī)律，從原則上來講主要有：以間的內(nèi)在規(guī)律，從原則上來講主要有：以問題導(dǎo)向為主，問題導(dǎo)向與方法導(dǎo)向相結(jié)問題導(dǎo)向為主，問題導(dǎo)向與方法導(dǎo)向相結(jié)合；先定性分折，定性分析與定量分析相合；先定性分折，定性分析與定量分析相結(jié)合，科學(xué)方法與專家

5、經(jīng)驗相結(jié)合，決策結(jié)合，科學(xué)方法與專家經(jīng)驗相結(jié)合，決策者者( (領(lǐng)導(dǎo)者領(lǐng)導(dǎo)者) )、使用者與分析者相結(jié)合。、使用者與分析者相結(jié)合。(3) 定性分析與定量分析結(jié)合的原則定性分析與定量分析結(jié)合的原則 定性的對象或概念要給予定量的表示，用定性的對象或概念要給予定量的表示，用數(shù)量表示的結(jié)果要給出它的經(jīng)濟意義或物數(shù)量表示的結(jié)果要給出它的經(jīng)濟意義或物理意義，這樣才能提高分析系統(tǒng)的水平和理意義，這樣才能提高分析系統(tǒng)的水平和對系統(tǒng)的深入認識。對系統(tǒng)的深入認識。 定性分析是對研究對象本質(zhì)、內(nèi)在機制的定性分析是對研究對象本質(zhì)、內(nèi)在機制的認識。為更確切地描述研究對象的本質(zhì)，認識。為更確切地描述研究對象的本質(zhì)，從量變到

6、質(zhì)變的規(guī)律上去把握住研究的對從量變到質(zhì)變的規(guī)律上去把握住研究的對象，需要定量分析。因此要按定性象，需要定量分析。因此要按定性定定量量定性的思路去分析。定性的思路去分析。(4). 分解、協(xié)調(diào)和綜合的原則分解、協(xié)調(diào)和綜合的原則 系統(tǒng)的分解、協(xié)調(diào)的目的是為了綜合形成系統(tǒng)的分解、協(xié)調(diào)的目的是為了綜合形成更好的系統(tǒng)。更好的系統(tǒng)。 系統(tǒng)分解指將一個復(fù)雜系統(tǒng)分解為若干子系統(tǒng)分解指將一個復(fù)雜系統(tǒng)分解為若干子系統(tǒng)。分解目的是便于研究者掌握。系統(tǒng)。分解目的是便于研究者掌握。 系統(tǒng)協(xié)調(diào)有兩種意義：系統(tǒng)協(xié)調(diào)有兩種意義： 系統(tǒng)內(nèi)的協(xié)調(diào)，系統(tǒng)內(nèi)的協(xié)調(diào)，即根據(jù)系統(tǒng)總結(jié)構(gòu)、功能、任務(wù)、目標等即根據(jù)系統(tǒng)總結(jié)構(gòu)、功能、任務(wù)、目標

7、等的要求，使各個子系統(tǒng)之間互相協(xié)調(diào)配合，的要求，使各個子系統(tǒng)之間互相協(xié)調(diào)配合，實現(xiàn)系統(tǒng)的整體優(yōu)化；系統(tǒng)與系統(tǒng)之間實現(xiàn)系統(tǒng)的整體優(yōu)化；系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)，系統(tǒng)與環(huán)境之間的協(xié)調(diào)。的協(xié)調(diào)，系統(tǒng)與環(huán)境之間的協(xié)調(diào)。2.1 霍爾三維結(jié)構(gòu)霍爾三維結(jié)構(gòu)(硬系統(tǒng)工程方法論硬系統(tǒng)工程方法論)2.2 切克蘭德切克蘭德“調(diào)查學(xué)習調(diào)查學(xué)習”模式模式(軟系統(tǒng)工程軟系統(tǒng)工程方法論方法論)2.3 其它系統(tǒng)工程方法其它系統(tǒng)工程方法 系統(tǒng)工程方法論（思考和處理問題的方法）系統(tǒng)工程方法論（思考和處理問題的方法） 2.1 霍爾三維結(jié)構(gòu)霍爾三維結(jié)構(gòu)圖1-3 霍爾三維結(jié)構(gòu) 美國工程師霍爾在總結(jié)多方面系統(tǒng)工程實施經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，將系統(tǒng)工程

