復雜系統(tǒng)及其方法論

1、復雜系統(tǒng)及其方法論,中國航天科技集團公司710所,于景元,,主要內容,現(xiàn)代科學技術的發(fā)展系統(tǒng)與系統(tǒng)科學綜合集成思想與綜合集成方法綜合集成理論與綜合集成技術綜合集成工程,現(xiàn)代科學技術的發(fā)展,呈現(xiàn)出高度分化與高度綜合兩種趨勢這兩者是相輔相成，相互促進的.復雜性研究的興起復雜性科學處于高度綜合這個趨勢中，在這個方向上還有系統(tǒng)科學、管理科學、軟科學、非線性科學等.,現(xiàn)代科學技術的發(fā)展,方法論的發(fā)展還原論方法、整體論方法、

2、系統(tǒng)論方法從人腦思維到人機結合思維人類更加聰明了，有能力去認識更加復雜的事物.創(chuàng)新方式的轉變，由個體為主向以群體為主的轉變，創(chuàng)新體系的出現(xiàn)。,,主要內容,現(xiàn)代科學技術的發(fā)展系統(tǒng)與系統(tǒng)科學綜合集成思想與綜合集成方法綜合集成理論與綜合集成技術綜合集成工程,系統(tǒng)與系統(tǒng)科學,系統(tǒng)科學和已有的其它科學不同，它是從事物的整體與部分，全局與局部以及層次關系的角度來研究客觀世界的?？陀^世界包括自然、社會和人自身。能反映事物這個特征最

3、基本的重要概念就是系統(tǒng)，所以系統(tǒng)也就成為系統(tǒng)科學研究和應用的主要對象。這與自然科學、社會科學、人文科學等不同，系統(tǒng)科學能把這些科學領域研究的問題聯(lián)系起來作為系統(tǒng)進行綜合性整體研究。這就是為什么系統(tǒng)科學具有交叉性、綜合性、整體性和橫斷性的原因，也正是這些特點使系統(tǒng)科學處在現(xiàn)代科學技術發(fā)展的綜合性整體化的方向上。,系統(tǒng)與系統(tǒng)科學,所謂系統(tǒng)是指由一些互相關聯(lián)、互相作用、互相影響的組成部分所構成的具有某些功能的整體，這是國內外學術界普遍公認的科

4、學概念。這樣定義的系統(tǒng)在自然界、人類社會包括人自身是普遍存在的。根據(jù)系統(tǒng)結構的復雜性，可將系統(tǒng)分為簡單系統(tǒng)、簡單巨系統(tǒng)、復雜系統(tǒng)和復雜巨系統(tǒng)以及特殊復雜巨系統(tǒng)——社會系統(tǒng)。,系統(tǒng)與系統(tǒng)科學,系統(tǒng)的一個重要特點，就是系統(tǒng)在整體上具有其組成部分所沒有的性質，這就是系統(tǒng)的整體性。系統(tǒng)整體性的外在表現(xiàn)就是系統(tǒng)功能。系統(tǒng)的這個性質意味著，對系統(tǒng)組成部分都認識了，并不等于認識了系統(tǒng)整體，系統(tǒng)整體性不是它組成部分性質的簡單“拼盤”。,系統(tǒng)與系統(tǒng)科學,

5、系統(tǒng)科學研究表明，系統(tǒng)內部結構和系統(tǒng)外部環(huán)境以及它們之間的關聯(lián)關系，決定了系統(tǒng)整體性和功能。從理論上來看，研究系統(tǒng)結構與環(huán)境如何決定系統(tǒng)整體性和功能，揭示系統(tǒng)存在、演化、協(xié)同、控制，管理與發(fā)展的一般規(guī)律，就成為系統(tǒng)學，特別是復雜巨系統(tǒng)學的基本任務。國外關于復雜性的研究，正如錢學森指出的是開放復雜巨系統(tǒng)的動力學問題，實際上也是屬于這方面的探索。,系統(tǒng)與系統(tǒng)科學,另一方面，從應用角度來看，根據(jù)上述性質，為了使系統(tǒng)具有我們期望的功能，特別是最

