chapter2系統(tǒng)工程方法論

1第二章系統(tǒng)科學(xué)與系統(tǒng)工程22.1系統(tǒng)科學(xué)體系一、構(gòu)成系統(tǒng)學(xué)的根本理論 系統(tǒng)科學(xué)也像自然科學(xué)一樣有根底科學(xué)，構(gòu)筑這門根底科學(xué)的材料一方面來自于工程技術(shù)實(shí)踐中提煉的技術(shù)科學(xué)，即二戰(zhàn)開展起來的運(yùn)籌學(xué)、維納的控制論和香農(nóng)的信息論；另一方面來自自然科學(xué)和數(shù)學(xué)科學(xué)中的系統(tǒng)理論，如馮.貝塔朗費(fèi)的一般系統(tǒng)理論和理論生物學(xué)、普里高津的耗散結(jié)構(gòu)理論、哈肯的協(xié)同學(xué)、托姆的突變論、艾肯的生命自組織超循環(huán)理論、圣菲研究所的霍蘭的復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論、錢學(xué)森的開放復(fù)雜巨系統(tǒng)理論等。3一般系統(tǒng)論〔generalsystemtheory)1924~1928;奧地利理論生物學(xué)家L.VON貝塔朗菲；1945年發(fā)表《關(guān)于一般系統(tǒng)論》研究復(fù)雜系統(tǒng)一般規(guī)律的學(xué)科根本觀點(diǎn)：整體性開放性及目的性〔有效性、適應(yīng)性、尋的性〕動態(tài)相關(guān)性〔動態(tài)性取決于相關(guān)性〕等級層次性有序性〔結(jié)構(gòu)或空間；開展或時間〕1.一般系統(tǒng)論41925年，提出生物學(xué)機(jī)體理論；1928年，發(fā)表《現(xiàn)代開展理論》；1932年，發(fā)表《理論生物學(xué)》；1937年，在芝加哥大學(xué)講課中口頭提出一般系統(tǒng)理論(GeneralSystemsTheory,GST)；1945年，《關(guān)于GST》在《德國哲學(xué)周刊》第18期發(fā)表；1954年，在美國創(chuàng)立“一般系統(tǒng)理論〔GST〕學(xué)會”；1968年，發(fā)表《GST：根底、開展和應(yīng)用》；1972年，臨終前發(fā)表《GST的歷史與現(xiàn)狀》。補(bǔ)：貝塔朗菲的成就5耗散結(jié)構(gòu)理論〔dissipativestructuretheory)1969；比利時統(tǒng)計物理學(xué)家I.普利高津研究遠(yuǎn)離平衡態(tài)的開放系統(tǒng)從無序到有序的演化規(guī)律的一種理論. 根本觀點(diǎn)：耗散結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)的客觀表現(xiàn)，其產(chǎn)生條件為：〔1〕系統(tǒng)必須是與環(huán)境進(jìn)行能量、物質(zhì)和信息交換的開放系統(tǒng)，并不斷地引入足夠大的負(fù)熵流；〔2〕系統(tǒng)必須是遠(yuǎn)離平衡態(tài)的非平衡系統(tǒng)；〔3〕系統(tǒng)內(nèi)各要素之間存在非線性的相互作用。2.耗散結(jié)構(gòu)理論63.協(xié)同學(xué)協(xié)同學(xué)〔synergetics〕70年代初，聯(lián)邦德國理論物理學(xué)家H.哈肯研究協(xié)同系統(tǒng)從無序到有序的演化規(guī)律的新興綜合性學(xué)科協(xié)同學(xué)主要是從物理學(xué)角度出發(fā)運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的最新成果和現(xiàn)代數(shù)學(xué)理論提出了多維相空間的理論，研究了系統(tǒng)的組織狀態(tài)，提出系統(tǒng)必定走向一有序結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)就是系統(tǒng)的客觀目標(biāo)，不管從空間的哪一點(diǎn)開始，終歸要走到這個代表有序結(jié)構(gòu)的點(diǎn)，系統(tǒng)只有在此目標(biāo)上才是穩(wěn)定的，否那么就不穩(wěn)定。該理論解決了復(fù)雜系統(tǒng)如何由無序走向有序。7復(fù)雜系統(tǒng)理論以非線性自組織理論為核心的系統(tǒng)理論〔歐洲學(xué)派〕以圣菲研究所〔SFI〕為代表的理論框架，其代表性理論是1994年霍蘭提出的CAS〔復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)〕理論〔美國學(xué)派〕以開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)理論為核心的理論體系〔中國學(xué)派〕霍蘭認(rèn)為：系統(tǒng)的復(fù)雜性源于主體的適應(yīng)性；每個主體均有其復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；建立了刺激-反響模型，描述了主體的適應(yīng)和學(xué)習(xí)的過程。