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這次交流,開篇先熱熱場,我提出一個觀點:技術(shù)體系是燃料,系統(tǒng)工程是引擎,能量在兩者結(jié)合中爆發(fā)。以活塞式發(fā)動機和燃氣輪機對比為例,兩者的能量轉(zhuǎn)換效率是不同的,極限功率差別也很大。重型裝備就需要重量級的發(fā)動機,反之輕型裝備可能完全不必使用重量級的發(fā)動機。當(dāng)然這是另外一個話題,超出了本次交流的范圍,不作展開說明了。這里重點想要說的是,不管是活塞式發(fā)動機,還是燃氣輪機,沒有燃料都是不行的。就是說,要構(gòu)建人造系統(tǒng),就必須要掌握相應(yīng)的專業(yè)技術(shù)。構(gòu)造復(fù)雜的人造系統(tǒng)往往需要用到復(fù)雜的專業(yè)技術(shù)體系。 圖1 不同類型引擎的差別 接下來步入主題,說明本次交流的概述。系統(tǒng)工程對提升企業(yè)競爭力具有戰(zhàn)略性意義。但是系統(tǒng)工程難以直接提升企業(yè)的專業(yè)技術(shù)能力。即使是非常出色的系統(tǒng)工程咨詢公司也無力直接承擔(dān)系統(tǒng)研發(fā),道理就在于此。提升企業(yè)競爭力是個“系統(tǒng)性問題”,不能指望通過單一的手段解決。那么我們就來一起思考一下,是否有更完整的解決方案?——當(dāng)然這個方案里面一定是包括系統(tǒng)工程的。 下面將要介紹的就是如何將技術(shù)體系與系統(tǒng)工程結(jié)合起來,共同促進系統(tǒng)研發(fā),并提升企業(yè)競爭力。 羅列一些關(guān)于知識的觀點。算是對當(dāng)天所討論的主題的必要性做個交代: *知識資產(chǎn)是技術(shù)型企業(yè)競爭力的基礎(chǔ); *企業(yè)的知識資產(chǎn)不是個人私產(chǎn),需要被顯性化描述和管理; *復(fù)雜系統(tǒng)研發(fā)所需要的知識體系往往是龐大的。越是龐大,越要避免龐雜。只有對知識體系作結(jié)構(gòu)化描述才能作到完整描述,才能對其有效管理; *組織的知識資產(chǎn)在系統(tǒng)工程生存周期過程、活動中發(fā)揮作用; *對技術(shù)體系的結(jié)構(gòu)化描述是界定部門及人員技術(shù)責(zé)任的基礎(chǔ),是技術(shù)責(zé)任履職評價的基礎(chǔ),是制定企業(yè)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略的基礎(chǔ)。 對這些觀點沒有做過多的解讀,看起來PPT內(nèi)容投影出來,老司機們基本都是心領(lǐng)神會。僅僅對人員的技術(shù)責(zé)任問題作了一點兒補充。在企業(yè)中,常見的一種現(xiàn)象是特定的項目有明確的責(zé)任人,項目中的具體工作一般也有明確的責(zé)任人。但是,對于企業(yè)有競爭力具有重要意義的技術(shù)體系,其中的各項技術(shù)往往沒有明確的責(zé)任人。即使部門和人員的責(zé)任規(guī)定了技術(shù)責(zé)任范圍,這些范圍也往往是模糊的。真要是較真,說說某個具體的技術(shù)該誰負責(zé),估計多半難以達成一致的意見。沒有明確的責(zé)任人,就意味著可以沒人為技術(shù)負責(zé)。如果一個企業(yè)的部門和人員都是只為項目負責(zé),而不為技術(shù)負責(zé),這對技術(shù)型企業(yè)意味著什么?不言而喻! 接下來引用《產(chǎn)品研發(fā)管理》一書作者周輝的一句話“建議這些公司馬上進行技術(shù)分類、技術(shù)梳理、核心技術(shù)與關(guān)鍵技術(shù)的識別”。在這本書里面,周輝將技術(shù)分為四類:核心技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)、通用技術(shù)和一般技術(shù)。說明了界定技術(shù)類別所依據(jù)的原則。周輝說得很清楚,核心技術(shù)決定了企業(yè)是否擁有競爭優(yōu)勢,關(guān)鍵技術(shù)不可替代。