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系统科学与系统工程学科发展战略模式探索

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【摘要】在系统科学系统工程学科于我国不断发展的几十年里,系统科学同系统工程学推广及其应用已逐渐渗透到社会各领域中,并对我国生产和社会活动产生较为深远影响,与此同时,也出现更多亟待我们解决的问题。

【关键词】复杂系统结构;系统科学;系统工程;复杂网络

在社会不断发展与进步过程中,环境、生态等自然问题以及社会工程技术等经济问题逐渐引起国人关注。社会研究人员与环境管理等工作人员曾多次对问题进行分析并解决,同时遇到很多本质问题,进而模糊了人们对问题客观认识。

一、学科发展趋势分析

对于系统科学而言,主要对系统一般属性及系统运动规律、系统与系统之间结构和功能关系等进行细致研究并进行有效分析。不论何种系统,系统内部结构及系统外部环境共同决定着系统性能;系统内部结构和系统外部环境所发生的改变都将对系统功能产生或多或少变化。系统工程,主要在于对人工系统抑或是对人工系统同人类相关系统进行的研究。

系统工程较系统科学涉及领域广,具体包括军事方面、工业方面、农业方面、交通运输方面、经济方面、能源方面等。我国所拥有系统科学及系统工程学科在科学技术飞速发展的今天正面临重要挑战,如何准确确定我国系统科学同系统工程学科发展策略与方向,对我国系统科学同工程学科在未来社会发展具有深远影响和重要意义。

二、学科重要问题及学科优先发展方向

1.复杂系统结构及其功能涌动机制以及进化历程

涌现作为复杂性科学较为核心议题,其研究充分体现我国系统科学最为基本思想,部分之和略小于整体,并由此产生新层次系统功能及结构。层次问题也是复杂性科学较为核心议题之一,涌现问题与层次问题息息相关。层次问题主要研究对象即为层次形成条件、层次区分方法及层次稳定条件。系统涌现与系统演化过程在管理方面、引导方面以及控制方面共同组成系统涌现与系统实际应用完美结合的桥梁。涌现现象具有普遍性且其实践意义较为清晰。针对环境和文化等不同类型系统所产生涌现现象,并通过理论与实际有效结合方式,揭示了涌现现象存在的普遍规律。这一规律在许多学科中均可得以充分有效利用。

2.复杂群体系统行为机制、模拟及调控

群体系统作为较典型的复杂系统,指的是通过系统科学有效方法对自然群体、工程群体及社会群体等进行定量建立有效的群体行为模型,进而对此类群体实施调控,令群体内涌现我们期望的行为。涌现是由于个体和其周边个体以及环境之间相互作用而产生,而群体行为产生需要通过建立有效模型并进行分析。群体协作机制及其调控作用在工程运用过程中同样具有重要意义。

3.复杂网络在其结构、功能、性质及其应用等方面分析

复杂网络指的是拥有复杂拓扑结构及复杂节点等行为网络系统,复杂网络对于现实世界是一个涵盖各种较大规模网络的抽象概念。复杂网络在理论上需要研究的内容为各种各样看似毫无关系可言的复杂网络相互之间存在的共性问题及其相应解决办法。当前复杂网络在研究方面存在的较为重要问题即为对于网络结构和性质以及网络演化机理等方面依然欠缺可靠系统性理论支持,而网络结构和网络功能相互之间存在的关系研究依然存在其片面性,针对有效调整网络结构及网络性能缺乏及时可靠办法。各工作人员从不同角度出发对相同问题进行探讨研究,使得在对复杂网络进行研究过程中出现越来越多矛盾、互不相容、甚至完全对立结果。

4.面向复杂任务进行有效调度、规划和决策理论及方法

诸多领域均或多或少包含复杂任务。复杂任务在进行有效调度、规划和决策等问题过程中应以实践为基础,且以实际运用为宗旨,此类问题大多具有较强随机性、动态性及其不确定因素。就目前而言,解决具备复杂任务进行有效调度、规划和决策问题过程中涉及相关问题具体包括以下几方面:

面向具备不确定因素、定性和定量信息共享、多决策目标等特性复杂任务进行合理规划及决策问题多个领域内知识获取与表达方法;面向具备结构化或非结构化、信息不确定性、目标相互冲突等相关特性复杂性任务决策问题方法与理论;面向具备递阶、分层、多人决策等特性复杂任务决策方法及理论;在进行复杂任务有效调度、规划和决策过程中,具备任务连续性以及任务时变性等重大问题。当前多数人凭借经验解决问题,显然无法适应现代化问题,然后动态算法则是解决此类问题的有效手段。

三、系统科学同系统工程学科发展战略建议要点分析

1.重视复杂系统和复杂性科学有效研究

自动化学科发展特点大致分为数字化、信息化、智能化及网络化,自动化学科研究系统在其复杂程度方面也越来越高,急需在理论及研究方法等方面进行相应改善,复杂性科学地位及其作用越来越重要。

2.重视真实且复杂的系统研究

复杂性科学在研究方面重点在于以下几点:(1)首先研究具备复杂性这一特征真实系统;(2)其次对具备复杂性这一特征机理进行揭示;(3)寻找描述复杂性系统演变过程中进化方法;(4)最后将理论与实践进行有机结合。

3.注重学科之间相互融合与交叉

复杂性科学在研究对象方面涉及许多领域,这一特点使其成为宏观意义上具备一定基础性的复杂学科,该学科在发展过程中应不断汲取相关学科成果,并与相关学科进行有机融合和交叉,促进自身不断发展与进步。

4.明确系统科学与系统工程学科的定位

在系统科学同系统工程学科研究过程中,更多强调较为常见的理论及方法步骤,符合自动化学科以应用基础学科定位这一理念,而且其研究基础方法及其理论同自动化学科具有极大共性。

四、结束语

在科学技术不断发展的今天,信息技术发展愈加重要,系统科学同系统工程学科地位日益提升,系统科学同系统工程学科所产生的新理论及实践运用等问题层出不穷,急需较为有效解决方案,希望更多有识之士投入到系统科学同系统工程学科发展研究课程中来。

参考文献

[1]陈禹,方美琪.人类对于复杂网络的认识――系统科学的一个重要视角(专辑序言)[J].系统工程学报.2005(02)

[2]李玲.突发事件的复杂科学方法分析――以汶川大地震为例[J].网络财富.2008(08)

[3]闵家胤.关于“复杂性研究”和“复杂性科学”[J].系统辩证学学报.2003(03)

作者简介:黄志伟(1977―),男,江西南昌人,硕士,工程师,现供职于江西省机构编制委员会办公室,从事计算机与系统工程、决策支持等问题研究。