該理論采用人機(jī)結(jié)合以機(jī)為主的方法復(fù)雜系統(tǒng)問題。4.復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論8 錢學(xué)森于20世紀(jì)80年代末提出了處理開放復(fù)雜系統(tǒng)的方法論——從定性到定量的綜合集成方法和建立從定性到定量綜合集成研討廳的實(shí)踐形式。綜合集成法是從整體上研究問題的方法，采用人機(jī)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(jìn)行綜合集成，到達(dá)對整體的定量認(rèn)識。該方法的實(shí)質(zhì)是把專家系統(tǒng)、數(shù)據(jù)和信息系統(tǒng)以及計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)合起來，構(gòu)成一個高度智能化的人機(jī)結(jié)合系統(tǒng)。該方法精髓在于人機(jī)結(jié)合、以人為主和知識的綜合集成。5.開放復(fù)雜巨系統(tǒng)理論9超循環(huán)理論〔hypercycletheory〕1971，德國生物物理學(xué)家M.艾根研究分子自組織的一種理論突變論〔catastrophetheory〕60年代末，法國數(shù)學(xué)家R.托姆研究不連續(xù)現(xiàn)象的一個新興數(shù)學(xué)分支，也是一般形態(tài)學(xué)的一種理論，能為自然界中形態(tài)的發(fā)生和演化提供數(shù)學(xué)模型微分動力系統(tǒng)〔differentialdynamicalsystems〕60年代初，S.斯梅爾、廖山濤〔北大數(shù)學(xué)教授〕系統(tǒng)科學(xué)的一個數(shù)學(xué)分支。主要研究隨時間演變的動力系統(tǒng)的整體性質(zhì)及其在擾動中的變化補(bǔ)10分岔理論〔bifurcationtheory〕50年代，蘇聯(lián)學(xué)者A.A.安德羅諾夫等研究分岔現(xiàn)象的特性和產(chǎn)生機(jī)理的數(shù)學(xué)理論〔早在19世紀(jì)，C.雅可比、H.龐加萊等人就已引進(jìn)“分岔”概念〕卡姆定理〔KAMtheorem〕50年代中至60年代初，A.H柯爾莫戈羅夫、B.И.阿諾德、J.莫澤先后提出和證明關(guān)于哈密頓力學(xué)系統(tǒng)運(yùn)動穩(wěn)定性的一種論斷，它反映“弱”不可積〔或接近可積〕系統(tǒng)的運(yùn)動規(guī)律，該定理是牛頓力學(xué)在20世紀(jì)的重大進(jìn)展補(bǔ)11泛系理論〔pansystemstheory〕1976，吳學(xué)謀〔中科院武漢數(shù)理所研究員〕一種研究廣義系統(tǒng)、關(guān)系的理論和方法，又稱泛系方法或泛系方法論灰色系統(tǒng)理論〔graysystemstheory〕1979，鄧聚龍〔華中科技大教授〕關(guān)于信息不完全或不確定系統(tǒng)的控制理論，應(yīng)用在系統(tǒng)預(yù)測等方面補(bǔ)1220世紀(jì)40年代以后出現(xiàn)的局部系統(tǒng)學(xué)科分支1944194519481948194919541957195719611962196219651969197019701972197219751977199019941998對策論一般系統(tǒng)論信息論控制論開放系統(tǒng)理論工程控制論系統(tǒng)工程動態(tài)規(guī)劃論一般系統(tǒng)的數(shù)學(xué)理論自組織系統(tǒng)原理自復(fù)制自動機(jī)模糊集與系統(tǒng)耗散結(jié)構(gòu)理論超循環(huán)理論生命系統(tǒng)理論突變理論建模與仿真理論遺傳算法（GA）協(xié)同學(xué)綜合集成工程方法復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論（CAS）非標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)馮.諾依曼馮.貝塔朗菲C.E.香農(nóng)N.維納馮.貝塔朗菲錢學(xué)森H.H.哥德R.別爾曼M.D.曼薩諾維克W.R.阿什布R.羅森扎德L.普里高津艾根J.G.米勒湯姆P.齊格勒J(rèn).H.荷蘭德H.哈肯錢學(xué)森J.H.荷蘭德巴拉巴斯出現(xiàn)時間（年）分支學(xué)科名稱創(chuàng)始人

