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內容簡介

本書譯自英國著名係統工程專傢戴瑞剋? 希金斯的著作，作者在書中提齣一種新的綜閤係統方法論，期望這個方法論能夠在原則上處理所有的係統問題和難題，並得到能解決問題的解。本書從對係統的復雜性認識齣發，針對從很小的尺度直到非常大的尺度和範圍，研究處理和解決係統問題的理論方法。同時給齣大量的案例研究，涉及作戰指揮、裝備體係、企業組織、生産管理、治安維和、氣候能源等涉及自然環境和人類自身多個領域多個層麵的係統工程問題，既描述相關係統難題在過去是如何産生的，又描述在未來如何更加有效地解決這些問題。本書可作為係統工程專業和管理科學與工程等相關專業研究生和高年級本科生的課程教材，也可作為航天、航空、船舶、交通運輸、社會經濟和軍事等領域復雜社會係統和技術係統相應管理人員、技術人員綜閤分析求解 係統問題的參考書。

作者簡介

戴瑞剋?希金斯長期以來一直是係統工程的先驅者，他有著大量的經驗，*早在英國皇傢空軍服役22年，直到退休。隨後他在公共領域和保密領域獲得瞭大量各種各樣的職位，包括擔任北約空軍指揮控製係統（ACCS）的英國方麵技術負責人，以及在英國的兩個*好的係統工程公司中擔任市場部主任、業務開發部主任和技術部主任。他於1988年成為大學老師和學者，開始學術研究。希金斯先生是國際係統工程學會（INCOSE）英國分會的首任會長，同時也是英國電子工程師學會（IEE）係統工程專業委員會的首任主席，他還曾經擔任英國國防谘詢委員會的委員。他目前的研究涉及係統工程的廣泛領域包括係統思維、係統需求開發、社會心理學和人類學、指揮控製係統設計，以及普適的係統工程。
硃一凡，國防科技大學教授，中國軍事科學學會軍事裝備分會副秘書長、中國仿真學會理事、中國仿真學會離散係統仿真專業委員會副主任委員、《係統仿真學報》編委、海軍級人纔培養1258工程帶教專傢。

目錄

目 錄
第一篇 係統：係統科學與係統思維的前沿
第一章 係統哲學理念 1
1．1 湧現的係統運動 1
1．2 係統的本質 2
1．3 因果關係和目的論 3
1．4 湧現 4
1．5 生命與熱力學第二定律 5
1．6 人類組織中的熵與功 5
1．7 熵循環 6
1．8 一般係統論和開放係統 6
1．9 博爾丁的係統分類 7
1．10 並行和同態 7
1．11 開放係統的概念 8
1．12 瞭解開放係統的行為 9
1．13 格式塔（完形）和整體論 10
1．13．1 不可分割性 11
1．13．2 交互動力學 11
1．14 穩定性和穩定狀態 12
1．15 係統論方法 13
1．16 係統思維 14
1．17 功能主義和有機體類比 15
1．17．1 有機體類比 15
1．17．2 機器的隱喻 15
1．18 機械係統控製概念 16
1．19 有機體控製概念 16
1．20 基本感知、概念和知覺 17
1．20．1 湧現和層次結構 17
1．20．2 由自身是係統且相互作用的組分構成的係統 18
1．20．3 整體係統的多樣性 18
1．20．4 具有所需湧現特性的開放係統的潛在綜閤方法：係統工程 19
1．20．5 問題空間與解決方案空間 20
1．20．6 演化的自適應係統 21
1．20．7 自組織的臨界性 22
1．20．8 弱混沌 22
1．20．9 係統特徵 23
本章練習 24
第二章 係統科學前沿 25
2．1 係統論與係統科學 25
2．2 守恒定律與傳輸現象 26
2．3 排隊現象 27
2．4 混沌現象 28
2．4．1 鱗翅目形的洛倫茲圖 28
2．4．2 混沌的生成 29
2．4．3 自相似性 31
2．4．4 分形 32
2．4．5 倍周期 34
2．5 信息：守恒還是非守恒 34
2．6 作為自然科學和社會科學的係統科學 35
2．6．1 行為 35
2．6．2 識彆與分類 36
2．6．3 公理知識 36
2．6．4 世界模型與世界觀 36
2．6．5 解讀 36
2．6．6 信念係統 36
2．6．7 本能與意象 38
2．7 社會人類學和文化人類學 40
2．8 社會資本 41
2．9 社會基因型態 42
2．10 復雜性管理 42
2．10．1 湧現特性的聚閤 43
2．10．2 反混沌 44
2．11 係統壽命周期與熵循環 45
2．11．1 係統響應原則 45
2．11．2 係統內聚原則 46
2．11．3 適應性原則 46
2．11．4 關聯多樣性原則 46
2．11．5 多樣性受限原則 47
2．11．6 首選模式原則 47
2．11．7 循環發展（熵循環）原則 47
2．11．8 係統壽命周期：統一係統假設 48
2．11．9 係統耐久性：係統衰退 50
本章總結 50
本章練習 51

