系統工程與管理變革：從牛頓到默頓的升華

從牛頓系統到默頓系統、從牛頓定律到默頓定律帶來的時代挑戰，是開發人工世界的關鍵，更是系統工程流程和管理變革所要面對的核心問題

藉國際系統工程協會（INCOSE）《系統工程手冊》中文版即將出版之機，《管理學家》邀我主編一期系統工程與管理科學的專題討論，為此還組織了一次與手冊的譯者，也是專著《新科學管理》的作者、深諳系統工程體系精髓的中航工業副總經理張新國博士以及其他幾位具有系統工程和管理豐富經驗的專家學者與工程人員的座談。我由衷祝賀中航工業在系統工程理論研究與工程實踐中所取得的成就，十分高興有此機會向他們學習，更為新國博士所率領的團隊長期以來扎實地研究并實踐工程管理和系統工程理論及方法的精神與執著所折服。

本人有幸在INCOSE創立之初就成為其會員，并參與早期手冊的一些組織活動，還曾組織INCOSE中國分會，試圖推動過手冊的中文版工作；我工作了二十余年的亞利桑那大學系統與工業工程系的一些同事好友也參與了手冊的規劃、評論、審閱和修訂工作。今天，看到手冊中文版的完成，有一種特別親切的感覺。然而，近來信息技術突飛猛進的發展，讓我對系統工程和管理科學的現狀有幾分擔心。借此時機，我愿就系統工程未來的發展和應用，特別是相應的管理變革，談一下自己的一些粗淺看法，拋磚引玉，希望將來能有更多的專家學者和一線工作者參加相關的討論。

系統工程的本質

要從本源上理清系統工程與管理科學的關系，必須首先認清其本質。對于什么是系統工程、為什么要系統工程，教科書上的答案大同小異。然而，對于什么是系統工程的本質，討論并不多。我個人認為，在抽象層次上，系統工程的實質就是尋求有效的手段，減少完成特定目標的不確定性，化多樣為歸一，使復雜變簡單。換言之，系統工程就是一種應對不確定性、多樣性、復雜性（UDC： Uncertainty， Diversity， Complexity）的方式。具體而言，就是針對各種問題和資源限制，通過多學科的知識融合，首先明晰需求，再構造系統整個生命周期的各類“人工”流程，使相關的任務執行過程可描述、可度量、可驗證，進而使實現各項目標的途徑和方式明確、經濟、可靠。這里我們強調流程的“人工”特性，因為這些流程一般并不服從自然法則而具有“必然性”（necessity），而是易被環境改變具有“權變性”（contingency）。顯然，對于系統工程而言，整體性思維是其必需，整體功能大于局部功能集合之“1+1﹥2”特性是其必然。在此意義上，系統工程與管理科學同源同質，側重不同而已。

因此，流程是系統工程的核心手段和關鍵內容。就像沒有“計劃”就沒有“變化”一樣，沒有“流程”就沒有“前程”。有了流程，系統工程就能“無中生有”；以流程為綱，系統工程的實踐就可“綱舉目張”。

20世紀90年代初，類似于目標或價值管理中的SMART原則，特別是后來的SMARTER原則，特里 ·巴希爾（A. Terry Bahill）教授提出了系統工程的流程原則，即SIMILAR（State， Investigate， Model， Integrate， Launch， Assess， Reevaluate）模型，率先開設了系統工程流程分析和基于模型的系統工程流程等課程，為美國、英國、加拿大、新西蘭、澳大利亞等國的軍事部門和國防軍工企業培養了一批系統工程高級人才。而且，自1990年起，國際系統工程協會（INCOSE）及其前身美國國家系統工程協會（NCOSE）的創立、發展與壯大，特別是其《系統工程手冊》的完成，更是強化了系統工程流程思想在西方國家的軍事、國防、軍工等領域的組織、管理和運營中的貫徹執行。

現狀與問題

然而，就像早期泰羅的科學管理，20年前的系統工程流程方法也帶有嚴重的線性和機械思維的傾向，強調系統的工程復雜性，忽略其社會復雜性；結果流程內外，信息之流被動不暢，而流程的主體，人，基本上還是在流程之外。這一問題在當今尤為突出，因為系統工程流程所面對的人員，從素質、知識結構到行為模式都發生了極大的變化，信息技術更是從當年互聯網的雛形，發展到今天的新媒體、云計算、大數據，眾包，Cyberspace（網絡空間）。

