第2章 系统方法论
第二章系统工程方法论课件
❖ 发展观点倡导人们应从系统演化角度去看待事物，从环境
变化、价值观念变化角度去看待事物；其次，系统发展的
阶段性、渐变性为研究系统方法提供了方便，即可以用静
态方法处理某些动态问题。
切克兰德的系统工程方法
切克兰德的系统工程方法
切克兰德的系统工程方法
物理系统 为和最佳结果
型主要适用于此
不良 偏重社会、较难用数学模型描述，因其加入
结构 机理尚不 了人的直觉和判 断，往往只能用
系统 清楚的生 半定量、半定性或者只能用定性
物型的软 的方法来处理问题，这类系统难
系统
以观测，边界模糊，目标不定
用“软方法”求出
可行的满意解，常
用德尔菲法、 情
景分析法、冲突分
和。
处理复杂系统问题的基本观点
❖整体观点
❖整体观点是把系统内部所有要素看成一个整体。
❖（1）策划最优时，如果子系统最优与整体系统最
优发生矛盾，子系统要服从整体；
❖（2）整个系统要协调各子系统之间的关系，充分
发挥各子系统的能动作用；
❖（3）考虑环境的制约作用，必须使环境受益。
处理复杂系统问题的基本观点
如工程系统、人造系统和人为系统，这类系统结构清楚，
概念明确，易定量化、模型化。
霍尔系统工程方法
专业维（知识）
工程技术
霍尔的三维结构模型将SE的
整个管理过程分为七个阶段
和七个步骤，并考虑为完成
这些阶段和步骤的工作所需
的各种专业管理知识。
信息技术
环境科学
社会科学
管理科学
经济
法律
逻辑维（步骤）
1
8sys2 系统工程方法论
霍尔三维结构模型特点：
（1）强调明确目标； （2）核心内容是最优化； （3）认为现实问题基本上都可归纳为工程系统问题； （4）应用定量分析手段，求最优解； （5）研究方法的整体性（三维结构）、技术应用的综
合性（知识维）、组织管理的科学性（时间维、 逻辑维）、工作的问题导向性（逻辑维）。
霍尔三维结构，体现了系统工程方法的： ➢ 系统化 ➢ 综合化； ➢ 最优化； ➢ 程序化； ➢ 标准化。
知识维：指在完成上述各 知识维（科学技阶术段）和各步骤所需要的各
种专业知识和管理知识。
逻辑维：每个阶段需进行的工 作步骤，是运用系统工程方法 进行思考、分析和解决问题应 遵循的一般程序。
ABCD E F G
环境科学 社会科学 工程技术 计算机科学 管理科学 经济 法律
逻辑维（方法步骤）
规划阶段 设计阶段 分析阶段 运筹阶段 实施阶段
（5）最优化：在评价体系下最优化系统方案；
最优化：单目标、多目标
优化方法：线性规划、动态规划、非线性规划、 大系统理论、组合优化等 （6）决策：由决策者作出裁决，选定行动方案； （7）实施计划：修改完善以上6步骤，制定具体的 执行计划并实施。
3. 知识维或专业维
表示从事系统工程工作所需要的知识，如运筹 学、控制论、管理科学等，也可以反映系统工程 的专门应用领域，如企业管理系统工程、社会经 济系统工程等。
理：做人的道理； WSR由理解领导意图、调查分析、形成目标、
建立模型、协调关系、提出建议6个步骤构成。
“调查学习” 法等。
切克兰德1981年提出“调查学习”模式， 从系统工程方法论角度看，切克兰德的“调 查学习”方法具有较高的概括性。
切克兰德的“调查学习”软方法的核心 不是寻求“最优化”，而是“调查、比较” 或者说是“学习”，从模型和现状比较中， 学习改善现存系统的途径。
系统工程导论 第二章系统工程的基础理论与方法论 第一节系统最优化理论
n 。最后，也要考虑到xij
的产品数量属性，即 xij 0,i 1, 2, m, j 1, 2, n ，因此，该运
输方案可由以下模型求解得到：
2.1 系统最优化理论
mn
min
cij xij
i 1 j 1
（2-3）
n
s.t. xij ai ,i 1, 2, m j 1 m xij bj , j 1, 2, n i 1 xij 0,i 1, 2, m, j 1, 2, n
2.1 系统最优化理论
mn
解
首先，在假设运输量为
xij
的条件下其总的运费为 i 1
j 1
cij
xij
。
其次，要考虑到从任意产地运出的量要等于该产地的产量，即
n
xij ai ,i 1, 2,
j 1
m 。第三，还要考虑到运到任意销地的量要等
m
于该销地能销出的量，即 xij bi , j 1, 2, i 1
