蘭德型系統(tǒng)分析教學內(nèi)容的結構設計

李羚瑋++曹軍海+劉維維+徐丹+張波

摘要：蘭德型系統(tǒng)分析（RSSA）是用于解決復雜綜合性問題的方法。RSSA源于各領域成功實踐方法的總結，因而其教學內(nèi)容的結構不清晰，即要素缺少清晰界定，且要素間關系模糊不清。本文給出了RSSA教學內(nèi)容的清晰而明確的結構設計，包括整體流程、問題分析、目標分析、對象系統(tǒng)的環(huán)境-功能-結構-行為的分析、方案設計、方案評價與決策等RSSA步驟。這些工作為下一步開展教學設計打下了良好的基礎。

Abstract： RAND style systems analysis （RSSA） is an approach for solving complicate problems. RSSA is based on the summarization of successful practice in various fields， thus， its instructional content structure is not clear， i.e.， instructional contents do not have clear definition and the relations between different instructional contents are vague. We give a clear structure design for the RSSA instructional content， including the entirety of RSSA， problem analysis， objective analysis， the circumstance-function-structure-behavior analysis， proposal design， proposal evaluation and decision. These works form a good basis for future instructional designs.

關鍵詞：蘭德型系統(tǒng)分析；教學內(nèi)容；結構設計

Key words： RAND style systems analysis；instructional content；structure design

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）07-0200-04

0 引言

系統(tǒng)分析是蘭德公司在上世紀四十年代提出的一種解決軍事運籌與決策問題的方法[1]。系統(tǒng)分析最初使用定量模型來解決問題，其主要要素有：目標、替代方案、費用和效益、模型、準則[2]。隨著系統(tǒng)分析在公共政策、軍事戰(zhàn)略等領域的深化應用，其內(nèi)涵和范疇不斷擴展，逐步形成了一整套用于處理復雜綜合性問題的框架性方法，我們稱之為蘭德型系統(tǒng)分析（RAND-Style Systems Analysis，RSSA）。RSSA涵蓋了從認識問題到解決問題的完整決策過程，包括：問題分析、目標分析、分析、系統(tǒng)環(huán)境、功能、結構與行為的分析、方案設計、方案評價與決策等[3][4]。

RSSA是決策分析、系統(tǒng)工程、經(jīng)濟管理、公共政策、軍事戰(zhàn)略等類型課程的重要組成部分。但是，與聚焦某一類管理決策問題的課程（如項目管理）不同，RSSA研究對象的廣泛性決定了它一方面是一種通用的方法；另一方面又是一種抽象和高層的方法，其運用方式隨著領域、問題和對象的不同而大不一樣，即，RSSA的框架下需要用大量的領域知識、領域經(jīng)驗和領域直覺來填充。不難發(fā)現(xiàn)，按照認知學習的觀點[5]，RSSA的教學很容易停留在抽象層面，容易造成理論化、表面化和符號化，學生難以消化知識和形成具體意義，并進而運用RSSA解決實際問題，教學效果不容易保證。

按照認知學習專家布魯納的觀點[5]，有效的教學內(nèi)容設計要使知識結構化?？墒?，因為RSSA源于經(jīng)驗總結和實踐領域眾多的特點，目前作者尚沒有找到一種權威、通用、完整、清晰和可執(zhí)行性強的RSSA方法框架，給有效教學帶來很大障礙。因此，本文的目標是剖析、刪繁、歸并和構建出RSSA的知識結構，包括概念、命題、方法和原理等知識要素及知識要素之間的關系。以下，本文將按RSSA從總到分的順序逐步展開分析。

1 蘭德型系統(tǒng)分析的整體的教學內(nèi)容結構設計

在將蘭德型系統(tǒng)分析（RSSA）分解為各個步驟之前，要先將其視為一個整體來開展教學內(nèi)容設計，主要解決三個問題：“是什么”（What）、“為什么”（Why）和“何時”（When）。