現在，就連以開放活躍著稱的美國大學生也變得“怯”于傳統的學習方法，甚至“宅”于虛擬的在線交流而“羞”于面對面的交流方式，許多學生呈“分布、分時”化行為模式：知道很多卻都不深，同時參與好多事但很難專注于一件事，就像染上“推特癥”或“微信癥”一樣，“不專注、不深度、不負責”，認知和學習能力差不多都已經碎片于“140字”之中！如果遭遇這樣的員工，“零星思維”、“微信工程”尚可，整體思維、系統工程難料！無奈的是，不管我們“九斤老太”的秤有多準，不管這是進步還是退步，這可能就是我們必須面對的“未來”員工。

為此，在進一步普及強化現有的系統工程流程方法與實踐的同時，我們還必須面向新一代員工，充分利用新興的網絡和計算技術，如社會計算、計算解析、知識自動化、復雜性科學等，再造系統流程，創新管理科學，以智能技術盡可能地化解需求、目標、現狀之間的矛盾，使流程的管理邁向智慧管理，使新一代員工能夠按自己的知識結構和行為模式去充分地掌握、參與、利用系統和管理的流程，有效地應對時刻可能出現的不確定性、多樣性和復雜性問題。正如新國博士在其著作《新科學管理》中所倡導的，我們必須打破自然科學與社會科學的分界，以新的思維和研究方法，打通系統工程和管理學中的職能分工與流程管理、戰略與執行、科學與人文、乃至無序與有序的關系，集成現有技術，進而升華成為新的、智能化的科學管理理論。

第三世界的時代呼喚：大數據與人工科學

波普爾（Karl Popper）認為我們的世界是三重的，由物理世界、精神世界、人工世界組成。物理世界為第一世界，這里人類是行動的主體；精神世界為第二世界，這里人類是認識的主人；人工世界為第三世界，在這里人類才是真正的主宰。人類的知識源自第一世界的行動和第二世界的認識，卻成為人工世界的主要部分，但絕非全部。我認為，解決上面所討論的問題，希望就只能寄托于第三世界的充分開發。

為什么？因為網絡化和Cyberspace（網絡空間）已使人工世界從哲學的抽象變成日常的具體，人肉搜索、新媒體、wiki、眾包……人們的生活空間正在迅速地被數據驅動和虛擬化，知識幾乎可以光速傳播并獲取，影響瞬間遍及整個網絡空間，人人事事都有參與和發揮作用的機會，怎樣的系統工程流程和管理能與之匹配？像百年前關于第一世界所發生的物理科學量子化的革命，知識過程連同其產生者——人類社會本身，正進入了一個嶄新的“光速化”、“量子化”、“宇宙化”發展新階段，不但能夠彌補我們知識表面上的“碎片化”問題，而且還孕育著前景無限的爆發力。顯然，第三世界正在實體化，將與第一、第二世界鼎立平行，必將深刻地改變我們的一切。

第三世界已經向我們發出呼喚：所謂“大數據”就是其表象，是“碎片化”、“光速化”、“量子化”、“宇宙化”等的統稱，其后更為深刻的，正是作為智能系統專家和管理學家的司馬賀（Herbert A. Simon）所倡導的“人工科學（The Sciences of the Artificial）”。以大數據為驅動，通過人工世界的開發，突破物理和精神世界的資源約束，從“人工科學”的視角重塑系統工程和管理之“人工”流程，使之在出現于第一世界之前、在感覺于第二世界之前，首先落實在第三世界之中，在人工世界里可描述、可實驗、可執行，而且動漫化、可視化、智能化，這已不再是對未來不切實際的憧憬，而是新時代中生存的必須?？上?，司馬賀生前只將“人工科學”作為解決復雜性科學問題的設想，留下的相關專著也僅是其講座的集合而已，對于何謂人工科學的具體內容和方法，實際上并無涉及；如何實現，還得靠我們自己。

回顧人類社會發展的歷史，農業社會主要開發了第一世界，而且僅僅是物理世界的地表資源，雖然解決了人類的生存問題，但相當程度上壓制了我們第二世界的發展；文藝復興的思想解放，其實就是第二世界的開發，由此展開了第一世界的第二次深度開發，也就是地下資源的大開發?，F在，我們已經進入了信息社會，主要的任務應當是人工的第三世界的開發，其特征是數據將會成為像土地和礦藏一樣的資源，并且必將帶來第一和第二世界的再次更加深入的開發。未來，和諧將是三個世界之間的和諧，發展必將是三個世界的共同發展。

因此，我們必須以一種新的時代思維來對待和開發人工世界的這些數據與信息資源；在此背景之下，重新審視、變革各類復雜系統的流程和管理。

邁向智慧管理：從牛頓到默頓的挑戰

對我而言，管理的變革就是利用虛擬世界無限的數據和信息資源，突破現實世界資源有限的約束，真正地納“人”于系統和管理的流程之內，與之平行互動，實現智慧管理。為此，我們不可避免地要涉及人在其中的復雜社會系統，必須跨越“建模鴻溝”，克服從牛頓系統到默頓系統的艱巨挑戰。