當(dāng)然,不等于通用技術(shù)和一般技術(shù)不重要?;蛟S可以將其理解為,通用技術(shù)和一般技術(shù)是企業(yè)的及格線,如果沒有達到及格線,何談卓越?何談競爭優(yōu)勢? 圖2 技術(shù)類別及發(fā)展戰(zhàn)略 引述周輝的話,目的不在于對他的話作詳細解讀,而是引出本次交流的主題:既然要“馬上進行技術(shù)分類、技術(shù)梳理、核心技術(shù)與關(guān)鍵技術(shù)的識別”,那么,到底該如何識別?如何梳理?周輝在《產(chǎn)品研發(fā)管理》一書中并沒有說明。 我高度認同周輝的觀點,認同他關(guān)于技術(shù)識別與技術(shù)梳理重要性的闡述。我也覺得,技術(shù)識別與技術(shù)梳理是一個企業(yè)做知識資產(chǎn)積累和發(fā)展規(guī)劃的基礎(chǔ)。所以,如何識別技術(shù)、如何梳理技術(shù)體系,這個問題必須回答清楚,并且給出可以直接指導(dǎo)企業(yè)實踐的方法。 要把技術(shù)識別和技術(shù)體系梳理的事情徹底扒清楚,就不得不扣一扣到底什么是“技術(shù)”。下面上菜,看看大師們的觀點。 *法國哲學(xué)家狄羅德:技術(shù)是為了完成某種特定的目標(biāo)而協(xié)同動作的方法、手段和規(guī)則的完整體系 *世界知識產(chǎn)權(quán)組織(1977):技術(shù)是制造一種產(chǎn)品的系統(tǒng)知識,所采用的一種工藝或提供的一項服務(wù),不論這種知識是否反映在一項發(fā)明、一項外形設(shè)計、一項實用新型或者一種植物新品種,或者反映在技術(shù)情報或技能中,或者反映在專家為設(shè)計、安裝、開辦或維修一個工廠或為管理一個工商企業(yè)或其活動而提供的服務(wù)或協(xié)助等方面 *宋健(曾任中國工程院院長):技術(shù)是為某個目的共同協(xié)作組成的各種工具和規(guī)則體系。技術(shù)是有目的的;技術(shù)是通過廣泛的協(xié)作完成的;技術(shù)的首先表現(xiàn)形式為生產(chǎn)工具、設(shè)備;技術(shù)的另一種表現(xiàn)形式為規(guī)則,即生產(chǎn)使用的工藝、方法、制度等知識;技術(shù)是成套的知識體系 哲學(xué)家的定義很有哲學(xué)家的范兒,簡明、嚴(yán)謹(jǐn)、抽象。宋健給出的定義也很嚴(yán)謹(jǐn),邏輯清晰。相比之下,世界知識產(chǎn)權(quán)組織的定義算個“對照組”吧,似乎很全面,但是顯得冗長。 不過,要直接指導(dǎo)我們做技術(shù)識別和技術(shù)體系梳理,看上面的定義似乎還是摸不著頭腦。所以,我就斗膽按照自己的理解也給出了一個定義: ? 技術(shù)是指導(dǎo)實踐活動的知識; ? 技術(shù)是關(guān)于某種形式或方法對解決實踐問題(包括實現(xiàn)特定功能)是否有效或有益的認識。 這兩句話用邏輯關(guān)系圖描述是這個樣子的(圖3): 圖3 技術(shù)的定義 解釋一下,首先,技術(shù)屬于知識。圖中的“技術(shù)”與“知識”之間實線和空心三角箭頭組合的符號是表示“泛化”邏輯符號,這與統(tǒng)一建模語言(UML)使用的符號是一致的。另外,技術(shù)是關(guān)于某種形式或方法對解決實踐問題是否有效或有意的認識。展開來講,技術(shù)可能表現(xiàn)為某種形式,例如用玻璃制作凸透鏡用來當(dāng)做放大鏡,這是以形式表現(xiàn)出來的技術(shù);技術(shù)也可能表現(xiàn)為某種方法,比如鉆木取火是以方法表現(xiàn)出來的技術(shù)。第三,如果對解決某種實踐問題是有效的,那么這種形式或方法可以稱為技術(shù);其反邏輯是,如果對解決某種實踐問題是無效的,對這種形式或方法的認識也是技術(shù)。第四,如果對解決某種實踐問題是有益的,那么這種形式或方法可以稱為技術(shù);其反邏輯是,如果對解決某種實踐問題是無益的,那么對這種形式或方法的認識也是技術(shù)。所謂的“有益”也包含兩層含義,一是使解決問題的效果更好,二是使解決問題的代價更少。例如能讓汽車跑得更快的技術(shù)是有益的,再如能讓汽車更節(jié)能的技術(shù)也是有益的。 