不同的方案、设计、措施以达到最优目的。（2）目标函数，如例
2-1
中的 max
, 10x1 18x2
例
2-2
中的min
mn
cij xij
。目标函数通常是决策变
i 1 j 1
量的函数，表达了“何为最优”的准则和目标，规定了优化问题
的实际意义。
2.1 系统最优化理论
（3）约束条件，如例 2-1 和例 2-2 中由“s.t”规定的部分。 约束条件指决策变量取值时受到的各种资源和条件的限制，表 达了一种“有条件优化”的概念，通常为决策变量的等式或不 等式方程。如果决策变量的取值是连续的，且目标函数和约束 条件都是决策变量的线性函数，则称为线性规划问题。如果决 策变量的取值为整数点，则称为整数规划问题；如果部分决策 变量取值连续而其余取值为整数，则称为混合整数规划问题； 如果目标函数和约束条件中存在任何的非线性因子，则称为非 线性规划问题。
第二章系统工程方法论
第一节： 系统工程基本工作过程 第二节： 系统分析原理与应用 第三节： 创新思维与方案创造技术 第四节： 系统工程方法论的新发展
数学描述方法＋逻辑推理方法 工程技术的规范＋社会科学的艺术
系统工程方法论基本特点： • 研究方法强调 整体性 • 技术应用强调 综合性 • 管理决策强调 科学性
(7)实施阶段, 就是将上面(6)已经确定的坝型通过施工实施到具体的地形图上去。
3 知识维
主要涉及到水利水电工建设整个过程中用到的知识面。在此初步设了二 方面的内容即合同管理和水利水电专业知识。
(1)合同管理主要指水利水电建设过程中相关部门签订相应的合同, 用 合同来约束水利水电建设各部门之间的行为, 让建设的各方明确自己 承担的责任风险。各部门要承担的风险可以用风险法理论去分析合同 在整个系统中的作用, 系统中一旦某一子系统出现问题, 责任非常明 确, 在哪一阶段出现的问题, 从上面水利水电工程系统霍尔三维结构 图可以一目了然;
4.生产阶段
a41 a42 a43 a44 a45 a46 a47
5.运行阶段 代表一a项51具体a的52管理a活53动 a54 a55 a56 a57
6.更新阶段
a61 a62 a63 a64 a65 a66 a67
应用——企业管理系统工程活动矩阵（框架——H；内容——C）
活动项目
逻辑 步骤
工作过程
(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。
第二章:系统工程方法论
第二节 系统分析原理及应用
1.系统分析概念
系统分析（SA）是在对系统问题现状及目标 充分挖掘的基础上，运用建模及预测、优化、仿 真、评价等方法，对系统的有关方面进行定性与 定量相结合的分析，为决策者选择满意的系统方 案提供决策依据的分析研究过程。
系统工程 第2章 系统工程的基本方法和方法论
13
Hale Waihona Puke 2.1.3 兰德方法论——系统分析方法论1/5
美国兰德公司（RAND Corporation）自1948年成立以后 ，主要为战后美国空军的发展战 略提供咨询服务。后来逐渐扩大 了工作范围，在长期经验积累的 基础上，创立了系统分析方法论 ，在人口、自动化技术、新式 武器系统等问题分析方面得到了很好的应用。到了1972年，在 美国、前苏联等12个国家的科学家倡导下，在奥地利拉克森堡 成立了“国际应用系统分析研究所（IIASA，International Institute for Applied Systems Analysis）”，其应用范围也随 之扩展到社会、经济、科技、生态、环境等领域。
20
钱学森
2.2.1 综合集成方法论2/2
这套方法是钱老在研究复杂 巨系统的问题时提出的。 该方法从整体的角度研究解 决问题的方法，采用人机结 合、以人为主的思维方法和 研究方式，对各个层次、不 同领域的信息和知识进行综 合集成，通过将专家经验、 统计数据和信息资料、计算 机技术三者的有机结合，来 完成从对整体的定性认识到 定量认识转变，构成一个以 人为主的高度智能的人机结 合系统，并发挥这个系统的 整体优势，去解决更多的复 杂决策问题。
8
2.1.1 霍尔方法论——硬系统方法论6/6 （3）知识维（Professions）
