系統(tǒng)工程的基本方法和方法論

1、第二章第二章 系統(tǒng)工程的基本方法和系統(tǒng)工程的基本方法和 方法論方法論 2 l 方法和方法論在認識上是兩個不同的范疇。方法是用于完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)和操作；而方法論是進行研究成一個既定任務(wù)的具體技術(shù)和操作；而方法論是進行研究 和探索的一般途徑，也就是解決問題的基本程序和邏輯步和探索的一般途徑，也就是解決問題的基本程序和邏輯步 驟，是對方法如何使用的指導(dǎo)。驟，是對方法如何使用的指導(dǎo)。 l 系統(tǒng)工程方法論是研究和探索（復(fù)雜）系統(tǒng)問題的一般規(guī)系統(tǒng)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。律和途徑。 l 系統(tǒng)工程方法論的特點：系統(tǒng)

2、工程方法論的特點： 描述性（自然科學(xué)）：內(nèi)在的因果關(guān)系與機理描述性（自然科學(xué)）：內(nèi)在的因果關(guān)系與機理 規(guī)范性（工程技術(shù)）：一定的邏輯程式規(guī)范性（工程技術(shù)）：一定的邏輯程式 對話性（系統(tǒng)工程）：系統(tǒng)工程人員、決策者、評論者、對話性（系統(tǒng)工程）：系統(tǒng)工程人員、決策者、評論者、 公眾公眾 3 系統(tǒng)思想是關(guān)于事物的整體性觀念、相互聯(lián)系的系統(tǒng)思想是關(guān)于事物的整體性觀念、相互聯(lián)系的 觀念、演化發(fā)展的觀念。觀念、演化發(fā)展的觀念。即全面而不是片面的、聯(lián)系即全面而不是片面的、聯(lián)系 的而不是孤立的、發(fā)展的而不是靜止的看問題。的而不是孤立的、發(fā)展的而不是靜止的看問題。 （1 1）古代的系統(tǒng)思想：）古代的系統(tǒng)思想：“

3、不見樹木，只見森林不見樹木，只見森林” （2 2）近代的分析方法：）近代的分析方法：“只見樹木，不見森林只見樹木，不見森林” （3 3）現(xiàn)代的系統(tǒng)思想：）現(xiàn)代的系統(tǒng)思想：“先見森林，后見樹木先見森林，后見樹木” 4 處理復(fù)雜系統(tǒng)問題的基本觀點處理復(fù)雜系統(tǒng)問題的基本觀點 n整體觀點：把系統(tǒng)內(nèi)部所有要素看成一個整體整體觀點：把系統(tǒng)內(nèi)部所有要素看成一個整體 n綜合觀點：綜合考慮系統(tǒng)的方方面面，協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)各要綜合觀點：綜合考慮系統(tǒng)的方方面面，協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)各要 素之間的關(guān)系。素之間的關(guān)系。 n層次觀點：處理復(fù)雜問題時要抓住問題的主要矛盾，抓層次觀點：處理復(fù)雜問題時要抓住問題的主要矛盾，抓 住主要矛盾的主要

4、方面。住主要矛盾的主要方面。 n價值觀點：考慮系統(tǒng)的投入與產(chǎn)出價值觀點：考慮系統(tǒng)的投入與產(chǎn)出 n發(fā)展觀點：用動態(tài)的、發(fā)展的觀點去思考、研究、解決發(fā)展觀點：用動態(tài)的、發(fā)展的觀點去思考、研究、解決 系統(tǒng)問題。系統(tǒng)問題。 5 系統(tǒng)工程方法論系統(tǒng)工程方法論 最具代表性的系統(tǒng)最具代表性的系統(tǒng) 工程方法論有工程方法論有: : 霍爾霍爾“三維結(jié)構(gòu)三維結(jié)構(gòu)” 并行工程并行工程 綜合集成方法綜合集成方法 切克蘭德的切克蘭德的“學(xué)習(xí)調(diào)查學(xué)習(xí)調(diào)查”法法 物理物理事理事理人理（人理（WSRWSR） 6 定定 義義特特 點點解決的方法解決的方法 良結(jié)構(gòu)良結(jié)構(gòu)S S 偏重工程、偏重工程、 機 理 明 顯機 理 明 顯 的

5、 物 理 型的 物 理 型 的硬的硬S S 可用較明顯的數(shù)學(xué)?？捎幂^明顯的數(shù)學(xué)模 型描述，有較現(xiàn)成的型描述，有較現(xiàn)成的 定量方法可以計算出定量方法可以計算出 系統(tǒng)的行為和最佳結(jié)系統(tǒng)的行為和最佳結(jié) 果。果。 用用“硬方法硬方法”求求 出最佳的定量結(jié)出最佳的定量結(jié) 果，霍爾的三維果，霍爾的三維 結(jié)構(gòu)主要適用于結(jié)構(gòu)主要適用于 此。此。 不良結(jié)構(gòu)不良結(jié)構(gòu)S S 偏重社會、偏重社會、 機 理 尚 不機 理 尚 不 清 楚 的 生清 楚 的 生 物型的軟物型的軟S S 較難用數(shù)學(xué)模型描述，較難用數(shù)學(xué)模型描述， 因其加入了人的直覺因其加入了人的直覺 和判斷，往往只能用和判斷，往往只能用 半定量、半定性或者半

