系統工程

從系統觀念出發，以最優化方法求得系統整體的最優的綜合化的組織、管理、技術和方法的總稱。錢學森教授在1978年指出：“‘系統工程’是組織管理‘系統’的規劃、研究、設計、製造、試驗和使用的科學方法，是一種對所有‘系統’都具有普遍意義的科學方法。”(《論系統工程》，1982年) ^[2] 

它產生於第二次世界大戰期間，在戰後50年代，開始有了初步發展。60年代，美國的阿波羅登月計劃成功地運用了系統工程的科學方法，按預定目標第一次把人送到了月球。以此為轉機，系統工程受到了世界各國的高度重視，獲得迅速發展，被廣泛應用到自然科學和社會科學的各個領域，開創了系統工程發展的新時期。系統工程是運用系統方法，對系統進行規劃、研究、設計、製造、試驗和使用的組織管理技術。1930年，美籍奧地利生物學家L·V·貝塔朗菲的系統論思想，對系統工程的形成產生了直接的影響。作為一門橫跨許多學科的高度綜合性的新興技術，系統工程的形成還與一系列基礎科學有着十分密切的聯繫。這些基礎學科主要有：運籌學、控制論、信息理論、基礎數學和計算機科學。60年代以來，系統工程發展的顯著特點是開始突破自然科學和工程技術領域，向社會科學領域不斷滲透。隨着70年代的“大系統理論”的興起，使系統工程與社會科學的聯繫更加密切了。系統工程已在經濟、社會、人口、軍事、行政、法制、科學、教育、人才、情報和未來研究等社會科學領域得到越來越廣泛的運用， 充分顯示了它無限廣闊的發展前景。80年代，系統工程發展的顯著趨勢是巨大化、複雜化、社會化，它意味着系統工程將進一步向社會科學各領域廣泛滲透，社會工程的開發與研究，將成為今後系統工程發展的主要方向之一。 ^[3] 

系統工程是在現代化的“大企業”、“大工程”、“大科學”出現後，產品構造複雜、換代週期短、生產社會化、管理系統化、科學技術高度分化又高度綜合等歷史背景下產生的。在本世紀40年代末，首先由美國貝爾電話公司在研製電話自動交換中提出“系統工程”這一名詞。1957年美國密執安大學高德和邁克兩教授寫了第一本《系統工程——大系統導論》。1965年美國學者編寫了《系統工程手冊》，至此初步形成了較完整的理論體系。 ^[2] 

系統工程的步驟和方法因處理對象不同而異。對一般步驟和方法的研究比較有影響的是美國貝爾電話公司系統工程師A·D·Hall於1969年提出的三維空間法：(一)時間維。表示工程活動從規劃到更新階段按時間順序安排的7個階段，即規劃階段;擬定計劃方案階段;研製階段(並制訂生產計劃);生產階段(生產系統零件、提出安裝計劃);安裝階段;運動階段;更新階段。(二)邏輯維。指完成上述7個階段工作的思維程序。包括：明確問題，即蒐集本階段資料，提供目標依據;系統指標設計，即提出目標的評價標準;系統綜合，即設計出所有待選方案或對整個系統進行綜合;系統分析，即運用模型比較方案，進行説明;實行優化，即從可行方案中選優;進行決策;實施計劃。(三)知識維。完成各步工作需要的各種知識、技能。 ^[2] 

這一方法，在邏輯上，把運用系統工程解決問題的整個過程分成問題闡述、目標選擇、系統綜合、系統分析、最優化、決策和實施計劃七個環環緊扣的步驟;在時間上，把系統工程的全部進程分為規劃、設計、研製、生產、安裝、運行和更新七個依次循進的階段;在專業知識上，運用系統工程除需要某些共性知識外，還需要使用各科專業知識，如工程、醫藥、建築、商業、法律、管理、社會科學和藝術等等。與此同時，在系統工程發展中還確立了一系列系統技術方法。主要有：模擬技術、最優化技術、評價技術和計算機技術。 ^[3] 

三維結構圖法：一、邏輯維(解決問題的邏輯過程)。在使用系統工程方法解決問題時，可按下述七個步驟進行;(一)提出問題;(二)選擇目標;(三)系統綜合;(四)系統分析;(五)選擇解決問題的最佳方案;(六)決策;(七)實施計劃。二、時間維(工作階段)。對一個具體工程，從規劃到更新，全部程序分為：(一)規劃制定階段，指調研、程序設計等;(二)初步設計階段，即具體計劃階段;(三)研製階段，即系統開發階段;(四)生產階段;(五)安裝階段;(六)運行階段;(七)更新階段。三、知識維(專業學科知識)。系統工程除有某些共性知識外，還涉及各種專業知識，這些專業知識稱為知識維。 ^{[1]  [1]} 

系統工程方法的主要特點是：一、把研究對象作為一個整體來分析，分析總體中各個部分之間的相互聯繫和相互制約關係，使總體中的各個部分相互協調配合，服從整體優化要求;在分析局部問題時，是從整體協調的需要出發，選擇優化方案，綜合評價系統的效果;二、綜合運用各種科學管理的技術和方法，定性分析和定量分析相結合;三、對系統的外部環境和變化規律進行分析，分析它們對系統的影響，使系統適應外部環境的變化。 ^[1] 

系統工程與一般工程技術的區別是：系統工程不僅研究物質系統，也研究非物質系統，如教育、文化、新聞宣傳等系統，應用廣泛;而一般工程技術以具體的物質系統為對象。系統工程從全局、整體上處理系統。要以系統論、控制論、信息論為理論基礎，又必須具備每一類系統工程的專業理論;而一般工程技術主要處理具體技術門類，以專業理論為主。系統工程工作者是系統工程師，是決策人的委託人、參謀、助手，為社會服務;而一般工程師是專門技術人員。二者有不同的業務素質要求。 ^[2]