第3章系統(tǒng)工程方法論

第三章系統(tǒng)工程方法論3．1系統(tǒng)工程的方法論框架3．2闡明問(wèn)題階段3．3謀劃備選方案3．4建模和預(yù)計(jì)后果3．5預(yù)測(cè)未來(lái)環(huán)境3．6評(píng)比備選方案3．7系統(tǒng)工程分析報(bào)告3．1系統(tǒng)工程的方法論框架五個(gè)環(huán)節(jié)，兩個(gè)注意：反復(fù)和交流3．2闡明問(wèn)題階段一、阿科夫——亂題（messes）二、“硬問(wèn)題”：能夠清楚的闡明目標(biāo)、邊界和約束的問(wèn)題，求解過(guò)程是找到最有效的達(dá)到目標(biāo)的手段。 “軟問(wèn)題”：目標(biāo)、邊界和約束的問(wèn)題不清楚，有些變量無(wú)法分析。 系統(tǒng)思考的發(fā)展最重要的體現(xiàn)在問(wèn)題闡明階段，如基本假設(shè)表面化與檢驗(yàn)、交互式規(guī)劃，以及后現(xiàn)代系統(tǒng)思考?！断到y(tǒng)思考——適于管理者的創(chuàng)造性整體論》（Jackson杰克遜）問(wèn)題的情景與系統(tǒng)方法：硬系統(tǒng)思考（系統(tǒng)分析）解放系統(tǒng)思想系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)組織控制論復(fù)雜性理論后現(xiàn)代系統(tǒng)思想（鼓勵(lì)多樣化）參與者系統(tǒng)單元的多元的強(qiáng)制的簡(jiǎn)單復(fù)雜軟系統(tǒng)方法三、 決策者：感覺(jué)到現(xiàn)狀不滿(mǎn)意，或?qū)ξ磥?lái)?yè)?dān)憂(yōu)，并委托專(zhuān)業(yè)人員尋求解決。

提出問(wèn)題者：也可能不是決策者。如：政協(xié)委員。

委托人：接受決策者的旨意，委托他人從事某項(xiàng)系統(tǒng)分析工作，起到?jīng)Q策者和系統(tǒng)工程人員之間的中間人作用。如：國(guó)家社科基金委。

系統(tǒng)工程（分析）人員：專(zhuān)業(yè)人員，不涉及自身利益，尋求并提出解決問(wèn)題的方案。四、闡明問(wèn)題階段工作內(nèi)容： 本身就是一個(gè)小規(guī)模的系統(tǒng)工程，要在某種程度上研究目標(biāo)結(jié)構(gòu)、價(jià)值觀念、約束條件、備選方案、后果及相關(guān)人員的反應(yīng)。1、問(wèn)題剖析包括兩部分：?jiǎn)栴}性質(zhì)和問(wèn)題條件。（5W1H：What,Why,When,Where,Who,How） 檢視 利益相關(guān)者2、階段結(jié)果報(bào)告 包括：?jiǎn)栴}的由來(lái)和背景；重要性；可能采取行動(dòng)的組織和個(gè)人；利益相關(guān)者的組織和人員；目標(biāo)、評(píng)價(jià)指標(biāo)、約束條件、備選方案的初步描述、建議等、1）目標(biāo)：應(yīng)幫助決策者達(dá)到真正的目標(biāo)并找出適當(dāng)?shù)耐緩?/p>

2）評(píng)價(jià)指標(biāo) 衡量決策者對(duì)方案后果的滿(mǎn)意程度，需要確定一組指標(biāo)。 也是綜合評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。 盡量量化，如醫(yī)療狀況，用嬰兒死亡率、預(yù)期壽命做指標(biāo)。 輸入不宜做指標(biāo)，垃圾清理系統(tǒng)的用戶(hù)繳納的清潔費(fèi)。3）約束條件 約束條件是對(duì)備選方案、后果和目標(biāo)的限制。 資源、技術(shù)、環(huán)境、時(shí)間、法律、制度3．3謀劃備選方案1）特點(diǎn)——?jiǎng)?chuàng)造性，良好的方案是良好的系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)。