6、定量、半定性或者 只能用定性的方法來只能用定性的方法來 處理問題。處理問題。 用用“軟方法軟方法”求求 出可行的滿意解，出可行的滿意解， 常用德爾菲法、常用德爾菲法、 情景分析法、沖情景分析法、沖 突分析法、切克突分析法、切克 蘭德的蘭德的“調(diào)查學(xué)調(diào)查學(xué) 習(xí)習(xí)” 法等。法等。 7 霍爾三維結(jié)構(gòu)霍爾三維結(jié)構(gòu) n霍爾三維結(jié)構(gòu)是由美國學(xué)者霍爾三維結(jié)構(gòu)是由美國學(xué)者A AD D霍爾霍爾(A(AD DHall)Hall)等人等人 在大量工程實踐的基礎(chǔ)上，于在大量工程實踐的基礎(chǔ)上，于19691969年提出的。其內(nèi)容年提出的。其內(nèi)容 反映在可以直觀展示系統(tǒng)工程各項工作內(nèi)容的三維結(jié)反映在可以直觀展示系統(tǒng)工程各項

7、工作內(nèi)容的三維結(jié) 構(gòu)圖中。構(gòu)圖中。 n霍爾三維結(jié)構(gòu)集中體現(xiàn)了系統(tǒng)工程方法的系統(tǒng)化、綜霍爾三維結(jié)構(gòu)集中體現(xiàn)了系統(tǒng)工程方法的系統(tǒng)化、綜 合化、最優(yōu)化、程序化和標(biāo)準(zhǔn)化等特點，是系統(tǒng)工程合化、最優(yōu)化、程序化和標(biāo)準(zhǔn)化等特點，是系統(tǒng)工程 方法論的重要基礎(chǔ)內(nèi)容。方法論的重要基礎(chǔ)內(nèi)容。 系統(tǒng)工程的基本工作過程系統(tǒng)工程的基本工作過程 l霍爾三維結(jié)構(gòu)霍爾三維結(jié)構(gòu) 霍爾三維結(jié)構(gòu)是將系統(tǒng)工程整個活動過程霍爾三維結(jié)構(gòu)是將系統(tǒng)工程整個活動過程 分為前后緊密銜接的七個階段和七個步驟，同分為前后緊密銜接的七個階段和七個步驟，同 時還考慮了為完成這些階段和步驟所需要的各時還考慮了為完成這些階段和步驟所需要的各 種種專業(yè)知識專業(yè)

8、知識和技能。這樣，就形成了由時間維、和技能。這樣，就形成了由時間維、 邏輯維和知識維所組成的三維空間結(jié)構(gòu)。邏輯維和知識維所組成的三維空間結(jié)構(gòu)。 9 知識維（知識維（K） 運籌學(xué)運籌學(xué) 控制論控制論 社會科學(xué)社會科學(xué) 工程技術(shù)工程技術(shù) 邏輯維（邏輯維（L） 規(guī)劃階段規(guī)劃階段 設(shè)計階段設(shè)計階段 分析階段分析階段 運籌階段運籌階段 實施階段實施階段 運行階段運行階段 更新階段更新階段 時間維時間維(T) 擺擺 明明 問問 題題 系系 統(tǒng)統(tǒng) 設(shè)設(shè) 計計 方方 案案 綜綜 合合 模模 型型 化化 實實 施施 計計 劃劃 決決 策策 最最 優(yōu)優(yōu) 化化 知識維：指在完成上述各知識維：指在完成上述各 階段和各

9、步驟所需要的各階段和各步驟所需要的各 種專業(yè)知識和管理知識。種專業(yè)知識和管理知識。 邏輯維：每個階段需進行的工邏輯維：每個階段需進行的工 作步驟，是運用系統(tǒng)工程方法作步驟，是運用系統(tǒng)工程方法 進行思考、分析和解決問題應(yīng)進行思考、分析和解決問題應(yīng) 遵循的一般程序。遵循的一般程序。 時間維：從規(guī)劃到更新，時間維：從規(guī)劃到更新， 按時間順序排列的按時間順序排列的SE全過全過 程。程。 10 霍爾三維結(jié)構(gòu)方法特征：霍爾三維結(jié)構(gòu)方法特征： 強調(diào)明確目標(biāo)，核心內(nèi)容是最優(yōu)化，并認為現(xiàn)實問題強調(diào)明確目標(biāo)，核心內(nèi)容是最優(yōu)化，并認為現(xiàn)實問題 基本上都可歸納成系統(tǒng)工程問題，應(yīng)用定量分析手段，基本上都可歸納成系統(tǒng)工程

10、問題，應(yīng)用定量分析手段， 求得最優(yōu)解答。求得最優(yōu)解答。 該方法論具有研究方法上的整體性（三維）、技術(shù)應(yīng)該方法論具有研究方法上的整體性（三維）、技術(shù)應(yīng) 用上的綜合性（知識維）、組織管理上的科學(xué)性（時用上的綜合性（知識維）、組織管理上的科學(xué)性（時 間維與邏輯維）和系統(tǒng)工程工作的問題導(dǎo)向性（邏輯間維與邏輯維）和系統(tǒng)工程工作的問題導(dǎo)向性（邏輯 維）等突出特點。維）等突出特點。 11 基于基于 “三維結(jié)構(gòu)三維結(jié)構(gòu)”模型的模型的 12 基于基于 “三維結(jié)構(gòu)三維結(jié)構(gòu)”模型的模型的 13 壽命周期費用壽命周期費用 壽命周期費用（壽命周期費用（LCCLCC，Life Cycle CostLife Cycle C