第三章 係統思維前沿 53
3．1 係統思維的範圍、局限和價值 53
3．1．1 示意圖 53
3．1．2 因果關係和因果循環模型 55
3．1．3 係統錶麵現象動態仿真 56
3．1．4 動態交互係統仿真 59
3．1．5 行為建模 61
3．2 係統思維和科學方法 61
3．3 係統錶述和係統建模 62
3．4 非綫性係統思維 65
本章總結 67
本章練習 68
第四章 係統工程的哲學理念 69
4．1 係統工程為何重要 69
4．2 係統工程的早期例子 70
4．2．1 不列顛之戰 70
4．2．2 美國航空航天局（NASA）的“阿波羅”登月計劃 70
4．3 “係統”的研究對象 71
4．4 “工程”的研究對象 72
4．5 問題的求解、定解和消解 73
4．6 係統工程：定義和描述 74
4．7 係統工程的實際目標 76
4．8 定解、求解或消解問題的策略 77
4．9 自組織係統 78
4．10 係統的係統：體係 79
4．11 自底嚮上的集成 81
4．12 完成係統工程“整體” 81
本章總結 83
本章練習 85
第五章 係統模型 86
5．1 開放係統 86
5．2 簡單的嵌套和遞歸模型 88
5．3 社會基因型態――一個概念模型 88
5．4 控製論模型 89
5．5 係統架構模型 90
5．6 比爾的適存係統模型 92
5．7 開環控製模型 94
5．8 五層係統模型 95
5．8．1 第1層：産品/子係統工程 95
5．8．2 第2層：項目係統工程 97
5．8．3 係統工程的本質 100
5．8．4 第4層：工業係統工程 100
5．8．5 第5層：社會經濟係統工程 102
5．9 追求湧現――所有係統的通用參考模型 103
5．9．1 湧現的根源及其能否有目的地“設計” 103
5．9．2 通用參考模型的概念 104
5．9．3 功能管理 106
5．9．4 行為管理 107
5．9．5 通用參考模型的形式模型 109
5．10 列錶形式的通用參考模型 111
5．11 通用參考模型和係統論方法 112
5．11．1 實例化分層通用參考模型 114
5．11．2 通用參考模型是否能捕獲到湧現 116
5．11．3 通用參考模型比較 117
本章總結 117
本章練習 118
案例A 日本的精益量化供應係統 119
A．1 引言 119
A．2 調查研究 122
A．2．1 開放係統的觀點 122
A．2．2 市場拉動與生産推動 125
A．2．3 持續改善和流水綫 127
A．2．4 企業聯盟 129
本案例總結 130