6、好的功能，我們可以通過改變和調整系統(tǒng)結構或系統(tǒng)環(huán)境以及它們之間關聯(lián)關系來實現(xiàn)。但系統(tǒng)環(huán)境并不是我們想改變就能改變的，只能主動去適應。而系統(tǒng)結構卻是我們能夠改變、調整和設計的。這樣，我們便可以通過改變、調整系統(tǒng)組成部分或組成部分之間、層次結構之間以及與系統(tǒng)環(huán)境之間的關聯(lián)關系，使它們相互協(xié)調與協(xié)同，從而在整體上涌現(xiàn)出我們滿意的和最好的功能，這就是系統(tǒng)控制、系統(tǒng)干預（Intervention）、系統(tǒng)組織管理的基本內涵，也是控制工程、系統(tǒng)工程等

7、所要實現(xiàn)的主要目標。,系統(tǒng)與系統(tǒng)科學,對于系統(tǒng)科學來說，一個是要認識系統(tǒng)，另一個是在認識系統(tǒng)基礎上，去改造、設計和運用系統(tǒng)，這就要有科學方法論的指導和科學方法的運用。,,主要內容,現(xiàn)代科學技術的發(fā)展系統(tǒng)與系統(tǒng)科學綜合集成思想與綜合集成方法綜合集成理論與綜合集成技術綜合集成工程,綜合集成思想與綜合集成方法,對于簡單系統(tǒng)和簡單巨系統(tǒng)都已有了相應的方法，也有了相應的理論與技術并在繼續(xù)發(fā)展之中。但對復雜系統(tǒng)和復雜巨系統(tǒng)（包括社會系統(tǒng)）卻

8、不是已有科學方法所能處理的，需要有新的方法論和方法，這是一個科學新領域。,綜合集成思想與綜合集成方法,從近代科學到現(xiàn)代科學的發(fā)展過程中，自然科學采用了從定性到定量的研究方法，所以自然科學被稱為“精密科學”。而社會科學、人文科學由于研究對象的復雜性，通常采用的是從定性到定性的思辨、描述方法，所以這些學問被稱為“描述科學”。當然，這種趨勢隨著科學技術的發(fā)展也在變化，有些學科逐漸向精密化方向發(fā)展，如經濟學、社會學等。,綜合集成思想與綜合集成方

9、法,從方法論角度來看，在這個發(fā)展過程中，還原論方法發(fā)揮了重要作用，特別在自然科學領域中取得了很大成功。還原論方法是把所研究的對象分解成部分，以為部分研究清楚了，整體也就清楚了。如果部分還研究不清楚，再繼續(xù)分解下去進行研究，直到弄清楚為止。按照這個方法論，物理學對物質結構的研究已經到了夸克層次，生物學對生命的研究也到了基因層次。毫無疑問這是現(xiàn)代科學技術取得的巨大成就。但現(xiàn)實的情況卻使我們看到，認識了基本粒子還不能解釋大物質構造，知道了基因

10、也回答不了生命是什么。這些事實使科學家認識到“還原論不足之處正日益明顯”。這就是說，還原論方法由整體往下分解，研究得越來越細，這是它的優(yōu)勢方面，但由下往上回不來，回答不了高層次和整體問題，又是它的不足一面。,綜合集成思想與綜合集成方法,所以僅靠還原論方法還不夠，還要解決由下往上的問題，也就是復雜性研究中的所謂涌現(xiàn)問題。著名物理學家李政道對于21世紀物理學的發(fā)展曾講過“我猜想21世紀的方向要整體統(tǒng)一，微觀的基本粒子要和宏觀的真空構造、大型

11、量子態(tài)結合起來，這些很可能是21世紀的研究目標”。這里所說的把宏觀和微觀結合起來，就是要研究微觀如何決定宏觀，解決由下往上的問題，打通從微觀到宏觀的通路，把宏觀和微觀統(tǒng)一起來。 同樣的道理，還原論方法也處理不了系統(tǒng)整體性問題，特別是復雜系統(tǒng)和復雜巨系統(tǒng)（包括社會系統(tǒng)）的整體性問題。從系統(tǒng)角度來看，把系統(tǒng)分解為部分，單獨研究一個部分，就把這個部分和其他部分的關聯(lián)關系切斷了。這樣，就是把每個部分都研究清楚了，也回答不了系統(tǒng)整體性問

