一、什么是系統工程系統工程是關(guān)于系統的全面規劃，總體設計，經(jīng)營(yíng)管理，組織籌建，運行調度的學(xué)問(wèn)，也有人叫它系統工程學(xué)。通常，機械工程是研究機械的設計方法和制造工藝的，土木工程是研究建筑物的設計方法與建造技術(shù)的。那么，系統工程可以說(shuō)是研究系統的規劃設計方法和組織管理技術(shù)的。系統是現代科學(xué)與工程技術(shù)中的一個(gè)極為重要的概念。所謂系統，是由各組成部分相互聯(lián)系而構成，具有某種共同目的與功能的有機整體。以武器系統為例，比如一枚空-空導彈就是一個(gè)系統，它由導引頭、控制艙、舵機、引信、戰斗部、彈體、火箭發(fā)動(dòng)機等組成。具有制導功能，即能自動(dòng)導向、跟蹤、并摧毀敵機。

AIM-120空空導彈結構示意圖

系統有大有小。一枚導彈是個(gè)較小的系統。由許多導彈組成的導彈基地、一架帶有幾枚導彈的殲擊機、殲擊機群、裝備有導彈武器的驅逐艦、艦隊……等等，就是較大的系統。一個(gè)系統中不僅有武器裝備，還有使用武器裝備的人，這就是人-機系統。比如，由導彈-射手、火炮-炮手、飛機-駕駛員、軍艦-舵手……等組成的人-機武器系統。

中國前衛1便攜式防空導彈

系統的概念，不僅適用于物，如武器、裝備，也適用于人，如戰斗員、指揮員。還適用于人和物組成的整體，如一支部隊。而且，也可以用于由人和物參與活動(dòng)的過(guò)程，例如，某種新式武器的研制過(guò)程也是一種系統，它由各種有關(guān)部件、零件的研制過(guò)程所組成，共同的目的是在要求的時(shí)間與條件下，研制成具有規定戰術(shù)性能的某種武器。系統工程從系統概念出發(fā)，強調共同目的與整體功能，在系統的規劃、設計、研制、籌建、試驗、運行的全過(guò)程中，對人力、物力進(jìn)行統籌安排與科學(xué)管理，使系統的各組成部分相互協(xié)調、相互配合，以求獲得技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟上合算，運行中可靠的系統，多、快、好、省地完成預定的任務(wù)。武器系統與系統工程有十分密切的關(guān)系。系統工程從四十年代開(kāi)始發(fā)展到現在，都和軍事部門(mén)相聯(lián)系。第二次世界大戰期間，為了有效地解決軍事物資運輸問(wèn)題，研究與應用了運籌學(xué)，也稱(chēng)為運用研究，可以說(shuō)是系統工程的萌芽。許多新式武器的研制成功，都與系統工程的應用有很大關(guān)系。例如，美國的原子彈、北極星導彈潛艇……等。事實(shí)證明，系統工程已成為發(fā)展各種武器系統，特別是現代化大型武器系統十分重要的理論方法與技術(shù)途徑。二、系統工程的內容由于系統工程的應用范圍十分廣泛，所以系統工程的內容也十分豐富?？梢哉f(shuō)，在國民經(jīng)濟各部門(mén)，社會(huì )生活各方面，在四個(gè)現代化的工業(yè)、農業(yè)、國防、科學(xué)研究等各個(gè)領(lǐng)域，都有系統工程的問(wèn)題。譬如用在軍事方面，稱(chēng)為軍事系統工程。其中有指揮系統工程、后勤系統工程、武器系統工程……等；用在經(jīng)濟方面，稱(chēng)為經(jīng)濟系統工程；用在工業(yè)生產(chǎn)方面，如冶金系統工程、化工系統工程；用在科研項目的計劃管理方面，常常稱(chēng)為×××劃，如阿波羅計劃……等等。為了對系統工程有個(gè)具體概念，舉一些例子：1.北大西洋潛艇戰略第二次世界大戰期間，美國要往英國運送大量軍事物資，遭到德國潛艇的襲擊，1941～1942這二年，美國的船幾乎被搞掉了一半，怎么辦呢？于是發(fā)展了搜索論。用這種理論方法尋找潛艇出現的規律，估算在什么地方、什么時(shí)間最可能出現潛艇，這樣就可以有目的地、有計劃地派飛機或軍艦去護航，用最經(jīng)濟合理的辦法保護商船，大大減少了商船的損失，也打掉了不少德國潛艇。這種搜索論 就是系統工程方法之一，也是現在稱(chēng)為運籌學(xué)的一個(gè)重要組成部分。

