描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787302528500
系统论述系统工程理论的畅销经典图书!
本书的主旨是讲述系统概念和系统工程原理,包括基本的和若干深化的系统概念,基本的和若干深化的系统工程理论;运筹学方法涉及不多。在内容的阐述上,作者既注意概念的准确性、条理性,又注意深入浅出、循序渐进。这样,本书的读者面很宽:不但适用于理工科大学生和研究生,而且适用于经管类专业大学生和研究生,以及政府机关工作人员和企业管理人员。
目录
院士书评(一)1
院士书评(二)3
院士书评(三)5
序7
前言9
第3版前言15
第2版前言19
第1版前言23
第1章系统的基本概念
1.1引言
1.1.1人类社会当今所处的时代
1.1.2世界潮流,浩浩荡荡
*1.1.3五个特征的历史渊源
1.2系统的定义与属性
1.2.1系统的定义
1.2.2系统的属性
1.3系统的分类
1.3.1按照系统属性分类
1.3.2按照系统的综合复杂程度分类
1.3.3钱学森院士的分类
1.4系统的结构与功能
1.4.1系统的结构
1.4.2系统的功能
1.5系统思想的演变
习题
第2章系统工程的基本概念
2.1引言
2.2系统工程的定义
2.3系统工程的产生与发展
2.3.1系统工程实践先于系统工程学科
2.3.2系统工程学科是工业生产和科学技术发展的必然产物
2.3.3系统工程学科在中国的发展
2.4系统工程的主要特点
2.5系统工程在现代科学技术体系中的地位
2.5.1系统工程与其他工程技术的关系
2.5.2现代科学技术体系
2.6我国的航天事业及相关事业
2.6.1神舟五号飞船
2.6.2我国航天事业捷报频传: 从神舟一号到神舟十号飞船
2.6.3与航天事业相关的其他事业
2.7系统工程中国学派——钱学森学派
2.7.1系统工程中国学派的两个里程碑
2.7.2系统工程中国学派的标志性成果
*2.8管理科学中国学派的研究
2.8.1管理科学中国学派与系统工程中国学派的关系
*2.8.2管理工作与管理科学基本问题探讨
2.8.3管理科学中国学派研究概述
2.9系统工程要为实现“中国梦”与中国的国际担当作贡献
2.9.1国际国内形势发生深刻变化
2.9.2对于未来的展望
习题
第3章系统工程若干专业简介
3.1引言
3.2工程系统工程
3.3军事系统工程
3.4信息系统工程
3.4.1信息系统工程的一般概念
3.4.2信息系统工程与计算机技术及信息网络的关系
3.4.3管理信息系统的定义和基本概念
3.4.4管理信息系统的结构
3.4.5管理信息系统的开发
3.4.6信息技术的新进展及其应用
3.5社会系统工程
3.6现实生活中的系统工程举例
3.6.1菜篮子工程
3.6.2“拉链马路”的是是非非
3.6.3校园一卡通
3.6.4共享单车、共享汽车与共享经济
习题
第4章系统工程方法论
4.1引言
4.2霍尔系统工程方法论
4.3软系统方法论
4.3.1对问题的认识
4.3.2硬系统方法论的局限性
4.3.3软系统方法论解决问题的步骤
4.3.4软系统方法论的应用情况及评价
4.3.5HallCheckland方法论
4.4钱学森综合集成方法论
4.4.1综合集成的含义
4.4.2综合集成法和综合集成研讨厅体系
4.5物理事理人理系统方法论
4.5.1物理事理人理系统方法论的基本概念
4.5.2WSR系统方法论的主要步骤
4.5.3WSR系统方法论中常用的方法
4.6系统工程项目研究的一般过程
4.7系统论方法的若干要点
4.7.1系统论方法的哲学基础
4.7.2还原论与整体论相结合
4.7.3定性描述与定量描述相结合
4.7.4局部描述与整体描述相结合
4.7.5确定性描述与不确定性描述相结合
4.7.6系统分析与系统综合相结合
习题
第5章系统工程的理论基础
5.1引言
5.2运筹学的基本知识
5.3控制论的基本知识
5.3.1反馈
5.3.2控制任务与控制方式
5.3.3基本控制规律
5.4信息论的基本知识
5.4.1信息的含义与特征
5.4.2信息的度量: 熵
5.4.3信息与管理的关系
习题
*第6章深化的系统概念
6.1引言
6.2自组织理论的基本知识
6.2.1自组织概念和自组织现象
6.2.2自组织理论的产生与发展
6.2.3自组织现象形成的条件
6.2.4自组织的几种模式
6.3开放的复杂巨系统
6.3.1关于复杂性
6.3.2开放的复杂巨系统的基本概念
6.3.3研究开放的复杂巨系统需要方法论的转变
6.4复杂适应系统
6.4.1适应性造就复杂性
6.4.2CAS理论的基本概念
6.4.3CAS理论的主要特点