都江堰

都江堰，秦太守李冰父子，“魚(yú)嘴”分水工程，“飛沙堰”分洪排沙工程，“寶瓶口”引水工程，120個(gè)附屬渠堰。丁渭智修皇宮宋代符詳年間，皇宮中發(fā)生火災(zāi)，要進(jìn)行皇宮修復(fù)工程。當(dāng)時(shí)需要解決“取土”、“外地材料的運(yùn)送”、“被燒壞皇宮的瓦礫處理”等三大問(wèn)題。主管該工程的是大臣丁渭。他便在皇宮前的大街上挖溝取土，免去到很遠(yuǎn)的地方取土；很快，路就挖成了大溝，又讓汴河決口，將水引進(jìn)壕溝。于是各地運(yùn)來(lái)的竹木都被編成筏子，連同船運(yùn)來(lái)的各種材料，都通過(guò)這條水路運(yùn)進(jìn)來(lái)?；蕦m修復(fù)后，他又讓大家將拆下來(lái)的碎磚瓦連同火燒過(guò)的灰，都填進(jìn)溝里，重新修成大路。經(jīng)過(guò)這一處理，不僅節(jié)約了大量時(shí)間，還節(jié)省了上億的經(jīng)費(fèi)。丁渭智修皇宮，就是充分把握要素之間的相生關(guān)系，使系統(tǒng)往有序和互相促進(jìn)的方向發(fā)展，同時(shí)又把握了系統(tǒng)要素的相克性質(zhì)，促使其向反面演化，最終達(dá)到最理想的效果。阿拉斯加原油輸送方案的系統(tǒng)分析普拉德霍灣油田→美國(guó)本土任務(wù)：每天運(yùn)送200萬(wàn)桶環(huán)境：油田處于北極圈內(nèi)，海灣長(zhǎng)年處于冰封階段；陸地長(zhǎng)年冰凍，最低氣溫達(dá)零下50

C。方案優(yōu)點(diǎn)主要問(wèn)題1：海路油船運(yùn)輸4～5艘超級(jí)油輪

天需破冰船引航；起終點(diǎn)需建造大型油庫(kù)；海上風(fēng)暴影響2：陸路帶加溫系統(tǒng)油管輸送利用成熟的管道輸油技術(shù)沿途設(shè)加溫站；管理、運(yùn)輸和供給燃料；一半管道需底架支撐和保溫處理總結(jié)：1不安全，費(fèi)用大，無(wú)保證；2安全，供油穩(wěn)定，費(fèi)用高決策人員處理策略：暫時(shí)把方案2作為參考方案作進(jìn)一步細(xì)致研究，為規(guī)劃做準(zhǔn)備；同時(shí)繼續(xù)播出經(jīng)費(fèi)，邀請(qǐng)系統(tǒng)分析人員提出競(jìng)爭(zhēng)新方案。競(jìng)爭(zhēng)方案3：原油中加入海水，用普通輸油管道運(yùn)輸原理：類(lèi)似制作汽車(chē)防凍液，含10％～20％NaCl的海水＋原油＝低溫下乳狀液原油，能暢流優(yōu)點(diǎn)：安全，供油穩(wěn)定，節(jié)省費(fèi)用缺點(diǎn)：需運(yùn)輸無(wú)用海水競(jìng)爭(zhēng)方案4：天然氣轉(zhuǎn)換為甲醇＋原油＝低熔點(diǎn)原油，增加流動(dòng)性原理：埋在地下的石油原來(lái)是油、氣合一的熔點(diǎn)很低，經(jīng)漫長(zhǎng)年代，油氣才逐漸分離優(yōu)點(diǎn)：普通管道可同時(shí)輸送原油和天然氣，僅管道鋪設(shè)費(fèi)就節(jié)省近60億美元，比方案3省一半2）原則： 避免利益沖突 忠于科學(xué) 有勇氣否定 集體智慧——頭腦風(fēng)暴法3．4建模和預(yù)計(jì)后果 建?！獜闹庇X(jué)到科學(xué)的分析。1、分析模型：分析模型通常用數(shù)學(xué)關(guān)系式表達(dá)變量之間的關(guān)系。如運(yùn)籌學(xué)模型。2、仿真模型：通過(guò)一系列“偽試驗(yàn)”（一般用計(jì)算機(jī)），來(lái)預(yù)測(cè)結(jié)果。 蒙特卡洛仿真 圣吉的微世界模型 物流和交通仿真3、博弈模型 又叫對(duì)策論，在人類(lèi)的互動(dòng)行為中，結(jié)局依賴(lài)于兩個(gè)或更多的人們所采取的交互式的戰(zhàn)略，這些人們具有相反的動(dòng)機(jī)或者最好的組合動(dòng)機(jī)（mixedmotives）。 如沖突分析

