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系统工程在信息化建设中的指导作用

2012/11/6    来源:e-works    专家:高复先      
关键字:系统工程  信息工程  信息资源规划  
本文试图以系统工程的思想方法来分析解决我国信息化建设的某些问题,介绍了信息工程方法论——系统工程在大型信息化工程中的具体运用,论述了其重点内容——基于信息资源规划的总体设计,并对中国的CIO和准CIO们提出了学用系统工程的建议。 本文是在2010年10月14日成都召开的“中国系统工程学会第八届全国代表大会暨第十六届学术年会”上宣读的论文,《中国信息界》2010年第12期发表。

1 用系统工程的思想方法来分析解决信息化建设中的问题

    系统工程大师钱学森院士在1978年就指出:“系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法,是一种对所有系统都具有普遍意义的科学方法。”系统工程在中国,不但是技术和方法,而且已经成为一种具有普遍意义的科学方法论,即用系统的观点考虑问题,用工程的方法研究和解决问题,不但要求系统总体效果是最优或优化的,而且实现总体效果的方法和途径也要是最优或优化的。

    用系统工程的思想方法来看企业信息化建设,之所以是一项系统工程,是指不仅要采用现代信息技术来改造和优化企业生产经营管理流程,还要转变生产和经营管理人员的传统习惯和工作模式,涉及到技术创新和思想变革。可是,一个时期以来,我们看到有不少企业把信息化建设理解为“网络+ERP”,即花重金构建先进的计算机网络系统,再选型实施企业资源计划(ERP)软件系统,结果,搞了几年,也没呈现出信息化带来明显的效益。

    系统工程是运用系统思想直接改造客观世界的一大类工程技术的总称。系统工程的核心思想即系统思想——认为系统是由互相关联、互相制约、互相作用的若干组成部分构成的具有某种功能的有机整体。企业信息化要建设的系统,是一种人造的、改造客观世界的技术-社会复杂系统。目前的研究认为,企业信息化的体系结构(Enterprise Information Architecture,EIA),是由基础设施(技术部件,如服务器和网络等)、信息资源(驱动业务活动的燃料)、应用系统(支持业务和利用IT系统实现业务功能)、业务流程(支持企业战略和运作机制)和企业战略——目标和目的(企业要做什么和怎样做)等五个层次构成的复杂的大系统。这就是说,企业信息化的体系结构(EIA)是由互相关联、互相制约、互相作用的若干组成部分构成的,具有提升企业科学管理水平与核心竞争力功能的有机整体。其中,应用系统、业务流程和企业战略,都是人参与的系统过程,都要强调人的因素,因此是技术-社会复杂系统。

    由此可见,那些把企业信息化建设视为“网络+ERP”而遇到麻烦和困惑的单位,要从根本上改变信息化的被动局面,就不要再急于求成,不要只顾追求最先进、最时髦的信息技术(IT),而要潜心学习系统工程的思想方法,学会用系统的观点分析问题,用工程的方法研究和解决问题。系统工程会启示我们:在信息化工作中,那些层出不穷的“见木不见林”、“见物不见人”的事例,都是违背系统思想的表现;而我们要解决这些问题,就得回过头来,自觉认真地学习和运用系统工程的思想方法。

    1982出版的钱学森等著《论系统工程》,汲取国外科学研究的最新成果,总结国内开展系统工程研究和应用实践,阐明系统科学思想方法,指导人们如何学会用系统的观点和系统分析的方法,以最少的人力、物力和投资取得最优的效果,获得最佳的经济效益。2010年初发表孙东川和柳克俊撰写的《试论系统工程的中国学派与钱学森院士的贡献》一文,总结了30多年来以钱学森院士为代表的一大批学者在系统工程领域的创新研究成果,指出具有中国特色的系统工程学派就是钱学森学派。文章概括了系统工程中国学派的9个特点,提出了7点建议,对推广系统工程的研究和应用,发挥了重要作用。系统工程中国学派的丰厚著述和丰硕成果,是我们解决信息化建设问题的锐利武器。

2 系统工程与信息工程方法论

    上世纪80-90年代产生和发展的信息工程方法论(Information Engineering Methodology,IEM),我们从1986年开始引进、消化、吸收、创新和普及推广。20多年来的理论研究、应用开发和教育培训工作,尤其是近10年来将我们的研究成果用于推进国民经济和社会信息化的实践,使我们深深体会到,信息工程方法论是系统工程方法论在信息化工作中的具体化,而信息工程方法论的核心——信息资源规划,则是政务信息化、企业信息化、教育信息化和军事信息化等领域的基础工程。

    信息工程(Information Engineering,IE)作为一个学科的诞生,也像其它学科一样,有它自己的特殊原因和动力。上世纪70年代末,以美国为代表的一些发达国家,经历了计算机在数据处理领域应用的初级阶段,因为出现的问题比较多,詹姆斯?马丁(James Martin)将这一时期称为“数据处理危机”时期。正是为了解决“数据处理危机”问题,在有关数据模型理论和数据实体分析方法的基础上,詹姆斯?马丁于1981年出版了《信息工程》(Information Engineering)一书,提出了信息工程的概念、原理和方法,勾画了一幅建造大型复杂信息系统所需要的一整套方法和工具的宏伟图景。约翰?柯林斯(John Collins)在为《信息工程》专著所写的序言中,对信息工程所下的定义是:“信息工程作为一个学科要比软件工程更为广泛,它包括了为建立基于当代数据库系统的计算机化企业所必需的所有相关的学科。”

