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体系开发规律与科学途径



     2005年11月15~17日,在北京召开了以“体系开发规律与科学途径”为主题的香山科学会议第269次学术讨论会。于景元研究员、李伯虎院士、李德毅院士、张最良研究员、牛新光研究员担任本次会议执行主席,来自航空、航天、电子、计算机、经济、管理、信息等部门的40多位专家参加了会议。
     牛新光研究员在介绍本次会议的背景、内容和意义时,对自20世纪90年代以来我国开展体系开发规律与科学途径研究的历程进行了简要回顾;对目前体系研究的重要性、迫切性、当前突出的问题等进行了阐述;对本次会议的主题和中心议题的设置作了说明。
     张最良研究员作了“体系开发规律与科学途径——信息时代的一个崭新研究领域”主题评述报告。系统地阐释了体系的概念与特性,认为体系是能得到进一步“涌现”性质的关联或联结的独立系统集合。论述了体系开发的重要意义,认为体系开发可以涌现新的能力,体系观念能够提供解决复杂社会性决策问题的有效途径。分析了体系开发的研究内容、框架和相关关键技术,认为体系开发可以按三个维度建立研究框架等。……由于体系开发所要解决的矛盾特殊性,传统的系统工程理论方法不能解决体系开发面临问题。所以有必要把体系开发与应用作为专门领域研究。这个研究领域将通过工程与社会应用领域的科学技术以及系统科学为、管理科学、运筹分析、系统工程、信息技术等多学科交叉,分析现实体系开发与应用的经验和存在的问题,探讨体系的原理,体系开发的理论、方法学、技术、工具以及相关经济、政策和标准化等问题;推动我国各领域体系开发与应用的快速健康发展。

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     香山科学会议第269次学术讨论会综述

    2005年11月15~17日,在北京召开了以“体系开发规律与科学途径”为主题的香山科学会议第269次学术讨论会。于景元研究员、李伯虎院士、李德毅院士、张最良研究员、牛新光研究员担任本次会议执行主席,来自航空、航天、电子、计算机、经济、管理、信息等部门的40多位专家参加了会议。会议就体系的复杂性与涌现行为机制,体系顶层设计与优化,体系开发的管理与运行控制,体系实验、试验与评估技术四个中心议题进行了广泛而深入的讨论,促进了专家之间、学科之间的交流和交叉,引起了与会专家的强烈共鸣和对体系研究问题的深入思考。

    牛新光研究员在介绍本次会议的背景、内容和意义时,对自20世纪90年代以来我国开展体系开发规律与科学途径研究的历程进行了简要回顾;对目前体系研究的重要性、迫切性、当前突出的问题等进行了阐述;对本次会议的主题和中心议题的设置作了说明。

    张最良研究员作了“体系开发规律与科学途径——信息时代的一个崭新研究领域”主题评述报告。系统地阐释了体系的概念与特性,认为体系是能得到进一步“涌现”性质的关联或联结的独立系统集合。论述了体系开发的重要意义,认为体系开发可以涌现新的能力,体系观念能够提供解决复杂社会性决策问题的有效途径。分析了体系开发的研究内容、框架和相关关键技术,认为体系开发可以按三个维度建立研究框架,一是获得的知识类型,二是体系开发问题类型,三是研究的应用领域;其相关关键技术主要包括体系的复杂性和涌现行为机制分析技术,体系设计与优化技术,体系开发管理技术,体系的实验、试验和评估技术等。最后,提出当前体系研究应该重点分析体系的涌现行为机制,明确开发目的,搞好体系顶层设计,加强体系开发管理,充分发挥实验、试验和评估的作用。

    与会专家认为,体系是社会、技术发展到一定阶段的产物,是对系统和系统工程的认识与理解不断深化的产物;体系产生内因是系统工程实践、环境、管理和配套技术发展,外因是需求变化、技术发展变化和系统演进变化信息技术的飞速发展。

