【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 來指揮、協(xié)調(diào)其他人的個(gè)人活動(dòng)。這就好比樂隊(duì)指揮必須指揮樂隊(duì)成員統(tǒng)一“步調(diào)”，才能奏出和諧優(yōu)美的音樂。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了更多龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，例如聯(lián)合生產(chǎn)企業(yè)、現(xiàn)代化農(nóng)場(chǎng)、縱橫交錯(cuò)的鐵路網(wǎng)、通訊網(wǎng)以及大型的水利工程等，它們具有更加復(fù)雜的綜合性的功能和目標(biāo)，單純從一門科學(xué)技術(shù)著眼已不能解決問題，需要從結(jié)構(gòu)組成、技術(shù)性能、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效果、生態(tài)影響等多方面來加以綜合考慮。從另一方面來看，由于工程裝置復(fù)雜程度的不斷提高，涉及的人員與因素也更多。像美國研制原子彈的“曼哈頓”計(jì)劃，參加人數(shù)有15000 多人，歷時(shí)約6年，而參加“阿波羅載人登月計(jì)劃”的各類工程技術(shù)人員達(dá)42 萬多人，歷時(shí)約10 年。直接和間接參加我國第一顆通信衛(wèi)星研制和發(fā)射的有20個(gè)省市、30多個(gè)部委、1000 多個(gè)單位、20多萬人，歷時(shí)將近10年。顯然，要指揮規(guī)模如此巨大的社會(huì)勞動(dòng)，涉及如此廣泛復(fù)雜的科學(xué)技術(shù)知識(shí)，單靠一個(gè)“總工程師”或“總設(shè)計(jì)師”的能力與知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。因此，如何在最短的時(shí)間里，以最少人力、物力和資金，最有效地利用科學(xué)技術(shù)的最新成就，來完成一項(xiàng)大型的科研、建設(shè)任務(wù)，這就是“系統(tǒng)工程”所要解決的問題。系統(tǒng)工程是組織、管理系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和使用的科學(xué)方法，是一種對(duì)所有“系統(tǒng)”都具有普遍意義的科學(xué)方法。系統(tǒng)工程是一門“工程”，而且是“好工程”。與以往其他工程（如土木工程、水利工程等）相比，系統(tǒng)工程不局限于“物”的建造或改造，而是為完成某項(xiàng)任務(wù)而提供決策、計(jì)劃、方案、方法和工作程序。系統(tǒng)工程與傳統(tǒng)工程相比，是一門以“軟”為主的技術(shù)，而傳統(tǒng)工程則是一門以“硬”技術(shù)為主的工程技術(shù)。系統(tǒng)工程最顯著的特點(diǎn)是，以“系統(tǒng)”為研究對(duì)象，追求系統(tǒng)目標(biāo)的整體優(yōu)化并使實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)的方法和途徑最優(yōu)。換句話說，即在最短的時(shí)間內(nèi)，以最少的人力、物力和資金來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最好目標(biāo)。導(dǎo)彈武器系統(tǒng)是現(xiàn)代最復(fù)雜的工程系統(tǒng)之一，要靠成千上萬的人大力協(xié)同工作才能研制成功。