6.5系统的系统(SoS)
习题
第7章系统模型与仿真
7.1引言
7.2系统模型的定义和作用
7.3系统模型的分类
7.3.1系统模型的分类方法
7.3.2模型库与模型体系
7.4系统模型的构建
7.4.1数学模型的构建
7.4.2模拟模型的构建
7.4.3实体模型: 案例研究
7.5系统仿真
7.5.1系统仿真的概念与分类
7.5.2数字技术的系统仿真原理
7.5.3电子数字计算机仿真原理
7.5.4系统仿真的一般步骤
*7.6公平博弈的线性规划模型
习题
第8章系统分析
8.1引言
8.2系统分析的基本概念
8.2.1系统分析有广义与狭义之分
8.2.2兰德型系统分析
8.2.3系统分析应该避免的问题
8.3技术经济分析
8.3.1技术与经济的关系
8.3.2技术经济分析的基本指标
8.3.3技术经济分析的若干相对指标
8.3.4技术经济分析的可比性
8.4成本—效益分析
8.4.1成本—效益分析的基本概念
8.4.2成本—效益分析的基本方法
8.4.3资金的时间价值
8.4.4资金的等值计算
8.5量本利分析
8.5.1固定成本与可变成本
8.5.2盈亏平衡图
8.5.3多个盈亏平衡点问题
8.5.4经营安全率
8.6可行性研究
8.6.1可行性研究的基本概念
8.6.2可行性研究在项目发展周期中的地位
8.6.3可行性研究报告的主要内容
8.7PESTEL分析与SWOT分析
8.7.1PESTEL分析
8.7.2SWOT分析
8.8若干常用的方法
8.8.1代尔菲法
8.8.2头脑风暴法及其他
8.9系统分析的案例
习题
第9章系统综合与评价
9.1引言
9.2系统综合与评价的复杂性
9.2.1困难所在与解决办法
9.2.2方案的初选: 非劣解
9.2.3系统评价与系统分析和决策的关系
9.3指标评分法
9.3.1排队打分法
9.3.2专家打分法
9.3.3两两比较法
9.3.4体操计分法
9.3.5连环比率法
9.3.6逻辑判断评分法
9.4指标综合的基本方法
9.4.1加法规则
9.4.2乘法规则
*9.5指标综合的其他方法
9.5.1比率法
9.5.2乘除法
9.5.3功效系数法
9.5.4主次兼顾法
9.5.5指标规划法
9.5.6指标分层法
9.6层次分析法
9.6.1AHP的基本步骤
9.6.2AHP基本思想的讨论
习题
第10章系统可靠性
10.1引言
10.2系统可靠性的基本概念
10.2.1从联合国安理会表决制谈起
10.2.2系统可靠性的含义
10.2.3可靠性指标的特征量
10.3系统可靠性模型
10.3.1串联系统
10.3.2并联系统
10.3.3(m,n)并联结构模型与数学模型
10.3.4串并联复合系统
10.3.5桥路系统
10.4系统可靠性设计
10.4.1冗余技术
10.4.2提高系统可靠性的其他技术措施
*10.5系统可靠度分配
10.5.1代数分配法
10.5.2加权分配法
10.5.3拉格朗日乘子法
10.5.4动态规划法
习题
第11章投入产出分析
11.1引言
11.2投入产出表的一般结构
11.3投入产出表中的基本关系
11.3.1产出分配方程
11.3.2产值方程
11.3.3投入产出方程
11.3.4直接消耗系数
11.3.5技术结构矩阵
11.3.6完全消耗系数
11.4投入产出表的应用
11.4.1投入产出分析在计划和预测方面的应用
11.4.2投入产出分析在政策模拟方面的应用
11.4.3其他应用
*11.5从《中国1997年投入产出表》看我国经济状况
*11.6从《中国2007年投入产出表》看我国经济状况
11.6.1编表说明
11.6.2基本结构和主要概念
11.6.3《中国2007年投入产出表》编制流程
11.6.4编表的数据口径
11.6.5从2007年投入产出表分析我国的经济状况
11.7里昂节夫与投入产出分析
11.7.1里昂节夫生平
11.7.2投入产出分析在美国
11.7.3投入产出分析的发展
11.7.4投入产出分析在中国
习题
第12章系统工程人才的素质与培养,系统工程的基本命题与基本原理
12.1引言
12.2系统工程人才的素质
12.3系统工程人才的培养
12.4系统工程基本命题ABC
12.5系统工程基本原理12条
12.6结束语
习题
附录A钱学森院士的生平与系统工程
附录B中国的系统工程与系统科学研究机构
附录C国际应用系统分析研究所(IIASA)
附录D兰德公司(RAND Corporation)
附录E罗马俱乐部(The Club of Rome)
附录F圣菲研究所(SFI)
第1版后记
参考文献
前言
感谢2018年度国家最高科学技术奖获得者、中国工程院院士钱七虎教授!
