系統與系統工程論文
系統與系統工程論文
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系統與系統工程論
摘要：當今社會是系統工程的社會，我們處在一個系統工程的時代，系統工程在多種領域均有廣泛的應用。為了進一步瞭解系統工程，瞭解系統工程方法，明確其重要性，深化其廣泛應用的特性，本文比較系統地從時間維和邏輯維倆維的角度編排，比較詳細地介紹了什麼是系統工程，系統工程的起源和發展，系統工程的現狀，作者自己對系統工程的理解和系統工程發展的願景。從而得出了結論：系統工程在人類發展的過程中真的很重要，有著廣泛的應用，十分美好的發展前景。 關鍵詞：系統工程；系統；整體；重要性
Statement of system engineering
Tian Bai
Abstract: Now our society is the system engineering world. We live in a system engineering century. And system engineering is widely used in many fields. In order to have a further understand of system engineering and the theory of the system engineering, better understand the importance of system engineering, knowing deeply that system engineering is widely used, we discussed systematically using time dimension and logic dimension about what is system engineering, the source and development of system engineering, the current situation of system engineering, my understanding of system engineering and the vista of system engineering. And finally, we draw the following conclusions: system engineering really plays an important part in the development of human being. Also it really does be used in many fields and has a very good vista in the future. Keywords: system engineering; system;entirety;importance
引言：如今是個是個系統工程的時代，系統工程在各方面都有廣泛的應用，如經濟，國防建設等，所以我們有必要重新認識系統工程，知道什麼是系統工程，系統工程的起源和發展，系統工程的廣泛應用及其重要性。
一． 什麼是系統工程
“系統”一詞，來源於古希臘語，是由部分構成整體的意思。 而什麼是系統工程呢？系統工程的基本定義為系統工程是組織管理系統的規劃，研究，設計，製造，試驗和使用的科學方法，是一種對所有系統都具有普遍意義的科學方法。簡言之，系統工程就是組織管理系統的技術。
系統工程在系統科學結構體系中，屬於工程技術類，它是一門新興的學科，國內外有 一些學者對系統工程的含義有過不少闡述，但至今仍無統一的定義。 1978年我國著名學者錢學森指出:"系統工程是組織管理系統的規劃、研究、設計、制 造、試驗和使用的科學方法，是一種對所有系統都具有普遍意義的方法"。 1977年日本學者三浦武雄指出:"系統工程與其他工程學不同之點在於它是跨越許 多學科的科學，而且是填補這些學科邊界空白的一種邊緣學科。因為系統工程的目的是研 制一個系統，而系統不僅涉及到工程學的領域，還涉及社會、經濟和政治等領域，所以為了 適當地解決這些領域的問題，除了需要某些縱向技術以外，還要有一種技術從橫的方向把 它們組織起來，這種橫向技術就是系統工程"。 1975年美國科學技術辭典的論述為:"系統工程是研究複雜系統設計的科學，該系統 由許多密切聯絡的元素所組成。設計該複雜系統時，應有明確的預定功能及目標，並協調 各個元素之間及元素和整體之間的有機聯絡，以使系統能從總體上達到最優目標。在設計 系統時，要同時考慮到參與系統活動的人的因素及其作用。" 從以上各種論點可以看出，系統工程是以大型複雜系統為研究物件，按一定目的進行 設計、開發、管理與控制，以期達到總體效果最優的理論與方法。
二． 系統工程的產生與發展
系統工程是應運而生的，它是工業生產和科學技術發展的必然產物。
20世紀三四十年代工業生產和工程技術有了巨大進步，加上第二次世界大戰的催化作用，更有額飛速大發展，隨著生產規模越來越大，生產工藝越來越複雜，科學技術研究設計的專業和部門也越來越多，需要人們從整體和相互聯絡的角度去考慮問題，制定一系列組織和管理的方法和程式。20世紀40年代出現的與