研制這樣一種復(fù)雜工程系統(tǒng)所遇到的基本問題是：怎樣把比較籠統(tǒng)抽象的研制要求逐步地變?yōu)槌汕先f個(gè)研制任務(wù)參加者的具體工作，以及怎樣把這些工作最終綜合成為一個(gè)技術(shù)上合理、經(jīng)濟(jì)上合算、研制時(shí)間短、能協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)（命中率高）的實(shí)際系統(tǒng)，并使這個(gè)系統(tǒng)成為它所從屬的更大系統(tǒng)的有效組成部分。這樣復(fù)雜的總體協(xié)調(diào)任務(wù)不可能單靠一個(gè)“總工程師”來完成，它要求以一種組織、一個(gè)集體來代替這原屬于“總工”的工作，以對(duì)這種大規(guī)模社會(huì)勞動(dòng)進(jìn)行協(xié)調(diào)指揮。在我國，這種組織叫做“總體設(shè)計(jì)部”?？傮w設(shè)計(jì)部負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的是系統(tǒng)的“總體”，即研究制訂系統(tǒng)的“總體方案”以及實(shí)現(xiàn)這個(gè)方案的“技術(shù)途徑”?？傮w設(shè)計(jì)部雖不承擔(dān)具體部件的設(shè)計(jì)工作，卻是整體系統(tǒng)研制工作中必不可少的技術(shù)單位?？傮w設(shè)計(jì)部把系統(tǒng)作為若干子系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合成的整體來設(shè)計(jì)，對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)的技術(shù)要求都首先從實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)技術(shù)協(xié)調(diào)的觀點(diǎn)來考慮：總體設(shè)計(jì)部對(duì)研制過程中子系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間的矛盾、子系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的矛盾，都首先從總體協(xié)調(diào)的需要來選擇解決方案，然后留給子系統(tǒng)研究單位自己去實(shí)踐?？傮w設(shè)計(jì)部的工作，體現(xiàn)了一種科學(xué)方法，這種科學(xué)方法就是“系統(tǒng)工程”?？偠灾到y(tǒng)工程是一門總攬全局、著眼整體的方法性學(xué)科，它要求綜合運(yùn)用已有學(xué)科的思想和方法處理系統(tǒng)內(nèi)部各部分的配合與協(xié)調(diào)，并借助數(shù)學(xué)方法與計(jì)算機(jī)工具來規(guī)劃、設(shè)計(jì)、組建、運(yùn)行整體系統(tǒng)，使系統(tǒng)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效果達(dá)到最優(yōu)。 系統(tǒng)工程的成功典范“阿波羅”登月計(jì)劃嫦娥奔月是中國人民家喻戶曉、婦孺皆知的神話故事。自古以來，多少人幻想著擺脫地球束縛飛奔月宮。這些神話和幻想在20 世紀(jì)60 年代末，終于成為實(shí)現(xiàn)。1969 年7 月21 日，人類破天荒向月球表面邁出了具有歷史意義的一步。阿波羅是古希臘神話中的太陽神。以阿波羅命名的載人登月航天飛船，由運(yùn)載火箭“土星” 5 號(hào)和阿波羅飛船本體兩大部分組成，火箭有85 米多高，飛船有25 米多高。 米，差不多相當(dāng)于40 層樓那樣高；它們直徑有10 米；總重量有3200 噸。飛船由登月艙、指令艙、服務(wù)艙和脫險(xiǎn)裝置4 部分組成。帶有阿波羅宇宙飛船和發(fā)射支座設(shè)備的“土星” 5 號(hào)就有零部件1500 萬個(gè)。阿波羅載人登月飛船于1969 年7 月16 日發(fā)射，4 天后飛到月球著陸。