【文章內容簡介】 來指揮、協調其他人的個人活動。這就好比樂隊指揮必須指揮樂隊成員統一“步調”，才能奏出和諧優(yōu)美的音樂。隨著科學技術的不斷發(fā)展，出現了更多龐大復雜的系統，例如聯合生產企業(yè)、現代化農場、縱橫交錯的鐵路網、通訊網以及大型的水利工程等，它們具有更加復雜的綜合性的功能和目標，單純從一門科學技術著眼已不能解決問題，需要從結構組成、技術性能、經濟效益、社會效果、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”計劃，參加人數有15000 多人，歷時約6年，而參加“阿波羅載人登月計劃”的各類工程技術人員達42 萬多人，歷時約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個省市、30多個部委、1000 多個單位、20多萬人，歷時將近10年。顯然，要指揮規(guī)模如此巨大的社會勞動，涉及如此廣泛復雜的科學技術知識，單靠一個“總工程師”或“總設計師”的能力與知識是遠遠不夠的。因此，如何在最短的時間里，以最少人力、物力和資金，最有效地利用科學技術的最新成就，來完成一項大型的科研、建設任務，這就是“系統工程”所要解決的問題。系統工程是組織、管理系統的規(guī)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”都具有普遍意義的科學方法。系統工程是一門“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，系統工程不局限于“物”的建造或改造，而是為完成某項任務而提供決策、計劃、方案、方法和工作程序。系統工程與傳統工程相比，是一門以“軟”為主的技術，而傳統工程則是一門以“硬”技術為主的工程技術。系統工程最顯著的特點是，以“系統”為研究對象，追求系統目標的整體優(yōu)化并使實現系統目標的方法和途徑最優(yōu)。換句話說，即在最短的時間內，以最少的人力、物力和資金來實現系統的最好目標。導彈武器系統是現代最復雜的工程系統之一，要靠成千上萬的人大力協同工作才能研制成功。研制這樣一種復雜工程系統所遇到的基本問題是：怎樣把比較籠統抽象的研制要求逐步地變?yōu)槌汕先f個研制任務參加者的具體工作，以及怎樣把這些工作最終綜合成為一個技術上合理、經濟上合算、研制時間短、能協調運轉（命中率高）的實際系統，并使這個系統成為它所從屬的更大系統的有效組成部分。這樣復雜的總體協調任務不可能單靠一個“總工程師”來完成，它要求以一種組織、一個集體來代替這原屬于“總工”的工作，以對這種大規(guī)模社會勞動進行協調指揮。在我國，這種組織叫做“總體設計部”?？傮w設計部負責設計的是系統的“總體”，即研究制訂系統的“總體方案”以及實現這個方案的“技術途徑”。總體設計部雖不承擔具體部件的設計工作，卻是整體系統研制工作中必不可少的技術單位?？傮w設計部把系統作為若干子系統有機結合成的整體來設計，對每個子系統的技術要求都首先從實現整體系統技術協調的觀點來考慮：總體設計部對研制過程中子系統與子系統之間的矛盾、子系統與系統之間的矛盾，都首先從總體協調的需要來選擇解決方案，然后留給子系統研究單位自己去實踐。總體設計部的工作，體現了一種科學方法，這種科學方法就是“系統工程”?？偠灾到y工程是一門總攬全局、著眼整體的方法性學科，它要求綜合運用已有學科的思想和方法處理系統內部各部分的配合與協調，并借助數學方法與計算機工具來規(guī)劃、設計、組建、運行整體系統，使系統的技術、經濟、社會效果達到最優(yōu)。 系統工程的成功典范“阿波羅”登月計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60 年代末，終于成為實現。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，由運載火箭“土星” 5 號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、服務艙和脫險裝置4 部分組成。帶有阿波羅宇宙飛船和發(fā)射支座設備的“土星” 5 號就有零部件1500 萬個。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長達2 小時21 分鐘之久。呈現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劃，于1961 年提出，其系統目標是：10年內把人送到月球表面并且安全返回地球，并要求在最短的時間內，以最少的費用，勝利完成登月計劃。阿波羅計劃順利實施，是現代系統科學研究的成功典范。此項工程組織了2 萬多個公司、120 多所大學，動用了42 萬人參加，投入了300 億美元的巨資，用了近10 年的時間，終于實現了人類征服地球引力，遨游太空，登上月球探險的夢想。