系統(tǒng)工程是集科學(xué)技術(shù)大成的組織和管理技術(shù),在我國航天事業(yè)的發(fā)展歷程中發(fā)揮了舉足輕重的作用。《系統(tǒng)工程原理與實踐》分5篇14章,從系統(tǒng)工程思想與方法、系統(tǒng)工程總體、預(yù)先研究與工程研制、計劃協(xié)調(diào)技術(shù)、開創(chuàng)性科技的組織與管理的實踐等5個方面研究與探討了系統(tǒng)工程的原理與實踐。
《系統(tǒng)工程原理與實踐》可供從事系統(tǒng)工程理論與實踐的科學(xué)技術(shù)工作者和組織管理工作者、系統(tǒng)工程的領(lǐng)導(dǎo)者、從事大系統(tǒng)工程創(chuàng)新者以及高等院校師生使用。
我從大學(xué)畢業(yè)后,分配到國防部第五研究院擔(dān)任錢學(xué)森同志的學(xué)術(shù)秘書,并作為錢學(xué)森點名培養(yǎng)的學(xué)生,在他身邊協(xié)助他工作十余年。這期間正是我國航天事業(yè)的開創(chuàng)時期。我國的航天事業(yè)是怎么按照錢學(xué)森建設(shè)總體部的思想和實踐發(fā)展起來的;是怎么按照民主集中制原則集成廣大科技工作者聰明才智,提出航天技術(shù)發(fā)展途徑的發(fā)展戰(zhàn)略思想和實踐的;是怎么按照認(rèn)識論規(guī)律,制定研究與研制工作條例和規(guī)章制度的思想和實踐的;是怎么大力協(xié)同,組織舉國力量,構(gòu)建中國航天事業(yè)產(chǎn)業(yè)的思想和實踐的。我親身經(jīng)歷了那段歷史,受益匪淺。
20世紀(jì)70年代初,錢學(xué)森離開七機(jī)部,赴國防科委任職。一周后,他專程回來對我說:“到了國防科委,才發(fā)現(xiàn)我們這套做法,是很好的!辈诟牢遥骸澳阋盐覀冞@些年發(fā)展航天的這套做法,告訴給后面來的人。”這套做法是什么?他沒有講。這一叮囑讓我在后來的幾十年不停地總結(jié)思索。“文化大革命”結(jié)束后,錢學(xué)森告訴我,是出來繼續(xù)推廣1963年已成功試點的計劃協(xié)調(diào)技術(shù)的時候了。錢學(xué)森告訴航天部領(lǐng)導(dǎo),要把計劃協(xié)調(diào)技術(shù)在航天系統(tǒng)的研究院暨廠所全面推廣,用以提高航天計劃管理水平。不久,錢學(xué)森開始系統(tǒng)地研究系統(tǒng)工程,我也參加了討論。錢學(xué)森在總結(jié)國際國內(nèi)對系統(tǒng)工程不同認(rèn)識后,提出了我們自己的定義和科學(xué)理論與實踐結(jié)合的研究體系。這促成了后來的系統(tǒng)工程學(xué)會的成立。系統(tǒng)工程學(xué)會成立不久,錢學(xué)森又責(zé)成我為國防科委機(jī)關(guān)領(lǐng)導(dǎo)講授系統(tǒng)工程。1982年,錢學(xué)森秘書王壽云同志又轉(zhuǎn)達(dá)要我總結(jié)總體部的構(gòu)建經(jīng)驗。錢學(xué)森離開七機(jī)部后,我努力沿著錢學(xué)森系統(tǒng)工程的思想與方法,在航天部機(jī)關(guān)繼續(xù)為航天事業(yè)的發(fā)展盡微薄之力,從實踐中又加深了對錢學(xué)森一系列系統(tǒng)工程思想的理解。
這就是我寫這本書的初衷。年復(fù)一年,稿子不知寫了多少遍,總是不滿意。2011年初,原航天工業(yè)總公司總經(jīng)理、中國航天局局長、國際宇航科學(xué)院馮?卡門獎獲得者、我的老領(lǐng)導(dǎo)劉紀(jì)原提議舉辦航天業(yè)務(wù)骨干培訓(xùn)班,要我講錢學(xué)森的思想和系統(tǒng)工程,我奉命成文。稿子寫成后,又經(jīng)過一年的修改,終于可以提供給讀者閱讀參考或研究討論了。本書的出版承蒙中國宇航出版社鄧寧豐社長的鼎力支持,親率多位同志對書稿悉心推敲,提出了寶貴意見,在此深表謝意。
全書分為5篇14章。
第一篇系統(tǒng)工程思想與方法;
第二篇系統(tǒng)工程總體;
第三篇預(yù)先研究與工程研制;
第四篇計劃協(xié)調(diào)技術(shù);
第五篇開創(chuàng)性科技的組織與管理的實踐。
2010年10月31日,錢學(xué)森離開了我們。錢學(xué)森逝世后第二天我寫了一篇文章——《錢學(xué)森發(fā)展航天事業(yè)的科學(xué)思想體系》,這是我對錢學(xué)森長期以來在開創(chuàng)中國航天事業(yè)中所作貢獻(xiàn)的較系統(tǒng)的回顧。我把這篇文章安排在本書的開始,以表達(dá)對我的老首長和導(dǎo)師的深深的懷念。錢學(xué)森的品德情操和言行,處處煥發(fā)出系統(tǒng)科學(xué)思想的光輝。
書中許多觀點和錯誤在所難免,請讀者批評指正。
陶家渠,男,1937年11月生,籍貫浙江,研究員,長期從事導(dǎo)彈、衛(wèi)星、動載火箭、航天電子等中國航天科技工業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略研究及航天預(yù)先研究和研制的組織和管理的領(lǐng)導(dǎo)工作。
