【正文】 系統(tǒng)科學方法論及系統(tǒng) ? 按照馬克思的時間和認識論的觀點，人類的認識總是從實踐中總結(jié)出來的，也就是說人類在改造自然界的同時，也在改造自己，人類總是在與自然界作斗爭的過程中，靠自己的聰明才智取得需要衣、食物。他們在失敗的挫折中吸取教訓，在成功的喜悅中總結(jié)經(jīng)驗，長期的積累。逐步形成了某一方面一整套的認識，研究自然界的一般性方法，即科學論。 ? 系統(tǒng)工程是二十世紀六十年代以后才開始興起的一門科學，它是以 一種思想 —— 系統(tǒng)思想，為指導解決社會實踐問題的方法，在我國古代就有很多的系統(tǒng)思想的例實，他們有意或無意地在利用方這種思想，但當時科學技術(shù)并不發(fā)達，因此還不叫系統(tǒng)工程。 謂修復皇宮的故事 ? 宋朝《夢溪筆談》中記載了這樣一個故事，說得是北宋真宗年間，皇宮失火，皇帝召各大臣商議如何在很短的時間內(nèi)修復好皇宮，而修復皇宮包括清理廢墟，取土燒磚，運輸建筑材料三大工程，但在當時的條件下，這邊是相當繁重的工程，大家都無以言答，當時有個叫丁謂的大臣領(lǐng)了此人，他提出了一個一舉三得的方案；在皇宮前的大道上在皇宮前的大道上挖溝取土燒磚，解決了取土燒磚的問題，引汴河水入溝，由汴河從水路運入材料、石材等 ? 建筑材料，解決運輸建筑材料的問題，修復好皇宮后將碎磚廢瓦再填回原來的溝內(nèi)以修好大道，解決清理廢墟問題，該方案三環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)緊扣，缺一不可，真可謂一舉三濟，消費以萬計，這正是我國古代勞動人員自發(fā)引用這種思想的典型例子，從這個例子可以看出，丁謂在解決問題時，并沒有把三個工程孤立地分割開來，而是把他們有機地放在一個整體中，從中找到他們之間的有機聯(lián)系，從而解決了問題。 田忌賽馬的故事 ? 戰(zhàn)國時期齊王和田忌賽馬 各從自己上等馬 、中等馬 、下等馬中選送一匹進行比賽，每輸一局，輸銀千兩，齊王的馬都比田忌的好，但田忌的下等馬與齊王的上等馬賽，用上等馬對中等馬，用中等馬對下等馬，這樣田忌非但沒有輸，反而嬴了一千兩銀子，這便是系統(tǒng)中從整體出發(fā)，選最優(yōu)方案，到最后實施的對策策略 都江堰水利工程 ? 舉世聞名的四川都江堰水利工程是戰(zhàn)國時期秦國的太守李冰父子二人主持修建的，都江堰水利工程由漁江分水工程；飛沙堰分洪排沙工程和寶并口引水工程三大主體工程巧妙地結(jié)合而成，這三個大主體工程和一百個附屬堰形成了相互聯(lián)系的有機整體，缺一不可，沒有漁嘴分水工程就不能把岷江分為內(nèi)江和外江；沒有寶并口的束水作用，就不會形渦流，泥沙就過不了飛沙堰；如果沒有飛沙堰，寶并口的束水口就要淤塞，內(nèi)江之水就無法流入川西平原，正因為這個整體發(fā)揮了三個孤立部分所發(fā)揮不了的作用，才能導岷江之急流，化害為利，灌溉良田 500多萬畝。 ? 都江堰的規(guī)劃和設(shè)計及其科學水平就是用今天的系統(tǒng)方法衡量也毫不遜色。 系統(tǒng)思想的應用 —— 曼哈頓計劃 ? 曼哈頓計劃是美國研制第一顆原子彈的計劃 ? 第二次世界大戰(zhàn)期間，美國總統(tǒng)羅斯福下令向日本廣島投放了第一顆原子彈，對盟國在二戰(zhàn)中徹底擊敗法西斯，對中國的抗日戰(zhàn)爭最終取得勝利都有不可估量的影響，也為日本人留下了永久的災難，美國第一顆原子彈計劃就是曼哈頓計劃。 ? 1940年，愛因斯坦等著名科學家向 ? 美國政府建議研制原子彈，美國總統(tǒng)羅斯福采納了，組織這種史無前例的工作是很這個建議，請理論生物學家奧本海默來組織領(lǐng)導這項工作。他動員了二萬五千名各種專業(yè)的科學家和工程師困難的，人員眾多，課題繁多，相互交錯，他在執(zhí)行計劃的過程中，從整體出發(fā)把研究課題分解成大量的小課題，組織很多小課題，負責整個課題的研究工作，同時他又非常注重各課題之間的聯(lián)系和層次，使全部課題組合 ? 