關(guān)于圖3,在線下交流后國防科大的徐建國博士指出,技術(shù)與功能之間不應(yīng)該是多對一的關(guān)系,應(yīng)該是多對多的關(guān)系。我想了一下,覺得非常有道理。某項特定的技術(shù)完全可以支持多種功能。非常感謝徐博士指出這個錯誤。但是在當(dāng)前這份文件中我并沒有改正這個錯誤,我有意這樣做,就是想說交流對于個人成長多么重要!“獨學(xué)而無友,則孤陋而寡聞”。真誠的交流會讓雙方受益。在這份文件的圖中還有一些已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的錯誤或有失嚴(yán)謹(jǐn)之處,大家找找看吧,找到了告訴我哦。 就圖3還提出了一個問題:中醫(yī)針灸是不是技術(shù)?按照我給出的定義,針灸應(yīng)該算是技術(shù)。工程上的技術(shù)往往有明確的科學(xué)依據(jù),但是并不意味著所有技術(shù)都必須有已知的科學(xué)依據(jù)。這個例子可以幫助理解圖3中“有效”和“有益”的內(nèi)涵。 上面這些闡述贏得了大家的認可,但是也牽出了一個更基礎(chǔ)的問題:既然說技術(shù)屬于知識,那么什么是知識?這個問題引發(fā)了一輪討論的高潮。對這個問題的認識可以參考一些網(wǎng)上很容易查到的資料。 一直以來,西方哲學(xué)界對知識的定義包含了三個要素,即所謂的得到辯護的真信念,英文中常被簡稱為JTB理論。具體來說,某個人A'知道'某個事件B,或說A掌握了關(guān)于B的知識,是指: 1) B本身是真的; 2) A相信B是真的; 3) A相信B為真是得到辯護的(或者說有理據(jù)、合理的或確證的)。 這樣的情況下,獲得的知識是真實可靠的。 JTB理論中的每一點都是必要的。首先,如果事件B本身是假的,就不能說是知識。其次,如果A不相信或不接受'B是真的'這一點的話,也不能說他知道B。最后,即使前兩點滿足,如果A的相信不是得到辯護,或者說有理據(jù)的話,仍然不能說A有關(guān)于B的知識。舉例來說,某人買了彩票后弄丟了,然后他認為自己也沒有中彩票。雖然事實上他也沒中,但由于他的相信是無合適理由的(未經(jīng)辯護),所以不能稱作是知識:他并不知道自己的確沒中彩票。 葛梯爾問題是現(xiàn)代知識論中的一個關(guān)于知識的定義的問題。1963年,美國哲學(xué)家愛德蒙德·葛梯爾(EdmundGettier)在一篇只有三頁紙的論文中質(zhì)疑當(dāng)時哲學(xué)界公認的知識的定義:知識是得到辯護的真信念(也稱為知識三要素,或'JTB理論')。他的論文標(biāo)題是:'得到辯護的真信念就是知識嗎?'。在論文中,葛梯爾提出了兩個反例,說明即使是得到辯護的真信念,也未必是知識。這篇論文引發(fā)了哲學(xué)界對于知識定義的一系列爭論,并導(dǎo)致了葛梯爾問題的出現(xiàn):'應(yīng)當(dāng)怎樣補充或修改知識三要素,才能完整地定義知識的概念?' 一個工作職位有史密斯和瓊斯兩個人競爭。雙方都想得到這個職位。史密斯在某天晚上聽到別人說上司會把這個職位給瓊斯。事實上瓊斯比他學(xué)歷高,經(jīng)驗也更優(yōu)勝。他很有理由相信瓊斯會得到這個職位。同時瓊斯中了彩票,將和某人分享十萬美元。于是史密斯認識到:'得到這個職位的人中了彩票'。然而,事實上是上司讓史密斯得到了這個職位。史密斯不知道的還有:他買的彩票也中獎了,他就是那個和瓊斯分享十萬美元的人。現(xiàn)在的問題是:史密斯認識到的'得到這個職位的人中了彩票'是一個得到辯護的真信念,但他真的知道這一點嗎?這就是知識三要素理論的反例。 我覺得,可以把知識理解為是“人的意識對事物的正確映像”。用一個形象的圖形可以把這個定義描繪成圖4的樣子。所說的“事物”包括物質(zhì)和能量(質(zhì)能世界),可以再對其分解為人造事物和自然事物。而人的肉體也屬于自然事物。我自認為圖4的描述比較形象,但是這個描述也有個局限性。因為對人的意識本身的正確認識也應(yīng)該是知識,這恰恰是哲學(xué)所考慮的重點。但是在圖中沒有得到表達。 圖4 知識的定義 把“解決實踐問題”這個范圍縮小一下,僅就“功能”討論。