8、的整個過程按時間坐標、邏輯坐標和知識坐標劃分為不同的層次和階段，并對每個層次、階段所應(yīng)用的科學(xué)、人文、社會知識作了分析，提出了解決系統(tǒng)工程問題的一般性方法。一、時間維：粗結(jié)構(gòu)一、時間維：粗結(jié)構(gòu) 分析處理系統(tǒng)問題的工作進程，按時間順序分為分析處理系統(tǒng)問題的工作進程，按時間順序分為6個（或個（或7個）時間階段：個）時間階段： 1.規(guī)劃階段規(guī)劃階段: 調(diào)研、明確目標調(diào)研、明確目標2.制定方案階段制定方案階段: 比較分析方案，擇優(yōu)比較分析方案，擇優(yōu)3.開發(fā)研究階段開發(fā)研究階段: 實現(xiàn)方案，作生產(chǎn)計劃實現(xiàn)方案，作生產(chǎn)計劃4.生產(chǎn)制造階段生產(chǎn)制造階段: 零部件零部件組裝整個系統(tǒng)組裝整個系統(tǒng)5. 運行作業(yè)階

9、段運行作業(yè)階段:安裝、運行安裝、運行6.改進更新階段改進更新階段: 評價評價改進和更新改進和更新二、邏輯維：細結(jié)構(gòu)，將時間維的每一階段展開二、邏輯維：細結(jié)構(gòu)，將時間維的每一階段展開 處理各階段系統(tǒng)問題的步驟（思維過程），一般分為處理各階段系統(tǒng)問題的步驟（思維過程），一般分為7 7個階段。個階段。 為了合理地作出并實施最佳決策，系統(tǒng)工程的每一個工為了合理地作出并實施最佳決策，系統(tǒng)工程的每一個工作階段上都必須遵循某種合理的思維方式，在這種思維方作階段上都必須遵循某種合理的思維方式，在這種思維方式中包含有七個必要的思維步驟或程序：式中包含有七個必要的思維步驟或程序： 1.1.明確問題明確問題, 2.

10、, 2.選擇目標選擇目標 3.3.系統(tǒng)綜合系統(tǒng)綜合, 4., 4.系統(tǒng)分析系統(tǒng)分析 5.5.方案優(yōu)化方案優(yōu)化, 6., 6.決策決策 7.7.計劃實施計劃實施 HallHall系統(tǒng)工程方法論強調(diào)明確目標，核心內(nèi)容是最優(yōu)化。系統(tǒng)工程方法論強調(diào)明確目標，核心內(nèi)容是最優(yōu)化。認為現(xiàn)實問題都可歸納為工程一類的問題（硬科學(xué)），應(yīng)認為現(xiàn)實問題都可歸納為工程一類的問題（硬科學(xué)），應(yīng)用定量分析的手段，求得最優(yōu)解。用定量分析的手段，求得最優(yōu)解。 明確問題：收集資料(考察、測量、調(diào)研、需求分析、市場預(yù)測), 了解系統(tǒng)的環(huán)境、目的、系統(tǒng)的各組成部分及其聯(lián)系等。 選擇目標：提出目標，制定準則(標準) 選擇目標過程一般使

11、用價值體系方法： 效用理論 費用效益分析：經(jīng)濟系統(tǒng) 風險估計 價值工程 系統(tǒng)綜合：方案策略，對每種方案進行說明 系統(tǒng)分析：系統(tǒng)分比較分析各方案建模計算或仿真 作出決策：不能十全十美，要考慮人、社會各種因素 方案優(yōu)化：選出待選方案集，交決策部門 最優(yōu)化：單目標、多目標 優(yōu)化：約束條件，最優(yōu)解、滿意解 線性規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃、非線性規(guī)劃、 大系統(tǒng)理論、組合優(yōu)化等 付諸實施： 企業(yè)：生產(chǎn)計劃 開發(fā)項目：CPM、PERT對邏輯維若干步驟的說明 (1) 擺明問題 收集各種有關(guān)資料和數(shù)據(jù)，把問題的歷史、現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢與環(huán)境因素搞清楚，把握住問題的實質(zhì)和要害，并使有關(guān)人員做到心中有數(shù)。為了把問題的實質(zhì)、要害搞清