13錢學(xué)森對系統(tǒng)工程的定義：系統(tǒng)工程是組織管理系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設(shè)計、制造、試驗(yàn)和使用的科學(xué)方法。簡言之“系統(tǒng)工程是一門組織管理的技術(shù)”。2.2系統(tǒng)工程14技術(shù)與管理兩個過程系統(tǒng)工程既是一個技術(shù)過程，又是一個管理過程。為了成功地完成系統(tǒng)的研制，在整個系統(tǒng)壽命周期內(nèi)，技術(shù)和管理兩方面都很重要。因此，美國防務(wù)系統(tǒng)管理學(xué)院把系統(tǒng)工程定義為“是為了到達(dá)所有系統(tǒng)要素的優(yōu)化平衡，控制整個系統(tǒng)研制工作的管理功能，把作戰(zhàn)需求轉(zhuǎn)變?yōu)橐唤M系統(tǒng)參數(shù)的描述，并綜合這些參數(shù)以優(yōu)化整個系統(tǒng)效能的過程?！避姺綇?qiáng)調(diào)管理過程一、系統(tǒng)工程的定義15續(xù)有人認(rèn)為：系統(tǒng)工程是一門新興的工程技術(shù)學(xué)科，是應(yīng)用科學(xué)，它不僅定性，而且定量地為系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計、試驗(yàn)與研究、制造與使用和管理于決策提供科學(xué)方法的方法論科學(xué)，它的最終目的是使系統(tǒng)運(yùn)行在最優(yōu)狀態(tài)。美國科學(xué)技術(shù)辭典解釋為：“系統(tǒng)工程是研究復(fù)雜系統(tǒng)的科學(xué)，該系統(tǒng)由許多密切聯(lián)系的元素所組成。設(shè)計該復(fù)雜系統(tǒng)時，應(yīng)有明確的預(yù)定功能及目標(biāo)，并協(xié)調(diào)各元素之間及元素與總體之間的有機(jī)聯(lián)系，以使系統(tǒng)能從總體上到達(dá)最優(yōu)目標(biāo)。在設(shè)計系統(tǒng)時，要同時考慮到參與活動的人的因素及其作用。”日本控制學(xué)家三浦武雄認(rèn)為：系統(tǒng)工程是一種橫向技術(shù)。16裝備系統(tǒng)工程需求約束條件武器裝備系統(tǒng)系統(tǒng)工程過程綜合權(quán)衡效能進(jìn)度費(fèi)用保障及時地部署、使用和保障一個有效的系統(tǒng)，并在可承受的費(fèi)用條件下滿足用戶的需求。裝備系統(tǒng)工程既是一個復(fù)雜的管理過程，又是一個復(fù)雜的技術(shù)過程17系統(tǒng)工程不同于一般的工程技術(shù)學(xué)科，國外稱為：“軟”科學(xué)。系統(tǒng)工程涉及各種學(xué)科、各個領(lǐng)域的各種內(nèi)容。是跨越不同學(xué)科的綜合性科學(xué)。系統(tǒng)工程在研究問題時，概念、原那么、方法是主要的、本質(zhì)的。任何系統(tǒng)都是人、設(shè)備和過程的有機(jī)組合，其中人是最主要的因素。采用問題導(dǎo)向。