運籌學，控制論，資訊理論為系統工程提供了理論依據。
美國貝爾電話公司在20世紀20年代成立了貝爾實驗室，實驗室分為部件研究與系統研究倆個部門，為建立全國無線電微波通訊系統開展了卓有成效的工作。40年代末，人們把貝爾實驗室採用和創造的許多概念，思路和方法總體命名為System Engineering,即系統工程。1957年，美國密執安大學的學者A.H.Goode和R.E.Machol合著了第一本名為《System Engineering》的書。60年代初期，系統工程成為一本獨立的工程技術學科。美國電氣與電氣工程師學會在科學與電子部分，設立了系統工程學科委員會。1965年美國出版了一本《Handbook of Systems Engineering》，它包括系統工程的方法論，系統環境，系統元件（主要敘述了軍事工程及衛星的各個主要部件），系統理論，系統技術，系統數學等。
1969年七月，美國阿波羅飛船11號首次登月成功，被認為是系統工程成功的典例，引起了人們對系統工程的廣泛重視。
系統工程就是一大類綜合治理的工程技術，他是大生產和科學技術高度發展的產物。系統工程作為一間科學技術雖然形成於本世紀中葉，但系統工程的思想方法和實際應用可追溯到遠古時代。中華民族的祖先在瞭解和改造自然的辛勤實踐和大量的社會活 動中，早有許多樸素的系統概念和應用例項。如《孫子兵法》“經五事”：道-天-地-將-法。在水利建設方面，戰國時期，秦國太守李冰父子主持修建了四川都江堰工程。這一偉 大水利工程巧妙地將分洪、51水和排沙結合起來，使各部分組成一個整體，實現了防洪、灌 溉、行舟、漂木等多種功能，至今，該工程仍在發揮著重大的經濟效益，是我國古代水利建 設的一大傑出成就。 在建設施工方面，北宋真宗年間，皇城失火，宮殿燒燬，大臣丁謂主持了皇宮修復工 程。他採用了一套綜合施工方案，先在需要重建的通衢大道上就近取土燒磚，在取土後的 通衢深溝中引入汴水，形成人工河，再由此水路運人建築材料，從而加快了工程進度。皇宮 修復後，又將碎磚廢土填入溝中，重修通衢大道。使燒磚、運輸建築材料和處理廢墟三項繁 重工程任務協調起來，從而在總體上得到了最佳解決，一舉三得，節省了大量勞力、費用和時間。
三． 系統工程的現狀
系統工程雖是一門年輕的學科，而且是一門多學科交叉的大學科，在現代有非常廣泛的應用和發展。國際上，1957H.Good和 R.E.Machol發表第一部名為《系統工程》的著作系統工程學科形成的標誌。1958，美國研製北極星導彈潛艇，提出PERT（網路最佳化技術），這是最早的系統工程技術之一。1965，R.E.Machol編著《系統工程手冊》， 表明系統工程的實用化和規範化。美國自動控制家L.A.Zedeh提出“模糊集合”概念 為現代SE奠定了重要的數學基礎。1961-1972， 美國實施“阿波羅”登月計劃，使用了多種SE方法，其成功極大地提高了SE的地位。1972 國際應用系統分析研究所（IIASA）在維也納成立，SE的應用開始從工程領域進入到社會經濟領域，並發展到了一個重要的新階段。70年代，SE的廣泛應用在國際上達到高潮。80年代， SE在國際上穩定發展、在中國的研究與應用達到高潮。
在我國，系統工程同樣有極大地應用和發展。兩彈一星工程是中國系統工程的發軔。“兩彈一星”是巨系統工程。早在1962年，在錢學森的倡導下，航天型號的研製率應系統工程方法，後在“兩彈一星”研製試驗的實踐中不斷總結、完善和提高，形成了一整套系統工程方法。我國大規模研究與應用SE是從1970年代末、1980年代初開始的。1978年9月27日，錢學森、許國志、王壽雲在《文匯報》發表題為“組織管理的技術——系統工程”的專題文章。從1978年起，西安交大、天津大學、清華大學、華中理工大學、大連理工大學等國內著名大學開始招收了第一批SE專業碩士研究生。
1980年11月，中國系統工程學會在北京成立，與國際系統工程界 進行了廣泛的學術交流。1970年代末以來，應用SE理論和方法來研究與解決我國的重大現實問題，在許多領域和方面取得了較好的效果，如：人口問題的定量研究及應用（始於1978年），2000年中國的研究(1983至1985年），全國和地區能源規劃（始於1980年），全國人才和教育規劃（始於1983年） ，農業系統工程（始於1980年） ，區域發展戰略（始於1982年） ，投入產出表的應用（始於60年代和1976年），軍事系統工程（始於1978年），水資源的開發利用（始於1978年）等。90年代以來，系統工程在與以下七個方面的結合上已具有初步結果和強勁勢頭：企業發展 ， 轉型時期我國改革發展的重大現實問題，（綜合配套改革、自主創新、資源能源問題、新農村建設、新型城鎮化建設、社會保障體系建設、應急管理等）， 管理科學、經濟科學、工程科學各種前沿問題， 社會資訊化變革， 重大投資和大型專案管理， 思維科學和生命科學。
1986年開始，錢學森親自指導“系統學討論班”的學術活動，在其中提練了許多重要概念，總結和提