如圖1所示，社會系統與物理系統之間的主要差別可形象地用“建模鴻溝”來表示：隨著系統復雜性的增加，系統逐漸從簡單的物理系統向大型的信息系統，再向復雜的社會系統過渡，所涉及的關鍵信息也從物理信號，到商務信號，再到社會信號；系統的行為越來越難以被精確刻畫，相應的建模方法也從解析式的數學模型到仿真模型，再到描述型的人工模型；但實際行為與模型行為之間的差別也越來越大，以至形成“建模鴻溝”的客觀現象。實際上，這一“鴻溝”曾使有些專家學者認為動態反饋式的智慧管理“恐怕永遠也不會有結果”。

由于“建模鴻溝”的出現，迫使我們把注意力從利用可以直接控制系統行為的“牛頓定律”進行建模，轉向通過只能間接影響系統行為的“默頓定律”進行建模。這里，“牛頓定律”泛指可以通過解析的方式精確地描述系統行為的各類物理、力學、化學、生物等傳統意義上的科學定律和公式，當然也包含經典的牛頓定律等等。而“默頓定律”泛指以美國社會學家默頓命名的各種能夠引導系統行為的“自我實現預言（Merton’s Self-Fulfilling Prophecy Laws）”，即：“由于信念和行為之間的反饋，預言直接或間接地促成了自己的實現（A self-fulfilling prophecy is a prediction that directly or indirectly causes itself to become true， due to feedback between belief and behavior.）?！币驗閷τ谌祟惿鐣袨閱栴}，在許多情況下，我們要“證實”的命題，其實最后是我們影響甚至改變、構成、實現的命題，非自然科學，特別是物理數學里的因果關系，而是心理學上的因果驅動關系。簡言之，命題改變行為，進而成真（A statement could alter actions and therefore come true）。半個多世紀來，引導全球半導體事業發展的“摩爾定律（Moore’s Law）”就是一個十分成功的“默頓定律”。

我們稱其行為能夠由“牛頓定律”控制的系統為“牛頓系統”，其特征就是在給定當前系統狀態與控制的條件下，理論上系統下一步的狀態便可通過求解方程而準確地獲得，從而系統的行為就可以被精確地預測。因此，對于“牛頓系統”，建模的首要任務就是發現控制系統行為的“牛頓定律”，據此直接設計相應的控制方法，依此控制系統行為，達成希望的目標?，F代工程控制理論與方法的成功，主要就是針對這類“牛頓系統”。

我們不妨稱系統行為能夠被“默頓定律”影響或指導的系統為“默頓系統”，其特征就是：即使給定當前狀態與控制條件，理論上系統下一步的狀態也無法通過求解而準確地獲得，從而系統的行為也就難以被精確地預測。因為這類系統包含“自由意志”，本質上無法對其直接控制，只能間接地影響。

對于“默頓系統”，建模的首要任務變為根據希望的目標去設計能夠有效影響或指導系統行為的“默頓定律”，在此基礎上建立圍繞目標實現這一任務的人工系統，從而直接或間接影響自由意志，改變行為模式，進而通過實際系統與人工系統的平行互動，促使實際系統運行在希望的目標之下。如何創新工程和社會管理，特別面向Cyberspace（網絡空間），結合網絡環境下虛擬社會特色的現代化社會管理，就是研究這類“默頓系統”的首要任務。

從牛頓系統到默頓系統、從牛頓定律到默頓定律帶來的時代挑戰，是開發人工世界的關鍵，更是系統工程流程和管理變革所要面對的核心問題。

從格言到方法：計算解析與平行系統

理論上的考量之后，更重要的是如何在系統和技術層面上實現系統流程的智慧管理。為此，我們不妨回想一下西方管理學界的兩句名言：其一是現代管理科學，特別是質量工程的重要奠基人戴明（W. Edwards Deming）所說的“除了上帝，其他任何人都必須用數據說話”，其二是現代管理之父，提出“知識工人（Knowledge Worker）”和信息社會概念的德魯克（Peter F. Drucker）所稱的“預測未來的最好方法，就是去創造未來”。

這兩句話可歸納成三件事：“數據說話”、“預測未來”、“創造未來”，實質上就是智慧管理的三段過程“建?！馕觥獔绦小钡膭討B化，并要求以實時、閉環、反饋的方式加以實現。如果希望在流程管理中科學有效地落實這三件事，首先必須以可描述、可實驗、可執行的手段完成復雜信息的處理和分析，使基于大數據的有用信息能夠在流程內外主動、順暢地流動。這就是目前國際上商業管理研究與實踐的熱點課題解析學（Analytics），也是近年來國際運籌學和管理學研究協會（INFORMS）著力推動的新潮流。