表明完成各个阶段和各个步骤所需的各种专业知识、技 能和技术。例如：艺术、社会科学、管理学。 一般只使用时间维和逻辑维，构成两维活动矩阵
9
2.1.2 切克兰德方法论——软系统方法论1/4
英国学者P·切克兰德(Peter Checkland)在大量实践 的基础上提出了所谓“软”系统方法论 1930年，切克兰德生于英国伯明翰， 1954年从牛津大学圣约翰学院获得化学 硕士学位，并在化工领域工作了15年， 于在60年代末加入了兰开斯特大学的系 统工程系，后担任了系统科学教授。著 有《系统论的思想与实践》等著作，他 是软系统方法论的创始人。
系统方法论
系统方法论
系统方法论的核心思想是“整体性思维”，即将问题看作一个整体，而不是孤
立的个体。
在系统方法论中，要注重整体和部分之间的相互关系，强调整体的特性和局部的相互作用。
这种思维方式能够帮助人们更好地理解问题的本质，找到问题的根源，并且提出更有效的解决方案。
在实际应用中，系统方法论可以应用于各个领域，例如管理学、工程学、生态
学等。
在管理学中，系统方法论可以帮助管理者更好地理解企业内部各个部门之间的相互关系，找到问题的症结所在，并提出有效的管理策略。
在工程学中，系统方法论可以帮助工程师更好地设计和优化复杂的工程系统，提高工程的效率和可靠性。
在生态学中，系统方法论可以帮助生态学家更好地理解生态系统的结构和功能，找到生态环境保护的有效途径。
在系统方法论中，还有一些常用的方法和工具，例如系统分析、系统设计、系
统评价等。
系统分析是指对系统进行深入的研究和分析，找出系统中的问题和瓶颈，为系统的改进提供依据。
系统设计是指根据系统分析的结果，设计出更加完善的系统结构和功能，以满足用户的需求。
系统评价是指对系统进行全面的评估和检验，以确保系统的质量和性能达到预期的要求。
总的来说，系统方法论是一种科学的思维方式和方法论，能够帮助人们更好地
理解和处理问题，提出更有效的解决方案。
在实际应用中，系统方法论可以帮助人们更好地管理企业、设计工程、保护生态环境等。
因此，掌握系统方法论对于提高工作效率和解决问题具有重要意义。
希望大家能够深入学习和应用系统方法论，不断提升自己的综合素质和解决问题的能力。
系统方法论
最优化。这一特征体现了系统科学 方法解决问题时所要达到的目标，这 是传统方法所不能及的。它可以根据 需要和可能为系统确定出优化目标， 运用新技术手段和处理方法，把整个 系统逐级分成不同等级和层次，在动 态中协调整体和部分的关系，使部分 的功能和目标服从系统总体的最佳目 标，以达到总体最优。
信息化。系统科学解决问题不是着眼于物 质和能量，而是信息。即它撇开具体物质和 能量形态，而把任何物质系统都视为信息的 获取、传输、加工和处理过程，并认为正是 由于内部存在的信息流才使系统维持正常、 有序和有目的性的运动。进而把任何实践活 动都可简化为三股流：人流、物流和信息流。 其中，信息流起着支配作用，它调节着人流 和物流方向、目标。据此，可控制信息流向。 它对科学研究、调节社会平衡等都有益处。
有效性。以往的研究方法只注 意解决单因素、静态和简单的系 统，而对多因素、动态、复杂系 统的问题无能为力。现在，在电 子计算机配合之下，运用系统科 学方法顺利解决多因素、动态或 复杂系统问题，提供了可能性和 现实性。
定量化。系统科学方法在描述客体 时，总是尽量用数学语言，使问题得 到较精确的定量统计，因而使得包括 社会、经济在内的许多复杂系统的研 究，从定性走向量化。正因为系统科 学具有这样的数学特征，所以，至今 还有人把其相关的部分视为数学的分 支。事实上，它的确有力地推动了应 用数学的发展。
确立这门科学学术地位的是 1968 年贝塔朗菲发表的专著：《一般系 统 理 论 —— 基 础 、 发 展 和 应 用 》 (General System Theory ： Foundations ， Development ， Applications), 该书被公认为是这门 学科的代表作。
定量分析方法ppt正式完整版
二、霍尔和切克兰德的系统方法论
霍尔的“三维结构”模式
