系统工程理论的新发展

12021-5-26 系 统 工 程 哈 尔 滨 工 业 大 学 管 理 学 院 张 庆 普 22021-5-26 第 三 章 系 统 工 程 理 论 的 新 发 展3.1 SE日 益 向 多 种 学 科 渗 透 和 交 叉 发 展l SE这 门 软 科 学 日 益 受 到 人 们 的 重 视 系 统 工 程 研 究 的 对 象 可 分 为 “ 硬 系 统 ” 和 “ 软 系 统 ” 。 所 谓 硬 系 统 ， 一 般 是 偏 工 程 、 物 理 型 的 ， 机 理 比 较 明 显 ，比 较 容 易 用 数 学 模 型 来 表 述 ， 有 较 好 的 定 量 方 法 计 算 出 系统 的 行 为 和 最 优 解 。 所 谓 “ 软 系 统 ” ， 一 般 是 偏 社 会 、 经 济 型 的 ， 机 理 往 往 不清 楚 ， 较 难 完 全 用 数 学 模 型 来 表 述 ， 常 用 定 量 与 定 性 相 结合 的 方 法 来 处 理 问 题 。 20世 纪 70年 代 中 期 ， 一 些 有 远 见 的 学 者 感 觉 到 “ 过 分 定 量化 ” 、 “ 过 分 数 学 化 ” 会 给 运 筹 学 、 系 统 工 程 的 应 用 带 来 32021-5-26 副 作 用 ， 有 些 人 满 足 于 数 学 公 式 的 推 导 本 身 ， 而 忽 视 了 最有 生 命 力 的 源 泉 实 际 问 题 本 身 。 过 分 定 量 化 、 过 分 数 学 化 的 模 型 难 以 解 决 一 些 社 会 实 际 问题 ， 许 多 学 者 开 始 了 反 思 。 到 20世 纪 80年 代 ， 在 美 、 英 出 现 了 一 批 新 的 系 统 方 法 论 ，他 们 的 共 同 特 点 是 偏 软 ， 大 多 没 有 数 学 模 型 ， 而 强 调 思 考方 法 、 工 作 过 程 和 人 的 参 与 等 。3.2 复 杂 适 应 系 统 理 论 要 点 20世 纪 80年 代 中 期 ， 国 际 上 兴 起 了 对 复 杂 性 问 题 的 研 究 。1984年 在 美 国 成 立 了 以 研 究 复 杂 性 为 宗 旨 的 圣 塔 菲 研 究 所(Santa Fe Instituet， 简 称 SFI） 。 42021-5-26 1994年 ， 霍 兰 正 式 提 出 复 杂 适 应 系 统 （ Complex Adaptive System,简 称 CAS） 理 论 。 CAS理 论 的 提 出 对于 人 们 认 识 、 理 解 、 控 制 、 管 理 复 杂 系 统 提 供 了 新 的 思 路 。 CAS理 论 的 基 本 思 想 可 以 用 一 句 话 概 括 ： “ 适 应 性 造 就 复杂 性 ” 。 但 适 应 性 只 是 产 生 复 杂 性 的 机 制 之 一 ， 而 不 是 复杂 性 的 惟 一 来 源 。 CAS理 论 不 排 除 还 可 能 有 其 他 的 产 生 复杂 性 的 机 制 与 渠 道 。 CAS是 一 大 类 十 分 重 要 、 常 见 的 复 杂系 统 ， 它 从 一 个 侧 面 概 括 了 生 物 、 生 态 、 经 济 、 社 会 等 一大 批 重 要 系 统 的 共 同 特 点 。 CAS理 论 包 括 微 观 和 宏 观 两 个 方 面 在 微 观 方 面 ， CAS理 论 最 基 本 的 概 念 是 具 有 适 应 能 力 的 、主 动 的 个 体 ， 简 称 主 体 。 