二、系統(tǒng)工程的研究內(nèi)容具有以下特點(diǎn)18三、系統(tǒng)工程的根本觀點(diǎn)整體性觀點(diǎn)。以整體為出發(fā)點(diǎn)、以整體為歸宿的觀點(diǎn)。綜合性的觀點(diǎn)?？茖W(xué)性的觀點(diǎn)。關(guān)聯(lián)性的觀點(diǎn)。實(shí)踐性的觀點(diǎn)。即深刻的社會性的觀點(diǎn)。19四、系統(tǒng)工程的產(chǎn)生、形成與開展中的里程碑階段年代（份）重大工程實(shí)踐或事件重要理論與方法貢獻(xiàn)I1930美國發(fā)展與研究廣播電視正式提出系統(tǒng)方法（Systemsapproach）的概念1940美國實(shí)施彩電開發(fā)計劃采用系統(tǒng)方法，并取得巨大成功美國Bell電話公司開發(fā)微波通訊系統(tǒng)正式使用系統(tǒng)工程（SystemsEngineering）一詞II第二次世界大戰(zhàn)期間英、美等國的反空襲等軍事行動產(chǎn)生軍事運(yùn)籌學(xué)（MilitaryOperationsResearch）,也即軍事系統(tǒng)工程本世紀(jì)40年代美國研制原子彈的“曼哈頓計劃”運(yùn)用SE，并推動了其發(fā)展1945美國空軍建立蘭德（RAND）公司曾經(jīng)提出系統(tǒng)分析（Systemsanalysis）概念，強(qiáng)調(diào)了其重要性20續(xù)III40年代后期到50年代初期運(yùn)籌學(xué)的廣泛運(yùn)用與發(fā)展、控制論的創(chuàng)立與應(yīng)用、電子計算機(jī)的出現(xiàn)，為SE奠定了重要的學(xué)科基礎(chǔ)IV1957H.Good和R.E.Machol發(fā)表第一部名為《系統(tǒng)工程》的著作系統(tǒng)工程學(xué)科形成的標(biāo)志1958美國研制北極星導(dǎo)彈潛艇提出PERT（網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)），這是最早的系統(tǒng)工程技術(shù)之一。1965R.E.Machol編著《系統(tǒng)工程手冊》表明系統(tǒng)工程的實(shí)用化和規(guī)范化美國自動控制學(xué)家L.A.Zedeh提出“模糊集合”概念為現(xiàn)代SE奠定了重要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)1961-1972美國實(shí)施“阿波羅”登月計劃使用了多種SE方法，其成功極大地提高了SE的地位21續(xù)V1972國際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所（IIASA）在維也納成立SE的應(yīng)用開始從工程領(lǐng)域進(jìn)入到社會經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，并發(fā)展到了一個重要的新階段。70年代SE的廣泛應(yīng)用在國際上達(dá)到高潮VI80年代SE在國際上穩(wěn)定發(fā)展、在中國的研究與應(yīng)用達(dá)到高潮22