整體阿波羅登月計劃之所以能如期完成，關鍵在于運用系統方法進行有效的組織管理。首先，建立強有力的管理組織，明其職責分工。其次，用系統方法加強對阿波羅計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劃、分析評價、控制指導及督促檢查等階段，創(chuàng)造性地運用了新的管理方法，推廣使用了電子計算機從事生產與科研的管理，從根本上保障了阿波羅計劃的順利完成。阿波羅計劃的成功，充分顯示了系統工程的作用與威力。例如在飛行設計中，科學家陷入了大量的權衡工作中。這些權衡牽涉到運載火箭和宇宙飛船的不同重量對推力的要求；每種可供選擇的飛行方案所需燃料的數量（以及燃料的重量）；此外，還牽涉到經費、人員的管理與協調，阿波羅飛船的安全可靠性等等一系列問題。科學家運用系統科學的原理與方法，一一解決了工程研究中所遇到的各類復雜問題。阿波羅飛船的登月成功，還證實了系統科學一個重要的命題——“綜合即創(chuàng)造”。負責阿波羅計劃實施的總指揮韋伯先生說過：“阿波羅計劃中沒有一項新發(fā)明的自然科學理論和技術，全部工作都是現有技術的運用。關鍵在于綜合?！比毡疽恍＜覅⒂^了阿波羅計劃中所采用的硬件設備和工藝后，均認為日本沒有造不出來的東西。實現阿波羅計劃所要求的4 個主要系統技術——大型運載火箭，在宇宙空間飛行的飛船彈道線路分析，軌道測定系統以及通訊系統——在20 世紀60 年代已達到成熟，但作為一種系統的思維方式和科學方法以及把它作為一個整體來處理計劃、設計和管理的技術——系統工程，日本卻不如美國。因此，即使當時日本政府作出登月計劃的決策，也不可能實現這一計劃。 神州飛船發(fā)射神舟七號飛船（以下簡稱神七）是中國第三個載人航天器，是中國“神舟”號系列飛船之一，在北京時間2008年9月25日21時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。北京時間2008年9月27日16點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”艙外航天服進入神舟七號載人飛船兼任氣閘艙的軌道艙。翟志剛出艙作業(yè)，劉伯明在軌道艙內協助，實現了中國歷史上第一次的太空漫步，令中國成為第三個有能力把太空人送上太空并進行太空漫步的國家（其中，翟志剛完全出艙。劉伯明的頭部手部部分出艙）。飛船于北京時間2008年9月28日17點37分成功著陸于中國內蒙古四子王旗。神舟七號飛船共計飛行2天20小時27分鐘。神七載人飛船、飛船重達12噸。 ，由軌道艙、返回艙和推進艙構成。三個艙段可滿足生活、返航、動力三大基本功能，可分別獨立工作。軌道艙是航天員的工作和生活艙，以及出艙時的氣閘艙。無留軌功能，配有泄復壓控制、艙外航天服支持、出艙活動通信、艙外活動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個復壓氣瓶。內部還提供了睡袋、食品加熱、個人生活用品和個人衛(wèi)生裝置等生活設施。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。當返回艙距地面一米時啟動反推力火箭，施行軟著陸。推進艙安裝有推進系統，以及一部分的電源、環(huán)境控制和通訊系統，外部裝有一對太陽能板。 神七的發(fā)射成功，包括以前的神五和神六的發(fā)射成功，都離不開系統工程原理和方法論的應用，《神舟飛船系統工程管理》對神舟飛船研制中的系統工程管理成果和管理經驗進行了歸納與總結，闡述了具有神舟飛船項目研制管理特色的11個管理要素，并總結了這些要素管理方面的實踐經驗。 在神州6號發(fā)射成功時，互聯網上曾出現過兩種針鋒相對的觀點。一種觀點認為中國能發(fā)射載人飛船了，代表我國工業(yè)技術達到世界先進水平。相反的觀點認為中國連好的機床都造不出來，神州號沒有技術含量。日本歐洲想做載人飛船，很快可以做出來。這兩種觀點可以說都不全面，能發(fā)射載人飛船和造不出好的機床，并不矛盾；同樣，能造出好的機床，并不代表能發(fā)射載人飛船。這兩項技術反映的是不同的工業(yè)能力。發(fā)射載人飛船反映一個國家的“系統集成能力”，而能造出好的機床是反映一個國家的“基礎工業(yè)能力”。關于這兩種能力，舉個美國波音公司的例子。美國波音公司就是典型的“系統集成”公司，因為波音飛機大部分零部件都不是該公司生產甚至美國公司制造的。比如，發(fā)動機是由通用電氣設計，日本的川摩重工和德國的寶馬公司代工生產的；航電設備由德國和瑞士公司提供；制造飛機的鋁合金材料大部分都是從其他公司或國外（日本歐洲）進口。波音公司自己生產一部分零件，但生產零件的機床多是從國外進口。波音做的是飛機系統的總體設計，這就是“系統集成”能力。