兩名宇航員在月球表面上活動(dòng)長達(dá)2 小時(shí)21 分鐘之久。呈現(xiàn)在宇航員面前的是棕色的塵土、深黑的天空、滿目荒涼、沒有生命氣息的一個(gè)死寂的世界。25 日指令艙回地球，在太平洋西南部濺落。3 名宇航員飛行153 萬公里，安然無恙地返回人間。美國的阿波羅載人登月飛行計(jì)劃，于1961 年提出，其系統(tǒng)目標(biāo)是：10年內(nèi)把人送到月球表面并且安全返回地球，并要求在最短的時(shí)間內(nèi)，以最少的費(fèi)用，勝利完成登月計(jì)劃。阿波羅計(jì)劃順利實(shí)施，是現(xiàn)代系統(tǒng)科學(xué)研究的成功典范。此項(xiàng)工程組織了2 萬多個(gè)公司、120 多所大學(xué)，動(dòng)用了42 萬人參加，投入了300 億美元的巨資，用了近10 年的時(shí)間，終于實(shí)現(xiàn)了人類征服地球引力，遨游太空，登上月球探險(xiǎn)的夢(mèng)想。整體阿波羅登月計(jì)劃之所以能如期完成，關(guān)鍵在于運(yùn)用系統(tǒng)方法進(jìn)行有效的組織管理。首先，建立強(qiáng)有力的管理組織，明其職責(zé)分工。其次，用系統(tǒng)方法加強(qiáng)對(duì)阿波羅計(jì)劃整體過程的管理工作，將其管理工作全過程劃分為編制計(jì)劃、分析評(píng)價(jià)、控制指導(dǎo)及督促檢查等階段，創(chuàng)造性地運(yùn)用了新的管理方法，推廣使用了電子計(jì)算機(jī)從事生產(chǎn)與科研的管理，從根本上保障了阿波羅計(jì)劃的順利完成。阿波羅計(jì)劃的成功，充分顯示了系統(tǒng)工程的作用與威力。例如在飛行設(shè)計(jì)中，科學(xué)家陷入了大量的權(quán)衡工作中。這些權(quán)衡牽涉到運(yùn)載火箭和宇宙飛船的不同重量對(duì)推力的要求；每種可供選擇的飛行方案所需燃料的數(shù)量（以及燃料的重量）；此外，還牽涉到經(jīng)費(fèi)、人員的管理與協(xié)調(diào)，阿波羅飛船的安全可靠性等等一系列問題?？茖W(xué)家運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)的原理與方法，一一解決了工程研究中所遇到的各類復(fù)雜問題。阿波羅飛船的登月成功，還證實(shí)了系統(tǒng)科學(xué)一個(gè)重要的命題——“綜合即創(chuàng)造”。負(fù)責(zé)阿波羅計(jì)劃實(shí)施的總指揮韋伯先生說過：“阿波羅計(jì)劃中沒有一項(xiàng)新發(fā)明的自然科學(xué)理論和技術(shù)，全部工作都是現(xiàn)有技術(shù)的運(yùn)用。關(guān)鍵在于綜合?！比毡疽恍＜覅⒂^了阿波羅計(jì)劃中所采用的硬件設(shè)備和工藝后，均認(rèn)為日本沒有造不出來的東西。實(shí)現(xiàn)阿波羅計(jì)劃所要求的4 個(gè)主要系統(tǒng)技術(shù)——大型運(yùn)載火箭，在宇宙空間飛行的飛船彈道線路分析，軌道測(cè)定系統(tǒng)以及通訊系統(tǒng)——在20 世紀(jì)60 年代已達(dá)到成熟，但作為一種系統(tǒng)的思維方式和科學(xué)方法以及把它作為一個(gè)整體來處理計(jì)劃、設(shè)計(jì)和管理的技術(shù)——系統(tǒng)工程，日本卻不如美國。因此，即使當(dāng)時(shí)日本政府作出登月計(jì)劃的決策，也不可能實(shí)現(xiàn)這一計(jì)劃。 神州飛船發(fā)射神舟七號(hào)飛船（以下簡(jiǎn)稱神七）是中國第三個(gè)載人航天器，是中國“神舟”號(hào)系列飛船之一，在北京時(shí)間2008年9月25日21時(shí)10分4秒988毫秒由長征2F火箭發(fā)射升空。神七上載有三名宇航員分別為翟志剛（指令長）、劉伯明和景海鵬。