上世紀(jì)50至60年代，我國的一些研究機(jī)構(gòu)和著名學(xué)者為SE的研究與應(yīng)用作了理論上的探討、應(yīng)用上的償試和技術(shù)方法上的準(zhǔn)備。其主要標(biāo)志和集中代表是錢學(xué)森的《工程控制論》、華羅庚的《統(tǒng)籌法》和許國志的《運(yùn)籌學(xué)》。

我國大規(guī)模地研究與應(yīng)用SE是從70年代末、80年代初開始的。

四、系統(tǒng)工程在我國的開展231978年9月27日，錢學(xué)森、許國志、王壽云在《文匯報》發(fā)表題為“組織管理的技術(shù)——系統(tǒng)工程”的長篇文章；從1978年起，西安交大、天津大學(xué)、清華大學(xué)、華中理工大學(xué)、大連理工大學(xué)等國內(nèi)著名大學(xué)開始招收了第一批SE專業(yè)碩士研究生；1980年11月，中國系統(tǒng)工程學(xué)會在北京成立；1980年10月至1981年1月，中國科協(xié)、中央電視臺會同中國系統(tǒng)工程學(xué)會、中國自動化學(xué)會聯(lián)合舉辦“系統(tǒng)工程電視普及講座〔45講〕”，取得了良好的社會效果。2470年代末以來，應(yīng)用SE理論和方法來研究與解決我國的重大現(xiàn)實(shí)問題，在許多領(lǐng)域和方面取得了較好的效果，如：人口問題的定量研究及應(yīng)用〔始于1978年〕、2000年中國的研究(1983至1985年〕、全國和地區(qū)能源規(guī)劃〔始于1980年〕、全國人才和教育規(guī)劃〔始于1983年〕、農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程〔始于1980年〕、區(qū)域開展戰(zhàn)略〔始于1982年〕、投入產(chǎn)出表的應(yīng)用〔始于60年代和1976年〕、軍事系統(tǒng)工程〔始于1978年〕、水資源的開發(fā)利用〔始于1978年〕等。90年代以來，系統(tǒng)工程在與企業(yè)開展結(jié)合、與現(xiàn)代信息技術(shù)結(jié)合、與實(shí)施可持續(xù)開展戰(zhàn)略結(jié)合、與思維科學(xué)結(jié)合等方面已具有初步結(jié)果和強(qiáng)勁勢頭。軍工產(chǎn)品工程定型管理25管子農(nóng)事管理李冰父子工程管理孫子軍事管理系統(tǒng)工程的形成與開展中的典型事例古代樸素的系統(tǒng)思想26續(xù)都江堰水利工程示意圖

戰(zhàn)國時期川西太守李冰父子主持修建。目標(biāo)：利用岷江水資源灌溉川西平原、防洪與航運(yùn)。包括三大工程及120多項(xiàng)配套工程。其總體構(gòu)思是系統(tǒng)思想的杰出運(yùn)用。兩千多年來，都江堰一直發(fā)揮著巨大的效益，是我國最成功的水利工程。27系統(tǒng)工程的形成與開展:阿波羅登月方案阿波羅登月中的創(chuàng)立性工作:方案的開發(fā)和選擇詳盡而明確的研制規(guī)劃制定總體性能指標(biāo)的控制解決系統(tǒng)內(nèi)部接口問題系統(tǒng)分析與管理的新方法28

方案開發(fā)和選擇登月方案幾十個篩選比較

直接登月地球軌道交會月球軌道交會月球軌道交會方案論證計算29系統(tǒng)總目標(biāo)

詳盡而明確的研制規(guī)劃

功能分析工作分解結(jié)構(gòu)月球軌道交會方案具體化技術(shù)目標(biāo)技術(shù)活動30

20次飛行試驗(yàn)詳細(xì)規(guī)劃四大系統(tǒng)運(yùn)載火箭系統(tǒng)載人飛船系統(tǒng)跟蹤和數(shù)據(jù)系統(tǒng)發(fā)射和飛行指揮系統(tǒng)六項(xiàng)輔助計劃水星計劃雙子星座計劃飛馬座計劃徘徊者計劃勘察者計劃月球軌道環(huán)行器水星號31我國兩彈一星與載人航天系統(tǒng)工程實(shí)踐我國比較系統(tǒng)地、有組織地研究和運(yùn)用系統(tǒng)工程始于1960年代，在兩彈一星和載人飛船有成功的探索。32我國兩彈一星與載人航天系統(tǒng)工程實(shí)踐載人飛船工程〔7個系統(tǒng)〕：航天員系統(tǒng)、飛船應(yīng)用系統(tǒng)、載人飛船系統(tǒng)、運(yùn)載火箭系統(tǒng)、發(fā)射場系統(tǒng)、測控通信系統(tǒng)、著陸場系統(tǒng)。如載人飛船系統(tǒng)〔13個分系統(tǒng)〕：結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)分系統(tǒng)、制導(dǎo)導(dǎo)航與控制分系統(tǒng)、熱控分系統(tǒng)、環(huán)境控制與生命保障分系統(tǒng)、推進(jìn)分系統(tǒng)、測控與通信分系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)、電源分系統(tǒng)、回收著陸分系統(tǒng)、儀表與照明分系統(tǒng)、應(yīng)急救生分系統(tǒng)、乘員分系統(tǒng)、有效載荷分系統(tǒng)。

