系統(tǒng)科學(xué)主要是指系統(tǒng)論、信息論、控制論以及新發(fā)展起來的自組織理論，包括耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學(xué)理論和超循環(huán)理論。以“六論”為代表的系統(tǒng)科學(xué)不僅是新型的綜合性基礎(chǔ)理論，而且還是科學(xué)和技術(shù)研究的“現(xiàn)代方法”，并且正是在系統(tǒng)科學(xué)方法中實現(xiàn)了科學(xué)認(rèn)識方法和技術(shù)研究方法的統(tǒng)一。

     一、系統(tǒng)方法及其特點
      1.系統(tǒng)與系統(tǒng)方法
　　系統(tǒng)是由兩個以上的相互聯(lián)系、相互作用的部分（要素）所組成的、具有一定結(jié)構(gòu)和功能的有機整體。系統(tǒng)論認(rèn)為，世界萬物皆系統(tǒng)。
      所謂系統(tǒng)論方法，就是根據(jù)系統(tǒng)的觀點，從整體出發(fā)，辯證地處理整體與部分、結(jié)構(gòu)與功能、系統(tǒng)與環(huán)境、功能與目標(biāo)的關(guān)系，找到既使整體最優(yōu)，又不使部分損失過大的方案，作為決策的依據(jù)，實現(xiàn)整體最優(yōu)化的方法。實際上，系統(tǒng)方法并不是一種單一的方法，而是由許多方法融匯和綜合在一起所形成的一種復(fù)合方法。它有著不同的表現(xiàn)形態(tài)、類型和特殊變種。最初，系統(tǒng)方法不過是對系統(tǒng)思想和系統(tǒng)理論的一般原則的運用，它只能對系統(tǒng)進行定性的研究和描述。隨著系統(tǒng)理論的發(fā)展，人們不再滿足于對系統(tǒng)的定性研究，對系統(tǒng)的定量研究越來越受到重視。于是，各種數(shù)學(xué)方法便成了系統(tǒng)方法的有機組成部分。特別是本世紀(jì)四十年代以后，多種系統(tǒng)理論以常規(guī)數(shù)學(xué)、概率論、數(shù)理統(tǒng)計和運籌學(xué)等為工具，再加上電子計算機的運用，形成了各種多樣的對系統(tǒng)進行定量化研究和描述的方法。這就使得系統(tǒng)方法變得更加復(fù)雜。目前，人們正在試圖把系統(tǒng)方法發(fā)展成由不同層次構(gòu)成的方法論體系。
　　2.系統(tǒng)方法的特點
　　系統(tǒng)方法要求人們把對象和過程視為一個相互聯(lián)系、作用的整體，并且盡可能將整體做形式化的處理。系統(tǒng)方法所處理的對象，都是由種種關(guān)系和相互聯(lián)系交織起來的網(wǎng)絡(luò)畫面，采用系統(tǒng)方法時，應(yīng)盡可能將此畫面做組織化的科學(xué)抽象，從而具體地反映和把握世界。例如，可以把對象抽象為信息的輸出、轉(zhuǎn)換、傳遞、接受的過程，或抽象為某種模型和圖式。
　　系統(tǒng)方法同傳統(tǒng)方法相比，有著明顯的特點，這些特點也就是我們運用系統(tǒng)的觀點研究和處理對象時，要把握的一些原則：
　　整體性。
　　整體性是系統(tǒng)論方法的核心。根據(jù)系統(tǒng)論的觀點，系統(tǒng)是由諸多部分或要素組成的有機整體，系統(tǒng)的整體性質(zhì)和規(guī)律，只存在于組成它的諸要素的相互聯(lián)系和相互作用之中，而不等于各組成部分或要素的孤立的性質(zhì)和活動規(guī)律的總和?！罢w大于部分之和”。因此，在研究系統(tǒng)時，必須從整體出發(fā)，立足于整體來分析部分以及部分之間的關(guān)系，再通過對部分的分析而達到對整體的深刻理解。
　　整體性原則是系統(tǒng)方法的首要原則。它把研究對象視為有機整體。探索組成、結(jié)構(gòu)、功能及運動變化的規(guī)律性。它要求我們，無論是認(rèn)識、研究、控制自然對象，還是設(shè)計制造人工系統(tǒng)，都必須從系統(tǒng)的整體出發(fā)，探索系統(tǒng)內(nèi)外環(huán)境中和內(nèi)外環(huán)境間的辯證關(guān)系。正如愛因斯坦（A.Einstein）說的：“如果人體的某一部分出了毛病，那末，只有很好也了解整個復(fù)雜機體的人，才能醫(yī)好他；在更復(fù)雜的情況下，只有這樣的人才能正確地理解病因?！毕到y(tǒng)方法要求從種種聯(lián)系和相互作用中認(rèn)識和考察對象，使系統(tǒng)分析與系統(tǒng)綜合、歸納和演繹、局部和整體、個別和一般都協(xié)調(diào)一致起來。
　　動態(tài)性
　　任何現(xiàn)實的系統(tǒng)，一般來說，都是處于動態(tài)的“活系統(tǒng)”。雖然在科學(xué)研究中，人們經(jīng)常采用理想的“孤立系統(tǒng)”或“閉合系統(tǒng)”的抽象，但是實際存在的系統(tǒng)，無論在內(nèi)環(huán)境的各要素（或子系統(tǒng)）之間，還是在內(nèi)環(huán)境與外環(huán)境之間，都有物質(zhì)、能量、信息的交換與流通。所以，從原則上說，實際系統(tǒng)都是活系統(tǒng)。熱力學(xué)第二定律指出：絕對零度是永遠(yuǎn)達不到的。其實，即使在絕對零度，量子力學(xué)也已證明，還有零點能存在，構(gòu)成系統(tǒng)的質(zhì)點（要素）還處在振動中。所以系統(tǒng)總是動態(tài)的，永遠(yuǎn)處于運動變化之中。
　　系統(tǒng)要隨著時間箭頭而演化，大至太陽系、銀河系、河外星系，小至“基本粒子”，都有一個產(chǎn)生和消滅的過程，所以任何系統(tǒng)都經(jīng)歷著實在的歷史。因此，在研究系統(tǒng)時，應(yīng)當(dāng)把系統(tǒng)發(fā)展各個階段統(tǒng)一加以研究，以把握過程與未來趨勢。
　　最優(yōu)化
　　就是系統(tǒng)方法通過研究系統(tǒng)的要素、結(jié)構(gòu)以及與環(huán)境的關(guān)系，經(jīng)過科學(xué)的計算、預(yù)測，作出系統(tǒng)目標(biāo)的多種方案，從中選擇最佳的設(shè)計和實施方案以及所能達到的最佳功能目標(biāo)，同時，還要制定最佳控制和進行最優(yōu)管理。
　　系統(tǒng)的目標(biāo)往往是多元化的，有些甚至是直接對立的，如何在對立統(tǒng)一中尋求整個系統(tǒng)最優(yōu)化總目標(biāo)的確是非常困難的，但由于運籌學(xué)的發(fā)展和系統(tǒng)工程的建立，為我們提供了許多具體的實現(xiàn)目標(biāo)最優(yōu)化的辦法，如線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃、對策論、決策論、排隊論、存貯論等等，都是可資利用解決系統(tǒng)優(yōu)化問題的。
　　綜合性
　　綜合性是系統(tǒng)方法的一個突出的特點。綜合性就是把任何整體都看作是以諸要素為特定目的而組成的綜合體，要求研究任一對象都必須從它的成分、結(jié)構(gòu)、功能、相互聯(lián)系方式、歷史發(fā)展等方面進行綜合的考察。系統(tǒng)論方法突破了傳統(tǒng)分析方法的局限，但又不一般地否定分析，而是把分析與綜合有機地結(jié)合起來，從綜合出發(fā)，在綜合的指導(dǎo)下進行分析，然后再回到綜合。系統(tǒng)方法的綜合性具體表現(xiàn)在：它在觀察和處理事物的時候，把事物的各個部分、各個方面、各種因素、各種聯(lián)系和相互作用結(jié)合起來全面地加以考察。不但考察事物的成分和結(jié)構(gòu)，而且考察事物的功能和產(chǎn)生、發(fā)展、運動、變化的歷史，從不同的側(cè)面、不同的層次和不同的狀態(tài)綜合地研究事物。系統(tǒng)方法的綜合性原則還要求：它不是單憑某一種方法和某一門科學(xué)知識來認(rèn)識和處理問題，而是綜合地運用各種各樣的方法和知識來認(rèn)識和處理問題。它里面包含著自然科學(xué)、社會科學(xué)和工程技術(shù)等很多方面的知識和技術(shù)。這就使它具有了多種多樣的功能。既可以用來認(rèn)識事物，也可以用來解決問題，既可以用來進行定性研究，也可以用來進行定量研究，既可以用來研究歷史和現(xiàn)狀，也可以用來預(yù)測未來。  