感谢国际系统与控制科学院院士、副院长,国际系统研究联合会前主席、中国系统工程学会前理事长、中国科学院数学与系统科学研究院顾基发研究员!
感谢中国工程院院士、中国系统工程学会前副理事长、中国系统科学与系统工程终身成就奖获得者、大连理工大学王众托教授!
感谢他们写书评,对本书给予高度评价与鼓励!
前言是作者与读者的思想交流平台。我们在这里向读者说说“心里话”,包括本书的编写宗旨、内容安排,谈谈自己的“良苦用心”。本书第1版于2004年出版,第2版是2008年,第3版是2014年,每一版都有一个“前言”,希望读者们放在一起看看。这样,可以看出十多年来本书的“不变”与“变”。首先是“基本不变”,一开始的选材与编排是经过慎重考虑的,所以本书的框架一直没有大的变化; 其次是“略有改变”,与时俱进,紧紧跟上系统工程学科的发展变化,每一版都有一些增删。
第4版的改动比较大: 叙述了若干新情况与新观点,一些老观点说得更加明晰; 总字数增加了3万多。
1. 教材修订与内容更新
这里说几个要点。
1) 系统工程实践与系统工程学科
1978年被称为“中国系统工程元年”。这一年的9月27日,钱学森、许国志、王寿云联合署名在上海《文汇报》上发表重要文章《组织管理的技术——系统工程》。登高一呼,应者云集,系统工程在中国蓬蓬勃勃发展起来了。
其实,中国系统工程的起点要早得多。中国系统工程的起点,可以大幅度推移到几千年之前。先往前小幅度推移到“两弹一星”与钱学森归国时期。“两弹一星”是系统工程的中国范例,其研制时期是1956—1970年,钱学森院士是“两弹一星”元勋之一。在“两弹一星”研制过程中产生了“综合集成”思维模式与“总体设计部”工作模式,这两者都是原创性的,是系统工程中国学派的特征性内容。钱学森1950年启程回国,不幸被美国政府扣留,失去自由5年多。在此期间,他开辟新的研究方向,取得重大成果: 1954年出版了Engineering Cybernetics(《工程控制论》)一书。该书很快就赢得很高的国际声誉,吸引大批数学家和工程技术专家从事工程控制论研究,在20世纪50至60年代形成研究高潮。1955年10月,钱学森终于回到祖国。1956年该书中文版出版,荣获中国科学院一等科学奖。这本书创建的新学科工程控制论,是系统工程直接的技术科学基础之一。
我们区分了两个概念: 一是系统工程学科,二是系统工程实践。理论来源于实践,先有实践,实践经验不断积累,上升到理论层次; 理论成果积累到一定程度,就产生某一门学科。这是一般规律,系统工程也不例外。
系统工程实践先于系统工程理论,更是先于系统工程学科。系统工程学科是20世纪50年代中期产生于美国,而系统工程实践是古已有之,尤其是在历史悠久的华夏文明中。今天,用系统工程学科框架考察大禹治水、都江堰、万里长城等大型工程,毫无疑问,它们都是古人当时的系统工程实践的杰作。北京故宫建筑群、西湖风光带、苏州园林,以及中医中药、中餐美食等,都凝聚了系统思想、系统工程的基本要素。孙东川等人在1987年出版的《系统工程简明教程》(湖南科学技术出版社),就独具一格地写入一节“古例分析”,现在,本书把这些古例明确称为“系统工程实践的古代案例”。自公元前221年秦始皇完成统一大业以来,中国一直是大一统的东方大国,秦始皇实现的书同文、车同轨、统一货币与度量衡等文治武功,今天的欧盟与之相比还有较大差距。我们可以理直气壮地说: 中国是系统工程文明古国,华夏文明是系统工程文明!