12、楚，就要進行調(diào)查研究。調(diào)查研究工作主要從以下兩方面入手進行： 第一，環(huán)境方面的調(diào)查研究。 （ a ）物理和技術(shù)的環(huán)境，主要包括： 已有系統(tǒng)； 用于已有系統(tǒng)的方法； 已執(zhí)行的技術(shù)標準； 內(nèi)部技術(shù)情況； 自然環(huán)境； 過渡因素； 目前和將來的試制條件； 外部技術(shù)情況。 （ b ）經(jīng)濟和事務(wù)的環(huán)境，主要包括： 組織結(jié)構(gòu)； 組織人員； 政策法令 領(lǐng)導(dǎo)愛好傾向 價格結(jié)構(gòu)； 新系統(tǒng)的經(jīng)濟條件 事務(wù)運用 （ c ）社會環(huán)境，主要包括： 大規(guī)模的社會因素； 個別的因素。 第二，需求方面的調(diào)查研究 。 從廣義來說，需求研究屬于環(huán)境研究的一個方面。但是，由于需求研究具有特別的重要性，故有必要著重進行分析研究。需求研

13、究大略有下列六項要點： 研究需求的一般指標； 組織上的資源和約束； 計劃情況和市場特性； 競爭狀況； 用戶愛好、習慣和動機； 來自需求研究的設(shè)計要求。(2) 確定目標 目標問題關(guān)系到整個工程的方向、規(guī)模、投資、工程周期、人員配備等，因而是十分重要的環(huán)節(jié)。系統(tǒng)問題往往具有多目標，在擺明問題的前提下，應(yīng)該選擇明確的指標體系，作為以后衡量各個備選方案的評價標準。 在確定目標時應(yīng)注意以下 幾條原則： a.要有長遠觀點：選擇對于系統(tǒng)的未來有重大意義的目標； b.要有總體觀點：著眼全局，必要時可在某些局部作讓步； c.注意明確性：目標務(wù)必具體明確，力求用數(shù)量表示； d.多目標時應(yīng)注意區(qū)分主次、輕重、緩急，

14、以便加權(quán)計算； e.權(quán)衡先進性和可行性：目標先進而可以實現(xiàn)的， f.注意標準化：同國內(nèi)外的同類系統(tǒng)比較，爭取先進水平。 我國一般工程項目制訂目標時應(yīng)考慮下述幾個方面： a.運行目標，其中包括技術(shù)指標； b.經(jīng)濟目標，包括直接的與間接的經(jīng)濟目標； c.社會目標，包括項目符合國家方針政策和社會整體利益； d.環(huán)境目標，包括環(huán)境保護與工程綠色化。(3) 系統(tǒng)綜合 系統(tǒng)綜合要反復(fù)進行多次。第一次的系統(tǒng)綜合是指按照問題的性質(zhì)、目標、環(huán)境、條件 擬定若干可能的備選方案。沒有分析便沒有綜合，系統(tǒng)綜合是建立在前面的兩個分析步驟（擺明問題，確定目標）上的。沒有綜合便沒有分析，系統(tǒng)綜合又為后面的分析步驟打下基礎(chǔ)。

15、(4) 系統(tǒng)分析 是指演繹各種備選方案。對于每一種方案建立各種模型，進行仔細分析，得到可靠的數(shù)據(jù)、資料和結(jié)論。系統(tǒng)分析主要依靠模型（有實物模型與非實物模型，尤其是數(shù)學(xué)模型）來代替真實系統(tǒng)，利用演算和模擬代替系統(tǒng)的實際運行，進行仿真，選擇參數(shù)，實現(xiàn)優(yōu)化。在系統(tǒng)分析的過程中，可能形成新的方案。系統(tǒng)工程的大量工作是系統(tǒng)分析，所以有人寧愿把系統(tǒng)工程稱作系統(tǒng)分析。(5) 決策 由決策者選擇某個方案來實施。出于各方面的考慮，領(lǐng)導(dǎo)選擇的方案不一定是最優(yōu)方案。應(yīng)該注意：“什么也不干”，維持現(xiàn)狀，也是一種方案，稱為零方案。在確認有別的方案比它優(yōu)越之前，不要輕易否定它。根據(jù)系統(tǒng)工程的咨詢性，決策步驟并非系統(tǒng)工程人