12、題。,綜合集成思想與綜合集成方法,意識到這一點更早的科學家是彼塔朗菲，他是一位分子生物學家，當生物學研究已經發(fā)展到分子生物學時，用他的話來說，對生物在分子層次上了解得越多，對生物整體反而認識得越模糊。在這種情況下，于20世紀30年代他提出了整體論方法，強調還是從生物體系統(tǒng)的整體上來研究問題。但限于當時的科學技術水平，支撐整體論方法的具體方法體系沒有發(fā)展起來，還是從整體論整體、從定性到定性，論來論去解決不了問題。正如錢老所指出的“幾十年來

13、一般系統(tǒng)論基本上處于概念的闡發(fā)階段，具體理論和定量結果還很少”。但整體論方法的提出，確是對現(xiàn)代科學技術發(fā)展的重大貢獻。,綜合集成思想與綜合集成方法,20世紀80年代中期，國外出現(xiàn)了復雜性研究。所謂復雜性其實都是系統(tǒng)復雜性，從這個角度來看，系統(tǒng)整體性，特別是復雜系統(tǒng)和復雜巨系統(tǒng)（包括社會系統(tǒng)）的整體性問題就是復雜性問題。所以對復雜性研究，他們后來也“采用了一個‘復雜系統(tǒng)’的詞，代表那些對組成部分的理解不能解釋其全部性質的系統(tǒng)。”,綜合集成

14、思想與綜合集成方法,國外關于復雜性和復雜系統(tǒng)的研究，在研究方法上確實有許多創(chuàng)新處，如他們提出的遺傳算法、演化算法、開發(fā)的Swarm軟件平臺、以Agent為基礎的系統(tǒng)建模、用數(shù)字技術描述的人工生命等等。在方法論上，雖然也意識到了還原論方法的局限性，但并沒有提出新的方法論。方法論和方法是兩個不同層次的問題。方法論是關于研究問題所應遵循的途徑和研究路線，在方法論指導下是具體方法問題，如果方法論不對，再好的方法也解決不了根本性問題。,綜合集成思

15、想與綜合集成方法,20世紀70年代末，錢學森明確指出 “我們所提倡的系統(tǒng)論，既不是整體論，也非還原論，而是整體論與還原論的辯證統(tǒng)一”。錢老的這個系統(tǒng)論思想后來發(fā)展成為他的綜合集成思想。根據(jù)這個思想，錢老又提出將還原論方法與整體論方法辯證統(tǒng)一起來，形成了系統(tǒng)論方法。在應用系統(tǒng)論方法時，也要從系統(tǒng)整體出發(fā)將系統(tǒng)進行分解，在分解后研究的基礎上，再綜合集成到系統(tǒng)整體，實現(xiàn)1+1〉2的整體涌現(xiàn)，最終是從整體上研究和解決問題。由此可見，系統(tǒng)論方法吸

16、收了還原論方法和整體論方法各自的長處，同時也彌補了各自的局限性，既超越了還原論方法，又發(fā)展了整體論方法。這是錢學森在科學方法論上具有里程碑意義的貢獻，它不僅大大促進了系統(tǒng)科學的發(fā)展，同時也必將對自然科學、社會科學等其它科學技術部門產生深刻的影響。,綜合集成思想與綜合集成方法,20世紀80年代末到90年代初，錢學森又先后提出“從定性到定量綜合集成方法”以及它的實踐形式“從定性到定量綜合集成研討廳體系”（以下將兩者合稱為綜合集成方法），并將