從整體上看， RSSA是一種面向復雜綜合性問題的決策分析方法，而決策是一種基本的管理職能[6]。因此，RSSA的整體定位需要緊密聯(lián)系到復雜綜合性系統(tǒng)的管理上，這就引出了管理、決策分析和復雜綜合性系統(tǒng)三個關鍵概念。①管理可以概括為使系統(tǒng)中的人、事、物按照管理者的意圖運行，達到預期目標的一系列活動的統(tǒng)稱。②決策分析是管理的核心步驟，它相當于人的大腦活動，包括從問題提出到設計并決定解決方案的一系列過程，最終產(chǎn)生干預系統(tǒng)運行的指令。③復雜綜合性系統(tǒng)則是要素種類多、關聯(lián)關系復雜的系統(tǒng)。④以上三個關鍵概念可以合并用一個學生熟悉的例子來解釋說明，例如可以考慮兩彈一星建設和抗美援朝等重大決策問題。

RSSA的發(fā)起原因通常有兩個方面：①首先，人們運營和管理的系統(tǒng)是靠各種資源輸入和信息約束而存在的耗散結構系統(tǒng)，它不斷發(fā)展變化處于動態(tài)平衡之中，不斷發(fā)生各種問題是常態(tài)；②另外，系統(tǒng)的外部環(huán)境也在不斷變化，它使得系統(tǒng)的發(fā)展方向不再符合需要。當系統(tǒng)內(nèi)部結構變化使得發(fā)展方向偏離管理者的主要目標，或者系統(tǒng)外部環(huán)境劇烈變化使得目標無法實現(xiàn)時，就要發(fā)起RSSA，以對系統(tǒng)結構開展干預，使系統(tǒng)運行重回正常軌道。

2 蘭德型系統(tǒng)分析各步驟的教學內(nèi)容結構設計

與RSSA整體的教學內(nèi)容結構設計停留在概念上不同，①首先，RSSA各步驟的教學內(nèi)容結構設計要圍繞其實施的步驟和方法等“程序性知識”來開展，如果可能的話，要在知識傳授的基礎上盡量做基本練習與變式練習，使得程序性知識可執(zhí)行化，形成解決問題的能力；②第二，為了理解RSSA各個步驟的原理，應該用工程技術從問題中產(chǎn)生方法的基本邏輯，從問題出發(fā)闡明RSSA各步驟為什么要這樣做，能達到什么效果，不這樣做行不行等，自然而然的闡述RSSA的各個步驟和工作的原理；③第三，程序性知識和方法原理中涉及很多表述基本事實的知識，稱為“陳述性知識”，這些知識也要納入教學內(nèi)容中。

RSSA是社會、經(jīng)濟和軍事等各領域決策分析人員的成功經(jīng)驗和正確做法的抽象總結。盡管如此，抽象的講授RSSA的各個步驟是枯燥無味的，需要結合具體例子才能將RSSA的各步驟包裝得生動、具體和形象，融入學習者的體驗。為了突出RSSA的內(nèi)容，而不是陷入到理解例子的復雜細節(jié)中，不應該使用門檻較高，需要復雜專業(yè)知識的例子，而應該盡量使用常識性的經(jīng)典例子。另外，RSSA的各個步驟最好使用同一個例子（例如霧霾治理），以便于學習者對各個步驟的區(qū)別與聯(lián)系做出比較，從而形成更豐富和清晰的知識點間的認知關聯(lián)結構，便于理解，記憶和提取運用。

2.1 整體流程

在介紹RSSA各步驟的細節(jié)前，要先開展RSSA整體流程的介紹。整體流程介紹定位于簡單介紹各個步驟，以及各個步驟之間的輸入輸出關系，讓學習者對于RSSA有整體了解。①步驟的簡單介紹應該使用目標式和功能式的風格：目標式風格指的是只說每個步驟要做什么，而暫時不說怎么做的具體途徑；功能式風格指的是只說每個步驟的輸入條件與輸出結果的對應關系，而兩者之間的轉(zhuǎn)換機制、內(nèi)部細節(jié)和中間過程則暫時不去探究。②步驟之間的關系實際上是彼此間輸入、輸出和反饋迭代的關系，一方面，前步驟的輸出是后步驟的輸入；另一方面，后步驟出現(xiàn)矛盾性結果時，要反饋到前步驟做適當修正。