16、員的工作。但是對于決策技術(shù)的研究，則是系統(tǒng)工程的課題之一。(6) (6) 實施實施 將決策選定的方案付諸實施或執(zhí)行下一個階段。應(yīng)當注意，在決策或?qū)嵤┲?，有時會遇到原定方案都不滿意的情況。這時就有必要回到前面所述邏輯步驟中認為需要的一步開始重新做起，然后再決策或?qū)嵤＿@種反復(fù)有時會出現(xiàn)多次，直到滿意為止。 （3） 知識維知識維 知識維是完成工作的理論基礎(chǔ)。 在開展系統(tǒng)工程活動時，由于不同階段和不同步驟具有不同的工作內(nèi)容，需要應(yīng)用與涉及各種學(xué)科內(nèi)容和專業(yè)知識，包括實驗、計算機能力、文字表達能力、語言溝通能力、專業(yè)理論基礎(chǔ)、各個領(lǐng)域的專業(yè)知識、數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、環(huán)境學(xué)、社會學(xué)、經(jīng)濟與管理、人文、法律、

17、藝術(shù)等。 霍爾管理矩陣霍爾管理矩陣 邏輯維邏輯維(步驟步驟)時間維時間維(階段階段)1234567明明確確問問題題選選擇擇目目標標系系統(tǒng)統(tǒng)綜綜合合系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析方方案案優(yōu)優(yōu)化化做做出出決決策策付付諸諸實實施施1規(guī)劃階段規(guī)劃階段a11a12a13a14a15a16a172方案階段方案階段a21a22a23a24a25a26a273研制階段研制階段a31a32a33a34a35a36a374生產(chǎn)階段生產(chǎn)階段a41a42a43a44a45a46a475運行階段運行階段a51a52a53a54a55a56a576更新階段更新階段a61a62a63a64a65a66a67 表中一項代表具體的管理活動，

18、如表中一項代表具體的管理活動，如a12表示表示在規(guī)劃階段確定目標，在規(guī)劃階段確定目標，a21表示在方案階段表示在方案階段擺明問題。擺明問題。 在基于在基于 “三維結(jié)構(gòu)三維結(jié)構(gòu)”模型的這個系統(tǒng)工程模型的這個系統(tǒng)工程過程系統(tǒng)中，每一階段都有自己的管理內(nèi)過程系統(tǒng)中，每一階段都有自己的管理內(nèi)容和管理目標，每一步驟都有自己的管理容和管理目標，每一步驟都有自己的管理手段和管理方法，彼此相互聯(lián)系，再加上手段和管理方法，彼此相互聯(lián)系，再加上具體的管理對象，組成了一個有機整體。具體的管理對象，組成了一個有機整體。 霍爾管理矩陣可以提醒人們在哪個階段該霍爾管理矩陣可以提醒人們在哪個階段該做哪一步工作，同時明確各項

19、具體工作在做哪一步工作，同時明確各項具體工作在全局中的地位和作用，從而使工作得到合全局中的地位和作用，從而使工作得到合理安排。理安排。 從霍爾方法論的三維結(jié)構(gòu)中，可以得出該方法具有如下特點： 綜合性：任何具體的系統(tǒng)工程活動同時結(jié)合時間階段、邏輯步驟和相應(yīng)的專業(yè)知識。 聯(lián)系性：各項活動并不是孤立的，它們之間互相影響、緊密相關(guān)，重視的是整體能夠達到最優(yōu)效果，而不是部分達到最優(yōu)。 反復(fù)性：整個方法的分析過程又是重復(fù)的。但是這并不是傳統(tǒng)意義上的簡單重復(fù)。而是螺旋式上升、波浪式前進的過程，也就是哲學(xué)上所說的否定之否定過程。這個過程首先具有迭代性。 功能性：方法論的每一步都具有相應(yīng)的職能。具體包括計劃、組