17、運用這套方法的集體稱為總體部。這就將系統(tǒng)論方法具體化了，形成了一套可以操作的行之有效的方法體系和實踐方式。從方法和技術層次上看，它是人·機結合、人·網(wǎng)結合以人為主的信息、知識和智慧的綜合集成技術。從應用和運用層次上看，是以總體部為實體進行的綜合集成工程。,綜合集成思想與綜合集成方法,綜合集成方法的實質是把專家體系、信息與知識體系以及計算機體系有機結合起來，構成一個高度智能化的人·機結合與融合體系，這個體系具

18、有綜合優(yōu)勢、整體優(yōu)勢和智能優(yōu)勢。它能把人的思維、思維的成果、人的經驗、知識、智慧以及各種情報、資料和信息統(tǒng)統(tǒng)集成起來，從多方面的定性認識上升到定量認識。,綜合集成思想與綜合集成方法,錢老提出的人·機結合思維體系是綜合集成方法的理論基礎。從思維科學角度來看，人腦和計算機都能有效處理信息，但兩者有極大差別。關于人腦思維，錢老指出“邏輯思維，微觀法；形象思維，宏觀法；創(chuàng)造思維，宏觀與微觀相結合。創(chuàng)造思維才是智慧的源泉，邏輯思維和形象

19、思維都是手段”。今天的計算機在邏輯思維方面確實能做很多事情，甚至比人腦做得還好還快，善于信息的精確處理，已有許多科學成就證明了這一點，如著名數(shù)學家吳文俊的定理機器證明。但在形象思維方面，現(xiàn)在的計算機還不能給我們以任何幫助。至于創(chuàng)造思維就只能依靠人腦了。然而計算機在邏輯思維方面畢竟有其優(yōu)勢。如果把人腦和計算機結合起來以人為主的思維方式，那就更有優(yōu)勢，思維能力更強，人將變得更加聰明，它的智慧和創(chuàng)造能力比人要高，比機器就更高，這也是1+1〉2

20、的道理。,綜合集成思想與綜合集成方法,信息、知識和智慧是三個不同層次的問題。有了信息未必有知識，有了信息和知識也未必就有智慧。信息的綜合集成可以獲得知識，信息和知識的綜合集成可以獲得智慧。人類有史以來是通過人腦獲得知識和智慧的?，F(xiàn)在由于以計算機為主的現(xiàn)代信息技術的發(fā)展，我們可以通過人·機結合以人為主的方法來獲得信息、知識和智慧，在人類發(fā)展史上，這是具有重大意義的進步。綜合集成方法就是這種人·機結合獲得信息、知識和智慧

21、的方法，它是人·機結合的信息處理系統(tǒng)、人·機結合的知識創(chuàng)新系統(tǒng)、人·機結合的智慧集成系統(tǒng)。按照我國傳統(tǒng)文化有“集大成”的說法，即把一個非常復雜的事物的各個方面綜合集成起來，達到對整體的認識，集大成得智慧，所以又把這套方法稱為“大成智慧工程”。將大成智慧工程進一步發(fā)展，在理論上提煉成一門學問，就是大成智慧學。,綜合集成思想與綜合集成方法,從實踐論和認識論角度來看，與所有科學研究一樣，無論是復雜巨系統(tǒng)（包括社會

22、系統(tǒng)）的理論研究還是應用研究，通常是在已有的科學理論、經驗知識基礎上與專家判斷力（專家的知識、智慧和創(chuàng)造力）相結合，對所研究的問題提出和形成經驗性假設，如猜想、判斷、思路、對策、方案等等。這種經驗性假設一般是定性的，它所以是經驗性假設，是因為其正確與否，能否成立還沒有用嚴謹?shù)目茖W方式加以證明。在自然科學和數(shù)學科學中，這類經驗性假設是用嚴密邏輯推理和各種實驗手段來證明的，這一過程體現(xiàn)了從定性到定量的研究特點。但對復雜巨系統(tǒng)（包括社會系統(tǒng)）

23、由于其跨學科、跨領域、跨層次的特點，對所研究的問題能提出經驗性假設，通常不是一個專家，甚至也不是一個領域的專家們所能提出來的，而是由不同領域、不同學科的專家構成的專家體系，依靠專家群體的知識和智慧，對所研究的復雜巨系統(tǒng)（包括社會系統(tǒng)）問題提出經驗性假設。,綜合集成思想與綜合集成方法,但要證明其正確與否，僅靠自然科學和數(shù)學中所用的各種方法就顯得力所不及了。如社會系統(tǒng)、地理系統(tǒng)中的問題，既不是單純的邏輯推理，也不能進行實驗。但我們對經驗性假

