现代系统工程学概论
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六十年代的阿波罗计划终于成功地第一次把人送到了月球。阿波罗在很大程度上是借助于以电子学为首的涉及许多领域的技术革新,以及使这些新技术面向登月目标而综合起来的系统工程学的力量。把这种技术运用于社会发展上的愿望,表现在七十年代初期青年学者们发表的对美好未来社会的描述上。与此同时,系统工程学和系统这个名称,被迅速地使用起来。
可是,在此期间,世界上的变化也是很激烈的。如在城市里看到的交通阻塞和公害引起的环境污染,以及以把地球即把自然环境当作有限的罗马俱乐部的“成长有限论”为起点而发生的石油危机等,将实现安逸美好的社会途径彻底堵塞了。这就是现在从高速增长的社会转向低速增长的社会的主要原因。而如今的共同性课题,是实现环境保护、节省资源、节省能量和福利化的社会。尤其是象日本这样资源贫乏的国家,强烈希望把工业结构转移到加工价值高的工业上去。解决这类问题的方法固然很多,但其中之一就是把社会信息系统化,而系统化的主要技术就是系统技术或系统工程学。另一方面,目前的系统工程学甚至连“系统”这个词的定义还不明确,仍处于极不成熟、抽象和概念的状态。作为工程学来讲,也由于资料整理人的不同,而处于极不统一的阶段。所幸人们对系统化的需要逐年增加,还有构成系统化主要要素的技术,如电子计算机和通讯技术的迅速发展,也促进了系统工程学的发展,而且正在实现系统化。从这样的观点出发,为今后参与系统开发的人和将要系统地解决问题的人提供了参考。特别是最近,以介绍系统技术为主要内容而写了此书。在阅读正文以前,希望参考一下作者对于系统的几点看法。这些看法是编著本书的观点之一。
一、所谓系统,不仅是构成要素的汇集,而且必须有一种指导观点。因此,要实现一个系统,必须在详细了解每个要素的同时,还要了解能把全体综合起来的观点及其实现的方法和技术。换句话说,系统工程学已从过去纵向分类式的工程学变成了横向分类式的工程学,但是没有纵向分类技术,也是不可能实现系统的。
二、在实现系统的时候,必须站在广阔的立场上,采取解决系统各种问题的综合方法。因此,各种系统技术不仅可以用在系统的开发上,而且也能用来解决社会上的复杂问题。目前,后者的应用正在增加。
三、系统随着时间而变化。这是因为象在前面揭示的社会变化一样,系统及其周围的自然环境、社会环境、技术以及随着而产生的价值观念和制度都在变化。因此,预测和分析这种变化的技术就成为重要的系统技术。另外,处理这种技术的系统实现手段也与其他工程学不同。它涉及到许多学科,而且是互相贯通的,有许多代替方案也是不能忽略的。因此,系统计划的程序和方法也就变得重要起来。
四、系统工程学同控制工程学有相似之处,即在分析和综合问题上颇为类似。可是本质上的不同在于明确的控制目标,使系统要素针对其目标最优地组合起来,并最优地加以应用。可以说控制技术的中心是最优化技术。而在最近的系统中,控制目标不明确者居多。因而控制目标明确化的技术,正在变成系统技术的有力支柱。由此可见,系统工程学是把控制工程学所涉及的面的宽度与广度进一步扩展的科学。
五、系统工程学和计算技术的关系非常密切。也就是说,在实行系统技术时,有许多地方需要依靠计算机的力量。而具有高功能的许多系统,都是以计算机为中心装置起来的。例如,前者可以利用计算机的力量发展系统技术,故难以利用的技术逐渐在衰退。而后者由于联机技术的发展,计算机的高性能和高功能化,以及网络化和数据库化而加速了系统化。
从上述观点出发,本书特别采纳了第二章的系统研究途径、第三章的计划技术方法、第七章的联机技术和第八章的计算机构成等。对于这些内容与其说是作者回顾的日常理论,倒不如说是为了解决系统开发中存在的各种具体问题。因而本书的内容着重于实践方面,而在理论方面则有所欠缺。此外,有许多段落是仅仅作为入门书而写的,要想深入了解其内容,还希望参阅其他有关著作,而这本书如能在系统工程学方面提供一点参考,就是作者的幸运了。
三浦武雄
1976年12月
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