20、織、控制、調(diào)節(jié)、決策。 霍爾的系統(tǒng)工程方法論強調(diào)目標明確，核心內(nèi)容是最優(yōu)化，主要適用于解決良性結(jié)構(gòu)的硬系統(tǒng)。2.2 2.2 切克蘭德切克蘭德“調(diào)查學(xué)習調(diào)查學(xué)習”模式模式 切克蘭德認為完全按照解決工程問題的思路來解決社會切克蘭德認為完全按照解決工程問題的思路來解決社會問題和軟科學(xué)問題，將遇到很多困難。問題和軟科學(xué)問題，將遇到很多困難。 至于什么是至于什么是“最優(yōu)最優(yōu)”，由于人們的立場、利益各異，判，由于人們的立場、利益各異，判斷價值觀不同，很難簡單地取得一致的看法，因此斷價值觀不同，很難簡單地取得一致的看法，因此“可行可行”、“滿意滿意”、“非劣非劣”的概念代替了的概念代替了“最優(yōu)最優(yōu)”的概念。

21、還有一的概念。還有一些問題只有通過概念模型或意識模型的討論和分析后，才使些問題只有通過概念模型或意識模型的討論和分析后，才使得人們對問題的實質(zhì)有進一步的認識，經(jīng)過不斷磋商，再經(jīng)得人們對問題的實質(zhì)有進一步的認識，經(jīng)過不斷磋商，再經(jīng)過不斷的反饋，逐步弄清問題，得出滿意的可行解。切克蘭過不斷的反饋，逐步弄清問題，得出滿意的可行解。切克蘭德根據(jù)以上思路提出他的方法論，稱這為德根據(jù)以上思路提出他的方法論，稱這為“軟系統(tǒng)方法論軟系統(tǒng)方法論”，該方法論的邏輯和內(nèi)容如圖所示。該方法論的邏輯和內(nèi)容如圖所示。 核心：調(diào)查和學(xué)習核心：調(diào)查和學(xué)習 目的：提高目的：提高 切克蘭德的軟系統(tǒng)方法論的核心不是切克蘭德的軟系統(tǒng)

22、方法論的核心不是“最優(yōu)化最優(yōu)化”，而是進，而是進行行“比較比較”，強調(diào)找出可行滿意的結(jié)果。，強調(diào)找出可行滿意的結(jié)果?！氨容^比較”這一過這一過程要組織討論，聽取各方面有關(guān)人員意見，為了尋求可行程要組織討論，聽取各方面有關(guān)人員意見，為了尋求可行滿意的結(jié)果，不斷地進行多次反饋，因此它是一個滿意的結(jié)果，不斷地進行多次反饋，因此它是一個“學(xué)習學(xué)習”的過程。的過程。 切克蘭德的調(diào)查學(xué)習法用概念模型代替數(shù)學(xué)模型，使思路切克蘭德的調(diào)查學(xué)習法用概念模型代替數(shù)學(xué)模型，使思路更為開闊；用可行滿意解代替最優(yōu)解是價值觀方面的重要更為開闊；用可行滿意解代替最優(yōu)解是價值觀方面的重要變化。變化。 良結(jié)構(gòu)系統(tǒng)：指偏重工程問題、

23、機理明顯的物理型的硬系良結(jié)構(gòu)系統(tǒng)：指偏重工程問題、機理明顯的物理型的硬系統(tǒng)統(tǒng) 不良結(jié)構(gòu)系統(tǒng)：指偏重社會問題、機理尚不清楚的心理和不良結(jié)構(gòu)系統(tǒng)：指偏重社會問題、機理尚不清楚的心理和事理型的軟系統(tǒng)事理型的軟系統(tǒng) 這種軟系統(tǒng)方法論在我國已用于考慮一些比較復(fù)雜的發(fā)展這種軟系統(tǒng)方法論在我國已用于考慮一些比較復(fù)雜的發(fā)展戰(zhàn)略問題，例如對首都發(fā)展戰(zhàn)略的研究就采用這種思考方戰(zhàn)略問題，例如對首都發(fā)展戰(zhàn)略的研究就采用這種思考方法。法。2.3 2.3 其它系統(tǒng)工程方法其它系統(tǒng)工程方法一、一、綜合集成法（錢學(xué)森綜合集成法（錢學(xué)森1989） 二、二、統(tǒng)一規(guī)劃法（統(tǒng)一規(guī)劃法（1972）三、層次分析法三、層次分析法四、并行工