起來，能達到整個計劃的最結(jié)構(gòu)。在生產(chǎn)原子彈燃料這一中心項目上，大家論證提出了六種方案，各不相讓，他確定一個原則，首先要保證按時完成任務，其他皆是次要的，因此他根據(jù)可靠性理論中可靠性低的原件組成可靠性高的系統(tǒng)的原理，決定六種方案同時實驗，結(jié)果按時 ? 得到了生產(chǎn)原子彈的所需的鈾，1994年 5月成功地爆炸第一顆原子彈。 ? 在大規(guī)模的組織起來完成一項軍事科研生產(chǎn)任務的大型系統(tǒng)工程中，時刻從系統(tǒng)的總目標出發(fā)，在系統(tǒng)的約束條件下最終完成了目標，但當時還沒有系統(tǒng)工程這一詞，但國外都認為這是系統(tǒng)工程方法成功的起點。 投入產(chǎn)業(yè)模型在國民計劃經(jīng)濟中的應用 ? 我國計劃經(jīng)濟的最基本原理是有計劃按比例發(fā)展，綜合平衡各部門之間按比例發(fā)展，系統(tǒng)工程把整個國民經(jīng)濟當作一個大系統(tǒng)。分析總結(jié)出投入產(chǎn)出綜合模型，對系統(tǒng)中各因子進行分析，確定各部門的投入及生產(chǎn)規(guī)模，以求最終平衡，實現(xiàn)安比例發(fā)展的目標。 ? 系統(tǒng)工程的應用是相當廣泛的，大至我們的國家、社會、各行業(yè)、部門、各種服務系統(tǒng)、小至企業(yè)、企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)，經(jīng)營預測，庫存管理都涉及到系統(tǒng)工程管理問題，對于象國民經(jīng)濟各部門如何達到費用最省結(jié)構(gòu)最合理。如何使資源利用最優(yōu)、利潤最大，人員配備問題、幾名工人、幾項工作，一人只能承擔一項工作。當不同的人從事各種工作的效益不同時，如何分配人員才能使全工程組收益最大 系統(tǒng)的概念 ? 系統(tǒng)一詞的概念和內(nèi)涵是逐漸發(fā)展而來 ,隨社會發(fā)展 ,其內(nèi)涵還在不斷發(fā)展和完善 .40年代才開始趨于統(tǒng)一 . ? 創(chuàng)始人馮 — 貝朗費認為 :“系統(tǒng)是相互作用的要素的綜合體” ? Weberster大辭典中系統(tǒng)被修釋為組織或被組織的整體；及組織的整體所形成的各種概念和原理的綜合，也有規(guī)則地相互作用相互依賴的形式組成的諸多要素的綜合。 ? 錢學森教授：極其復雜的研究對象，即由相互作用和相互依賴的若干組成的具有特定功能的有機整體，而且這個系統(tǒng)本身有時他叢書的一個更大系統(tǒng)的組成部分。 系統(tǒng)概念 ? 我們本書定義：系統(tǒng)是由相互聯(lián)系，相互依賴、相互制約、相互作用的若干組成部分，按照一定的方式，為了一定的目的組合而成存在于特定環(huán)境中具有一定功能的有機整體，這個整體本身又是它所從屬的更大系統(tǒng)的組成部分。 ? 在物質(zhì)世界中，一個系統(tǒng)中的任何一部分可被看成一個系統(tǒng)，而每個系統(tǒng)又可看成一個大系統(tǒng)中的一部分，現(xiàn)代社會，人們窮巷語把事物看成系統(tǒng)整體的一部分。而不是把整體者開成許多相互不聯(lián)系的屬部，這是綜合思想，即系統(tǒng)方法 系統(tǒng)的特征 ? 從系統(tǒng)的定義看，系統(tǒng)應具有以下六個屬性 ? 系統(tǒng)的整體性：首先體現(xiàn)在建立目標是要求系統(tǒng)整體最優(yōu)化，其次還體現(xiàn)在系統(tǒng)功能和規(guī)律是整體的簡單相加。 ? 系統(tǒng)的有序性。