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系统工程将永葆青春

时间:2022-12-25 08:40:03 公文范文 来源:网友投稿

摘要:系统化、工程化、信息化与综合集成等四大趋势是20世纪初延续至今的天下大势,而且还将长期延续下去。天下大趋造就了系统工程,系统工程将永葆青春,人类社会在一万年以后仍然需要系统工程。

关键词:系统工程 系统化 工程化 信息化 综合集成

中图分类号:N945

文献标识码:A

文章编号:1671-623X(2011)02-0008-06

一、引言

2009年10月31日,著名科学家钱学森院士不幸逝世,享年98岁。巨星陨落,这是中国系统工程学术界最大的不幸。

钱学森院士是中国系统工程的主要倡导者,第一推动力。1978年9月27日,钱学森、许国志、王寿云三位学者联合署名在上海文汇报发表重要文章《组织管理的技术——系统工程》,吹响了系统工程在中国的进军号角。30多年以来,系统工程在中国风起云涌,迅猛发展,在理论研究和实际应用两个方面都取得了很大的成功。系统工程在中国,家喻户晓。各行各业各地区,都有人研究和应用系统工程。系统工程的中国学派——钱学森学派——已经形成。尤其难能可贵的是,30多年来,年高德劭的钱学森院士一直身体力行,不遗余力,奋战在系统工程和系统科学研究的第一线。可以说,如果没有钱学森院士,就没有中国的系统工程。

现在,钱学森院士走了,可能有人要问:系统工程在中国是行将消亡还是永葆青春?我们的回答是:在中国,在全世界,系统工程将永葆青春!这不是盲目乐观或一厢情愿的憧憬,而是审度天下大势得出的结论。人类社会一万年以后仍然需要系统工程,要把系统工程红旗永远高举下去!

钱学森院士走了,他的文章还在,他的精神还在,将永远存在和激励我们。这是系统工程学科和中国人民的宝贵财富,我们要把它发扬光大。中国,应该永远是系统工程的制高点。全国和地方的系统工程学会,应该是这个制高点上的举旗手、开拓者、创业者。

孙中山先生说:世界潮流,浩浩荡荡,顺之者昌,逆之者亡。这句话用来说明系统工程产生与发展的社会背景也很恰当。

二、天下大势:系统化,工程化,信息化,综合集成

我们说的天下大势,不是《三国演义》所谓“分久必合,合久必分”,而是依据世界潮流与自然规律总结的四大趋势:系统化、工程化、信息化与综合集成。系统工程因应四大趋势而产生、发展而永葆青春。

对天下大势有许多描述。例如全球化,美国化(美国式的民主化),地球温室化,“历史的终结(化)”云云。这些“化”,有的属于我们说的四大趋势,有的不过是一厢情愿,有的则是危言耸听或者过眼云烟。真正站得住脚的是“四大趋势”。

为了说明“四大趋势”,要作一番历史的回顾与现实的考察。系统工程在中国大行其道,已经30多年。系统工程学科诞生至今,已经有大约60年了。历史的回顾还要上溯到20世纪初,考察四大趋势的百年足迹,因为这四大趋势在百年之前初现端倪,接着就迅猛发展,形成世界潮流;或者说,百年来的世界潮流以四大趋势为特征,系统工程因应四大趋势而产生与发展。

1.系统化趋势

系统化趋势主要是说:系统思想广泛传播,深入人心;各种各样的系统遍布于所有一切地方,世界上以前没有联系的事物联系起来了,以前有联系的事物相互联系得更紧密了,世界上已经没有孤立于系统之外的事物了;人类活动的系统范围(或者施加影响的系统范围)在宏观和微观尺度上都在不断延伸。

系统化趋势可以分为三个层次。第一层次是全球化——这是系统化的基本层次;第二,系统化已经超越了全球化——人类活动已经延伸到太空与其他星球;第三,系统化还向微型系统、微观世界挺进。例如脑科学研究、基因工程、纳米技术等。据报道,微型机器人已经能够进入人的血管进行手术了。

现在世界上已经没有不属于任何国家的土地了,连北冰洋、南极洲这样的人迹罕至、目前还无法正常居住的地方都变得很“热闹”,许多国家对它们提出了各种权利或主权的要求。有些土地、有些海域存在争议,不止一个国家对它提出了主权要求。