实质：将专家群体、数据和各种信息与计算机仿真有机结合，把各种学科的理论和人的经验与知识结合起来，发挥整体优势。 了解领导对目标的偏好，喜欢什么模型和评价标准 WSR系统方法论中常用的方法 综合集成（Meta-Synthesis）工程是从整体上考虑并解决复杂问题的方法论。 协调，有效，尽可能平滑 将各种术语变为用户能懂和喜欢的语言 头脑风暴法，讨论分析会，认知图等 较难用数学模型描述，因其加入了人的直觉和判断，往往只能用半定量、半定性或者只能用定性的方法来处理问题。 协调各方面的利益、观点、关系，即利益协调 基于还原论的西方科学体系经过几百年的发展已经非常庞大和完整，在它的基础上诞生的工程技术，创造了空前繁荣的人类文明。 协调所有模型、软硬件、数据的关系，即技术协调 协调模型和知识的合理性，即知识协调 了解领导对目标的偏好，喜欢什么模型和评价标准
定量分析方法
第2章 系统方法论
主要内容 一、系统思想的产生 二、霍尔和切克兰德的系统方法论 三、综合集成方法学 四、物理-事理-人理（WSR）系统方法论 五、“5W1H”方法
第2章 系统方法论
重点问题 ●还原论与整体论 ●霍尔的三维结构模式 ●切克兰德的“调查学习”模式 ●WSR系统方法论 ●解决问题的“5W1H” ●从定性到定量的综合集成方法
✓ 整体的运动特征只有在比其部分（要素）所处 层次更高的整体层次上才能进行描述；
✓ 整体与部分（要素）遵从不同描述层次上的规 律。
二、霍尔和切克兰德的系统方法论
霍尔的“三维结构”模式
•时间维：六个阶段，按时间顺序 •逻辑维：每一阶段分为七个步骤，思维程序 •专业维：完成各阶段的思维程序时所需的专业知识 •三维结构的理论基础：
第2章系统工程方法论ppt课件
第二节
霍尔“三维结构”模型
知识维：指在完成上述各 知识维（科学技术阶）段和各步骤所需要的各
种专业知识和管理知识。
逻辑维：每个阶段需进行的工 作步骤，是运用系统工程方法 进行思考、分析和解决问题应 遵循的一般程序。
ABCD E F G
环境科学 社会科学 工程技术 计算机科学 管理科学 经济 法律
a41 a42 a43 a44 a45 a46 a47
5.运行阶段代表一项a5具1 体a的52管理a5活3 动a54 a55 a56 a57
6.更新阶段
a61 a62 a63 a64 a65 a66 a67 .
21
基于 “三维结构”模型的
系统工程过程系统
在这个过程系统中，每一阶段都有自己的管理内容和管理目 标，每一步骤都有自己的管理手段和管理方法，彼此相互联系， 再加上具体的管理对象，组成了一个有机整体。
（4）系统分析——系统分析是应用系统工程技术，对每 一个系统方案进行比较、分析、计算。
（5）系统优化——寻找满足约束条件的最优方案，或者 说是挑选出最好的满足系统目标的方案。
（6）系统决策——由决策者从多个优选方案中选择一个 方案进行实施，当然，选择的方案不一定是最优方案。
（7）系统实施——对已选方案进行实施、修改，完善以 上6个步骤，转入下一个阶段。
霍尔管理矩阵可以提醒人们在哪个阶段该做哪一步工作，同 时明确各项具体工作在全局中的地位和作用，从而使工作得到合 理安排。
把系统工程过程系统运用于大型工程项目，尤其是探索性强、 技术复杂、投资大、周期长的“大科学”研究项目，可以减少决 策上的失误和计划实施过程中的困难。
. 22
基于 “三维结构”模型的 系统工程过程系统
简述系统方法论
简述系统方法论系统论方法论是研究一切系统的一般模式、原则和规律的理论体系。
它包括系统概念、一般系统理论、系统理论分析、系统方法论和系统方法的应用等。
研究一切系统的基本观点（原理）：原理一、整体性——“盲人摸象”的教训。
原理二、相关性——牵一发而动全身。
原理三、层次性——等级森严的结构整体原理四、有序性——系统功能发挥的源泉原理五、动态性——发展变化的理论原理六、调控性——系统的自组织原理七、最优化——如何追求完美一、系统方法就是按照客观事物本身的系统性，把对象放在系统的形式中加以考察的一种方法。
即，从系统的观点出发，从整体与要素之间、整体与外部环境的相互联系、相互制约、相互作用的关系中综合地、精确地考察对象，揭示系统性质和运动规律，从而达到最佳处理问题的一种方法。
根据上面例举的系统论的基本思想和基本原理，系统方法的基本原则是从方法论角度提出的，其着眼点在于应用，根本目的是优化。
二、系统方法的基本原则是：（一）、整体性原则这是系统方法的出发点。
这个原则要求我们看待问题、处理问题时从整体着眼，从整体和要素的相互作用和相互联系中把握事物的本质和规律，找到最佳的处理方法。
