鲁达 一、什么是系统工程
“系统工程”是关于系统的全面规划，总体设计，经营管理，组织筹建，运行调度的学问，也有人叫它“系统工程学”。通常，机械工程是研究机械的设计方法和制造工艺的，土木工程是研究建筑物的设计方法与建造技术的。那么，系统工程可以说是研究“系统”的规划设计方法和组织管理技术的。
“系统”是现代科学与工程技术中的一个极为重要的概念。所谓系统，是由各组成部分相互联系而构成，具有某种共同目的与功能的有机整体。以武器系统为例，比如一枚“空-空”导弹就是一个系统，它由导引头、控制舱、舵机、引信、战斗部、弹体、火箭发动机等组成。具有制导功能，即能自动导向、跟踪、并摧毁敌机。
AIM-120空空导弹结构示意图
系统有大有小。一枚导弹是个较小的系统。由许多导弹组成的导弹基地、一架带有几枚导弹的歼击机、歼击机群、装备有导弹武器的驱逐舰、舰队……等等，就是较大的系统。
一个系统中不仅有武器装备，还有使用武器装备的人，这就是“人-机”系统。比如，由“导弹-射手”、“火炮-炮手”、“飞机-驾驶员”、“军舰-舵手”……等组成的“人-机”武器系统。
中国“前卫”1便携式防空导弹
“系统”的概念，不仅适用于“物”，如武器、装备，也适用于“人”，如战斗员、指挥员。还适用于人和物组成的整体，如一支部队。而且，也可以用于由人和物参与活动的过程，例如，某种新式武器的研制过程也是一种系统，它由各种有关部件、零件的研制过程所组成，共同的目的是在要求的时间与条件下，研制成具有规定战术性能的某种武器。
系统工程从“系统”概念出发，强调共同目的与整体功能，在系统的规划、设计、研制、筹建、试验、运行的全过程中，对人力、物力进行统筹安排与科学管理，使系统的各组成部分相互协调、相互配合，以求获得技术上先进，经济上合算，运行中可靠的系统，多、快、好、省地完成预定的任务。
武器系统与系统工程有十分密切的关系。系统工程从四十年代开始发展到现在，都和军事部门相联系。第二次世界大战期间，为了有效地解决军事物资运输问题，研究与应用了“运筹学”，也称为“运用研究”，可以说是系统工程的萌芽。许多新式武器的研制成功，都与系统工程的应用有很大关系。例如，美国的原子弹、北极星导弹潜艇……等。事实证明，系统工程已成为发展各种武器系统，特别是现代化大型武器系统十分重要的理论方法与技术途径。
二、系统工程的内容
由于系统工程的应用范围十分广泛，所以系统工程的内容也十分丰富。可以说，在国民经济各部门，社会生活各方面，在四个现代化的工业、农业、国防、科学研究等各个领域，都有系统工程的问题。譬如用在军事方面，称为军事系统工程。其中有指挥系统工程、后勤系统工程、武器系统工程……等；用在经济方面，称为经济系统工程；用在工业生产方面，如冶金系统工程、化工系统工程；用在科研项目的计划管理方面，常常称为×××划，如阿波罗计划……等等。
为了对系统工程有个具体概念，举一些例子：
1.“北大西洋潜艇战略”
第二次世界大战期间，美国要往英国运送大量军事物资，遭到德国潜艇的袭击，1941～1942这二年，美国的船几乎被搞掉了一半，怎么办呢？于是发展了“搜索论”。用这种理论方法寻找潜艇出现的规律，估算在什么地方、什么时间最可能出现潜艇，这样就可以有目的地、有计划地派飞机或军舰去护航，用最经济合理的办法保护商船，大大减少了商船的损失，也打掉了不少德国潜艇。这种“搜索论” 就是系统工程方法之一，也是现在称为“运筹学”的一个重要组成部分。
二战时期的德国潜艇，始终是盟军在海上遭遇的最大威胁
2.“曼哈顿”计划
这是第二次世界大战期间，美国的原子弹研制计划。它在原子能委员会领导下，将15000名科学家组织起来，把分布在全国各地的研究机关、大学、工厂的人力、物力充分利用起来，在最短的时间，用最少的钱，从无到有，在五年之内，做出了世界上第一颗原子弹。
3. “阿波罗”计划
60年代，美国为了把人送到月球上，制订了庞大的“阿波罗” 载人飞船登月计划。组织了科技人员42万，大学与研究机构120所，生产厂家2万多，进行了大量科研、设计、试验、生产工作，投资300多亿美元，终于在1969年7月20日首次用“阿波罗-11”把两位飞行员送到月球降落，进行了月球科学考查，采集了月球的岩石标本，又返回了地球。这是应用系统工程方法取得重大成功的典型事例。
4.“北极星”导弹潜艇研制工程
1958年，美国为了加速研制“北极星”导弹潜艇，发展了“计划评审技术”（PERT），和“关键路方法”（CPM），由于这些系统工程方法的应用，在规划、研究、设计、制造、试验、投产的全过程中，合理地、有效地利用了人力、物力、财力，集中力量，突破关键，计划严密，组织协调，结果使“北极星”计划提前两年完成。这个成功事例被誉为“管理科学的重大突破”。
美国“北极星”3A潜射弹道导弹
从以上例子可以看出，系统工程是关于各种系统的组织管理的科学技术。它主要包括二方面的内容：
其一，系统总体规划设计。
就是如何制订系统总体方案，进行计划协调，在最短时间内，以最少的人力、物力、财力，最有效地利用科学技术新成就，以求研制、筹建成能完成预定任务、技术先进、经济合理、运行可靠的系统。这表现为各种大型工程的总体设计部、工程指挥部或总工程师室的工作。
中国PL-1空空导弹
例如，导弹武器的总体设计部是个“抓总”的单位，它要制订该导弹武器的总体方案，规划实现方案的技术途径，进行所谓“方案总体”与“技术总体”的工作。为了研制“空-空” 导弹，总体设计部要根据预定的战术要求，设计总体方案，提出对各分系统的技术要求、性能指标，进行合理的分配与协调。要制订研制进度计划表，采取既先进又切实可行的技术实现途径，组织协调各分系统的研制工作，解决研制过程中总体与分系统，分系统之间的各种矛盾，直到系统试验成功，将导弹研制出来。
其二，系统经营管理。
在系统研制筹建成功，投入运行使用之后，还有合理的经营管理问题。就是如何利用科学管理方法与电子计算机等信息处理、自动控制设备充分发挥系统中人力、物力、财力的作用，做到“人尽其才、物尽其用”，使系统最有效、最经济、最可靠地协调运转。这就是各种大型企业的厂长办公室、总调度室要做的工作。
例如，在一个大型工厂中，人力包括：工人和各种技术人员、管理人员。物力包括：能源、原材料、半成品、成品、厂房设备、机电设备、工具仪表等。财力包括：工资、流动资金等。厂长办公室和总调度室要根据生产任务要求与产品供销情况，制订年度计划、月计划、日计划，合理组织人力，充分利用物力、财力，使全厂劳动生产率最高，保证优质、高产、安全地完成生产销售任务。
虽然，系统工程的具体内容随着应用场合不同而有差别，如军事的、经济的、社会的等等。但是，各行各业的系统工程都有共同的内容：“最优化”。在研制、筹建新系统时，有最优规划、最优设计、最优决策、最优组织、最优管理等。在已有系统的运行、使用中，有最优决策、最优管理、最优控制、最优运行等。都有共同的关键问题：“协调”。即从全局、整体出发，使各局部、各部分相互协调配合，共同努力实现全局最优化。
【作 者: 涂序彦】