管理系统工程 课件 第3章 管理系统工程的方法论

第3章管理系统工程方法论学习目标思维导图掌握霍尔方法论和切克兰德方法论的主要观点理解霍尔方法论和切克兰德方法论的区别了解霍尔方法论和切克兰德方法论的适用范围Content目录013.1系统工程方法论概述023.2硬系统方法论（三维结构理论）033.3软系统方法论3.1系统工程方法论概述013.1系统工程方法论概述系统工程的研究对象是大规模复杂系统，这类系统的结构复杂、层次较多，要素种类很多且相互关系复杂。系统工程方法论就是分析和解决系统开发、运作及管理实践中的问题所应遵循的工作程序、逻辑步骤和基本方法。它是系统工程思考问题和处理问题的一般方法和总体框架。系统工程方法论可以是哲学层次上的思维方式、思维规律，也可以是操作层次上开展系统工程项目的一般过程或程序，它反映了系统工程研究和解决问题的一般规律或模式。本章重点介绍两种经典的系统工程方法论，即霍尔方法论和切克兰德方法论。Content目录013.1系统工程方法论概述023.2硬系统方法论（三维结构理论）033.3软系统方法论3.2硬系统方法论（三维结构理论）02硬系统方法论亦称为三维结构理论。1969年，美国贝尔电话公司工程师霍尔（A.D.Hall）等人在大量工程实践的基础上，提出了系统工程方法的三维结构模型，也被人简称为霍尔方法论。三维模型中的“三维”是指时间维、逻辑维和知识维，集中体现了系统工程方法的系统化、综合化、最优化、程序化和标准化的特点，是操作层次上出现最早、影响最大的系统工程方法论。三维结构模型将系统工程的工作过程按照时间维分为七个阶段，按照逻辑维分为七个步骤，并通过知识维集成了完成这些阶段和步骤所需的专业知识。3.2.1硬系统方法论（三维结构理论）的主要观点3.2.1硬系统方法论（三维结构理论）的主要观点3.2.1硬系统方法论（三维结构理论）的主要观点在三维结构中，时间维表示系统工程的工作阶段或进程。按照霍尔方法论，系统工程从开始规划到系统更新的全过程可分为以下七个阶段：（1）时间维①规划阶段：制定系统的规划和战略，包括调查研究，明确目标，提出系统的设计思想和初步方案，制定系统工程活动的方针、政策和规划；②设计阶段：根据规划提出具体的工作计划方案，包括从社会、经济、技术可行性等方面进行综合分析，提出具体计划方案并进行优选；3.2.1硬系统方法论（三维结构理论）的主要观点（1）时间维③分析或研制阶段：对系统进行研究、开发、试制，并分析制订出具体的生产计划；④运筹或生产阶段：运筹各类资源，生产出系统的全部构件（硬件、软件），并提出具体的实施或安装计划；⑤实施或安装阶段：进行系统安装和调试，提出系统的运行计划；⑥运行阶段：按预期目标进行系统营运与管理；⑦更新阶段：进行系统评价，在现系统运行的基础上，改进和更新系统。3.2.1硬系统方法论（三维结构理论）的主要观点逻辑维指系统工程每阶段工作所应遵从的逻辑顺序和工作步骤。霍尔把每一个阶段按7个工作步骤划分：阐明问题、系统设计、系统综合、模型化、最优化、决策和实施。（2）逻辑维①阐明问题：明确所要解决的问题及其确切需求。②系统设计（确定系统目标）：确定系统要达到的目标并设计系统评价指标体系。③系统综合（形成系统方案）：设计能完成目标的系统方案。3.2.1硬系统方法论（三维结构理论）的主要观点④模型化（系统分析）：对不同的系统方案建立分析模型，分析各种方案的性能、特点，结合系统目标和评价指标体系对各方案进行排序。⑤最优化（系统评价）：根据方案对于系统目标满足的程度，结合模型的分析结果对各方案进行评价、筛选、改进和优化，保证尽可能达到最优或合理。⑥决策：决策者根据上述步骤的分析和评价结果，权衡各方面的利益与需求，选定行动方案。⑦实施：将决策者选定的方案付诸实施。（2）逻辑维3.2.1硬系统方法论（三维结构理论）的主要观点（2）逻辑维综上所述，逻辑维中的步骤及相互关系：3.2.1硬系统方法论（三维结构理论）的主要观点系统工程涉及多个领域，不同的管理活动对知识的需求和侧重也不同。这一维表现为从事系统工程所需要的学科知识（如运筹学、控制论、管理科学等），也可反映系统工程的专业应用领域（如企业管理系统工程、社会经济系统工程等）。