因為我們所關(guān)心的人造系統(tǒng),總是有一個或一系列功能的,系統(tǒng)依靠其擁有的功能為用戶提供服務(wù)。所以就重點聚焦討論“功能”。按照同樣的邏輯,也來花點兒筆墨扒一扒什么是“功能”。 對“功能”的嚴(yán)謹(jǐn)定義:功能是為達到某種目的,對特定對象施加某種作用的能力。在描述一個功能時,在語言形式上采用動賓結(jié)構(gòu)。其中的動詞表示上述對功能的定義中的“作用”,賓語表示表示作用的對象或作用對象的屬性。“作用的對象”也可以理解為是作用所涉及到的客體。例如“轟炸軍艦”描述了一個功能,其中“轟炸”是動詞,表示作用;“軍艦”是賓語,表示作用的對象。再如“測量目標(biāo)的位置”也描述了一個功能,與“轟炸軍艦”不同的是,其賓語表示客體對象的屬性。 這里需要強調(diào)的是,對功能的描述不需要強調(diào)作用的主體?;蛘哒f,對作用主體的描述不是描述功能的必要要素。關(guān)于這一點有其現(xiàn)實的意義。因為作用的主體往往體現(xiàn)了解決方案,但是在最初提出功能性需求時,并不需要確定解決方案。過早地固定解決方案是無益的。關(guān)于這一點,在系統(tǒng)工程的需求寫作規(guī)范中有明確的闡述。例如針對一條功能性需求“測量目標(biāo)最大位置”,它描述了一條功能,但不不限制實現(xiàn)這一功能的主體。在工程實踐中,可以使用雷達測量目標(biāo)的位置,也可以使用光電探測設(shè)備測量目標(biāo)的位置。 關(guān)于這一點,再次引發(fā)了討論。一種觀點是,在系統(tǒng)需求寫作時,要求明確承載功能的主體(某個特定的系統(tǒng)或系統(tǒng)元素)。我想,在業(yè)務(wù)和任務(wù)分析階段,基本不需要提及和限定主體,事實上這個階段考慮問題涉及的主體往往是用戶。在系統(tǒng)定義階段,承載功能的主體就是所關(guān)注系統(tǒng)(SOI)。在對系統(tǒng)逐層向下分解為各層系統(tǒng)元素的過程中,功能的主體也會隨著視角而變。上面所說的“不限定實現(xiàn)功能的主體”,解釋為不要過早地限定實現(xiàn)功能的下一層系統(tǒng)元素,這樣邏輯大概就清晰了。 在交流中還討論了如何看待和處理“用戶提出涉及具體解決方案的需求”問題。我覺得對這種情況最好積極面對,相互諒解。畢竟用戶(或客戶,用戶代表)要對某些事情負責(zé),也有壓力。只要用戶提出的需求沒有嚴(yán)重限制設(shè)計人員的想象,就是可以接受的,通常也是應(yīng)該接受的。不過早限定解決方案、不限制工程人員的想象的需求描述就是恰當(dāng)?shù)?,這是底層邏輯。需要強調(diào)的是,對于用戶提出的不同層級的需求,在項目管理中應(yīng)該把它們放在合適的層級和過程中管理。比如用戶提出的業(yè)務(wù)和任務(wù)類需求,應(yīng)該在需求階段管理和處理;用戶提出實物產(chǎn)品的需求,可能只在系統(tǒng)定義及以后階段管理和處理。這樣就不會亂了。簡單說,就是要把用戶提出的需求按照生存周期分門別類地管理起來,不要混在一起。 說完對功能的理解,再回到討論的主線,關(guān)于技術(shù)的識別和技術(shù)體系的描述方法。這里需要強調(diào)一下,此處所說的“技術(shù)體系”特指特定企業(yè)為實現(xiàn)其使命所涉及的技術(shù)。要描述技術(shù)體系,首先應(yīng)該建立統(tǒng)一的框架。對于形成一定規(guī)模的技術(shù)型企業(yè),梳理技術(shù)體系以及描述技術(shù)通常需要很多人寫作完成。如果缺乏整體框架,多專業(yè)眾多人員各自描述的技術(shù)體系必然是雜亂無章的。只有建立了統(tǒng)一的整體框架,并對框架達成共識后,各專業(yè)的眾多人員才能在此基礎(chǔ)上添加細節(jié),讓梳理和描述越來越完整、越來越飽滿。 這里所用的術(shù)語“框架”(Framework)不是“架構(gòu)”( Architecture)。框架是反映底層邏輯和基本原則的形式特征吧?對這樣的認識我信心不足,歡迎讀者指正!而架構(gòu)是特定系統(tǒng)區(qū)別于其他系統(tǒng)的主要特征,是系統(tǒng)的主要形式特征與主要功能之間的映射關(guān)系。