成效导向系统工程方法与应用初探

摘要

目前，我国处于经济建设快速发展时期，正在进行史无前例、规模空前的工程建设，而系统工程并未随着工程建设大潮而蓬勃发展，未能完全满足工程时代的需要。本研究针对一直以来系统工程重“系统”轻“工程”的现象，从成效导向出发，力图在其工程性的一面有所增强。具体来讲，主要做了以下几个方面的工作：
　　 (1)对系统科学与系统工程进行搿规律/规则”的界定基于科学、技术、工程“三元论”，对系统科学与系统工程进行明确划界，认为系统科学的本质是规律，而系统工程的本质是规则，二者有着不同的哲学预设、思维方式、内在要求及适用范围，从而确立了系统工程与系统科学相平行发展的地位，同时也为成效导向系统工程(Results-oriented Systems Engineering，ROSE)提供立论依据；
　　 (2)确立了ROSE方法论将ROSE界定为工程范畴，突出其工程性，推演出ROSE的四项基本原理，分别是成效性原理、精益性原理、集成性原理和实践性原理；从系统认知和系统实践两个层面阐述ROSE的逻辑过程，即成效导向下的逆向回溯OPI过程(Output→Process→Input)；认为ROSE不仅需要系统思维，更需要工程思维。在系统认知层面，主要是系统思维，而在系统实践层面，则应借重工程思维；
　　 (3)初步构建起ROSE范畴系统基于系统工程与系统科学应二元并立、平行发展的考虑，ROSE理论体系的构建自然不能完全沿袭系统科学的概念和范畴。初步探索建立ROSE的范畴系统，将其分为实体性范畴、过程性范畴、特征性范畴3大类，具体包括价值与成效、见机与造势、创新与重用等12组21项；
　　 (4)尝试提炼ROSE实践法则遵循工程界“原则应当从经验中来，并且在得到整理和评述之前就被直接地把握”这一规律，归纳提炼出限边界法则、零方案法则、起点非零法则、抓大放小法则、定性统摄法则、隐性主导法则等16项实践法则；
　　 (5)探索“从要素行为到系统结构”的逆向系统分析“根据输出结果逆推系统结构”是ROSE逆向回溯OPI过程的首要问题之一。通过整合灰色关联分析与解释结构模型，提出GRA-based ISM算法。初步探索出在不具备统观全局的视野时，以要素行为数据(输出结果)来反推系统的整体结构，即“从要素行为到系统结构”的定量计算方法；
　　 (6)探索系统集成中的结合部管理模式在ROSE逆向回溯OPI过程中，系统集成是继系统分析之后的又一重要环节，而结合部则是系统集成之关键所在。摆脱传统研究方法中将注意力集中于系统内部属性之上的思维定势，以系统之间的“关系”(即结合部)为研究中心。从系统和体系(System of Systems，SOS)两个视角对结合部进行剖析，认为结合部应该归为体系，体系不可预见的涌现性是结合部管理复杂性的起源。鉴于结合部所具有的体系特性，提出结合部应该通过交互和演化来建立、运行和管理，而不是先设计后开发。为此，提出了结合部3E×3P管理矩阵模型。
　　 总之，ROSE是系统工程的派生类，旨在从成效导向出发，突出工程性的一面，强调系统工程理论方法直接应用于工程实践的务实性与可操作性，是对系统工程理论方法“接着说”而不是“照着说”(冯友兰语)的一次尝试。

目录

文摘

英文文摘

致谢

1 绪论

1.1 研究现状及选题意义

1.1.1 研究现状

1.1.2 存在的问题

1.1.3 选题意义

1.2 工程哲学视野下的系统工程

1.2.1 科学、技术、工程“三元论”

1.2.2 系统科学与系统工程的二元划分

1.3 成效导向系统工程的提出

1.3.1 成效与目的

1.3.2 成效导向系统工程的立论过程

1.4 技术路线

1.5 主要创新点

1.6 论文结构安排

1.7 本章小结

2 ROSE方法论

2.1 基本原理

2.1.1 成效性原理

2.1.2 精益性原理

2.1.3 集成性原理

2.1.4 实践性原理

2.2 逻辑过程

2.2.1 价值理念

2.2.2 成效定义

2.2.3 要素准备

2.2.4 整体把握

2.2.5 精益构模

2.2.6 调试实施

2.3 思维方式

2.3.1 系统思维属于科学思维

2.3.2 科学思维与工程思维之别

2.3.3 ROSE以工程思维为主导

2.4 本章小结

3 ROSE范畴系统

3.1 范畴及范畴系统

3.1.1 范畴的基本定义

3.1.2 ROSE范畴系统结构

3.2 实体性范畴

3.2.1 系统与工程

3.2.2 价值与成效

3.2.3 模型与结构

3.2.4 软件与硬件

3.2.5 方案与策略

3.3 过程性范畴

3.3.1 见机与造势

3.3.2 分解与集成

3.3.3 创新与重用

3.3.4 协调与优化

3.4 特征性范畴

3.4.1 宏观微观结合

3.4.2 人机结合

3.4.3 从定性到定量

3.5 本章小结

4“从要素行为到系统结构”的逆向系统分析

4.1 问题阐述

4.2 基本思路

4.3 相关理论

4.3.1 灰色关联分析

4.3.2 解释结构模型

4.3.3 整合GRA和ISM的必要性和可行性

4.4 从要素行为到系统结构

4.5 算例分析

4.6 本章小结

5 ROSE系统集成的结合部管理

5.1 结合部概述

5.1.1 结合部的提出

5.1.2 结合部的一般定义

5.1.3 结合部的分类

5.1.4 结合部的重要意义

5.2 结合部特性研究

5.2.1 作为系统的结合部

5.2.2 作为体系的结合部

5.3 结合部体系WSR分析

5.4 结合部体系的建设与管理

5.4.1 结合部建设

5.4.2 结合部管理

5.5 结合部执行单元间接口关系逆推算法

5.5.1 问题分析

5.5.2 基本假设

5.5.3 逆推过程

5.6 本章小结

6 实证分析

6.1 项目背景

6.2 以ROSE方法论指导企业物流系统建设

6.2.1 成效导向下的逆向回溯OPI过程

6.2.2 物流系统建设中的工程思维

6.2.3 所遵循的若干原理及实践法则

6.3 分拣配送系统逆向分析和设计

6.3.1 线路优化算法的逆向设计

6.3.2 拉动式备货策略

6.4 物流外包系统集成过程中的结合部管理

6.4.1 合作背景

6.4.2 结合部总体结构

6.4.3 物流外包的结合部建设

6.5 项目成效

6.6 本章小结

7 结论及展望

参考文献

作者简历

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