什么是系统科学、系统工程

什么是系统科学、系统工程？

 

系统科学  如前所述，系统科学的兴起是二十世纪科学革命第五项伟大成就。经过半个多世纪的不断创新和发展，系统科学已经比较成熟，已经被人们普遍接受，已经发挥出巨大功效。然而，什么是系统科学？却还没有一个公认的定义。本人不揣冒昧，综合各家之说，加上自己多年学习和研究所获得的认识，愿尝试给出一个新的定义：

系统科学是二十世纪中叶开始兴起的以系统，特别是复杂系统为研究对象的新型学科群的统称，是人类科学的一个新的维度。其区别于古典科学维度的特征是整体论而非还原论，复杂性而非简单性，关系导向而非实体导向，随机论而非决定论，采用系统建模、找到数学同构性并由计算机模拟的动态方法而非在实验室对实物做解析、变革、计量和计算的静态实验方法。到二十世纪末系统科学已成长为由系统哲学、系统方式、系统理论、系统科学诸学科、系统方法、系统技术和系统工程组成的科学体系。因此，到二十世纪末，人类科学的整体画面已经进化成二维的了，除了过去三百年发展起来的以研究实体为导向的“古典科学维”，出现了二十世纪新发展出来的以研究关系为导向的“系统科学维。由于系统科学打破古典科学“数理化天地生”的学科界线，不顾自然科学、社会科学和思维科学科的划分，而是横跨这些学科，寻找其中共同的异质同型的系统性，建立普遍适用的系统模型，直至发现数学同构性并进行计算机模拟，所以“系统科学”一度又被称为“跨学科研究”，“交叉科学”，“横向科学”。系统科学是以系统思想为中心的一类新型的科学群。它包括系统论、信息论、控制论、耗散结构论、协同论以及运筹学、系统工程、信息传播技术、控制管理技术等等许多学科在内，是20世纪中叶以来发展最快的一大类综合性科学。这些学科是分别在不同领域中诞生和发展起来的，如系统论是在30年代由贝塔朗菲在理论生物学中提出来的；信息论则是申农为解决现代通讯问题而创立的；控制论是维纳在解决自动控制技术问题中建立的，运筹学是一些科学家应用数学和自然科学方法参与第二次世界大战中的军事问题的决策而形成。系统工程则是为解决现代化大科学工程项目的组织管理问题而诞生的：耗散结构论、协同论等则是理论物理学家为解决自然系统的有序发展的控制问题而创立的。它们本来都是独立形成的科学理论，但它们相互间紧密联系，互相渗透，在发展中趋向综合、统一、有形成统一学科的趋势。因此国内外许多学者认为．把以系统为中心的这一大类新兴科学联系起来．可以形成一门有着严密理论体系的系统科学。早在60年代至70年代之间，美国一些学者看到了系统工程的发展与有关的基础理论紧密相关、系统工程与控制论的大系统理论互相渗透的情况．就将系统工程称为系统科学。

系统工程是用定量和定性相结合的系统思想和方法处理大型复杂系统的问题，无论是系统的设计或组织建立，还是系统的经营管理，都可以统一的看成是一类工程实践，统称为系统工程。
    第二次世界大战以后。为适应社会化大生产和复杂的科学技术体系的需要．逐步把自然科学与社会科学中的某些理论和策略、方法联系起来．应用现代数学和电子计算机等工具．解决复杂系统的组织、管理相控制问题，以达到最优设计、最优控制和最优管理的目标。系统工程是一门高度综合性的管理工程技术，涉及自然科学棚社会科学的多门学科。构成系统工程的基本要素是：人、物、财、目标、机器设备、信息等六大因素。各个因京之间是互相联系、互相制约的关系。系统工程大体上可分为系统开发、系统制造和系统运用三个阶段，每个阶段又可划分为若干小阶段或步骤。系统工程的基本方法是：系统分析、系统设计相系统的综合评价。具体地说，就是用数学模型和逻辑模型来描述系统，通过模拟反映系统的运行、求得系统的最优组合方案和最优的运行方案。70年代以来，系统工程已广泛地应用于交通运输、通讯、企业生产经营等部门，在体育领域亦有应用价值和广阔的前景。它的基本特点是：把研究对象作为整体看待，要求对任一对象的研究都必须从它的组成、结构、功能、相互联系方式、历史的发展和外部环境等方面进行综合的考察．做到分析与综合的统一。最常用的系统工程方法，是系统工程创始人之一霍尔创立的，称为三维结构图：①时间维。对一个具体工程，从规划起一直到更新为止．全部程序可分为规划、拟定方案、研制、生产、安装、运转和更新七个阶段。②逻辑维。对一个大型项目可分为明确目的、指标设计、系统方案组合、系统分析、最优化、作出决定和制定方案七个步骤。③知识维。系统工程需使用各种专业知识，霍尔把这些知识分成工程、医药、建筑、商业、法津、管理、社会科学和艺术等，把这些专业知识称为知识维。