系统工程导论-第四章系统工程方法论

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1、第四章系统工程方法论4．1引言4．2霍尔方法论4．3软系统方法论4．4综合集成法4．5物理-事理-人理系统方法论4．6系统论方法的若干要点4．1引言方法(method)和方法论(methodology)在认识论上是两个不同的范畴。方法是用于完成一个既定目标的具体手段(包括技术、技巧、程序等)；而方法论是进行探索的一般途径，它高于方法，是对方法使用的指导。系统工程方法论可以是哲学层次上的思维方式、思维规律，也可以是操作层次上开展系统工程项目的一般过程或程序，它反映了系统工程研究和解决问题的一般规律或模式。20世纪60年代以来，许多学者在不同层次上对系统工程方法论进行了探讨。本章依照方

2、法论提出的时间顺序，分别介绍霍尔方法论、软系统方法论、综合集成法、物理-事理-人理(WSR)系统方法论综合集成法和物理-事理-人理(WSR)系统方法论都是中国人创造的，它们都富有东方思维的特点。4．2霍尔方法论在操作层次上的系统工程方法论中出现较早、影响最大的是1968年美国贝尔电话公司工程师霍尔(A．D．Hall)提出的系统工程三维结构模型，简称为霍尔方法论，其三维是时间维、逻辑维和专业维。4．2．1时间维(粗结构)对一个具体的工程项目，从规划工作开始一直到系统更新，它的全过程可分为如下7个阶段：(1)规划阶段制订系统工程活动的规划和战略；(2)设计阶段提出具体的计划方案；(3)

3、研制阶段(系统开发)提出系统的研制方案，并制订生产计划；(4)生产阶段生产出系统的构件和整个系统，提出安装计划；(5)安装阶段对系统进行安装和调试，提出系统的运行计划；(6)运行阶段系统按照预期目标运作和服务；(7)更新阶段以新系统取代旧系统，或对原系统进行改进使之更有效地工作。4．2．2逻辑维(细结构)将时间维的每一个阶段展开，都可以划分为若干个逻辑步骤，展示出系统工程的细结构，这就是逻辑维。霍尔把每一个阶段分为7个工作步骤，即摆明问题、确定目标、系统综合、系统分析、系统评价、决策和实施。1．摆明问题收集各种有关资料和数据，把问题的历史、现状、发展趋势以及环境因素搞清楚，把握住问

4、题的实质和要害，使有关人员做到心中有数。为了把问题的实质、要害搞清楚，就要进行调查研究。调查研究工作主要从以下两方面进行。第一，环境方面的调查研究。新系统产生于特定的环境；新系统的约束条件决定于环境；领导的决策的依据来自于环境；新系统试制所需的资源来自环境；最后，系统的品质也只能放在环境中进行评价。环境因素可分为3类：(1)物理和技术的环境①已有的系统；②用于已有系统的方法；③已执行的技术标准；④内部技术情况；⑤自然环境；⑥过渡因素；⑦目前和将来的试制条件；⑧外部技术情况。(2)经济和事务的环境，主要包括：①组织结构和人员；②政策法令；③领导的气质和偏好；④价格结构；⑤新系统的经济

5、条件；⑥事务的运作情况(包括从编制资金平衡表和收入报告到准备用户账单或报表的各种会计职能工作等)。(3)社会环境，主要包括：①大规模的社会因素；②个别的因素；③可能的偶然因素。第二，需求方面的调查研究。从广义来说，需求研究属于环境研究的一个方面，但是由于需求研究具有特别的重要性，故有必要着重进行分析研究。需求研究有下列6项要点：①需求的一般指标；②可配置的资源和约束；③计划情况和市场特性；④竞争状况；⑤用户的购买力及其动机、爱好和习惯；⑥来自需求研究的设计要求。2．确定目标(系统指标设计)目标问题关系到整个任务的方向、规模、投资、工作周期、人员配备等，因而是十分重要的环节。细分的目

6、标又称为“指标”。系统问题往往具有多目标(多指标)，在摆明问题的前提下，应该建立明确的目标体系(又称为指标体系)，作为衡量各个备选方案的评价标准。在第二次世界大战中有一个著名的例子：商船是否要安装高射炮的问题，曾引起争论。有人用击落敌机的概率作为指标。据统计，商船上安装的高射炮击落来犯敌机的概率只有4％，似乎不合算，应该把这些高射炮转移到地面的高射炮阵地上去。但是，有人指出商船装高射炮的目的不在于击落敌机，而在于威胁敌机使之不敢低飞投弹从而保护自己，因此，应以商船被击沉率作为评价指标。统计表明：不装高射炮的商船被击沉的比例是25％，安装高射炮的商船被击沉的比例是10％。所以问题的结

7、论很明确：商船应该安装高射炮。今天的系统问题往往要复杂得多。在确定目标和指标时应注意以下8条原则：①要有长远观点：选择对于系统的未来有重大意义的目标和指标；②要有总体观点：着眼于系统的全局利益，必要时可以在某些局部作出让步；③注意明确性：目标务必具体明确，力求用数量表示；④多目标时应注意区分主次、轻重、缓急，以便加权计算综合评价值；⑤权衡先进性和可行性：目标应该是先进且经过努力可以实现的，要注意实现目标的约束条件；⑥注意标准化，以便于同国际国内的同类系统进行比较，争取