(采用)系統(tǒng)工程方法論

1、第二章 系統(tǒng)工程的基本方法 系統(tǒng)工程方法論的基本特點(diǎn)是：研究方法強(qiáng)調(diào)整體性，技術(shù)應(yīng)用強(qiáng)調(diào)綜合性，管理決策強(qiáng)調(diào)科學(xué)性。 一、霍爾三維結(jié)構(gòu)模型 二、軟系統(tǒng)方法論 三、并行工程方法 四、綜合集成法 五、物理-事理-人理系統(tǒng)方法論 霍爾三維結(jié)構(gòu)模型生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化社會(huì)科學(xué)工程技術(shù)規(guī)劃擬定方案系統(tǒng)研究安裝運(yùn)轉(zhuǎn)更新系統(tǒng)分析系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)系統(tǒng)指標(biāo)明確問題決策實(shí)施時(shí)間維知識(shí)維邏輯維 邏輯維（步驟） 時(shí)間維（階段）1明確問題2設(shè)計(jì)目標(biāo)3系統(tǒng)綜合4系統(tǒng)分析5系統(tǒng)優(yōu)化6作出決策7付諸實(shí)施1.規(guī)劃階段2.設(shè)計(jì)階段3.研制階段4.生產(chǎn)階段5.安裝階段6.運(yùn)行階段7.更新階段a11a21a31a41a51a61a71a12a2

2、2a32a42a52a62 a72a13 a23a33a43a53a63a73a14a24a34a44a54a64 a74a15a25a35a45a55a65 a75a16a26a36a46a56a66a76a17a27a37a47a57a67a77霍 爾 管 理 矩 陣邏輯維的七個(gè)步驟： 1、明確問題 （1）明確問題的性質(zhì)。即指是什么樣的系統(tǒng)問題（是硬件開發(fā)？還是軟件設(shè)計(jì)等）；提出的主要指標(biāo)（如工期、可靠性、先進(jìn)性等）；問題的復(fù)雜程度評(píng)估等。 （2）明確系統(tǒng)開發(fā)的目的和意義。為此要較全面地了解生產(chǎn)急需情況及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，進(jìn)而為設(shè)計(jì)系統(tǒng)目標(biāo)提供依據(jù)。 （3）明確系統(tǒng)的邊界，即建立系統(tǒng)與環(huán)境的

3、概念，從而為確定系統(tǒng)的輸入與輸出關(guān)系提供依據(jù)。 （4）明確完成該項(xiàng)開發(fā)活動(dòng)可能提供的人、財(cái)、物等方面的條件。第一節(jié) 霍爾三維結(jié)構(gòu)模型2、設(shè)計(jì)系統(tǒng)目標(biāo)系統(tǒng)目標(biāo)體系設(shè)計(jì)：目標(biāo)體系層次結(jié)構(gòu)123總目標(biāo)分目標(biāo)具體目標(biāo)目標(biāo)體系設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下三條原則： 第一、突出主要目標(biāo)原則； 第二、目標(biāo)獨(dú)立性原則； 第三、有利決策原則。 在給出量化指標(biāo)時(shí)，必須滿足： 第一、與上級(jí)大系統(tǒng)指標(biāo)要求相一致原則； 第二、指標(biāo)的先進(jìn)性與可行性相統(tǒng)一原則； 第三、留出置信區(qū)間原則。 O1-經(jīng)濟(jì)效益分目標(biāo)目標(biāo)體系時(shí)序指標(biāo)集P1-農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值(萬元)P2-人均收入(元)P3-上交糧食(噸)P4-工業(yè)上交利稅(元)P5-森林覆被率(%)P

4、6-畝施有機(jī)肥(公斤)O-系統(tǒng)發(fā)展總目標(biāo)O2-社會(huì)效益分目標(biāo)O3-生態(tài)效益分目標(biāo) 1990 1995 2000/ / / 103.5-115.4500-6003007.7-9.015-18750-100020012-15650-800207.1-225.0876-1000350400-120018-2112.0-15.0農(nóng)業(yè)系統(tǒng)目標(biāo)設(shè)計(jì)實(shí)例3、系統(tǒng)綜合 綜合就是組裝，也是創(chuàng)造。 系統(tǒng)綜合：是根據(jù)系統(tǒng)目標(biāo)要求，綜合加工信息，形成系統(tǒng)概念，并使目標(biāo)達(dá)成的創(chuàng)造性勞動(dòng)過程。 核心：是概念開發(fā)，而不是具體設(shè)計(jì)。系統(tǒng)綜合可細(xì)分為： 技術(shù)綜合 側(cè)重于將現(xiàn)有科技成果加以有機(jī)地組裝，形成不同的系統(tǒng)開發(fā)方案的過程