系统思想与系统化趋势古已有之,于今为烈。由于当时科学技术和生产力不够发达,古人的系统思想是很局限的。古代的国家,无论大小,都不过是地球上的“孤岛”。中国人的祖先,系统思想是首屈一指的。“普天之下,莫非王土;率土之滨,莫非王臣”,说得够彻底的了。周天子的天下够大的了,分封八百诸侯,但是,当时人们对于“天”和“天下”的概念如何?不过是“天圆地方”罢了。他们根本不知道“王土”是在地球上,而地球是绕太阳转的。询问“汉孰与我大?”的滇王与夜郎侯固然是孤陋寡闻、自高自大,而广袤无垠的“中央王国”君臣又如何?过了将近两千年,1840年中国遭受鸦片战争屈辱的时候,紫禁城里那位“九五之尊”的皇帝对于“英吉利蛮夷”有多少了解呢?几乎是一无所知,不比夜郎侯高明多少。

战争是自古就有的,但是与两次世界大战相比,历史上以前的战争都是“小巫见大巫”了。两次世界大战都是战争的全球化或全球化的战争。第一次世界大战发生于20世纪初,1914年8月-1918年11月。这次大战主要发生在欧洲,波及到全世界,当时的中国政府派出10万名劳工奔赴欧洲。这次大战造成1000万人死亡,2000万人受伤。过了大约20年,爆发了第二次世界大战,战争时间、规模和惨烈程度大大超过第一次世界大战。西方战场是从1939年9月一1945年8月;东方战场历时更长——从1937年卢沟桥事变算起,抗日战争打了8年,从1931年“九一八”事变算起是14年。全世界20多亿人口卷入战争,军民死亡5500万人,受伤3500万人以上;中国军民死亡2100万人,受伤1400万人。

第二次世界大战结束之后,1945年lO月24日联合国(United Nations,UN)成立——这是超越所有国家、覆盖整个世界的巨系统。不久,世界分化为两大阵营:以苏联为首的社会主义阵营,以美国为首的资本主义阵营,两大阵营都是规模巨大的系统。冷战持续了40多年。风云变幻不已,两大阵营逐渐被三个世界所取代。20世纪70年代与80年代出现美国和苏联两个超级大国争霸世界。1991年苏联解体,只剩下美国一个超级大国了。

现在,21世纪的前10年即将过去,世界怎么样?熙熙攘攘,纷纷扰扰,矛盾重重。2001年,唯一超级大国遭受了“9.11”事件,动员全世界开展反恐战争。2001年10月,美国推动了阿富汗战争。2003年3月,美国绕开联合国悍然发动了伊拉克战争。两场战争至今尚未结束。2008年下半年,一场金融危机起源于美国,殃及全世界。2009年12月,世界气候大会在丹麦首都哥本哈根召开,超过85个国家元首或政府首脑、192个国家的环境部长出席会议,由于美欧等发达国家自私自利,致使会议吵吵闹闹,没有取得多少积极的成果。但是,这些事情毕

竟表明了系统化——这里是全球化趋势。

系统化趋势还表现为出现了其他多种多样的世界组织、区域性组织和跨国机构。例如,世界卫生组织(Wodd Health Organization,WHO)、世界贸易组织(World Trade Organization,WTO)、石油输出国组织(Organization 0f Petroleum Exporting Countries,OPEC)、欧盟(欧洲联盟,European Union,EU)、北约(北大西洋公约组织,North Atlantic Treaty Organiza-fion,NATO)、东盟(东南亚国家联盟,Association 0fSoutheast Asian Nations,ASEAN)、上海合作组织(shanghai Cooperation Organization,SCO)等。还有奥运会(Olympic Games)、世博会(Wodd Exposition)等经常举办的世界性活动。这些规模巨大的系统,在第二次世界大战之前或者没有,即便有也规模小得多。例如,1896年第一届奥运会在希腊雅典举行,参加比赛的只有13个国家的311名运动员;1932年第10届奥运会在美国洛杉矶举行,参赛国家37个,运动员1048人,中国第一次参加奥运会,只有1名运动员;2008年第29届北京奥运会参加比赛的国家及地区有204个,参赛运动员有11438人。在北京奥运会上,中国运动员获得了令人自豪的成绩:大陆运动员获得金牌51枚,银牌21枚,铜牌28枚,总数100枚;台湾运动员获得了铜牌4枚;加起来总数为104枚。美国的成绩:金牌36枚,银牌38枚,铜牌36枚,总数110枚。我国金牌数世界第一,奖牌总数第二,美国金牌数世界第二,奖牌总数第一。世界上曾经有人提出一种打分计算法:1枚金牌3分,1枚银牌2分,1枚铜牌1分,加和得到总分;设x、y、z分别为金牌、银牌、铜牌数,则:

