系統(tǒng)工程-結(jié)合實例談系統(tǒng)分析的步驟和方法要旨

1、結(jié)合實例談系統(tǒng)分析的步驟和方法要旨初識系統(tǒng)工程在闡釋系統(tǒng)分析的步驟和方法z前，我想，有必耍說一說系統(tǒng)利系統(tǒng)工程的相關(guān)內(nèi)容?！跋到y(tǒng)”這個概念應(yīng)該說是在人類認識客觀世界的過程中，逐漸形成的一個系統(tǒng)概念, 并且隨著社會的進步和科技的發(fā)展，其概念也相應(yīng)的不斷變化。在網(wǎng)上各種百科辭典屮搜索 “系統(tǒng)”和“系統(tǒng)工程”，雖然各種解釋可能不是完全一樣的，但是所有的解釋中都會提到 “冇組織”，“冇規(guī)律”，“整體”，“綜合體”等這些詞語，因此可以給系統(tǒng)下一個更便于理解 的定義：系統(tǒng)是具有一定功能的，札i互之間既有有機聯(lián)系的，游戲多要素或者構(gòu)成部分組成 的一個整體。從這個定義來看，現(xiàn)實生活中的種種事物似乎都屬于系統(tǒng)的

2、范疇，這是因為系 統(tǒng)的概念本身就來白于多生活屮事物規(guī)律的提煉和總結(jié)。從“系統(tǒng)”的定義就可以歸納出其 具有的共同特性：一、層次性；二、整體性；三、集合性；四、和關(guān)性；五、目的性；六、 環(huán)境適應(yīng)性。這些特性根據(jù)“系統(tǒng)”的定義很容易理解，這也不是論文重心，不再贅述。系統(tǒng)工程就是利用系統(tǒng)的概念和一 些特殊的方法對被分析的對象進行分析，其目的就是 為了使系統(tǒng)運行達到最優(yōu)化；rti此可以給“系統(tǒng)工程”卜一個簡單的定義：系統(tǒng)工程就是從 系統(tǒng)的觀點出發(fā)，跨學科的考慮問題，運用工程的方法公研究和解決各種系統(tǒng)問題，以實現(xiàn) fi標系統(tǒng)的綜介故優(yōu)化。雖然說系統(tǒng)的概念自古就冇，但是利用系統(tǒng)工程去解決顯示問題卻 出現(xiàn)的很

3、晚，20世紀60年代美國的阿波羅登月計劃，是利用系統(tǒng)工程解決實際問題的最早 的典型例子，這個例子也是木文需要援用的實例。系統(tǒng)分析簡介系統(tǒng)分析技術(shù)是系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)，是完成系統(tǒng)工程問題的中心環(huán)節(jié)，廣義上認為系統(tǒng)分 析即為系統(tǒng)工程，狹義上認為系統(tǒng)分析是系統(tǒng)工程的一項優(yōu)化技術(shù)。在美國大百科全書 中對于系統(tǒng)分析的解釋如下：系統(tǒng)分析是研究相互影響的因索的組成和運用情況，其特點是 完成的而不是冬星的處理問題；它要求人們考慮各種主要的變化因素及其相互的影響，并要 用科學和數(shù)學的方法對系統(tǒng)進行研究與應(yīng)用。因此系統(tǒng)分析師進行系統(tǒng)研究幫助進行有效決 策的一種方法，采用系統(tǒng)分析方法是最大的特點就是分析人員z需要對問題

4、的綜合和整體的 認識，而可以忽略內(nèi)部各種因素的相互關(guān)系。了解系統(tǒng)分析的特點是利用其進行解決問題的 基礎(chǔ)，系統(tǒng)分析的主要特點總結(jié)如下：1. 以系統(tǒng)整體最優(yōu)為目標2. 強調(diào)系統(tǒng)要素z間的聯(lián)系3. 尋求解決問題的方案是其主耍n的4. 運用定量方法解決系統(tǒng)問題5. 憑借價值判斷住處決策系統(tǒng)分析的步驟概要系統(tǒng)分析處理問題的方法從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，充分分析系統(tǒng)中1何各種因素的互相影響,在對系統(tǒng)的h的有了充分的理解z后，提出解決問題的最優(yōu)方案。這種系統(tǒng)分析的流程已經(jīng) 形成了一套完整的成熟的邏輯框架。如下所示：犧型泳慮y.m預(yù)測未來環(huán)境訶住約3*建模和預(yù)計后果評比備選 方案評價比狡盼段系統(tǒng)分析的主要活動如下所示