北京時(shí)間2008年9月27日16點(diǎn)30分，景海鵬留守返回艙，另外兩人分別穿著中國制造的“飛天”艙外航天服和俄羅斯出品的“海鷹”艙外航天服進(jìn)入神舟七號(hào)載人飛船兼任氣閘艙的軌道艙。翟志剛出艙作業(yè)，劉伯明在軌道艙內(nèi)協(xié)助，實(shí)現(xiàn)了中國歷史上第一次的太空漫步，令中國成為第三個(gè)有能力把太空人送上太空并進(jìn)行太空漫步的國家（其中，翟志剛完全出艙。劉伯明的頭部手部部分出艙）。飛船于北京時(shí)間2008年9月28日17點(diǎn)37分成功著陸于中國內(nèi)蒙古四子王旗。神舟七號(hào)飛船共計(jì)飛行2天20小時(shí)27分鐘。神七載人飛船、飛船重達(dá)12噸。 ，由軌道艙、返回艙和推進(jìn)艙構(gòu)成。三個(gè)艙段可滿足生活、返航、動(dòng)力三大基本功能，可分別獨(dú)立工作。軌道艙是航天員的工作和生活艙，以及出艙時(shí)的氣閘艙。無留軌功能，配有泄復(fù)壓控制、艙外航天服支持、出艙活動(dòng)通信、艙外活動(dòng)照明及艙外攝像等功能。在軌道艙的頂部裝配有一顆伴飛小衛(wèi)星和5個(gè)復(fù)壓氣瓶。內(nèi)部還提供了睡袋、食品加熱、個(gè)人生活用品和個(gè)人衛(wèi)生裝置等生活設(shè)施。返回艙是唯一返回地球的艙段，也是飛船的指揮控制中心，通過艙門與軌道艙相連。還裝有用以降落的兩具降落傘和反推力火箭。當(dāng)返回艙距地面一米時(shí)啟動(dòng)反推力火箭，施行軟著陸。推進(jìn)艙安裝有推進(jìn)系統(tǒng)，以及一部分的電源、環(huán)境控制和通訊系統(tǒng)，外部裝有一對(duì)太陽能板。 神七的發(fā)射成功，包括以前的神五和神六的發(fā)射成功，都離不開系統(tǒng)工程原理和方法論的應(yīng)用，《神舟飛船系統(tǒng)工程管理》對(duì)神舟飛船研制中的系統(tǒng)工程管理成果和管理經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了歸納與總結(jié)，闡述了具有神舟飛船項(xiàng)目研制管理特色的11個(gè)管理要素，并總結(jié)了這些要素管理方面的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。 在神州6號(hào)發(fā)射成功時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)上曾出現(xiàn)過兩種針鋒相對(duì)的觀點(diǎn)。一種觀點(diǎn)認(rèn)為中國能發(fā)射載人飛船了，代表我國工業(yè)技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)水平。相反的觀點(diǎn)認(rèn)為中國連好的機(jī)床都造不出來，神州號(hào)沒有技術(shù)含量。日本歐洲想做載人飛船，很快可以做出來。這兩種觀點(diǎn)可以說都不全面，能發(fā)射載人飛船和造不出好的機(jī)床，并不矛盾；同樣，能造出好的機(jī)床，并不代表能發(fā)射載人飛船。這兩項(xiàng)技術(shù)反映的是不同的工業(yè)能力。發(fā)射載人飛船反映一個(gè)國家的“系統(tǒng)集成能力”，而能造出好的機(jī)床是反映一個(gè)國家的“基礎(chǔ)工業(yè)能力”。關(guān)于這兩種能力，舉個(gè)美國波音公司的例子。美國波音公司就是典型的“系統(tǒng)集成”公司，因?yàn)椴ㄒ麸w機(jī)大部分零部件都不是該公司生產(chǎn)甚至美國公司制造的。比如，發(fā)動(dòng)機(jī)是由通用電氣設(shè)計(jì)，日本的川摩重工和德國的寶馬公司代工生產(chǎn)的；航電設(shè)備由德國和瑞士公司提供；制造飛機(jī)的鋁合金材料大部分都是從其他公司或國外（日本歐洲）進(jìn)口。