這也是我個人的理解,歡迎討論,歡迎指正! 要制定描述技術(shù)體系的基礎(chǔ)框架,就需要必要的理論指導(dǎo)。我想,對“功能”、“技術(shù)”、“技術(shù)概念”、“可操作性技術(shù)”、“功能性特征”、“非功能性特征”、“形式”(實體)等術(shù)語的理解是重要的理論基礎(chǔ)。 談到理論,就聊起了理論與實踐之間的關(guān)系問題。理論研究是很難的,對理論的論述往往也很抽象,不容易懂。所以,理論往往讓人望而生畏。尤其是對從事工程實踐的工程師來說,有時甚至?xí)懦獬橄蟮睦碚撁枋黾坝懻?。常常會聽到這樣的話“你別跟我說那些高深的理論,我聽不懂。我希望你直接告訴我,這個活兒該怎么干”。甚至喜歡強調(diào)理論的人在工程師的圈子里顯得近乎異類,給人以故弄玄虛的感覺。 我想說,理論不是“玄學(xué)”。實踐缺乏理論是盲目的,理論脫離實踐是空洞的。不應(yīng)該排斥理論去蠻干,也不能無病呻吟作理論。作為工程師,做理論研究應(yīng)該立足實踐。理論研究非常不容易,但是理論研究的成果應(yīng)該很容易使用。好的理論會把解題變得很容易,所以沒有道理排斥理論。比如用微積分很容易解決的問題,假如換做用小學(xué)生的算術(shù)去解,那可能是極其困難的。所以說,理論能是實踐變得簡單,而不是讓實踐更復(fù)雜。 要制定描述技術(shù)體系的基礎(chǔ)框架,需要首先思考一個問題:理想的框架應(yīng)該符合什么原則,或者說它能是技術(shù)體系的描述具備什么特征?我想,對技術(shù)體系的描述,其最重要的特征是“完整且無冗余”。 圖5 描述技術(shù)體系的基本要求 完整,意味著對企業(yè)來說必要的技術(shù),在識別時不會缺失。完整地識別技術(shù)體系是完整描述技術(shù)的基礎(chǔ)。對技術(shù)體系描述的完整性能讓企業(yè)發(fā)現(xiàn)自身的不足,針對未描述的技術(shù)要做描述計劃并實施,對未掌握的技術(shù)要制定技術(shù)發(fā)展規(guī)劃以補足能力缺失。對技術(shù)的完整描述還意味著,在項目實踐中,該做的技術(shù)工作不會疏漏。 無冗余,意味著技術(shù)之間的關(guān)系被明確地識別并描述,不會對某項技術(shù)做重復(fù)描述。只有對技術(shù)體系做結(jié)構(gòu)化的分解,才能做到無冗余。無冗余還是明確組織及人員技術(shù)責(zé)任的基礎(chǔ)。如果對技術(shù)的分解和描述是混亂的,往往會成為組織及人員技術(shù)責(zé)任混亂的重要原因。 要做到完整且無冗余,總是要遵循某種原則。上面的討論已經(jīng)說明了技術(shù)與功能之間的關(guān)系,很自然地,可以發(fā)現(xiàn)這樣一種劃分技術(shù)的方法:分為與系統(tǒng)的功能性特性相關(guān)的技術(shù),以及與系統(tǒng)的非功能性特性相關(guān)的技術(shù),兩者分別對應(yīng)系統(tǒng)的功能性需求和非功能性需求。前者是“實現(xiàn)功能”的技術(shù),后者是“使實現(xiàn)功能的效果更好或代價更小”的技術(shù)。 接下來我們可以通過一個例子繼續(xù)思考。比如汽車傳動系統(tǒng)需要“改變傳動比”(也可以說是“改變扭矩”)這樣一個功能,針對這個功能性需求,有“無級變速”和“雙離合變速”等技術(shù)。那么,在技術(shù)分解時,僅僅列舉出“無級變速技術(shù)”和“雙離合變速技術(shù)”就夠了呢?顯然不夠。只有對“無級變速技術(shù)”做進一步分解并描述,才能直接指導(dǎo)工程實踐。在這里我將“無極變速技術(shù)”稱為“技術(shù)概念”,它僅僅非常簡要地描述了技術(shù)的基本特征。 這里涉及到“概念”一詞。我對它的理解是對某種原理、規(guī)律、方案的概要描述,往往使用一個短語命名?!案拍睢币辉~容易與“術(shù)語”混淆。術(shù)語是理解特定領(lǐng)域?qū)S谜Z言中的專用詞匯,是該領(lǐng)域共同認可的某種定義,領(lǐng)域內(nèi)從業(yè)人員依靠這種定義表達和交流。術(shù)語不同于大眾語言。比如“牛肉”“白云”就不是術(shù)語。