5、； 環(huán)境綜合 側(cè)重于對(duì)工程開發(fā)價(jià)值的評(píng)定，如目標(biāo)選擇的先進(jìn)性，技術(shù)上的可行性、社會(huì)環(huán)境的融合性等，以便把握機(jī)會(huì)，對(duì)付競(jìng)爭(zhēng)。 環(huán)境綜合比技術(shù)綜合更重要，也最困難，必須深入調(diào)查研究，廣泛占有信息，并經(jīng)過反復(fù)論證才行。 技術(shù)綜合與環(huán)境綜合也不能截然分開，經(jīng)常是二者同時(shí)考慮，互為補(bǔ)充。4、系統(tǒng)分析 系統(tǒng)分析是系統(tǒng)工程人員使用科學(xué)的工具和方法，對(duì)系統(tǒng)的目的、功能、環(huán)境、費(fèi)用、效益等進(jìn)行充分的調(diào)查研究，通過數(shù)據(jù)處理和模型化方法，得出評(píng)價(jià)系統(tǒng)功能、費(fèi)用等量化指標(biāo)，來作為決策者確定最優(yōu)方案的依據(jù)。主要內(nèi)容：系統(tǒng)環(huán)境分析，包括自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境，如資源潛力、市場(chǎng)情況、投資能力、人口發(fā)展等；方案可行性分析，重點(diǎn)分

6、析方案的先進(jìn)性、實(shí)用性和可操作性；經(jīng)濟(jì)活動(dòng)分析，主要包括投入產(chǎn)業(yè)分析、投資效益分析等。5、系統(tǒng)優(yōu)化一般解釋： 在滿足一組約束條件情況下，使目標(biāo)函數(shù)取得極大值或極小值的求解過程。系統(tǒng)工程觀點(diǎn)： 包括數(shù)學(xué)模型模型優(yōu)化和多方案綜合評(píng)定。 系統(tǒng)綜合現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)模型化系統(tǒng)分析計(jì)算機(jī)求解方案可行?可行方案集評(píng)價(jià)指標(biāo)多目標(biāo)綜合評(píng)定系統(tǒng)優(yōu)化過程框圖方案設(shè)計(jì)推薦方案輸出6、決策7、實(shí)施 推薦方案決策選中一個(gè)？實(shí)施成功失敗提出修改意見重新研究決策者水平高決策者能力不強(qiáng)承擔(dān)后果第二節(jié) 軟系統(tǒng)方法論一、問題的認(rèn)識(shí) 1、問題 問題是一種待消除的狀態(tài)差異，一種令人擔(dān)心的事物。 問題是為達(dá)到預(yù)定目標(biāo)所要排除的障礙。 2、分類

7、（1）良結(jié)構(gòu)的硬問題 便于觀察、便于建模、邊界清晰、目標(biāo)明確、好定義的（well-defined）問題； （2）劣結(jié)構(gòu)的軟問題 難以觀測(cè)、不便建模、邊界模糊、目標(biāo)不定、不良定義的（ill-defined）問題。二、硬系統(tǒng)方法的局限性 （1）硬系統(tǒng)方法論認(rèn)為在問題研究開始定義目標(biāo)是很容易的，因此沒有為目標(biāo)定義提供有效的方法。但對(duì)大多數(shù)系統(tǒng)管理問題來說，目標(biāo)定義本身就是需要解決的首要問題； （2）硬系統(tǒng)方法論沒有考慮系統(tǒng)中人的主觀因素，將系統(tǒng)中的人與其他物質(zhì)因素等同起來，忽視人對(duì)現(xiàn)實(shí)的主觀認(rèn)識(shí)，認(rèn)為系統(tǒng)的發(fā)展是由系統(tǒng)外的人為控制因素決定的； （3）硬系統(tǒng)方法論認(rèn)為只有建立數(shù)學(xué)模型才能科學(xué)地解決問題

