1.1.3 系统工程方法论

2025-12-15 11:28:37 更新

● 系统工程:从整体出发,合理开发、设计、实施和运用系统科学的工程技术。根据总体协调的需要,综合应用自然科学和社会科学中的有关思想、理论和方法,利用计算机作为工具,对系统的结构、元素、信息和反馈等进行分析,以达到最优规划、最优设计、最优管理和最优控制的目的。

● 系统工程方法论:为了达到预期目标,运用系统工程思想和技术解决问题的工作程序或步骤。是用于解决复杂系统问题的一套工作步骤、方法、工具和技术。

典型系统工程方法论:霍尔(A.D.Hall)三维结构方法体系和切克兰德(P.B. Checkland)软系统方法论。

1)霍尔三维结构(霍尔系统工程,硬系统方法论)

为解决大型复杂系统的规划、组织和管理问题提供的一种统一的思想方法,将系统工程的整个活动过程分为前后紧密衔接的7个阶段和7个步骤,同时还考虑了为完成这些阶段和步骤所需要的各种专业知识和技能。形成了由时间维、逻辑维和知识维所组成的三维空间结构。

(1)逻辑维。解决问题的逻辑过程。


步骤

描述

1

问题确定

全面收集有关资料和数据,弄清问题的历史、现状及发展趋势

2

目标确定

提出解决问题所要达到的目标,制定评价方案的标准和指标,以便对方案进行评价

3

系统综合

按照问题的性质和预期目标,形成一组可供选择的系统方案

4

系统分析

对可能入选的方案进一步说明其性质和特点,以及与整个系统的相互关系。往往需要通过构造模型,将这些方案与系统的评价目标联系起来

5

方案选择

系统优化阶段,即在一定的限制条件下,选择最优方案或确定方案的优劣顺序

6

评价决策

由决策者根据全面要求,最后确定一个或几个方案来试行

7

实施计划

将最后选定方案付诸实施

(2)时间维。属于工作进程。对于某个具体工作项目,从系统规划起一直到更新为止。全部过程可分为规划阶段、制定方案、研制阶段、生产阶段、安装阶段、运行阶段和更新阶段。

(3)知识维。知识就是专业科学知识。除某些共性知识外,还需要其他学科知识和专业技术,分为工程、医药、建筑、商业、法律、管理、社会科学和艺术等。各类系统工程都需要使用相应的专业基础知识。

2)软系统方法论

在20世纪60年代,当时大量工程项目属于结构化问题,任务明确,结构清楚,适合运用自然科学和工程技术方面的知识和经验,可以试验或应用数学模型描述,用优化方法求出模型最优解。最适合应用霍尔的三维结构方法体系。

从20世纪70年代开始,系统工程面临的问题与人的因素越来越密切,与社会、政治、经济和生态等因素结合紧密。因素多且复杂属于非结构化问题,问题定义并不清楚,难以用逻辑严谨的数学模型描述。

(2)软系统方法论

霍尔三维结构方法体系特点是强调明确目标,认为对任何系统的分析都必须满足其目标需求,其核心内容是模型化和最优化。现实问题都可以归结为工程问题,从而应用定量分析方法求得最优系统方案

● 切克兰德认为,完全按照解决工程问题的思路来解决社会问题和软科学问题将遇到很多困难。“可行”和“满意”的概念逐渐代替了 “最优”(人们立场、利益各异,判断价值观不同,很难简单取得一致看法)。还有一些问题只有通过概念模型或意识模型的讨论和分析后,才能使人们进一步认识问题实质,经过不断磋商和反馈,逐步弄清问题,得出满意的可行解。


步骤

描述

1

问题现状说明

说明现状的目的是改善现状,弄清问题本身的基本定义

2

理清问题关联因素

搞清楚与改善有关的各种因素及其相互关系

3

建立概念模型

运用系统观点和系统思想描述系统活动现状,用结构模型或流程图来表达

4

比较

根据数学模型的理论和方法,改进所建立的概念模型,将概念模型和现状比较,逐步得出满意的可行解

5

实施

对改善问题予以实施

软系统方法论核心:不是最优化,而是比较,强调找出可行、满意的结果。比较的过程要组织讨论,听取各方面有关人员意见,为了寻求可行、满意的结果,不断地进行多次反馈。它是一个学习过程。