系统工程与经济文化相结合

刘倩自动化科学与工程学院19系统工程[e-mail]18819138869摘要:习近平总书记提出中国梦的思想，在中国梦这个大环境下，我们所做的一切工作、学习、生活都离不开中国梦的实现。实现中国梦必须走中国道路，实现中国梦必须弘扬中国精神，实现中国梦必须凝聚中国力量。每个人坚守自己的岗位，做好自己的本职工作，尽心尽力就是一种中国梦的实现方式。本篇论文则从小的出发点来简单说明系统工程以及迭代学习控制的基本思想以及在人类社会生活的应用。关键字：中国梦系统工程迭代学习控制自中国共产党召开第十八次全国人民代表大会以来,习近平总书记提出中国梦,习总书记把“中国梦”定义为“实现中华民族伟大复兴，就是中华民族近代以来最伟大梦想”，并且表示这个梦“一定能实现”。“中国梦”的核心目标也可以概括为“两个一百年”的目标，也就是：到2021年中国共产党成立100周年和2049年中华人民共和国成立100周年时，逐步并最终顺利实现中华民族的伟大复兴，具体表现是国家富强、民族振兴、人民幸福，实现途径是走中国特色的社会主义道路、坚持中国特色社会主义理论体系、弘扬民族精神、凝聚中国力量，实施手段是政治、经济、文化、社会、生态文明五位一体建设。习近平总书记表示，实现中国梦必须走中国道路，实现中国梦必须弘扬中国精神，实现中国梦必须凝聚中国力量。“中国梦是民族的梦，也是每个中国人的梦。”“国家好，民族好，大家才会好。”“人民对美好生活的向往，就是我们的奋斗目标。”中国梦的出发点与落脚点是人民，这句话体现了以人为本、执政为民的根本价值。在中国梦这个大环境下，我们所做的一切工作、学习、生活都离不开中国梦的实现。跨入2016年新年，到2020年，我们还有四年的时间来实现第一个100年的伟大梦想，对我个人而言，2020也是人生中最重要的一年，如果一切顺利，在学术上能够小有成就，2020年也将会是我人生最重要抉择的一年，将会褪去学生时期的稚嫩，走出象牙塔，走上职业道路，或为人师表，或进入公司，或自己创业，去赚取人生的第一桶金，开启人生新的征程。在自动化科学与工程学院读博士的这半年里，我学到了很多知识，于自己，于他人，于学习，于生活。在新的一学年里，对自己的专业知识也有了更深的了解，我的研究方向是系统工程，其中包括广义系统的迭代学习控制，线性与非线性系统的迭代学习控制，大系统的最优控制，以及微分方程的稳定性。下面我简略的介绍一下我所研究的专业方向。一系统工程介绍1系统的定义，系统工程的概念系统是由两个以上相互联系的要素所构成，且具有特定功能、结构、环境的整体。系统的属性包括集合性、关联性、整体性、层次性、目的性、环境适应性。系统的结构为要素在系统范围内的秩序，即要素之间的相互联系，相互作用的内在方式。虽然每个系统都是由许多不同的特殊功能部分所组成，而这些功能部分之间又存在着相互关系，但是每一个系统都是完整的整体，每一个系统都有一定数量的目标。系统工程则是按照各个目标进行权衡，全面求得最优解的方法，并使各组成部分能够最大限度地相互协调。系统工程的目的是解决总体优化问题，从复杂问题的总体入手，认为总体大于各部分之和，各部分虽较劣但总体可以优化。系统工程的第一次应用并提出这个名词是在1940年，美国贝尔实验室研制电话通信网络时，将研制工作分为规划、研究、开发、应用和通用工程等五个阶段，提出了排队论原理。1940年美国研制原子弹的曼哈顿计划应用了系统工程原理进行协调。自觉应用系统工程方法而取得重大成果的两个例子是美国的登月火箭阿波罗计划和北欧跨国电网协调方案。系统工程尽管已经有了大约半个世纪的历史，但它仍是一门年轻的学科，还在发展之中。他的普遍适用性，吸引了许多原来从事不同学科的学者来研究它，并在出了各自的贡献。中国的系统工程在世界上是后起之秀，30年来，已经达到世界先进水平或者领先水平，形成鲜明的特设。1978年我国著名学者钱学森指出：“系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的方法”。