11、ost）是指裝備）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、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用之和，亦即系統(tǒng)在壽命周期內(nèi)，退役所付出的一切費用之和，亦即系統(tǒng)在壽命周期內(nèi)， 為購置以及維持其正常運行所需支付的全部費用。為購置以及維持其正常運行所需支付的全部費用。 購置費購置費 使用費使用費保障費保障費處置費處置費 14 切克蘭德切克蘭德方法論方法論 n2020世紀(jì)世紀(jì)40406060年代期間，系統(tǒng)工程主要用來尋求年代期間，系統(tǒng)工程主要用來尋求 各種戰(zhàn)術(shù)問題的最優(yōu)策略、組織管理大型工程項各種戰(zhàn)術(shù)問題的最優(yōu)策略、組織管理大型工程項 目等。目等。 n

12、2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代以后，系統(tǒng)工程越來越多地用于研年代以后，系統(tǒng)工程越來越多地用于研 究社會經(jīng)濟的發(fā)展戰(zhàn)略和組織管理問題，涉及的究社會經(jīng)濟的發(fā)展戰(zhàn)略和組織管理問題，涉及的 人、信息和社會等因素相當(dāng)復(fù)雜，使得系統(tǒng)工程人、信息和社會等因素相當(dāng)復(fù)雜，使得系統(tǒng)工程 的對象系統(tǒng)軟化，并導(dǎo)致其中的許多因素又難以的對象系統(tǒng)軟化，并導(dǎo)致其中的許多因素又難以 量化。量化。 15 n因此，為了適應(yīng)系統(tǒng)工程的對象系統(tǒng)的軟化趨勢，因此，為了適應(yīng)系統(tǒng)工程的對象系統(tǒng)的軟化趨勢， 從從2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代開始，許多學(xué)者在霍爾方法論的年代開始，許多學(xué)者在霍爾方法論的 基礎(chǔ)上，進一步提出了各種軟系統(tǒng)工程方法論。

13、基礎(chǔ)上，進一步提出了各種軟系統(tǒng)工程方法論。 n其中，在其中，在8080年代中前期由英國蘭切斯特大學(xué)年代中前期由英國蘭切斯特大學(xué)(Lan-(Lan- caster University) Pcaster University) P切克蘭德（切克蘭德（P PCheckland)Checkland) 教授提出的方法比較系統(tǒng)且具有代表性。教授提出的方法比較系統(tǒng)且具有代表性。 16 不良結(jié)構(gòu)系統(tǒng)現(xiàn)狀說明。不良結(jié)構(gòu)系統(tǒng)現(xiàn)狀說明。通過調(diào)查分析，對現(xiàn)存的不良通過調(diào)查分析，對現(xiàn)存的不良 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的現(xiàn)狀進行說明。結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的現(xiàn)狀進行說明。 (2) (2) 弄清關(guān)聯(lián)因素。弄清關(guān)聯(lián)因素。初步弄清、改善與現(xiàn)狀有關(guān)的各種因

14、素初步弄清、改善與現(xiàn)狀有關(guān)的各種因素 及其相互關(guān)系。及其相互關(guān)系。 (3) (3) 建立概念模型。建立概念模型。在不能建立數(shù)學(xué)模型的情況下，用結(jié)構(gòu)在不能建立數(shù)學(xué)模型的情況下，用結(jié)構(gòu) 模型或語言模型來描述系統(tǒng)的現(xiàn)狀。模型或語言模型來描述系統(tǒng)的現(xiàn)狀。 (4) (4) 改善概念模型改善概念模型。隨著分析的不斷深入和。隨著分析的不斷深入和“學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)”的加深，的加深， 進一步用更合適的模型或方法改進上述概念模型。進一步用更合適的模型或方法改進上述概念模型。 (5) (5) 比較。比較。將概念模型與現(xiàn)狀進行比較，找出符合決策者意將概念模型與現(xiàn)狀進行比較，找出符合決策者意 圖而且可行的改革途徑或方案。圖而且

15、可行的改革途徑或方案。 (6) (6) 實施。實施。實施提出的改革方案。實施提出的改革方案。 17 概念模型代替概念模型代替 數(shù)學(xué)模型，思數(shù)學(xué)模型，思 路更加開闊。路更加開闊。 滿意解代滿意解代替最優(yōu)替最優(yōu) 解，價值觀方面解，價值觀方面 的重要變化。的重要變化。 18 n切克蘭德方法論的核心是切克蘭德方法論的核心是“比較比較”與與“探尋探尋”， 它強調(diào)從它強調(diào)從“理想理想”模式（概念模型）與現(xiàn)實狀況模式（概念模型）與現(xiàn)實狀況 的比較中，探詢改善現(xiàn)狀的途徑，使決策者滿意的比較中，探詢改善現(xiàn)狀的途徑，使決策者滿意 （化）。（化）。 n通過認識與概念化、比較與學(xué)習(xí)、實施與再認識通過認識與概念化、比較