所 谓 适 应 能 力 表 现 在 它 能 够 根 据 52021-5-26 行 为 的 效 果 修 改 自 己 的 行 为 规 则 ， 以 便 更 好 地 在 客 观 环 境中 生 存 。 这 种 主 体 在 与 环 境 的 交 互 作 用 中 遵 循 一 般 的 刺 激 反 应 模 型 。 在 宏 观 方 面 ， 由 这 样 的 主 体 组 成 的 系 统 ， 将 在 主 体 之 间 以及 主 体 与 环 境 的 相 互 作 用 中 发 展 ， 表 现 出 宏 观 系 统 的 分 化 、涌 现 等 种 种 复 杂 的 演 化 过 程 。 CAS系 统 中 的 个 体 一 般 称 为 元 素 、 部 分 或 子 系 统 。 CAS理 论 采 用 了 Adaptive Agent（ 具 有 适 应 能 力 的 个 体 ） 这个 词 ， 是 为 了 强 调 它 的 主 体 性 ， 强 调 它 具 有 自 己 的 目 标 、内 部 结 构 和 生 存 能 力 。 围 绕 主 体 这 个 最 核 心 的 概 念 ， 霍 兰 提 出 了 研 究 适 应 和 演 化过 程 中 特 别 要 注 意 的 7个 有 关 概 念 ： 62021-5-26 聚 集 、 非 线 性 、 流 、 多 样 性 、 标 识 、 内 部 模 型 、 积 木 。 前4个 概 念 是 自 适 应 个 体 的 特 性 ,将 在 适 应 和 进 化 中 起 作 用 ,后3个 概 念 则 是 个 体 与 环 境 进 行 交 流 时 的 机 制 。 聚 集 (Aggregation)。 指 系 统 中 的 自 适 应 、 活 的 、 较 低 层次 的 个 体 ， 在 一 定 条 件 下 双 方 彼 此 接 受 时 ， 通 过 “ 粘 着 ”（ Adhesion） 形 成 较 大 、 较 高 层 次 的 多 主 体 的 聚 集 体（ Aggregation Agent） ， 在 系 统 中 像 一 个 单 独 的 个 体 那样 行 动 。 个 体 在 聚 集 过 程 中 会 涌 现 出 许 多 不 能 用 还 原 论 来解 释 的 宏 观 性 态 ,这 是 系 统 复 杂 性 的 重 要 行 为 特 征 。 非 线 性 (Nonlinearity)。 CAS理 论 认 为 个 体 之 间 相 互 影 响不 是 简 单 的 、 被 动 的 单 向 因 果 关 系 ， 而 是 主 动 的 “ 适 应 ”关 系 。 线 性 的 、 简 单 的 、 直 线 式 的 因 果 链 已 不 复 存 在 ， 一般 72021-5-26 各 种 反 馈 作 用 （ 包 括 负 反 馈 和 正 反 馈 ） 交 互 影 响 的 、 互 相缠 绕 的 复 杂 非 线 性 关 系 。 正 是 这 种 复 杂 非 线 性 关 系 造 成 了复 杂 自 适 应 系 统 的 行 为 特 征 难 以 把 握 和 预 测 。 流 (Flow） 。 在 个 体 与 环 境 之 间 ， 以 及 个 体 相 互 之 间 存 在着 物 质 流 、 能 量 流 和 信 息 流 。 起 关 键 作 用 的 是 信 息 流 。 这些 流 的 渠 道 是 否 通 畅 ， 周 转 迅 速 到 什 么 程 度 ， 都 直 接 影 响系 统 的 演 化 过 程 。 多 样 性 (Diversity)。 在 相 互 作 用 不 断 适 应 的 过 程 中 ， 个体 之 间 的 差 别 会 发 展 与 扩 大 ， 最 终 形 成 分 化 ， 形 成 个 体 类型 的 多 样 性 ， 这 是 CAS的 一 个 显 著 特 点 。 