4、判斷模型 軟系統(tǒng)方法，會(huì)議法，Delphi法等3．5預(yù)測(cè)未來(lái)環(huán)境

環(huán)境是決策人無(wú)法控制的自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和技術(shù)的未來(lái)狀態(tài)。1、離開(kāi)未來(lái)實(shí)施環(huán)境去談方案后果是沒(méi)有實(shí)際意義的。系統(tǒng)工程者向決策人后果信息只能這樣表述：在某種環(huán)境下采取某種行動(dòng)將會(huì)導(dǎo)致什么結(jié)果。2、行動(dòng)方案從決策到實(shí)施有一段時(shí)間間隔，而未來(lái)狀態(tài)是不確定的，不確定是系統(tǒng)工程全過(guò)程的一個(gè)基本特點(diǎn)。方法情景分析法——對(duì)于每種方案都確定幾組未來(lái)實(shí)施環(huán)境的特征和條件。如對(duì)市場(chǎng)：好、持平、差。 一般需要給出每種情景的可能性，好：30％；持平：40％；差30％，比較方案的期望后果。模型法：考慮效率和效果。在不確定情況下，給出一個(gè)預(yù)測(cè)范圍比精確預(yù)測(cè)更有意義。靈敏度分析，如

項(xiàng)目投資靈敏度分析是指在你原有的分析基礎(chǔ)上如果投資環(huán)境發(fā)生變化例如原材料價(jià)格變化或者土地價(jià)格變化等會(huì)引起多少的最終利潤(rùn)變化.要分為單項(xiàng)的投入變化的靈敏度和綜合的靈敏度分析,也就是說(shuō)最壞的情況比如材料價(jià)格上漲并且土地價(jià)格也上漲再加上產(chǎn)品價(jià)格下降會(huì)引起怎樣的利潤(rùn)變化.3．6評(píng)比備選方案對(duì)備選方案排出優(yōu)先持續(xù)。方案評(píng)價(jià)是復(fù)雜的?；?qū)溥x方案和情景列于同一表格或圖表，如蘭德公司在為荷蘭三角灣防洪這項(xiàng)巨大工程所進(jìn)行的系統(tǒng)分析中，就將四種備選方案（建封閉水壩、建防風(fēng)浪水壩、修堤防和維持現(xiàn)狀）在投資、經(jīng)常費(fèi)用、安全、生態(tài)、漁業(yè)、運(yùn)輸、旅游、國(guó)民經(jīng)濟(jì)及區(qū)域經(jīng)濟(jì)等方面的后果指標(biāo)值用不同顏色標(biāo)志登記在同一記分表格中，供決策者比較判斷。在很大程度上，系統(tǒng)工程是決策支持，而非直接給出決策結(jié)果，涉及價(jià)值觀和效用函數(shù)。 錢(qián)學(xué)森派系統(tǒng)工程繼承并發(fā)揚(yáng)了西蒙(Simon)的決策思想。 在西蒙提出的決策模型中，其目標(biāo)函數(shù)以效用函數(shù)取代價(jià)值函數(shù)，可以適應(yīng)目標(biāo)多樣化的要求，非物質(zhì)因素（精神因素）也可用“效用”的形式表現(xiàn)；在決策方法上，以滿(mǎn)意性準(zhǔn)則取代原來(lái)奉行的最優(yōu)化準(zhǔn)則，即企業(yè)中的各級(jí)決策人，從“主觀的理性”出發(fā)，在決策中尋求的是他們自己認(rèn)為“滿(mǎn)意的解”，而不是從“客觀的理性”出發(fā)所要來(lái)的“最優(yōu)解”。把決策人看作是“尋求滿(mǎn)意的人”，而不是尋求“最優(yōu)的人”，在決策中會(huì)更加符合或接近客觀實(shí)踐。 缺陷在于硬思考（較少考慮演化和自組織）和強(qiáng)勢(shì)者控制（較少考慮多樣化、批判和解放）。

