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2023-07-15
霍尔的三维结构方法论及其在系统工程中的应用
【摘要】：图3-3 系统工程硬方法论的五个主要工作阶段霍尔的三维结构方法论强调明确目标，核心内容是最优化，并认为现实问题基本上都可归纳成系统工程问题，并应用定量分析手段求得最优方案。霍尔的三维结构模式的出现，为解决大型复杂系统的规划、组织、管理问题提供了一种统一的思想方法，因而在世界各国得到了广泛应用。
在系统工程方法论研究发展过程中，逐步形成了处理系统问题思路及框架。其中霍尔三维结构，是美国系统工程专家霍尔（A·D·Hall）于1969年提出的一种系统工程方法论。后人把它与软系统方法论对比，称为硬系统方法论（Hard System Methodology，HSM）。
针对一项复杂工程，霍尔的三维结构提出从以下三个方面（或三个维）加以考察：
（1）时间方面（或时间维）各项工作在时间上有先后并巨互相依赖。时间维表示系统工程活动从开始到结束按时间顺序排列的全过程，分为规划、拟订方案、研制、生产、安装、运行和更新七个时间阶段。
（2）逻辑思维方面（或逻辑维）围绕决策的一系列工作相互依存并按一定的逻辑顺序展开。逻辑维是指时间维的每一个阶段内所要进行的工作内容和应该遵循的思维程序，包括明确问题、确定目标、系统综合、系统分析、优化、决策和实施七个逻辑步骤。
（3）知识方面（或知识维）知识维表明了需要运用包括工程、医学、建筑、商业、法律、管理、社会科学、艺术等各种知识和技能。知识维反映了工程的开展需要多项知识的支撑。
将系统工程整个活动过程分为前后紧密衔接的七个阶段和七个步骤，同时还考虑了为完成这些阶段和步骤所需要的各种专业知识和技能。这样，就形成了由时间维、逻辑维和知识维所组成的三维空间结构，如图3-1和图3-2所示。
图3-1 三维给构模型图
图3-2 简化的三维给构模型图
我们可以说，三维结构体系形象地描述了系统工程研究的框架，对其中任一阶段和每一个步骤，又可进一步展开，形成分层次的树状体系。将七个逻辑步骤和七个工作阶段归纳在一起列成表格，我们把这个表格称为硬系统方法论的工作矩阵，见表3-1。在这个工作矩阵中，所列的各项工作内容是相互影响、紧密联系的，故我们可以把它们归纳为研究、计划、设计、制造和运用五个主要工作阶段，如图3-3所示。
图3-3 系统工程硬方法论的五个主要工作阶段
霍尔的三维结构方法论强调明确目标，核心内容是最优化，并认为现实问题基本上都可归纳成系统工程问题，并应用定量分析手段求得最优方案。
该方法论具有研究方法上的整体性（三维）、技术应用上的综合性（知识维）、组织管理上的科学性（时间维与逻辑维）和系统工程工作的问题导向性（逻辑维）等突出特点，是系统工程方法论的重要基础内容。霍尔的三维结构模式的出现，为解决大型复杂系统的规划、组织、管理问题提供了一种统一的思想方法，因而在世界各国得到了广泛应用。
表3-1 系统工程硬方法论的工作矩阵
注：表中aij（i=1，2，…，7；j=1，2，…，7）代表一项具体的系统活动。
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