简言之，系统工程就是组织管理系统的技术。2系统工程方法论的基本原则⑴系统整体性原则。系统工程方法论要求把研究对象都看成由不同部分构成的有机整体，把全局观点、整体观点贯彻于整个项目（任务）的各个方面、各个部分、各个阶段，从整体上搞好局部的协调。⑵系统有序相关原则。系统的有序性，是系统有机联系的反映，系统的任何联系都是按一定等级和层次进行的，都是秩序井然、有条不紊的。在系统层次上表现出来的整体特性是由要素或分系统层次上的相互关联、相互制约所形成的。由同类型要素或分系统组成的系统，由于内部组织管理方式的不同，即结构方式、有序程度的不同，系统的整体功能表现出极大的差异性。⑶系统目标优化原则。最优化的概念贯穿系统工程的始终，它是系统工程的指导思想和追求目标。对于每个具体系统工程项目来讲，它的开发、设计、制作和运用，各个阶段的管理、控制和决策，都有着最优化的目标和要求，在系统工程中普遍运用最优化原则，就能使系统取得满意效果和最佳效益。⑷系统动态性原则。系统工程往往是大型复杂的实践过程，研究对象内部复杂的相互作用和外部的环境多变性，使系统工程本身呈现出动态特性。把实施对象看作一个动态过程，分析系统内外的各种变化，掌握变化的性质、方向和趋势，采取相应的措施和手段，改进工作方法，调整规划和计划，在动态变化中求得系统整体优化。⑸系统分解综合原则。系统的分解与综合是系统工程方法论的重要原则之一。由于系统的复杂性，需要将其合理分解子系统进行设计、实现。子系统完成后，需要将它们综合集成，形成完整系统。⑹系统创造思维原则。系统工程方法论需要用新的方法、新的视角来研究问题，从而创造出新的理论和新的技术。3系统工程方法论在从事系统工程的研究中，长期以来逐渐形成一套科学的工作方法，按照这样的方法，一般就可以了解一个系统，对于复杂的系统，按照这样的方法就不会感到无从下手。不同的研究对象因特点各不相同，虽然具体处理方法不尽相同，但仍可提炼出一般方法即方法论。系统工程的方法论有：霍尔三维结构模式，切克兰德学习模式，检查表模式，综合集成研讨厅模式等。有种见解认为系统工程是系统科学的应用领域，一个系统科学体系包括系统学，系统方法学和系统工程学三部分。系统工程的方法是在系统科学的指导下，在系统工程应用的每一个环节中都要用到。三者之间的范围关系应表示为：系统科学系统工程系统工程方法论。4系统工程的研究范围及应用领域系统工程的技术内容包括运筹学、概率论与数理统计学、数量经济学、技术经济学、管理科学、人工智能等等。系统工程应用领域非常广泛，其中包括社会系统工程、经济系统工程、区域规划系统工程、环境生态系统工程、能源系统工程、水资源系统工程、交通运输系统工程、农业系统工程、企业系统工程、工程项目管理系统工程、科技管理系统工程、教育系统工程、人口系统工程、军事系统工程、信息系统工程、流系统工程等。5系统工程的研究意义及发展前景⑴系统工程的展望当今时代是一个信息化时代，时代的需要必将推动系统工程飞速发展。主要的发展方向有①信息系统工程得到飞速的发展，人类对于信息共享和协作的要求愈加迫切，建立数字地球是人类历史上伟大的信息工程系统它将在更深层次上实现计算机科学、信息科学、系统科学的有机融合，从而从更高的层次来集成已有和正在发展的理论、技术和数据，开拓一系列全新的研究、发展与应用领域。②系统工程作为一门软科学日益受到人们的重视，社会上出现了从重视硬技术向重视软科学的变化。人们从研究“物理”到研究“事理”，近来又开始探讨“人理”。对系统的研究从研究“硬件”到研究“软件”，现在又开始探讨“斡件”，即协调硬件和软件的技术，还有人提出要探讨“人件”，即探讨人类活动系统。③研究与完善系统工程的方法论。系统工程至今尚未建立起完善的学科体系，从严格的标准来看，它是一门工程技术而不是一个学科，因此建立更完整更严密的系统工程的科学机构，将是今后系统工程工作者共同关心的任务。