系统论与设计方法学.docx

系统论与设计方法学前言20世纪 80 年代，伴随着新技术革命浪潮而来的是崛起并发展的系统论、控 制论和信息论如今，人类社会走入了一个崭新的只是综合时代，变化的时代要 求有新的方法论引导，系统方法就是应时而生的适应大综合、系统化潮流的方法 要把握这样的世界就要具备系统方法这一具体时代性的工具社会发展的复杂性、多变性，用过去那种不同科学、领域孤立提出和解决问 题的思维方式已不可能全面地认识和解决复杂的实际问题也就是说，时代要求 从事设计艺术的人必须使用一种科学的思维方式才能应付纷繁复杂的社会，从而 设计好的产品现代系统科学不仅为人们提供了科学的系统观，还为人们提供了崭新的系统 思维方式，系统思维方式是解决现代化创造过程中复杂问题必备的思维方式系 统论、控制论和信息论三门理论都共同把对象作为包含信息流和控制机制的有机 系统来考察三论构成了系统科学，其核心思想—系统观，也是人类理论思想和 科学方法论发展的产物思想的来源系统思想源远流长，但作为一门科学的系统论，人们公认是美籍奥地利人、 理论生物学家L.V.贝塔朗菲(L.Von.Bertalanffy)创立的他在1932年发表“抗体系统论”，提出了系统论的思想。

1937年提出了一般系统论原理，奠定 了这门科学的理论基础但是他的论文《关于一般系统论》，到1945年才公开 发表，他的理论到1948年在美国再次讲授“一般系统论”时，才得到学术界的 重视确立这门科学学术地位的是1968年贝塔朗菲发表的专著：《一般系统理 论基础、发展和应用》(《GeneralSystemTheory;Foundations,Development, Applications》)，该书被公认为是这门学科的代表作系统一词，来源于古希腊语，是由部分构成整体的意思今天人们从各种角 度上研究系统，对系统下的定义不下几十种如说“系统是诸元素及其顺常行为 的给定集合”，“系统是有组织的和被组织化的全体”，“系统是有联系的物质 和过程的集合”，“系统是许多要素保持有机的秩序，向同一目的行动的东西”， 等等一般系统论则试图给一个能描示各种系统共同特征的一般的系统定义，通 常把系统定义为：由若干要素以一定结构形式联结构成的具有某种功能的有机整 体在这个定义中包括了系统、要素、结构、功能四个概念，表明了要素与要素、 要素与系统、系统与环境三方面的关系系统的基本概念系统是一个外延甚广的概念一切相互影响或联系的事物（物体、法则、事 件等）的集合都可以视为系统。

对工业而言，关键的问题不在于对系统作出严密 的定义，而在于对系统内涵及特性的理解，以利于正确掌握和领会系统论设计思 想和方法，指导设计实践关于系统内涵可从以下几个方面来理解1） 系统是由多个事物构成的，是一种有序的集合体2） 系统中的各个构成元素都是相互作用相互依存的3） 一个事物是不是系统并不是绝对的，要从看待事物的角度而定如对 一条生产线来说，其中的一台机器不是系统，而是该生产线的一个元素但是从 这台机器角度来讲，该机器的各个部件组成了这台机器系统4） 从层次的观点看，一个系统可以包含若干子系统，子系统也可以包含若 干子系统总之系统的内涵是明确的，并不是任意事物都能称之为系统同时系统的概 念也是相对的，取决于人们看待事物的方法从这种意义上说系统的概念不是告 诉我们世界本身是什么，而是告诉我们应该怎样看待世界系统论的定义系统是由若干相互联系、相互作用的要素构成，具有特定功能和运动规律的 整体它反映的是客观事物最普遍的特性、联系和关系，是辩证思维的一种逻辑 形式系统科学是关于系统及其演化规律的科学，产生于20 世纪上半叶，现已 成为一个包括众多分支的科学领域一切事物和过程都可以看作是组织性程度不 同的系统，从而使系统科学的原理具有一般性和较高的普遍性。