反系統(tǒng)都有結(jié)構(gòu)，凡結(jié)構(gòu)都是有序的，各組成部分在系統(tǒng)中所處的地位不同，形成不同的層次，該層次關(guān)系決定了系統(tǒng)的一定功能。 ? 系統(tǒng)的集合形，系統(tǒng)是有一個或兩個以上的可識別的子系統(tǒng)組成，構(gòu)成多層次的整體，使整體不可缺少的一部分。 ? 系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)性，系統(tǒng)各組成部分之間相互聯(lián)系，相互依賴，相互制約，相互作用的性質(zhì)叫關(guān)聯(lián)性。正是由于系統(tǒng)的嘎，系統(tǒng)才表現(xiàn)出整體性，才揭示出整體與部分的關(guān)系。 ? 系統(tǒng)的目的性，系統(tǒng)的組成部分按一定的目的組合在一起的性質(zhì)叫系統(tǒng)的目的性。 ? 系統(tǒng)的環(huán)境適應性，任何系統(tǒng)總處在特定的環(huán)境之中，并與環(huán)境不斷地進行物質(zhì)、能量、信息的交換，系統(tǒng)離不開環(huán)境，而且必須適應環(huán)境的變化，負責系統(tǒng)將不復存在。這種系統(tǒng)隨環(huán)境的變化而存在的性質(zhì)叫環(huán)境適應性。 系統(tǒng)與環(huán)境示意圖 系統(tǒng) 環(huán)境 環(huán)境 輸入 輸出 反 饋 系統(tǒng)分類 ? （一）、按組成的自然屬性分： 自然系統(tǒng)。 人造系統(tǒng)。復合系統(tǒng)。 ? （二）、按與環(huán)境的關(guān)系分： 封閉系統(tǒng)。 開放系統(tǒng)。 ? （三）按系統(tǒng)所處的狀態(tài)分： 靜態(tài)系統(tǒng)。 動態(tài)系統(tǒng)。 ? （四）按系統(tǒng)的規(guī)模分： 大型系統(tǒng)。中型系統(tǒng)。 小型系統(tǒng)。 第二章、系統(tǒng)科學與系統(tǒng)工程 ? 一、系統(tǒng)科學的分類 從縱向分：①、哲學。②、基礎(chǔ)科學。③、技術(shù)科學。④、工程技術(shù)。 從橫向分： ① 、自然科學。②、社會科學。 ③ 、系統(tǒng)科學。 ④ 、人體科學。⑤、思維科學 系統(tǒng)工程的定義 ? 現(xiàn)代科學技術(shù)為系統(tǒng)思想的定量化創(chuàng)造了條件，他為系統(tǒng)工程提供了數(shù)學理論和強有力的計算工具計算機。使系統(tǒng)思想發(fā)展成為既有指導思想又有時間內(nèi)用的新的工程技術(shù)學科。 ? 工程愿意專指作戰(zhàn)兵器的制造和執(zhí)行服務于軍事目的的工作。后來，把服務于特定目地的各項工作的總體稱為工程。 ? 用定量化的系統(tǒng)方法處理大型復雜的系統(tǒng)為題，無論是系統(tǒng)的組織建立，還是系統(tǒng)的經(jīng)營管理，都可以看成是工程實踐。 系統(tǒng)工程的定義 與系統(tǒng)工程有關(guān)的又有區(qū)別的名稱和成謂： ? 運籌學，之目的在于增加現(xiàn)有系統(tǒng)效率的分析工作。 ? 系統(tǒng)分析，支隊若干可供選擇的執(zhí)行特定任務的系統(tǒng)方案進行比較。 ? 系統(tǒng)研究，指擬制系統(tǒng)的實現(xiàn)程序。 系統(tǒng)工程的定義 ? 系統(tǒng)工程：是一個新興的跨學科的工程技術(shù)學科，是應用科學，它不僅定性，而且定量地位系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計，試驗研究，制造使用和管理控制提供科學方法，只綜合研究的理論和方法。他的最終目的是使系統(tǒng)運行在最優(yōu)狀態(tài)。 系統(tǒng)工程研究內(nèi)容不同所具有的特點 ? 