    模型化

　　運用系統(tǒng)方法，需要把真實系統(tǒng)模型化，即把真實系統(tǒng)抽象為模型，如放大或縮小了的實物模型，理論概念模型，數(shù)學(xué)模型，符號系統(tǒng)模型或其它形式化的模型等。
　 在采用系統(tǒng)的模型化原則時，除遵循模型方法的一般原則以外，還應(yīng)使模型的形式和尺度符合人的需要和可能，適合人的選擇。迄今為止，我們所知道的一切模型中，唯有一種模型與人的自然尺度最接近，這就是用人的206塊骨頭構(gòu)成的人的骨骼模型。其它不符合人的尺度和認(rèn)知需要的事物，要建模型，就需進行這樣或那樣的“人格化”，以適合人的要求。

　　對于復(fù)雜系統(tǒng)，需在系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，適當(dāng)?shù)夭捎媚：椒ǎ?jīng)適當(dāng)簡化和理想化，才能建立起系統(tǒng)模型。一旦建立起系統(tǒng)模型，就可以進行模擬實驗，運用電子計算機進行系統(tǒng)仿真。模型化原則是采用系統(tǒng)方法時求得最優(yōu)化的保證。

　　整體性、動態(tài)性、最優(yōu)化、綜合性、模型化，是系統(tǒng)方法的基本特點，也是運用系統(tǒng)方法的基本原則。前兩個是基礎(chǔ)，第三個是目標(biāo)，后兩個是手段。系統(tǒng)方法的廣泛應(yīng)用，推動了自然科學(xué)、社會科學(xué)、應(yīng)用技術(shù)、管理科學(xué)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)的新進展，同時也帶來人們思維方式的變革。

