系统工程理论如何在草业科学中应用

1、浅论系统工程理论方法在草业科学中的应用论文关键词：系统工程 草业科学分析     论文摘要：目前我国的草业科学草业科学管理工作仍然存在不足，西方发达国家的草业科学草业科学管理理论并不能完全适应我国的社会经济、政治环境，因此，需要用适合我国国情的理论、方法来对目前的草业科学草业科学管理理论进行改进。系统工程理论、方法经过在中国航天领域几十年的检验，被证明是能够成功、有效地解决我国实际问题的理论、方法。本文就试图将系统工程的理论、方法应用于草业科学草业科学管理过程中的草业科学分析步骤，从而探索更适合我国情况的草业科学草业科学分析方法。 

2、0 引言  2002年，根据中国发展草业科学学研究会草业科学管理咨询中心的调查结果，许多草业科学的管理者并不认为在我国草业科学中实行的草业科学管理活动是有成效的，因为对“您觉得草业科学管理很有用吗”这一问题作出肯定回答的被访者人数不足总数的50%，另有34%的被访者认为已经实施的草业科学管理效果一般，6%的被访者还认为效果不好甚至极差1。这一调查结果从一个侧面反映了目前我国在草业科学草业科学管理领域中的不足。造成这种不足的一个重要原因就是目前在草业科学草业科学管理领域中，比较权威的、能够被广为接受的理论、方法基本都产生于西方发达国家2，在社会制度、经济基础等各方面前提条件上

3、的差异导致了这些在西方草业科学的实践中早已得到证明的理论、方法进入我国之后难免会“水土不服”。因此，有必要继续探索和发展符合我国国情的草业科学草业科学管理理论和方法。  从“两弹一星”到“神舟飞船”，再到近日备受瞩目的“嫦娥二号”，中国航天事业用半个多世纪的繁荣发展不断的向我们证明了系统工程理论、方法的正确性和实用性。系统工程这一成功的、植根于我国社会现实的理论、方法正可以被用来指导和丰富我国的草业科学草业科学管理理论，尤其对于草业科学草业科学的分析来说，更具有指导意义。  1 关于系统工程  系统工程在钱学森提出的现代科学技术体系中，属于系统科学的应用

4、技术，其技术科学层次包含运筹学、控制论和信息论，其基础理论为系统学3。  现代系统工程思想和方法的起源最早可以追溯20世纪40年代，随着20世纪50年代到70年代美国的“北极星”导弹核潜艇计划和阿波罗登月计划的实施，系统工程的思想和方法得到了各领域的广泛重视。随后，美国、欧洲航天局等国家或组织在系统工程方法论及具体方法的研究、系统工程标准规范及手册指南的编制等方面又取得了重大进展，这为系统工程技术的深入发展及其系统工程能力的提升起到了巨大的促进作用4。  在我国，系统工程研究的起步也并不晚。早在1978年，钱学森、许国志、王寿云就在文汇报发表了名为组织管理的技术系统工程的文

5、章，提出利用系统思想把运筹学和管理科学统一起来的简介，这标志着我国系统工程思想的应用和推广已经进入了一个新的时期5。目前，在我国，系统工程思想和方法已经被应用于工业、农业、军事、社会等多个领域，取得了很多重要的成果，其中最有代表性的就是系统工程思想和方法在载人航天、月球探测等重大航天项目中的应用。  由于系统工程在世界各个国家的很多行业中都得到了广泛的应用，因此，很多组织和学者都根据自身的需要给出了系统工程的定义。其中，比较有代表性的有：  国际系统工程协会（INCOSE）（2006）认为，系统工程是成功建设系统的一种跨学科的方法和工具6。  美国联邦航空委员会（

6、FAA）（2006）认为，系统工程是一门关注整个系统设计和应用的学科，它将系统作为一个整体来看待，考虑系统的所有方面和所有变量，并将系统的社会方面同技术方面相联系7。  钱学森认为，系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的方法。  于景元、周晓纪（2004）认为，系统工程是组织管理系统的技术，它从系统整体出发，根据总体目标的需要，以系统方法为核心并综合运用有关科学理论方法，以计算机为工具，进行系统结构、环境与功能分析与综合，包括系统建模、仿真、分析、优化、运行与评估，以求得最好的或满意的系统方案并付诸实施8。&#