6系统工程在政治社会生活中的应用举例⑴构建和谐社会，设计改革发展稳定各个方面，是一项艰巨复杂的系统工程。其中“人民内部物质利益矛盾”、“社会保障”、“贫富差距”、“三农问题”、“收入分配差距过大”等排在前列。⑵新农村建设则是促进城乡协调发展的一个系统工程，一个创新工程，它将农村和城镇置于城镇化、工业化的同一框架之中，有助于形成城乡良性互动、共同繁荣的格局。⑶提升公民旅游文明素质是一个长期的系统工程。它不是靠出台一两项政策措施就能彻底解决问题，也绝非一日之功，而是需要凝聚起全社会的智慧。需要一代人甚至几代人的艰苦努力。⑷学生减负是一项系统工程，它不是单纯减量问题，更不意味着要放低对孩子们的要求。要让孩子真正快乐起来，真正实现减负，必须上下联动，多方配合，学校、社会、家庭一个都不能少7系统工程应用案例分析三北防护林又称修造绿色万里长城活动。1979年，国家决定在西北、华北北部、东北西部风沙危害、水土流失严重的地区，建设大型防护林工程，即带、片、网相结合的“绿色万里长城”。我利用学过的系统工程对其实现过程进行简单的分析。(1)分析问题背景并提出问题中国的西北、华北北部、东北西部在历史上曾是森林茂密、草原肥美的富庶之地上，由于种种人为和自然力的作用，使这里的植被遭到破坏，土地沙漠化、水土流失十分严重。区域内分布着八大沙漠、四大沙地，沙漠、戈壁和沙漠化土地总面积达149万平方公里，从新疆一直延伸到黑龙江，形成了一条万里风沙线。在黄土高原，水土流失面积占这一地区总面积的90%，在黄河下游的有些地段河床高出堤外地面3—5米，成为地上“悬河”。大部分地区年均降水量在400毫米以下，形成了“十年九旱，不旱则涝”的气候特点。风沙危害、水土流失和干旱所带来的生态危害严重制约着三北地区的经济和社会发展，使各族人民长期处于贫困落后的境地，同时也构成对中华民族生存发展的严峻挑战。总结历史经验，党中央、国务院对于改变这一地区的自然面貌和经济条件十分关怀、极为重视。1978年11月25日，国务院批准了在三北地区建设大型防护林工程，并特别强调：我国西北、华北及东北西部，风沙危害和水土流失十分严重，木料、燃料、肥料、饲料俱缺，农业生产低而不稳。大力种树种草，特别是有计划地营造带、片、网相结合的防护林体系，是改变这一地区农牧生产条件的一项战略措施。并把这项工程列入了国民经济和社会发展的重点项目。(2)目的与目标的分析三北地区是中国林业发展的重点、难点地区，沙化土地总面积达148万平方千米，占全国沙化土地的85%；水土流失面积240万平方千米，占全国的67%。三北地区也是我国林业发展潜力最大的地区，三北地区13个省、自治区、直辖市现有宜林地面积3936万公顷，占全国宜林地面积的68.7%；全国近50万平方千米可治理的沙化土地，90%集中在三北地区；黄土高原45万平方千米的水土流失面积，基本上分布在三北地区。我国实现到2020年森林覆盖率达到23%和2050年26%的战略目标，增值空间重点在三北地区。三北工程对于改善三北地区的生态环境，提高农业生产力，增加农民收入，促进区域发展，发展现代林业，推进生态文明，提高我国在生态环保领域的地位具有十分重大的战略意义。(3)综合方案建设三北防护林体系是老一辈无产阶级革命家的夙愿。早在1964年，周恩来总理就林业发展作出重要批示：“林业要以营林为基础。造林要把重点放在水土流失、风沙危害严重的地区，有阵地、有重点、有步骤地前进。”1978年初，一些专家学者提出了《关于在我国北方地区建设大型防护林带的建议》，邓小平同志和国务院几位领导很快作出重要批示。国家林业总局迅速组织干部开展调查研究。在此基础上，编制了三北防护林体系建设规划。按照工程建设总体规划，从1978年开始到2050年结束，分三个阶段，八期工程，建设期限73年，共需造林5．34亿亩。在保护现有森林植被的基础上，采取人工造林、封山封沙育林和飞机播种造林等措施，实行乔、灌、草结合，带、片网结合，多树种、多林种结合，建设一个功能完备、结构合理、系统稳