    1982年詹姆斯?马丁编著出版了《总体数据规划方法论》(Strategic Data-Planning Methodologies)一书,对信息工程的基础理论和奠基性工作——总体数据规划方法,从理论上到具体做法上详加阐述。在这里,他提出了一整套自顶向下规划(Top—Down Planning)和自底向上设计(Bottom—Up Design)的信息系统建设方法。又经过几年的实践和深入研究,他又出版了《信息系统宣言》(An Information Systems Manifesto)一书,对信息工程的理论与方法加以补充和发展。到1993年,他将信息工程与面向对象方法相融合,提出了“面向对象信息工程”(OOIE)的理论与方法。从信息工程(IE)到面向对象信息工程(OOIE)的发展期间,许多政务、企业、经济和军事等信息系统的开发,均得益于其理论指导而获得成功,实际上,信息工程方法论(IEM)已经成为国际上信息系统建设的主流方法论之一。

    我们自1986年开始学习詹姆斯?马丁的信息工程理论,1989年将他的关于信息工程的几本主要著作(Information Engineering,Strategic Data-Planning Methodologies,Application Development Without Programmers,An Information Systems Manifesto)进行编译,出版了《信息工程与总体数据规划》(人民交通出版社1989年版,1990年重印),系统地介绍了信息工程的理论方法。

    1994年我们获得了国家自然基金支持,进行了“信息系统集成的理论和工具的研究”的专项研究工作。这时,我们提出了信息资源规划(Information Resource Planning,IRP)的定义是:对全组织信息的采集、处理、传输和利用的全面规划。我们总结出了具有易操作性的信息资源规划的工程化方法:两个阶段——需求分析与系统建模;三个模型——功能模型、数据模型和系统体系结构模型;在信息资源规划过程中,进行数据标准化,建立统一的信息资源管理(IRM)基础标准;全部工作以一套软件工具支持,建立活化的计算机文档——信息资源元库(Information Resource Repository,IRR)。

    2002年4月清华大学出版社出版了我们的专著《信息资源规划——信息化建设基础工程》,这是我们10几年来理论研究与实践探索的总结。我国信息经济学家乌家培教授在为该书写的序言中说,本书强调进行业务流程重组的同时搞好数据管理、规划信息资源,则更能使信息系统发挥效益,也有利于信息技术真正起到作用,而不至于使用在信息技术上的投资掉入“黑洞”。国务院信息化办公室赵小凡司长在为该书写的序言中写道:“本书提出了基于信息资源规划的整体解决方案,具有探索性和开创性,必将对加速我国信息资源的开发利用,对建立我国信息资源指标体系,对推进国家信息化,产生积极深远的影响。”

    这里需要着重说明的是,我们对信息工程方法论的引进、消化、吸收和创新过程,就是学习系统工程的思想方法和探索系统工程在信息化建设中的应用的过程,这期间,钱学森等所著《论系统工程》一直是我们反复阅读的教科书。 2004年科技部中国技术市场管理促进中心召开了以乌家培教授为组长、周宏仁博士为副组长的专家组评议会,对我们从信息资源规划到信息资源整合(Information Resource Integration, IRI)的工作进行全面的总结和评估,认为我们的研究成果对解决目前我国企业信息化和电子政务建设中信息资源整合的难点问题,提供了有效的工具和方法,对信息资源共享及合理利用,推动我国信息化的发展进程具有重要意义。2005年《中国信息界》第20~24期以封面标题“中国信息化趋势报告”连载发表了我们的《信息资源整合技术报告》,这实际上是我们学习实践系统工程的总结报告。

3 系统工程与基于信息资源规划的总体设计

    按照钱学森院士关于大型复杂系统特征的论述,我国信息化建设的一些“金字工程”(即国家电子政务建设的重点业务系统,如办公业务资源系统、金关、金税和金融监管、宏观经济管理、金财、金盾、金审、社会保障、金农、金质、金水等),国家部委和省市政府的一些电子政务工程,行业和企业的信息网络建设和应用系统开发工程(如综合信息平台、统一信息门户、管控一体化、数字化、数字油田、电力SG186工程等),高等院校的校园网工程和综合校务管理信息系统等,都是大型复杂的系统工程。在当前总结“十一五”、规划“十二五”之际,人们普遍感到这些大型复杂系统工程实施的不尽人意之处。如何集成那些已建的“信息孤岛”,如何避免新建的系统形成新的“信息孤岛”,是许多单位信息化建设领导者和骨干们的“头痛大事”。

    在《论系统工程》中,系统工程大师钱学森院士的最重要的论述,是关于大型复杂系统工程总体设计的论述。他首先举例说,在制造一部复杂的机器设备时,如果它的一个一个局部构件彼此不协调,相互连不起来,那么,即使这些构件的设计和制造从局部看是很先进的,但这部机器的总体性能还是不合格的。因此必须有个“总设计师”来“抓总”,协调设计工作。接着分析了研制战略核导弹这种复杂工程系统所面临的基本问题是:怎样把比较笼统的初始研制要求逐步地变为成千上万个研制任务参加者的具体工作,以及怎样把这些工作最终综合成一个技术上合理、经济上合算、研制周期短、能协调运转的实际系统,并使这个系统成为它所从属的更大系统的有效组成部分。他分析后得出结论说,这样复杂的总体协调任务不可能靠一个人来完成;因为他不可能精通整个系统所涉及的全部专业知识。他也不可能有足够的时间来完成数量惊人的技术协调工作。这就要求以一种组织、一个集体来代替先前的单个指挥者,对这种大规模社会劳动进行协调指挥。在我国国防尖端技术科研部门建立的这种组织就是“总体设计部”。

   

责任编辑:张荷芳
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