系统工程方法论

标题,文本,第二章 系统工程方法论,第一节：系统工程基本工作过程,第二节：系统分析原理及应用,第三节：系统工程的新方法论,方法论,方法和方法论在,认,认识上是两个不,同,同的范畴。,方法,是用于完成一个,既,既定任务的,具体技术和操作,；,方法论,是进行,研究和探索的一,般,般途径,，是对方法如何,使,使用的指导。,系统工程方法论,是用于解决复杂,问,问题的一般程序,、,、逻辑步骤和通,用,用方法。,系统工程,方法论特点,:,研究方法强调整,体,体性,技术应用强调综,合,合性,管理决策强调科,学,学性,主要的系统工程,方,方法论,霍尔结构体系,(,霍尔三维结构,),切克兰德模式,新发展方法：,物理,事理,人理（,WSR,）,第一节：,SE,基本工作过程,20,世纪,60,70,年代具有代表性,的,的,SE,方法论。,1,、霍尔的三维结,构,构（,1969,年提出）,将系统的整个管,理,理过程分为前后,紧,紧密相连的六个,阶,阶段和七个步骤,，,，并同时考虑到,为,为完成这些阶段,和,和步骤的工作所,需,需的各种专业管,理,理知识。三维结,构,构由时间维、逻辑维、知识维组成，如图示：,一、时间维,表示系统从规划,到,到更新，从开始,结束按时间顺序,排,排列的全过程，,反,反映了系统的生,命,命周期循环过程,。,。,规划,阶,阶段,：,：调,研,研、,明,明确,目,目标,方案,阶,阶段,：,：比,较,较分,析,析方,案,案，,择,择优,研制,阶,阶段,：,：实,现,现方,案,案，,作,作生,产,产计,划,划,生产,阶,阶段,：,：零,部,部件,组,装,装整,个,个系,统,统,运行,阶,阶段,：,：运,行,行,更新,阶,阶段,：,：评,价,价,改,改进,和,和更,新,新,二、,逻,逻,辑,辑维,每个,阶,阶段,内,内所,要,要进,行,行的,工,工作,内,内容,和,和遵,循,循的,思,思维,程,程序,。,。,明确,问,问题,：,：收,集,集资,料,料（,考,考察,、,、测,量,量、,调,调研,、,、需,求,求分,析,析、,市,市场,预,预测,）,）,了解,系,系统,的,的环,境,境、,目,目的,、,、系,统,统的,各,各组,成,成部,分,分及,其,其联,系,系等,。,。,系统,边,边界,:,问题,：,：社会,经,经济,系,系统,的,的边,界,界如,何,何确,定,定？,如“,企,企业,生,生产,经,经营,”,”系,统,统,:,对该,系,系统,有,有作,用,用的要素包括,：,：,哪些,归,归于系统,要,要素？,哪些,归,归于环境,要,要素？,根据,什,什么,来,来确,定,定,?,选择,目,目标,：,：提,出,出目,标,标，,制,制定,准,准则,(,标准,),选择,目,目标,过,过程,一,一般,使,使用,价,价值,体,体系,方,方法,：,：,效用,理,理论,费用,效益,分,分析,：,：经,济,济系,统,统,风险,估,估计,价值,工,工程,系统,综,综合,：,：方,案,案策,略,略，,对,对每,种,种方,案,案进,行,行说,明,明,系统,分,分析,：,：比,较,较分,析,析各,方,方案,建,模,模,计,计算,或,或仿,真,真,目标,确,确定,：,：,确定,目,目标,的,的原,则,则,确定,目,目标,的,的方,法,法,目标,实,实现,标,标准,-,指标,量,化,化,!,目标,的,的量化,目标,的,的归一,化,化,目标,的,的有序,化,化,目标,的,的一致,化,化,作出,决,决策,：,：不,能,能十,全,全十,美,美，,要,要考,虑,虑人,、,、社,会,会各,种,种因,素,素,付诸,实,实施,：,：,企业,：,：生,产,产计,划,划,开发,项,项目,：,：,CPM,、,PERT,三、,知,知,识,识维,知识,维,维是,指,指在,完,完成,上,上述,各,各种,步,步骤,所,所需,要,要的,各,各种,专,专业,知,知识,和,和管,理,理知,识,识，,包,包括,科,科学,学,学、,基,基础,科,科学,、,、工,程,程技,术,术、,环,环境,科,科学,、,、计,算,算机,技,技术,、,、数,学,学、,经,经济,学,学、,法,法律,、,、管,理,理科,学,学和,其,其它,相,相关,社,社会,科,科学,等,等,。