    一、体系的复杂性与涌现行为机制

    体系的复杂性与涌现行为机制研究,旨在揭示体系开发获取能力跃升的机制,从而达到或拓展体系研究与开发的目的。

    于景元研究员作了“复杂系统与综合集成方法”的中心议题报告。认为综合集成方法论的实质是把专家体系、信息与知识体系以及计算机体系有机结合起来,构成一个高度智能化的人机结合体系,这个体系具有综合优势、整体优势和智能优势。他还论述了综合集成的系统理论与系统技术,分析了综合集成工程和综合集成思想,认为综合集成思想就是把还原论思想和整体论思想结合起来的系统论思想,是体系研究与开发的指导思想。

    李德毅院士在专题发言中,阐述了包括经典随机网络、小世界网络、无尺度网络、集散型网络和星型网络等五种典型的网络拓扑;针对网络对抗的有关复杂网络动力学和网络化数据挖掘等基础理论问题进行了论述;指出复杂系统和复杂网络研究已成为21世纪科学研究前沿,需要大家关注这一活跃的领域。

    陈禹教授在专题发言中,认为传统的随机网络研究框架已经被超越,在概念、视角、研究方法上,都出现了新动向,其中特别值得注意的是小世界网络、无标度网络和社会网络分析;认为复杂网络研究将成为体系研究的一个热点,并对运用复杂网络方法解决体系问题提出了展望。

    王飞跃教授在专题发言中,说明了社会计算的研究背景及其在体系建模方面应用的意义;从科学、技术与人文相结合的角度,说明社会计算是一条十分具体而现实的体系分析途径。

    与会专家在讨论中认为:人工社会与社会计算值得研究,很有发展前途,提出了人工社会建模应该是基于Agent的建议;从网络角度来分析体系建设,应该是一条行之有效的途径。

    二、体系顶层设计与优化

    顶层设计与优化研究,旨在基于对体系运行过程的分析与评估,从而实现体系开发在功能、结构和建设方案上的优化。

    牛新光研究员作了“体系研究技术”的中心议题报告。从顶层对体系概念、构成以及体系技术的内涵与外延进行了分析,论述了体系研究技术攻关的紧迫性,提出了体系研究技术的研究目标和主要研究内容,剖析了体系研究技术的研究重点。

    樊士伟研究员在专题发言中,认为航天系统是复杂大系统,对其进行顶层设计已成为航天工程总体决策、优化设计、科学管理的必要条件;他提出了航天系统顶层设计的主要内容,包括系统需求综合方法,系统方案设计、论证方法和航天系统顶层设计边界条件描述方法三个主要内容;最后,列举说明了航天系统顶层设计的成果。

    荆涛高工在专题发言中,提出了一种以价值为中心的体系一体化顶层设计方法,其是以采用以价值为中心的决策思维方法,通过一体化的逻辑过程、技术方法和支持环境,实现体系顶层设计的总体目标;他还分析说明了一体化顶层设计的逻辑过程和相应的支持环境。

    与会专家在讨论中认为:体系具有层次性、开放性、动态演化性和不确定性等特点;体系顶层设计与优化是体系建设全寿命周期的两个重要环节,应该抓住体系特色需求、约束、目标等要素和分系统功能指标,进行动态的顶层设计;体系顶层设计的理论方法应该遵循综合集成的思想,同时开发智能化、集成化和协作化的技术工具。

    三、体系开发管理与运行控制

    体系开发管理与运行控制研究,旨在通过对体系全寿命周期活动管理与控制,从而保障和促进体系开发的实现。

    胡德风研究员在专题发言中,介绍了有关国外采办体系现状,分析了新形势采办体系的变革,对采办体系工程进行了技术思考和应用展望。

    王积鹏研究员在专题发言中,以大型电子信息系统采办为背景,分析了系统采办管理的目标;结合国外系统采办情况,重点论述了大型电子信息系统采办管理的整体运作机制与管理模式;认为系统采办管理的整体运作机制和管理模式应从组织领导、运作机制、规划计划、控制协调四个方面理顺工作思路。

    黄柯棣教授在专题发言中,介绍了基于仿真的采办过程和现状;认为仿真技术将为体系开发的“管理全方位、全寿命、全系统”三全提供支持;并从运行、系统和技术三个角度定义了基于仿真的采办的体系结构。