錢學(xué)森發(fā)展航天事業(yè)的科學(xué)思想體系
第一篇 系統(tǒng)工程思想與方法
引言
第1章 系統(tǒng)思想和系統(tǒng)工程
1.1 引言
1.2 系統(tǒng)和系統(tǒng)思想
1.3 系統(tǒng)思想在20世紀(jì)的蓬勃發(fā)展
1.3.1 運籌學(xué)的由來與戰(zhàn)爭
1.3.2 線性規(guī)劃與非線性規(guī)劃
1.3.3 排隊論
1.3.4 搜索論
1.3.5 博弈論
1.3.6 庫存論
1.3.7 決策論
1.3.8 運籌學(xué)在戰(zhàn)后的發(fā)展
1.3.9 事理學(xué)
1.3.10 統(tǒng)一管理科學(xué)和事理學(xué)的運籌學(xué)
1.3.11 控制論和大系統(tǒng)理論
1.3.12 信息論
1.3.13 系統(tǒng)工程的初期發(fā)展
1.4 系統(tǒng)工程
1.5 系統(tǒng)科學(xué)、系統(tǒng)學(xué)、系統(tǒng)觀
1.5.1 從系統(tǒng)工程到系統(tǒng)科學(xué)、系統(tǒng)學(xué)、系統(tǒng)觀
1.5.2 自然科學(xué)中的系統(tǒng)科學(xué)
1.5.3 開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)
參考文獻(xiàn)
第2章 系統(tǒng)工程方法
2.1 系統(tǒng)觀
2.1.1 目的性
2.1.2 總體性
2.1.3 關(guān)聯(lián)性
2.1.4 開放性
2.1.5 最優(yōu)性
2.1.6 綜合性
2.1.7 可分性
2.1.8 組織性
2.1.9 時序性
2.1.10 實踐性
2.2 系統(tǒng)工程的方法與步驟
2.2.1 時間維——工作階段
2.2.2 邏輯維——思維過程
2.2.3 知識維——專業(yè)知識
2.3 系統(tǒng)工程的幾個基本原理及概念
2.3.1 反饋原理
2.3.2 線性規(guī)劃
……
第二篇 系統(tǒng)工程總體
第三篇 預(yù)先研究與工程研制
第四篇 計劃協(xié)調(diào)技術(shù)
第五篇 開創(chuàng)性科技的組織與管理的實踐
參考文獻(xiàn)
跋
1942年春,美國成立了運籌小組,稱為Operations Research小組。領(lǐng)導(dǎo)人是一名物理學(xué)家,半數(shù)以上成員是數(shù)學(xué)家,其余的人絕大多數(shù)是物理學(xué)家。
當(dāng)時美國運籌學(xué)的早期的著名工作之一就是深水炸彈的起炸深度問題研究。事情源于當(dāng)時潛艇在戰(zhàn)爭中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用,因此反潛艇的工作變得至關(guān)重要。當(dāng)時反潛艇主要是用飛機(jī)去偵察,偵察到潛艇后,用飛機(jī)投深水炸彈將其擊沉。因此除了研究搜索方法外,還需探討深水炸彈的有效使用。這種深水炸彈原先是海軍用的,要炸沉潛入水中的潛艇,起炸深度定為100英尺,F(xiàn)在靠飛機(jī)投深水炸彈,如何有效地使用它呢?運籌工作者在對一些統(tǒng)計數(shù)字進(jìn)行分析之后,作出如下決策:
1)僅當(dāng)潛艇浮在水面,或剛開始下潛時,方投彈攻擊;
2)起爆點為25英尺,這是當(dāng)時炸彈所允許的最淺起爆點。根據(jù)這兩條決策,被擊沉的潛艇成倍地增加。
又如美國商船被敵人飛機(jī)炸沉的數(shù)量很多,有人便提出商船上要不要裝高射炮的問題,當(dāng)時為此爭論不休。原因是當(dāng)時高射炮能擊落敵機(jī)的概率很低,只有4%。況且高射炮價格昂貴,所以有人認(rèn)為不劃算。實際上,這是一個效能準(zhǔn)則問題,數(shù)學(xué)科學(xué)家們認(rèn)為這里最終目的或衡量效能的標(biāo)準(zhǔn)不是高射炮打下敵機(jī)數(shù)的多少,而是保護(hù)商船的效果。數(shù)學(xué)科學(xué)家們計算得出的結(jié)論是:裝高射炮合理。因為雖然裝了高射炮后能打下的敵機(jī)很少,但這樣可以迫使敵機(jī)不敢低飛,使保護(hù)商船的效果由損失25%下降到1%,很有利。
第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,1951年,毛爾思和金伯爾總結(jié)了英美兩國在二次世界大戰(zhàn)期間所從事的運籌工作,寫了《運籌學(xué)方法》一書,講的是有關(guān)運籌學(xué)的軍事應(yīng)用。然而,書里的內(nèi)容和我們今天所理解的運籌學(xué)的內(nèi)涵已有著很大區(qū)別了。
下面分別介紹當(dāng)時的其他幾門學(xué)科,線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、排隊論、搜索論、博弈論等。這幾門學(xué)科都產(chǎn)生于迥然不同的實際問題,聯(lián)系于性質(zhì)各異的領(lǐng)域。
……