系统论运用完整性、集中性、等级结构、终极性、逻辑同构等概念,研究适 用于一切综合系统或子系统的模式、原则和规律,并力图对其结构和功能进行数 学描述系统强调整体与局部、局部与局部、整体与外部环境之间的有机联系， 具有整体性、动态性和目的性三大基本特征作为一种指导思想，系统论要求把 事物当作一个整体或系统来考察，符合马克思主义关于物质世界普遍联系的哲学 原理系统论与思维方式的变革现在，“系统”已成为科学思维不可缺少的一个范畴，当今是发现系统、认 识系统、构建系统、控制系统的时代系统是物质存在的普遍属性，大量的系统 客体本来就是客观存在的，现在人们的思维方式也随着认识对象的改变而更新， 主要体现在以下几个方面1．从对象性思维转向系统性思维系统论的产生，促进人们从认识个别对象转到认识“对象系统”或事物的“种” 和“类”，从而以认识部分为主转向以认识整体为主，即从对象性思维转向系统 性思维对象性思维是指认识个别事物，对全面联系和功能的认识不够；系统性 思维要求主体具有系统头脑和系统眼光，应当注重认识对象系统，注重对象的结 构、关系和整体，使认识过渡到多质、多层次、多维、多变量复杂因果关系当今，系统性思维之所以必不可少，对象性思维之所以要变革，是有其深刻 的客观原因的。

1）客体趋于系统化现代产品相对于古时候的来说不仅仅满足其基本的功能，而是赋予其更多、 更丰富的特点比如古时候供人类盛物的器皿，只能用陶土烧制再加上一点简单 的花纹装饰，今天现在的器皿，无论是从功能、式样还是装饰等各方面都丰富多 彩、品种繁多从生产到运输，至销售，再到使用；从原料到加工制作；从不同 使用者的需求到同一使用者的不同需求；以及文化、风俗，甚至环保等各方面都 将成为影响设计的要素2） 主体趋于系统化人体科学的发展、人类自我认识能力和理性思维能力的提高，使人的系统化 也愈加迅速同时人的思维过程也具有系统性，作为人的思维的产物的科学也愈 来愈系统化了，也产生了许多具体的系统论学科学，总之，主体自身也日益系统 化3） 实践趋于系统化在任何实践活动中都存在系统问题：时间上，是由历史实践、现实实践构成 的；程度上，是由初级实践、高级实践组成；在自身结构方面，它是由目的、手 段、对象和结果组成的系统，其中实践各要素又自成系统2．向系统整体思维转化客观事物的系统性、整体性是系统整体思维产生的客观依据系统整体思维 就是坚持从整体原则出发，失踪坚持把思维对象放在系统之中加以考察和理性把 握的方法。

系统整体思维是系统思维方式的核心系统整体思维的一个特征是思维的连续性，即坚持系统过程观点，在确定思 维对象后，思维主体就应把它视为一个有机连续而不断大发展过程，是系统发展 链条中的一环，不能中断完善的思维过程系统整体思维的另一个特点是四维的网络性，即思维主题要从纵横交错、有 机“互补”的系统之网中去考察客体，在思维中再现“对象系统”这一网络及其 每个扭结3．向全方位立体思维转化所谓立体思维就是指在认识客体时要注意其纵向层次和横向要素的耦合、时 间和空间的统一，在思维中把握对象的立体层次、立体结构和总体功能在研究 事物运动的空间位置或结构时要考察其时间序列研究事物运动的时间关系时，要 考虑其空间位置立体思维实际上是“时空一体化思维”立体思维既要贯彻系统过程的观点，又要注意横向网络考察，达到历时性和 同时性原则相结合立体思维与多向思维在功能上是互补的，二者共同共同构成了全方位的立体思维方式系统论设计原则与方法概述系统论方法是指用系统的观点研究和改造客观对象的方法，要求人们从整体 的观点出发，全面地分析系统中要素与要素、要素与系统、系统与环境、此系统 与他系统的关系，从而把握其内部联系与规律性．达到有效地控制与改造系统的 目的。