2) 系统工程中国学派迅速形成的三个原因
1978年以来,系统工程在中国蓬勃发展,突飞猛进,20世纪90年代初就形成了系统工程中国学派——钱学森学派,其原因有三个。一是学术界积极努力: 以钱学森院士为代表的系统工程学术界一直积极开展理论研究与应用研究,取得一系列标志性成果; 二是中央领导人和各级领导人大力支持。这两个原因在本书前几版中都说了。
现在,要说第三个原因: 广泛的群众基础与深厚的文化底蕴。自古以来,中华民族的系统思想、系统工程实践是非常突出和优秀的,并且代代相传,不断发展。今天的中国人普遍深受其熏陶,考虑问题和做事情基本上都比较中规中矩、不离谱,这是举世无双的。
可以说,在神州大地的文化沃土上,钱老等人播下了系统工程学科的种子,然后,他们与从中央到地方的各级领导人一起带领全国老百姓辛勤耕耘、浇灌,在改革开放的春风中,系统工程之花遍地开放,万紫千红,硕果累累,蔚为壮观。
3) 与时俱进,适度更新
教材需要与时俱进、不断修订,及时更新内容。但是,教材总是存在滞后性的,跟不上研究对象的发展。系统工程作为新兴学科,作为紧密联系各种社会系统发展变化的学科,尤其如此。例如,本书第3章“系统工程若干专业简介”,介绍工程系统工程、军事系统工程、信息系统工程与社会系统工程等几个系统工程专业,在第1版的时候,这些内容都是当时最新的,第2版(2009年)、第3版(2014年)都作了部分更新。现在出第4版,对第3版“回头看”,发现更新任务比较艰巨: 不但要反映2014年以后的发展与变化,还要重新审视2014年以前的实际情况。这几个系统工程专业都是发展与变化比较快的,把发展与变化都写进去要花费大量的劳动,而且,明后年恐怕又有部分内容陈旧了。怎么办?审视第3版的内容,我们认为无须做“大手术”,适当作一些修订即可,同时,建议读者关注新的发展与变化,在学习过程中自行继续更新。教材的内容更新与读者的知识更新是有区别的,前者是教材编写者的责任,修订之后内容是相对固定的、“凝固的”; 后者是读者的自觉行为与主观努力,是生动活泼的、可以随时更新的。读者与作者两个方面的努力要结合起来。
本书的使用方法: 对于大学本科生是以课堂教学为主,2~3个学分(可以不包含打*号的内容); 对于研究生是自学为主、课堂教学为辅,也是2~3个学分(包含打*号的内容); 对于其他人员,则以自学为主,比较好的方法是连续地阅读与思考,最好是在两三个月内完成,不要时断时续。
感谢清华大学出版社,感谢责任编辑陈国新(第1版、第2版)、盛东亮(第3版、第4版)和他们的同事!他们对本书素有厚爱,编辑与出版工作认真负责,及时向我们反馈读者意见与销售情况,督促与鼓励我们修订、出新版。如果说本书获得了成功,那是作者与编辑同志共同努力的结果!
2. 学习钱学森,弘扬系统工程中国学派
2018年,在中国是一个具有特殊意义的年份: 改革开放40周年,系统工程在中国蓬勃发展40周年,两者共生共荣。“40”这个数字,在汉语、俄语、阿拉伯语中都比较特别,有许多典故,例如,孔子曰“四十而不惑”。本书在2018年做修订工作,准备出第4版,是一件令人高兴的事情。
2018年9月25日、27日,上海与北京分别举行隆重的学术性纪念活动,纪念钱老等人的重要文章《组织管理的技术——系统工程》发表40周年。上海的纪念活动是由上海交通大学钱学森图书馆与《文汇报》报社共同举办,北京的纪念活动是由中国航天系统科学与工程研究院、中国系统工程学会共同举办。
本教材的宗旨很明确: 弘扬系统工程中国学派——钱学森学派。书中的基本概念、基本术语,均以钱老的论述为基准。主要参考书是《论系统工程》(新世纪版)、《创建系统学》(新世纪版),以及《钱学森系统科学思想研究》,三本书均由中国系统工程学会与上海交通大学编辑,上海交通大学出版社2007年出版。