　　3.系統(tǒng)方法的作用

　　系統(tǒng)方法的作用主要有以下幾點：

　　(1)系統(tǒng)方法是認(rèn)識、調(diào)控、改造、創(chuàng)造復(fù)雜系統(tǒng)的有效手段。

　　系統(tǒng)方法是揚棄了傳統(tǒng)科學(xué)的簡單性原則而產(chǎn)生的。本世紀(jì)30年代以前，科學(xué)在研究復(fù)雜事物和復(fù)雜過程時，主要采用從實體上進行還原的分析組合方法，“試圖在所有的現(xiàn)象中找到共同具有的物質(zhì)實體（譬如象物質(zhì)性的原子），把它作為差異的共同基礎(chǔ)”，至于這些實體所形成的復(fù)雜關(guān)系則很少受到重視，基本上用線性因果關(guān)系加以處理。這就把復(fù)雜問題不適當(dāng)?shù)睾唵位?。而事實上，世界上的事物和過程是復(fù)雜的，是由多種因素不或子系統(tǒng)的復(fù)雜相互作用所構(gòu)成的，所以需要系統(tǒng)的思考。在這方面，系統(tǒng)科學(xué)方法提供了解決問題的鑰匙。

　　(2)系統(tǒng)方法為人們提供了制定系統(tǒng)最佳方案以實行組合和優(yōu)化管理的手段。

　　在人類的活動中，總需要存優(yōu)汰劣、趨利避害，通過這些追求，推動人類的進步。在認(rèn)識自然改造自然中，系統(tǒng)方法可以幫助人們制定最佳方案，優(yōu)化組合與管理，取得盡可能大的效益，用最少的投入，取得最大的利益。

　　(3)系統(tǒng)科學(xué)方法為人們提供了新的思想模式。

　　它突破了傳統(tǒng)的只側(cè)重分析的機械方法的欄柵，指導(dǎo)人們從總體上進行思維，探索科學(xué)技術(shù)發(fā)展的新思路，建立綜合學(xué)科、交叉學(xué)科和邊緣學(xué)科，促進自然科學(xué)與社會科學(xué)的統(tǒng)一，促進科學(xué)家與哲學(xué)家的聯(lián)盟，幫助人們打破兩種科學(xué)、兩種文化的界限，建立統(tǒng)一的世界圖景和文化圖景，建立起系統(tǒng)的自然觀、科學(xué)觀、方法論和系統(tǒng)的人類社會圖景。

　　二、系統(tǒng)分析法

　　1.系統(tǒng)分析法的特點和步驟

　　系統(tǒng)分析法就是按照事物自身的系統(tǒng)性，運用系統(tǒng)原理進行目標(biāo)、因素、功能、環(huán)境及其變化規(guī)律的深入剖析，從中選擇達到預(yù)期目標(biāo)的最優(yōu)行動方案。

　　系統(tǒng)分析是系統(tǒng)方法的一種表現(xiàn)形態(tài)。系統(tǒng)分析的出發(fā)點是為了發(fā)揮系統(tǒng)的整體功能，實現(xiàn)系統(tǒng)的整體目標(biāo)。所以，以整體為目標(biāo)，是系統(tǒng)分析方法的一個基本特點。

　　系統(tǒng)分析不只是對系統(tǒng)觀念的運用，它也是一種處理問題的科學(xué)方法，其目的是尋求一種解決問題的最佳決策。因此，以選擇解決問題的最佳方案為重點，是系統(tǒng)分析的又一特點。

　　人們應(yīng)用系統(tǒng)方法，總希望實現(xiàn)目標(biāo)最優(yōu)化，但是在通常的情況下完全達到“最優(yōu)化”是不可能的?！白顑?yōu)”是理想狀態(tài)，為實現(xiàn)理想狀態(tài)有時需以付出過大的人力、物力、財力為代價，即便達到了最優(yōu)目標(biāo)，但因代價太大反而顯得不優(yōu)了。所以一般把目標(biāo)定得稍低于最優(yōu)化的水平，只要符合要求，做到“滿意”就行了，在此基礎(chǔ)上再去力爭“最優(yōu)”。這樣做事留有余地，也就便于發(fā)揮人的積極性，保持持久飽滿的工作熱情。因此，系統(tǒng)分析又必須以令人滿意為準(zhǔn)則。

　　系統(tǒng)分析方法的一般步驟是：（１）提出問題確定目標(biāo)。要進行系統(tǒng)分析，首先要明確問題，就是要明確所研究問題的性質(zhì)和范圍。弄清問題中所包含的因素、各因素之間的相互關(guān)系以及它們與環(huán)境間的關(guān)系。這是確定目標(biāo)的前提。

　　所謂目標(biāo)，是指決策者所希望實現(xiàn)的理想。它可能是某一單項，也可能是希望同時實現(xiàn)的多項目標(biāo)。有了明確的目標(biāo)，才便于著手進行系統(tǒng)分析。單一的目標(biāo)，分析起來比較簡單。多項目標(biāo)分析起來比較復(fù)雜，這就需要考慮它們的協(xié)調(diào)。

　　（２）進行調(diào)查，搜集資料。問題、目標(biāo)確定之后，即須通過各種途徑和方法收集與系統(tǒng)有關(guān)的一切資料。進行系統(tǒng)分析必須以資料為依據(jù)。缺乏資料，光靠拍腦袋是無法進行系統(tǒng)分析的。

　?。ǎ常┲贫ǚ桨福⒛Ｐ?。在收集到大量必要的資料的基礎(chǔ)上，來制定解決問題、達到目標(biāo)的各種可能的方案。模型可以幫助確認(rèn)系統(tǒng)中各構(gòu)成因素的功能、地位、相互關(guān)系以及與環(huán)境的關(guān)系。