总分F=3x+2y+z

(1)

那么,中国的总分是227分,美国是220分。

老子憧憬的“鸡犬之声相闻,老死不相往来”的社会局面再也不可能出现了。在当今世界,每个国家都面临诸多超国家、跨地区的甚至全球性的矛盾和课题,各国只有进行对话协商,互谅互让,问题才可望获得解决。在一些有争议的地区,需要搁置争议,合作开发。合则两利、多利,斗则皆伤;合则双赢、多赢,斗则皆输。实际上,这都是系统工程的研究课题。

全球化以经济全球化和区域一体化最为显著。国际贸易、跨国公司、供应链管理都是经济全球化的体现。欧盟是区域一体化的典范,已经有了自己的货币(欧元),有了自己的“总统”和“外交部长”。亚洲有东盟在发展中,其成员国有文莱、印度尼西亚、马来西亚、菲律宾、新加坡、泰国、越南、老挝、缅甸、柬埔寨等10国;1997年开始,出现东盟“10+3”会议,即东盟10国领导人与中国、日本、韩国等3国领导人举行的会议。2010年第一天,世界最大的自由贸易区——中国-东盟自由贸易区(China-ASEAN Free Trade Area,CAFTA)正式启动。它涵盖11个国家、总面积1300万平方公里、19亿人口、GDP达6万亿美元。这些都标志着亚洲国家的经济合作在不断扩大与深化,但是,与欧盟相比,其区域一体化程度相距尚远。

2.工程化趋势

工程化趋势是说:世界上的工程项目越来越多,许多工程项目的规模越来越大;不但传统的工程问题作为工程项目来处理,而且社会经济系统的许多问题也作为工程项目来处理。系统工程就是突出的典型。

“组织管理的技术——系统工程”,它是系统科学体系中的工程技术,是一类新的工程技术的总称。钱学森、乌家培把社会系统工程简称为社会工程,这是组织管理社会主义建设的技术。

工程项目也是系统,例如三峡工程、青藏铁路、神舟飞船,以及奥运会、世博会,乃至金融工程、阳光工程、“五个一”工程,等等,无一不是系统,而且是大系统、巨系统、复杂系统,甚至是复杂巨系统。从这个意义上说,工程化也是系统化。

一个工程项目就是一项系统工程。钱学森院士指出:用定量化的系统方法处理大型复杂系统的问题,无论是系统的组织建立,还是系统的经营管理,都可以统一地看成是工程实践。工程这个词18世纪在欧洲出现的时候,本来专指作战兵器的制造和执行服务于军事目的的工作。从后一涵义引申出一种更普遍的看法,把服务于特定目的的各种工作的总体称为工程,如水力工程、机械工程、土木工程、电力工程、电子工程、冶金工程、化学工程,等等。如果这个特定的目的是系统的组织建立或者是系统的经营管理,就可以统统看成是系统工程。

第二次世界大战末期,美国的曼哈顿计划成功地研制了原子弹。如果说,把曼哈顿计划说成是系统工程还有些“贴标签”的味道,那么,20世纪60-70年代的Apollo登月则是举世公认的系统工程范例——属于工程系统工程、航空宇航系统工程范畴。

我国在“一穷二白”的条件下,成功研制了“两弹一星”,也是工程系统工程的范例。钱学森院士是我国成功研制“两弹一星”的元勋之一。他长期投身于研制工作,这是实践的系统工程,“总体设计部”的工作模式和理论正是在“两弹一星”的研制工作中产生的。神舟飞船、嫦娥一号的成功发射,毫无疑问是系统工程范例。