2.2 問題分析

2.2.1 基本概念

問題是現(xiàn)實狀態(tài)與預期狀態(tài)的差距與矛盾，其中有三個要素：現(xiàn)實狀態(tài)、預期狀態(tài)和較大的差距?，F(xiàn)實狀態(tài)表示在系統(tǒng)現(xiàn)有的要素組成與配置關系下，管理者預期會獲得的結果。預期狀態(tài)表示管理者期待獲得的結果。較大差距的意思是：①差距不是由系統(tǒng)和環(huán)境的正常隨機波動導致的；②想要消除該差距，無法通過現(xiàn)有運行方案的微調(diào)和修補來完成，而需要通過系統(tǒng)化、全面性的RSSA來科學的制定方案。

2.2.2 基本方法

問題分析的基本方法就是從問題的基本內(nèi)涵出發(fā)，按照三要素來發(fā)現(xiàn)問題。問題分析的時機一般是由特定事件驅(qū)動的：一類是系統(tǒng)自身結構或者外部環(huán)境的重大事件或者變故；一類是系統(tǒng)和組織內(nèi)部在做階段總結的時候由決策者提出。很多情況下，決策者受到思維定勢和思維惰性的干擾，不愿意正視問題。當問題隱約存在，但線索又不十分清楚時，應該帶著問題意識觀察系統(tǒng)運行，并參考切克蘭德調(diào)查學習模式[6]，對系統(tǒng)中的人員做調(diào)查問卷分析，收集系統(tǒng)的關鍵參量數(shù)據(jù)，用定性與定量相結合的方法，學習并理解系統(tǒng)，找準其中的問題。

2.3 目標分析

2.3.1 基本概念

目標不同于問題，它要在考慮系統(tǒng)和組織的長遠目標與各方面的關聯(lián)因素的基礎上，解決、改善或者緩解存在的問題。目標分析的開展在形式上比較簡單，只提出要做什么，而暫時不考慮如何實現(xiàn)。然而，要說明的是，一方面目標直接決定RSSA最終提出的方案，影響很大；另一方面要將目標定準其實很難。因此，①首先，要全面橫向地考慮看待問題的不同專業(yè)與利益角度，還要全面考慮問題的各種關聯(lián)因素，防止按下葫蘆浮起瓢；②第二，還要在解決問題中有效統(tǒng)籌考慮長遠目標，以通過盡量少的干預和折騰達成最后的目標；③第三，在RSSA的初期，即使有經(jīng)驗的分析員和熟悉專業(yè)領域的人員也難以全面準確的考慮上述因素，所以，對于新問題，若干次數(shù)的目標調(diào)整是難以避免的。最后，當解決當前問題與組織長遠目標不存在矛盾，也不存在其他因素的干擾時，目標就簡化為只考慮解決當前問題。

2.3.2 基本方法

目標分析的基本方法是將抽象，高層的目標細化和具體化，得到具體、可檢查和可驗證的產(chǎn)品、成果和指標。這樣的細化可以多層次反復迭代進行，細化到（且僅到）對象系統(tǒng)的輸出產(chǎn)物與信息上，而不必深入到目標系統(tǒng)的內(nèi)部細節(jié)。這個方法又叫做目標手段分析，其原理就是將大的、宏觀的、不易驗證的目標，以分解的方法，得到一系列小的、具體、可驗證的目標，下層目標是上層目標的達成手段，最后得到一個樹狀的目標分解結構。