332.3系統(tǒng)工程的根底理論和工具 系統(tǒng)工程的根底理論是運(yùn)籌學(xué)、控制論和信息論等組成的一類技術(shù)科學(xué)，其根本工具是計算機(jī)以及為其提供計算方法的計算科學(xué)。34一、運(yùn)籌學(xué)簡介1.開展歷程〔1〕二戰(zhàn)以前，萌芽階段?！?〕二戰(zhàn)期間，產(chǎn)生階段?！?〕五六十年代，開展階段?！?〕七八十年代，走向成熟階段。2.開展趨勢與系統(tǒng)工程學(xué)相結(jié)合；尋求新方法；以應(yīng)用為主，其次是運(yùn)籌科學(xué)和運(yùn)籌數(shù)學(xué)。35續(xù)3.常用的運(yùn)籌學(xué)方法包括：數(shù)學(xué)規(guī)劃〔線性規(guī)劃、運(yùn)輸、指派、0-1指派等用于企業(yè)經(jīng)營管理、生產(chǎn)方案的安排、人員物資的分配、交通運(yùn)輸方案的編制等等〕、動態(tài)規(guī)劃、庫存論、網(wǎng)絡(luò)分析與網(wǎng)絡(luò)方案、決策論、對策論、排隊(duì)論、預(yù)測論等。統(tǒng)稱最優(yōu)化理論。36續(xù)4.運(yùn)籌學(xué)與系統(tǒng)工程的關(guān)系運(yùn)籌學(xué)是從系統(tǒng)工程中提煉出來的根底理論，屬于技術(shù)科學(xué)；系統(tǒng)工程是運(yùn)籌學(xué)的實(shí)踐內(nèi)容屬工程技術(shù)。運(yùn)籌學(xué)在國外被稱為狹義系統(tǒng)工程，與國內(nèi)的運(yùn)籌學(xué)內(nèi)涵不同，它解決具體的“戰(zhàn)術(shù)問題”；系統(tǒng)工程側(cè)重于研究戰(zhàn)略性的“全局問題”。運(yùn)籌學(xué)只對已有系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化；系統(tǒng)工程從系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計開始就運(yùn)用優(yōu)化的思想。運(yùn)籌學(xué)是系統(tǒng)工程的數(shù)學(xué)理論，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)工程實(shí)踐的計算手段，是為系統(tǒng)工程效勞的；系統(tǒng)工程是方法論，著重于概念、原那么、方法的研究，只把運(yùn)籌學(xué)作為手段和工具使用。37二、控制論控制論〔Cybernatics〕維納于1948年出版了《控制論》一書經(jīng)典控制論——現(xiàn)代控制論——大系統(tǒng)控制理論研究大系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案、穩(wěn)定性、最優(yōu)化、建模及模型簡化等。對系統(tǒng)方法的啟示：黑箱-灰箱-白箱法功能模擬法形式化、數(shù)量化、最優(yōu)化方法38信息論美國數(shù)學(xué)家申農(nóng)〔〕和維納〔信息科學(xué)〕以信息為主要研究對象，以信息的運(yùn)動規(guī)律和應(yīng)用方法為主要研究內(nèi)容，以計算機(jī)、光導(dǎo)纖維等為主要研究工具，以擴(kuò)展人類的信息功能為主要研究目標(biāo)。類比方法統(tǒng)計方法信息方法〔運(yùn)用信息的觀點(diǎn)，把系統(tǒng)看作是借助于信息的獲取、傳遞、加工、處理而實(shí)現(xiàn)其有目的性的運(yùn)動的一種研究方法〕計算機(jī)是系統(tǒng)工程最為得力的工具。

三、信息論392.4系統(tǒng)工程方法論 系統(tǒng)工程的指導(dǎo)思想是系統(tǒng)思想。綜合系統(tǒng)方法、控制方法和信息方法就構(gòu)成了系統(tǒng)工程處理問題的根本方法。一般采用系統(tǒng)分析、評價、綜合等步驟來研究系統(tǒng)，以模型化、仿真模擬和系統(tǒng)評價與決策方法為工具進(jìn)行定量分析。典型的方法有：霍爾三維結(jié)構(gòu)、三階段法、“調(diào)查學(xué)習(xí)”模式、并行工程等。分析綜合評價40

一、霍爾三維結(jié)構(gòu)41運(yùn)用SE知識，把三維結(jié)構(gòu)中的六個時間階段和七個邏輯步驟結(jié)合起來，便形成所謂霍爾管理矩陣如下：