霍尔认为，在三维结构中除时间维和逻辑维外的第三维，主要涉及界定一个特定的学科（discipline）、专业（profession）或技术（technology）所需的事实、模型和程序等主体内容，因此知识维也称为专业维。（3）知识维3.2.2霍尔方法论的评价霍尔的方法论适应了20世纪60年代系统工程的应用需要，当时系统工程主要用来寻求各种战术问题的最优策略，或者用来组织管理大型工程的建设。霍尔方法论最初来源于“硬”的工程系统，适用于良结构系统。解决良结构系统所用的方法通常称“硬方法”，三维结构就主要适用于解决良结构的硬系统，因此霍尔的三维结构方法论也被称为硬系统方法论。霍尔三维结构强调明确目标，核心内容是最优化，并认为现实问题基本上都可归纳成工程系统问题，应用定量分析手段，求得最优解答。该方法论具有研究方法上的整体性（三维）、技术应用上的综合性（知识维），组织管理的科学性（时间维与逻辑维）和系统工程工作的问题导向性（逻辑维）等突出特点。Content目录013.1系统工程方法论概述023.2硬系统方法论（三维结构理论）033.3软系统方法论3.3软系统方法论033.3软系统方法论系统工程常常把所研究的系统分为良结构系统与不良结构系统两类。系统定义特点良结构系统偏工程类，机理明确的物理型的硬系统可用较清晰的数学模型描述，有较现成的定量方法可以计算出系统的行为和最佳的结果不良结构系统偏社会、经济类，机理尚不明确的生物或社会型的软系统因涉及人的价值观和主观判断，较难使用数学模型描述，往往只能使用定性或定量加定性的方法处理3.3软系统方法论20世纪70年代以来，系统工程越来越多地用于研究社会经济的发展战略和组织管理问题，涉及的人、信息和社会等因素相当复杂，使得系统工程的对象系统“软”化，并导致许多因素难以量化。再用霍尔三维结构等硬系统方法论解决软系统问题，会出现如下问题：第一，硬系统方法论认为在问题研究开始时定义目标是很容易的，因此没有为目标定义提供有效的方法。但对大多数软系统的管理问题来说，目标定义本身就是需要解决的首要问题。第二，硬系统方法论较少考虑系统中人的主观因素，把系统中的人与其他物质因素等同起来，忽视人对现实的主观认识，认为系统的发展是由系统外的人为控制因素决定的。而在软系统中，人的因素占有很大的比例，如人的判断、直觉、智慧、知识和经验等。第三，硬系统方法论认为只有建立教学模型才能科学地解决问题，但是对于复杂的社会系统来说，建立精确的数学模型往往是不现实的，即使勉强建立了数学模型，也会因为建模者对问题认识不足而不能很好地反映其特性，因此通过模型求解得到的方案往往并不能解决实际问题。3.3软系统方法论为适应这种发展，从70年代中期开始，许多学者在霍尔三维结构的基础上，进一步提出了各种软系统工程方法论，其中软系统方法论最具有代表性。软系统方法论(SoftSystemMethodology，SSM)是英国兰切斯特大学的切克兰德(P.Checkland)教授于1981年首次提出的。其背景正是针对20世纪60年代后源于工程问题解决的硬系统方法论在社会系统应用过程中的局限性提出。相对于优化解决方案的HSM而言，切克兰德的SSM(软系统方法论)思想是全新的，其基本思想是通过试误法，反复进行系统理论构思与现实世界的问题情境进行比较，以不断改善系统。软系统方法论使用4种智力活动：感知―判断―比较―决策，构成了各个阶段联系在一起的学习系统。3.3.1切克兰德方法论的方法步骤切克兰德软系统方法论解决问题的步骤为：认识问题、根底定义、建立概念模型、比较及探寻、选择、设计与实施、评估与反馈。3.3.1切克兰德方法论的方法步骤“问题”与“问题情景”是不同的。“问题”指的是已能明确确定下来的某些东西，而“问题情景”是指人们感觉到其中有问题却不能确切定义的某种环境。尽可能收集了解与问题情景有关的信息，表达问题现状，寻找构成或影响因素及其关系，以便明确系统问题结构、现存过程及其相互之间的不适应之处，确定有关的行为主体和利益主体。（1）问题情景描述3.3.1切克兰德方法论的方法步骤根底定义是该方法中较具特色的阶段，其目的是弄清系统问题的关键要素，为系统的发展及其研究确立各种基本的看法(或假设)，并尽可能选择出最合适的基本观点。