　?。ǎ矗┓治鲇嬎悖u價選擇。在分析比較復(fù)雜的系統(tǒng)的時候，有大量的資料和數(shù)據(jù)需要處理，通常運用數(shù)學(xué)工具和電子計算機來進行。先把系統(tǒng)劃分為若干個子系統(tǒng)，進行局部分析，然后將分析的結(jié)果加以綜合，再進行系統(tǒng)的整體分析。所謂評價選擇，就是根據(jù)評價標(biāo)準(zhǔn)對各種方案的利弊得失和成本效益進行評價。在此基礎(chǔ)上，再加以綜合研究，選擇費用最低而效益最高的方案。

  　　　（５）核實鑒定，反復(fù)檢驗。用測驗或試驗的方法來鑒定所獲得的結(jié)論，并提出應(yīng)采用的優(yōu)化方案。如果對方案不夠滿意，還可以按照上述步驟反復(fù)進行，直至得出滿意的方案為止。當(dāng)然，以上程序并不是僵化不變的，在進行系統(tǒng)分析的時候，需要靈活運用。

　　2.系統(tǒng)分析的內(nèi)容
　　完整的系統(tǒng)分析，應(yīng)包括系統(tǒng)的目標(biāo)分析、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析、系統(tǒng)的功能分析、系統(tǒng)的環(huán)境分析和系統(tǒng)的動態(tài)分析等等。

　　目標(biāo)分析包括對系統(tǒng)整體的總目標(biāo)和系統(tǒng)要素的分析。通過分析，區(qū)分目標(biāo)的層次和主次，并分別了解實現(xiàn)該目標(biāo)的約束條件，從中選擇實現(xiàn)主要目標(biāo)的最優(yōu)方案。例如，導(dǎo)彈的摧毀力這個功能目標(biāo)（Ｋ），是由導(dǎo)彈的毀傷力（Ｙ）和命中率（Ｃ）兩個子目標(biāo)構(gòu)成，它們的關(guān)系式是：Ｋ＝Ｙ2/3./C2，經(jīng)計算，Ｙ提高８倍，Ｋ只增加４倍,而當(dāng)Ｃ＝Ｃ／８（即精度提高８倍）,Ｋ則可增加６４倍?？梢娞岣撸靡忍岣撸俚男Ч?。當(dāng)然，決策時必須同時考慮相應(yīng)的約束條件，進行全面的權(quán)衡。

　　結(jié)構(gòu)分析從系統(tǒng)的整體和部分之間的關(guān)系，部分與部分之間的關(guān)系進行具體的分析，通過分析，了解各種相互關(guān)系，從中找出關(guān)鍵的部分或環(huán)節(jié)，以制定調(diào)整系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，使其達到整體優(yōu)化和解決問題的步驟和途徑。例如，經(jīng)濟上的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的分析和調(diào)整，智能上的知識結(jié)構(gòu)的分析和調(diào)整，社會活動中項目結(jié)構(gòu)的分析和調(diào)整，以及領(lǐng)導(dǎo)班子素質(zhì)結(jié)構(gòu)的分析和調(diào)整等等。

　　功能分析在結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上，分析多個組成部分在系統(tǒng)整體功能中所處的地位和所起的作用并加以比較，從中找出主要的關(guān)鍵的部分。功能分析包括橫向的和縱向的兩種分析方法：

　?。ǎ保M向分析。分析處在同一層次中的系統(tǒng)各組成部分在實現(xiàn)上一層次的功能目標(biāo)中所起的作用。一般可采取計算“功能評價系數(shù)”的方法進行。具體步驟如下：

　　第一步：對系統(tǒng)各組成部分在實現(xiàn)系統(tǒng)整體功能目標(biāo)中所起作用的大小進行“兩兩對比”。凡相比作用大的得１分，凡相比作用小的得０分；

　　第二步，累計各成員（部分）在與其他成員（部分）對比中所得的總分?jǐn)?shù)和全體成員在對比中的得分總和；

　　第三步，計算每個成員（部分）的功能評價系數(shù)，即求出每個成員（部分）在全體成員所得總分中的比值（見表6—1）

　　功能系統(tǒng)評價表

　　表6—1

　　組成部分ABCDEF累計得分功能評價系數(shù)

　　A×1101140.267

　　B0×101130.200

　　C00×01120.133

　　D111×1150.333

　　E0000×00.000

　　F00001×10.067

　　合計151

　　其中功能評價系數(shù)最大的成員（部分）對系統(tǒng)整體功能的作用也最大。

　　有了系統(tǒng)各組成部分的功能評價系數(shù)，我們不僅可以了解各部分在實現(xiàn)整體功能目標(biāo)中所起的作用，而且也便于有針對性地采取優(yōu)化措施。

　?。ǎ玻┛v向分析。在橫向分析的基礎(chǔ)上，分析處在不同層次中的各組成部分在實現(xiàn)系統(tǒng)整體功能目標(biāo)中所起的作用。一般可采用樹形圖的方法進行。具體如圖1所示：

　　甲乙丙

　?。?.25）(0.35)(0.40)

　　|||

　　ABCDEF

　　(0.27)(0.20)(0.13)(0.33)(0.00)(0.07)