邏輯維（步驟）時間維（階段）1明確問題2選擇目標(biāo)3系統(tǒng)綜合4系統(tǒng)分析5方案優(yōu)化6作出決策7付諸實(shí)施1.規(guī)劃階段a11a12a13a14a15a16a172.方案階段a21a22a23a24a25a26a273.研制階段a31a32a33a34a35a36a374.生產(chǎn)階段a41a42a43a44a45a46a475.運(yùn)行階段a51a52a53a54a55a56a576.更新階段a61a62a63a64a65a66a67

霍爾管理矩陣代表一項(xiàng)具體的管理活動42在這個過程系統(tǒng)中，每一階段都有自己的管理內(nèi)容和管理目標(biāo)，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，再加上具體的管理對象，組成了一個有機(jī)整體?；魻柟芾砭仃嚳梢蕴嵝讶藗冊谀膫€階段該做哪一步工作，同時明確各項(xiàng)具體工作在全局中的地位和作用，從而使工作得到合理安排。把系統(tǒng)工程過程系統(tǒng)運(yùn)用于大型工程工程，尤其是探索性強(qiáng)、技術(shù)復(fù)雜、投資大、周期長的“大科學(xué)”研究工程，可以減少決策上的失誤和方案實(shí)施過程中的困難?；凇叭S結(jié)構(gòu)”模型的系統(tǒng)工程過程系統(tǒng)43國內(nèi)外許多事例說明，運(yùn)用科學(xué)的系統(tǒng)工程過程系統(tǒng)管理方法，決策的可靠性可提高一倍以上，節(jié)約時間和總投資平均在15%以上，而用于管理的費(fèi)用一般只占總投資的3%～6%。在規(guī)劃和方案探索階段，只花去裝備壽命周期費(fèi)用的極少局部，但確定了裝備一生要花費(fèi)用的70%；全面工程研制之前，花費(fèi)的費(fèi)用占到壽命周期費(fèi)用的3%，但固定了壽命周期費(fèi)用的85%；研制結(jié)束時，裝備壽命周期費(fèi)用已被根本固定。基于“三維結(jié)構(gòu)”模型的系統(tǒng)工程過程系統(tǒng)44壽命周期費(fèi)用

壽命周期費(fèi)用〔LCC，LifeCycleCost〕是指裝備在其壽命周期內(nèi)，為論證、研制、生產(chǎn)、使用與保障、退役所付出的一切費(fèi)用之和，亦即系統(tǒng)在壽命周期內(nèi)，為購置以及維持其正常運(yùn)行所需支付的全部費(fèi)用。購置費(fèi)使用費(fèi)保障費(fèi)處置費(fèi)45

二、三階段法46切克蘭德1981年提出“調(diào)查學(xué)習(xí)”模式，從系統(tǒng)工程方法論角度看，切克蘭德的“調(diào)查學(xué)習(xí)”方法具有更高的概括性。切克蘭德的“調(diào)查學(xué)習(xí)”軟方法的核心不是尋求“最優(yōu)化”，而是“調(diào)查、比較”或者說是“學(xué)習(xí)”，從模型和現(xiàn)狀比較中，學(xué)習(xí)改善現(xiàn)存系統(tǒng)的途徑。

三、“調(diào)查學(xué)習(xí)”模式47問題及其環(huán)境的識別與表達(dá)建立概念模型(目標(biāo)系統(tǒng)概念化)根底定義比較尋求改善途徑選擇設(shè)計實(shí)施評估.1.工作程序48切克蘭德的“調(diào)查學(xué)習(xí)”軟方法的核心不是尋求“最優(yōu)化”，而是“調(diào)查、比較”或者說是“學(xué)習(xí)”，從模型和現(xiàn)狀比較中，學(xué)習(xí)改善現(xiàn)存系統(tǒng)的途徑。概念模型代替數(shù)學(xué)模型，思路更加開闊。滿意解代替最優(yōu)解，價值觀方面的重要變化。49

四、并行工程方法學(xué)并行工程(ConcurrentEngineering，簡稱CE)是美國在80年代末提出的，在計算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS和系統(tǒng)工程中開展起來的工程技術(shù)，也是美國國防部在90年代乃至21世紀(jì)開展武器裝備系統(tǒng)的根本管理模式。Winner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，包括制造過程和支持過程，進(jìn)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