概念的名稱屬于術(shù)語,但是術(shù)語并不都是概念。描述事物“是什么”的術(shù)語就不是概念,如DNA(脫氧核糖核酸)是術(shù)語,但不是概念。 我的這些認識在群里被指正,一個非常有力的資料是中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GBT15237.1-2000《術(shù)語工作詞匯 第1部分:理論與應(yīng)用》。標(biāo)準(zhǔn)文本中明確說“術(shù)語是特定專業(yè)領(lǐng)域中一般概念的詞語指稱”“概念是通過對特征的獨特組合而形成的知識單元”。我目前感覺對標(biāo)準(zhǔn)還不太理解。感興趣的可以查閱。 要對技術(shù)概念做進一步分解和描述,我想到了沿著系統(tǒng)生存周期做展開分解和描述。在概念階段,提出“無極變速”技術(shù)概念,分析這項技術(shù)所能滿足的需求,分析其科學(xué)依據(jù)、技術(shù)可實現(xiàn)性、代價等;在系統(tǒng)定義階段,詳細設(shè)計無極變速箱的結(jié)構(gòu)、工藝、材料等等。然后是實現(xiàn),集成、驗證等等階段。在每個階段,還會衍生出一系列技術(shù),例如無級變速金屬帶潤滑技術(shù)、無級變速金屬帶熱處理技術(shù)等等。分解以后識別出來的這些技術(shù),我將其稱為“沿著生命周期展開的可操作性技術(shù)”,或者簡單的稱其為“可操作性技術(shù)”。技術(shù)概念與可操作性技術(shù)之間的關(guān)系見圖6。 圖6 技術(shù)概念與可操作性技術(shù) 可操作性技術(shù)與技術(shù)概念之間存在對應(yīng)關(guān)系,從另一方面看,針對系統(tǒng)生存周期特定活動的可操作性技術(shù)之間往往存在共同特性,這些共性技術(shù)抽象命名為“一般性可操作性技術(shù)”。與此對照,與特定技術(shù)概念相關(guān)的可操作性技術(shù)稱為“特殊性可操作性技術(shù)”。這樣的劃分方式見圖7。 圖7 技術(shù)體系的基礎(chǔ)框架 例如,某個人掌握了“系統(tǒng)誤差分析技術(shù)”,或者“汽車控制算法設(shè)計技術(shù)”,意味著掌握了一類可操作性技術(shù),而不限于適用于實現(xiàn)特定的技術(shù)概念。這種劃分方式的現(xiàn)實意義在于能清晰的界定組織和人員的技術(shù)責(zé)任。在實際工程項目中,如果提出了一個新的技術(shù)概念,并分解出某個特殊性可操作性技術(shù),那么對于這個特殊性可操作性技術(shù),其實也會走過從概念到實現(xiàn)的過程,首次突破這項特殊性可操作性性技術(shù)的任務(wù),通常就應(yīng)該由掌握了該類一般性可操作性技術(shù)的部門或人員承擔(dān)。 除了技術(shù)概念和可操作性技術(shù),還有一類技術(shù)是與工程方法和工具相關(guān)的。例如使用三維設(shè)計軟件設(shè)計某種機械結(jié)構(gòu),這種技能也是技術(shù)。使用系統(tǒng)建模語言作系統(tǒng)設(shè)計建模,甚至系統(tǒng)工程方法論,也應(yīng)該屬于技術(shù)。對于工程方法和工具類的技術(shù),在此就不作展開詳細描述了。至于這類技術(shù)如何細分,通常對工程項目沒有直接影響。 至此,技術(shù)體系最底層的框架就確定了。接下來要繼續(xù)思考,對“功能性特性相關(guān)的技術(shù)概念”、“非功能性特性相關(guān)的技術(shù)概念”和“沿著生存周期展開的可操作性技術(shù)”如何繼續(xù)分解。 顯然,對于“功能性特性相關(guān)的技術(shù)概念”要以功能分解為基礎(chǔ)。這是一項極富挑戰(zhàn)性的課題!對功能的分解大致有這樣幾種思路:按照系統(tǒng)的運行過程劃分,按照功能涉及的客體對象劃分,按照系統(tǒng)元素的界面劃分,按照基礎(chǔ)技術(shù)分類劃分,等等。每一種劃分方式都有其合理性,在工程實踐中常常都會被用到。但是,究竟怎么劃分是合理的?或者說是最優(yōu)的? 在討論中大家談到了“任務(wù)剖面”,或者說定義運行概念(OpsCon),就是對任務(wù)運行過程的想定。