　　圖1系統(tǒng)功能分析樹形圖

　　其中：

　　A的作用系數(shù)為0.27′0.25=0.68

　　B的作用系數(shù)為0.20′0.25=0.050

　　C的作用系數(shù)為0.13′0.35=0.046

　　D的作用系數(shù)為0.33′0.35=0.116

　　E的作用系數(shù)為0.00′0.40=0.000

　　F的作用系數(shù)為0.07′0.40=0.028

　　環(huán)境分析

　　任何系統(tǒng)都不能脫離一定的環(huán)境條件而孤立存在，系統(tǒng)環(huán)境分析就是根據(jù)系統(tǒng)與環(huán)境的這種相關(guān)性，分析系統(tǒng)對環(huán)境和環(huán)境對系統(tǒng)的作用情況。系統(tǒng)與環(huán)境之間的相互作用是十分復(fù)雜的，既有物質(zhì)的，能量的交換，又有信息的交換；既有環(huán)境對系統(tǒng)的作用，又有系統(tǒng)對環(huán)境的反作用。因為系統(tǒng)自身的復(fù)雜性和環(huán)境條件的多因子性，它們之間的相互作用又是交互進行的，所以系統(tǒng)的環(huán)境分析往往也需要多角度、多層次或綜合地進行，這樣才有可能從分析中找到使系統(tǒng)優(yōu)化的條件和改善系統(tǒng)環(huán)境條件的有效措施，以提高系統(tǒng)對環(huán)境條件的適應(yīng)度。

　　動態(tài)分析

　　系統(tǒng)的動態(tài)分析需要運用定性分析和定量分析相結(jié)合的方法進行。以農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的動態(tài)分析為例，其具體步驟如下：

　　第一步，根據(jù)動態(tài)分析的結(jié)果繪制系統(tǒng)發(fā)展的各種趨向空間圖；（見圖2）

　　第二步，分析系統(tǒng)各種一級趨向的約束條件（如列出可能增產(chǎn)、平產(chǎn)或減產(chǎn)的具體條件），并據(jù)此提出向最好方向發(fā)展和避免向最壞方向發(fā)展的具體措施；

　?。ㄟ^去）（現(xiàn)在）（未來）圖2系統(tǒng)發(fā)展趨向空間圖

　　系—增產(chǎn)增收

　　統(tǒng)系—增產(chǎn)—增產(chǎn)平收

　　已統(tǒng)—增產(chǎn)減收

　　歷的—平產(chǎn)增收

　　的當(dāng)—平產(chǎn)—平產(chǎn)平收

　　發(fā)前—平產(chǎn)減收

　　　展?fàn)睢獪p產(chǎn)增收

　　狀態(tài)—減產(chǎn)—減產(chǎn)平收
　　態(tài)—減產(chǎn)減收

　　第三步，分析系統(tǒng)各種二級趨向的約束條件（如列出可能增產(chǎn)增收……平產(chǎn)增收……減產(chǎn)增收……的具體條件），并據(jù)此提出向最有利方向發(fā)展和避免向最不利方向發(fā)展的措施。

　　三、系統(tǒng)模型法

　　1.什么是系統(tǒng)模型法

　　所謂系統(tǒng)模型法是通過研究與真實系統(tǒng)在功能上或結(jié)構(gòu)上相似的模型，來揭示和掌握真實系統(tǒng)的特征和規(guī)律。

　　系統(tǒng)模型方法的根本特點在于：它不是直接研究現(xiàn)實世界的某一現(xiàn)象或過程本身，而是設(shè)計一個與該現(xiàn)象或過程相類似的模型，通過模型來間接地研究該現(xiàn)象和過程。

　　模型概念的基礎(chǔ)在于，模型本身與某一對象之間，存在著某種相似性。就是說，如果在兩個對象之間可以建立某種相似性，那么在這兩個對象之間就存在著原型——模型關(guān)系。

　　長期以來，各種對象的性質(zhì)相似性，已經(jīng)成為研究自然界形形色色現(xiàn)象的科學(xué)方法的基礎(chǔ)。建立相似于所研究的現(xiàn)象的模型，以使現(xiàn)實系統(tǒng)的研究得以進行，這樣的模型概念已被引入到差不多所有的科學(xué)分支中去了。為什么要使用模型呢？

　?。ǎ保┮驗楝F(xiàn)實系統(tǒng)作試驗很難，或者不可能作試驗，例如某些軍事和社會系統(tǒng)；

　　（２）即使現(xiàn)實對象可以進行試驗，但模型仍有它突出的特點：它比現(xiàn)實容易理解；

　?。ǎ常┠Ｐ捅痊F(xiàn)實容易操作。尤其在模型中一些參數(shù)值的改變比在現(xiàn)實問題中去改變它們要容易；

　　（４）模型可以通過對其敏感度分析而顯示出哪些因素對系統(tǒng)影響更大。

　　從系統(tǒng)工程的范圍來看，兩個對象之間導(dǎo)致原型一模型關(guān)系的最重要的相似性是行為上的相似性，這使我們有可能建立運動或變化的模型。建立行為模型的基礎(chǔ)是，在一定條件下，在形式、結(jié)構(gòu)和工作過程的物理性質(zhì)上完全不同的若干系統(tǒng)中，可以觀察到同樣的行為。

　　所以，現(xiàn)實系統(tǒng)的模型一般具有三個特征：

　?。ǎ保┧乾F(xiàn)實系統(tǒng)的抽象，或者模仿；

　?。ǎ玻┧怯赡切┡c分析的問題有關(guān)的部分或因素構(gòu)成；

　?。ǎ常┧砻鬟@些有關(guān)部分或因素之間的關(guān)系。

　　模型是描述現(xiàn)實系統(tǒng)的一個抽象，由于描述現(xiàn)實，因此必須反映實際，但是由于它的抽象的特征，因此又高于實際，并且便于研究其共性，從而有助于解決這個被抽象的實際系統(tǒng)，而且能指導(dǎo)其它有這些共性的實際問題的解決。