2.4 對象系統(tǒng)的環(huán)境、功能、結構和行為的分析

2.4.1 基本概念

對象系統(tǒng)（Objective System，OS）指的是產(chǎn)生我們預期的成果和產(chǎn)品，作為我們研究對象的系統(tǒng)。①環(huán)境是為OS的運作提供基本條件、輸入原料和客觀限制的，不可控制的因素的總和。②功能指的是OS以特定的內(nèi)部機制，完成從輸入原材料到輸出產(chǎn)品的轉(zhuǎn)變過程的能力，它只是一個表面化的描述，而不涉及系統(tǒng)內(nèi)部機制的細節(jié)。③結構指的是OS的要素以及要素之間的關系的總和，是OS的靜態(tài)呈現(xiàn)。④行為指的是OS的結構（主要是其中的要素的狀態(tài)）隨時間進行而發(fā)生的動態(tài)變化，以及物質(zhì)、能量和信息的各種轉(zhuǎn)化過程，是OS的動態(tài)呈現(xiàn)。綜合來看，系統(tǒng)的結構是行為的基礎，而環(huán)境與行為一同決定了功能，也就是最終決定了§2.3提出的目標能否實現(xiàn)。

2.4.2 基本方法

①環(huán)境分析包括環(huán)境要素的建模、不確定性的分析和發(fā)展趨勢的預測。因為環(huán)境是不可控的，所以其不確定性變化和趨勢性變化對于OS的輸出結果影響很大，在開展后續(xù)分析之前，要分析清楚環(huán)境因素的不確定性變化規(guī)律和趨勢性變化規(guī)律。一般來說，這類帶不確定性的分析可以考慮概率統(tǒng)計和隨機過程等模型。②功能分析可以采用集成化計算機輔助制造領域中的IDEF0圖來描述。IDEF0提供了包括輸入、輸出、控制信息（約束）、機制（原材料、資源、工具、人力等）的完整功能描述框架。③結構分析可以考慮使用信息系統(tǒng)工程中的面向?qū)ο蠓治龇椒ǎ鏤ML等規(guī)范化分析技術，特別是以其中的類圖來描述要素，并將結構關系設計成類之中的屬性，又或者可以用概念圖和思維導圖等來做結構分析。④OS的動態(tài)行為分析可以采用UML中描述多個對象間交互的時序圖，或者Petri網(wǎng)來描述，對于宏觀性的問題，還可以用系統(tǒng)動力學模型來描述。

2.5 方案設計

2.5.1 基本概念

方案是調(diào)節(jié)、改進和變革OS的結構和行為，使得OS輸出一定規(guī)格的產(chǎn)物，以達到特定目標的一系列可執(zhí)行措施的統(tǒng)稱。方案是針對OS的改進，分成三種類型：①調(diào)節(jié)型是不改變現(xiàn)有OS的基本結構，僅對其中的某些關系和要素加以加強或者減弱；②改進型是在原有方案的基礎上，做一定程度的較大改進，但是基本的結構和原理不改變，并將改進前后的變動成本作為重要考慮；③變革型是在現(xiàn)有OS的機制存在根本性問題時，重新開展頂層設計，原有要素基本打散重組，新增大量新要素，淘汰大量舊要素。

方案的內(nèi)容是對OS結構的變化，即OS要素和要素間關系的調(diào)整變化措施。RSSA對方案設計的主要要求是全面完整、協(xié)調(diào)配套、適應環(huán)境和切實可行。①全面完整是要包含所有目標對應的落實措施。②協(xié)調(diào)配套指的是方案是“組合拳”，各個措施之間要彼此配合，正合力最大，內(nèi)耗和副作用最小。③適應環(huán)境是能夠抵御外部環(huán)境一定范圍內(nèi)的變化風險，并且能夠預先規(guī)劃和適應外部環(huán)境的規(guī)律性變化趨勢。④切實可行是指方案是要最終落實的，其實施所需的時間、金錢、技術、人力、管理等投入要盡可能小，要在滿足目標要求的條件下盡量簡單，反之，如果方案的可行性確實達不到要求，就要返回目標分析階段，反思目標是否定的過高。