16、與學(xué)習(xí)、實施與再認識 等過程，對社會經(jīng)濟等問題進行分析研究，這是等過程，對社會經(jīng)濟等問題進行分析研究，這是 一般軟系統(tǒng)工程方法論的共同特征。一般軟系統(tǒng)工程方法論的共同特征。 19 霍爾三維結(jié)構(gòu)與切克蘭德方法論的比較 n相同點：相同點：問題導(dǎo)向；注重程序及階段；問題導(dǎo)向；注重程序及階段； n不同點：不同點： 霍爾方法論主要以工程系統(tǒng)為研究對象，而切克蘭德霍爾方法論主要以工程系統(tǒng)為研究對象，而切克蘭德 方法更適合于對社會經(jīng)濟和經(jīng)營管理等方法更適合于對社會經(jīng)濟和經(jīng)營管理等“軟軟”系統(tǒng)問系統(tǒng)問 題的研究。題的研究。 前者的核心內(nèi)容是優(yōu)化分析，而后者的核心內(nèi)容是比前者的核心內(nèi)容是優(yōu)化分析，而后者的核心內(nèi)

17、容是比 較學(xué)習(xí)。較學(xué)習(xí)。 前者更多關(guān)注定量分析方法，而后者比較強調(diào)定性或前者更多關(guān)注定量分析方法，而后者比較強調(diào)定性或 定性與定量有機結(jié)合的基本方法。定性與定量有機結(jié)合的基本方法。 20 應(yīng)用：應(yīng)用：企業(yè)管理系統(tǒng)工程活動矩陣（框架企業(yè)管理系統(tǒng)工程活動矩陣（框架H H；內(nèi)容；內(nèi)容C C） 活動項目活動項目 問題問題 現(xiàn)狀現(xiàn)狀 說明說明 關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián) 要素要素 分析分析 方 向 目方 向 目 標(biāo) 及 指標(biāo) 及 指 標(biāo)設(shè)計標(biāo)設(shè)計 對象對象 系統(tǒng)系統(tǒng) 的再認識的再認識 變革變革 途徑途徑 探索探索 比 較 、比 較 、 分 析 、分 析 、 權(quán) 衡 、權(quán) 衡 、 評價評價 組織組織 行為行為 分析分析 實

18、施實施 與與 改進改進 1.企業(yè)診斷與企業(yè)診斷與 環(huán)境分析環(huán)境分析 2.企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)企業(yè)發(fā)展戰(zhàn) 略與規(guī)劃略與規(guī)劃 3.產(chǎn)品研究與產(chǎn)品研究與 開發(fā)管理開發(fā)管理 4.企業(yè)經(jīng)營決企業(yè)經(jīng)營決 策與計劃策與計劃 5.生產(chǎn)要素的生產(chǎn)要素的 準(zhǔn)備及投入管準(zhǔn)備及投入管 理理 6.生產(chǎn)過程的生產(chǎn)過程的 組織與控制組織與控制 7.銷售服務(wù)與銷售服務(wù)與 資金回收管理資金回收管理 8.企業(yè)管理系企業(yè)管理系 統(tǒng)更新和企業(yè)統(tǒng)更新和企業(yè) 經(jīng)營環(huán)境改善經(jīng)營環(huán)境改善 邏輯邏輯 步驟步驟 工作過程工作過程 21 第第3 3節(jié)節(jié) 物理事理人理系統(tǒng)方法物理事理人理系統(tǒng)方法 n物理事理人理系統(tǒng)方法（簡稱物理事理人理系統(tǒng)方法（簡稱WSRW

19、SR）是顧基發(fā)）是顧基發(fā) 和朱志昌在和朱志昌在19951995年提出的。年提出的。 n他們總結(jié)了國內(nèi)很多系統(tǒng)工程的研究與實踐，分他們總結(jié)了國內(nèi)很多系統(tǒng)工程的研究與實踐，分 析它們成功與失敗的原因，從眾多案例分析中悟析它們成功與失敗的原因，從眾多案例分析中悟 出出“關(guān)系協(xié)調(diào)關(guān)系協(xié)調(diào)”的重要性，從方法論的角度提出的重要性，從方法論的角度提出 了物理事理人理系統(tǒng)方法。了物理事理人理系統(tǒng)方法。 22 物理主要涉及物質(zhì)運動的機理，通常要用到自然科學(xué)的知物理主要涉及物質(zhì)運動的機理，通常要用到自然科學(xué)的知 識，主要回答這個識，主要回答這個“物物”是什么，它需要的是真實性。是什么，它需要的是真實性。 事理是做

20、事的道理，主要解決如何去安排這些物，通常用事理是做事的道理，主要解決如何去安排這些物，通常用 到管理科學(xué)方面的知識，主要回答怎樣去做。到管理科學(xué)方面的知識，主要回答怎樣去做。 人理是做人的道理，處理任何事都離不開人去做，以及由人理是做人的道理，處理任何事都離不開人去做，以及由 人來判斷這些事和物是否得當(dāng)，通常要用到人文科學(xué)的知人來判斷這些事和物是否得當(dāng)，通常要用到人文科學(xué)的知 識，主要回答應(yīng)當(dāng)如何。識，主要回答應(yīng)當(dāng)如何。 WSRWSR系統(tǒng)方法論是把這三者結(jié)合起來，它是具有東方文化系統(tǒng)方法論是把這三者結(jié)合起來，它是具有東方文化 傳統(tǒng)的系統(tǒng)方法論，得到國際同行的認同。傳統(tǒng)的系統(tǒng)方法論，得到國際同行