　　模型是現(xiàn)實的一個表示，但如果模型搞得太復(fù)雜，甚至和實際情況一樣，那就太難控制而且也失去利用模型的意義。因此一般總是作一個比實際對象遠(yuǎn)為“簡單”的模型，同時又希望在實際使用它來預(yù)測及解釋一些現(xiàn)象時有足夠的“精確度”。任何一個實際現(xiàn)實總要涉及大量的因素（或變量），但是確定其現(xiàn)象的本質(zhì)的因素往往只要抓住其中部分的主要因素即可，即所謂抓主要矛盾。

　　描述現(xiàn)實系統(tǒng)的模型常用下面幾種形式：

　?。ǎ保┬蜗竽Ｐ停s尺模型）這是把現(xiàn)實東西的尺寸進行改變（如放大或縮?。┖蟮谋硎?。它們看起來和現(xiàn)實的東西基本相似，例如照相，飛機和導(dǎo)彈的風(fēng)洞模型，化工試驗車間，教學(xué)用的原子模型等。

　?。ǎ玻┠M模型這是用有這一組性質(zhì)的東西去代替有另一組性質(zhì)的東西，只要這兩組性質(zhì)之間的關(guān)系相同。例如，地形圖上用不同顏色表示不同海拔高度，電路模擬中用電壓模擬機械運動中速度，電流模擬力，電容模擬質(zhì)量等。

　?。ǎ常┓柲Ｐ突驍?shù)學(xué)模型這是用字母、數(shù)字及其它符號來體現(xiàn)變量以及它們之間的關(guān)系。因此這是最一般，最抽象的模型。它使人一點也想不起原來所代表的現(xiàn)實是什么。符號模型（人們也常把符號模型即叫作數(shù)學(xué)模型）采用數(shù)學(xué)表達式的型式（通常是一些方程式、不等式或者一組程序）來描述被模擬的現(xiàn)實對象的結(jié)構(gòu)。由于數(shù)學(xué)模型中參數(shù)和變量最容易改變，因此最容易操作。數(shù)學(xué)模型在系統(tǒng)工程和運籌學(xué)等方面的重要性十分顯著。

　　以上三種不同形式的模型之間的利弊如圖3所示：

　　這三種形式的模型在實際使用時，經(jīng)常交叉使用，以發(fā)揮各自的長處和克服自己的缺點。同時這三種模型之間也還可有些其它類型的模型，或者還有其它模型的分類法。

　　2.系統(tǒng)模型的建立

　?。ㄒ唬┙⑾到y(tǒng)模型的基本要求

　　系統(tǒng)模型、尤其是系統(tǒng)動態(tài)模型，雖然適于研究和解決大系統(tǒng)問題，但由于涉及因素眾多、內(nèi)外關(guān)系復(fù)雜、目標(biāo)體系龐大、情況千變?nèi)f化。因此，要建立一個有效的系統(tǒng)模型，必須符合三個基本要求：

　?。ǎ保┫嗨菩?。模型與原型要有相似關(guān)系，也就是說，模型的結(jié)構(gòu)和功能必須是研究對象（原型）的結(jié)構(gòu)和功能的模仿；

　?。ǎ玻┖唵涡?。模型必須由與原型有關(guān)的基本部分（要素）所構(gòu)成。也就是說，模型是以簡化的形式，撇開了研究對象的次要成分或過程，但必須抓住研究對象的主要成分成環(huán)節(jié)，才能起到對原型的模仿作用和簡化作用；

　　（３）精確性。模型必須反映原型的各種真實關(guān)系，也就是說，模型要能表現(xiàn)研究對象內(nèi)部的和外部的各種基本關(guān)系。

　?。ǘ┙⑾到y(tǒng)模型的方法

　　系統(tǒng)模型建立的方法很多，具體采用什么方法，視具體情況需要而定。
　　?。ǎ保┲苯臃治鰡栴}當(dāng)問題（系統(tǒng)）足夠簡單和明顯時可按問題性質(zhì)直接作出模型。例如我們可以為這樣一個命題：“面積為一定值的長方形中，四邊長度總和Ｌ為最小者為正方形”建立數(shù)模，加以計算。

　?。ǎ玻├媚Ｐ腿缬泻芏鄼C械系統(tǒng)，氣動力學(xué)系統(tǒng)，水力學(xué)系統(tǒng)，熱力學(xué)系統(tǒng)及電路系統(tǒng)之間某些現(xiàn)象彼此類似，特別是通過微分方程描述的變量運動方程有的基本一致。因此往往搞清其中一個系統(tǒng)的運動性質(zhì)，自動地也就模擬了另一些系統(tǒng)的運動性質(zhì)。由于電模擬機的發(fā)明，利用它模擬其它系統(tǒng)就特別方便。
　?。ǎ常├脭?shù)據(jù)分析方法有些系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性質(zhì)不很清楚，但是可以通過描述系統(tǒng)功能的數(shù)據(jù)的分析來搞清系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型。這些數(shù)據(jù)是已知的，或者可以按需要而收集來的。例如在生產(chǎn)中經(jīng)常遇到某些產(chǎn)品的質(zhì)量有問題，造成質(zhì)量出問題的影響因素很多，其中有些因素是可控的，有些卻是不可控或不好控的，究竟這些因素與質(zhì)量指標(biāo)之間是什么關(guān)系和它們分別起的影響多大是不很清楚的，這時往往使用回歸分析等工具來幫助建立起模型，并在此基礎(chǔ)上進一步分析一些因素的作用。