基于ACP的計算辯證解析方法就是沿這一方向的嘗試。這一計算解析方法的基本思想就是利用人工（Artificial）系統對復雜問題進行建模，通過計算（Computational）實驗對復雜系統進行分析和評估，借助平行（Parallel）執行對復雜問題進行引導和管理；其實質就是以Artificial， Computational， Parallel為手段，三位一體落實：1）描述解析（Descriptive Analytics），理清已經掌握的知識和情況；2）預測解析（Predictive Analytics），理清可能出現的事件和后果；3）誘導解析（Prescriptive Analytics），理清希望的目標并引導現實、促使目標的實現。

實際上，在大型企業的決策與運作中，已呈現出從商業信息、商業情報向面向開源大數據的商業解析（Business Analytics）發展的趨勢。利用基于ACP的計算解析方法，我們可以將這一實踐和趨勢轉移到系統工程流程的智慧管理之中，集心理、信息、模擬、決策和執行各個環節為一體，形成從信息、輿情到解析的新型決策支持與實施過程。

然而，決策支持與實施過程的真正結合，還需要基于ACP的平行系統結構和流程：針對具體的實際系統流程問題，在第三世界構造與其平行互動的人工系統流程，使來自第一和第二世界的相關知識和經驗形式化、計算化、可視化，以在線嵌入和實時反饋的方式實現描述解析、預測解析和誘導解析的功能，目標就是促使實際流程趨向人工流程，而非傳統意義上的人工流程逼近實際流程，從而借助人工流程“減少完成目標的不確定性、化多樣為歸一、使復雜變簡單”，以此實現系統流程的智慧管理。

由此，基于ACP的計算解析和平行系統方法能夠面向大數據，以人工社會體現“數據說話”的要求，以計算實驗落實“預測未來”的任務，以平行執行貫徹“創造未來”的目標。用默頓系統的術語，就是通過虛實互動的平行流程，設計、測試、實施各類“默頓定律”，引導系統以明確、+e6CGtjbfFW6hb+aY3VHvw==經濟、可靠的途徑實現其各種目標。沒有大數據的人工世界的充分開發，西方管理先賢的話只能作為格言而已，借助Cyberspace（網絡空間）和新興網絡信息技術，格言已成為智慧管理的技術原則。

展望

在西方，現代系統工程源自第二次世界大戰的實踐和之后冷戰的需要，并被各行各業的組織和企業所采納，融入管理之中，成為其軍事社會強大繁榮的重要手段和保障。我們在引進發達國家先進方法和技術的同時，也不要忘記我們的祖先實際上也曾創造、實踐過自己的系統工程和管理流程，而且一貫“兵民合一，軍政合一”。從“國之大事，在祀與戎”，到管子的“四維、四順”和“則、象、法、化、決塞、心術、計數”七法，再到秦之“書同文、車同軌”，都是當時世界上最先進的管理和系統工程理念與“人工”流程，與今天的管理流程和標準化一致，并在歷史上產生了巨大的實效，使周之天子可號令天下諸侯，使齊國成為春秋第一霸，使落后的秦國終于完成了中國的第一次大一統，開始了中華民族近二千年的世界領先歷程。

今天，作為一個大國，中華民族要復興，實現“中國夢”，沒有自己先進的系統流程和管理理念與方法是無法想象的，正如管仲所言：“兵不必勝敵國，而能正天下者，未之有也?！蔽覀儾幌Ｍ儆袘馉帲覀儽仨毭鎸ι虡I上的競爭。我們必須一邊學習發達國家的方法和技術，一邊深入研究，勇于創新，扎實實踐，不斷改進，逐步建立起自己先進有效的系統流程和管理方法與技術。只有這樣，我們才能在10年20年“夢”醒之后，不至于在說自己是世界強國的同時，還仍然在尷尬地依賴進口別國的ERP、MES等類似系統進行企業甚至社會管理。

中國古代管理經典《管子》中，曾描述過“治民有器，為兵有數，勝敵國有理，正天下有分”的軍民化一管理境地。時代變了，一國之內，民不再是“治”之對象，而是“服務”的對象，是主人；國家之間，和平競爭而非戰爭必將成為主流，國與國不應再是黑白分明的敵對關系。衷心希望我們能夠創新系統流程，實現智慧管理，使我們的管理體系早日領先世界，盡快跨入“為民有數，治兵有器，勝別國有理，正天下有分”的境界。