24、設又不能只停留在思辨和從定性到定性的描述上，這是社會科學、人文科學中常用的方法。系統(tǒng)科學是要走“精密科學”之路的，那么出路在哪里？這個出路就是人·機結合以人為主的思維方式和研究方式。采用“機幫人、人幫機”的合作方式，機器能做的盡量由機器去完成，極大擴展人腦邏輯思維處理信息的能力。通過人·機結合以人為主，實現(xiàn)信息、知識和智慧的綜合集成。這里包括了不同學科、不同領域的科學理論和經驗知識、定性和定量知識、理性和感性知識，通

25、過人·機交互、反復比較、逐次逼近，實現(xiàn)從定性到定量的認識，從而對經驗性假設正確與否做出明確結論。無論是肯定還是否定了經驗性假設，都是認識上的進步，然后再提出新的經驗性假設，繼續(xù)進行定量研究，這是一個循環(huán)往復、不斷深化的研究過程。,綜合集成思想與綜合集成方法,綜合集成方法的運用是專家體系的合作以及專家體系與機器體系合作的研究方式與工作方式。具體地說，是通過從定性綜合集成到定性、定量相結合綜合集成再到從定性到定量綜合集成這樣三個步

26、驟來實現(xiàn)的。這個過程不是截然分開，而是循環(huán)往復、逐次逼近的。復雜系統(tǒng)與復雜巨系統(tǒng)（包括社會系統(tǒng)）問題，通常是非結構化問題。通過上述綜合集成過程可以看出，在逐次逼近過程中，綜合集成方法實際上是用結構化序列去逼近非結構化問題。圖一是綜合集成方法用于決策問題研究的示意圖。,,,綜合集成思想與綜合集成方法,這套方法是目前處理開放的復雜巨系統(tǒng)（包括社會系統(tǒng)）的有效方法，已有成功的案例證明了它的有效性。綜合集成方法的理論基礎是思維科學，方法基礎是系

27、統(tǒng)科學與數(shù)學科學，技術基礎是以計算機為主的現(xiàn)代信息技術和網(wǎng)絡技術，哲學基礎是辯證唯物主義的實踐論和認識論。,,主要內容,現(xiàn)代科學技術的發(fā)展系統(tǒng)與系統(tǒng)科學綜合集成思想與綜合集成方法綜合集成理論與綜合集成技術綜合集成工程,綜合集成理論與綜合集成技術,科學是認識世界的學問，技術是改造世界的學問，工程是改造世界的實踐。從這樣三個層次來看，現(xiàn)代科學技術已有了巨大發(fā)展，人類對客觀世界的認識越來越深刻，改造客觀世界的能力也越來越強。今天，科學

28、技術對客觀世界的研究與探索，已從渺觀、微觀、宏觀、宇觀直到脹觀五個層次的時空范圍，可用下圖來表示：,,,,,綜合集成理論與綜合集成技術,其中宏觀層次就是我們所在的地球，在地球上出現(xiàn)了生命、生物，產生了人類和人類社會。相應于這些不同部分和不同層次的研究，也就形成了今天眾多的科學領域和學科。 錢學森從系統(tǒng)科學思想出發(fā)，從整體上建立了現(xiàn)代科學技術體系結構，在這個體系中，不同領域、不同學科、不同層次的知識，相互關聯(lián)、相互影響共居一體，而且

29、這個體系是開放的，隨著科學技術的發(fā)展，這個體系也要發(fā)展。,綜合集成理論與綜合集成技術,客觀世界是相互聯(lián)系、相互影響、相互作用的整體，因而反映客觀世界不同部分不同層次規(guī)律的不同科學技術部門之間，如自然科學、社會科學和人文科學之間，也是相互聯(lián)系、相互影響、相互作用的，我們不應把這些學問的內在聯(lián)系人為地加以割裂，而應把它們有機聯(lián)系起來去研究和解決問題。,綜合集成理論與綜合集成技術,正如前面所說，現(xiàn)代科學技術的發(fā)展呈現(xiàn)出既高度分化，又高度綜合的