21、的認同。 23 表表2 21 1 物理、事理、人理系統(tǒng)方法論內(nèi)容物理、事理、人理系統(tǒng)方法論內(nèi)容 要素要素物理物理事理事理人理人理 道理道理物質(zhì)世界，法則、物質(zhì)世界，法則、 規(guī)則的理論規(guī)則的理論 管理和做事的管理和做事的 理論理論 人、紀(jì)律、規(guī)人、紀(jì)律、規(guī) 范的理論范的理論 對象對象客觀物質(zhì)世界客觀物質(zhì)世界組織、系統(tǒng)組織、系統(tǒng)人、群體、人人、群體、人 間關(guān)系、智慧間關(guān)系、智慧 著重點著重點是什么？是什么？ 功能分析功能分析 怎樣做？怎樣做？ 邏輯分析邏輯分析 應(yīng)當(dāng)怎樣做？應(yīng)當(dāng)怎樣做？ 怎樣分析怎樣分析 原則原則誠實，真理，盡誠實，真理，盡 可能正確可能正確 協(xié)調(diào)，有效，協(xié)調(diào)，有效， 盡可能平滑盡

22、可能平滑 人性，有效果人性，有效果 盡可能靈活盡可能靈活 需要的知識需要的知識自然科學(xué)自然科學(xué)管理科學(xué)管理科學(xué) 系統(tǒng)科學(xué)系統(tǒng)科學(xué) 人文知識人文知識 行為科學(xué)行為科學(xué) 24 1.1.理解領(lǐng)導(dǎo)意圖理解領(lǐng)導(dǎo)意圖 6.6.實施方案實施方案 5.5.提出建議提出建議 2.2.調(diào)查分析調(diào)查分析 3.3.形成目標(biāo)形成目標(biāo) 4.4.建立模型建立模型 協(xié)調(diào)關(guān)系協(xié)調(diào)關(guān)系 圖圖2 23 WSR3 WSR的工作程序的工作程序 25 WSRWSR方法論的主要原則：方法論的主要原則： 參與參與 綜合集成綜合集成 人機結(jié)合，以人為主人機結(jié)合，以人為主 迭代和學(xué)習(xí)迭代和學(xué)習(xí) 26 表表2 22 WSR2 WSR常用的方法常用

23、的方法 物理物理事理事理人理人理方法方法 理解理解 意圖意圖 了解顧客最初意了解顧客最初意 圖，通過談話和圖，通過談話和 收集有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)講收集有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)講 話話 了解顧客對目標(biāo)了解顧客對目標(biāo) 的偏好，喜歡什的偏好，喜歡什 么模型和評價結(jié)么模型和評價結(jié) 果的標(biāo)準(zhǔn)果的標(biāo)準(zhǔn) 了解有哪些領(lǐng)導(dǎo)了解有哪些領(lǐng)導(dǎo) 會參與決策，誰會參與決策，誰 會來用這個結(jié)果會來用這個結(jié)果 智暴，討論智暴，討論 會，認知圖會，認知圖 調(diào)查調(diào)查 分析分析 主要調(diào)查現(xiàn)在已主要調(diào)查現(xiàn)在已 有資源和制約條有資源和制約條 件，主要通過現(xiàn)件，主要通過現(xiàn) 場調(diào)查和文件檢場調(diào)查和文件檢 索索 了解用戶的經(jīng)驗了解用戶的經(jīng)驗 和知識背景和知識背景 了

24、解誰是真正的了解誰是真正的 決策者，哪些知決策者，哪些知 識是必須用的，識是必須用的， 弄清用戶上下各弄清用戶上下各 種關(guān)系是必要的種關(guān)系是必要的 DelphiDelphi法，法， 各種調(diào)查表，各種調(diào)查表， 文獻調(diào)查，文獻調(diào)查， 歷史對比，歷史對比， KJKJ法法 形成形成 目標(biāo)目標(biāo) 將所有可行的和將所有可行的和 實用的目標(biāo)準(zhǔn)則，實用的目標(biāo)準(zhǔn)則， 以及約束都列舉以及約束都列舉 出來出來 要在目標(biāo)中弄清要在目標(biāo)中弄清 它們的優(yōu)先次序它們的優(yōu)先次序 和權(quán)重和權(quán)重 最好弄清各種目最好弄清各種目 標(biāo)的涉及人物標(biāo)的涉及人物 智暴，目標(biāo)智暴，目標(biāo) 樹，統(tǒng)一計樹，統(tǒng)一計 劃規(guī)劃，劃規(guī)劃， ISMISM，AH

25、PAHP 27 建立建立 模型模型 將各種有關(guān)目將各種有關(guān)目 標(biāo)和約束數(shù)據(jù)標(biāo)和約束數(shù)據(jù) 化或規(guī)格化化或規(guī)格化 要選擇合適的模要選擇合適的模 型、程序和知識型、程序和知識 盡量把領(lǐng)導(dǎo)的意圖盡量把領(lǐng)導(dǎo)的意圖 放入模型中放入模型中 各種建模各種建模 方法和工方法和工 具具 協(xié)調(diào)協(xié)調(diào) 關(guān)系關(guān)系 要使所有模型，要使所有模型， 軟件，硬件，軟件，硬件， 算法和數(shù)據(jù)之算法和數(shù)據(jù)之 間加以協(xié)調(diào)或間加以協(xié)調(diào)或 稱之為技術(shù)協(xié)稱之為技術(shù)協(xié) 調(diào)調(diào) 要對模型和知識要對模型和知識 的合理性加以協(xié)的合理性加以協(xié) 調(diào)或稱知識協(xié)調(diào)調(diào)或稱知識協(xié)調(diào) 在工作過程中各方在工作過程中各方 面的利益，觀點、面的利益，觀點、 關(guān)系都會由于不