第二篇 係統方法論
第六章 係統方法論綜述 132
6．1 係統方法論的定義 132
6．2 係統方法論的社會潛力和經濟潛力 133
6．3 係統方法論：一個範式 133
6．4 係統方法論的各個方麵 134
6．4．1 科學維度 134
6．4．2 邏輯和認識論維度 135
6．4．3 時間維度 135
6．4．4 文化/政治/行為維度 136
6．4．5 道德和倫理維度 136
6．4．6 社會維度 137
6．4．7 組織維度 137
6．4．8 經濟維度 138
6．4．9 技術維度 139
6．5 係統方法論：概念模型 140
6．6 能否找到一個（更好的）係統方法論 145
6．7 能否構建智能、自適應、演化的解決方案係統 145
本章總結 146
本章練習 148
第七章 處理復雜的問題和難題 149
7．1 問題的解決範式 149
7．2 綫性、復雜性、非綫性和智能係統行為 149
7．3 係統功能異常：領域影響因素 150
7．4 軟係統方法 151
7．5 達成共識的方法 152
7．5．1 頭腦風暴法 153
7．5．2 名義群體法 153
7．5．3 創意記錄法 153
7．5．4 沃菲爾德的解釋結構模型 154
7．6 麵嚮乾預的切剋蘭德軟係統方法論 155
7．7 麵嚮乾預的希金斯嚴格軟方法 157
本章總結 161
本章練習 161
案例B 成功經驗的乾預 162
B．1 背景情況 162
B．2 使用嚴格軟方法做離綫非正式調查 162
B．3 參與式乾預――使用名義群體法和解釋結構模型 168
B．4 無人參與的嚴格軟方法調查和人工乾預兩者比較 175
本案例總結 176
第八章 探索解決方案空間 177
8．1 引言 177
8．2 探索途徑 177
8．2．1 邊界和有限狀態 177
8．2．2 環境、影響和相互作用 178
8．2．3 結構和動力學 179
8．2．4 資源需求 179
本章總結 181
本章練習 181

第九章 聚焦解決方案係統的目的 182
9．1 係統方法論第3步：解決方案係統的目的 182
9．2 係統方法論第4步：開發運行使用構想 184
本章練習 186
案例C 武器係統總體構想 187
案例C之1：不列顛之戰的指揮控製係統 187
C．1．1 引言 187
C．1．2 相互作用的係統 188
C．1．3 讓係統工作起來――作戰係統工程 189
C．1．4 戰鬥打響 190
C．1．5 不列顛之戰的仿真 193
案例C之2 “閃電”――實現武器係統總體構想 198
C．2．1 引言 198
C．2．2 閃電式飛機 198
C．2．3 優化設計 200
C．2．4 乾擾問題 201
C．2．5 解決問題的數字數據鏈路 202
C．2．6 試驗 203
本案例總結 203
第十章 係統解決方案的架構/設計 205
10．1 係統設計方法 205
10．2 功能設計流程 207
10．3 物理設計流程 209
10．4 輸齣/結果 212
本章總結 212
本章練習 213
第十一章 優化解決方案係統設計 214
11．1 係統設計途徑 214
11．2 方法、工具和技術 215
11．2．1 成本與能力 215
11．2．2 整體優化 215
11．2．3 災難救援示例 217
11．2．4 海軍驅逐艦示例 218
11．2．5 供應與物流係統的設計優化 220
11．3 在特定背景下理解設計方案 221
11．4 綫性或非綫性：這是問題所在 222
11．5 驗證與確認 223
本章總結 224
本章練習 225
第十二章 解決方案係統的創建及檢驗 226
12．1 引言 226
12．2 需求規範 227
12．3 錶徵不同類型的係統 228
12．3．1 組織方麵的考慮 229
12．3．2 集成方麵的考慮 230
12．3．3 運行使用的係統工程――在運行中不斷優化 231
12．4 解決方案係統的組成部分 232
本章總結 233
本章練習 234
第十三章 係統方法論――詳細說明 235
13．1 理想世界與現實世界 235
13．2 係統方法論的産品 235
13．3 係統方法論整體 237
13．4 係統方法論是流程嗎 237
13．4．1 外循環與內循環設計 237
13．4．2 外循環、內循環和係統工程 239
13．5 係統方法論：分階段描述各個步驟 239
本章總結 243
本章練習 244
第十四章 係統方法論的實踐應用 246
14．1 按階段劃分的係統方法論 246
14．2 麵嚮人類活動係統的係統方法論 247
14．3 作為工具的係統方法論 248
14．4 係統方法論應用的組織管理和係統工程應用的組織管理 249
14．4．1 係統方法論的甘特圖 250
14．4．2 團隊體係 251
14．4．3 團隊體係與內/外循環 252
14．4．4 團隊體係和係統體係 252
本章總結 255
本章練習 255
案例D 構建國防能力架構 257
D．1 係統方法論第1步：探索問題空間 257
D．2 係統方法論第2步：探索解空間 263
D．3 係統方法論第3步：聚焦解決方案係統目的 263
D．3．1 根本宗旨和語義分析 263
D．3．2 效能指標 264
D．3．3 實現目標、剋服威脅的策略 264
D．3．4 非殺傷性武器 265
D．3．5 將策略轉換為功能 266
D．4 係統方法論第4步：開發解決方案係統的高層作戰行動構想 266
D．5 係統方法論第5步：設計解決方案係統， 第1部分――功能設計 268
D．5．1 係統方法論第5步/模闆3：內部功能實例化 268
D．5．2 係統方法論第5步/模闆2：內部行為實例化 269
D．5．3 係統方法論第5步/模闆4：組裝解決方案係統內部功能：最小化構形熵 269
D．5．4 係統方法論第5步/模闆5：劃分解決方案係統的相互作用的子係統 270
D．5．5 係統方法論第5步/模闆6：開發解決方案係統內部構架 270
D．5．6 係統方法論第5步/模闆7：形成解決方案係統概要 271
D．6 係統方法論第5步：設計解決方案係統， 第2部分――功能/物理設計 272
本案例中途練習 272
D．7 係統方法論第5步/模闆11：確定可選的選項 273
D．7．1 可運輸陸戰單元設計構想 274
D．7．2 無人飛行器/遙控飛行器和武器 276
D．7．3 集群和陣形控製 278
D．7．4 變色龍戰車陸戰單元――內部設計構想 278
D．7．5 短程起降運輸機/作戰總指揮部/後勤保障 279
D．8 係統方法論第5步/模闆12：對可選的解決方案係統內的每個相互作用的子係統重做
第2步至第5步/模闆7 280
D．9 指揮和控製 281
D．9．1 分形的C2 282
D．10 設計部分小結 282
D．11 係統方法論第6步/模闆1：單獨實例化藍方解決方案的有機動態模型 283
D．12 係統方法論第6步/模闆1和係統方法論第6步/模闆2：實例化藍方陸上機動力量2010及其
紅方對手 283
本案例總結 285
本案例結論 285