24、程四、并行工程 五、五、 物理物理事理事理人理（人理（WSR）綜合集成工程(綜合集成法) 綜合集成（ Meta-Synthesis ）工程是從整體上考慮并解決復(fù)雜問題的方法論。錢學(xué)森院士等人(1989)在研究解決開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)問題時，提出了“從定性到定量綜合集成方法”，這是系統(tǒng)工程思想的新發(fā)展。其實質(zhì)是將專家群體、數(shù)據(jù)和各種信息與計算機仿真有機地結(jié)合，把各種學(xué)科的理論和人的經(jīng)驗與知識結(jié)合起來，發(fā)揮整體優(yōu)勢。錢學(xué)森的綜合集成工程方法論錢學(xué)森的綜合集成工程方法論方法論層次：方法論層次：(1)(1)經(jīng)驗知識理論知識；經(jīng)驗知識理論知識；(2)(2)通過建模將定性知識與觀測數(shù)通過建模將定性知識與觀測數(shù)

25、據(jù)、統(tǒng)計資料結(jié)合；據(jù)、統(tǒng)計資料結(jié)合；(3)(3)人人( (知識工程專家系統(tǒng)知識工程專家系統(tǒng)) )與計與計算機算機( (電腦電腦) )結(jié)合。結(jié)合。工程技術(shù)層次工程技術(shù)層次(1)根據(jù)實際問題收集信息資料和根據(jù)實際問題收集信息資料和統(tǒng)計數(shù)據(jù)；統(tǒng)計數(shù)據(jù)；(2)約請相關(guān)專家分析研究，明確約請相關(guān)專家分析研究，明確系統(tǒng)四大變量系統(tǒng)四大變量(狀態(tài)、環(huán)境、控狀態(tài)、環(huán)境、控制、輸出制、輸出)，確定系統(tǒng)建模思想；，確定系統(tǒng)建模思想；(3)建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型(定量表示系定量表示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、行為、特性、輸統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、行為、特性、輸入輸出關(guān)系入輸出關(guān)系)；工程技術(shù)層次工程技術(shù)層次(4)(4)對系統(tǒng)行

26、為做仿真模擬試驗，對系統(tǒng)行為做仿真模擬試驗，獲得定量數(shù)據(jù)資料；獲得定量數(shù)據(jù)資料；(5)(5)組織專家群體檢驗系統(tǒng)模型的組織專家群體檢驗系統(tǒng)模型的有效性；有效性；(6)(6)修改、調(diào)整參數(shù)，仿真試驗，修改、調(diào)整參數(shù)，仿真試驗，專家分析評價，修改、專家分析評價，修改、數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型( (符合實際系統(tǒng)的理論描符合實際系統(tǒng)的理論描述述)-)-可信的結(jié)論可信的結(jié)論 這套方法論是從整體上研究和解決復(fù)雜巨系統(tǒng)問題的方法，采取人機結(jié)合以人為主的思維方法和研究方式，對不同層次、不同領(lǐng)域的信息和知識進行綜合集成，達到對整體的定性定量認識。 應(yīng)用綜合集成方法(包括綜合集成研討廳體系)必須有總體設(shè)計部這樣的實體機構(gòu)