而 从 整 个 系 统 来看 ， 这 事 实 上 是 一 种 分 工 ； 和 前 面 提 到 的 聚 集 结 合 起 来 看 ，这 就 是 系 统 从 宏 观 方 面 看 到 的 “ 结 构 ” 的 “ 涌 现 ” ， 即 所谓 的 “ 自 组 织 现 象 ” 的 出 现 。 82021-5-26 标 识 (Tagging)。 为 了 相 互 识 别 和 选 择 ， 是 必 须 认 真 考 虑标 识 。 个 体 标 识 是 系 统 个 体 在 竞 争 环 境 中 实 现 相 互 作 用 、相 互 识 别 、 选 择 的 方 法 。 标 识 的 作 用 主 要 在 于 实 现 信 息 的交 流 。 CAS理 论 把 信 息 的 交 流 和 处 理 作 为 影 响 系 统 进 化 过程 的 重 要 因 素 。 内 部 模 型 (Internal Models)。 内 部 模 型 主 要 表 明 了 系 统的 层 次 概 念 。 每 个 个 体 都 有 复 杂 的 内 部 机 制 ， 对 于 整 个 系统 来 说 ， 统 称 为 内 部 模 型 。 积 木 (Building Blocks)。 复 杂 系 统 常 常 是 在 一 些 相 对 简单 的 构 件 的 基 础 上 ， 通 过 改 变 它 们 的 组 合 方 式 而 形 成 的 。事 实 上 的 复 杂 性 往 往 不 在 于 构 件 的 多 少 和 大 小 ， 而 在 于 原有 积 木 的 重 新 组 合 。 92021-5-26 CAS理 论 是 人 们 在 系 统 运 动 和 演 化 规 律 认 识 方 面 的 一 个 飞跃 ： 主 体 是 主 动 的 、 活 的 实 体 。 这 个 特 点 使 CAS理 论 能 够 有 效地 应 用 于 经 济 、 社 会 、 生 态 等 其 他 方 法 难 于 应 用 的 复 杂 系统 ； 作 为 与 系 统 、 全 局 、 整 体 相 对 而 言 的 概 念 ， 元 素 、 单元 、 部 件 都 是 作 为 一 个 被 动 的 、 局 部 的 概 念 而 提 出 的 。 主 体 的 概 念 则 把 个 体 的 主 动 性 提 高 到 了 系 统 进 化 的 基 本 动因 的 位 置 ， 成 为 研 究 与 考 察 宏 观 演 化 现 象 的 出 发 点 。 个 体 与 环 境 （ 包 括 个 体 之 间 ） 的 相 互 影 响 和 相 互 作 用 ， 是系 统 演 化 和 进 化 的 主 要 动 力 。 这 个 特 点 使 得 CAS方 法 能 够运 用 于 个 体 本 身 属 性 极 不 相 同 ， 但 是 相 互 关 系 却 有 许 多 共同 点 的 不 同 领 域 。 102021-5-26 把 宏 观 和 微 观 有 机 地 联 系 起 来 。 它 通 过 对 主 体 和 环 境的 相 互 作 用 ， 使 得 个 体 的 变 化 成 为 整 个 系 统 的 变 化 的基 础 ， 统 一 地 加 以 考 察 。 引 进 了 随 机 因 素 的 作 用 ， 使 CAS具 有 更 强 的 描 述 和 表达 能 力 。 CAS理 论 在 主 体 模 型 的 基 础 上 ， 建 立 了 整 个 系 统 的 宏观 模 型 ， 霍 兰 称 之 为 回 声 模 型 （ Echo Model） ， 在这 个 基 本 模 型 中 ， 主 体 具 有 最 简 单 的 功 能 寻 找 交 换资 源 的 其 他 主 体 ， 与 其 他 主 体 进 行 资 源 交 流 ， 保 存 及加 工 资 源 。 