从系统论的观点出发，教育技术研究要始终着重从整体与部分（要素）之 间、整体与外部环境的相互联系、相互作用、相互制约的关系中，综合地、精确 地考察对象、以达到最佳地处理和研究问题系统论方法还要求人们建造反映系统运动变化规律的数学模型，定量地进行 研究，探索实现优化的途径和手段自系统论和系统方法创立以后，这种科学方 法不断地获得充实和发展，该方法的基本原则主要有：1・整体性和综合化原则整体性原则是系统论的一个最重要原则它要求人们在研究问题时，要牢固 地树立全局观念，始终把研究对象看作一个有机整体用什么要素（子系统）构 成整体，各要素（子系统）之间的关系如何安排，都要有利于系统整体功能的发 挥整体的功能不等于各部分功能之总和任何系统虽由若干部分（要素）所构 成，但在功能上，各部分功能的总和不等于整体的功能；任何系统的整体功能， 等于各部分功能的总和，加上各部一分相互联系形成结构产生的功能2・联系性原则联系性原则的意思，一是讲系统与外部环境的联系和制约；二是讲系统内部 各元素之间的相互联系和制约从哲学意义上讲，系统、环境和要素是有密切联 系的，一种事物总是存在于某种系统之中，从而作为该系统的一个要素。

如果把 这一事物从其特定的系统中离析出来，它就必然落于另一个系统中，成为具有新 质类型关系的系统中的一个要素任何一个系统都是较高一级系统的要素（或子 系统），同时任何一个系统的要素又是较低一级的系统对于一个特定系统来说， 其他系统则是该系统存在的外部环境所以，系统、要素和环境三者是有机统一 的关系，是彼此相互联系和相互制约的系统的结构决定系统的功能结构是系统内部各个要素的组织形式，功能是 系统在一定环境下所能发挥的作用，不同的结构可以发生不同的功能3・动态性原则任何系统都不是绝对的、封闭的和静止的，它总是存在于特定地环境之中， 与外界进行能量、物质、信息的交换，受着环境的影响，具有开放性，随环境的 变化而发生变化4・最优化原则这是系统论的出发点和最终目的人们对系统进行研究和改造的最终目的， 是为了使系统发挥最优的功能一个系统可能有多种组成方案，要选择最优的方 案，使系统具有最优功能如生产系统要求高产、优质、低成本、低消耗、高利 润，具有多种目标为了使“生产系统具有最优的功能，必须将这些目标综合起 来考虑，搞个既能低成本、低消耗、又能高产、优质、高利润的功能最优方案 这需要通过调查研究，模拟试验，才能实现。

所谓系统论的科学研究法，就是根据上述的理论，把研究的对象放在系统的 形式中，从整体上、联系上、结构的功能上，精确地考察整体与部分（要素）之 间、部分与部分之间、整体与外部环境之间的关系，以求获得最优处理问题的一 种方法从根本上说，系统论主要是一种观念，一种看问题的立场和观点，他要告诉 我们的并不着重于说明事物本身是什么，而是强调我们应该如何认识和创造事 物因此，系统论具有方法论的意义，是一种设计哲学观对于这一点，应引起 足够的注意，不能把系统论的设计思想和方法理解为设计的技术系统的分析与综合是系统论的基本方法在系统设计之前，首先要了解系统 设计方法的两个重要的方面：系统分析与系统综合系统分析是系统综合的前提 通过分析，为设计提供解决问题的依据，加深对设计问题的认识，启发设计构思 对分析的结果加以归纳、整理、完善和改进，在新的起点上达到系统综合；对于 尚未存在的系统可收集其他类似系统的资料通过分析后进行创造性设计，达到综 合对于系统分析和系统综合而言，要求把分析和综合的方法和系统联系起来， 要从系统观点出发，用分析和综合的方法解决设计中的有关问题，为产品设计提 供依据下图1表示了系统分析和系统综合的基本过程。

系统分析就是为使设计问题的构成要素和有关因素能够清晰地显现而对系 统的结构和层次关系进行分解，从而明确系统的特点，取得必要的设计信息和线 索系统综合是根据系统分析的结果，在经评价、整理、改善后，决定事物的构 成和特点，确定设计对象的基本方面尽可能地作出多种综合方案，并按一定的 标准的方法加以评价、。