本章内容概要第一节以兰德公司为代表的系统分析方法论第二节以HalI为代表的硬系统工程方法论第三节以Checkland为代表的软系统工程方法论第四节以钱学森为代表的综合集成方法论
本章内容概要 第一节 以兰德公司为代表的系统分析方法论 第二节 以 Hall 为代表的硬系统工程方法论 第三节 以 Checkland 为代表的软系统工程方法论 第四节 以钱学森为代表的综合集成方法论
引言系统工程的出现在很大程度上改变了人们的思维方式，使人们逐渐从传统的以“实物为中心”的方式过渡到主要以“系统为中心”的方式。以“系统为中心”的思维方式在方法论上的具体化便形成了系统工程方法论。系统工程方法论是一种将分析对象作为整体系统来考虑，在此基础上进行分析、设计、制造和使用的基本思想方法。系统工程方法论主要的研究对象有各种系统工程方法的形成和发展、基本特征、应用范围、方法间的相互关系，以及如何构建、选择和应用系统方法。系统工程方法论的建立是在系统思想的指导下进行的，有一定的思想才能形成一定的认识，进而形成一定的方法论。因此，系统工程方法论的发展过程与其思想发展过程在规律性上是一致的。古代的朴素系统思想，决定了当时的研究方法仅仅局限于用定性和概念性的文字进行描述，还未形成一个完整的方法论体系。现代系统思想兴起后，学界逐步将实践中用到的方法提升到方法论的高度。现代系统工程方法论代表性的流派有以下几个：以兰德公司（RAND）为代表的系统分析方法论、以Hall为代表的硬系统工程方法论、以Checkland为代表的软系统工程方法论、以钱学森为代表的综合集成方法论
引 言 系统工程的出现在很大程度上改变了人们的思维方式，使人们逐渐从传统的以“实物为中心”的 方式过渡到主要以“系统为中心”的方式。以“系统为中心”的思维方式在方法论上的具体化便形成 了系统工程方法论。系统工程方法论是一种将分析对象作为整体系统来考虑，在此基础上进行分析、 设计、制造和使用的基本思想方法。系统工程方法论主要的研究对象有各种系统工程方法的形成和发 展、基本特征、应用范围、方法间的相互关系，以及如何构建、选择和应用系统方法。 系统工程方法论的建立是在系统思想的指导下进行的，有一定的思想才能形成一定的认识，进而 形成一定的方法论。因此，系统工程方法论的发展过程与其思想发展过程在规律性上是一致的。古代 的朴素系统思想，决定了当时的研究方法仅仅局限于用定性和概念性的文字进行描述，还未形成一个 完整的方法论体系。现代系统思想兴起后，学界逐步将实践中用到的方法提升到方法论的高度。 现代系统工程方法论代表性的流派有以下几个：以兰德公司（RAND）为代表 的系统分析方法论、以 Hall 为代表的硬系统工程方法论、以 Checkland 为代表 的软系统工程方法论、以钱学森为代表的综合集成方法论
第一节以兰德公司为代表的系统分析方法论系统分析（systemanalysis）方法最初产生于第二次世界大战时期，和运筹学同时出现。美国的兰德公司在长期的研究中发展并总结了一套解决复杂问题的方法和步骤，被称为“系统分析”。系统分析的宗旨在于提供重大的研究与发展计划和相应的科学依据，提供实现自标的各种方案并给出评价，提供复杂问题的分析方法和解决途径
第一节 以兰德公司为代表的系统分析方法论 系统分析（system analysis）方法最初产生于第二次世界大战时期，和运 筹学同时出现。美国的兰德公司在长期的研究中发展并总结了一套解决复杂问题 的方法和步骤，被称为“系统分析”。系统分析的宗旨在于提供重大的研究与发 展计划和相应的科学依据，提供实现目标的各种方案并给出评价，提供复杂问题 的分析方法和解决途径