（二）、有序性原则系统与系统，系统与要素、要素与要素之间是层次分明、井井有条的。
系统的有序性通过系统的结构来体现，结构决定性质，结构不同，功能不同，有序性也不同。
此原则可以帮助我们认识系统本身的发展变化规律，而且认识到通过调整或改变结构可以提高整体的功能。
（三）、动态性原则一切系统都是变化、运动着的，这也是客观世界的发展规律，因此探索系统发展变化的方向、动力、速度、原因和规律等有助于我们对更复杂的对象进行研究。
这个原则告诉我们，考察系统性质时，要在动态中考察，研究系统的动因，从系统自身的矛盾运动中寻找改善方法，注重提高自我调节能力，提高系统的管理水平，遵循动态原则。
（四）、最优化原则如何从几种方案中选出最佳方案，使系统运转处于最佳状态，达到最优目标，这是系统方法要解决的主要问题。
系统方法论名词解析
系统方法论名词解析
1.系统方法论:System methodology，是针对“系统”这一概念的研究方法论。
主要探讨如何使用系统来描述、设计、分析和优化各种复杂问题和现象。
2.系统思维:System thinking，是一种使用系统思维方法的思考方式。
它能够将一个问题或现象视为一个系统，并考虑各个组成部分之间的相互作用和影响。
这种思考方式可以帮助人们更全面、深入地理解问题，找到更有效的解决方案。
3.系统模型: System model，是用来描述和分析系统的一种工具。
它可以通过数学公式、图形、符号等方式来表示系统的各个组成部分及其相互作用的关系，从而帮助人们理解系统的结构和行为。
4.控制论: Cybernetics，是研究控制和调节自然和人工系统的一种学科。
它主要使用数学、电子、计算机等工具来描述系统的反馈机制，从而实现对系统的控制和优化。
5.系统动力学:System dynamics，是一种通过建立动态系统模型来理解和改善系统行为的方法。
它主要探究系统的长期行为和稳态特性，可以用于复杂决策和策略制定。
6.系统工程: Systems engineering，是一种跨学科的、综合性的工程设计和管理方法。
它以系统思维为基础，运用多种学科的知识和技术，通过模型化、分析、
综合等手段，设计和构建大规模复杂系统。
系统方法论名词解释
系统方法论是一种综合性的方法论，用于研究和解决复杂系统的问题。
它是一种综合性、跨学科的方法，通过整合不同学科的观点和方法，来理解系统的整体性、相互关系和动态演化。
系统方法论的核心理念是将问题看作一个整体系统，而不是简单地将其分解为独立的组成部分。
它强调系统的相互作用、反馈机制和非线性效应，关注系统内外的关联和影响。
系统方法论的目标是通过系统思维和系统模型的应用，揭示系统的特征、行为和演化规律，以便更好地理解和解决问题。
系统方法论通常包括以下关键概念和方法：
系统思维：系统思维是从整体性的视角来思考问题，理解系统内部和外部的相互关系、相互作用以及系统的行为和变化。
系统模型：系统模型是对系统结构、过程和行为的抽象表示，通过建立模型来描述系统的关键要素和它们之间的相互作用。
系统边界与环境：系统边界是确定系统研究范围的界限，环境是系统外部与系统相互作用的外部因素。
反馈机制：反馈是指系统输出对系统本身的影响，反馈机制可以是正向反馈（放大系统变化）或负向反馈（抑制系统变化）。
系统动力学：系统动力学是一种模拟和分析系统行为的方法，通过建立动力学模型和仿真来研究系统的变化和演化过程。
系统方法论在多个领域有广泛应用，包括管理科学、工程、生态学、社会科学等。
它有助于理解和解决复杂问题，优化系统性能，提供决策支持，并帮助人们更好地适应和应对不断变化的环境和挑战。
系统科学方法概论第二章读后感
系统科学方法概论第二章读后感1.1 初读这一章，就像是踏入了一个全新的知识领域的大门。
这章内容就像一个宝藏，充满了各种新奇的概念和有趣的思想。
感觉像是在探索一个神秘的岛屿，每一个新的知识点都是岛上独特的风景。
1.2 它给我的第一印象是内容丰富得像满汉全席。
各种理论和方法相互交织，形成了一个庞大而有序的体系。
这不是那种干巴巴的理论堆砌，而是像一个精心编织的故事，有头有尾，环环相扣。
二、对第二章具体内容的感悟。
2.1 其中关于系统结构的部分，那真的是让我眼前一亮。