第三篇 係統方法論與係統工程
第十五章 係統工程真正的含義 287
15．1 從“相似”中辨識係統工程 287
15．2 區分係統工程與係統的工程 288
15．2．1 人是係統的一部分還是人工産品的使用者 289
15．2．2 綫性與非綫性 289
15．2．3 自頂嚮下與自底嚮上 289
15．3 係統工程的應用種類 290
15．3．1 全新的首次齣現的係統 290
15．3．2 演化的係統 291
15．3．3 可運行使用的係統 292
15．3．4 批量製造/供應係統 292
15．4 係統工程“策略” 292
15．4．1 瀑布方式 293
15．4．2 螺鏇方式 295
15．4．3 並發方式 296
15．4．4 混沌方式 296
15．5 功能管理、計劃管理和項目管理 297
15．6 關於係統工程的“微型考古學” 299
15．6．1 麥剋弗森的係統設計框架 299
15．6．2 麥剋弗森的復雜係統設計層次 301
15．6．3 項目管理中的麥剋弗森係統工程組織 301
15．7 係統工程分析與管理支撐環境 302
15．8 係統架構 304
15．8．1 係統架構的影響 304
15．8．2 係統架構的優缺點 304
15．8．3 架構類比 307
15．8．4 係統的包含和封裝視角 308
15．9 目的性係統架構 310
15．10 分層架構 312
15．10．1 開放係統互連的國際標準 312
15．10．2 指揮控製架構 313
15．10．3 企業組織架構 314
15．11 人類活動係統 314
15．11．1 為什麼研究人類活動係統 314
15．11．2 人機分離 315
15．11．3 自組織人類活動係統 316
15．11．4 訓練 317
15．12 社會係統 318
本章總結 322
本章練習 323
第十六章 係統創建：目標牽引，湧現為先 324
16．1 源於人類和機器的目標牽引 324
16．2 在功能到物理結構映射中維持跨功能連接 326
16．3 對流程視圖的強調 328
16．4 設計、集成和測試 330
本章總結 331
本章練習 331
案例E 警務指揮控製係統 332
E．1 問題空間 332
E．1．1 社會工程――不負責任的自由化？ 332
E．1．2 政治正確：新的世俗宗教 334
E．1．3 治安中的政治――嚴厲打擊犯罪，嚴厲打擊犯罪根源 336
E．2 解決方案空間 337
E．2．1 民主下的治安 337
E．2．2 治安的變化 338
E．2．3 鷹派、鴿派、自由主義者和恐怖分子 338
E．2．4 社會分裂，對犯罪的

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