2003年11月7日,胡锦涛主席在庆祝神舟五号胜利归来的大会上发表讲话,他说:“载人航天是规模宏大、高度集成的系统工程,全国110多个研究院所、3000多个协作配套单位和几十万工作人员承担了研制建设任务。这项空前复杂的工程之所以能在比较短的时间里取得历史性突破,靠的是党的集中统一领导,靠的是社会主义大协作,靠的是发挥社会主义制度集中力量办大事的政治优势。”

3.信息化趋势

20世纪40年代,人类终于发现世界是由物质、能量、信息三大要素组成的,而不仅仅是由物质组成,或者是由物质与能量两种要素组成。信息论的创立为信息时代提供了理论基础。信息化趋势汹涌澎湃,日新月异。人类要组织和管理规模巨大、结构复杂的系统,要开展大型的、复杂的工程项目,必须有效处理和利用海量信息。有了计算机和互联网,人类处理和利用信息的能力空前增强,还将继续增强。信息化趋势的典型代表是计算机与互联网。

人们对于信息化有多种描述。有人提出“数字化生存”,认为信息化就是数字化。有人说当今时代是“信息时代”,或“计算机时代”、“网络时代”。自1946年第1台现代意义下的计算机ENIAC出现以来,计算机不断更新换代,而且更新换代的周期越来越短。在20世纪50年代是真空电子管计算机,50年代末至60年代中期是晶体管计算机,60年代末至70年代末是集成电路电子计算机,70年代末

至今是大规模集成电路和超大规模集成电路电子计算机。计算机的快速发展使其应用领域得到迅速扩展,如文字编排、数据处理、通信联络、设计绘图、教育培训,以及各级各类管理工作,无处没有计算机的影子。20世纪80年代出现互联网(Internet),整个世界被它“一网打尽”。如今,以先进的计算机技术和通信技术为基础的信息网络无处不在,发挥着越来越大的作用。电子商务,电子政务,远程教学,远程医疗,电子病历,网上购物,网上订票,上网检索,电子邮件,MIS(管理信息系统),HIS(医院信息系统),……人类是一天也离不开计算机和网络了。现在很难想象,1名大学师生或者科技人员能够持续1周时间不用电脑、不上网。

信息存在于系统之中,存在于工程之中。信息的处理与利用也构成系统,也成为工程。信息系统工程是系统工程的重要分支。

系统化离开工程化,就失去了应用对象,只剩下抽象概念。工程化离开了信息化,就如同瞎子走路,寸步难行。信息在系统中流动,成为信息流,信息流如同系统的血脉,而工程项目则如同一个个具体实在的系统之躯体。

战争也可以看成一种“工程项目”。双方各自构成一个系统,两个系统又耦合为一个更大的系统。棋盘上的对弈就是一种模拟。运筹学就是在二战中由科学家与工程师研究军事问题而诞生的,后来发展为军事系统工程。1991年的海湾战争表明,现代战争已经演变为信息战争。

由于交通运输的便利与互联网的发达,地球变得“越来越小”。从广州飞到北京,不到3个小时;从北京飞到莫斯科,大约7个小时。有了高速铁路,从广州到武汉乘火车也只要3个小时。交通运输也是系统,也是工程,也是系统工程——交通运输系统工程。在广州发一封电子邮件,无论到北京,到纽约。按一下操作键,瞬间即可到达。何远之有?地球何大之有?在互联网上可以看电视,可以与地球另一边的人边看边聊。不但如此,宇航员在太空,地面人员拿起电话就可以与他们通话——这是航空宇航系统工程和信息系统工程取得的成就。

4.综合集成

综合集成(Meta-syntheses)是钱学森院士提出的系统工程方法论术语,他还提出了从定性到定量综合集成法及其研讨厅体系,这是系统工程方法论的创新成果。

从定性到定量综合集成,其中包含定性研究和定量研究,包含定性研究与定量研究相结合,具有丰富的内涵。

综合集成是现代科学技术和现代社会的普遍现象。系统工程学科自身就是综合集成的产物。从最直观的意义上,系统工程可以解释为:用系统思想研究工程项目,用工程方法解决系统问题。20世纪50年代及其前后,互联网还没有产生,计算机还处在初级阶段,系统工程学科的产生,主要是系统化与工程化相互作用的结果。这是系统工程发展的第一阶段,如(2)式或(3)式所示:

系统-(*)-工程-(产生了)系统工程(2)

系统化-(*)-工程化-(产生了)系统工程(3)

其中星号(*)表示“相互作用”(下同)。

后来,信息化趋势越来越显著,越来越强,“数字化生存”,加上系统化趋势和工程化趋势继续加强,三化共同作用,综合集成,系统工程如虎添翼,得到了更快更好的发展,如(4)式所示。这是系统工程发展的第二阶段。

系统化-(*)-工程化-(*)-信息化-(发展了)系统工程 (4)

综合集成作为一大趋势,表现在许多方面。表现在器物方面是多功能综合集成,即一种器物具有多种功能。例如手机,既能打电话、听音乐,又能收发短信,还能上网、付款,甚至储存飞机票信息,让你可以“无票”而登机。“校园一卡通”代替了许多卡,给师生员工们带来了极大的方便。“一卡通”工程还在继续发展,“通”得更多,乃至“全通”——人生在世,一卡足矣。电脑、汽车的功能也日益多样化。

综合集成也表现在系统化方面。例如,现代交通系统是多种交通工具的综合集成,包括汽车、火车、飞机、轮船,互相连接,使得人类之“行”日益快速便捷。

综合集成也表现在工程化方面:大型工程项目都是综合集成的。例如,三峡工程包括发电、航运、灌溉、防洪防旱等等。青藏铁路不光是为了便捷交通运输,而且可以促进西藏和沿途经济发展,维护祖国统一和民族团结。

综合集成也表现在信息化方面:多种媒体(纸媒体,电子媒体)组合起来发挥作用,使得信息流通得更畅通、更好,促进物流、资金流,改善人们的精神生活。“三网合一”将会给我们的信息交流和精神生活提供更大的方便。

四大趋势内含定量研究和定量化趋势。定量研究无疑是很重要的。马克思讲过:一门学科只有当它成功地运用数学,才能成熟起来。20世纪初出现的泰罗制管理,就强调工时定额——这是实现定量化管理的基本功。工程项目需要建立数学模型,进行分析计算。信息化也离不开定量研究。香农(C.E.Shannon,1916-2001)创立信息论的奠基作是1948年发表的重要论文《通讯的数学理论》(Mathe-mafical Theory 0f Communication)。

四大趋势是总的趋势,在总的趋势中,可能会有局部的、暂时的逆向趋势,出现一些曲折。在系统化趋势中,可能会出现局部的、暂时的非系统化;一个大系统可能解体,变成若干小系统。这都无碍大局,总的趋势还是系统化。比如长江、黄河,数千公里蜿蜒曲折,总的趋势是滔滔不息,东流人海。综合集成也不排斥分解、分化。旧的系统分解了,可以利用原有的要素组建新的系统。综合集成内含了分解和分化——局部的、暂时的、非主流的。

四大趋势,乃天下大势;天下大势,造就系统工程。

三、系统工程在世界上的现状与前途

系统工程的研究与应用,在世界其他国家和国际上,其深度和广度不如中国,但是,系统工程也在研究与应用,也在发展和前进。

国际应用系统分析研究所(International Institu.te forAppHed Systems Analysis,BASA)和美国的兰德公司(Research ANd Development Co.,RAND)标榜系统分析,其实都是从事系统工程研究。它们在世界上的知名度很高。

罗马俱乐部(the Club of Rome)似乎不讲系统工程和系统分析,但是它所研究的问题及其研究方法,其实也是系统工程。例如,1972年,罗马俱乐部一举成名的《增长的极限》一书就是一份出色的系统工程应用项目研究报告,它运用系统动力学(sys-tern dynamics,SD)建立模型开展研究,得出了振聋发聩的研究结果。

WHO的所作所为,称其为系统工程是恰如其分的。WTO的表现则要差一些,因为它涉及的经济贸易问题与各国利益攸关,充满了争权夺利;而WHO涉及的健康与卫生问题则是不分国界的、全人类的,遑论美国或中国、总统或平民,所以很容易结成“统