26、同關(guān)系都會由于不同 而引起沖突，這就而引起沖突，這就 需要利益協(xié)調(diào)需要利益協(xié)調(diào) 和諧理論、和諧理論、 亞對策、亞對策、 超對策超對策 提出提出 建議建議 要對各種物理要對各種物理 設(shè)備和程序加設(shè)備和程序加 以安裝調(diào)試，以安裝調(diào)試， 驗證驗證 要將各種專門術(shù)要將各種專門術(shù) 語改成用戶能懂語改成用戶能懂 的或喜歡的語言的或喜歡的語言 要盡量讓各方面易要盡量讓各方面易 于接受、易于執(zhí)行，于接受、易于執(zhí)行， 并考慮到今后能否并考慮到今后能否 合法運用該建議合法運用該建議 各種統(tǒng)計各種統(tǒng)計 圖表，統(tǒng)圖表，統(tǒng) 籌圖籌圖 28 第第4 4節(jié)節(jié) 綜合集成系統(tǒng)方法綜合集成系統(tǒng)方法 n1987 1987 年，錢學(xué)

27、森提出了定性和定量相結(jié)合的系統(tǒng)研年，錢學(xué)森提出了定性和定量相結(jié)合的系統(tǒng)研 究方法，并把處理復(fù)雜巨系統(tǒng)的方法命名為定性定量究方法，并把處理復(fù)雜巨系統(tǒng)的方法命名為定性定量 相結(jié)合的綜合集成方法，把它表述為從定性到定量的相結(jié)合的綜合集成方法，把它表述為從定性到定量的 綜合集成技術(shù)。綜合集成技術(shù)。 n19921992年，他又提出從定性到定量的綜合集成研討廳體年，他又提出從定性到定量的綜合集成研討廳體 系，進而把處理開放復(fù)雜巨系統(tǒng)的方法與使用這種方系，進而把處理開放復(fù)雜巨系統(tǒng)的方法與使用這種方 法的組織形式有機結(jié)合起來，將其提升到了方法論的法的組織形式有機結(jié)合起來，將其提升到了方法論的 高度。高度。 2

28、9 開放復(fù)雜巨系統(tǒng)開放復(fù)雜巨系統(tǒng) 系統(tǒng)與子系統(tǒng)分別與外界有各種各樣的能量、信息或系統(tǒng)與子系統(tǒng)分別與外界有各種各樣的能量、信息或 物質(zhì)的交換，而且通過學(xué)習(xí)互相取得知識。物質(zhì)的交換，而且通過學(xué)習(xí)互相取得知識。 系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不僅要用定量模型，而且要用定系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不僅要用定量模型，而且要用定 性模型，各個子系統(tǒng)的知識表達不同，獲取知識方式性模型，各個子系統(tǒng)的知識表達不同，獲取知識方式 也各有不同，系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)隨著情況變化會不斷演變。也各有不同，系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)隨著情況變化會不斷演變。 子系統(tǒng)數(shù)量巨大。子系統(tǒng)數(shù)量巨大。 30 調(diào) 整 模 型 與調(diào) 整 模 型 與 參數(shù)參數(shù) 系統(tǒng)運行系統(tǒng)運行 系

29、統(tǒng)評價系統(tǒng)評價 決策決策 部門部門 系 統(tǒng) 機 制系 統(tǒng) 機 制 分 析 ， 優(yōu)分 析 ， 優(yōu) 化 要 求 判化 要 求 判 斷斷 建模、仿建模、仿 真、優(yōu)化真、優(yōu)化 結(jié)果分析結(jié)果分析 與綜合與綜合 結(jié)論與結(jié)論與 建議建議 專家的理論專家的理論 與經(jīng)驗知識與經(jīng)驗知識 數(shù)據(jù)與各種數(shù)據(jù)與各種 信息資料信息資料 圖圖2-4 2-4 綜合集成方法綜合集成方法 31 綜合集成系統(tǒng)方法的特點綜合集成系統(tǒng)方法的特點: : 直接訴諸實踐經(jīng)驗，特別是專家的經(jīng)驗、感受和判斷力，把直接訴諸實踐經(jīng)驗，特別是專家的經(jīng)驗、感受和判斷力，把 這些經(jīng)驗，知識和現(xiàn)代科學(xué)提供的理論知識結(jié)合起來。這些經(jīng)驗，知識和現(xiàn)代科學(xué)提供的理論

30、知識結(jié)合起來。 專家的經(jīng)驗是局部的，多半是定性的，要通過建模、計算把專家的經(jīng)驗是局部的，多半是定性的，要通過建模、計算把 這些定性知識和各種觀測數(shù)據(jù)、統(tǒng)計資料結(jié)合起來，使局部這些定性知識和各種觀測數(shù)據(jù)、統(tǒng)計資料結(jié)合起來，使局部 定性的知識達到整體定量的知識。定性的知識達到整體定量的知識。 把人與計算機結(jié)合起來，充分利用知識工程，專家系統(tǒng)和計把人與計算機結(jié)合起來，充分利用知識工程，專家系統(tǒng)和計 算機的優(yōu)點，同時發(fā)揮人腦的洞察力和形象思維能力，取長算機的優(yōu)點，同時發(fā)揮人腦的洞察力和形象思維能力，取長 補短，產(chǎn)生出更高的智慧。補短，產(chǎn)生出更高的智慧。 32 F 系統(tǒng)工程的軟科學(xué)性系統(tǒng)工程的軟科學(xué)性

