系统工程-结合实例谈系统分析的步骤和方法要旨

1、结合实例谈系统分析的步骤和方法要旨初识系统工程在阐释系统分析的步骤和方法z前，我想，有必耍说一说系统利系统工程的相关内容。“系统”这个概念应该说是在人类认识客观世界的过程中，逐渐形成的一个系统概念, 并且随着社会的进步和科技的发展，其概念也相应的不断变化。在网上各种百科辞典屮搜索 “系统”和“系统工程”，虽然各种解释可能不是完全一样的，但是所有的解释中都会提到 “冇组织”，“冇规律”，“整体”，“综合体”等这些词语，因此可以给系统下一个更便于理解 的定义：系统是具有一定功能的，札i互之间既有有机联系的，游戏多要素或者构成部分组成 的一个整体。从这个定义来看，现实生活中的种种事物似乎都属于系统的

2、范畴，这是因为系 统的概念本身就來白于多生活屮事物规律的提炼和总结。从“系统”的定义就可以归纳出其 具有的共同特性：一、层次性；二、整体性；三、集合性；四、和关性；五、目的性；六、 环境适应性。这些特性根据“系统”的定义很容易理解，这也不是论文重心，不再赘述。系统工程就是利用系统的概念和一 些特殊的方法对被分析的对象进行分析，其目的就是 为了使系统运行达到最优化；rti此可以给“系统工程”卜一个简单的定义：系统工程就是从 系统的观点出发，跨学科的考虑问题，运用工程的方法公研究和解决各种系统问题，以实现 fi标系统的综介故优化。虽然说系统的概念自古就冇，但是利用系统工程去解决显示问题却 出现的很

3、晚，20世纪60年代美国的阿波罗登月计划，是利用系统工程解决实际问题的最早 的典型例子，这个例子也是木文需要援用的实例。系统分析简介系统分析技术是系统工程的基础，是完成系统工程问题的中心环节，广义上认为系统分 析即为系统工程，狭义上认为系统分析是系统工程的一项优化技术。在美国大百科全书 中对于系统分析的解释如下：系统分析是研究相互影响的因索的组成和运用情况，其特点是 完成的而不是冬星的处理问题；它要求人们考虑各种主要的变化因素及其相互的影响，并要 用科学和数学的方法对系统进行研究与应用。因此系统分析师进行系统研究帮助进行有效决 策的一种方法，采用系统分析方法是最大的特点就是分析人员z需要对问题

4、的综合和整体的 认识，而可以忽略内部各种因素的相互关系。了解系统分析的特点是利用其进行解决问题的 基础，系统分析的主要特点总结如下：1. 以系统整体最优为目标2. 强调系统要素z间的联系3. 寻求解决问题的方案是其主耍n的4. 运用定量方法解决系统问题5. 凭借价值判断住处决策系统分析的步骤概要系统分析处理问题的方法从系统的观点出发，充分分析系统中1何各种因素的互相影响,在对系统的h的有了充分的理解z后，提出解决问题的最优方案。这种系统分析的流程已经 形成了一套完整的成熟的逻辑框架。如下所示：牺型泳虑y.m预测未来环境诃住约3*建模和预计后果评比备选 方案评价比狡盼段系统分析的主要活动如下所示

5、:形成问题a冷则fj价0( ii杯 邓rij为亲方案构思.设计和筛选建模与侦测据结果未來预测计貝給宋町行方案比较与排序结果评价和协调决策与执行系统分析的方法论上述的系统分析的逻辑框架对于系统分析的一般步骤描述的很清晰。下而先对系统分析的方 法论以系统分析的步骤为顺序进行一个轮廓式的列举，具体的说明不作赘述，而仅在以后面 的实例中来体现实例中用到的方法。一、阐明问题1. 问题的性质和范围。2. 问题的目标。3. 环境和条件4 .评价指标5.收集和分析资料二、谋划备选方案1. 方案的提出。其中涉及到方法有：集体创造法；缺点、希與点列举法；特性穷举法; 哥顿法等。2. 方案的筛选。筛选的依据有：强壮

6、性；适应性；可靠性；现实性。三、预测未來坏境1. 确定预测内容。2. 准备数据资料。3. 确定预测方法、建立数学模型。4. 计算预测值、分析预测谋差。涉及的方法有：情景分析法，按照未來实施环境的特征和条件，如乐观，正常，悲 观等；除情景分析法之外还有数学模型法。根据预测环境的性质和基木类型可以将预测 分为：定性预测法；时间序列预测法；因果关系预测法四、建模和预计后果其中使用的主要模型冇：图形模型、分析模型、仿真模型、博弈模型和判断模型。五、备选方案评比系统评价的主要方法有：关联矩阵法、费用效益分析法、层次分析法和模糊评价法 等。实例背景介绍阿波罗登月计划是美国继曼哈顿计划、北极星计划之后，在人