中國的基礎工業(yè)薄弱，但并不妨礙中國具有較強的系統集成能力，尤其是在全球經濟一體化背景下，中國可以從歐洲日本購買到性能優(yōu)良的機床等產品，充分發(fā)揮自己的系統集成能力；“神州”號就是最好的反映，“神州”號是否用了日本的產品不重要，關鍵是它反映出來的系統集成能力。日本德國能做飛機零部件，質量比美國的好，能制造生產飛機零部件的機床，但他們能用這些零部件做飛機系統嗎？不能?，F在美國對中國進行高技術產品禁運，就是為了阻止中國充分發(fā)揮自己的系統集成能力。但要在國際經濟一體化背景下，進行基礎工業(yè)產品的禁運是非常困難的。何況中國的基礎工業(yè)技術也在不斷提高，以后只是替換零部件的工作。日本德國雖然有很強的基礎工業(yè)能力，但“系統集成能力”卻不怎么樣，尤其是在航天技術的系統集成能力方面薄弱。其實中國以前制作火箭的鋼材都是從日本進口的，但日本的火箭技術卻一直無法突破。日本現在航天和航空產業(yè)發(fā)展受阻礙，很大原因就是它錯誤理解了“系統集成能力”和“基礎工業(yè)能力”。反映在技術發(fā)展上就是做系統的時候認為自己基礎工業(yè)能力強，對系統提出一些超出自己集成能力的要求，導致系統集成難度成幾何級數增大，最終導致系統發(fā)展失敗。日本做系統不成熟的最典型例子，就是航空業(yè)的F－2戰(zhàn)斗機，日本在設計飛機的時候，大量采用新技術，比如機體一體化成型，相控陣雷達技術等；結果造成飛機采用新技術太多，各種技術整合出現問題，項目最后以失敗告終。反觀美國，盡管美國的基礎工業(yè)能力也非常強，但美國做系統的時候是非常謹慎的，有時候為了整個系統可靠性，放棄一些所謂的“新技術”而采用傳統技術。另外一個例子在美國空軍當年新型戰(zhàn)斗機的選型過程中，YF22戰(zhàn)斗機方案擊敗YF23戰(zhàn)斗機方案，實際上YF23戰(zhàn)斗機設計更具突破性和先進性，采用了更多的新技術，而美國空軍為了系統的可靠性考慮，選擇了較為“傳統”的YF22。對比來看，日本的航天在系統決策方面存在著一些問題，在初期技術沒有成熟的時候，盲目上馬大型火箭，航天飛機等項目，結果只能是系統可靠性大幅度降低，進程嚴重推后。系統工程的一個重要任務，就是綜合運用現代科學技術各個領域的學術成果，如運用控制論、信息論以及工程技術、經濟學、心理學等各方面的理論與應用研究成果為己所用。系統方法通常只不過是平凡的常識，每個概念、每個步驟在常識上都是合理可行的。系統方法的價值就在于它使你能夠把所有這些常識性的思想匯集起來，協調一致，集中解決復雜環(huán)境中的復雜問題。至此，我們已對“系統”和“系統工程”有了一個初步的印象。那么，系統工程作為一門技術性學科，具有哪些獨特的方法與手段呢？ 系統工程的原理和方法 系統優(yōu)化原理春秋末期（公元前6 世紀），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”的指導思想。他的意思是，在戰(zhàn)爭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劃或剛剛開始執(zhí)行某項謀劃時，便能窺破其計謀，揭穿其計謀并破其計謀，借此運用自己的計謀實現己方的軍事目的。對一個高明而理智的高級指揮官來說，兩軍對壘交鋒，“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為之。古今中外的軍事家都很重視“上兵伐謀”這一謀略的運用。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，以勝利之師的氣勢炫耀軍威與武力，同時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。“上兵伐謀”這一謀略，體現了“以最小的代價，取得最大的勝利”的系統優(yōu)化思想。這一思想不僅在軍事上得到了廣泛運用，在我們的日常社會生活中也時時刻刻地、靈活地運用著。如人們都向往美好的東西——漂亮的衣裳、可口的飯菜、優(yōu)異的學習成績、強健的身體、良好的社會風氣、舒適愜意的生活環(huán)境――對這些美好事物的追求過程中就有意或無意地運用了系統優(yōu)化思想，即用少的精力，最短的時間，最省的花費，達到最好的效果。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)是每一個人都夢寐以求的事情。從物質世界看，盡管博大的宇宙無邊無際，但人類的生存空間與活動空間卻是十分有限的，農村的耕地有限，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，據預測，很多地下資源的開采壽命只有幾十年，如銅估計為50 余年，鋅估計20 余年，鉛估計也只有20 余年。現在不僅礦產資源在銳減，就是不少地方連生命不可缺少的水也嚴重短缺。所以，