系统工程方法论

以兰德公司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1第3章系统工程方法论第三章2系统分析方法论目标的确定问题的构成模型的建立资料的收集方案的拟订综合评价分析方案指标重新考虑新目标检查各项假定与资料引进新的可行方案第三章3一、什么叫阐明问题？•问题是由那些因素构成的？问题的研究范围•问题的边界在哪？边界是否明确？有什么样的约束条件？环境变量有哪些？如何变化？•问题的目标是什么？这些目标有什么价值？这些价值对谁而言的？–良结构问题与病态结构问题–硬问题与软问题系统分析方法论——阐明问题阶段第三章4二、阐明问题阶段的工作内容1、问题剖析报告问题性质报告：结构、过程、态势•存在什么问题？•为什么这是个问题？•问题是如何出现的？•解决这个问题的重要性何在？•可能的解决方案有哪些？•谁能采取解决问题的行动？•这类行动会带来什么变化？•这个问题和哪些问题相牵连？方式：与决策者及有关人员开展对话问题条件报告：弄清解决问题所需资源，描述各种可利用的资源情况以及相应的限制条件•涉及到哪些资源分配问题？•谁来分配资源？•分配者的职权、作用如何？•资源使用的监督、控制系统如何？系统分析方法论——阐明问题阶段第三章5问题性质报告•存在什么问题？（交通、污染、安全、市容）•为什么这是个问题？（事实与数据）•问题是如何出现的？（起初为方便和安置残疾人）•是什么原因引起的？（管理失控）•解决这个问题的重要性何在？–改善交通环境–杜绝安全隐患–改善空气质量–提升城市形象•可能的解决方案有哪些？–取缔，不安置•政策性补贴X年•收购–取缔，安置•其它工作岗位•出租公司•提供再就业培训•谁能采取解决问题的行动？（城管、交通、公安）•这类行动会带来什么变化？（车主的就业问题、车辆的处置问题）•这个问题和哪些问题相牵连？从属于哪个更大的问题？（残疾人保障问题、就业问题、稳定问题、低收入者的出行问题）问题条件报告•涉及到哪些资源分配问题？（工作岗位、补偿资金）•谁来分配资源？（劳动部门、城市管理部门）•分配者的职权、作用如何？•资源使用的监督、控制系统如何？（公开、公正）系统分析方法论——阐明问题阶段第三章62、阶段结果报告主要内容：•问题的由来和背景•问题的重要性•可能采取行动的组织和个人•利益相关的组织和人员•目标、评价指标、约束条件•备选方案的初步描述•建议3、目标•什么是真正的目标？（决策者本人也不一定很清晰）•目标是否明确（目标笼统，分析的难度大）？•目标词义的清晰和单一性•有衡量目标是否达到的具体标准•有明确的实现目标的期限和条件•目标的体系结构如何（属于哪一个层次的目标）？•目标的可测度性如何？（目标是否可以衡量）系统分析方法论——阐明问题阶段第三章7•是否存在多目标的情况？（同一层次）•目标之间的协调性如何？（是否存在目标冲突）–将某项目标归结到更高一级目标–将各目标排出优先序例如建造一个水库：•增加电力•扩大农田灌溉面积•尽量少淹没农田•水系变化的副作用小•生态变化所产生的不良后果尽可能低•旅游价值最好能增加或至少不减系统分析方法论——阐明问题阶段第三章84、评价指标：用以衡量方案实现目标的程度评价指标的建立是一项富有创新的工作，指标是否有针对性，指标能否反映目标的改善状况，指标熟轻熟重，指标数量多少，这都依赖于系统分析人员对问题的认识程度，对目标的把握程度。评价指标的作用在于向决策者显示备选方案在成本与效益方面的后果。系统分析方法论——阐明问题阶段第三章95、约束条件约束条件的类型：•物理定律（长期成立，不容破坏）•自然条件•资源限制（资金、工作岗位）•组织体制•法律、规定•道德观念•企业管理中最常见的约束：时间、资源、标准系统分析方法论——阐明问题阶段第三章10一、基本的原则1、尽可能考虑多种方案（无为也是一种方案，但必须有非常明确具体的理由）2、不要轻易否定某个方案–难以思议的想法–不符合人们习惯的想法–可能违背现有法规、条款的想法–不符合某个集团利益和个人利益的想法3、不要轻易肯定决策者支持的方案，但最终方案一定是决策者支持的4、自始至终注意发掘新的更好的方案系统分析方法论——谋划备选方案第三章11二、备选方案应具备的特性•鲁棒性（强壮性）：在受到干扰的情况下，继续维持正常后果的程度•适应性（弹性）：目标经过修正甚至变动的情况下，原方案仍能适用•可靠性：系统在任何时候正常工作的可能性（如飞行器在各种复杂的天气环境下保持正常飞行）•可操作性：方案实施的可能性当然在寻求方案的过程中过分追求其完美性往往会增加解决问题的难度，我们寻求的是能解决问题的方案，他们不一定要非常完美，只要这些方案可行，能解决问题，易于管理就可以了。系统分析方法论——谋划备选方案第三章12■方案确定之一：形态结构分析法：如：系统分析方法论——谋划备选方案第三章13解决的中心问题•预计哪些后果？•其中，哪一项最重要？•后果的作用时期考虑多久？