一、系统分析的定义广义地解释，把系统分析作为系统工程的同义语：狭义地理解：①系统分析是系统工程的一个逻辑步骤，这个步骤是系统工程的中心部分：②系统分析为系统工程实现优化提供了一个逻辑的途径，它贯穿于系统工程的全过程。基于前面的分析，我们认为把系统分析作为一种有目的、有步骤的探索过程，一项研究问题的方法、解决问题的途径、优化的技术、决策的工具也许更全面些。美国学者夸德（Quade）对系统分析作了这样的说明：所谓系统分析是通过一系列的步骤，帮助决策者选择决策方案的一种系统方法。这些步骤是：研究决策者提出的整个问题，确定目标，建立方案，并且根据各个方案的可能结果使用适当的方法（尽可能用解析的方法）去比较各个方案，以便能够依靠专家的判断能力和经验去处理问题。综上所述，所谓系统分析就是利用科学的分析工具和方法，分析和确定系统的目的、功能、环境、费用与效益等问题，抓住系统中需要决策的若干关键问题，根据其性质和要求，在充分调查研究和掌握可靠信息资料的基础上，确定系统目标，提出为实现目标的若干可行方案，通过模型进行仿真试验，优化分析和综合评价，最后整理出完整、正确、可行的综合资料，从而为决策提供充分的依据
一、系统分析的定义 广义地解释，把系统分析作为系统工程的同义语；狭义地理解：①系统分析是系统工程的一个逻辑步骤，这个步 骤是系统工程的中心部分；②系统分析为系统工程实现优化提供了一个逻辑的途径，它贯穿于系统工程的全过程。基 于前面的分析，我们认为把系统分析作为一种有目的、有步骤的探索过程，一项研究问题的方法、解决问题的途径、 优化的技术、决策的工具也许更全面些。 美国学者夸德（Quade）对系统分析作了这样的说明：所谓系统分析是通过一系列的步骤，帮助决策者选择决策方 案的一种系统方法。这些步骤是：研究决策者提出的整个问题，确定目标，建立方案，并且根据各个方案的可能结果 使用适当的方法（尽可能用解析的方法）去比较各个方案，以便能够依靠专家的判断能力和经验去处理问题。 综上所述，所谓系统分析就是利用科学的分析工具和方法，分析和确定系统的目的、功能、环 境、费用与效益等问题，抓住系统中需要决策的若干关键问题，根据其性质和要求，在充分调查研 究和掌握可靠信息资料的基础上，确定系统目标，提出为实现目标的若干可行方案，通过模型进行 仿真试验，优化分析和综合评价，最后整理出完整、正确、可行的综合资料，从而为决策提供充分 的依据
二、系统分析的实质（1）系统分析作为一种决策的工具，其主要自的在于为决策者提供直接判断和决定最优方案的信息和资料。（2）系统分析把任何研究对象均视为系统，以系统的整体最优化为工作目标，并力求建立数量化的目标函数（3）系统分析强调科学的推理步骤，使所研究系统中各种问题的分析均能符合逻辑的原则和事物的发展规律，而不是凭主观意断和单纯经验。（4）应用数学的基本知识和优化理论，从而使各种替代方案的比较，不仅有定性的描述，而且基本上都能以数字显示其差异。至于非计量的有关因素，则运用直觉、判断及经验加以考虑和衡量。（5）通过系统分析，使得待开发系统在一定的条件下充分挖掘潜力。做到人尽其才，物尽其用
二、系统分析的实质 （1）系统分析作为一种决策的工具，其主要目的在于为决策者提供直接判 断和决定最优方案的信息和资料。 （2）系统分析把任何研究对象均视为系统，以系统的整体最优化为工作目 标，并力求建立数量化的目标函数。 （3）系统分析强调科学的推理步骤，使所研究系统中各种问题的分析均能 符合逻辑的原则和事物的发展规律，而不是凭主观臆断和单纯经验。 （4）应用数学的基本知识和优化理论，从而使各种替代方案的比较，不仅 有定性的描述，而且基本上都能以数字显示其差异。至于非计量的有关因素，则 运用直觉、判断及经验加以考虑和衡量。 （5）通过系统分析，使得待开发系统在一定的条件下充分挖掘潜力。做到 人尽其才，物尽其用
