系统分析方法

三、层次分析 系统论认为，任何复杂的系统都具有一定的结构层次。 系统结构的层次性既指等级性，又指侧面性。前者是指任何 一个复杂系统，都可以从纵向把它划分为若干等级，即存在 着不同等级的系统层次关系，其中低一级的结构是高一级结 构的有机组成部分。如我国政府体制上从中央人民政府（国 务院）到省、市、县、区、乡地方各级人民政府；军队编制 从军、师、团、营、连等。后者是指任何同一级的复杂系统， 又可以从横向上分为若干相应联系，相互制约，又各自独立 的平行部分，如国务院分各部、委、省级人民政府划分厅、 局等。系统的结构层次性是系统的稳定性和连续性的重要保 证，也是系统发挥其最佳功能的前提条件之一。
世界上的一切事物都是作为系统而存在的，是若干要素按一 定的结构和层次组成的，并且具有特定的功能。系统普遍存在于 自然界和人类社会之中。它是要由素所构成的整体，离开要素就 无所谓的系统，因而要素是系统存在的基础；系统的性质一般是 由要素所决定的（有什么的要素，就具有什么样的系统及其功 能），但系统又具有各要素所没有的新功能；各种要素在构成系 统时，具有一定的结构与层次，没有结构层次的要素的胡乱堆积 构不成系统；系统的性质取决于要素的结构，而在一个动态结构 的系统中，结构的好坏直接是由要素之间的协调体现出来；系统 与环境之间也存在密切的联系，每个系统都是在一定的环境中存 在与发展的，它与环境发生物质、能量和信息的交换（这是开放 系统的一个基本特点）。系统的各要素之间，要素与整体之间， 整体与环境之间存在着一定的有机联系，从而在系统内外形成一 定的结构与秩序，使得系统呈现出整体性、有机关联性、结构层 次性、环境适应性（开放性）和有序性等特征，这些特征就是所 谓的系统的同构性。
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三、系统分析的作用 系统分析是政策研究尤其是政策分析的最基本的方法。 它的主要作用是：帮助人们理解政策系统及对不同的政策 系统加以比较；鼓励人们对系统的不同部分进行同时的研 究；使人们注意系统中的结构和层次的特点；开拓新的研 究领域，增加新的知识；突出未知东西的探索，使人们从 过去和现在的基础上了解未来；使人们转换视角，从不同 的角度或侧面看问题；迫使人们在考虑目标和解决问题的 要求时，也同时注意考虑协调、控制、分析水平和贯彻执 行的问题；诱导新的发现，注意进行从目的到手段的全面 调查等等。
§2. 系统分析的内容
根据系统的本质及其基本特征，可以将系统分析的内 容相对地划分为系统的整体分析、结构分析、层次分析、 相关分析和环境分析等几个方面。
一、整体分析 整体性是系统的最基本的属性或特征之一。因而，整体分析 也就构成系统分析的一个主要内容。根据系统论的原理，任何系 统都是由众多的子系统所构成的，子系统又是由单元和元素所构 成的。系统的性质、功能与运行规律不同于它的各个组成部分在 独立状态时的性质、功能和运动规律，它们只有在整体意义上才 能显示出来。系统的整体体现了各个组成要素所没有的新质、新 功能和整体运行规律，这就是“整体大于各部分之和”的原理 （加和定理）；另一方面，作为系统整体的组成要素的性质和功 能也不同于它们在独立时的性质与功能，当它们作为系统的一部 分与周围环境发生作用时，并不是代表孤立的要素本身，而是代 表系统整体。拉兹洛在谈到这个问题时指出：系统整体所独具的 “某种特点不能简单地还原为它们各个组成部分的性质”；“复 杂整体的特点实际上不可能还原成各部分的特点。”
二、系统分析的概念 系统是系统分析的最基础的概念。按照一般系统论的创立 者贝塔朗菲（L· von Bertalanffy）的观点，系统是处于一定 的相互关系并与环境发生关系的各个组成部分(要素)的总体 (集)。我国著名科学家钱学森则主张把“极其复杂的研究对 象称为系统，即相互作用和相互依赖的若干组成部分合成的 具有特定功能的有机整体，而且这个系统本身又是它所从属 的一个更大系统的组成部分。”因此，我们可以一般地将系 统界定为是由若干处于相互联系并与环境发生相互作用的要 素或部分所构成的整体。