一战线”和“命运共同体”。

奥运会、世博会,其实都是实实在在的系统工程。不管在哪个国家举办,东道主都会竭力办好,没有哪个国家好不容易争取到主办权却草率从事而在全世界丢脸。

系统工程的书,在美国和西方其他国家不断出版。例如:亚历山大·柯萨科夫,威廉姆·N.斯威特.系统工程原理与实践.胡保生译.西安:西安交通大学出版社,2006;安德鲁·P.塞奇,詹姆斯·E.阿姆斯特朗.系统工程导论.胡保生,彭勤科译.西安:西安交通大学出版社,2006;Hitchins D.K.Sys-tems Engineering:A 21 st Century System Methodolo-gy.New York:John Wiley & Sons Ltd,2007;Board-man J.,Saucer B.Systems Thing:Coping with 21st Century Problems.Boca Raton:CRC Press,USA,2008;Jamshidi.Mo.Systems 0f Systems Engineering:Principles and Applieations.Boca Raton:CRC Press,USA,2009。

系统工程有多种学派。国外宣扬的系统工程,与钱学森学派有所不同,大多偏“硬”一些即注重于工程技术方面。我们要继续关注国外的系统工程研究,及时引进国外的研究成果。

我们相信:系统工程在全世界,都具有光明前途,因为四大趋势是属于全世界的。

四、一万年以后仍然需要系统工程

“天不变,道亦不变。”四大趋势不会逆转,系统工程将会永葆青春,一万年以后仍然需要系统工程。

在世界范围里,系统工程的舞台将会越来越宽广。系统工程不但被用来研究和求解一国之内的问题,而且将会越来越多地研究和求解跨国之间的问题,研究和求解世界性乃至全人类的大问题——这种问题将会越来越多。

钱学森院士等学者把系统工程定位于“组织管理的技术”,这是非常睿智的、十分高明的。文认为:人类的全部活动分为两大类,第一类活动是作业——生活作业与生产作业(包括物质生活与精神生活的作业、物质产品生产与精神产品生产的作业);第二类活动就是管理——它为第一类活动服务——包括对生活作业的管理和对生产作业的管理,使得第一类活动井井有条,提高效率,提高效益,促进和谐。

“三百六十行,行行有管理。”哪怕以后变成三百八十行或者三百二十行,仍然是“行行有管理”。

即便全世界的人类都建成了循环经济与和谐社会,仍然需要有管理工作,仍然会有许许多多、大大小小的问题需要作为系统工程课题来研究和求解。一百年以后、一千年以后、一万年以后,仍然是这样。

系统工程的理论与方法将与时俱进,不断发展与创新。系统工程工作者研究与解决问题的能力也会不断增强与提高。

五、结束语

“沧海横流,方显出英雄本色。”30多年来,系统工程在中国,兼得天时、地利、人和,理论研究和应用研究都取得了很大的成功。中国的系统工程是后来居上。

潮涨潮落是正常现象。与20世纪80年代相比,系统工程在中国似乎“落潮”了。实际上,中国的系统工程比那时成熟得多了。

“西方不亮东方亮”也是常有的事情。与中国相比,美国和西方的系统工程没有中国轰轰烈烈,但是,系统工程在美国和西方并没有偃旗息鼓,仍然在发展和前进。我们仍然要密切注视西方、注视美国,继续认真向它们学习,但是不要亦步亦趋、人云亦云,因为国情和文化背景不一样,价值观念和发展趋势不一样。我们要坚持洋为中用,古为今用,近为今用,综合集成。要前进,就不能固步自封;要创新,就不能墨守陈规。“近为今用”就是总结昨天和以前的经验教训,为今天和今后所用。

《周易》日:天行健,君子以自强不息;地势坤,君子以厚德载物。这两句话用来形容系统工程、要求系统工程工作者是再恰当不过了。

系统工程,任重道远。系统工程,大有可为。系统工程在中国获得了很大的成功,但是还没有实现其应有的辉煌。

继承与发扬光大系统工程中国学派——钱学森学派,把这面旗帜高高举起来,让系统工程在中国早日实现其应有的辉煌!

谨以此文表达对钱学森院士、许国志院士和王寿云将军的崇高敬意!

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