30、兩種明顯趨勢。在這后一發(fā)展趨勢中，不僅有同一領域內不同學科的交叉、結合，特別是不同領域之間，如自然科學、社會科學、人文科學之間的相互結合以至融合，這已成為現(xiàn)代科學技術發(fā)展的重要特點。在這一趨勢中，先后涌現(xiàn)出系統(tǒng)科學、管理科學、軟科學、非線性科學、復雜性科學等。在這個方向上的理論和應用研究，都應引起我們高度重視，這里有很大的創(chuàng)新空間。特別是這方面人才的培養(yǎng)，顯得更加迫切。這類人才是具有跨學科、跨領域研究能力和創(chuàng)新能力的復合型人才。,綜合集

31、成理論與綜合集成技術,對于這后一發(fā)展趨勢，我們始終面臨著如何把不同領域、不同學科以及不同層次的知識綜合集成起來的問題，這樣形成的知識，無論是科學理論還是應用技術，都將使我們對客觀事物的認識更加深刻，改造客觀世界的能力也就更強。復雜性研究和復雜科學的積極倡導者Gell-mann，在他所著的《夸克與美洲豹》一書中，曾寫道“研究已表明，物理學、生物學、行為科學，甚至藝術與人類學，都可以用一種新的途徑把它們聯(lián)系到一起，有些事實和想法初看起來彼此

32、風牛馬不相及，但新的方法卻很容易使它們發(fā)生關聯(lián)”。Gell-mann雖然沒有說明這里所說的新途徑、新方法是什么，但從他們后來關于復雜系統(tǒng)、復雜適應系統(tǒng)的研究來看，這個新途徑和新方法就是系統(tǒng)途徑和系統(tǒng)方法。,綜合集成理論與綜合集成技術,一般來說，復雜系統(tǒng)、復雜巨系統(tǒng)不僅有自然屬性，還有社會屬性和人文屬性，這些屬性寓于在同一個系統(tǒng)之中。研究這個系統(tǒng)不僅需要自然科學，也需要社會科學、人文科學，系統(tǒng)本身就把這些學問聯(lián)系起來了。這就需要把這些學問

33、綜合集成起來，才有可能全面、深刻地去認識系統(tǒng)。以管理科學為例，大家都認為管理科學是自然科學、社會科學、人文科學相互交叉、結合以至融合的研究領域。實際上，管理科學所面臨的研究和應用對象都是系統(tǒng)，這些系統(tǒng)通常都是復雜巨系統(tǒng)，特別是社會系統(tǒng)中的問題。既有自然屬性，又有社會屬性和人文屬性。在這種情況下，我們需要的是把自然科學、社會科學與人文科學綜合集成起來研究系統(tǒng)的管理問題，而不是把它們分割開來僅從自然科學角度或僅從社會科學、人文科學角度去研究

34、，然后再拼起來。這是兩種不同的研究路線，也是兩種不同的研究方法。前者需要綜合集成方法，后者還是還原論方法，方法不同效果也就不會一樣，在實踐中已有大量事實說明了這一點。,綜合集成理論與綜合集成技術,在現(xiàn)代科學技術向綜合性整體化方向發(fā)展過程中，綜合集成方法可以發(fā)揮重要的基礎作用。從方法論與方法的特點上來看，綜合集成方法本質上就是用來處理跨學科、跨領域和跨層次問題研究的方法論和方法。運用綜合集成方法所形成的理論就是綜合集成的系統(tǒng)理論，錢學森提