5、:形成問題a冷則fj價0( ii杯 鄧rij為親方案構(gòu)思.設(shè)計和篩選建模與偵測據(jù)結(jié)果未來預(yù)測計貝給宋町行方案比較與排序結(jié)果評價和協(xié)調(diào)決策與執(zhí)行系統(tǒng)分析的方法論上述的系統(tǒng)分析的邏輯框架對于系統(tǒng)分析的一般步驟描述的很清晰。下而先對系統(tǒng)分析的方 法論以系統(tǒng)分析的步驟為順序進行一個輪廓式的列舉，具體的說明不作贅述，而僅在以后面 的實例中來體現(xiàn)實例中用到的方法。一、闡明問題1. 問題的性質(zhì)和范圍。2. 問題的目標。3. 環(huán)境和條件4 .評價指標5.收集和分析資料二、謀劃備選方案1. 方案的提出。其中涉及到方法有：集體創(chuàng)造法；缺點、希與點列舉法；特性窮舉法; 哥頓法等。2. 方案的篩選。篩選的依據(jù)有：強壯

6、性；適應(yīng)性；可靠性；現(xiàn)實性。三、預(yù)測未來壞境1. 確定預(yù)測內(nèi)容。2. 準備數(shù)據(jù)資料。3. 確定預(yù)測方法、建立數(shù)學模型。4. 計算預(yù)測值、分析預(yù)測謀差。涉及的方法有：情景分析法，按照未來實施環(huán)境的特征和條件，如樂觀，正常，悲 觀等；除情景分析法之外還有數(shù)學模型法。根據(jù)預(yù)測環(huán)境的性質(zhì)和基木類型可以將預(yù)測 分為：定性預(yù)測法；時間序列預(yù)測法；因果關(guān)系預(yù)測法四、建模和預(yù)計后果其中使用的主要模型冇：圖形模型、分析模型、仿真模型、博弈模型和判斷模型。五、備選方案評比系統(tǒng)評價的主要方法有：關(guān)聯(lián)矩陣法、費用效益分析法、層次分析法和模糊評價法 等。實例背景介紹阿波羅登月計劃是美國繼曼哈頓計劃、北極星計劃之后，在人

7、型項目研制上運用系統(tǒng)工 程取得成功的一個實例。阿波羅登月計劃的全部任務(wù)分別由地面、空間和登月單個部分組成, 是一個復(fù)雜龐大的工程計劃。他不僅涉及火箭技術(shù)、電子技術(shù)、冶金和化工等多種技術(shù)，還 需耍了解宇宙空間的物理壞境以及刀球本身的構(gòu)造和形狀。完成這個計劃，除了要考慮每一 部分間的配合與協(xié)調(diào)外，還需要估計各種位置因素可能帶來的種種影響。這項計劃涉及到 40多萬人，研制的零件有幾百萬件,耗資300億美元，歷時口年之久。這項計劃的成功, 關(guān)鍵在于整個組織管理過程采用了系統(tǒng)工程的方法和步驟。實例詳細分析上而的篇幅已經(jīng)介紹了系統(tǒng)以及系統(tǒng)工程的概念，以及系統(tǒng)分析的步驟和方法，還介紹 了實例的背景情況，下面

8、就依照上面介紹的東西對這個例了進行較詳細的分析。一、建立組織管理機構(gòu)，明確職責分工。著手任何一個項目工程，首先要做的就是進行團體的構(gòu)建以及任務(wù)的分配。同樣對于這 個登月活動，首先要做的也是確定所需的纟fl織形式和管理原則，上網(wǎng)找到了美國當時對于登 月計劃進行的機構(gòu)設(shè)置如下，美國國家宇航局設(shè)立了阿波羅登月計劃辦公室，主管全部的領(lǐng) 導工作，其下附屬3個研究中心分別設(shè)立了阿波羅登月計劃項冃辦公室，受其領(lǐng)導，并負責 分管的任務(wù)。對于他們的任務(wù)和職能有：1. 項目的計劃和控制；2. 系統(tǒng)工程；3. 可靠性和質(zhì)量保證；4. 試驗；5. 操作實施；對于上述職能分別設(shè)置主管部門。為了適合研究和研制工作的情況,