本书2.7节全面梳理了“系统工程中国学派——钱学森学派”。孙东川教授与柳克俊教授是最早提出“系统工程中国学派——钱学森学派”这一科学概念的。两位教授是资深的系统工程工作者,在1980年前后就正式从事系统工程的教学与研究工作了,他们一直是中国系统工程学会的积极分子,多年担任学会的常务理事兼系统工程教育与普及工作委员会副主任委员等职务。2008年是钱老的重要文章《组织管理的技术——系统工程》发表30周年,当年10月,中国系统工程学会第15届学术年会在南昌大学召开,两位教授联名撰文《试论系统工程中国学派与系统科学中国学派》作大会报告,明确提出: 系统工程中国学派与系统科学中国学派都是钱学森学派。2010年10月,中国系统工程学会第16届学术年会在成都召开,两位教授又撰文阐述系统工程中国学派,并且提出若干工作建议。2015年是钱学森归国60周年,中国航天系统科学与工程研究院与上海交通大学钱学森图书馆联合编辑纪念文集《高山仰止,风范永存》,由中共党史出版社与科学出版社共同出版,两位教授联名撰文《学习钱学森,弘扬系统工程中国学派》,2.6万多字,收录该文集。
在本书中,“系统工程中国学派”“钱学森学派”与“系统工程中国学派——钱学森学派”三个术语是完全等同的,视行文方便而书写其中之一。
我们提出“系统工程中国学派”与“系统科学中国学派”术语,是借鉴了“管理科学中国学派”这个术语。孙东川教授早就开展管理科学研究,2004年发表文章《洋为中用,古为今用,近为今用——创建有中国特色的现代管理科学》(孙东川,林福永)。2005年8月,国家自然科学基金委员会管理科学部提出: 在未来10~20年内,奠定管理科学中国学派的学科基础。我们觉得“管理科学中国学派”这个术语很好,就用它取代“有中国特色的现代管理科学”的提法。然后,以“管理科学中国学派”为主题词,先后申请并承担了国家自然科学基金研究项目4个、广东省科技厅计划项目5个,取得了一系列研究成果。由“管理科学中国学派”术语联想到“系统工程中国学派”,于是就有了2008年在南昌大会的报告。
基于《组织管理的技术——系统工程》的界定,系统工程与管理工作、管理科学是零距离。系统工程中国学派早已形成,内容丰富,可以纳入管理科学中国学派。
1991年10月,国务院、中央军委授予钱学森院士“国家杰出贡献科学家”称号和“一级英雄模范”奖章。钱老在授奖大会上说: “我们完全可以建立起一个科学体系,而且运用这个科学体系去解决我们社会主义建设中的问题。我在今后的余生中就想促进这件事情。”钱老说的科学体系就是内含系统工程的系统科学体系,他认为系统科学体系在21世纪将会发挥巨大作用,超出他对中国航天和“两弹一星”的贡献。钱老大力“促进这件事情”,直至生命的终点。
3. 系统工程一定要有领导人的支持
本书第3版前言中有一个标题是“党和国家领导人对系统工程寄予厚望”,摘引了中央领导人论述系统工程的十几段语录。现在,第4版2.3.3节有更多的篇幅介绍“领导人的大力支持”,增加了中央领导人的新论述。随着时间推移,中央领导人对于系统工程还会有新的论述,请读者们密切关注。
中央领导人与各级干部的大力支持,是中国系统工程发展壮大的重要原因,是系统工程中国学派与中国模式的重要特征。
系统工程项目是在某一个系统中开展的工程研究。有了该系统领导人的支持,系统工程项目才做得起来。中国是这样,任何国家做大事情都是这样,美国也不例外。
美国研制原子弹的曼哈顿工程(Manhattan Project),是著名科学家爱因斯坦面见美国总统罗斯福,提出建议、陈述利害关系之后,罗斯福总统拍板决定的。罗斯福总统赋予该计划“高于一切行动的特别优先权”。该计划从1942年6月到1945年7月,总计耗资25亿美元,顶峰时期动用53.9万人,其中科学家1000多名。1945年8月6日和9日,美国在日本广岛和长崎上空分别投下原子弹,日本天皇大惊,于8月15日宣布日本无条件投降。
美国的阿波罗登月计划(Apollo Program)是公认的系统工程范例,它是由美国总统肯尼迪决策的,始于1961年5月,历时11年半,耗资255亿美元。从1969年7月到1972年12月,先后有12名美国宇航员登上月球。在工程高峰时期,有2万家企业、200多所大学和80多个科研机构参加,总人数超过30万人。
我国在1956—1970年研制“两弹一星”(导弹、核弹、人造卫星),尽管当时国力比较薄弱,但是,实行举国体制,集中力量办大事,只用了14年就完全成功了。“两弹一星”奠定了中国在世界上的大国地位。
在宏观层面(国家层面)开展系统工程项目需要领导人支持,在中观层面(行业或地区层面)开展系统工程项目也是这样,即便在微观层面,一个企业或事业单位开展系统工程项目也是这样。没有系统的领导人拍板,调动足够的资源,系统工程项目是做不成的。