35、出的系統(tǒng)學，特別是復雜巨系統(tǒng)學，就是要建立這套理論。國外關于復雜性的研究，實際上也是屬于系統(tǒng)理論范疇。,綜合集成理論與綜合集成技術,綜合性整體化的方向，不僅有科學層次上的理論問題，也有技術層次上的應用問題。在這方面，比較典型的是系統(tǒng)工程技術的出現(xiàn)與發(fā)展。系統(tǒng)工程是組織管理系統(tǒng)的技術.它根據(jù)系統(tǒng)總體目標的要求，從系統(tǒng)整體出發(fā)，運用綜合集成方法把與系統(tǒng)有關的學科理論方法與技術綜合集成起來，對系統(tǒng)結構、環(huán)境與功能進行總體分析、總體論證、總體設

36、計和總體協(xié)調，其中包括系統(tǒng)建模、仿真、分析、優(yōu)化、設計與評估，以求得可行的、滿意的或最好的系統(tǒng)方案并付諸實施。,綜合集成理論與綜合集成技術,由于實際系統(tǒng)不同，將系統(tǒng)工程用到哪類系統(tǒng)上，還要用到與這個系統(tǒng)有關的科學理論方法與技術。例如，用到社會系統(tǒng)上，就需要社會科學與人文科學方面的知識。從這些特點來看，系統(tǒng)工程不同于其它技術，它是一類綜合性的整體技術、一種綜合集成的系統(tǒng)技術、一門整體優(yōu)化的定量技術。它體現(xiàn)了從整體上研究和解決問題的技術方法

37、。,綜合集成理論與綜合集成技術,系統(tǒng)工程的應用首先從工程系統(tǒng)開始的，用來組織管理工程系統(tǒng)的研究、規(guī)劃、設計、制造、試驗和使用。實踐已證明了它的有效性，如航天系統(tǒng)工程。直接為這類工程系統(tǒng)工程提供理論方法的有運籌學、控制論、信息論等，當然還要用到自然科學技術有關的理論方法與技術。所以，對工程系統(tǒng)工程來說，綜合集成也是其基本特點。,綜合集成理論與綜合集成技術,當我們把系統(tǒng)工程用來組織管理復雜系統(tǒng)和復雜巨系統(tǒng)（包括社會系統(tǒng)）時，處理工程系統(tǒng)的方

38、法已不夠用了，它難以用來處理復雜巨系統(tǒng)的組織管理問題。在這種情況下，系統(tǒng)工程也要發(fā)展。由于有了綜合集成方法，系統(tǒng)工程便可以用來組織管理復雜巨系統(tǒng)和社會系統(tǒng)了，這樣，系統(tǒng)工程也就發(fā)展了，現(xiàn)已發(fā)展到復雜巨系統(tǒng)工程和社會系統(tǒng)工程階段。,綜合集成理論與綜合集成技術,從綜合集成的系統(tǒng)理論到綜合集成的系統(tǒng)技術，中間也應有個過渡橋梁，它屬于技術科學層次。有些學者曾提出把這門學問稱作“集成學”?？紤]到綜合集成的內涵和外延比通常所說的集成要廣泛而深刻，因

39、而稱作“綜合集成學”可能更貼切一些。從這個角度來看，工程控制論就是針對工程系統(tǒng)控制的綜合集成理論。,,主要內容,現(xiàn)代科學技術的發(fā)展系統(tǒng)與系統(tǒng)科學綜合集成思想與綜合集成方法綜合集成理論與綜合集成技術綜合集成工程,綜合集成工程,把綜合集成理論與技術用于改造客觀世界的實踐中，就是綜合集成工程。對任何一項具體實踐或工程，都是一個具體的實際系統(tǒng)，是有人參與的實際系統(tǒng)。因此，社會實踐是系統(tǒng)的實踐，也是系統(tǒng)的工程。這樣一來，有關實踐的決

40、策與組織管理等問題，也就成為系統(tǒng)的決策與組織管理問題，在這種情況下，系統(tǒng)的理論方法和技術應用到社會實踐或工程中去，不僅是自然的，也是必然的。由此看出系統(tǒng)科學對實踐的重要意義。,綜合集成工程,人們在遇到涉及的因素多而又難于處理的實踐問題時，往往脫口而出的一句話就是：這是系統(tǒng)工程問題。這句話是正確的。其實這句話包含兩層含義：一個含義是，在實踐層次上，這是系統(tǒng)的工程或系統(tǒng)的實踐，另一個含義是，在技術層次上，既然是系統(tǒng)的工程就應該用系統(tǒng)工程技術

