系统工程方法简介 所谓系统工程方法,就是指二战后科学界发展起来的系统论,控制论,信息论。 本文在这里简介,是因为我注意到经常系统工程方法在中国被曲解。一方面,工程 工程学家过多地钻到数学中去了,以致于系统工程的论文变成了高深的数学论文, 但是毫无用处。另一方面则是搞文科的人,包括中共的许多官员,将系统工程的许 多术语名词拿来乱用,什么意思不管,拿话骗人。首先说系统,什么是系统? 事物 就是系统。也就是说,事是系统,物也是系统。 比方说,去商店买东西是一件事,构成了买东西系统。路边有一块大石头,构 成了石头系统。也许有人想不通,买东西和一块石头怎么成了一回事呢? 石头看起 来静止,但是从多少亿年的时间单位来看也是变化的,也是一件事的中间部分,中 间的样子。"你拿系统这个词代替了事物这个词,不还是等于什么都没说吗? ",那 不同,例如说,光是一种电磁波,这对光的认识就多了一层。 对系统也就是事物的研究,首先是要研究它们的结构。比如说买东西系统,要 注意到什么人去买,是一个人去呢? 还是一家人,去?是有目标地去呢?还是随便逛 逛?是大款去呢?还是穷人去。商店的形式是超市呢?时装呢?还是小卖店等等。石头 系统,就要注意石头的外形,结构,成分,等等。 第二就是要用一些数量对系统进行描述,这些数量叫做状态变量。对买东西系 统,买的人带了多少钱,到商店的距离,有几个人去,买的东西总的重量的估计, 还有时间的描述,包括用一些离散的时间数量记号,例如用1表示正在去,2表示正 在买, 3表示正在返回,等等。对于石头系统,包括石头的重量,各种成分的百分 比,体积,等等。所有这些都是状态变量。 第三就是研究状态变量随时间的变化关系。因为事物都处在不断地运动之中, 反应在系统上也就是各个状态变量处在变化之中,那么这些变化随时间的变化率就 很重要了,所以微分方程和差分方程就成了常用的分析手段。 此外,经常将系统划分为子系统,也就是一个事物分成许多小事物进行研究。 以上是系统论部分。 下面开始控制论部分了,也就是说对一个事物进行外部的干扰或者作用,看看 此事物将会有什么变化,并且控制这个事物的变化来达到一定的目的。 对于买东西系统,本来买主是要到A店去买,那么我在买主的家和A店之间开了 个B店,他能不能转而到我B店来买?对于石头系统,能不能用它来作建筑材料?或者 从中提炼有用物质?或者将它雕刻成艺术品? 在控制论的思想中,目的是很重要的,人们经常犯的错误是经常忘记了自己的 目的,以致于控制的效果出现了自己也不希望出现的结果。比如前苏联的人民进行 民主改革,本来的目的是希望自己更加幸福,结果却更加不幸福。再下面是信息论 部分。 各个事物也就是系统之间是通过信息的相互作用来实现相互影响相互控制的。 首先要注意要信息中含有的信息量。信息量的大小由两个方面来衡量。一个方 面看传递的信息发生的可能性大小,可能性越小,信息量越大,这是由山农定理保 证的。一个是信息对系统作用的大小,作用越大,信息量就越大。 对于控制论来讲,当控制沿着既定的方向前进,一切顺利时,将不产生反馈信 息,也就是信息量为零。而当发生了不正常或者偏差时,反馈信息将产生,通知控 制者纠正自己的错误。也就是说NO NEWS EQUAL TO GOOD NEWS。这个原理是维纳在 二战中研究防空导弹时发现的。也就是说,当导弹正朝着目标无偏差地飞行时,反 馈信息等于零。如果导弹偏离了目标,那么将产生反馈信息,控制导弹纠正错误, 对准目标前进,这是导弹的基本原理。马克思是不懂这个原理的,所以他提出计划 经济。计划经济叫做直通控制,例如枪炮射出的子弹或者炮弹就是直通控制,如果 偏离了方向,只能干瞪眼。 而市场经济则是导弹的原理,所以远优于计划经济。在政治结构上如果决策者 能够听到反对的声音,能够及时发现不正常的情况或者错误,那么就是反馈控制的 原理。否则就是直通控制的原理。 但是反馈控制也需要注意反馈的滞后及作用的大小,搞得不好反而会产生负作 用,反应在市场经济上就是经济危机。反应在政治系统上就会出现动乱。 由于信息的作用是纠正偏差,所以坏消息才有信息量。比如一个人体,一切都 健康,就是手指被马蜂蜇了一下,那么被蜇处将向大脑发出大量疼痛信息,上帝不 会将人体系统设计成"大部分身体状态运行良好,只是手指被蜇,无足挂齿",象文 革时期反复唱形势大好,不是小好。所以报纸上大量刊登的是坏消息是很正常的事, 符合控制论和信息论的原理。 ------------------------------------------------- 经作者授权,亦凡公益图书馆独家推出,请勿转载!