系統(tǒng)思考，由科技獎(jiǎng)得主捐出獎(jiǎng)金想起孔子一則公案，中國(guó)人的系統(tǒng)觀，支教3年免費(fèi)師范生政策思考，岳飛之死的系統(tǒng)思考3．7系統(tǒng)工程分析報(bào)告包括三部分：1、簡(jiǎn)略報(bào)告，要點(diǎn)、依據(jù)、結(jié)論和行動(dòng)方案的建議，提供給決策者。2、主體報(bào)告，用非技術(shù)語(yǔ)言描述整個(gè)分析過(guò)程，包括背景分析、問(wèn)題的闡明、分析的依據(jù)和設(shè)想、方案的篩選、分析過(guò)程的關(guān)鍵問(wèn)題、結(jié)論，提供給主管或?qū)嵤╉?xiàng)目的有關(guān)決策者和管理人員。3、技術(shù)報(bào)告，包括分析過(guò)程的技術(shù)內(nèi)容、數(shù)學(xué)模型、計(jì)算機(jī)程序及使用說(shuō)明等，提供給審查分析報(bào)告的專(zhuān)家閱讀。 寫(xiě)作順序一般為技術(shù)報(bào)告、主體報(bào)告到簡(jiǎn)報(bào)。 還可能需要講解材料和答辯。 本課程后續(xù)大部分內(nèi)容是與本章系統(tǒng)工程分析框架有關(guān)的方法和工具，如一般的系統(tǒng)分析、高階分析與建模方法以及評(píng)價(jià)方法。 決策分析及系統(tǒng)思考的發(fā)展作為獨(dú)立部分講解。9、春去春又回，新桃換舊符。在那桃花盛開(kāi)的地方，在這醉人芬芳的季節(jié)，愿你生活像春天一樣陽(yáng)光，心情像桃花一樣美麗，日子像桃子一樣甜蜜。2月-252月-25Wednesday,February26,202510、人的志向通常和他們的能力成正比例。18:08:3118:08:3118:082/26/20256:08:31PM11、夫?qū)W須志也，才須學(xué)也，非學(xué)無(wú)以廣才，非志無(wú)以成學(xué)。2月-2518:08:3118:08Feb-2526-Feb-2512、越是無(wú)能的人，越喜歡挑剔別人的錯(cuò)兒。18:08:3118:08:3118:08Wednesday,February26,202513、志不立，天下無(wú)可成之事。2月-252月-2518:08:3118:08:31February26,202514、ThankyouverymuchfortakingmewithyouonthatsplendidoutingtoLondon.ItwasthefirsttimethatIhadseentheToweroranyoftheotherfamoussights.IfI'dgonealone,Icouldn'thaveseennearlyasmuch,becauseIwouldn'thaveknownmywayabout.。26二月20256:08:31下午18:08:312月-2515