学科与学科不一样。有些学科的事情,可以是少数人,甚至一个人在小房间里关起门来做(称为“躲进象牙塔”),例如数学家陈景润研究哥德巴赫猜想,又如棋类比赛或者乒乓球、羽毛球比赛等,涉及的人员与资源也不多。这些事情与系统工程项目是大不一样的。
做系统工程项目需要项目组。项目组不是坐在办公室里冥思苦想就可以拿出多种备选方案的,需要与该系统的领导人多次对话,需要调查研究与实地考察、查找资料、建立数学模型进行一系列计算等。没有该系统的领导人支持是不行的。所以,系统工程项目常常被称为“领导人工程”“一把手工程”。
中国的领导人支持系统工程,这是中国特色,是中国系统工程“得天独厚”、举世无双的优势。
从2.3.3节摘引的中央领导人语录来看,他们对系统工程很内行,讲得很到位。在中国,中央领导人和各级领导人的工作能够一任又一任衔接与延续,所以,系统工程在中国大有作为。
从实际情况来看,“两个一百年”的奋斗目标、“两个十五年”的安排、五年规划等,除了中国,世界上还有谁能做到?京津冀协调发展、长江经济带建设、粤港澳大湾区等大范围的区域发展战略、规划与计划,以及港珠澳大桥这样的跨区域工程等,除了中国,世界上还有谁能做到?粤港澳大湾区面积5.6万平方公里,人口7000万,含“一国两制”的三地区九城市、三种货币、三种司法制度等; 港珠澳大桥也涉及“一国两制”,还包括汽车右行与左行的不同交通规则; 这样的大事情只有中国才能做得起来。中国的系统工程学术界一定要认识这个优势,珍惜这个优势,充分发挥这个优势!
4. 把系统工程纳入干部培训体系
中央领导人非常重视干部培训,从中共中央党校、国家行政学院到省市委党校与行政学院,都积极开展干部培训工作,这是很有意义、十分重要的工作。系统工程应该与干部培训工作挂钩,作为一门重要课程纳入干部培训课程体系。
2012年,《系统工程干部读本》(孙东川,柳克俊,赵庆祯)由华南理工大学出版社,社会反映很好,得到了中央党校省部级学员的充分肯定与高度赞扬。该书2014年重印,现在准备出版修订版。
《系统工程干部读本》在体例与内容上与本教材大不一样,两本书可以互为参考书。
5. 系统工程与中华民族伟大复兴
中华民族伟大复兴,是炎黄子孙自鸦片战争以来最强烈的心声,一代又一代志士仁人为之顽强奋斗,抛头颅、洒热血,前赴后继,艰苦卓绝。现在比以前任何时候都靠近中华民族伟大复兴的目标。
2012年11月29日,习近平总书记提出中华民族伟大复兴的“中国梦”,包含“两个一百年”的奋斗目标,即: 到2021年中国共产党成立100周年时,在中国全面建成小康社会,到2049年中华人民共和国成立100周年时,把中国建成富强、民主、文明、和谐的社会主义现代化国家。
2013年9月与10月,习近平总书记提出“一带一路”倡议。2015年12月25日,亚洲基础设施投资银行(Asian Infrastructure Investment Bank,AIIB,简称“亚投行”)正式成立,它是实施“一带一路”倡议的重大举措。2017年10月18日,习近平总书记在中共十九大报告中提出: 坚持和平发展道路,推动构建人类命运共同体。
我们完全有理由说:
实现中华民族伟大复兴的“中国梦”是一项伟大的系统工程!
实施“一带一路”倡议是一项伟大的系统工程!
逐步推进构建人类命运共同体是一项伟大的系统工程!
这三项伟大的系统工程依次递进,逐步扩大,良性互动。中国好,世界好!世界好,中国更好!
中华民族的先哲在2500多年前就提出了“天下为公”与“大同”的理想。中国民主革命的伟大先行者孙中山先生在1894年组建的第一个革命团体“兴中会”章程中就提出了“振兴中华”的目标,“天下为公”与“世界大同”是孙先生最喜爱的座右铭。这些光辉思想鼓舞着近代与当代中国人民努力奋斗,开拓前进。
作者笃信:
系统工程中国学派——钱学森学派,是中国人民的宝贵财富,是中国对于世界的贡献!
各级各类干部与管理者应该具备“系统工程自觉”,成为自觉的系统工程工作者!
系统工程在中国已经取得了伟大的成功,将会实现更加灿烂的辉煌!
人类社会一万年以后也需要系统工程,系统工程学科要与时俱进,永葆青春!