    徐学文教授在专题发言中,认为基础信息是体系的一个组成部分,需要加强基础信息采办;提出了基础信息体系开发面临的问题,包括体系设计和优化问题、信息体系构建问题、信息资源的建设问题、信息体系的运行管理问题。

    与会专家讨论中认为:体系采办管理会对现行体制产生影响,体系采办工作应分步骤、有计划地推动。

    四、体系实验、试验与评估技术

    体系实验、试验与评估技术研究,旨在通过体系实验,体系建模、仿真、评估和优化,为体系开发的各项研究提供定性、定量依据。

    李伯虎院士在“体系建模与仿真技术研究”的中心议题报告中,讨论了包括体系建模与仿真的技术体系、体系建模与仿真技术值得关注的几类建模技术、网络化建模仿真技术、VV&A技术、基于普适计算技术的普适仿真技术等几个问题;认为建模与仿真技术正向网络化、虚拟化、智能化、协同化、普适化方向发展,体系建模与仿真技术的发展必须与应用紧密结合。

    胡晓峰教授在专题发言中,提出了建立有关领域的虚拟空间的概念模型,并以此为基础研究其复杂系统的建模与仿真的有关问题,包括体系整体涌现性产生的模拟、不同建模机制的综合集成等。

    杨庆曾研究员在专题发言中,分析了大型工程项目事中评估的特点,研究了大型工程项目事中评估的主要目标,以及评估指标体系的建立和评估方法等问题,认为客观、公正、准确的评估指标体系是体系评估科学化的重要保证,评估机制的建立,是对当前管理机制的一项改革。

    徐瑞恩高工在专题发言中,论述了体系需求、体系能力评估指标、体系优化设计的方法;提出了静态和动态对抗仿真计算中,有关评估体系效能的方法。

    与会专家讨论中认为:仿真评估应该抓住体系全生命周期和人在回路中的作用两个特点;仿真评估应该向智能化、协同化发展;体系评估指标体系的建立值得进一步深入研究。

    五、会议小结

    会议从五个方面进行了小结:

    1、体系研究的理论。体系研究是系统学科与应用领域的交叉,在科学上属于复杂性科学研究的范畴,所研究的对象是一类特殊的复杂系统(基于信息技术的人造体系),在推动发展满足需求方面具有巨大潜在效益,体系开发研究具有普遍的紧迫性。体系开发研究将不断从复杂性科学研究中汲取理论滋养,同时又促进复杂性科学与实际的结合,为复杂性科学的深化研究提供实践土壤;

    2、体系开发研究的方法论。体系研究的方法论是有层次的,哲学层次的方法论就是马克思主义的辩证唯物论,科学层次的方法论就是钱学森同志提出的处理复杂巨系统的从定性到定量的综合集成方法论。我们的任务是遵循这些方法论的指导,研究以体系涌现机制为代表的技术层次方法论;

    3、体系顶层设计和优化。体系顶层设计是体系开发跨领域、跨层次、跨时段的整体谋划,关系到体系开发的成败。体系顶层设计的科学问题,一是顶层设计包括的环节、内容和要求;二是顶层设计重在演化设计,要解决从现有状态到预期的阶段目标状态的演化设计;三是顶层设计的优化问题,重点是优化的准则和方法问题;

    4、体系的开发管理和运行控制。体系的开发管理和运行控制是保障体系开发谋划取得实实在在效益的关键,是对管理科学和系统工程的新挑战。体系开发实践涉及体系开发机制改革和管理体制创新等问题,虽然困难,但是有有利条件。有利条件,一是国家要落实科学发展观,实现可持续、协调发展,为体系开发营造了一个良好的氛围;二是深化改革,建立统一、协调的管理体制是有关各方的共同要求;三是信息化建设提供了必要的技术手段来保障管理体制改革;

    5、体系实验、试验与评估。体系实验、试验与评估手段的应用是体系开发的薄弱环节。目前虽然已经开始着手手段建设,但是如何使体系实验室建设满足体系设计、论证和管理的要求,还面临着巨大挑战。一是要解决体系对抗的建模和试验问题;二是要解决在体系开发中实验、试验的规划和具体的试验设计问题。

    

    

    

    

    

 

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