系统工程未来发展方向：一览无余

系统工程学科的研究除了基础理论和方法外,还涉及经济、军事、医疗卫生、交通、资源环境等诸多应用领域。本书围绕系统工程的重大前沿问题,结合我国在系统工程研究方面的现有基础和所积累的优势,梳理和凝练出以下若干未来重点发展方向。本书通过开展这些领域的研究,期望产生的研究成果对提高我国系统科学与系统工程学科的整体实力、推动社会经济的可持续发展能发挥重要的支撑作用。

1)复杂系统的相关理论和方法研究

对复杂系统和复杂巨系统的研究,一直是系统科学研究的核心问题,也是系统工程应用难以处理的问题。对复杂系统和复杂巨系统,人们首先遇到的是方法论和方法问题,它们不是已有科学方法所能处理的。研究内容主要包括复杂网络、复杂系统建模方法、挖掘方法、复杂系统软件优化计算方法、复杂系统集成方法、复杂系统综合集成研讨厅、复杂系统的控制与协调、复杂系统的管理与实施等。重要科学问题举例如下:

①复杂网络的结构、功能和动力学研究。

②平行执行与复杂系统的控制与管理。

2)复杂经济系统的建模、预测和决策研究

中国经过30多年的高速发展,经济面临着失衡问题:城乡发展失衡、区域发展失衡、行业发展失衡、收入分配失衡,以及消费投资结构失衡、财政失衡、货币失衡、贸易失衡等,并且伴随着严重的资源紧缺、环境容量急剧缩小等制约,原有的发展之路已经行不通,因为经济系统是一个多主体、多属性、多维度的复杂系统,可以说牵一发而动全身。实现经济的平衡转型与经济社会的可持续发展,需要应对大量的科学挑战,也需要突破原有的经济学与经济管理的研究范式,寻求新的理论与方法支撑。重要科学问题举例如下:

①复杂经济系统的刻画与决策建模。

②经济预测、风险预警的技术方法和工具开发。

3)大数据、互联网下金融复杂系统的特征刻画、系统建模与风险管理

金融系统工程相比传统的金融学理论最大的不同之处在于,前者需要运用系统科学的思维范式从整体的、全局的、系统的视角来研究金融系统中的相关问题,需要对传统的金融学研究进行深化,并且科学地运用系统科学的方法对传统的金融学研究成果进行整合和升华,而目前这方面的研究还处于发展完善阶段,因此,在大数据和互联网环境下研究和探索相应的理论建模和分析方法就显得尤为重要。重要科学问题举例如下:

①金融复杂系统中的市场特征和演化规律。

②金融复杂系统的建模与实验。

4)医疗卫生复杂系统的建模、分析及综合干预策略研究

医疗卫生是系统跨度最大的学科,横跨自然科学与社会科学,是系统科学原理与系统工程技术应用的重要战场。量子、原子、分子、细胞、器官、个体、心理、社会、生态环境、宇宙都与医疗卫生研究和实践有关。医疗卫生系统的研究对象是由多个子系统构成的复杂系统。以系统思维和系统论原理为基础,重新建立健康、疾病、药物等概念,同时建立普适的诊断理论与干预理论,将构成医疗卫生系统工程学科的理论基础。重要科学问题举例如下:

①适用于生命复杂系统的建模方法研究。(www.zuozong.com)

②朝向诊断方面的系统分析方法研究。

③系统综合干预策略与方法研究。

5)一体化作战指挥信息系统与装备系统工程研究

随着军事斗争需求的变化,军事系统工程的理论方法、技术手段和应用方向都在不断变化。军事系统工程研究的对象将由单纯的军事问题,发展到军事与社会、经济、技术相互交叉影响的复杂问题。复杂系统理论将为军事系统工程的发展提供新的理论支持,尤其对指挥控制、作战模式等将会产生全新的指导思想。许多新的智能化方法和技术的发展,如神经网络、遗传算法、进化计算、模糊系统、数据挖掘等也将为军事系统工程实现更有效的系统集成提供保障。重要科学问题举例如下:

①一体化作战指挥信息系统研究。

②装备系统工程研究。

6)城市交通复杂系统的理论与技术研究

近年来,我国大城市普遍存在着交通拥堵问题,既严重影响了经济建设和社会运行效率,也增加了能源消耗和环境污染,已经成为制约大城市可持续发展的主要瓶颈。人们对城市交通发展的内在属性特征及交通出行者的行为特性缺乏足够的、准确的认识,导致实际交通规划与管理存在一定的盲目性。深入探讨我国城市交通系统的运行规律,建立符合我国交通流特性的交通流理论,并提出相应的管理控制方法,已成为一个至关重要的问题。重要科学问题举例如下:

①大城市交通需求的引导理论与方法。

②公交主导型交通网络的协同机理与耦合方法。

7)资源环境与社会系统的协调机制与优化

资源勘探开发、生产、使用和环境外部性等一系列的资源环境管理问题已经成为制约我国社会稳定发展的关键。这些问题暴露在资源环境管理的各个环节,我们需要采用复杂系统的思维,从资源勘探开发、供应和终端消费各个层面建立系统框架,分析资源环境管理的作用机理和演化规律,对资源环境管理的各个环节进行建模,提出优化调控策略,实现资源环境的可持续发展。重要科学问题举例如下:

①资源开发风险与社会系统的协调机制研究。

②能源供应安全与区域资源环境配置优化策略研究。

③面向社会稳定的水资源安全策略仿真模型硏究。