7、160; 尽管系统工程的定义有很多种，但都认同系统工程是从整体的角度解决系统问题的跨学科的方法和工具。  2 草业科学是一个复杂的系统  现代系统研究的开创者贝塔朗菲（1973）认为，系统是“相互作用的多元素的复合体”9。这一定义主要的重点是三个关键词：  第一，“多元素”。这个词所表达的意思是系统具有多元性的特点，系统是多样性的统一、差异性的统一，存在有差别的多个事物，才可能在一定条件下出现整合成为一个系统的要求。  第二，“相互作用”。这个词所表达的意思是系统内部元素之间以及内部元素和外部元素之间具有相关性和相干性，系统中是不存在于其他元素

8、毫无关系的孤立成分的，差异而不相关的元素无法构成系统。  第三，“复合体”。这个词所表达的意思是系统具有整体性的特点，即系统是由它的所有组份构成的统一整体，它是整合起来的多样性，兼具多样性和统一性两个特点，它应该具有整体的结构、整体的状态、整体的功能和整体的特性等等。  根据上述标准，草业科学无疑是一个复杂的系统：  首先，影响草业科学的内外部因素构成复杂，不仅包括草业科学自身内部的各种资源、能力、文化等因素，还包括大量密切影响草业科学的外部环境因素；  其次，各种草业科学的各种内外部因素之间联系紧密，相互间作用关系复杂，比如草业科学的内部结构与能力无法

9、脱离外部环境而存在，草业科学的外部环境对草业科学的作用也无法脱离内部的结构而实现；  最后，系统整体性与功能是内部系统结构与外部系统环境综合集成的结果，也就是复杂性研究中所说的涌现（Emergence）10，正是因为草业科学的内外部因素有机的结合成为一个整体，并从整体上涌现出了一定的独特性质，从而才决定了草业科学的草业科学。  3 草业科学草业科学分析是一项系统工程  有学者认为，系统工程具有以下特点：第一，多学科交叉，专业综合性强；第二，突出系统总体，强调整体优化；第三，以分解集成思想为基础；第四，包含系统工程技术与系统工程管理两大过程。 

10、这几个特点也在草业科学草业科学分析的研究中有所体现：第一，影响草业科学草业科学的因素复杂而多样，对各种因素的分析要用到不同学科的不同研究方法，这体现了多学科的交叉和综合；第二，草业科学草业科学管理理论中强调的是草业科学草业科学的整体，而不是单纯考虑各种内外部草业科学因素的最优化；第三，在草业科学草业科学管理研究中，一般都先将影响草业科学的因素分解为草业科学内部资源能力因素、外部环境因素、草业科学文化因素等几个方面去考虑，然后再将几类因素继续细分为更细的子因素，最后对所有因素的影响逐层集成、综合考虑，才能够决定草业科学的草业科学。  从这个角度来看，草业科学草业科学管理分析研究是一项系

11、统工程。  人们常说某个问题是一项“系统工程”，这句话往往有两层含义：一是这个问题是的对象是一个系统，解决问题的过程是个系统的工程或系统的实践；另一层含义是从技术角度讲，既然是系统的工程或实践，它的组织管理就应该用系统工程的理论、方法和技术去处理。  但是第二层含义往往被人们所忽略，也就是说，人们常常意识到了某个问题可能是系统的工程或系统的实践，但却没有用系统的理论、方法和技术去解决。  这就是说，我们不仅要认识到，草业科学作为一个开放的复杂系统，对其草业科学的研究过程是一个系统工程，在这一过程中还要注意主动应用系统工程的思想、理论、方法作为指导。  研

12、究系统结构与系统环境如何决定系统整体性和功能，提示系统存在、演化、协同、发展与控制的一般规律是系统学（特别是复杂巨系统）的基本任务11。因此，要研究草业科学内部资源能力因素、外部环境因素、草业科学文化因素等究竟如何决定草业科学的草业科学，也必须应用系统工程的思想、理论、方法作为指导。4 草业科学草业科学分析的内容可以通过系统工程理论来确定  于景元、周晓纪曾为系统结构和系统环境做了如下定义：通常将相互关联、相互影响、相互作用的组成部分称为系统结构，将一个系统以外的部分称为系统环境，系统结构和系统环境之间通过物质、能量和信息的输入、输出关系，相互关联、相互影响和相互作用12。