主 体 要 有 三 个 基 本 部 分 ： 112021-5-26 （ 1)进 攻 标 识 。 用 于 主 动 与 其 他 主 体 联 系 和 接 触 。 (2)防 御 标 识 。 用 于 其 他 主 体 与 自 己 联 系 时 决 定 应 答 与 否 。 (3)资 源 库 。 用 于 储 存 加 工 资 源 。 主 体 的 基 本 情 况 如 图 3一 1所 示 。 图 3一 1 主 体 的 功 能 ： 主 动 与 其 他 主 体 接 触 ， 同 时 也 对 其 他 主 体 的 接 触 进 行 应答 ， 如 果 匹 配 成 功 则 进 行 资 源 交 流 ， 在 自 己 内 部 存 储 并 加 工 资 源 ； 如果 资 源 足 够 ， 则 繁 殖 新 的 主 体 。 122021-5-26 在 此 基 础 上 ， 整 个 回 声 模 型 成 为 如 下 情 况 ： 整 个 系 统 包 括若 干 个 位 置 ， 每 个 位 置 中 有 若 干 个 主 体 ， 主 体 之 间 进 行 交往 ， 交 流 信 息 和 资 源 。 这 就 是 最 基 本 的 回 声 模 型 。 为 了 描 述 复 杂 的 系 统 行 为 ， 逐 步 增 加 各 种 功 能 和 机 制 ： (1)增 加 “ 交 换 条 件 ” 机 制 。 即 在 进 攻 标 识 与 防 御 标 识 相符 的 条 件 下 ， 还 要 加 上 某 种 交 换 条 件 的 确 认 。 (2)增 加 “ 资 源 转 换 ” 机 制 。 即 主 体 具 备 加 工 、 利 用 和 重组 资 源 的 能 力 。 增 加 这 一 功 能 为 主 体 的 分 工 和 专 门 化 打 下了 基 础 。 (3)增 加 “ 粘 着 ” 机 制 。 即 若 干 主 体 通 过 建 立 固 定 的 联 系 ，成 为 一 个 多 主 体 的 聚 合 体 在 系 统 中 一 起 活 动 。 (4)增 加 “ 选 择 交 配 ” 机 制 。 即 主 体 可 以 有 选 择 地 与 其 他主 体 结 合 ， 通 过 交 换 形 成 新 的 更 强 的 主 体 。 (5)增 加 “ 条 件 复 制 ” 机 制 。 即 主 体 在 资 源 充 裕 ， 条 件 适宜 的 情 况 下 ， 复 制 增 加 自 身 的 功 能 。 132021-5-26 通 过 这 一 步 步 扩 充 ， 回 声 模 型 的 表 达 和 描 述 能 力 不 断 增 强 ，具 备 了 描 述 和 研 究 各 种 复 杂 系 统 的 能 力 。 CAS理 论 的 另 外 一 个 特 点 可 操 作 性 。 圣 菲 研 究 所 开 发 的 软件 平 台 SWARM， 提 供 了 一 个 标 准 的 软 件 工 具 集 和 软 件 实验 环 境 ， 帮 助 人 们 集 中 精 力 于 复 杂 的 研 究 工 作 。 SWARM的 建 模 思 想 。 建 立 一 系 列 独 立 的 个 体 ， 通 过 独 立事 件 之 间 进 行 交 互 ， 考 察 和 研 究 系 统 的 行 为 和 演 化 规 律 。软 件 模 拟 的 基 本 单 元 是 个 体 。 一 个 个 体 就 像 系 统 中 的 一 个演 员 ， 它 能 够 产 生 动 作 并 影 响 自 身 和 其 他 个 体 。 个 体 定 义了 SWARM系 统 中 的 基 本 对 象 ， 即 模 拟 部 件 。 时 间 表 则 定义 这 些 对 象 之 间 事 件 发 生 的 流 程 。 在 SWARM中 ， 特 定 的行 为 发 生 在 特 定 的 时 间 ， 按 照 时 间 表 的 规 定 进 行 。 