7、型项目研制上运用系统工 程取得成功的一个实例。阿波罗登月计划的全部任务分别由地面、空间和登月单个部分组成, 是一个复杂庞大的工程计划。他不仅涉及火箭技术、电子技术、冶金和化工等多种技术，还 需耍了解宇宙空间的物理坏境以及刀球本身的构造和形状。完成这个计划，除了要考虑每一 部分间的配合与协调外，还需要估计各种位置因素可能带来的种种影响。这项计划涉及到 40多万人，研制的零件有几百万件,耗资300亿美元，历时口年之久。这项计划的成功, 关键在于整个组织管理过程采用了系统工程的方法和步骤。实例详细分析上而的篇幅已经介绍了系统以及系统工程的概念，以及系统分析的步骤和方法，还介绍 了实例的背景情况，下面

8、就依照上面介绍的东西对这个例了进行较详细的分析。一、建立组织管理机构，明确职责分工。着手任何一个项目工程，首先要做的就是进行团体的构建以及任务的分配。同样对于这 个登月活动，首先要做的也是确定所需的纟fl织形式和管理原则，上网找到了美国当时对于登 月计划进行的机构设置如下，美国国家宇航局设立了阿波罗登月计划办公室，主管全部的领 导工作，其下附属3个研究中心分別设立了阿波罗登月计划项冃办公室，受其领导，并负责 分管的任务。对于他们的任务和职能有：1. 项目的计划和控制；2. 系统工程；3. 可靠性和质量保证；4. 试验；5. 操作实施；对于上述职能分别设置主管部门。为了适合研究和研制工作的情况,

9、整个管理工作分为了 5个方ifl确定计划的基本要求、 性能、监测、分析和评价、控制和指导、指令和反馈。在整个管理过程中和5个职能部门内， 经常考虑和处理的变量是工程进度、成木费和技术性能。上面的-些工作就是在完成系统分析中的阐明问题的步骤,首先需耍对所研究的问题进 行详细而深入的研究，要对问题的性质和范围，问题的1=1标以及评价系统的指标等了如指掌。二、制定和选择方案。计划办公室成立之后，首先为实现登月选择解亍方案，提供了 3个备选方案：1. 肓接飞行，使用新型运载火箭；2. 地球轨道交会，使用土星运载火箭分别发射载人航天飞行器和液氧储罐；3. 地球轨道交会，使用土星运载火箭一次发射载人航天飞

10、行器和登月舱。上述过程就是在完成系统分析中的第二个大的步骤，即谋划备选方案，并且利用各种合 理的方法例如集体创造法；缺点、希望点列举法；特性穷举法；哥顿法等对不同方案进行评 估，评估指标可以选为技术因素是否可行，t作进度，成木费用的可行性，研制难度等各个 方面权衡利弊，所要的冃标就是为了在3个备选方案中选出一个方案能够在最短的时间内， 最经济的完成阿波罗登刀计划。三、组织管理过程，确定飞行方案之后就开始英他的计划和管理工作。1.确定计划的基木要求。利用网上资源可以知道，阿波罗登月计划采用了工作分解结 构（wbs）的系统分析方法，把整个计划由上到下逐级分成项冃、系统、分系统、 任务、分任务等层次

11、。这样做的优点是可确定计划的所有分支细目及具相互关系， 明确哪个部门负责什么工作；可作为绘制计划评审网络图的基础，保证所有分支细 ii都包括在工作进度内；座位编制预算的慕础，把预算要求、实际成本费用与具体 工作成果三者联系起来。这就是对前述阿波罗计划的性质和范围。问题的目标，环境和条件，评价指标，收集和分析 资料，是对问题的进一步的详细阐明。2. 性能监视。即按照阿波罗登月计划的基本要求，审查整个计划的进展情况。四、分析评价。这一步的主要t作是对性能数据进行评价并且由此归纳出必须及时采取 行动的问题，并将问题报告给负责人。在阿波罗登月计划中，这一步具体表现在于成本 相关的内容，应用到了成本分析法等，以保持项目的成本要求以及工作进度的达到预定 的要求，保证工程的可靠性和完成质量。五、对系统的控制和改进。由于在对系统进行分析和评价之后，如果某些指标达不到系 统要求，则需要对系统进行稍微的修改，在阿波罗计划屮，范式彫响最终产殆的形式、 装呢、功能等的变化，都需要经过由规定一级的决策机构批准，以保证全部计划的顺利 完成。六、指令与反馈。这个的冃的是为了让各级负责人明确自己的职责范围，做到事事人人 有责，并把实干的人选安排到合适的岗位上，给予相应权利，这个步骤可以保证整个管 理结构在日常活动之中履行各种