　?。ǎ矗┫到y(tǒng)試驗當(dāng)現(xiàn)有數(shù)據(jù)分析不能確定個別因素（變量）對系統(tǒng)工作的指標(biāo)的影響時，有時有必要在系統(tǒng)上作局部試驗，以搞清那些是本質(zhì)的變量及其對指標(biāo)的影響。就是說，我們運用系統(tǒng)模型方法，經(jīng)常要一邊分析，一邊進行試驗來逐步搞清模型。

　?。ǎ担├谩叭斯がF(xiàn)實系統(tǒng)”這是最復(fù)雜情況下構(gòu)造模型的思路。當(dāng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性質(zhì)不明確，又沒有足夠的數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)上又無法做試驗，表面看來似乎這時元法去構(gòu)造模型，但實際上有時也可以著手構(gòu)造模型。由于這時既無法直接研究現(xiàn)實系統(tǒng)，又無法全靠實驗室研究，于是引入一個人工的現(xiàn)實系統(tǒng)，把要研究的真實系統(tǒng)先來一番科學(xué)的設(shè)想，最后把模型構(gòu)造出來。

　　借用人工的現(xiàn)實，把現(xiàn)實情況適當(dāng)?shù)睾喕?，然后將人工的現(xiàn)實適當(dāng)分解成一些較為初等的情況（或者初等系統(tǒng)），它們過去已經(jīng)有過研究，或者比較容易形成模型，以后再返回到人工現(xiàn)實以形成人工現(xiàn)實的一個較滿意的模型稱之為Ｍ1，然后人工的現(xiàn)實再根據(jù)現(xiàn)實的情況適當(dāng)修改，使得更精確一些，這樣又得到廣一些的模型2，他比Ｍ1要更細(xì)一些，這樣反復(fù)迭代形成模型Ｍ1，Ｍ2，Ｍ3，…，Ｍn，每一個比前一個更復(fù)雜，更具一般性，也更接近現(xiàn)實的情況。

　　（三）模型簡化

　　由于實際情況的復(fù)雜和變化多端，我們往往不能簡單套用現(xiàn)有的模型，甚至對一些似乎具有簡單結(jié)構(gòu)的模型的情況也是如此。例如有些參數(shù)在這個場合容易拿到，換一個場合卻拿不到，這時迫使改用其它形式的模型，有時通過模型的構(gòu)造才發(fā)現(xiàn)必須擁有哪些數(shù)據(jù)，或者模型應(yīng)往那一個方向修正。

　　有時，雖然復(fù)雜的模型已構(gòu)造出來，但是作試驗和求解太困難，也迫使我們改用較為簡單的近似模型，在對實際情況作適當(dāng)簡化時，常采用的方法有下述幾種：

　　（１）除去一些變量在應(yīng)用優(yōu)選法的模型時，當(dāng)與要考察的指標(biāo)Ｕ有關(guān)的可控變量很多時，由于變量太多（例如五、六個以上）能試驗次數(shù)會大大增多，這時如果過去對實際情況有豐富經(jīng)驗時，可以抓住其中一、二個主要變量來進行優(yōu)選試驗，有時往往起到事半功倍的作用。但是如果事先經(jīng)驗不多，無法區(qū)別其主次，這時可以人為地除去一些變量，而只留下２個變量，如果優(yōu)選試驗結(jié)果已經(jīng)滿意，就可不管其它變量。反之，就除去這兩個變量，取另外兩個變量來進行同樣的工作，如此等等，一直到找到一對使指標(biāo)有滿意結(jié)果的可控變量為止。

　　有時我們也用正交試驗方法粗粗地把多因素（變量）的作用都摸一下，然后從中找出對效率指標(biāo)有顯著影響的少量因素，再進行優(yōu)選試驗。

　　（２）合并和分細(xì)一些變量把有些性質(zhì)類同的變量合并成少數(shù)有代表性的變量，例如構(gòu)成國民經(jīng)濟平衡表模型，本來要考慮成千上萬種的產(chǎn)品，但為了計算方便，我們只把它合成６１個品種，當(dāng)然這樣合并會帶來誤差，問題是使之盡量小。有時候為了深入一些研究問題，我們也可將有些變量再分細(xì)，這在統(tǒng)籌方法中經(jīng)常采用。

　?。ǎ常└淖冏兞康男再|(zhì)經(jīng)常用的改變變量性質(zhì)的辦法有三種：把有的變量看成是常量；把有的連續(xù)變量看成是離散的；把有的離散變量看成連續(xù)的變量。

　?。ǎ矗└淖冏兞恐g的函數(shù)關(guān)系在數(shù)學(xué)中最常用的是原來非線性的關(guān)系，由于處理起來太困難，而改用線性關(guān)系式來逼近，也可用二次函數(shù)或其它我們研究比較透的一些函數(shù)來逼近，這樣使模型大大簡化。

　　在隨機性問題中我們也常用一些熟知的概率分布函數(shù)，例如正態(tài)分布，指數(shù)分布等去替代不太好處理的概率分布函數(shù)。

　　（５）改變約束為簡化模型還可對變量的約束條件加以改變：增加一些約束；去掉一些約束；對約束進行一些修改。

　　顯然增加約束后求得系統(tǒng)質(zhì)量指標(biāo)一般偏低，有時把這樣求得的解稱為保守的或悲觀的，而去掉一些約束后求得的質(zhì)量指標(biāo)往往偏高，這時求得的解稱為冒進的或樂觀的，雖然它們都不一定求得真正的解，但可以指出解的范圍，這對系統(tǒng)進行初步估計時是很有用處的。
　　　四、系統(tǒng)決策法