27、?！拔覀儼烟幚黹_放的復(fù)雜巨系統(tǒng)的方法定名為從定性到定量綜合集成方法，把應(yīng)用這個方法的集體稱為總體設(shè)計部?！?總體設(shè)計部：系統(tǒng)研制工作的抓總單位，一般不承擔具體部件的設(shè)計。 總體設(shè)計部把系統(tǒng)作為若干分系統(tǒng)有機結(jié)合的整體來設(shè)計，對每個分系統(tǒng)的要求都首先從實現(xiàn)整個系統(tǒng)技術(shù)協(xié)調(diào)的觀點來考慮；對于研制過程中分系統(tǒng)與分系統(tǒng)之間的矛盾、分系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的矛盾，都從總體協(xié)調(diào)的需要來選擇解決方案。 綜合集成工程 綜合集成即創(chuàng)造； 綜合集成是實現(xiàn)大科學(xué)、大工程的基本途徑； 綜合集成的關(guān)鍵是解決整體與局部的關(guān)系問題,實現(xiàn)1+12。統(tǒng)一規(guī)劃法統(tǒng)一規(guī)劃法 1972 1972年，希爾和沃菲爾德為克服約束條件年，希爾和沃菲

28、爾德為克服約束條件復(fù)雜的多目標大系統(tǒng)組織方面的困難，在復(fù)雜的多目標大系統(tǒng)組織方面的困難，在霍爾三維結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上提出了統(tǒng)一規(guī)劃法?；魻柸S結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上提出了統(tǒng)一規(guī)劃法。 其實質(zhì)是對霍爾活動矩陣中規(guī)劃階段的具其實質(zhì)是對霍爾活動矩陣中規(guī)劃階段的具體展開，利用它可以較好實現(xiàn)對大型復(fù)雜體展開，利用它可以較好實現(xiàn)對大型復(fù)雜系統(tǒng)的全面規(guī)劃和總體安排。常用目標樹系統(tǒng)的全面規(guī)劃和總體安排。常用目標樹（由于目標多）表示。（由于目標多）表示。層次分析法層次分析法 層次分析法層次分析法 （第（第7 7章）章）并行工程方法學(xué) 并行工程并行工程(Concurrent Engineering，簡稱，簡稱CE)是美國在是美國

29、在80年代末提出的，在計算機集成制造系統(tǒng)年代末提出的，在計算機集成制造系統(tǒng)CIMS和系統(tǒng)工和系統(tǒng)工程中發(fā)展起來的工程技術(shù)，也是美國國防部在程中發(fā)展起來的工程技術(shù)，也是美國國防部在90年代乃至年代乃至21世紀發(fā)展武器裝備系統(tǒng)的基本管理模式。世紀發(fā)展武器裝備系統(tǒng)的基本管理模式。 Winner等人對并行工程的定義：等人對并行工程的定義： 并行工程是對產(chǎn)品及相關(guān)過程，包括制造過程和支并行工程是對產(chǎn)品及相關(guān)過程，包括制造過程和支持過程，進行并行、一體化設(shè)計的一種系統(tǒng)化方法。持過程，進行并行、一體化設(shè)計的一種系統(tǒng)化方法。 這種方法力圖使產(chǎn)品開發(fā)者從一開始就考慮到產(chǎn)品這種方法力圖使產(chǎn)品開發(fā)者從一開始就考慮到

30、產(chǎn)品全壽命周期即從概念形成到產(chǎn)品報廢的所有因素，包括質(zhì)全壽命周期即從概念形成到產(chǎn)品報廢的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進度和用戶需求。量、成本、進度和用戶需求。并行工程方法學(xué) 核心內(nèi)容：強調(diào)用戶需求，并把用戶需求轉(zhuǎn)化為完整的產(chǎn)品要求；交互作用、相互協(xié)調(diào)的并行研制過程，將產(chǎn)品的設(shè)計與制造過程、保障過程用系統(tǒng)工程方法綜合在一起，保證產(chǎn)品性能、可靠性、維修性、保障性和生產(chǎn)性；建立多學(xué)科的綜合產(chǎn)品研制機制及計算和輔助工程環(huán)境 可應(yīng)用于以計算機和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為支持環(huán)境的組織管理乃至整個社會系統(tǒng) 并行工程方法學(xué) 優(yōu)點：使開發(fā)者一開始就考慮到產(chǎn)品全生命周期從概念形成到產(chǎn)品報廢的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進度、用戶需求 主要思想：約束信息的并行性、功能的并行性、集成性、協(xié)同性、科學(xué)性 它強調(diào)的因素：加速產(chǎn)品開發(fā)周期、提高質(zhì)量、降低成本、提