但是，必须注意，系统分析仅仅是政策研究及政策分析 方法的一部分，而非全部（顶多是后者的定量分析模型和技 术的主要部分），系统分析尤其是定量分析模型及技术并不 能解决所有的政策研究或政策分析的问题。对于诸如带有极 强的政治色彩、在决策过程中的非理性或超理性作用突出、 必须在价值观和实际价值之间加以权衡一类的问题，系统分 析的定量分析模型和技术往往是无能为力的。必须靠政策研 究或政策分析的其他方法，如组织—政治分析、价值分析等。 在系统分析的成长过程中，曾有一些系统分析家期望用系统 分析来解决现实世界的一切问题以及解决政策问题的一切方 面。他们过分依赖于定量的分析方法与技术，忽视超理性、 政治、文化、价值及意识形态等方面的超出系统分析范围的 东西，导致了系统分析的滥用，达不到预期的目的。
系统分析或系统方法，就其本质而言，是一种根据客观事物 所具有的系统特征，从事物的整体出发，着眼于整体与部分，整 体与结构及层次，结构与功能、系统与环境等的相互联系和相互 作用，求得优化的整体目标的现代科学方法以及政策分析方法。 拉兹洛认为，系统论为我们提供一种透视人与自然的眼光，“这 是一种根据系统概念，根据系统的性质和关系，把现有的发现有 机地组织起来的模型。” 贝塔朗菲则将系统方法描述为:提出一 定的目标，为寻找实现目标的方法和手段就要求系统专家或专家 组在极复杂的相互关系网中按最大效益和最小费用的标准去考虑 不同的解决方案并选出可能的最优方案。我国学者汪应洛在《系 统工程导论》一书中则认为，系统分析是一种程序，它对系统的 目的、功能、费用、效益等问题，运用科学的分析工具和方法， 进行充分调查研究，在收集、分析处理所获得的信息基础上，提 出各种备选方案，通过模型进行仿真实验和优化分析，并对各种 方案进行综合研究，从而为系统设计、系统决策、系统实施提出 可靠的依据。
第十二章 系统分析方法
本章要点： ●系统分析的形成与发展 ●系统分析的概念与作用 ●整体分析 ●结构分析 ●层次分析 ●相关分析 ●环境分析 ●确定型的分析技术 ●随机分析技术
§1. 系统分析的概念与作用
政策科学是在运筹学和系统分析的基础上形成和发展起 来的。系统分析构成政策研究的方法论基础。何谓系统分析 (System analysis)? 很难给它下一个全面而准确的定义。按照 美国政策科学家Ｒ·Ｍ·克朗的说法，系统分析可以被视为由定 性、定量或两者相结合的方法组成的一个集合，其方法论源 于科学方法论、系统论以及为数众多的涉及选择现象的科学 分支。应用系统分析的目的，在于改进公共的和私营的人类 组织系统。系统分析既是一种解释性的，又是一种规定性的 方法论。
系统分析中的层次分析法产生于７０年代，是美国著名运 筹学家萨蒂提出的。层次分析的基本思路是：明确问题中所 包含的因子及其相互关系，将各因子划分为不同层次；从而 形成多层次结构，通过对各层次因子的比较分析，建立判断 矩阵，并通过判断短阵的计算将不同政策方案按重要性或适 用性大小排列，为最优方案的选择提供依据。层次分析首先 要解决系统分层及其规模的合理性问题，层次的划分要考虑 到系统传递物质、能量和信息的效率、质量和费用等因素； 其次要使各个功能单元的层次归属合理。
一、系统分析的诞生 系统分析最早是由美国兰德公司在二战结束前后提出并加以 使用的。１９４５年，美国的道格拉斯飞机公司，组织了各个学 科领域的科技专家为美国空军研究“洲际战争”问题，目的是为 空军提供关于技术和设备方面的建议，当时称为“研究与开发” （Research and Development，缩写为R & D)计划。１９４８年５ 月，执行该计划的部门从道格拉斯公司独立出来，成立了兰德公 司，“兰德”（ＲＡＮＤ）是“研究与开发”英文的缩写。 从４０年代末到７０年代的３０年中，系统分析沿着两条明显 不同的路线得到迅速发展。一条路线是运用数学工具和经济学原 理分析和研究新型防御武器系统。６０年代初期，美国国防部长 麦克纳马拉把这套方法应用于整个军事领域，并很快在各政府部 门推广，形成了著名的“计划—规划—预算系统”（ＰＰＢＳ） 方法。在军事和政府部门的带动下，美国民间企业也开始应用系 统分析方法来改善交通、通讯、计算机、公共卫生设施的效率和 效能；在消防、医疗、电网、导航等领域，系统分析方法也得到 了广泛的应用。