41、去處理?？上У氖牵藗兺蛔⒁獾搅饲罢?，卻忘記了要用系統(tǒng)工程去解決問題。,綜合集成工程,要把系統(tǒng)工程技術應用到實踐中，就必須有個運用它的實體部門。以航天為例，航天系統(tǒng)中每種型號都是一個工程系統(tǒng)，對每種型號都有一個總體部，總體部就是運用系統(tǒng)工程技術的實體部門?？傮w部由熟悉這個工程系統(tǒng)的各方面專業(yè)人員組織，并由知識面比較寬廣的專家（稱為總設計師）負責領導。根據(jù)系統(tǒng)總體目標要求，總體部設計的是系統(tǒng)總體方案，是實現(xiàn)整個系統(tǒng)的技術途徑。,綜合集

42、成工程,總體部把系統(tǒng)作為它所從屬的更大系統(tǒng)的組成部分進行研制，對它所有技術要求都首先從實現(xiàn)這個更大系統(tǒng)的技術協(xié)調來考慮；總體部又把系統(tǒng)作為若干分系統(tǒng)有機結合的整體來設計，對每個分系統(tǒng)的技術要求都首先從實現(xiàn)整個系統(tǒng)技術協(xié)調的角度來考慮，總體部對研制中分系統(tǒng)之間的矛盾，分系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的矛盾，都首先從總體目標的需要來考慮。運用系統(tǒng)方法并綜合運用有關學科的理論與方法，對型號系統(tǒng)結構、環(huán)境與功能進行總體分析、總體設計、總體協(xié)調，包括使用計算機和

43、數(shù)學為工具的系統(tǒng)建模、仿真、分析、優(yōu)化、試驗與評估，以求得滿意的和最好的系統(tǒng)方案，并把這樣的總體方案提供給決策部門作為決策的科學依據(jù)。一旦為決策者所采納，再由有關部門付諸實施。航天型號總體部在實踐中已被證明是非常有效的，在我國航天事業(yè)發(fā)展中，發(fā)揮了重要作用。,綜合集成工程,這個總體部所處理的對象還是個工程系統(tǒng)。但在實踐中，研制這些工程系統(tǒng)所要投入的人、財、物、信息等也構成一個系統(tǒng)，即研制系統(tǒng)。對這個系統(tǒng)的要求是以較低的成本、在較短的時間

44、內研制出可靠的、高質量的型號系統(tǒng)，對這個研制系統(tǒng)不僅有如何合理和優(yōu)化配置資源問題，還涉及到體制機制、發(fā)展戰(zhàn)略、規(guī)劃計劃、政策措施以及決策與管理等問題，如下圖所示。,,,,,,,綜合集成工程,顯然，這個系統(tǒng)要比工程系統(tǒng)復雜得多，屬于社會系統(tǒng)范疇。如果說工程系統(tǒng)主要需要自然科學技術的話，那么這個研制系統(tǒng)除了自然科學技術外，還需要社會科學與人文科學。如何組織管理好這個系統(tǒng)，也需要系統(tǒng)工程，但工程系統(tǒng)工程是處理不了這類系統(tǒng)的組織管理問題，而需要

45、的是社會系統(tǒng)工程。應用社會系統(tǒng)工程也需要有個實體部門，這個部門就是錢老提出的運用綜合集成方法的總體部，這個總體部與航天型號的總體部比較起來已有很大的不同，有了實質性的發(fā)展，但從整體上研究與解決問題的思想還是一致的。,綜合集成工程,綜合以上所述，可以看出綜合集成思想是錢學森系統(tǒng)科學思想的重要發(fā)展。綜合集成思想在方法論層次上的體現(xiàn)就是綜合集成方法。運用綜合集成方法所形成的系統(tǒng)理論與系統(tǒng)技術，是綜合集成思想在科學、技術層次上的體現(xiàn)。綜合