31、系統(tǒng)工程的軟科學(xué)性是從系統(tǒng)工程的應(yīng)用成果方面分系統(tǒng)工程的軟科學(xué)性是從系統(tǒng)工程的應(yīng)用成果方面分 析的，由于系統(tǒng)工程處理的對象主要是信息，目的主析的，由于系統(tǒng)工程處理的對象主要是信息，目的主 要是對問題的分析，以便獲得解決問題的最優(yōu)方案，要是對問題的分析，以便獲得解決問題的最優(yōu)方案， 供決策者決策使用。供決策者決策使用。 系統(tǒng)工程的軟科學(xué)性也可由其定義看出，它是一種方系統(tǒng)工程的軟科學(xué)性也可由其定義看出，它是一種方 法論的科學(xué)，尋求的是系統(tǒng)目標(biāo)綜合最優(yōu)的實施方案，法論的科學(xué)，尋求的是系統(tǒng)目標(biāo)綜合最優(yōu)的實施方案， 然而這一方案需要有決策者的支持，否則將失去意義，然而這一方案需要有決策者的支持，否則將失

32、去意義， 這也是系統(tǒng)工程與傳統(tǒng)方法的最根本區(qū)別。這也是系統(tǒng)工程與傳統(tǒng)方法的最根本區(qū)別。 33 F 軟科學(xué)性所表現(xiàn)出的特點：軟科學(xué)性所表現(xiàn)出的特點： 所要研究的問題沒有限制，但以人和社會問題為主，且將問題所要研究的問題沒有限制，但以人和社會問題為主，且將問題 作為系統(tǒng)對待的意識較強；作為系統(tǒng)對待的意識較強； 所要處理的問題多數(shù)是帶有政策性的，同時多半帶有探討未來所要處理的問題多數(shù)是帶有政策性的，同時多半帶有探討未來 的性質(zhì)，所以十分關(guān)心未來的不確定因素；的性質(zhì)，所以十分關(guān)心未來的不確定因素； 所要處理的問題包括了大量事實上不明確的東西；因此在分析所要處理的問題包括了大量事實上不明確的東西；因此在

33、分析 中，不僅要重視客觀上可定量化的問題，同時還要了解直觀性中，不僅要重視客觀上可定量化的問題，同時還要了解直觀性 和含糊不清之處；和含糊不清之處； 從發(fā)現(xiàn)問題到最后實施解決方案的這一期間，多數(shù)情況下要充從發(fā)現(xiàn)問題到最后實施解決方案的這一期間，多數(shù)情況下要充 分利用模型。但是，所關(guān)心的不是分利用模型。但是，所關(guān)心的不是“是否精確是否精確”，而是該模型，而是該模型 是否與目標(biāo)相符，是否有用；是否與目標(biāo)相符，是否有用； 軟科學(xué)所處理的問題跨學(xué)科的性質(zhì)很強。為了能解決問題，應(yīng)軟科學(xué)所處理的問題跨學(xué)科的性質(zhì)很強。為了能解決問題，應(yīng) 積極利用現(xiàn)有社會科學(xué)與自然科學(xué)的成果，而且要求有關(guān)專家積極利用現(xiàn)有社會

34、科學(xué)與自然科學(xué)的成果，而且要求有關(guān)專家 在廣泛的領(lǐng)域內(nèi)進行合作。在廣泛的領(lǐng)域內(nèi)進行合作。 34 思考思考題題： 1 1、處理復(fù)雜問題時，研究人員應(yīng)具備哪些觀點？并敘、處理復(fù)雜問題時，研究人員應(yīng)具備哪些觀點？并敘 述這些觀點的主要內(nèi)容。述這些觀點的主要內(nèi)容。 2 2、什么是霍爾三維結(jié)構(gòu)、什么是霍爾三維結(jié)構(gòu)? ?它有何特點它有何特點? ? 3 3、霍爾三維結(jié)構(gòu)與切克蘭德方法論有何異同點、霍爾三維結(jié)構(gòu)與切克蘭德方法論有何異同點? ? 4 4、W W、S S、R R的含義分別是什么？為什么要把的含義分別是什么？為什么要把“協(xié)調(diào)關(guān)系協(xié)調(diào)關(guān)系 ”作為作為WSRWSR方法解決問題的核心？方法解決問題的核心？

35、 5 5、如何理解并行工程思想在管理中的應(yīng)用？、如何理解并行工程思想在管理中的應(yīng)用？ 6 6、從定性到定量的綜合集成方法論的實質(zhì)是什么？、從定性到定量的綜合集成方法論的實質(zhì)是什么？ 7 7、舉例說明系統(tǒng)工程方法論的應(yīng)用。、舉例說明系統(tǒng)工程方法論的應(yīng)用。 一、創(chuàng)新方案的價值 引例引例美國阿拉斯加原油運輸問題 問題問題：美國阿拉斯加盛產(chǎn)石油，向美國本土運送。地 處北極圈內(nèi)，最低溫度達-50C。 優(yōu)點： 每天僅需4-5艘超級油 輪省錢。 問題： 要用破冰船引航增 加費用，同時有安全 問題； 起點和終點都要建造 大型油庫，且油庫儲 量應(yīng)在油田日產(chǎn)量的 十倍以上巨大開支。 優(yōu)點： 管道輸油技術(shù)成熟。 問