用整体分析法进行政策研究的核心是:从全局出发、从 系统、子系统、单元、元素之间以及它们与周围环境之间的 相互关系和相互作用中探求系统整体的本质和规律，提高整 体效应，追求整体目标的优化。因此整体及其目标的优化是 整体分析的主要内容。面对一些复杂的、较大的系统时，要 求我们把系统分解为一组相关联的子系统，在整体 的指导 下，协调各个系的目标，从而达到系统所要求的总目标，即 通过求局部最优化得到的局部解，经过协调而得到整体的最 优解。
系统的优化从整体与局部的关系看有如下三种情况：（１） 局部的每个子系统的效益都好，组合起来的系统整体也最优； （２）局部子系统的效益好，但系统整体的效益没有达到最优； （３）局部的子系统的效益并不最优，而系统的整体效益较优。 从近期与长远的关系看，系统的优化也表现为各种情况，如对 近期与长远都有利；对近期有利，对长远不利甚至有害；对近 期不利，而对长远有利等。因此，整体优化的原则是：根据已 确定的目标，在整体利益最优的前提下，处理好局部与整体、 近期与长远的关系。例如，在追求经济社会发展尤其是经济增 长的政策目标时，不能为了局部（地方）和近期的利益，片面 追求经济增长率，而以牺牲资源和环境，以及整体(全国)和长远 的效益作为代价。因此，党和国家所制定的经济增长方式由粗 放型向集约型的转变以及可持续发展战略是正确的，它追求的 是国家、整体、长远的利益。 人们已经发展出一系列的定量分析方法或技术，可以用来 作整体优化分析尤其是整体分析，这些方法和技术有线性规划、 非线性规划、动态优化和排队论等。
另一条路线体现在与大学相联系的研究与教学的活动之 中。沿着这一路线，存在着一种把众多的学科加以系统理论 化的倾向：开始是在生物学和自动控制研究领域；其后扩展 到工程学、通讯理论、一般系统论、政治结构、国际关系、 管理系统、生态系统、心理和精神分析以及教育系统等研究 领域。到了７０年代中期，系统分析从作为分析经济合理性 的应用和作为研究对象的理论体系这种相互分离状态，逐步 走向相互结合、相互补充，发展成为一种有效的方法体系。 目前，系统分析作为一种一般的科学方法论，已被各国所 认可和采用，运用于广泛的研究领域之中，特别是在解决有 风险和不确定性的经济社会政策的制定以及公共决策系统的 改进上。随着应用数学以及运筹学的进一步发展，高容量、 多功能的电子计算机的出现，系统方法自身及应用范围不断 深化和扩展，它构成了政策研究以及政策分析的主导性或基 础性的方法。
二、结构分析 结构分析是系统分析的一个组成部分。所谓的系统的结 构是指系统内部诸要素的排列组合方式。同样一些要素，排 列组合的方式不同，就可能具有完全不同的性质、特征与功 能。对于一个复杂的系统来说，如果没有一个确定其合理结 构的方法，没有一个考虑整体优化的方案，那么，系统的分 析和设计也就无法进行，也将对系统的运行产生不良的后果。 因此，正确掌握结构分析法，对于确定政府系统的合理结构， 要求各种政策的有机配合，是政策研究工作的一个内容。
结构分析是寻求系统合理结构的途径或方法，其目的是找出 系统构成上的整体性、环境适应性、相关性和层次性等特征， 使系统的组成因素及其相互关联在分布上达到最优结合和最优 输出。人们提出了如下两个公式来表达结构分析的基本原理： E**=maxP(X，R，C) P→G P→O Sopt=max ｛S／E**｝ (其中X是系统组成要素的集合；R是系统组成要素的相关关系 的集合；C是系统要素及其相互关联在各层次上的可能分布形 式；P是X、R、C的结合效果函数；“Ｐ→”表示这个函数对 应于某种条件，例如Ｐ→Ｇ表示Ｐ函数对应于系统目标集的条 件，Ｐ→Ｏ表示Ｐ函数对应于环境因素约速集的条件；Ｅ表示 Ｐ函数在两个对应条件下所能达到的最优结合效果；Sopt的关 系式表示具有最佳结合效果的结构中能给出最大输出的系统)。 结构分析的任务，就是寻求Ｘ、Ｒ、Ｃ之间最优结合形式，使 系统稳定条件下结合效果最优，系统输出最大。