二戰時(shí)期的德國潛艇，始終是盟軍在海上遭遇的最大威脅

2.曼哈頓計劃這是第二次世界大戰期間，美國的原子彈研制計劃。它在原子能委員會(huì )領(lǐng)導下，將15000名科學(xué)家組織起來(lái)，把分布在全國各地的研究機關(guān)、大學(xué)、工廠(chǎng)的人力、物力充分利用起來(lái)，在最短的時(shí)間，用最少的錢(qián)，從無(wú)到有，在五年之內，做出了世界上第一顆原子彈。3. 阿波羅計劃60年代，美國為了把人送到月球上，制訂了龐大的阿波羅 載人飛船登月計劃。組織了科技人員42萬(wàn)，大學(xué)與研究機構120所，生產(chǎn)廠(chǎng)家2萬(wàn)多，進(jìn)行了大量科研、設計、試驗、生產(chǎn)工作，投資300多億美元，終于在1969年7月20日首次用阿波羅-11把兩位飛行員送到月球降落，進(jìn)行了月球科學(xué)考查，采集了月球的巖石標本，又返回了地球。這是應用系統工程方法取得重大成功的典型事例。4.北極星導彈潛艇研制工程1958年，美國為了加速研制北極星導彈潛艇，發(fā)展了計劃評審技術(shù)（PERT），和關(guān)鍵路方法（CPM），由于這些系統工程方法的應用，在規劃、研究、設計、制造、試驗、投產(chǎn)的全過(guò)程中，合理地、有效地利用了人力、物力、財力，集中力量，突破關(guān)鍵，計劃嚴密，組織協(xié)調，結果使北極星計劃提前兩年完成。這個(gè)成功事例被譽(yù)為管理科學(xué)的重大突破。

美國北極星3A潛射彈道導彈

從以上例子可以看出，系統工程是關(guān)于各種系統的組織管理的科學(xué)技術(shù)。它主要包括二方面的內容：其一，系統總體規劃設計。就是如何制訂系統總體方案，進(jìn)行計劃協(xié)調，在最短時(shí)間內，以最少的人力、物力、財力，最有效地利用科學(xué)技術(shù)新成就，以求研制、籌建成能完成預定任務(wù)、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟合理、運行可靠的系統。這表現為各種大型工程的總體設計部、工程指揮部或總工程師室的工作。

中國PL-1空空導彈

例如，導彈武器的總體設計部是個(gè)抓總的單位，它要制訂該導彈武器的總體方案，規劃實(shí)現方案的技術(shù)途徑，進(jìn)行所謂方案總體與技術(shù)總體的工作。為了研制空-空 導彈，總體設計部要根據預定的戰術(shù)要求，設計總體方案，提出對各分系統的技術(shù)要求、性能指標，進(jìn)行合理的分配與協(xié)調。要制訂研制進(jìn)度計劃表，采取既先進(jìn)又切實(shí)可行的技術(shù)實(shí)現途徑，組織協(xié)調各分系統的研制工作，解決研制過(guò)程中總體與分系統，分系統之間的各種矛盾，直到系統試驗成功，將導彈研制出來(lái)。其二，系統經(jīng)營(yíng)管理。在系統研制籌建成功，投入運行使用之后，還有合理的經(jīng)營(yíng)管理問(wèn)題。就是如何利用科學(xué)管理方法與電子計算機等信息處理、自動(dòng)控制設備充分發(fā)揮系統中人力、物力、財力的作用，做到人盡其才、物盡其用，使系統最有效、最經(jīng)濟、最可靠地協(xié)調運轉。這就是各種大型企業(yè)的廠(chǎng)長(cháng)辦公室、總調度室要做的工作。例如，在一個(gè)大型工廠(chǎng)中，人力包括：工人和各種技術(shù)人員、管理人員。物力包括：能源、原材料、半成品、成品、廠(chǎng)房設備、機電設備、工具儀表等。財力包括：工資、流動(dòng)資金等。廠(chǎng)長(cháng)辦公室和總調度室要根據生產(chǎn)任務(wù)要求與產(chǎn)品供銷(xiāo)情況，制訂年度計劃、月計劃、日計劃，合理組織人力，充分利用物力、財力，使全廠(chǎng)勞動(dòng)生產(chǎn)率最高，保證優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、安全地完成生產(chǎn)銷(xiāo)售任務(wù)。雖然，系統工程的具體內容隨著(zhù)應用場(chǎng)合不同而有差別，如軍事的、經(jīng)濟的、社會(huì )的等等。但是，各行各業(yè)的系統工程都有共同的內容：最優(yōu)化。在研制、籌建新系統時(shí)，有最優(yōu)規劃、最優(yōu)設計、最優(yōu)決策、最優(yōu)組織、最優(yōu)管理等。在已有系統的運行、使用中，有最優(yōu)決策、最優(yōu)管理、最優(yōu)控制、最優(yōu)運行等。都有共同的關(guān)鍵問(wèn)題：協(xié)調。即從全局、整體出發(fā)，使各局部、各部分相互協(xié)調配合，共同努力實(shí)現全局最優(yōu)化。

【作 者: 涂序彥】