2.5.2 基本方法

方案設計的基本方法是目標牽引，環(huán)境適應，結構入手，綜合設計。①目標牽引的含義是每個目標在方案中都要有對應的實現(xiàn)措施，為此，可以采用魚骨圖等因果關系分析的方法，完成從目標至方案措施的分解。②環(huán)境適應的含義是方案對于環(huán)境的不確定性因素要有一定的魯棒性，能保持穩(wěn)定的輸出，另外要對環(huán)境的趨勢性變化有調(diào)整適應能力。環(huán)境魯棒性來自于設計方案時預留容量；環(huán)境適應性來自于設計方案時預留了環(huán)境變化下自身結構、參數(shù)等的調(diào)整方法和升級接口。③結構入手的含義是：方案達成目標的基本原理是對OS的要素與要素間關系做調(diào)整，包括增加、刪除、修改等改進型操作；或者是全新的變革性設計。④綜合設計的意思有三層：首先是各個措施要協(xié)同配套，不能彼此抵觸；第二是要綜合考慮方案達成各個目標的效果，以及方案本身的成本（包括實施可行性問題、時間金錢等耗費問題、副作用問題等），在成本與效果之間綜合權衡；第三，要設計能夠在成本、效果、可行性等標準之間有不同側(cè)重點的多個備選方案，最后供決策者選擇。

2.6 方案評價與決策

2.6.1 基本概念

盡管方案設計的過程中已經(jīng)考慮了成本、效果等因素，可是這種方案設計階段的考慮更多的是定性和概略的考慮。因此，在正式?jīng)Q定方案之前，有必要用一套科學完善的指標體系，對各個方案開展詳盡、客觀和定量的評價，淘汰掉明顯劣的方案，保留滿意方案或者選出最優(yōu)方案。其中，指標體系要涵蓋方案達成目標的程度、環(huán)境適應性程度、方案實施成本與實施難易程度等，其要求是必須意義明確，且易于計算或者比較。方案評價的核心工作是量化各個指標，由此得到方案的優(yōu)劣判斷：①劣方案的某些指標數(shù)值低于可接受下限，因此不予考慮；又或者每個指標都劣于某個方案，無保留必要。②滿意方案則是切實可行和非劣的方案，事實上，決策者可以根據(jù)偏好來從滿意方案中選擇任意一個。③最優(yōu)方案是綜合所有量化指標并得到每個方案的總評分，選出其中最高者，即為最優(yōu)方案。

考慮到RSSA所面臨的問題的復雜綜合性，有的指標的數(shù)值很難客觀計算，此時，方案之間的指標優(yōu)劣只能由決策者做主觀比較來給出；另外，同一個方案下各個指標的相對重要性同樣沒有客觀標準，也需要決策者做出主觀價值判斷。不難發(fā)現(xiàn)，對于RSSA的研究對象——復雜綜合性系統(tǒng)——來說，方案評價的量化過程不可避免的需要引進決策者的價值判斷，因而，方案評價與方案決策一般是無法分割的。

2.6.2 基本方法

方案評價與決策的基本過程是確定指標、指標量化、綜合評價并做出決策。①確定指標是從目標達成度、環(huán)境適應度、方案實施成本、方案可行性等方面，確定一套完整、標準化、明確清晰和容易量化的指標。②指標量化是在OS的環(huán)境模型、結構模型、行為模型和功能模型的基礎上開展的。當指標的數(shù)量關系明確且易解算時，可以建立數(shù)學模型并量化；當指標的數(shù)量關系明確但不易解算時，可以建立仿真模型并用計算機仿真法得到數(shù)值解；當指標的數(shù)量關系不明確時，可以利用決策者和分析師的經(jīng)驗，建立經(jīng)驗模型或近似模型，或者直接用主觀意見來賦值。④綜合評價是利用各種多屬性評價方法，如AHP法、TOPSIS法、加權和法和ELECTRE法等，計算每個方案的相對重要度打分，最后選出最優(yōu)解。需要注意的是，方案評價與決策中還是應該盡量避免決策者的主觀判斷，在確實需要主觀判斷的場合下，分析師應該配合決策者，慎重、規(guī)范和細致的進行。