,。,9,环境科学,社会科学,工程技术,计算机科,学,学,管理科学,经济,法律,知识维（,科,科学技术,）,）,逻辑维（,方,方法步骤,）,）,时间维（,时,时间进程,）,）,明确问题,选择目标,系统综合,系统分析,方案优化,作出决策,付诸实施,ABCDEFG,654321,规划阶段,方案阶段,研制阶段,生产阶段,运行阶段,更新阶段,知识维：,指,指在完成,上,上述各阶,段,段和各步,骤,骤所需要,的,的各种专,业,业知识和,管,管理知识,。,。,逻辑维：,每,每个阶段,需,需进行的,工,工作步骤,，,，是运用,系,系统工程,方,方法进行,思,思考、分,析,析和解决,问,问题应遵,循,循的一般,程,程序。,时间维：,从,从规划到,更,更新，按,时,时间顺序,排,排列的,SE,全过程。,第二节,霍,霍尔,“,三维结构,”,模型,采用霍尔,三,三维结构,解,解决采矿,问,问题,时间维：,采,采矿工程,大,大系统有,勘,勘探、建,井,井、生产,、,、末期的,边,边角,煤回收等,阶,阶段；,逻辑维：,摆,摆明问题,（,（需进行,具,具体的资,源,源考察、,实,实际,测量、调,研、需求,分,分析、煤,炭,炭市场预,测,测等）、,系,系统设计,（,（采,矿开拓系,统,统、采区,设,设计、通,风,风及其他,辅,辅助生产,系,系统,的设计）,、,、系统综,合,合、模型,化,化、最优,化,化、决策,及,及实,施）。,知识维：,采,采矿工程,所,所涉及的,学,学科（力,学,学、地质,学,学、环境,工,工程,学、经济,学,学、管理,学,学等）,在这个过,程,程系统中,，,，每一阶,段,段都有自,己,己的管理,内,内容和管,理,理目标，,每,每一步骤,都,都有自己,的,的管理手,段,段和管理,方,方法，彼,此,此相互联,系,系，再加,上,上具体的,管,管理对象,，,，组成了,一,一个有机,整,整体。,霍尔管理,矩,矩阵可以,提,提醒人们,在,在哪个阶,段,段该做哪,一,一步工作,，,，同时明,确,确各项具,体,体工作在,全,全局中的,地,地位和作,用,用，从而,使,使工作得,到,到合理安,排,排。,把系统工,程,程过程系,统,统运用于,大,大型工程,项,项目，尤,其,其是探索,性,性强、技,术,术复杂、,投,投资大、,周,周期长的,“,“大科学,”,”研究项,目,目，可以,减,减少决策,上,上的失误,和,和计划实,施,施过程中,的,的困难。,基于“,三,三维结构,”,”模型的,系统工程,过,过程系统,国内外许,多,多事例表,明,明，运用,科,科学的系,统,统工程过,程,程系统管,理,理方法，,决,决策的可,靠,靠性可提,高,高一倍以,上,上，节约,时,时间和总,投,投资平均,在,在,15%,以上，而,用,用于管理,的,的费用一,般,般只占总,投,投资的,3%,6%,。,在规划和,方,方案探索,阶,阶段，只,花,花去装备,寿,寿命周期,费,费用的极,少,少部分，,但,但确定了,装,装备一生,要,要花费用,的,的,70%,；,全面工程,研,研制之前,，,，花费的,费,费用占到,寿,寿命周期,费,费用的,3%,，但固定,了,了寿命周,期,期费用的,85%,；,研制结束,时,时，装备,寿,寿命周期,费,费用已被,基,基本固定,。,2,.,切克兰德,方,方法论,霍尔三维,结,结构不适,用,用于以建,立,立和管理,“,“,软系统,”为,目的的社,会,会科学、,管,管理科学,等,等科学领,域,域；而适,用,用于以研,制,制“硬件,系,系统”为,目,目标的自,然,然科学、,工,工程技术,等,等“硬科,学,学”领域,，,，故有人,称,称霍尔三,维,维结构为,“,“硬科学,”,”的系统,工,工程方法,论,论。