對“任務(wù)剖面”的想象和定義是必要的,它是對運行概念OpsCon的描述。但是,對于復(fù)雜系統(tǒng)來說,定義的任務(wù)剖面通常是一些典型任務(wù)剖面,而無法定義系統(tǒng)實際運行過程的所有剖面?;蛘哒f,系統(tǒng)通常不會按照事先定義的“剖面”運行。定義任務(wù)剖面的價值在于識別任務(wù)運行過程中涉及的對象、對象之間的關(guān)系和運行規(guī)則/機制。在系統(tǒng)設(shè)計中,要確保能有效地管理或控制對象之間的關(guān)系,讓系統(tǒng)按照有利的規(guī)則/機制運行,以獲取期望的利益。這樣就把系統(tǒng)設(shè)計和設(shè)計描述問題簡化了。體現(xiàn)“面向?qū)ο蟆彼枷搿?/span> 復(fù)雜系統(tǒng)不是鐘表。復(fù)雜系統(tǒng)在運行過程中,因為系統(tǒng)元素之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系動態(tài)變化,應(yīng)用事先設(shè)計好的一套機制運行,適應(yīng)外部事物(包括環(huán)境)情況及其變化。系統(tǒng)在運行過程中表現(xiàn)出的實際作用或許可以理解為是“涌現(xiàn)”出來的。 我提出的建議是首先按照系統(tǒng)功能所涉及的對象劃分,這符合面向?qū)ο蟮乃枷?。按照對象劃分,能最大限度地避免重疊。但是僅僅按照對象劃分是不行的,接下來應(yīng)該按照過程劃分。將功能劃分到足夠細致后,就可以針對每項功能提出技術(shù)概念。功能與技術(shù)概念之間是一對多的關(guān)系。對于一項功能,至少提出一項技術(shù)概念。 例如對于戰(zhàn)斗機,按照功能涉及的對象劃分系統(tǒng)功能,一種典型的劃分實例可能是這樣的:對戰(zhàn)斗機的攔截功能,對地面交通設(shè)施的轟炸功能,對電子偵察飛機的驅(qū)逐功能等等。 接下來按照過程劃分,可以參考OODA環(huán),劃分為目標(biāo)探測功能、目標(biāo)識別功能、戰(zhàn)術(shù)規(guī)劃功能、火力打擊功能等等。 OODA 是觀察(Oberve)、調(diào)整(Orient)、決策(Decide)以及行動(Act)的英文縮寫,常稱為“OODA循環(huán)”。它是美國空軍上校、飛行員、戰(zhàn)略家約翰·博伊德關(guān)于空戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)和飛機設(shè)計的重要理論。 OODA本質(zhì)上描述了一個閉環(huán)控制過程。這種過程體現(xiàn)的思想不僅適用于指導(dǎo)空戰(zhàn),而是具有更普遍的應(yīng)用價值,它適用于描述和改進一般性的閉環(huán)控制過程。 為了使OODA循環(huán)所體現(xiàn)的思想更具普適性(一般性),有必要對其作進一步抽象描述。 將“觀察”抽象為“測量”Measure,本質(zhì)上是“獲取對對象的描述信息的過程”。 將Orient譯為“判斷”比譯為“調(diào)整”更合適。將“判斷”抽象為“估計”Evaluate,本質(zhì)上是“依據(jù)測量獲取的信息(往往是有限的、不確定的、帶噪聲的信息)估計關(guān)于對象的現(xiàn)實”,體現(xiàn)了對不確定性認識。 將“決策”抽象為“規(guī)劃”Planning。因為對于即將采取的復(fù)雜行為,不是“或A或B的選擇”這樣的“決策”,而是提出備選解決方案、方案權(quán)衡對比、選定方案的過程,稱為“規(guī)劃”比“決策”更具一般性。 綜上所述,我認為可以將OODA抽象為MEPA(測量measure,估計Evaluate,規(guī)劃Planning,行動Act)。感興趣的專家可以就此問題找我專門交流指正,先謝啦! 最后,針對特定功能提出技術(shù)概念。例如針對“測量空中目標(biāo)距離”這項功能,可以提出“雷達測距”、“激光測距”、“光學(xué)測距”等技術(shù)概念。 毫無疑問,按照對象、過程、技術(shù)這樣的順序分解不是唯一合理的,我覺得不存在最佳的分解方案。