系统工程
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发布时间：2022-04-23 13:15
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时间：2023-09-02 09:26
一、什么是系统工程
系统工程是以处理（包括规划、设计、建立、管理及研究等方面）一个系统为对象的一类工程技术的总称。它是第二次世界大战期间，英国为了减少德国轰炸伦敦所造成的损失，协调各种防空力量及救护力量而产生的，然后逐步推广到军事决策和战争指挥。当时叫“运筹学”。本世纪40年代，美国贝尔电话公司率先使用了“系统工程”这一科学名词，初步运用了系统工程的方法，发展微波通讯网络。
现在，系统工程已发展为把自然科学和社会科学中某些思想、理论方法、策略和手段等，根据总体协调的需要，有机地联系起来，把人们的生产、科研或经济活动有效地组织起来，应用数学方法及计算技术，对系统的构成要素，组织结构，信息交换和反馈控制等功能进行分析、设计、制造和服务，从而达到最优设计、最优控制和最优管理的目标，以便最充分地发挥人力、物力的潜力，通过各种组织管理技术，使局部和整体之间的关系协调配合，使人类能建立一个好的系统，管理好一个系统，促使社会进步，更好地利用自然，为促进社会精神文明和物质文明两方面的建设服务。
系统工程既是一类工程技术的总称，它可以分成许多不同的门类。根据表2—1对系统的分类，应用不同门类人造系统及混系统的系统工程，称作某某门类系统工程。例如用于研究战争、指挥战争的叫做军事系统工程；用于规划国民经济发展计划及管理国民经济发展计划的叫社会经济工程系统；用于规划地质找矿工作及管理地质找矿工作的叫地质找矿工程系统等。
一个门类的系统工程，因系统的大小即级别不同而内容不同，但其主要之点则一样。例如在个人找矿时代，一个找矿者要想找到矿，除了运气以外，其工作步骤应该是：
第一步：收集信息，了解社会上要什么矿，到哪里可能找到这种矿，并将这些信息储存在他的大脑中（信息库）。
第二步：作出一个具体行动的设想，并根据这个设想，筹集资金，备好设备，包括罗盘、锤子及放大镜等，如果是找放射性矿，还应有一个放射性测量仪。
第三步：去事先规划好的地区，收集待找矿产可能存在的信息，包括访问牧民、自己亲自去岩石出露地区观察及沿山谷、河沟和山坡寻找转石等。
第四步：根据所获得的信息，规划下一步的工作，例如发现了待找矿的转石，下一步工作就是追踪转石，直到发现露头。这就是根据反馈的信息及时调整下一步的找矿行动。
上述四步工作，都是在一个人的大脑指挥下进行的，反应快，也不存在配合的问题。如果不是一个人找矿，而是一个地质队找矿，基本工作还是上述四步，但每步工作的内容则复杂多了。例如为了收集待找矿产存在的信息，要收集工作地区过去的地质及物化探资料，要作地表地质调查、物探、化探及山地工程等。这就涉及不同工种的配合，资金的筹措及运用，设备的选购及维修，资料的处理、解译、储存及输送等一系列问题。在这种情况下，一个人的大脑就不够用了，而要用到一组人，这组人用系统工程来指挥找矿工作。
现在，系统工程已发展到解决各种复杂的社会技术系统和社会经济系统的最优控制、最优管理阶段即巨系统中的应用。例如*的北欧电网，网内有水电、火电和核电等多种形式能源。这种复杂的电力系统与电力厂的设计需要上百种专业的配合，需要综合考虑各国的自然地理、工业布局、能源条件、环境保护、以及人口的状态和分布等复杂因素，才能提出最合理的规划和设计布局。如果规划和设计布局存在问题，这个系统建成以后就有先天不足的问题，即使每个发电厂都造得很好，也不能解决这个问题。
二、系统工程的目的及中心问题
从上述简单的讨论中可以看出，系统工程的目的是使系统规划好、设计好、建设好及管理好，因此，其中心问题是系统的最优化问题。
最优化不是绝对意义下的最好，而是指在给定条件下能得到的最好结果。这种结果不会自动产生，而是要经过人们的努力工作才能得到。在以体力劳动创造社会财富为主的时代，努力工作意味着强体力劳动。现在，在以脑力劳动创造社会财富为主的时代，努力工作则意味着紧张的脑力劳动。科教兴国，其道理即在此。因此，努力工作不仅意味着勤奋工作，而且意味着努力学习，不仅学习好专业知识，而且要学习信息论、系统论及控制论等横向技术知识，不仅要学科学技术知识及基础理论知识，而且要学习自然辩证法及历史唯物论等马克思哲学思想。有造就的科技专家都具有朴素的辩证唯物主义世界观，学习马克思的哲学则将使这些有成就的科技专家从具有朴素的辩证唯物主义世界观变为自觉的辩证唯物主义者，这对他们在科技工作中取得更大的成就会有帮助的。
由于系统的最优化是在给定条件下求得最好的结果，因此，最优化的内容可分作两方面，第一方面是充分利用现有的条件进行工作，第二方面是改变现在的条件，建立更有利于工作的条件。例如一个工厂，建立一个好的规章制度，充分利用现有设备及人力，把生产搞好。另一方面，则要筹集（包括积累）资金，引进新技术、新设备，培训工人及技术人员，大的企业，则应自己研究技术，研制新设备，使工厂总是处于不断的发展之中，站在使用最新生产技术的企业的行列中，在市场竞争中立于不败之地。
系统的最优化，要求其全部要素最优化。要素最优化的目的是保证系统的最优化，因此，系统的最优化是要素最优化的先决条件，它决定要素最优化的目标及方案。例如，国外许多大企业实行分层决策，分层管理，其道理即在此。
为了使系统的最优化，可能要取消某个要素，新增某个要素。常见的情况是，由于科学技术的进步，工矿企业不得不采用新技术，有的工种要建立和发展，有的工种要*发展以至淘汰，企业内部的组成和结构也相应的发生变化。所以要素本身的最优化也包括其本身的消失而不是发展。这点，对地质找矿工作也是如此。有关这方面的问题，将在第十一章有关信息技术在地质找矿中的应用中详细讨论。
系统的最优化意味着一个人造系统总是在不断发展，由于一个具体人造系统又是一个更大系统的子系统，因而这个人造系统的发展包含它的被淘汰。这就是新陈代谢，不仅生物界如此，人造系统也如此。国家作为一个人造系统，其发展前途是作为一个大同世界的子系统，一个局部地区的管理机构，功能和现在将大不一样。科学技术的发展，使人们之间的距离缩小，共同利益增长促进局部利益增长的作用越来越大，人们管理大系统的能力增强，社会经济体系的范围将逐步扩大，如目前世界上地区性的经济合作，乃是一种不可避免的发展趋势。
三、系统工程的理论方法
系统工程所以能解决复杂的系统问题，得力于它有广泛的理论方法。这些理论方法使各门类的系统工程得以定量化，求得最优化的数字解。它包括运筹学、概率论、数理统计、模糊数学、控制论、信息论、大系统理论、经济计量学等。按照钱学森的意见，运筹学的具体内容包括线性规划论、非线性规划论、博弈论、排队论、搜索论、库存论、决策论及可靠性论等。因此，这里的运筹学已不是原来意义上的运筹学了。由于这些理论方法涉及许多数学问题，就不在此叙述。有兴趣的读者，可参阅有关专著。