这就好比是了解一个机器的内部构造，以前看系统就像看一个黑匣子，只知道输入和输出，现在却能深入其中，看清各个部件是如何连接、如何协同工作的。
这感觉就像庖丁解牛，从“目无全牛”到对系统结构了如指掌。
2.2 再说到系统功能这一块，它让我认识到系统的功能可不像表面看起来那么简单。
系统功能就像一个人的各种能力一样，是多方面的，而且相互影响。
这就好比一个人的社交能力、学习能力和动手能力之间有着千丝万缕的联系。
一个小小的改变可能就会像蝴蝶效应一样，在系统的功能上产生意想不到的变化。
这真的是牵一发而动全身啊。
2.3 还有系统演化的内容，这就像是在看一个生命的成长历程。
从系统的诞生到发展，再到可能的衰落或者变革，就如同人生的起起落落。
系统不是一成不变的，它会随着环境的变化而不断调整自己，就像人要适应社会的发展一样。
这个过程充满了不确定性，但也正是这种不确定性，让系统充满了活力和潜力。
三、这章内容对我的启发。
3.1 在实际生活中，我发现可以用这些系统科学的方法去解决很多问题。
比如说管理一个小团队，就可以把团队看作一个系统。
了解团队成员之间的结构关系，发挥每个成员的功能，并且关注团队随着市场环境的演化，这就像按照一张精确的地图在行走，能让团队发展少走很多弯路。
3.2 从更宏观的角度看，这章内容也让我对社会这个大系统有了新的认识。
社会中的各个行业、各个群体就像系统中的子系统，它们相互依存、相互制约。
系统方法论
系统方法论是一种研究系统的方法论，它提供了一组工具和方法，用于分析和设计系统。
系统方法论的目的是帮助研究人员更好地理解系统的运行机制，以及如何改进系统的性能。
系统方法论的核心思想是将系统看作是由若干个互相关联的部分构成的，这些部分协同工作，以完成某种特定的任务。
系统方法论强调研究人员应该从整体上来看待系统，而不是仅仅关注系统的各个部分。
系统方法论包含许多不同的方法和工具，其中包括系统分析、系统设计、系统实施和系统维护等。
在系统分析阶段，研究人员会对系统进行详细的分析，以确定系统的目标和要求，并确定系统如何才能最有效地实现这些目标。
在系统设计阶段，研究人员会根据系统分析的结果，设计出系统的架构和功能。
这包括确定系统的输入和输出，以及如何处理这些输入和输出。
在这一阶段，研究人员还会考虑系统的性能指标，以及如何测量和改进系统的性能。
在系统实施阶段，研究人员会根据设计的方案，将系统部署到实际的运行环境中。
这包括确定系统所需的资源，以及如何安装、配置和部署系统。
在系统维护阶段，研究人员会负责维护系统的正常运行，包括检测和修复系统中的故障，以及更新系统的软件和硬件。
系统方法论在多个领域都有广泛的应用，包括软件工程、生产管理、运输系统规划等。
它的应用可以帮助研究人员更好地理解系统的
工作原理，并帮助改进系统的性能。
总的来说，系统方法论是一种非常有用的工具，可以帮助研究人员更好地研究和设计系统，从而提高系统的效率和可靠性。
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表2-1 物理、事理、人理系统方法论内容 懂物理、明事理、通人理
物理
道理 物质世界，法则规则 的理论
事理
管理和做事的理论
人理
人、纪律、规范的 理论 人、群体、人间关 系、智慧 应当怎么做？人文 分析
对象 重点 原则 知识
客观物质世界 是什么？功能分析 诚实，真理尽可能正 确 自然科学
组织、系统 怎么做？逻辑分析
§2-2 物理、事理、人理方法论
一 物理、事理、人理的主要内容 物理主要涉及物质运动的机理，通常要用到自 然科学知识，主要回答这个 “物”是什么。 事理是做事的道理，主要解决如何去安排这些 物，通常用到管理科学方面的知识，主要回答 怎么去做。 人理是做人的道理，处理任何事与物都离不开 人去做，以及由人来判断这些事和物是否得当， 通常要用人文社会科学的知识，主要回答应当 如何。
二 物理、事理、人理系统方法论的过程
6．提出建议 在综合物理、事理和人理分析后提出解 决问题的建议。建议一要可行，二要尽可能 使各方面满意，最后还要让领导从更高一个 层次去综合和权衡，，决定是否采用。系统 工程工作者有时常有一个错误理解，认为成 功的分析就是我们的解被全部采用。其实有 时这个分析使领导改变初衷，甚至改变了原 来要解决的问题，这也是一种成功。