出了系統研究方法，逐步形成以簡單系統、簡單巨系統、複雜巨系統為主線的系統學(systematology)提綱和內容，明確系統學的研究系統結構與功能一般規律的科學。在錢學森指導和參與下，對社會經濟系統等複雜系統進行研究，提煉和總結出開放的複雜巨系統概念，以及處理這類系統的方法論，即從定性到定量的綜合整合法，並於1990年正式發表《一個科學新領域——開放的複雜巨系統及其方法論。
系統工程是解決好多大問題必須要用到的手段和解決方案所要考慮的。我們絕對有理由相信，系統工程良好的發展前景。
四． 我對於系統工程的理解
系統工程這個詞的核心詞彙是“系統”，所謂“系統”，就是一個整體。系統工程是一種研究方法，關鍵在於要把握大局，一切以大局為重。在解決一個事情的時候，首先想到它是一個整體，注重內部間的聯絡，不計較小細節。比如古代的田忌賽馬，要是田忌注重一場比賽的輸贏，那麼他就贏不到最後的勝利。所以系統工程中有很多方法首先要你搞清楚的就是目標，目標很重要，有了目標才能有把握大局的原則和目的。比如W-S-R方法中最重要的人理方面有個協調關係，協調關係裡第一點就是你研究的目的是什麼。其他系統工程方法也是類似的。學習系統工程最重要的是將一種整體考慮的理念深入我們的骨髓，系統工程是多學科交叉的一門綜合學科，有整體理念的同時，我們還要紮實學習和了解其他學科的知識，這樣才能做到最好。
把系統工程的這種“整體”的思想用到我們的生活中，融入到我們的思想裡也是十分明智和重要的。比如一場籃球比賽，每個隊員都應該有大局觀念，注意到和知道到籃球隊是一個整體，要以整體的概念把自己融入到隊裡面，大家親密合作才能取得最後的勝利，我們都知道，個人技術再好，沒有隊員的配合也極難取得勝利。還有我們的大學生活，在規劃下學期的時候，我們都應當有一個整體希望達到的目標。然後我們來規劃，即使在實施的過程中細節有些小瑕疵，我們也應當記得最終的目標是什麼，這樣才不會迷失，才不會因小失大，才能做到最好。
看如今的中國，很多發展和規劃也是按照系統工程方法的路子來走的`。記得胡總書記去看錢學森爺爺的時候還在說自己也在學系統工程，足見系統工程的重要。以前我們只盲目的發展經濟，不管環境，採取“先汙染後治理”的路子就是一個不從整體考慮的例子，當然我們也從中受到了來自大自然的報復，因為“先汙染後治理”本來就是一種不科學，不考慮全域性的做法。但是現在，我們已經意識到了這一點，胡總書記提出了走可持續發展的道路，這次在十八屆三中，四中全會上又得到了充分的肯定和強調，並且這種思想正在深入人心的得到實施的推廣，也取得了良好成效。還有計劃生育政策也是站在全人類，全中國，大自然的整體上做出的決定，事實證明這也是個英明的決定。足見系統工程方法的重要性。
系統工程不只是一種“整體”的觀念，在前人不斷地研究和努力下，它也有自己的科學研究方法。比如硬系統方法論------霍爾方法論，它偏重解決工程系統、機理明顯的物理型的硬系統，可用較明顯的數學模型描述，邊界清晰，目標明確，有較現成的定量方法可以計算出系統的行為和最佳結果。還有軟系統方法論，偏重社會、機理尚不清楚的生物型的軟系統，較難用數學模型描述，因其加入了人的直覺和判 斷，往往只能用半定量、半定性或者只能用定性的方法來處理問題。
還有錢學森爺爺提出的韌系統方法論。綜合整合方法從本質上講是一種人機相互作用系統，在這個系統中專家系統、資料系統、資訊系統和計算機系統相結合；定性分析與定量分析相結合。綜合整合方法是解決開放的複雜巨系統問題的方法論。綜合整合依賴於幾個層面上的知識——經驗知識及有關自然和哲學科學知識。也就是說，包括不同領域的科學知識和經驗知識，定性知識和定量知識，理性知識和感性知識。透過系統概括，反覆對比，逐次逼近，以最好的方式實現目標。還有W-S-R方法論等。他們裡面提出的模型方法內容真的很有用。
五． 系統工程的願景
當今時代是一個資訊化時代，時代的需要必將推動系統工程飛速的發展。系統工程得到飛速的發展，人類對於資訊共享和協作的要求愈加迫切，建立數字地球是人類歷史上偉大的資訊工程系統它將在更深層次上實現計算機科學，資訊科學，系統科學的有機結合，從而從更高層次上來整合已有和正在發展的理論，技術和資料，開拓一系列全新的研究，發展和應用領域；系統工程作為一門軟科學日益受到人們的重視，社會上出現了從重視硬技術到重視軟科學的變化，人們從研究“物理”到研究“事理”再到研究“人理”，並把“人理”放在一重要的位置上；研究和完善系統工程的方法論。至今，系統工程尚未建立起完善的學科體系，從嚴格的標準來看，它是一門工程技術而不是一個學科，因此建立更完整更嚴密的系統工程科學機構，將是今後系統工程工作者共同關心的任務。
人類社會當今處在系統工程時代，希望有更多的人去學習系統工程思想，學習系統工程的理論和方法，解決問題知道從整體出發，不辜負錢學森爺爺開創系統工程的厚望，這樣，中國一定會湧現出更多的人才。
參考文獻：
[1]孫東川 林福永 孫凱 .系統工程引論[第二版]清華大學出版社 [2]王慧烔 系統工程方法論 西北工業大學出版社 [3]沈祿庚 系統科學概要
[4]周德群 方誌耕 系統工程概論 科學出版社