波音公司自己生產(chǎn)一部分零件，但生產(chǎn)零件的機(jī)床多是從國外進(jìn)口。波音做的是飛機(jī)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，這就是“系統(tǒng)集成”能力。中國的基礎(chǔ)工業(yè)薄弱，但并不妨礙中國具有較強(qiáng)的系統(tǒng)集成能力，尤其是在全球經(jīng)濟(jì)一體化背景下，中國可以從歐洲日本購買到性能優(yōu)良的機(jī)床等產(chǎn)品，充分發(fā)揮自己的系統(tǒng)集成能力；“神州”號(hào)就是最好的反映，“神州”號(hào)是否用了日本的產(chǎn)品不重要，關(guān)鍵是它反映出來的系統(tǒng)集成能力。日本德國能做飛機(jī)零部件，質(zhì)量比美國的好，能制造生產(chǎn)飛機(jī)零部件的機(jī)床，但他們能用這些零部件做飛機(jī)系統(tǒng)嗎？不能?，F(xiàn)在美國對(duì)中國進(jìn)行高技術(shù)產(chǎn)品禁運(yùn)，就是為了阻止中國充分發(fā)揮自己的系統(tǒng)集成能力。但要在國際經(jīng)濟(jì)一體化背景下，進(jìn)行基礎(chǔ)工業(yè)產(chǎn)品的禁運(yùn)是非常困難的。何況中國的基礎(chǔ)工業(yè)技術(shù)也在不斷提高，以后只是替換零部件的工作。日本德國雖然有很強(qiáng)的基礎(chǔ)工業(yè)能力，但“系統(tǒng)集成能力”卻不怎么樣，尤其是在航天技術(shù)的系統(tǒng)集成能力方面薄弱。其實(shí)中國以前制作火箭的鋼材都是從日本進(jìn)口的，但日本的火箭技術(shù)卻一直無法突破。日本現(xiàn)在航天和航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展受阻礙，很大原因就是它錯(cuò)誤理解了“系統(tǒng)集成能力”和“基礎(chǔ)工業(yè)能力”。反映在技術(shù)發(fā)展上就是做系統(tǒng)的時(shí)候認(rèn)為自己基礎(chǔ)工業(yè)能力強(qiáng)，對(duì)系統(tǒng)提出一些超出自己集成能力的要求，導(dǎo)致系統(tǒng)集成難度成幾何級(jí)數(shù)增大，最終導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)展失敗。日本做系統(tǒng)不成熟的最典型例子，就是航空業(yè)的F－2戰(zhàn)斗機(jī)，日本在設(shè)計(jì)飛機(jī)的時(shí)候，大量采用新技術(shù)，比如機(jī)體一體化成型，相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)等；結(jié)果造成飛機(jī)采用新技術(shù)太多，各種技術(shù)整合出現(xiàn)問題，項(xiàng)目最后以失敗告終。反觀美國，盡管美國的基礎(chǔ)工業(yè)能力也非常強(qiáng)，但美國做系統(tǒng)的時(shí)候是非常謹(jǐn)慎的，有時(shí)候?yàn)榱苏麄€(gè)系統(tǒng)可靠性，放棄一些所謂的“新技術(shù)”而采用傳統(tǒng)技術(shù)。另外一個(gè)例子在美國空軍當(dāng)年新型戰(zhàn)斗機(jī)的選型過程中，YF22戰(zhàn)斗機(jī)方案擊敗YF23戰(zhàn)斗機(jī)方案，實(shí)際上YF23戰(zhàn)斗機(jī)設(shè)計(jì)更具突破性和先進(jìn)性，采用了更多的新技術(shù)，而美國空軍為了系統(tǒng)的可靠性考慮，選擇了較為“傳統(tǒng)”的YF22。對(duì)比來看，日本的航天在系統(tǒng)決策方面存在著一些問題，在初期技術(shù)沒有成熟的時(shí)候，盲目上馬大型火箭，航天飛機(jī)等項(xiàng)目，結(jié)果只能是系統(tǒng)可靠性大幅度降低，進(jìn)程嚴(yán)重推后。