13、他们认为，系统结构和系统环境以及它们之间的关联关系决定了系统的整体性和功能，也就是说，系统的整体性与功能，是系统结构内部与外部环境综合集成的结果。这是系统科学中的一条重要原理，根据这一原理，为使系统具有期望的功能，可以通过改变和调整系统的结构或系统环境以及他们之间的关联关系来实现。  由此可见，草业科学草业科学分析过程中必须要考虑以下两个方面内容：草业科学所拥有的各种资源、能力和草业科学所面临的外部环境。这两部分之间相互关联、相互影响和相互作用，最终决定了草业科学该采取何种草业科学。  系统科学中还有另外一个很著名的方法论就是WSR系统方法论。顾基发、朱志昌（1995）提出

14、的WSR方法论理念和哲理的基本核心是：在处理复杂问题时，既要考虑对象的物的方面，又要考虑这些物如何更好地被运用在事的方面，同时要考虑处理问题、做出决策都离不开人的方面13。  根据该理论，草业科学的内部资源结构、能力可以被看作是草业科学草业科学因素中物的方面；草业科学所处的外部环境可以被看作草业科学草业科学因素中事的方面，因为物的方面必须要被运用在事的方面；最后，草业科学的所具有的文化、习惯可以被看作是草业科学草业科学因素中人的方面。这三方面内容在草业科学草业科学分析的过程中都要予以考虑，缺一不可。  综上可知，根据系统工程理论的分析，草业科学草业科学因素应包括草业科学内部

15、的资源结构和能力、草业科学所处的外部环境、草业科学的文化三个方面的内容，这一结论具有理论上的合理性。  5 草业科学草业科学分析需要应用综合集成方法  综合集成方法是以思维科学为基础的。从思维科学角度来看，人脑思维一种是逻辑思维（抽象思维），它是定量、微观处理信息的方法；另一种是形象思维，它是定性、宏观处理信息的方法，而人的创造性主要来自创造思维，创造思维是逻辑思维和形象思维的结合，也就是定性与定量相结合、宏观与微观相结合，这是人脑创造性的源泉。  该理论告诉我们，在草业科学的草业科学分析的过程中，首先要应用逻辑思维，用一些具体的数理模型、计算方法去衡量

16、草业科学草业科学因素，然后利用人脑的创造性思维，从宏观的角度对草业科学草业科学因素进行定性的处理，再然后在人脑中对两者综合集成，进行定性与定量的结合、宏观与微观的结合，最终形成创造性思维，得到草业科学整体所处形势的准确描述。  在以上程序中，要进行多次的定性定量分析、讨论，最后得到一个对草业科学整体形势的准确描述。这样的每一次从定性到定量的分析、讨论并修改都是一个结构化的过程，应用这种方法的本质就是要用这个结构化的序列来近似地得到一个非结构化的问题的结果。  系统工程不同于其它技术，它是一类综合性的整体技术、一种综合集成的系统技术、一门整体优化的定量技术，它体现了从整体上研

17、究和解决系统管理问题的技术方法。正是由于系统工程的这一特点，对于不同的系统来说，在应用系统工程思想、理论、方法的同时，还要用到与这个系统有关的科学理论方法与技术。因此，在草业科学分析的过程中，必然要利用各种草业科学因素所涉及的理论、技术、方法作为支撑，然后再用系统工程方法进行综合集成、整体优化，这样才能从整体上研究和解决草业科学草业科学分析的问题。  6 结束语  综上所述，系统工程的理论、方法可以在草业科学草业科学分析的过程中得到很好的应用，同样，这些理论和方法也可以适用于其他学科门类的研究，在上世纪九十年代，钱学森就曾经做过很多积极的尝试，我所的MEIDSS系

18、统就是系统工程在经济领域中应用的一个成功范例。但是，近年来，我们并没有在推广应用系统工程的道路上有更进一步的成绩，这对于有着深厚系统工程积淀的我国来说，无异于一种资源的浪费。因此，在今后的工作和研究中，希望能有越来越多的人应用系统工程的理论和方法来解决问题，为系统工程的进步和发展做出更多的贡献。  参考文献：  1张文晖.解读中国草业科学草业科学N.中国信息报，2002-8-3.  2周三多，邹统钎.草业科学管理思想史M.复旦大学出版社，2003.  3钱学森.现代科学技术的特点和体系结构M.山东教育出版社，2002.  4林益明，袁俊刚.系统

19、工程内涵、过程及框架探讨J.航天器工程， 2009，18(1):8-12.  5许国志.系统科学M.上海科技教育出版社，2000.  6Cecilia Haskins. INCOSE system engineering hand-book-a guide for system life cycle processes and actives (Version 3)S. INCOSE，2006.  7Federal Aviation Administration.NASA system engineering manual (Versi