附电子信箱: 孙东川 [email protected]
欢迎大家提出宝贵意见和建议!
作者谨识
2019年5月
第3章系统工程若干专业简介
3.1引言
系统工程是系统科学体系中的工程技术,是一个总类名称,它可以分为许多专业。钱学森院士1979年列出了表31中的14门系统工程专业,他说: “表中列了14门系统工程,其实还很不全,还会有其他的系统工程专业,因为在现在这样一个高度组织起来的社会里,复杂的系统几乎是无所不在的,任何一种社会活动都会形成一个系统,这个系统的组织建立、有效运转就成为一项系统工程。同类的系统多了,这种系统工程就会成为一门系统工程专业。所以,我们还可以再加上许多其他系统工程专业。”现在已经形成了其他若干系统工程专业,例如,中国系统工程学会下设的专业委员会已经有27个,还将产生更多的系统工程专业。
表31系统工程的一些专业(钱学森院士,1979年)
系统工程的专业专业的特有学科基础
工程系统工程工程设计
科研系统工程科学学
企业系统工程生产力经济学
信息系统工程信息学、情报学
军事系统工程军事科学
经济系统工程政治经济学
环境系统工程环境科学
教育系统工程教育学
社会(系统)工程社会学、未来学
计量系统工程计量学
标准系统工程标准学
农业系统工程农事学
行政系统工程行政学
法治系统工程法学
本章简要介绍工程系统工程(project systems engineering)、军事系统工程(military systems engineering)、信息系统工程(information systems engineering)和社会系统工程(social systems engineering)等专业。工程系统工程与军事系统工程起源最早。信息系统工程是计算机技术与信息网络时代的产物,它既是一个系统工程专业,又渗透到其他各个系统工程专业之中,因为开展任何系统工程项目,都离不开信息、信息管理和管理信息系统(Management Information System,MIS)。系统工程是从工程领域和军事领域延伸和扩充到社会领域的,但是,任何工程问题和军事问题,都是社会系统之中的问题,所以,它们或多或少都带有社会系统工程的性质。下面介绍的社会系统工程,实际上是“组织管理社会主义建设的技术”。
现代科学技术发展很快,航天事业发展很快,军事技术发展很快,信息技术发展更快; 中国坚持改革开放,经济和社会发展日新月异,举世瞩目,所以,无论是工程系统工程、军事系统工程、信息系统工程,还是社会系统工程,都发展很快,教科书要跟上描述对象的发展是很困难的,几乎是不可能的。教科书相比较现实情况,常常是滞后的。教科书的一般宗旨是,介绍有关的基本原理、基本知识,介绍已经定型的、比较成熟的、变化不大的内容,也适当介绍一些比较新的进展; 同时,提醒读者关注最新进展,丰富自己的知识。本章3.2节—3.5节只是作了不多的改动。3.6节举例介绍“现代生活中的系统工程”,希望能增加读者对系统工程的亲近感。
3.2工程系统工程
马克思说: “一切规模较大的直接社会劳动或共同劳动,都或多或少地需要指挥,以协调个人的活动,并执行生产总体的运动——不同于这一总体的独立器官的运动所产生的各种一般职能。一个单独的提琴手是自己指挥自己,一个乐队就需要一个乐队指挥。”(《资本论》第1卷第367页)马克思的这段话精辟地阐明了组织管理工作的起源与组织管理工作的部分职能。
古代的能工巧匠作为个体劳动者,在生产制作的过程中,既是设计师,又是劳动者,还是管理者。随着生产规模的扩大,特别是在产业革命后出现的大工业生产中,这种三位一体的状态就不复存在了。设计和制造一部复杂的机器设备要有许多人参加,如果它的各个构件彼此不协调,即使这些构件的设计和制造从局部看是合理的、先进的,但是这部机器的总体性能可能是不合格的。因此必须有个“总设计师”来抓总,协调设计工作; 必须有个“总工程师”来抓总,协调生产技术。
现代工程体系的规模和复杂性日益增长,出现了所谓大系统(large scale system)的工程,例如20世纪40年代,美国研制原子弹的“曼哈顿工程”参加的技术人员有15000人; 60年代,美国载人登月的“阿波罗计划”参加的高级工程技术人员有42万人。要指挥和协调规模如此巨大的社会劳动,靠一个“总设计师”或“总工程师”是不够的。他不可能精通整个系统所涉及的全部专业知识,也不可能有足够的时间来完成数量惊人的技术协调工作。我国在20世纪50年代中期开始发展国防尖端技术项目时,也碰到了同样的问题。怎样把比较笼统的初始研制要求逐步展开为成千上万个人员参加研制的具体工作?又怎样把这些千头万绪的工作最后综合成一个技术上先进、经济上合算、研制周期短、能协调运转的实际系统,并且使这个系统成为它所从属的更大系统的有效组成部分?这是研制任何大工程系统的基本问题。这就要求有一种组织、一个集体代替先前的单个指挥者来抓总。于是出现了“总体设计部”。
