关于系统优化的文献综述

关于系统优化的文献综述

【摘要】自20世纪70年代后期钱学森等人揭开中国系统工程大发展的新篇章后，应用系统工程的理论和方法来研究和解决中国的重大现实问题在许多领域取得了很好的效果。系统工程的主要任务是根据总体协调的需要，把策略和方法横向联系起来，利用系统准则、要素、分析方法等，制定系统管理措施并最大限度进行优化，保证系统目标以及个人目标的一致性，保证个人绩效和系统绩效得到同步提升，从而形成“多赢”局面。

【关键字】系统工程；系统工程思想；系统优化；趋势；

引言

20世纪70年代后期，中国实施了改革开放的政策，形成了一个思想大解放、学术活跃的环境。1980年8月，中国系统工程学会在北京正式成立，为中国系统工程的发展奠定了组织基础。应用系统工程的理论和方法来研究和解决中国的中国人口问题，“2000年的中国”和“区域发展战略”，全国能源发展战略和发展规划，全国的教育规划和人才规划，国防战略研究、军事系统工程和后勤保障系统，开展了社会、经济系统工程研究等重大现实问题在许多领域取得了很好的效果。

我国几代国家领导人——邓小平、江泽民、胡锦涛同志都曾明确地提出系统工程的重要作用。胡锦涛同志在中国科学院和中国工程院两院院士大会上, 明确提出：“落实科学发展观是一项系统工程，不仅涉及到经济社会发展的方方面面，而且涉及经济活动、社会活动和自然界活动的复杂关系，涉及到人和经济社会环境、自然环境的相互作用。”这就需要我们采用系统科学的方法来分析、解决问题, 从多因素、多层次、多方面入手研究经济社会发展和社会形态、自然形态的大系统1。

系统工程在自然科学、工程技术和社会科学之间构筑了一座伟大的桥梁，现代数学理论和电子计算机技术，通过一大类新的工程技术——各类系统工程，为社会科学研究添加了极为有用的定量方法、模型方法、模拟实验方法和优化方法，系统工程应用于企业管理已成为现实，并将应用于更巨大的社会系统。”

一、系统工程概述

1、系统工程概念

我们把极其复杂的研制对象称为“系统”，即由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体。“系统工程”（Systems engineering）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”都具有普遍意义的科学方法。系统就是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体。这些组成部分称为分系统。无论是企业或大型工程项目都由六个要素组成：“人”当然是第一要素。人的问题是最重要和最基本的问题。

“物”包括三个要素即：物资（能源、原料、半成品、成品等），设备（土木建筑、机电设备、工具仪表等）和财（工资、流动资金等）。

“事”包括两个要素：任务指标（上级所下达的任务或与其他单位所订的合约）与信息（数据、图纸、报表、规章、决策等等）2。各个因素之间互相联系、互相制约。

系统工程的定义，它是根据总体协调的需要，综合应用自然科学和社会科学中的有关思想、理论和方法，利用电子计算机作为工具，对系统的结构、要素、信息和反馈等进行分析，已达到最优规划、最优设计、最优管理和最优控制的目的。大多数科学家将其归为一种科学

的管理技术。

2、系统工程特点

（1）系统工程研究问题一般采用先决定整体框架，后进入详细设计的程序，一般是先进行系统的逻辑思维过程总体设计，然后进行各子系统或具体问题的研究。

（2）系统工程方法是以系统整体功能最佳为目标，通过对系统的综合、系统分析构造系统模型来调整改善系统的结构，使之达到整体最优化。

（3）系统工程的研究强调系统与环境的融合，近期利益与长远利益相结合，社会效益、生态效益与经济效益相结合。

（4）系统工程研究是以系统思想为指导，采取的理论和方法是综合集成各学科、各领域的理论和方法。

（5）系统工程研究强调多学科协作，根据研究问题涉及到的学科和专业范围，组成一个知识结构合理的专家体系。

（6）各类系统问题均可以采用系统工程的方法来研究，系统工程方法具有广泛的适用性。（7）强调多方案设计与评价。

3、系统工程的任务及准则

钱学森指出：“系统工程的任务是改进我们的组织管理，提高效率，……系统工程采用了什么好方法来达到这个目的呢？是科学的方法，是定量计算的方法，所以，是数学的方法，也就是100-200年来近代科学和现代科学技术都在采取的途径，不能满足于定性，要定量。”又说：“系统工程是各门组织管理技术的总称，系统工程不能光谈系统，要有具体分析一个系统的方法，要有一套数学理论，要定量地处理系统内部关系。”钱学森还把定量和科学方法的发现作为近百年来管理科学发展的标志性事件3。

系统工程理论系统准则：小目标服从大目标、当前利益和长远利益相结合、局部利益和整体利益相结合。系统工程的大系统理论，每个系统都是由相互作用和相互依赖的若干小系统结合而成的具有特定功能的有机整体，系统管理需要最大限度地相互协调，形成系统整体的关联作用，使目标最优化4。

二、系统优化及系统思维

1、系统优化

企业系统工程的主要内容是：工业企业管理方法最优化、管理工具现代化和管理结构合理化。

（1）管理方法最优化

现代工业企业系统中存在着大量的管理最优化问题。现代工业企业的经营管理有多种类型，如资源分配型、存储型、输送型、组合型、等待型、决策型、综合型和其他类型等

（2）管理工具最优化

广泛应用电子计算机和现代化通信设备等工具辅助管理，是系统化管理的重要标志。这可以提高管理工作的准确性、及时性、经济性和科学性，是系统工程应用的一个重要内容。（3）管理结构最优化

合理确定工业企业管理体制和机构，是保证合理分工、协调配合、提高效率、降低费用的主要方面。管理结构一般采用递阶控制形式。

中国伟大科学家钱学森先生早在1978 就指出：“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。”可见系统优化的重要性，所以我们介绍有关系统优化的现状。

2、采矿系统工程优化设计

采矿系统是一个多目标、多因素、多变量的、随机性因素影响很强的、生产对象和作业