142021-5-26 CAS理 论 的 局 限 性 ： (1) CAS理 论 框 架 本 身 比 较 粗 糙 ， 带 有 十 分 明 显 的 经 济 学与 生 物 学 的 印 记 。 还 需 要 广 泛 地 研 究 各 类 复 杂 适 应 系 统 ，并 且 逐 步 形 成 确 实 具 有 方 法 论 和 认 识 论 意 义 和 一 定 普 遍 性的 理 论 体 系 和 表 达 方 式 。 (2)从 理 论 本 身 的 概 念 与 内 容 来 说 ， 还 有 不 少 需 要 进 一 步明 确 的 地 方 。 (3)从 实 际 应 用 的 角 度 来 看 ， 除 了 需 要 应 用 到 更 广 泛 的 范围 之 外 ， CAS理 论 还 需 要 在 实 际 的 控 制 与 管 理 方 面 提 出 有效 的 、 切 实 可 行 的 方 法 。 (4） 作 为 支 持 CAS理 论 研 究 的 工 具 与 环 境 SWARM， 也还 处 于 完 善 过 程 之 中 。 152021-5-26 n 开 放 的 复 杂 巨 系 统 系 统 工 程 研 究 的 对 象 系 统 规 模 越 来 越 大 ， 并 朝 着 “ 巨 系 统 ”的 方 向 发 展 。l 巨 系 统 钱 学 森 在 论 述 社 会 系 统 工 程 时 指 出 ： “ 这 不 只 是 大 系 统 ，而 是 巨 系 统 ， 是 包 括 整 个 社 会 的 系 统 。 ” 强 调 这 类 问题 的 范 围 之 大 和 复 杂 程 度 之 高 是 一 般 系 统 所 没 有 的 ， 这 是学 术 界 第 一 次 提 出 巨 系 统 概 念 。 系 统 按 其 复 杂 程 度 可 分 成 四 类 ： 简 单 系 统 、 简 单 巨 系 统 、复 杂 巨 系 统 、 特 殊 复 杂 巨 系 统 （ 社 会 系 统 )。 简 单 巨 系 统 内 子 系 统 的 数 目 一 般 很 多 ， 无 法 一 个 一 个 地 描述 每 一 个 子 系 统 的 运 动 ;系 统 内 子 系 统 之 间 的 相 互 作 用 一 162021-5-26 般 不 太 复 杂 ， 多 数 情 况 下 是 已 知 的 ， 可 以 用 确 定 的 规 律 来 描 述 。但 是 简 单 巨 系 统 的 整 体 性 质 不 能 从 子 系 统 叠 加 得 出 ， 而 会 “ 涌现 ” 出 新 的 性 质 ,叠 加 原 理 不 再 适 用 这 是 简 单 巨 系 统 和 简 单系 统 之 间 的 根 本 区 别 。 复 杂 巨 系 统 。 如 果 组 分 种 类 繁 多 （ 几 十 、 上 百 、 上 千 或 更 多 ） ，并 有 层 次 结 构 ， 之 间 的 关 联 方 式 又 很 复 杂 （ 如 非 线 性 、 不 确 定性 、 模 糊 性 、 动 态 性 等 ） ， 这 类 系 统 就 是 复 杂 巨 系 统 。 特 殊 复 杂 巨 系 统 （ 社 会 系 统 )。l 开 放 的 复 杂 巨 系 统 1990年 自 然 杂 志 第 一 期 发 表 钱 学 森 、 于 景 元 、 戴 汝 为 三 人署 名 的 文 章 ： “ 一 个 科 学 新 领 域 开 放 的 复 杂 巨 系 统 及 其 方法 论 ” ， 首 次 向 世 人 公 布 了 这 一 新 的 科 学 领 域 及 其 基 本 观 点 。 172021-5-26 “开 放 的 复 杂 巨 系 统 ” 有 三 个 含 义 ： 系 统 本 身 与 系 统 周 围 的 环 境 有 物 质 的 交 换 、 能 量 的 交 换 和信 息 的 交 换 。 