8、，但是對(duì)于復(fù)雜的社會(huì)系統(tǒng)來說，建立精確的數(shù)學(xué)模型往往是不現(xiàn)實(shí)的，即使建立了數(shù)學(xué)模型，也會(huì)因?yàn)榻Ｕ邔?duì)問題認(rèn)識(shí)上的不足而不能很好地反映其特性，因此通過模型求解得到的方案往往并不能解決實(shí)際問題。三、軟系統(tǒng)方法論解決問題的步驟劣結(jié)構(gòu)問題情景問題情景描述相關(guān)系統(tǒng)根定義概念模型形成系統(tǒng)概念其他系統(tǒng)思想實(shí)施可行方案可行改革方案和比較現(xiàn)實(shí)世界系統(tǒng)思維1、問題情景描述 問題是已能明確確定下來的某些東西。 問題情景是指人們感覺到其中有問題卻不能確切定義的某種環(huán)境。目的 是要明確問題情景的結(jié)構(gòu)變量、過程變量以及兩者之間的關(guān)系，而不是定義問題本身。問題情景的相關(guān)系統(tǒng) 與問題情景密切相關(guān)的系統(tǒng)觀點(diǎn)。如：研究一個(gè)公共圖

9、書館 當(dāng)?shù)卣⒌囊粋€(gè)休閑場(chǎng)所； 教育系統(tǒng)的一個(gè)部分； 一個(gè)存儲(chǔ)并將存儲(chǔ)物提供給公眾使用的系統(tǒng)等 2、相關(guān)系統(tǒng)的根定義 根據(jù)分析者的觀點(diǎn)形成相關(guān)系統(tǒng)的概念，稱之為相關(guān)系統(tǒng)的根定義。如：DISCO音樂會(huì)可以給出以下兩個(gè)根定義： （1）它是傳統(tǒng)商業(yè)活動(dòng)系統(tǒng)； （2）它是用DISCO作為一種亞文化的象征來表達(dá)一種特殊生活方式的系統(tǒng)。 對(duì)于同一個(gè)問題情景，不同的人可能給出不同的根定義。不同根定義的交集將形成該問題情景的“內(nèi)核”。 3、建立概念模型 概念模型 是根據(jù)根定義做出的，它不涉及實(shí)際系統(tǒng)的構(gòu)成，它不是實(shí)際中正在運(yùn)行的系統(tǒng)的重復(fù)和描述。 (a)是根據(jù)系統(tǒng)理論建立的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，用來檢驗(yàn)概念模型是否完

10、備，若不完備，則要說明原因。 (b)涉及其他一些系統(tǒng)思想，比如系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)等，也許這些思想更適合于描述當(dāng)前系統(tǒng)，提醒分析者全面分析問題。4、概念模型與現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的比較目的 是要發(fā)現(xiàn)兩者之間的不同及其原因，以便改進(jìn)。5、系統(tǒng)更新變革條件 在給定占優(yōu)勢(shì)的態(tài)度和權(quán)力結(jié)構(gòu)、并考慮到所考察情景的歷史的前提下，它們應(yīng)是合乎需要的和可行的。任務(wù) 將階段的決定付諸行動(dòng)以改善問題的情景。 四、軟系統(tǒng)方法論的應(yīng)用情況及評(píng)價(jià) 1、應(yīng)用領(lǐng)域 （1）有助于系統(tǒng)理論方面的研究與應(yīng)用； （2）有助于決策理論的研究與應(yīng)用； （3）有助于推動(dòng)其他軟系統(tǒng)問題的研究工作。 2、軟系統(tǒng)方法論的特點(diǎn) （1）與目標(biāo)不明、非結(jié)構(gòu)

11、化的“麻煩”有關(guān)； （2）強(qiáng)調(diào)過程，即與學(xué)習(xí)和決策有關(guān)； （3）與感性認(rèn)識(shí)、世界觀及人類把組織現(xiàn)實(shí)的內(nèi)涵與環(huán)境相聯(lián)系的方式有關(guān)； （4）用模型的術(shù)語來說，它是非數(shù)量型的； （5）依靠加深對(duì)問題情景的理解來改進(jìn)它； （6）依賴于解釋社會(huì)理論； （7）與對(duì)統(tǒng)治人類社會(huì)的社會(huì)規(guī)則的理解有關(guān)。軟系統(tǒng)方法論的不足： （1）不大適合處理突發(fā)事件，不能寄希望它立竿見影； （2）在解釋問題情景中的權(quán)利與沖突時(shí)缺乏可信度，因此在考慮社會(huì)變革時(shí)往往是保守的； （3）缺乏明確的組織變革理論，只能通過有關(guān)參與者相互之間的溝通來激發(fā)變革； （4）沒有提及行為措施的合理性與合法性的關(guān)系；人們往往忽視問題的合理解決方法與當(dāng)