三、对系统分析应有的基本认识系统分析是一种仍在不断发展中的现代科学方法，虽然已在很多领域采用并取得显者成效，但这并不是说，任何问题都可以用系统分析来研究，因为还要考虑到经济与时效等因素。为此，在采用系统分析前，应对以下几方面有所认识：个系统分析不是容易的事，它不是省事、省时的工作，它需要有高度能力的分析人员辛勤而漫长时间地工作，?系统分析虽然对制订决策有很大的助益，但是它不能完全代替想象力、经验和判断力。个系统分析最重要的价值在于它能解决问题的容易部分，这样决策者就可集中其判断力来解决较难的问题个系统分析基本上是以经济学的方法来解决问题，虽然其中所包括的经济学原理相当简单，但要用之解决间题则必须具备相当的经济学知识全对任何问题，通常都有不同的解决方案，应用系统分析研究问题，应对各种解决问题的方案，计算出全部费用然后再进行比较。?费用最少的方案不一定就是最佳的选择，因为选择最佳方案的看眼点不在“省钱”而在“有效
三、对系统分析应有的基本认识 系统分析是一种仍在不断发展中的现代科学方法，虽然已在很多领域采用并取得显 著成效，但这并不是说，任何问题都可以用系统分析来研究，因为还要考虑到经济与时效 等因素。为此，在采用系统分析前，应对以下几方面有所认识： 系统分析不是容易的事，它不是省事、省时的工作，它需要有高度能力的分析人员辛勤而漫长时间地工作。 系统分析虽然对制订决策有很大的助益，但是它不能完全代替想象力、经验和判断力。 系统分析最重要的价值在于它能解决问题的容易部分，这样决策者就可集中其判断力来解决较难的问题。 系统分析基本上是以经济学的方法来解决问题，虽然其中所包括的经济学原理相当简单，但要用之解决间题， 则必须具备相当的经济学知识。 对任何问题，通常都有不同的解决方案，应用系统分析研究问题，应对各种解决问题的方案，计算出全部费用， 然后再进行比较。 费用最少的方案不一定就是最佳的选择，因为选择最佳方案的着眼点不在“省钱”而在“有效
四、系统分析的要素系统分析的因素很多，根据RAND型代表人物之一希奇的思想进行系统分析时，必须把握以下5个基本要素：（1）自的。自的是决策的出发点，为了正确获得决定最优化系统方案所需的各种有关信息，系统分析人员的首要任务就是要充分了解建立系统的自的和要求，同时还应确定系统的构成和范围。（2）替代方案。般情况下，为了实现某一自的，总会有几种可采取的方案或手段。这些方案彼此之间可以替换，故叫做替代方案或可行方案。例如，要进行货物运输，可以选择航空运输、铁路运输、水路运输和公路运输几种方式，同时还存在不同运输方式之间的组合运输方式，而这些方案针对货物运输的自的（安全、经济、快捷），总是各有利弊的。究竟选择哪一种方案最合理？这就是系统分析研究和解决的问题
四、系统分析的要素 系统分析的因素很多，根据 RAND 型代表人物之一希奇的思想进行系统分 析时，必须把握以下 5 个基本要素： （1）目的。目的是决策的出发点，为了正确获得决定最优化系统方案所需 的各种有关信息，系统分析人员的首要任务就是要充分了解建立系统的目的和要 求，同时还应确定系统的构成和范围。 （2）替代方案。一般情况下，为了实现某一目的，总会有几种可采取的方 案或手段。这些方案彼此之间可以替换，故叫做替代方案或可行方案。例如，要 进行货物运输，可以选择航空运输、铁路运输、水路运输和公路运输几种方式， 同时还存在不同运输方式之间的组合运输方式，而这些方案针对货物运输的目的 （安全、经济、快捷），总是各有利弊的。究竟选择哪一种方案最合理？这就是 系统分析研究和解决的问题
四、系统分析的要素（3）模型。模型是对实体系统的抽象描述。它可以将复杂的问题化为易于处理的形式。即使在尚未建立实体系统的情况下，也可以借助一定的模型来有效地求得系统设计所需要的参数，并据此确定各种制约条件，同时还可以利用模型来预测各替代方案的性能、，费用和效益，有利于各种替代方案的分析和比较。（4）费用和效益。费用和效益是分析和比较决择方案的重要标志。用于方案实施的实际支出就是费用，达到自的所取得的成果就是效益。如果能把费用和效益都折合成货币形式来比较，一般来说，效益大于费用的设计方案是可取的，反之则不可取。（5）评价基准。评价基准是系统分析中确定各种替代方案优先顺序的标准。通过评价基准对各方案进行综合评价，确定出各方案的优先顺序。评价基准一般根据系统的具体情况而定，费用与效益的比较是评价各方案的基本手段