36、題： 要在沿途設(shè)加熱站管 理復(fù)雜，又要供給燃料； 一半管道需用底架支撐 成本比地下油管高三倍。 方案一 由海路通過油輪運送 方案二 用帶加溫設(shè)施的油管運送 方案一、二都是成熟的原油運輸方法。人們初步?jīng)Q定用方案二。 優(yōu)點： 解決方案二的問題。 優(yōu)點： 解決方案二的問題； 用普通管道可以同時輸 送原油和天然氣； 不需要運送無用的濃縮 海水 方案三 把海水濃縮到含鹽量 為10-20%后加入到原油中 方案四 將天然氣轉(zhuǎn)換為甲醇 后加入到原油中 系統(tǒng)工程需要高度的創(chuàng)造性。 “綜合即創(chuàng)造”已成為現(xiàn)代創(chuàng)造活動的基本 特征之一。 1. 5W1H法 用于初步的系統(tǒng)分析。 原則：推遲判斷；數(shù)量提供質(zhì)量。 為了避免

37、集體討論存在的屈從于權(quán)威或盲目服從 多數(shù)的缺陷，采取背靠背的方式。 特點：專家匿名表示意見、多次反饋、統(tǒng)計匯總。 關(guān)于統(tǒng)計匯總 例: 4個方案，6個專家 專家專家1專家專家2專家專家3專家專家4專家專家5專家專家6 方案11002070309080 方案2505050507090 方案3201001007010060 方案4100100401008050 （1）專家的集中意見專家的集中意見 M1=65，M2=60，M3=75，M4=48.3。 方案3 Vj=Sj/Mj Sjj方案標(biāo)準(zhǔn)差， Mjj方案算術(shù)平均值。 V1=0.50.V2=0.29,V3=0.43,V4=0.76。 方案3 （2）所

38、有專家對某一方案的協(xié)調(diào)程度所有專家對某一方案的協(xié)調(diào)程度 （3）所有專家對全部方案的協(xié)調(diào)程度所有專家對全部方案的協(xié)調(diào)程度 對未來情景，既要考慮正常的、非突變的情景， 又要考慮各種受干擾的、極端的情景。情景分析法 幫助制定靈活且富有彈性的戰(zhàn)略規(guī)劃、計劃?？梢?更迅速有效的適應(yīng)和處理各種突發(fā)性事件。 通往未來的路線，可用一個漏斗形的圖來表示。 至少分析一種“無突變”情景和兩種備用情景。 對一個問題深入細致的分解展示，可以輔助、 支持頭腦風(fēng)暴等方法，建立起相應(yīng)的圖景，提供必 要的信息。 系統(tǒng)分析系統(tǒng)分析中的幾種常用方法中的幾種常用方法 工作拆分結(jié)構(gòu)（工作拆分結(jié)構(gòu)（WBS） 甘特圖（甘特圖（Gantt）

39、 關(guān)鍵路徑法（關(guān)鍵路徑法（CPM） 計劃評審技術(shù)（計劃評審技術(shù)（PERT） 工作拆分結(jié)構(gòu)工作拆分結(jié)構(gòu) Level 1 Program 2 Project 3 Task 4 Subtask 5 Work Package 工作拆分結(jié)構(gòu)（工作拆分結(jié)構(gòu)（Work Breakdown Structure）是項目管理的核心。）是項目管理的核心。 一家餐館的工作拆分結(jié)構(gòu)一家餐館的工作拆分結(jié)構(gòu) 1.0.0新款洗衣機研制 1.1.01.1.0市市 場調(diào)研場調(diào)研 1.1.21.1.2用用 戶需求調(diào)戶需求調(diào) 研研 1.1.11.1.1行行 業(yè)調(diào)研業(yè)調(diào)研 1.1.31.1.3現(xiàn)現(xiàn) 有專利技有專利技 術(shù)調(diào)研術(shù)調(diào)研 1.

40、2.01.2.0方方 案設(shè)計案設(shè)計 1.2.21.2.2功功 能框架能框架 設(shè)計設(shè)計 1.2.11.2.1外外 觀設(shè)計觀設(shè)計 1.3.01.3.0研究研究 試驗試驗 1.3.11.3.1電電 動機動機 1.3.21.3.2電電 腦控制腦控制 1.4.01.4.0技術(shù)技術(shù) 設(shè)計設(shè)計 1.4.11.4.1 給排水給排水 1.4.21.4.2 電氣控電氣控 制制 1.4.31.4.3 洗衣驅(qū)洗衣驅(qū) 動動 1.4.41.4.4 筒體結(jié)筒體結(jié) 構(gòu)構(gòu) 1.5.01.5.0制制 作組裝作組裝 1.5.31.5.3 組裝組裝 1.5.11.5.1 采購采購 1.5.21.5.2 單體制單體制 作作 1.6.0 1.6.0 測試測試 1.6.11.6.1 噪音噪音 1.6.21.6.2 動平動平 衡衡 1.7.01.7.0項項 目管理目管理 工作結(jié)構(gòu)分解的要點工作結(jié)構(gòu)分解的要點 允許每個活動獨立工作允許每個活動獨立工作 監(jiān)控和評價績效監(jiān)控和評價績效 提供需要的資源提供需要的資源 甘特圖（甘特圖（Gantt Chart） 美國學(xué)者甘特美國學(xué)者甘特1917年發(fā)明的一種使用條形圖編年發(fā)明的一種使用條形圖編 制項目工期計劃方法，比較簡便，是項目管理中編制