3．知识维
三维结构中的知识维是指在完成上述各种步骤所需 要的各种专业知识和管理知识，包括自然科学、社 会科学、工程技术、经济学、法律、数学、计算机 技术等方面的知识。运用系统工程知识把6个时间
阶段和7个逻辑步骤有机地结合起来，便形成所谓
三维结构。
霍尔系统工程方法论的程序和步骤
二 物理、事理、人理系统方法论的过程
2．调查分析 这是一个物理分析过程。任何结论只能在仔细 的情况调查之后，而不应在先。深入实际和邀请有 实践经验的专家提出意见和看法是至关重要的，这 里重要需要物理。 3．形成目标 作为一个复杂问题，往往一开始问题拟解决到 什么程度，领导和系统分析人员都不很清楚。开始 时领导的笼统的意图，经过调查后，问题到底能解 决到什么程度，应有一初步共识，这就是形成目标 的过程。这些目标会与当初领导意图不完全一致的 地方。同时在以后大量分析和进一步考虑后可能还 会有所改变。
二 技术应用上的综合化
系统工程致力于综合运用各种学科和技术领域内所 获得的成就。这种研究能使各种技术相互配合而达 到系统的最优化。一般大规模的复杂系统几乎都是 一个技术综合体。所谓的技术综合应用，并不是将 各种技术进行简单的堆砌，而是从系统的总目标出 发，将各有关的技术协调配合综合运用。一个大规 模的复杂系统往往不是一个单纯的技术系统，而是 涉及到许多社会的、经济的因素，构成一个复杂的 技术、社会、经济系统，因此，促使自然科学和社 会科学紧密结合，这就是系统工程在解决问题时所 表现出来的一个重要特点。
弄清问题(弄清需要解决什么问题，弄清约束条件) ↓ 目标选择（将需要具体化，并选定衡量指标） ↓ 方案设计（设计为达到目标所可能采取的方案） ↓ 建立数学模型（根据目标，通过数学模型，分析各种设想方案） ↓ 最优化（选定方案的变量和参数，使之最好的满足目标）
↓
决策（选定一种或多种策略） ↓ 实施（提供实际信息反馈到以上各阶段）
三 组织管理上的科学化
一个复杂的大规模工程往往有两个并行的过程，一个 是工程技术过程，一个是工程技术的控制过程，后一 个过程包括规划、组织、控制工程进度，对各种方案 进行分析、比较和决策，评价选定方案的技术效果等 统称之为管理。管理工作对促进科学技术的发展，提 高效率和合理利用资源等有着十分重要的意义。只有 科学的管理，才能充分发挥技术的效能。英国著名的 科学家贝尔纳把科学的组织和管理称为“科学中的科 学”，他认为现在科学的发展，科学成果的应用以及 科技人员的成长，都还没有达到应有的水平，主要问 题就在于组织管理跟不上发展形势的缘故。
协调，有效率尽可能 人性，有效果尽可 平滑 能灵活 管理科学 系统科学 人文知识 行为科学
二 物理、事理、人理系统方法论的过程
物理、事理、人理是一个统一的过程，并不能绝对 划分。 1．理解领导意图 考虑到东方特色，早中国、日本集中（集体）主 义比西方强。在西方往往强调个性、民主，因此，他 们喜欢从个人出发，不受任何领导意图左右而自由发 表自己看法，美国兰德公司工作的一个重要原则也是 强调独立性。但是在东方则强调领导意图，这里领导 也是广义的，可以是管理人员和技术人员，也可以是 一般用户。其实在西方也是把顾客看成上帝，提出种 种方法去了解顾客的意图。特别现在新的信息系统方 法论已经把用户参与、用户满意作为设计好信息系统 的重要原则。
二 物理、事理、人理系统方法论的过程
4．建立模型 这里的模型是比较广义的，数学模型是其中一 种，还可以是概念模型，甚至是一套经过人们的抽 象、理智、思考后形成的可以运作的步骤、程序等， 这个过程主要运用事理。 5．协调关系 在处理问题时，由于不同人所拥有的知识不同， 立场不同，利益不同，对同一问题，同一个目标， 同一个方案往往会有不同的看法和感受，因此往往 需要协调，这里“人理” 是主要的。有时一个方 案只是由于告诉人的次序、时间和地点有所不同， 会造成不同的后果。
1．时间维