系 统 所 包 含 的 子 系 统 很 多 ， 成 千 上 万 ， 甚 至 是 上 亿 万 ， 所以 是 “ 巨 系 统 ” 。 子 系 统 的 种 类 繁 多 ， 有 几 十 、 上 百 ， 甚 至 几 百 种 ， 所 以 是“ 复 杂 的 ” 。 开 放 的 复 杂 巨 系 统 广 泛 存 在 于 现 实 世 界 , 涉 及 到 生 物 学 、医 学 、 生 态 学 、 天 文 学 和 社 会 科 学 等 学 科 领 域 , 如 人 脑 系统 、 人 体 系 统 、 社 会 系 统 、 地 理 环 境 系 统 、 军 事 系 统 和 星系 系 统 等 。 182021-5-26 n从 定 性 到 定 量 综 合 集 成 方 法 复 杂 巨 系 统 特 别 是 社 会 系 统 无 法 用 现 有 的 数 学 工 具 描 述 出来 。 当 人 们 寻 求 用 定 量 方 法 处 理 复 杂 行 为 系 统 时 ， 容 易 注重 于 数 学 模 型 的 逻 辑 处 理 ， 而 忽 视 数 学 模 型 微 妙 的 经 验 含义 或 解 释 。 这 样 的 数 学 模 型 ， 看 来 理 论 性 很 强 ， 其 实不 免 牵 强 附 会 ， 从 而 脱 离 实 际 。 研 究 复 杂 巨 系 统 , 首 先 遇 到 的 是 方 法 论 和 方 法 问 题 ， 不 是已 有 科 学 方 法 所 能 处 理 的 . 上 个 世 纪 80年 代 末 至 90年 代 初 ,钱 学 森 先 后 提 出 了 从 定 性到 定 量 综 合 集 成 方 法 以 及 它 的 实 践 形 式 -从 定 性 到 定 量综 合 集 成 研 讨 厅 体 系 (以 下 将 两 者 简 称 为 综 合 集 成 方 法 ),并 将 运 用 这 套 方 法 的 集 体 称 为 总 体 部 , 形 成 了 一 套 可 以 操 作 的 行 之 有 效 的 方 法 体 系 和 实 践 方 式 . 192021-5-26 钱 学 森 提 出 的 处 理 复 杂 系 统 的 方 法 论 是 半 经 验 、 半 理 论 的 ，是 科 学 理 论 、 经 验 和 专 家 判 断 力 的 结 合 。 综 合 集 成 方 法 论 的 完 整 表 述 是 “ 从 定 性 到 定 量 综 合 集 成 方 法 ,其 实 质 是 专 家 体 系 、 统 计 数 据 和 信 息 资 料 、 计 算 机 技 术 三 者有 机 结 合 ,构 成 一 个 高 度 智 能 化 的 人 机 交 互 系 统 ,它 具 有 综 合集 成 各 种 知 识 ,实 现 从 定 性 到 定 量 认 识 的 功 能 .” 这 个 过 程 是 从 提 出 问 题 和 形 成 经 验 性 假 设 开 始 的 。 这 一 步 是 专家 体 系 所 具 有 的 有 关 科 学 理 论 、 经 验 知 识 和 专 家 判 断 力 、 智 慧相 结 合 ， 并 通 过 讨 论 班 的 研 讨 而 形 成 的 ， 通 常 是 定 性 的 。 这 样的 经 验 性 假 设 （ 猜 想 、 判 断 、 方 案 、 思 路 等 ） 是 经 验 性 的 ， 还没 有 经 过 精 密 的 严 格 论 证 ， 不 是 科 学 结 论 。 从 思 维 科 学 角 度 来看 ， 这 一 步 是 以 形 象 思 维 和 社 会 思 维 为 主 。 