9、整個管理工作分為了 5個方ifl確定計劃的基本要求、 性能、監(jiān)測、分析和評價、控制和指導、指令和反饋。在整個管理過程中和5個職能部門內(nèi)， 經(jīng)?？紤]和處理的變量是工程進度、成木費和技術(shù)性能。上面的-些工作就是在完成系統(tǒng)分析中的闡明問題的步驟,首先需耍對所研究的問題進 行詳細而深入的研究，要對問題的性質(zhì)和范圍，問題的1=1標以及評價系統(tǒng)的指標等了如指掌。二、制定和選擇方案。計劃辦公室成立之后，首先為實現(xiàn)登月選擇解亍方案，提供了 3個備選方案：1. 肓接飛行，使用新型運載火箭；2. 地球軌道交會，使用土星運載火箭分別發(fā)射載人航天飛行器和液氧儲罐；3. 地球軌道交會，使用土星運載火箭一次發(fā)射載人航天飛

10、行器和登月艙。上述過程就是在完成系統(tǒng)分析中的第二個大的步驟，即謀劃備選方案，并且利用各種合 理的方法例如集體創(chuàng)造法；缺點、希望點列舉法；特性窮舉法；哥頓法等對不同方案進行評 估，評估指標可以選為技術(shù)因素是否可行，t作進度，成木費用的可行性，研制難度等各個 方面權(quán)衡利弊，所要的冃標就是為了在3個備選方案中選出一個方案能夠在最短的時間內(nèi)， 最經(jīng)濟的完成阿波羅登刀計劃。三、組織管理過程，確定飛行方案之后就開始英他的計劃和管理工作。1.確定計劃的基木要求。利用網(wǎng)上資源可以知道，阿波羅登月計劃采用了工作分解結(jié) 構(gòu)（wbs）的系統(tǒng)分析方法，把整個計劃由上到下逐級分成項冃、系統(tǒng)、分系統(tǒng)、 任務(wù)、分任務(wù)等層次

11、。這樣做的優(yōu)點是可確定計劃的所有分支細目及具相互關(guān)系， 明確哪個部門負責什么工作；可作為繪制計劃評審網(wǎng)絡(luò)圖的基礎(chǔ)，保證所有分支細 ii都包括在工作進度內(nèi)；座位編制預(yù)算的慕礎(chǔ)，把預(yù)算要求、實際成本費用與具體 工作成果三者聯(lián)系起來。這就是對前述阿波羅計劃的性質(zhì)和范圍。問題的目標，環(huán)境和條件，評價指標，收集和分析 資料，是對問題的進一步的詳細闡明。2. 性能監(jiān)視。即按照阿波羅登月計劃的基本要求，審查整個計劃的進展情況。四、分析評價。這一步的主要t作是對性能數(shù)據(jù)進行評價并且由此歸納出必須及時采取 行動的問題，并將問題報告給負責人。在阿波羅登月計劃中，這一步具體表現(xiàn)在于成本 相關(guān)的內(nèi)容，應(yīng)用到了成本分析法等，以保持項目的成本要求以及工作進度的達到預(yù)定 的要求，保證工程的可靠性和完成質(zhì)量。五、對系統(tǒng)的控制和改進。由于在對系統(tǒng)進行分析和評價之后，如果某些指標達不到系 統(tǒng)要求，則需要對系統(tǒng)進行稍微的修改，在阿波羅計劃屮，范式彫響最終產(chǎn)殆的形式、 裝呢、功能等的變化，都需要經(jīng)過由規(guī)定一級的決策機構(gòu)批準，以保證全部計劃的順利 完成。六、指令與反饋。這個的冃的是為了讓各級負責人明確自己的職責范圍，做到事事人人 有責，并把實干的人選安排到合適的崗位上，給予相應(yīng)權(quán)利，這個步驟可以保證整個管 理結(jié)構(gòu)在日?；顒又新男懈鞣N