系統(tǒng)工程的一個(gè)重要任務(wù)，就是綜合運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)各個(gè)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)成果，如運(yùn)用控制論、信息論以及工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、心理學(xué)等各方面的理論與應(yīng)用研究成果為己所用。系統(tǒng)方法通常只不過是平凡的常識(shí)，每個(gè)概念、每個(gè)步驟在常識(shí)上都是合理可行的。系統(tǒng)方法的價(jià)值就在于它使你能夠把所有這些常識(shí)性的思想?yún)R集起來，協(xié)調(diào)一致，集中解決復(fù)雜環(huán)境中的復(fù)雜問題。至此，我們已對(duì)“系統(tǒng)”和“系統(tǒng)工程”有了一個(gè)初步的印象。那么，系統(tǒng)工程作為一門技術(shù)性學(xué)科，具有哪些獨(dú)特的方法與手段呢？ 系統(tǒng)工程的原理和方法 系統(tǒng)優(yōu)化原理春秋末期（公元前6 世紀(jì)），我國古代最杰出的軍事家孫武在著名的兵書《孫子兵法》中，提出了“上兵伐謀，其次伐交，其次伐兵，其下攻城。攻城之法為不得已而用之”的指導(dǎo)思想。他的意思是，在戰(zhàn)爭(zhēng)中最好的勝利辦法是利用自己的謀略去挫敗敵人，不戰(zhàn)而屈人之兵。也就是在敵人尚在計(jì)劃或剛剛開始執(zhí)行某項(xiàng)謀劃時(shí)，便能窺破其計(jì)謀，揭穿其計(jì)謀并破其計(jì)謀，借此運(yùn)用自己的計(jì)謀實(shí)現(xiàn)己方的軍事目的。對(duì)一個(gè)高明而理智的高級(jí)指揮官來說，兩軍對(duì)壘交鋒，“不戰(zhàn)而勝”自然是他尋覓的最優(yōu)方案，而“兵臨城下”、血刃敵兵或一舉殲滅只是在不得已的情況下才勉強(qiáng)為之。古今中外的軍事家都很重視“上兵伐謀”這一謀略的運(yùn)用。如在公元前204 年，歷史上有名的大將軍韓信在消滅趙國后，就沒有直接去攻打燕國，而是按甲休兵，以勝利之師的氣勢(shì)炫耀軍威與武力，同時(shí)遣派謀士帶勸降書向燕國君臣陳曉厲害，最終迫使燕國屈從于漢，做到了不戰(zhàn)而屈人之兵?！吧媳ブ\”這一謀略，體現(xiàn)了“以最小的代價(jià)，取得最大的勝利”的系統(tǒng)優(yōu)化思想。這一思想不僅在軍事上得到了廣泛運(yùn)用，在我們的日常社會(huì)生活中也時(shí)時(shí)刻刻地、靈活地運(yùn)用著。如人們都向往美好的東西——漂亮的衣裳、可口的飯菜、優(yōu)異的學(xué)習(xí)成績(jī)、強(qiáng)健的身體、良好的社會(huì)風(fēng)氣、舒適愜意的生活環(huán)境――對(duì)這些美好事物的追求過程中就有意或無意地運(yùn)用了系統(tǒng)優(yōu)化思想，即用少的精力，最短的時(shí)間，最省的花費(fèi)，達(dá)到最好的效果。歷史的長河雖說是漫長無限的，但歷史賦予每個(gè)人的生命卻只有幾十年，如何在有限的生命中完成更多的事業(yè)是每一個(gè)人都?jí)裘乱郧蟮氖虑?。從物質(zhì)世界看，盡管博大的宇宙無邊無際，但人類的生存空間與活動(dòng)空間卻是十分有限的，農(nóng)村的耕地有限，城市的住房、交通也很緊張，中國是這樣，世界各國也是如此。目前，世界上的各種資源在急劇減少，據(jù)預(yù)測(cè)，很多地下資源的開采壽命只有幾十年，如銅估計(jì)為50 余年，鋅估計(jì)20 余年，鉛估計(jì)也只有20 余年。現(xiàn)在不僅礦產(chǎn)資源在銳減，就是不少地方連生命不可缺少的水也嚴(yán)重短缺。所以，