蘭德型系統分析教學內容的結構設計

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、對象系統的環境-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：蘭德型系統分析；教學內容；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]。隨著系統分析在公共政策、軍事戰略等領域的深化應用，其內涵和范疇不斷擴展，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、系統環境、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、系統工程、經濟管理、公共政策、軍事戰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、領域經驗和領域直覺來填充。不難發現，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]，有效的教學內容設計要使知識結構化?？墒?，因為RSSA源于經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 蘭德型系統分析的整體的教學內容結構設計

在將蘭德型系統分析（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系到復雜綜合性系統的管理上，這就引出了管理、決策分析和復雜綜合性系統三個關鍵概念。①管理可以概括為使系統中的人、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，最終產生干預系統運行的指令。③復雜綜合性系統則是要素種類多、關聯關系復雜的系統。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的發起原因通常有兩個方面：①首先，人們運營和管理的系統是靠各種資源輸入和信息約束而存在的耗散結構系統，它不斷發展變化處于動態平衡之中，不斷發生各種問題是常態；②另外，系統的外部環境也在不斷變化，它使得系統的發展方向不再符合需要。當系統內部結構變化使得發展方向偏離管理者的主要目標，或者系統外部環境劇烈變化使得目標無法實現時，就要發起RSSA，以對系統結構開展干預，使系統運行重回正常軌道。

2 蘭德型系統分析各步驟的教學內容結構設計

與RSSA整體的教學內容結構設計停留在概念上不同，①首先，RSSA各步驟的教學內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生方法的基本邏輯，從問題出發闡明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容中。

RSSA是社會、經濟和軍事等各領域決策分析人員的成功經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的內容，而不是陷入到理解例子的復雜細節中，不應該使用門檻較高，需要復雜專業知識的例子，而應該盡量使用常識性的經典例子。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別與聯系做出比較，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，而兩者之間的轉換機制、內部細節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

問題是現實狀態與預期狀態的差距與矛盾，其中有三個要素：現實狀態、預期狀態和較大的差距?，F實狀態表示在系統現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差距不是由系統和環境的正常隨機波動導致的；②想要消除該差距，無法通過現有運行方案的微調和修補來完成，而需要通過系統化、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涵出發，按照三要素來發現問題。問題分析的時機一般是由特定事件驅動的：一類是系統自身結構或者外部環境的重大事件或者變故；一類是系統和組織內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運行，并參考切克蘭德調查學習模式[6]，對系統中的人員做調查問卷分析，收集系統的關鍵參量數據，用定性與定量相結合的方法，學習并理解系統，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，它要在考慮系統和組織的長遠目標與各方面的關聯因素的基礎上，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。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與利益角度，還要全面考慮問題的各種關聯因素，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，即使有經驗的分析員和熟悉專業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，若干次數的目標調整是難以避免的。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）對象系統的輸出產物與信息上，而不必深入到目標系統的內部細節。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 對象系統的環境、功能、結構和行為的分析

2.4.1 基本概念

對象系統（Objective System，OS）指的是產生我們預期的成果和產品，作為我們研究對象的系統。①環境是為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以特定的內部機制，完成從輸入原材料到輸出產品的轉變過程的能力，它只是一個表面化的描述，而不涉及系統內部機制的細節。③結構指的是OS的要素以及要素之間的關系的總和，是OS的靜態呈現。④行為指的是OS的結構（主要是其中的要素的狀態）隨時間進行而發生的動態變化，以及物質、能量和信息的各種轉化過程，是OS的動態呈現。綜合來看，系統的結構是行為的基礎，而環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。

2.4.2 基本方法

①環境分析包括環境要素的建模、不確定性的分析和發展趨勢的預測。因為環境是不可控的，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，在開展后續分析之前，要分析清楚環境因素的不確定性變化規律和趨勢性變化規律。一般來說，這類帶不確定性的分析可以考慮概率統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工程中的面向對象分析方法，例如UML等規范化分析技術，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網來描述，對于宏觀性的問題，還可以用系統動力學模型來描述。

2.5 方案設計

2.5.1 基本概念

方案是調節、改進和變革OS的結構和行為，使得OS輸出一定規格的產物，以達到特定目標的一系列可執行措施的統稱。方案是針對OS的改進，分成三種類型：①調節型是不改變現有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。

方案的內容是對OS結構的變化，即OS要素和要素間關系的調整變化措施。RSSA對方案設計的主要要求是全面完整、協調配套、適應環境和切實可行。①全面完整是要包含所有目標對應的落實措施。②協調配套指的是方案是“組合拳”，各個措施之間要彼此配合，正合力最大，內耗和副作用最小。③適應環境是能夠抵御外部環境一定范圍內的變化風險，并且能夠預先規劃和適應外部環境的規律性變化趨勢。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環境適應的含義是方案對于環境的不確定性因素要有一定的魯棒性，能保持穩定的輸出，另外要對環境的趨勢性變化有調整適應能力。環境魯棒性來自于設計方案時預留容量；環境適應性來自于設計方案時預留了環境變化下自身結構、參數等的調整方法和升級接口。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，在正式決定方案之前，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方案。其中，指標體系要涵蓋方案達成目標的程度、環境適應性程度、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，由此得到方案的優劣判斷：①劣方案的某些指標數值低于可接受下限，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，決策者可以根據偏好來從滿意方案中選擇任意一個。③最優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，即為最優方案。

考慮到RSSA所面臨的問題的復雜綜合性，有的指標的數值很難客觀計算，此時，方案之間的指標優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。不難發現，對于RSSA的研究對象——復雜綜合性系統——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。當指標的數量關系明確且易解算時，可以建立數學模型并量化；當指標的數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值解；當指標的數量關系不明確時，可以利用決策者和分析師的經驗，建立經驗模型或近似模型，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現實狀態是霧霾大面積頻發，社會和人民關注度很高，迫切希望改進；②期望狀態是空氣質量的優良率高，人民總體滿意；③顯然，現實狀態和期望狀態的差距很大，且無法通過簡單的加大環保監管力度來解決問題，而是要通過對產業結構、經濟發展、戰略布局等做通盤改進來解決。

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

對象系統（OS）環境、功能、結構和行為分析：①華北地區的地形、氣候和大氣環流條件等都是無法改變的，屬于環境因素；②OS的功能是消耗能源和原材料，生成各種產品、就業崗位和經濟價值等，同時產生大量的水、土壤和空氣的污染；③OS的結構包括能源、礦藏、運輸、原料、產業集群、人口、城市、經濟和政策等一系列復雜的要素與要素之間的關系；④OS的行為可以用系統動力學來建模，以描述各種宏觀量之間的復雜關聯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能，關停淘汰高能耗低產出的小企業，新上項目應注意疏散配置，鼓勵和補貼新興產業，利用排污稅費調節重污染企業；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加強環保監管，懲罰違法生產，特別是在空氣質量較差的時期嚴格執行應急預案，實行停產限產，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產業結構轉型的跨時很長，涉及部門很多，影響因素多，推進十分困難；②環保監管的難度很大：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，所以，政府和企業對環保法規的落實態度容易消極，監管落實成本較大；③新能源建設可以迅速的降低火電廠的燃煤消耗，但是其經濟投入較大；④利用排污稅費調節污染排放則有很好的經濟性，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，轉型難度較大的風險。

4 小結

本文提出了一個內容完整，結構清晰的蘭德型系統分析（RSSA）教學內容體系，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教學內容體系用于課堂教學和實踐運用的實用性。

參考文獻：

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