在 研 讨 过 程 中 ， 要 充 分 发 扬 学 术 民 主 ， 畅 所 欲 言 ， 相 互 启 发 ， 大 胆 争 论 ， 把 专 家的 创 造 性 充 分 激 发 出 来 。 202021-5-26 精 密 的 严 格 论 证 是 通 过 人 机 结 合 、 人 机 交 互 、 反 复 对 比 、逐 次 逼 近 ， 对 经 验 性 假 设 做 出 明 确 结 论 。 如 果 肯 定 了 经 验性 假 设 是 对 的 ， 这 样 的 结 论 就 是 现 阶 段 对 客 观 事 物 认 识 的科 学 结 论 。 如 果 经 验 性 假 设 被 否 定 ， 就 需 要 对 经 验 性 假 设进 行 修 正 ， 提 出 新 的 经 验 性 假 设 ， 再 重 复 上 述 过 程 。 从 思 维 科 学 角 度 来 说 ， 这 一 过 程 是 以 逻 辑 思 维 和 辩 证 思 维为 主 。 在 这 个 过 程 中 ， 要 充 分 应 用 数 学 科 学 、 系 统 科 学 、控 制 科 学 、 人 工 智 能 、 以 计 算 机 为 主 的 各 种 信 息 技 术 所 提供 的 各 种 有 效 方 法 和 手 段 ， 如 系 统 建 模 、 仿 真 、 分 析 、 优化 等 。 以 社 会 系 统 中 决 策 支 持 系 统 为 例 ， 综 合 集 成 方 法 的 应 用 如图 3-2所 示 。 212021-5-26 图 3-2综 合 集 成 方 法 的 应 用 222021-5-26 n 综 合 集 成 研 讨 厅 体 系 构 想 钱 学 森 又 提 出 “ 综 合 集 成 研 讨 厅 体 系 ” （ Hall for Work Shop of Meta synthetic Engineering， 简 称HWSME） 综 合 集 成 方 法 运 用 的 实 践 形 式 和 组 织 形 式 ，是 把 下 列 成 功 的 经 验 汇 总 和 升 华 了 ： 几 十 年 来 世 界 学 术 讨 论 的 seminar经 验 ； 从 定 性 到 定 量 综 合 集 成 法 C3I及 作 战 模 拟 ； 情 报 信 息 技 术 ； 人 工 智 能 ； 灵 境 （ Virtual Reality） 技 术 ； 人 机 结 合 的 智 能 系 统 ； 232021-5-26 系 统 学 ； 第 五 次 产 业 革 命 中 的 其 他 技 术 。 研 讨 厅 体 系 由 三 部 分 组 成 ： 以 计 算 机 为 核 心 的 现代 高 新 技 术 的 集 成 与 融 合 所 构 成 的 机 器 体 系 、 专家 体 系 、 知 识 体 系 ， 其 中 专 家 体 系 和 机 器 体 系 是知 识 体 系 的 载 体 。 这 三 个 体 系 构 成 高 度 智 能 化 的 人 机 结 合 体 系 ， 不仅 具 有 知 识 与 信 息 采 集 、 储 存 、 传 递 、 调 用 、 分析 与 综 合 的 功 能 ， 更 重 要 的 是 具 有 产 生 新 知 识 和智 慧 的 功 能 ， 既 可 用 来 研 究 理 论 问 题 ， 又 可 用 来解 决 实 践 问 题 。 242021-5-26 图 3一 3是 研 讨 厅 的 简 单 示 意 图 。 图 3一 3研 讨 厅 示 意 图 252021-5-26 研 讨 厅 按 照 分 布 式 交 互 网 络 和 层 次 结 构 组 织 起 来 ， 就 成 为一 种 具 有 纵 深 层 次 横 向 分 布 、 交 互 作 用 的 矩 阵 式 研 讨 厅 体系 ， 为 解 决 开 放 的 复 杂 巨 系 统 问 题 提 供 了 规 范 化 、 结 构 化的 形 式 。 