,英国的切,克,克兰德把,OR,、,SE,、,SA,和,SD,所使用的,方,方法论叫,硬,硬系统方,法,法论，并,在,在,1981,年自己提,出,出一种,软系统方,法,法（,SSM,）,“,调查学习,”,”法。,同时，,切克兰德,认,认为，完,全,全按照解,决,决工程技,术,术问题的,思,思路来解,决,决,社会问题,或,或“软科,学,学”问题,，会碰到,许,许多问题,。,。提出了,良结构系,统,统：指偏重,工,工程问题,、,、机理明,显,显的物理,型,型的硬系,统,统,不良结构,系,系统：指偏重,社,社会问题,、,、机理尚,不,不清楚的,心,心理和事,理,理型的软,系,系统,他认为：,不良结构,问,问题的,核心,不是寻求,“,“最优化,”,”，而是,“,“调查、,比,比较”或,者,者说是“,学,学习”，,从,从模型和,现,现状比较,中,中，学习,改,改善现存,系,系统的途,径,径，是有,很,很明显的,反,反馈调节,思,思想。,弄清关联因素,问题现状说明,建立概念模型,改善概念模型,比 较,实 施,切克兰德的“调查学习”方法流程图,实施步骤,切克兰德,的,的“调查,学,学习”软,方,方法的核,心,心不是寻,求,求“最优,化,化”，而,是,是“调查,、,、比较”,或,或者说是,“,“学习”,，,，从模型,和,和现状比,较,较中，学,习,习改善现,存,存系统的,途,途径。,概念模型,代,代替数学,模,模型，思,路,路更加开,阔,阔。,满意解代,替最优解,，,，价值观,方,方面的重,要,要变化。,问题及其环境的,识别与表达,建立概念模型,(目标系统概念化),根底定义,比较，寻求改善途径,选择,设计,实施,评估,切克兰德,方,方法的主,要,要内容和,工,工作过程,在矿业工,程,程中的应,用,用举例,某煤矿毗,邻,邻黄河,河滩湿地,芦,芦苇茂密,生态环境,良,良好,但该矿擅,自,自排弃矸,石,石填滩造,地,地,严重破坏,了,了湿地生,态,态资源与,环,环境。这,时,时可采用,切,切克兰德,方,方法分析,矿,矿山环境,地,地质灾害,产,产生机制,、,、发生条,件,件和诱发,机,机制等许,多,多指标,并对其地,形,形地貌、,植,植被覆盖,情,情况、历,史,史发生情,况,况等确定,等,等级。并,查,查明崩塌,、,、泥石流,等,等灾害诱,发,发的原因,，,，并提出,可,可行的解,决,决办法。,有关切克,兰,兰德方法,切克兰德,认,认为对人,类,类活动系,统,统进行分,析,析和研究,，,，是软系,统,统方法发,展,展历史中,的,的里程碑,，,，是最重,要,要的突破,之,之一，以,前,前的系统,思,思想者所,要,要努力建,立,立的模型,一,一般只是,面,面向物质,系,系统、设,计,计系统，,或,或者社会,系,系统，但,是,是当他们,面,面对具有,目,目的性的,人,人类系统,时,时，就往,往,往力不从,心,心；人类,活,活动系统,是,是这样的,一,一种系统,模,模型：人,们,们在其中,进,进行各种,各,各样的活,动,动，并且,是,是为了达,到,到某一个,或,或某一些,特,特定的目,的,的。,人类活动,系,系统的概,念,念与自然,或,或人工系,统,统的概念,有,有着重大,的,的区别。,人,人类是自,主,主的，能,将,将意义赋,予,予所感知,的,的事物。,因,因此，一,个,个人类活,动,动系统绝,不,不会只有,单,单一的（,可,可检验的,）,）解释，,而,而是根据,不,不同的维,特,特沙，可,以,以得到一,系,系列有效,的,的解释。,对,对人类活,动,动系统的,研,研究，需,要,要探究很,多,多相互联,系,系但又常,常,常相互冲,突,突的价值,，,，并且系,统,统往往具,有,有多元的,、,、不太明,确,确的目标,，,，问题情,境,境中关于,组,组织政治,文,文化和个,人,人价值观,、,、世界观,等,等因素的,影,影响是不,能,能忽略的,。,。因此，,可,可以说，,软,软系统方,法,法论持有,的,的是诠