四、系统分析的要素 （3）模型。模型是对实体系统的抽象描述。它可以将复杂的问题化为易于 处理的形式。即使在尚未建立实体系统的情况下，也可以借助一定的模型来有效 地求得系统设计所需要的参数，并据此确定各种制约条件，同时还可以利用模型 来预测各替代方案的性能、费用和效益，有利于各种替代方案的分析和比较。 （4）费用和效益。费用和效益是分析和比较抉择方案的重要标志。用于方 案实施的实际支出就是费用，达到目的所取得的成果就是效益。如果能把费用和 效益都折合成货币形式来比较，一般来说，效益大于费用的设计方案是可取的， 反之则不可取。 （5）评价基准。评价基准是系统分析中确定各种替代方案优先顺序的标准。 通过评价基准对各方案进行综合评价，确定出各方案的优先顺序。评价基准一般 根据系统的具体情况而定，费用与效益的比较是评价各方案的基本手段
五、系统分析的步骤任何问题的研究与分析均有其一定的逻辑推理步骤，根据系统分析各要素相互之间的制约关系，系统分析的步骤可概括如下：（1）问题构成与自标确定。在一个研究分析的问题确定以后，首先要将问题作系统的与合乎逻辑的叙述，其目的在于确定目标，说明问题的重点与范围，以便进行分析研究。（2）搜集资料探索可行方案。在问题构成之后，就要拟订大纲和决定分析方法，然后依据已搜集的有关资料找出其中的相互关系，寻求解决问题的各种可行方案。（3）建立模型（模型化）。为便于分析，应建立各种模型，利用模型预测每一方案可能产生的结果，并根据其结果定量说明各方案的优劣与价值。模型的功能在于组织思维及获得处理实际向题所需的指示或线索。模型充其量只是现实过程的近似描述，如果它说明了所研究系统的主要特征，就算是一个满意的模型。（4）综合评价。利用模型和其他资料所获得的结果，对各种方案进行定量和定性的综合分析，显示出每一项方案的利弊得失和成本效益，同时考虑到各种有关的无形因素如政治、经济、军事、理论等，所有因素加以合并考虑并研究，获得综合结论，以指示行动方针
五、系统分析的步骤 任何问题的研究与分析均有其一定的逻辑推理步骤，根据系统分析各要素相 互之间的制约关系，系统分析的步骤可概括如下： （1）问题构成与目标确定。在一个研究分析的问题确定以后，首先要将问题作系统 的与合乎逻辑的叙述，其目的在于确定目标，说明问题的重点与范围，以便进行分析研究。 （2）搜集资料探索可行方案。在问题构成之后，就要拟订大纲和决定分析方法，然 后依据已搜集的有关资料找出其中的相互关系，寻求解决问题的各种可行方案。 （3）建立模型（模型化）。为便于分析，应建立各种模型，利用模型预测每一方案可 能产生的结果，并根据其结果定量说明各方案的优劣与价值。模型的功能在于组织思维及 获得处理实际问题所需的指示或线索。模型充其量只是现实过程的近似描述，如果它说明 了所研究系统的主要特征，就算是一个满意的模型。 （4）综合评价。利用模型和其他资料所获得的结果，对各种方案进行定量和定性的 综合分析，显示出每一项方案的利弊得失和成本效益，同时考虑到各种有关的无形因素， 如政治、经济、军事、理论等，所有因素加以合并考虑并研究，获得综合结论，以指示行 动方针
（5）检验与核实。以试验、抽样、试行等方式鉴定所得结论，提出应采取的最佳方案。在分析过程中，可利用不同的模型在不同的假定下对各种可行方案进行比较，获得结论，提出建议，但是否实行则是决策者的责任。任何问题仅进行一次分析往往是不够的，一项成功的分析是一个连续循环的过程，如图2-1所示。问题的目标的资料的方案的DDD构成确定收集拟订↑几引进新的模型的可行方案建立:几个检查各重新考虑综合分析方↑介介项假定评价新目标案指标与资料图2-1系统分析的步骤
（5）检验与核实。以试验、抽样、试行等方式鉴定所得结论，提出应采取的最佳方 案。 在分析过程中，可利用不同的模型在不同的假定下对各种可行方案进行比较，获得结 论，提出建议，但是否实行则是决策者的责任。 任何问题仅进行一次分析往往是不够的，一项成功的分析是一个连续循环的过程，如 图 2-1 所示。 图 2-1 系统分析的步骤