什么是系统工程方法论?

[拼音]：xitong gongcheng fangfalun

[外文]：methodology of systems engineering

用于解决复杂系统问题的一套工作步骤、方法、工具和技术。系统工程方法论是在综合应用运筹学、控制论、信息论、管理科学、心理学、经济学以及计算机科学等有关学科的理论和方法的基础上形成的科学思想和方法。

系统工程方法论是在系统工程的实践中不断形成和发展起来的。早在1957年，美国学者H.H.古德和R.E.麦克霍尔在《系统工程》一书中就对工作步骤、工具和技术等方面作过较为系统的描述。到了60年代，许多系统工程学者根据实践经验，总结出了系统工程方法论的许多有关步骤、内容和方法，虽然这些工作成果在形式上不尽相同，但基本思想还是一致的，其中以霍尔的方法论最具代表性。美国学者A.D.霍尔在1969年利用结构分析法提出著名的霍尔三维结构，使系统工程的工作阶段和步骤更为清晰明了。40～60年代，系统工程主要用来寻求各种作战问题的最优策略，同时也用于研究一些与组织和管理大型工程项目有关的技术。70年代以来，系统工程开始广泛应用于研究社会经济的发展战略问题，涉及的各种社会经济因素往往具有复杂多变和不确定性的特点。为了适应这种发展的需要，有些学者对霍尔方法论特别是其中的工作步骤提出不少修正。例如英国兰彻斯特大学的切克兰德系统地提出了修正的意见。他认为完全按照解决工程技术问题的思路来解决社会经济问题存在很多困难，因为社会经济系统中的许多问题很难象工程技术系统那样事前就弄清需求关系，所以很难按若干评价标准设计出符合需求的最优系统方案。针对这种情况，他提出解决社会经济系统问题的工作步骤和相应的一些方法。虽然系统工程方法在不断发展，但霍尔三维结构仍不失为系统工程方法论的一个基本框架。

解决系统工程实践中的有关问题必须遵循一定的工作步骤。在解决工程技术系统中的问题时，常遵循霍尔三维结构中的逻辑维中所列出的工作步骤，这就是：

（1）明确问题；

（2）设计评价指标体系；

（3）系统综合；

（4）系统分析；

（5）最优化；

（6）决策；

（7）实施计划。对于社会经济系统，除上述工作步骤外，还可以采用切克兰德方法论的工作步骤,即：

（1）说明问题现状；

（2）弄清关联因素；

（3）建立概念模型；

（4）改善概念模型；

（5）比较；

（6）实施。切克兰德方法论工作步骤的核心不是“最优化”，而是“比较”或“学习”，从对模型和现状的比较中学习改善现状的途径。“比较”的含义包括组织讨论和听取各方面的意见在内，因而不拘泥于建立数学模型来定量描述系统的最优解。这正是反映了社会经济系统的特点和人在这类系统中的积极因素。

在系统工程实践中，已研究出不少系统工程方法,例如50年代美国兰德公司提出的系统分析法,1961年得到美国国防部的正式承认和贯彻。从广义上说，系统分析是系统工程的同义词，从狭义上来说，它是霍尔三维结构的逻辑维中的一个步骤。其后又有成本效益分析(CEA)、规划计划预算系统(PPBS)等。50年代后期,由于组织和管理大型工程系统的需要而研究出计划协调技术(PERT)、关键路线法(CPM)等网络方法,在此基础上又陆续研究出图解协调技术（GERT）、排队图解协调技术(Q-GERT)、风险协调技术(VERT)等。此外，盈亏分析、灵敏度分析、风险分析、折衷研究等，也都是系统工程常用的方法。

系统工程广泛应用运筹学、控制论、信息论和计算机技术等有关学科的理论和方法，作为分析问题和解决问题的工具。此外，投入产出法、计量经济学、系统动力学、价值工程、可靠性工程、系统安全工程等也常被用作解决工程技术系统和社会经济系统的工具。而数理统计、概率论、微分方程、线性代数、模糊数学等数学方法更作为定性分析和定量分析的有效工具获得普遍使用。

为解决系统工程各类问题的需要，对有关的方法和工具进行合理的组合，就构成了相应的实用技术。系统工程中最常用的技术有：建模、仿真(模拟)、最优化技术、决策分析、预测技术和技术评估等。例如，在明确目标步骤中，常常应用各种预测技术对未来进行推测和估计；在系统综合步骤中，可以应用方案生成技术来帮助形成方案；在系统分析步骤中，更需要用各种建模技术和最优化技术来分析各种备选方案的功能、费用和效益等技术经济指标；在决策步骤中，则要使用决策分析、多目标决策等。

系统工程方法论正在不断发展和不断完善，还在不断研究出一些新方法，用于解决各种实践问题，它也常常根据需要选用其他学科领域中的新方法来充实和丰富自己的内容。

参考书目

H.H.Goode and R.E.Machol, Systems Engineering, McGraw-Hill, New York,1957.A.D.Hall,A Methodology for Systems Engineering, Van Nostrand, Princeton,N.J.,1962.R.E.Machol,Handbook of Systems Engineering, Mc-Graw-Hill, New York,1965.H.Chestnut,Systems Engineering Methods, Wiley, New York,1968.A.P.Sage,Systems Engineering:Methodology and Applications, IEEE Press, New York, 1977.