12、權(quán)者利益之間的沖突。硬系統(tǒng)方法論軟系統(tǒng)方法論硬系統(tǒng)方法論軟系統(tǒng)方法論硬問題良結(jié)構(gòu)知物之善還原論思維目標(biāo)確定狀態(tài)辨識(shí)軟問題劣結(jié)構(gòu)知理之善系統(tǒng)論思維目標(biāo)模糊共識(shí)、溝通二元論最優(yōu)化問題解決最優(yōu)方案客觀評(píng)價(jià)多元論準(zhǔn)優(yōu)化狀態(tài)改善改革方案主觀評(píng)價(jià)軟系統(tǒng)與硬系統(tǒng)的方法論比較第三節(jié) 并行工程方法一、并行工程的定義 1、并行工程（Concurrent Engineering，簡(jiǎn)稱CE） 是對(duì)產(chǎn)品及相關(guān)過程，包括制造過程和支持過程，進(jìn)行并行、一體化設(shè)計(jì)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)品全生命周期從概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度和用戶需求。 2、并行工程的主要思想 （

13、1）約束信息的并行性； （2）功能的并行性； （3）集成性； （4）協(xié)同性； （5）科學(xué)性。 3、并行工程的四大要素 T 加速產(chǎn)品開發(fā)周期 Q 提高產(chǎn)品質(zhì)量 C 降低成本 S 提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)二、并行工程過程設(shè)計(jì)關(guān)鍵 產(chǎn)品生命周期中各種相關(guān)過程活動(dòng)的并行進(jìn)行和協(xié)作演進(jìn)。相關(guān)過程 主要包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造和支持過程。 三、并行組織管理模式1、向扁平型組織結(jié)構(gòu)演化組織中存在的兩種專業(yè)分工： 以組織的等級(jí)結(jié)構(gòu)為代表的垂直方向的專業(yè)化分工； 以部門為代表的水平方向的專業(yè)化分工。信息集成化引起企業(yè)內(nèi)部信息交流渠道的再構(gòu)造 一方面，通過企業(yè)組織結(jié)構(gòu)的重組來實(shí)現(xiàn)； 一方面，通過利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)來加強(qiáng)

14、。 2、并行工程的小組化組織結(jié)構(gòu)制造工程后勤支持制造計(jì)劃設(shè)計(jì)工程市 場(chǎng)并行工程小組企業(yè)內(nèi)部環(huán)境企業(yè)外部環(huán)境質(zhì)量保證顧 客子承包商或投資商 四、并行工程的實(shí)施步驟 （1）制定并行工程實(shí)施計(jì)劃：頂層管理人員了解并行工程和過程管理的有關(guān)概念，分析企業(yè)現(xiàn)有業(yè)務(wù)流程、組織結(jié)構(gòu)和管理模式，考察并行工程將要影響的所有方面，制定實(shí)施綱要。初步確定導(dǎo)入CE的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，根據(jù)項(xiàng)目涉及的功能領(lǐng)域，組織CE小組； （2）確定明確的開發(fā)目標(biāo)； （3）并行工程培訓(xùn)和基礎(chǔ)設(shè)施準(zhǔn)備； （4）分析現(xiàn)有過程； （5）按照重組原則改進(jìn)現(xiàn)有的過程模型； （6）實(shí)施新過程； （7）評(píng)價(jià)結(jié)果并改進(jìn)。第四節(jié) 綜合集成法一、綜合集成的含義 集

15、成 注重物理意義上的集中和小型化、微型化，主要反映量變（這在集裝箱和集成電路兩術(shù)語上看得很清楚）； 綜合 含義更廣、更深，反映質(zhì)變。 綜合集成是在各種集成（觀念的集成、人員的集成、技術(shù)的集成、管理方法的集成等）之上的高度綜合，又是在各種綜合（復(fù)合、覆蓋、組合、聯(lián)合、合成、合并、兼并、包容、結(jié)合、融合等）之上的高度集成。綜合集成（集大成，出智慧）Meta-Synthesis綜合Synthesis集成Integration對(duì)各種綜合的集成 對(duì)各種集成的綜合從定性到定量相關(guān)概念組合聯(lián)合合作兼并融合相關(guān)概念集合集中集結(jié)集聚還原論與整體論相結(jié)合定性研究與定量研究相結(jié)合宏觀研究與微觀研究相結(jié)合確定性描述與