（1）规划阶段：对将要开展研究的系统进行调查研究，明确 研究目标，提出设计思想和初步规划方案。 （2）方案阶段：根据规划阶段提出的设计思想和初步规划方 案，从社会、经济、技术可行性等方面进行综合分析，提出具 体计划方案并选择一个最优方案。 （3）研制阶段：以计划为行动指南，把人、财、物组成一个 有机整体，使各个环节、各个部门围绕总目标，实现系统的研 制方案并作出生产计划。 （4）生产阶段：生产或研制开发出系统的零部件（硬软件） 及整个系统。 （5）运行阶段：把系统安装好，完成系统的运行计划，使系 统按预定目标运行服务。 （6）更新阶段：完成系统的评价，在现系统运行的基础上， 改进和更新系统，使系统更有效的工作，同时为系统进入下一 研制周期准备条件。
§2-5 系统工程方法论基本特点
一 研究方法上的整体化 二 技术应用上的综合化 三 组织管理上的科学化
一 研究方法上的整体化
把研究对象看作一个整体，把研究过程也看作一个 整体。把系统作为若干个子系统有机结合成的整体 来设计，对子系统与子系统之间的矛盾或者子系统 和整体之间的矛盾，都要从总体协调的需要来选择 解决方案。同时，把系统作为它所从属的更大系统 的组成部分来进行研究，对它的所有技术要求，都 尽可能从实现这个更大系统技术协调的观点来考虑。 系统工程还要考虑把大系统的研制过程作为一个整 体，即分析整个过程是由哪些工作环节所组成，而 后进一步分析各个工作环节之间的信息，以及信息 的传递路线、反馈关系等，从而编制出系统研制全 过程的模型，把全部过程严密的联结成一个整体， 全面地考虑和改善整个工作过程，以便能实现综合 最优化。
第2章 系统工程方法论
华南农业大学林学院
刘萍
系统工程方法论
解决系统工程实践中的问题所应遵循的步骤和程序，是系统工 程思考问题和处理问题的一般方法。它把分析对象作为整体系统， 对其进行分析、设计、制造和使用。 系统工程具有自己独特的方法论，它的方法体系的基础就是运 用系统思想和各种数学方法、科学管理方法、经济学方法、控制论 方法以及电子计算机等技术工具来实现系统的模型化和最优化，进 行系统分析和系统设计。 由于从事系统工程实践的大都是自然科学工作者和工程技术人 员，他们常把处理工程技术问题时遵循的步骤和程序移植过来，处 理系统工程所要解决的组织管理、规划和决策等类问题，并在实践 中收到显著的成效。 20世纪60年代，许多学者根据实践经验，总结各种系统工程方 法论。
§2-3 系统工程方法论框架
根据实践经验，可以将系统分析过程的典 型行动概括成下图所示的逻辑结构。它包括五 个行动环节： 1、阐明问题； 2、谋划备选方案； 3、预测未来环境； 4、建模和估计后果； 5、比较备选方案。
§2-4 系统工程方法论中的几个问题
一 系统工程和工程技术处理问题的区别 二 问题和解决问题（硬问题与软问题） 三 决策者、提出问题者、 委托人和系统工程（分析）人员 四 系统工程分析报告 1．简略报告 2．主体报告 3．技术报告
切克兰德方法论
20世纪70年代中期，英国兰卡斯特大学切克兰
德对霍尔系统工程方法论提出系统的修正意见， 并提出了“软科学”的系统工程方法论。他认 为完全按照解决工程技术问题的思路来解决社 会经济问题或软科学问题会遇到困难。
软科学系统工程方法论的程序和步骤
问题现状说明(说明现状,目的是为了改善现状) ↓ 弄清关联因素（初步弄清与改善现状有关的各种因素及其相互关系） ↓ 概念模型（用结构模型或数学模型描述系统现状） ↓ 改善概念模型（根据数学模型的理论和方法改进上述概念模型） ↓ 比较或学习（将概念与现实进行比较找出符合决策部门意图的、可行的 变革） ↓ 实施（实施能带来上述变革的措施）
三 物理、事理、人理方法论的主要原则
1．参与 在整个工作过程中，除了系统工程人员参与工作外，用户要经 常参与，互相沟通理解意图才能作好系统工程咨询工作。 2．综合集成 由于问题涉及各种知识、信息，因此经常有一个将它们以及参 与讨论的专家意见综合起来的过程。因此要能听取各种意见，并最 后取长补短。 3．人机结合，以人为主 现代化的计算机以及各种通讯工具无疑为解决问题提供了非常 好的手段，但是所有的问题，解决的是否满意，取决于人的判断甚 至人的感情。同时层出不尽的新问题需要新思维，这又是机器所不 能代替的。 4．迭代和学习 在整个工作过程中，人们难免忘掉考虑一些因素，或者由于情 况发生变化，需要增加新因素，因此企图一次到位是不可能的，经 常需要反复进行迭代和学习。
§2-1 霍尔三维结构和切克兰德方法论
在系统工程的研究和应用中，人们逐渐地探索、
积累和总结出多种科学的工作方法和程序。二十世