作為工程師,我認為只要某種分解方案是對工作有益的就可以了,并不需要苛求完美?!巴暾覠o冗余”是追求的理想,但是追求理想與面對現(xiàn)實并不矛盾。 對于“與非功能性特性相關(guān)的技術(shù)概念”的分解不需要太多糾結(jié),按照可靠性、維修性、安全性、電磁兼容性、經(jīng)濟性、重量特性……去分解就是了。 對于“按照生存周期展開的可操作性技術(shù)”,思路也很容易理清,可以直接參照INCOSE定義的生存周期過程分解就可以了,如系統(tǒng)需求定義技術(shù)、系統(tǒng)分析技術(shù)、系統(tǒng)驗證技術(shù)等。特殊性可操作性技術(shù)如模擬信號接口設(shè)計技術(shù)、總線接口接地技術(shù)、系統(tǒng)時間誤差測量及分析技術(shù)等等。 按照這個技術(shù)體系框架分解完技術(shù)體系后,建議按照周輝提出的類別對技術(shù)作標(biāo)記,并制定合適的技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略。這一點在交流時忘記說了,在此補充一下。 對于技術(shù)體系分解描述的結(jié)構(gòu),我認為應(yīng)該采用邏輯關(guān)系圖(就像本文圖3那樣的形式),這是種網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu),表達能力非常強,遠遠超過思維導(dǎo)圖。討論到這一問題時,有專家告訴我有個軟件叫OMP,適合描述這種網(wǎng)狀的邏輯關(guān)系。這是我的一大收獲! 寫到這里,我長長地舒了口氣。技術(shù)體系框架問題算是寫完了。 最后,我跟大家分享了一些自己想到的問題,也建議大家把這個問題清單再繼續(xù)拉長。因為提出問題有時甚至比解決問題更重要,也更難。這個清單暫時包括這些問題: *描述系統(tǒng)的模型(視圖)可以被復(fù)用嗎? *真正復(fù)用的是技術(shù)還是模型? *用模型描述系統(tǒng),那么用什么描述技術(shù)? *MBSE為系統(tǒng)賦能,拿什么為組織賦能? *有基于模型的系統(tǒng)工程,需要基于模型的技術(shù)工程嗎?兩者能結(jié)合嗎? *系統(tǒng)研制與知識積累可以結(jié)合嗎? *項目管理與技術(shù)管理能統(tǒng)一嗎?如果要統(tǒng)一,需要做哪些工作?需要什么樣的軟件平臺? *咱們能一起做點什么嗎? 圖8 技術(shù)與模型 在交流時,我講述了一個案例。一個設(shè)計師團隊把某飛機的一個軟件模塊直接復(fù)用到另一型飛機上。因為兩型飛機動力等方面的特性不同,在飛行時因此引發(fā)事故,為此付出了生命的代價。這個沉重的案例引發(fā)我們思考,模型真的很方便復(fù)用嗎?真正可以被復(fù)用的到底是模型還是知識? 如果技術(shù)體系能按照上述框架建立起來了,系統(tǒng)生存周期過程也能與技術(shù)體系對應(yīng)起來了。那么,把技術(shù)體系與系統(tǒng)研制結(jié)合起來,系統(tǒng)研制的生存周期V模型應(yīng)該是什么樣子呢?既然系統(tǒng)是要為用戶提供服務(wù)的,系統(tǒng)功能是系統(tǒng)為用戶提供服務(wù)的基礎(chǔ),那么,在系統(tǒng)研制過程中,就應(yīng)該始終圍繞著系統(tǒng)功能開展工作,我將其稱為“基于技術(shù)面向功能的系統(tǒng)研發(fā)”,與此對應(yīng),將系統(tǒng)生存周期V模型的左半邊劃分為任務(wù)層、概念層和物理層三層,這與目前常見的按照系統(tǒng)元素層級劃分的方式不同,對比見圖9。 圖9 兩種V模型對比 針對“基于技術(shù)面向功能的系統(tǒng)研發(fā)”沒有展開作詳細說明和討論。這個問題很大,如有必要,就留到以后再找機會討論吧。估計在交流的時候大家也沒明白我想說什么,因為我也確實沒說太多。 還討論了更多的問題,再寫就太亂了,顯得內(nèi)容喧賓奪主?;剡^頭看一下,這種“胡說體”挺好噠,很容易碼出很多字,自己感覺很有成就感,哈哈! 再次感謝大家!
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