16、不確定性描述相結(jié)合人機(jī)結(jié)合以人為主繼承與創(chuàng)新相結(jié)合自組織與他組織相結(jié)合計(jì)劃?rùn)C(jī)制與市場(chǎng)機(jī)制相結(jié)合科學(xué)研究與人文研究相結(jié)合多學(xué)科交叉老中青相結(jié)合管理方法的集成數(shù)學(xué)模型的集成技術(shù)的集成觀念的集成二、綜合集成法和綜合集成研討廳體系 1、綜合集成法的提出 （1）在社會(huì)系統(tǒng)中，為解決宏觀決策問題，運(yùn)用由幾百個(gè)變量和上千個(gè)參數(shù)描述的模型、定性與定量相結(jié)合的一系列方法來開展研究； （2）在地理系統(tǒng)中，用生態(tài)系統(tǒng)、環(huán)境保護(hù)以及區(qū)域規(guī)劃等方法開展綜合研究； （3）在人體系統(tǒng)中，將生理學(xué)、心理學(xué)、西醫(yī)學(xué)、中醫(yī)學(xué)和其他傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)綜合起來開展研究； （4）在軍事系統(tǒng)中，運(yùn)用軍事對(duì)陣方法和現(xiàn)代作戰(zhàn)模型綜合開展研究。2、綜合

17、集成法的特點(diǎn)實(shí)質(zhì) 是將專家體系、數(shù)據(jù)和信息體系以及計(jì)算機(jī)體系結(jié)合起來，構(gòu)成一個(gè)高度智能化的人機(jī)結(jié)合系統(tǒng)，這個(gè)方法的成功應(yīng)用，就在于發(fā)揮了這個(gè)系統(tǒng)的綜合優(yōu)勢(shì)、整體優(yōu)勢(shì)和智能優(yōu)勢(shì)。特點(diǎn) （1）體現(xiàn)了精密科學(xué)從定性判斷到精密論證的特點(diǎn)； （2）體現(xiàn)了以形象思維為主的經(jīng)驗(yàn)判斷到以邏輯思維為主的精密定量論證過程。 （3）可以進(jìn)行系統(tǒng)分解，在系統(tǒng)總體指導(dǎo)下進(jìn)行分解，在分解后研究的基礎(chǔ)上，再綜合集成到整體，實(shí)現(xiàn)1+12的涌現(xiàn)，達(dá)到從整體上嚴(yán)密解決問題的目的； （4）指出了解決復(fù)雜巨系統(tǒng)和復(fù)雜性問題的過程的方向性和反復(fù)性； （5）綜合集成法及其研討廳體系既可用來研究理論問題，也可用來解決實(shí)際問題。 社會(huì)認(rèn)識(shí)知

18、識(shí)體系專家體系機(jī)器體系社會(huì)實(shí)踐客觀世界命題結(jié)果認(rèn)識(shí)世界改造世界研討廳體系框圖統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息資料建模、仿真分析優(yōu)化結(jié)果分析與綜合集成結(jié)論與建議提出問題和形成判斷決策部門系統(tǒng)運(yùn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)專家體系評(píng)價(jià)綜合集成法在社會(huì)系統(tǒng)決策支持研究中的應(yīng)用第五節(jié) 物理事理人理系統(tǒng)方法論一、物理-事理-人理系統(tǒng)方法論的基本概念 物理、事理、人理 硬件、軟件、斡件 斡件 指除了硬件、軟件之外，為溝通思想、協(xié)調(diào)關(guān)系、建立信任感而進(jìn)行的各種工作。斡件屬于公共關(guān)系學(xué)研究的對(duì)象。 物理 主要涉及物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，通常要用到自然科學(xué)知識(shí)，回答有關(guān)的物是什么，能夠做什么，它需要的是真實(shí)性。事理 是做事的道理，主要解決如何安排、運(yùn)用這些物，通常用到管理科學(xué)方面的知識(shí)，回答可以怎樣去做。人理 是做人的道理，主要回答應(yīng)當(dāng)