3 案例研究

華北霧霾治理是一個社會熱點，也是學生們普遍關心的問題。本文以此為例簡單的展示RSSA的分析過程與每一步所得的結果。

問題分析：①現(xiàn)實狀態(tài)是霧霾大面積頻發(fā)，社會和人民關注度很高，迫切希望改進；②期望狀態(tài)是空氣質(zhì)量的優(yōu)良率高，人民總體滿意；③顯然，現(xiàn)實狀態(tài)和期望狀態(tài)的差距很大，且無法通過簡單的加大環(huán)保監(jiān)管力度來解決問題，而是要通過對產(chǎn)業(yè)結構、經(jīng)濟發(fā)展、戰(zhàn)略布局等做通盤改進來解決。

目標分析：通過2014年的北京APEC藍不難發(fā)現(xiàn)，單純的治霾是簡單的，只要停產(chǎn)限產(chǎn)就能做到。但是，長期減產(chǎn)的措施將帶來重大經(jīng)濟損失，引發(fā)失業(yè)和危及整個社會經(jīng)濟的運行秩序，從而無法達到全面建設小康社會的目標。所以，現(xiàn)階段的合理目標是長期推進經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)結構轉(zhuǎn)型，短期內(nèi)緩解和一定程度上改善大氣污染狀況。

對象系統(tǒng)（OS）環(huán)境、功能、結構和行為分析：①華北地區(qū)的地形、氣候和大氣環(huán)流條件等都是無法改變的，屬于環(huán)境因素；②OS的功能是消耗能源和原材料，生成各種產(chǎn)品、就業(yè)崗位和經(jīng)濟價值等，同時產(chǎn)生大量的水、土壤和空氣的污染；③OS的結構包括能源、礦藏、運輸、原料、產(chǎn)業(yè)集群、人口、城市、經(jīng)濟和政策等一系列復雜的要素與要素之間的關系；④OS的行為可以用系統(tǒng)動力學來建模，以描述各種宏觀量之間的復雜關聯(lián)關系導致的復雜行為。

方案設計：為達到上邊確定的霧霾治理目標，需要開展以下工作：①逐步減少重污染和高排放的過剩產(chǎn)能，關停淘汰高能耗低產(chǎn)出的小企業(yè)，新上項目應注意疏散配置，鼓勵和補貼新興產(chǎn)業(yè)，利用排污稅費調(diào)節(jié)重污染企業(yè)；②逐步降低煤炭能源比重，新上核電和燃氣等潔凈能源項目，實施車輛油品升級；③加強環(huán)保監(jiān)管，懲罰違法生產(chǎn)，特別是在空氣質(zhì)量較差的時期嚴格執(zhí)行應急預案，實行停產(chǎn)限產(chǎn)，嚴格守住污染防治底線。

方案評價與決策：治理的投入和效果是治霾方案的兩大核心評價指標。上述方案措施中，①產(chǎn)業(yè)結構轉(zhuǎn)型的跨時很長，涉及部門很多，影響因素多，推進十分困難；②環(huán)保監(jiān)管的難度很大：大氣污染有其擴散性，其治理成效和污染過錯都難以歸至某地政府或某家企業(yè)，所以，政府和企業(yè)對環(huán)保法規(guī)的落實態(tài)度容易消極，監(jiān)管落實成本較大；③新能源建設可以迅速的降低火電廠的燃煤消耗，但是其經(jīng)濟投入較大；④利用排污稅費調(diào)節(jié)污染排放則有很好的經(jīng)濟性，但是治理效果不易保證。最后的結論是治霾方案基本可行，但是有見效較慢，轉(zhuǎn)型難度較大的風險。

4 小結

本文提出了一個內(nèi)容完整，結構清晰的蘭德型系統(tǒng)分析（RSSA）教學內(nèi)容體系，明確定義了RSSA每個步驟中涵蓋的概念知識和基本方法知識，以及這些知識之間的關系。最后，通過一個霧霾治理的完整實例，展示了RSSA教學內(nèi)容體系用于課堂教學和實踐運用的實用性。

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