系統(tǒng)工程不同于一般的工程技術(shù)科學 ? 一般對于技術(shù)科學、水利、電力、機械系統(tǒng)工程等事都與形成事物的實體有關(guān)，稱之為方便科學，而系統(tǒng)工程除包括這類硬工程之外，尚包括一類這種的組織，管理國外稱之為“軟”科學的類容。 ? 系統(tǒng)工程涉及到各種學科，各個領(lǐng)域的各種類容 ? 在處理某個系統(tǒng)時，首先涉及該工程項目的專業(yè)技術(shù)，系統(tǒng)工程是跨越各學科專業(yè)的橫向聯(lián)系，如林業(yè)專業(yè)技術(shù)工程，它主要研究森林的培育和森林的開發(fā)利用技術(shù)，而林業(yè)系統(tǒng)工程則是綜合林業(yè)社會，經(jīng)濟、生態(tài)及其他專業(yè)技術(shù)系統(tǒng)等處理森林培育和森林開發(fā)利用的問題以實現(xiàn)林業(yè)撒大效益的最優(yōu)化。 ? 在系統(tǒng)工程中，概念、原則、方法是主要的、本質(zhì)的、而在這當中應用的具體教學方法和計算技術(shù)是處理和解決系統(tǒng)問題的手段和工具。 ? 任何系統(tǒng)詩人、設(shè)備、過程的有機結(jié)合，其中人是最主要的因素，以人為中心。 系統(tǒng)的系統(tǒng)工程包含的基本定律和基本觀點 ? 基本定律：系統(tǒng)性能、功效不守恒定律，即當系統(tǒng)發(fā)生變化時，質(zhì)量、能量守恒，但性能和功效不守恒。且不守恒形式普遍的和無限的。 ? 系統(tǒng)的變化：由子系統(tǒng)合成兩大系統(tǒng)；有大系統(tǒng)分成子系統(tǒng)； ? 系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化： ? 不守恒：產(chǎn)生新的性能和功效；原有性能，功效增強會減弱、消逝； ? 普遍性：指任何系統(tǒng)都具有這種性質(zhì) ? 無限性：低級系統(tǒng)向高級系統(tǒng)發(fā)展是無限的，在變化時系統(tǒng)的性能，功效是復雜變化的。 ? 該定律的主要依據(jù)是；（ 1）、由物質(zhì)不滅定律和能量守恒定律可知，系統(tǒng)內(nèi)部物質(zhì)、能量和信息在信息流動過程中，物質(zhì)是不滅的，能量是守恒的，（ 2）、由于系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化，系統(tǒng)內(nèi)的物質(zhì)在信息、能量、等發(fā)證疊加，從而改變了系統(tǒng)的功效和性能。 （二）用系統(tǒng)工程處理問題的基本觀點 ? 整體性觀點：全局性觀點，以整體為出發(fā)點，以整體為歸宿。 ? （ 1）處理問題要遵循從整體到部分分析，再從部分到整體進行綜合處理的途徑。 ? （ 2）組成系統(tǒng)的各部分處于最優(yōu)狀態(tài)，系統(tǒng)未必處于最優(yōu)狀態(tài)。 ? （ 3）整體要處于最優(yōu)可能要犧牲某些局部利益。 ? （ 4）不完善的子系統(tǒng)經(jīng)過合理組合可能形成性能 ? 綜合性觀點：所謂綜合性觀點就是在處理系統(tǒng)是，把對象的各部分各因素聯(lián)系起來加以考慮，從關(guān)聯(lián)中找出事物的規(guī)律性的東西，系統(tǒng)工程就是指綜合研究的理論和方法，阿波羅登月計劃就沒有一項新的發(fā)明，全都是對現(xiàn)成的科學成果和技術(shù)綜合加工而成，因此，在處理系統(tǒng)工程師，必須由專業(yè)組的“ T”字形人才組成委員會的形式。 ? 關(guān)聯(lián)性觀點：只從系統(tǒng)各組成部分的關(guān)聯(lián)中探索系統(tǒng)的規(guī)律性的觀點，因為系統(tǒng)各因素