模型：客观世界本质特性的抽象表述。•由分析问题的主要因素所构成•集中表明有关因素之间的关系模型变量可控不可控结果评价常量关系自变量因变量系统分析方法论——建模和预计后果第三章14例：一个库存系统库存量x，需求量y，销售量z，利润u销售价格a，采购单价b，滞销时产品单价为c变量x,y,z,u，其中x,y为自变量，z,u为因变量常量a,b,c关系：z=min(x,y)u=az+c(x-z)-bx=amin(x,y)+c[x-min(x,y)]-bx约束：仓库面积等系统分析方法论——建模和预计后果第三章15分析模型的作用：•描述变量之间的关系。如回归模型、状态方程•根据变量之间的关系模型计算方案的结果，从而得到方案的优先顺序。如计量经济模型、网络模型、库存模型•找出优化方案，如线性规划、动态规划、目标规划、决策树。（有一定的先决条件）系统分析方法论——建模和预计后果第三章16•方案的后果总是与将来付诸实践时所处的环境相关，离开未来实施环境去讨论方案后果是没有实际意义的•环境具有不确定性，但具有可以预测的状态•在不同的状态下讨论方案实施的后果更具有现实意义。如何进行环境的分析？（以企业为例）一、环境分析的五个步骤1、找出影响环境变化的各种因素2、把这些影响因素分类3、把各种选出来的因素以成对方式制作关系图4、在不同的情况下，分析方案实施后可能的结果二、环境的三个层次1、总体环境2、产业环境3、竞争环境系统分析方法论——预测和分析未来环境第三章17三、环境分析的注意事项•广设环境信息收集网络•注意相关性•收集信息必须持之以恒•信息收集必须适度•资料的正确性比完整更为重要四、关于产业环境的分析框架1：四项目分析法•产品的状况分析•竞争状况分析•市场状况分析•生产状况分析框架2：一般化分析技巧•产业结构分析•一般化策略态势•产品替代分析•对供应者与购买者的策略•进入障碍•移动障碍•对竞争者分析系统分析方法论——预测和分析未来环境第三章18一、评价方案的困难•方案的后果依不同环境情况而定，在不同的情景中方案后果不同•不同情景下的结果（指标）如何统一（如短期与长期）•在统一的过程中，指标的权重如何确定二、已有的方法：1、成本-效益分析2、综合评价方法3、多目标决策方法效用值理论系统分析方法论——预评价备选方案第三章19●霍尔(Hall)三维结构体系---方法论★●霍尔(Hall)方法论的特点霍尔(Hall)硬系统方法论第三章20任何工程在时间上、逻辑上和知识上都有一个合理的序列，时间维、逻辑维和知识维组成了科学活动工程结构的三维形态。霍尔(Hall)硬系统方法论——三维结构第三章2121霍尔(Hall)硬系统方法论——三维结构第三章22规划：制订系统工程活动的政策和规划设计：提出具体的计划方案研制：实现系统的研制方案，并作出生产计划生产：生产系统的零部件及整个系统，提出安装计划安装：把系统安装好，通过试验运行订出运行计划运行：系统按照预期目标服务更新：改进或充实旧系统使之变成新系统而更有效地工作(1)时间维第三章23从时间维角度谈谈“产品的生产过程”经历的七个时间环节。霍尔(Hall)硬系统方法论——思考第三章24(2)知识维第三章25(3)逻辑维•问题界定•目标确定•方案汇总•模型建立—方案优化•评价决策•实施管理第三章26综合性联系性反复性收敛性功能性霍尔(Hall)硬系统方法论——特点第三章27以Checkland为代表的软系统工程方法论2．问题的表示3．有关系统的基本定义4．概念模型4a.公式化系统概念4b.其它系统思考5．模型与问题的比较6、可行满意解1．无结构问题7、采取行动改善实际问题现实世界系统思考特点：比较分析软系统工程方法论第三章28霍尔三维结构和切克兰德方法论均为系统工程方法论，均已问题为起点，具有相应的逻辑过程。在此基础上，两种方法论主要存在以下不同点：（1）霍尔方法论主要以工程系统为研究对象，而切克兰德方法更适合于对社会经济和经营管理等“软”系统问题的研究。（2）前者的核心内容是优化分析，而后者的核心内容是比较学习。（3）前者更多关注定量分析方法，而后者比较强调定性或定性与定量有机结合的基本方法。Cf:硬系统工程方法论&软系统工程方法论第三章29硬系统工程方法论软系统工程方法论处理对象技术系统人造系统有人参与的系统处理的问题明确，良结构不明确，不良结构处理的方法定量模型，定量方法概念模型，定性方法价值观一元的，要求优化，有明确的好结果（系统）出现多元的，满意解，系统有好的变化或者从中学到了某些东西第三章30调整模型与参数系统运行系统评价决策部门系统机制分析，优化要求判断建模、仿真、优化结果分析与综合结论与建议专家的理论与经验知识数据与各种信息资料以钱学森为代表的综合集成方法论第三章31以钱学森为代表的我国系统工程研究者们认为，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。请你结合Hall的硬系统方法论谈谈你的认识。思考题