根底定义所确立的观点要能经得起实际问题的检验。认识问题和根底定义的方法：直观的经验方法、预测法、结构模型法、多变量统计分析法等。（2）根底定义3.3.1切克兰德方法论的方法步骤概念模型是来自于根底定义、通过系统化语言对问题抽象描述的结果，其结构及要素必须符合根底定义的思想，并能实现其要求。概念模型不涉及实际系统的构成，不是实际中正在运行的系统的重复和描述。（3）建立概念模型3.3.1切克兰德方法论的方法步骤将第一步所明确的现实问题（主要是归纳的结果）和第三步所建立的概念模型进行对比。通常，概念模型需要进行推理演绎或仿真，再和实际系统进行比较。演绎或仿真需要在概念模型的基础上建立一定的仿真模型。根据演绎和仿真的结果，探寻二者的不同之处。基于比较的结果，需要对所建立的模型进行修正，也需要对根底定义的结果进行适当修正。（4）比较及探寻3.3.1切克兰德方法论的方法步骤针对比较的结果，考虑有关人员的态度及其他社会、行为等因素，选择出现实可行的系统行动方案。（5）选择通过详尽和有针对性的设计，形成具有可操作性的方案。（6）设计与实施3.3.1切克兰德方法论的方法步骤根据在实施过程与新系统运行过程中获得的新的认识并进行学习，然后修正问题描述、根底定义及概念模型等，形成持续改进的系统过程。（7）评价与反馈切克兰德方法论的核心是“比较”与“探寻”，强调从“理想”模式(概念模型)与现实状况的比较中，探寻改善现状的途径，使决策者满意(化)。通过认识与概念化、比较与学习、实施与再认识等过程，对社会经济等问题进行分析研究，这是一般软系统工程方法论的共同特征。3.3.2切克兰德方法论的评价软系统方法论具有如下一些特点：与目标不明、非结构化的问题相关；强调过程，即与学习和决策有关；与感性认识、世界观及人类把组织现实的内涵与环境相联系的方式有关；使用非定量化的模型；依靠加深对问题情景的理解进行改进；依赖于解释社会理论；与对统治人类社会的社会规则的理解有关。由于软系统方法论在处理问题时的灵活性，其常被应用在系统理论和决策理论方面的研究与应用。切克兰德软系统方法论的提出是对系统工程方法论的重要发展和有效补充。软系统方法论能够为决策者提供充分发挥其知识、智慧和经验的途径，可望使决策更为有效和切合实际。3.3.2切克兰德方法论的评价与其他任何方法论一样，软系统方法论也有其不足之处：第一，它一般不适合处理突发事件，不能希望它立刻见效；第二，它在解释问题情景中的权利与冲突时可信度较差，因此在考虑社会复杂变革时往往是保守的；第三，它缺乏明确的组织变革理论，只能通过有关参与者相互之间的沟通来激发变革；第四，它没有提及行为措施的合理性与合法性的关系，人们往往忽视问题的合理解决方法与当权者利益之间的冲突。3.3.3切克兰德方法论与霍尔三维结构的异同霍尔三维结构与切克兰德方法论均为系统工程方法论，均以问题为起点，具有相应的逻辑过程。在此基础上，两种方法论主要存在以下不同点：

“硬系统”方法论“软系统”方法论研究对象工程物理类“硬系统”社会经济和经营管理类“软”系统问题结构明确、良结构不明确、不良结构处理方法定量模型、定量方法概念模型，定性或定性与定量相结合的方法求解思路优化分析比较学习本章重点介绍两种经典的系统工程方法论，即霍尔方法论和切克兰德方法论。1969年霍尔等人在大量工程实践的基础上，提出了系统工程方法的三维结构模型，也被人简称为霍尔方法论。三维模型中的“三维”是指时间维、逻辑维和知识维，集中体现系统工程方法的系统化、综合化、最优化、程序化和标准化的特点，是操作层次上出现最早、影响最大的系统工程方法论。霍尔方法论最初来源于“硬”的工程系统，适用于良结构系统，该方法论适应了20世纪60年代系统工程的应用需要。20世纪70年代以来，系统工程越来越多地用于研究社会经济的发展战略和组织管理问题，涉及的人、信息和社会等因素相当复杂，使得系统工程的对象系统“软”化，并导致其中的许多因素又难以量化。针对硬系统方法论在社会系统应用过程中的局限性，软系统方法论于1981年首次提出的。切克兰德软系统方法论的