开 放 的 复 杂 巨 系 统 具 有 科 学 与 经 验 的 本 质 ， 综 合 集 成 方 法和 研 讨 厅 体 系 实 际 上 遵 循 科 学 和 经 验 相 结 合 、 智 慧 与 知 识相 结 合 的 途 径 ， 去 研 究 和 解 决 开 放 的 复 杂 系 统 问 题 。 综 合集 成 研 讨 厅 体 系 本 身 就 是 开 放 的 、 动 态 的 体 系 ， 也 是 不 断发 展 和 进 化 的 体 系 。 钱 学 森 曾 指 出 ： “ 关 于 开 放 的 复 杂 巨 系 统 ， 由 于 其 开 放 性和 复 杂 性 ， 我 们 不 能 用 还 原 论 的 办 法 来 处 理 它 ， 不 能 像 经典 统 计 物 理 以 及 由 此 派 生 的 处 理 开 放 的 简 单 巨 系 统 的 方 法那 样 来 处 理 。 我 们 必 须 依 靠 宏 观 观 察 ， 只 求 解 决 一 定 时 期 262021-5-26 的 发 展 变 化 的 方 法 。 所 以 任 何 一 次 解 答 都 不 可 能 是 一 劳 永逸 的 ， 它 只 能 管 一 定 的 时 期 。 过 一 段 时 间 ， 宏 观 情 况 变 了 ，巨 系 统 成 员 本 身 也 会 有 其 变 化 ， 具 体 的 计 算 参 数 及 其 相 互关 系 都 会 有 变 化 。 因 此 对 开 放 的 复 杂 巨 系 统 ， 只 能 作 比 较短 期 的 预 测 计 算 ， 过 了 一 定 时 期 ， 要 根 据 新 的 宏 观 观 察 ，对 方 法 作 新 的 调 整 。 ” 应 用 综 合 集 成 方 法 （ 包 括 综 合 集 成 研 讨 厅 体 系 ） 必 须 有 总体 设 计 部 这 样 的 实 体 机 构 。 如 果 说 综 合 集 成 方 法 是 研 究 开放 的 复 杂 巨 系 统 的 方 法 论 ， 那 么 总 体 设 计 部 是 实 现 这 个 方法 论 所 必 需 的 体 制 和 机 制 ， 两 者 是 紧 密 结 合 在 一 起 的 ， 不同 于 传 统 科 学 研 究 中 的 个 体 研 究 方 式 。 272021-5-26 钱 学 森 指 出 ： “ 我 们 把 处 理 开 放 的 复 杂 巨 系 统 的 方 法 定 名为 从 定 性 到 定 量 综 合 集 成 方 法 ， 把 应 用 这 个 方 法 的 集 体 称为 总 体 设 计 部 。 ” 总 体 设 计 部 由 熟 悉 所 研 究 系 统 的 各 方 面 专 家 组 成 ， 并 由 知识 面 宽 广 的 专 家 负 责 领 导 ， 应 用 综 合 集 成 方 法 （ 或 综 合 集成 研 讨 厅 体 系 ） 对 系 统 进 行 总 体 研 究 。 总 体 设 计 部 设 计 的是 系 统 的 总 体 方 案 和 实 现 途 径 。 总 体 设 计 部 把 系 统 作 为 若 干 分 系 统 有 机 结 合 的 整 体 来 设 计 ，对 每 个 分 系 统 的 要 求 首 先 从 实 现 整 个 系 统 相 协 调 的 观 点 来考 虑 ， 对 分 系 统 之 间 、 分 系 统 和 系 统 之 间 的 关 系 ， 都 首 先从 系 统 总 体 协 调 的 需 要 来 考 虑 ， 进 行 总 体 分 析 、 总 体 论 证 、总 体 设 计 、 总 体 协 调 、 总 体 规 划 ， 提 出 具 有 科 学 性 、 可 行性 和 可 操 作 性 的 总 体 方 案 。