　　1.決策與系統(tǒng)決策法
　　“決策”即“拍板”或“決定”。所謂決策就是在一定條件下，為了達到最佳目標(biāo)，從多種準(zhǔn)備行動的方案中選擇最優(yōu)方案的過程。

　　由于決策是人類的一項最基本的活動，因此，人類對決策理論的研究從很早就開始了，后來并形成了一門獨立的科學(xué)——決策論。決策論就是關(guān)于作決定的科學(xué)，就是研究怎樣從若干個可行方案中選擇最優(yōu)方案的基本理論和方法。它是運籌學(xué)的一個分支學(xué)科。它的基本內(nèi)容是關(guān)于決策者怎樣根據(jù)外界情況，運用數(shù)學(xué)方法來做出最優(yōu)決策的理論。最初的決策理論并不是一門獨立的學(xué)問，而是包含在不同的學(xué)科里。早在本世紀(jì)初，管理科學(xué)中的社會系統(tǒng)學(xué)派就開始研究決策理論了。美國的巴納德在他１９３８年出版的《經(jīng)理的職能》一書里，就對組織決策理論作了深入研究。本世紀(jì)四十年代后期，人們又把統(tǒng)計學(xué)方法運用于科學(xué)管理，產(chǎn)生了統(tǒng)計決策理論。于是，在五十年代，科學(xué)家們把組織決策理論、統(tǒng)計決策理論和其他數(shù)學(xué)工具同決策論的概念結(jié)合起來，創(chuàng)立了現(xiàn)代決策論。在某些文獻中，人們又把決策論稱做決策分析。后來，美國管理學(xué)家西蒙、馬奇等人又把這門科學(xué)發(fā)展到一個新的階段，使其更加完善。

　　由于解決問題的角度和用途不同，決策可分為經(jīng)驗決策和科學(xué)決策，確定型決策、非確定型決策和風(fēng)險決策，戰(zhàn)略決策、戰(zhàn)術(shù)決策和日常決策，單目標(biāo)決策和多目標(biāo)決策，程序型決策和非程序型決策，等等。

　　系統(tǒng)科學(xué)出現(xiàn)以后，系統(tǒng)理論使決策論發(fā)展到系統(tǒng)決策的高度。所謂系統(tǒng)決策就是運用系統(tǒng)論方法把決策這個動態(tài)過程，看成是由若干步驟構(gòu)成的有機聯(lián)系的決策系統(tǒng)，為實現(xiàn)特定目標(biāo)，運用現(xiàn)代科學(xué)方法和計算工具對之研究和處理，以選取最優(yōu)方案的過程和方法。簡單地說，系統(tǒng)決策法就是運用系統(tǒng)論方法，把決策過程當(dāng)作一個決策系統(tǒng)來對待，以確定最佳目標(biāo)的科學(xué)決策方法。

　　2.決策的條件與步驟

　　系統(tǒng)決策是有條件的，當(dāng)你處在無法控制的狀態(tài)，或遇到無法控制的因素時，是無法直接進行決策的，只能聽之任之，或者是先通過系統(tǒng)的調(diào)整使之趨向可控狀態(tài)，變不可控為可控，然后才能進行決策。決策還必須在有兩個以上可供選擇的方案出現(xiàn)時才有選擇的余地和可能。所以在無邊無際的情況下要首先對系統(tǒng)進行簡化，創(chuàng)造決策的條件。

　　系統(tǒng)決策在程序上有著內(nèi)在的共同規(guī)律，其過程可分為以下幾個步驟：

　?。ǎ保┨岢鰡栴}，確定目標(biāo)提出問題是決策過程中一個十分重要而又嚴(yán)肅的環(huán)節(jié)。決策的價值、質(zhì)量和水平，在很大程度上也是取決于所提出的問題的價值、質(zhì)量和水平。提出問題，包括發(fā)現(xiàn)問題、界定問題和確認(rèn)問題，這是有效決策的基礎(chǔ)。所謂問題，就是指應(yīng)有的現(xiàn)象或狀態(tài)和實際的現(xiàn)象或狀態(tài)之間所出現(xiàn)的差距?；蛘哒f，是指離開某一理想目標(biāo)或規(guī)范的一種偏差。當(dāng)然，并不是所有的偏差都能構(gòu)成問題。只有當(dāng)這種偏差被認(rèn)為必須加以糾正，迫切需要加以解決的時候，這種偏差才能真正成為有待解決的問題。如果偏差雖已發(fā)生，但并不被認(rèn)為非解決不可，那么這種偏差實際上是被當(dāng)成不成問題的問題，而不能被確認(rèn)。人們對這種不能被確認(rèn)的問題，是不可能著手給予解決的。當(dāng)然也就不存在決策的問題。因此，在發(fā)現(xiàn)問題之后，為了使問題能夠得到確認(rèn)，必須對問題加以“界定”，并進行必要的思想工作和宣傳說明，使人們明確問題的范圍、性質(zhì)、內(nèi)容、原因和意義。所以，發(fā)現(xiàn)問題、界定問題和確認(rèn)問題需要有相當(dāng)?shù)乃枷胨?、洞察能力和敢于面對事實作實事求是的分析精神?/DIV>