20世纪50年代末,我国着手实施人造卫星和运载火箭发射计划时,建立了总体设计部。总体设计部为我国人造卫星和运载火箭的研制成功作出了贡献。总体设计部由熟悉系统各方面专业知识的技术人员组成,并由知识面比较宽广的专家负责领导。总体设计部设计的是系统的“总体”,是系统的“总体方案”,是实现整个系统的“技术途径”。总体设计部一般不承担具体部件的设计,却是整个系统研制工作中必不可少的抓总单位。总体设计部把系统作为它所从属的更大系统的组成部分进行研制,对它的所有技术要求都首先从实现这个更大系统的技术协调的观点来考虑; 总体设计部把系统作为若干分系统有机结合成的整体来设计,对每个分系统的要求都首先从实现整个系统技术协调的观点来考虑; 总体设计部对研制过程中分系统与分系统之间的矛盾、分系统与系统之间的矛盾,都首先从总体协调的需要来选择解决方案,然后留给分系统研制单位或总体设计部自身去实施。总体设计部的实践,体现了一种科学方法,这就是系统工程。
下面简要介绍一下美国的北极星计划与阿波罗计划。
北极星计划是美国海军特种计划局1957年开始的研制北极星导弹核潜艇系统的任务。在顾问公司的协助下,创造出一种控制工程进度的先进管理方法——Program Evaluation and Review Technique(PERT,现在已经成为一个新的英语单词pert,计划协调技术或计划评审技术)。北极星计划是一项规模庞大的工程。有8家总承包公司、250家分包公司、3000家三包公司承担,其协调工作非常复杂。由于PERT和电子计算机的应用,整个任务提前两年完成。无独有偶,在此前不久,1956年美国杜邦化学公司为了协调公司内部各个业务部门之间的协作,以及为了维修设备和筹建新的化工厂,聘请顾问公司研究出Critical Path Method (CPM,关键路线法或要径法),效果也很显著。CPM与PERT在原理上很相似,都是采用网络模型。由于PERT是军方首创,对时间进度是最关心的,而CPM是民间首创,对成本非常重视,一开始两种方法的侧重点略有差异,但是,在后来的使用与发展中,两者相互靠拢乃至融为一体,统称为PERT/CPM,在我国,科技部门称为“计划评审技术”或“计划协调技术”,民用部门和建筑公司称为“统筹法”。
阿波罗登月计划是举世公认的工程系统工程范例。从1961年5月至1972年12月,历时11年半,耗资300多亿美元,参加研制的美国与外国企业2万多家,大学与研究机构120所,使用大型计算机600多台,参加研制工作的人员达400多万,其中高级技术人员42万。整个计划是成功的。1969年7月21日,乘坐阿波罗11号,人类第一次登上了月球。后来发射的阿波罗飞船又多次载人登月,进行科学考察与实验。
表32是阿波罗11号宇宙飞船登月的主要环节上,计划时间与实际时间的比较。阿波罗计划也采用了PERT,并且发展成为GERT(Graphical Evaluation and Review Technique),GERT可以处理多种复杂的随机因素。
阿波罗计划的成功,当然是很高的科学技术成就,但是它的总指挥韦伯说: “阿波罗计划中没有一项新发明的自然科学理论和技术,而是现成技术的应用,关键在于综合。”
“关键在于综合”,综合即创造,综合即创新,这是系统工程的基本观点之一。
我国研制“两弹一星”和发展航天事业也堪称工程系统工程范例,有关材料已经发布很多,请读者自己查找和分析。
表32阿波罗11号宇宙飞船登月的主要环节上,计划时间与实际时间的比较
项目
计划实际相差
日时分日时分小时分钟
飞船发射1620321620320
进入飞向月球轨道231623160
进入绕月球的椭圆轨道20026200224
登月舱进入接近月面轨道21210212082
登月舱在月面登陆3193172
宇航员走出登月舱踏上月面1319956323
宇航员回到登月舱15421211331
登月舱离开月面开始上升22055220550
宇航员进入返回地球的轨道115611551
在太平洋中部坠落2423512423501
(1969年7月,按北京时间)
评论
还没有评论。