兰德型系统分析教学内容的结构设计

李羚玮++曹军海+刘维维+徐丹+张波

摘要：兰德型系统分析（RSSA）是用于解决复杂综合性问题的方法。RSSA源于各领域成功实践方法的总结，因而其教学内容的结构不清晰，即要素缺少清晰界定，且要素间关系模糊不清。本文给出了RSSA教学内容的清晰而明确的结构设计，包括整体流程、问题分析、目标分析、对象系统的环境-功能-结构-行为的分析、方案设计、方案评价与决策等RSSA步骤。这些工作为下一步开展教学设计打下了良好的基礎。

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.

关键词：兰德型系统分析；教学内容；结构设计

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

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）07-0200-04

0 引言

系统分析是兰德公司在上世纪四十年代提出的一种解决军事运筹与决策问题的方法[1]。系统分析最初使用定量模型来解决问题，其主要要素有：目标、替代方案、费用和效益、模型、准则[2]。随着系统分析在公共政策、军事战略等领域的深化应用，其内涵和范畴不断扩展，逐步形成了一整套用于处理复杂综合性问题的框架性方法，我们称之为兰德型系统分析（RAND-Style Systems Analysis，RSSA）。RSSA涵盖了从认识问题到解决问题的完整决策过程，包括：问题分析、目标分析、分析、系统环境、功能、结构与行为的分析、方案设计、方案评价与决策等[3][4]。

RSSA是决策分析、系统工程、经济管理、公共政策、军事战略等类型课程的重要组成部分。但是，与聚焦某一类管理决策问题的课程（如项目管理）不同，RSSA研究对象的广泛性决定了它一方面是一种通用的方法；另一方面又是一种抽象和高层的方法，其运用方式随着领域、问题和对象的不同而大不一样，即，RSSA的框架下需要用大量的领域知识、领域经验和领域直觉来填充。不难发现，按照认知学习的观点[5]，RSSA的教学很容易停留在抽象层面，容易造成理论化、表面化和符号化，学生难以消化知识和形成具体意义，并进而运用RSSA解决实际问题，教学效果不容易保证。

按照认知学习专家布鲁纳的观点[5]，有效的教学内容设计要使知识结构化。可是，因为RSSA源于经验总结和实践领域众多的特点，目前作者尚没有找到一种权威、通用、完整、清晰和可执行性强的RSSA方法框架，给有效教学带来很大障碍。因此，本文的目标是剖析、删繁、归并和构建出RSSA的知识结构，包括概念、命题、方法和原理等知识要素及知识要素之间的关系。以下，本文将按RSSA从总到分的顺序逐步展开分析。

1 兰德型系统分析的整体的教学内容结构设计

在将兰德型系统分析（RSSA）分解为各个步骤之前，要先将其视为一个整体来开展教学内容设计，主要解决三个问题：“是什么”（What）、“为什么”（Why）和“何时”（When）。

从整体上看， RSSA是一种面向复杂综合性问题的决策分析方法，而决策是一种基本的管理职能[6]。因此，RSSA的整体定位需要紧密联系到复杂综合性系统的管理上，这就引出了管理、决策分析和复杂综合性系统三个关键概念。①管理可以概括为使系统中的人、事、物按照管理者的意图运行，达到预期目标的一系列活动的统称。②决策分析是管理的核心步骤，它相当于人的大脑活动，包括从问题提出到设计并决定解决方案的一系列过程，最终产生干预系统运行的指令。③复杂综合性系统则是要素种类多、关联关系复杂的系统。④以上三个关键概念可以合并用一个学生熟悉的例子来解释说明，例如可以考虑两弹一星建设和抗美援朝等重大决策问题。

RSSA的发起原因通常有两个方面：①首先，人们运营和管理的系统是靠各种资源输入和信息约束而存在的耗散结构系统，它不断发展变化处于动态平衡之中，不断发生各种问题是常态；②另外，系统的外部环境也在不断变化，它使得系统的发展方向不再符合需要。当系统内部结构变化使得发展方向偏离管理者的主要目标，或者系统外部环境剧烈变化使得目标无法实现时，就要发起RSSA，以对系统结构开展干预，使系统运行重回正常轨道。

2 兰德型系统分析各步骤的教学内容结构设计

与RSSA整体的教学内容结构设计停留在概念上不同，①首先，RSSA各步骤的教学内容结构设计要围绕其实施的步骤和方法等“程序性知识”来开展，如果可能的话，要在知识传授的基础上尽量做基本练习与变式练习，使得程序性知识可执行化，形成解决问题的能力；②第二，为了理解RSSA各个步骤的原理，应该用工程技术从问题中产生方法的基本逻辑，从问题出发阐明RSSA各步骤为什么要这样做，能达到什么效果，不这样做行不行等，自然而然的阐述RSSA的各个步骤和工作的原理；③第三，程序性知识和方法原理中涉及很多表述基本事实的知识，称为“陈述性知识”，这些知识也要纳入教学内容中。

RSSA是社会、经济和军事等各领域决策分析人员的成功经验和正确做法的抽象总结。尽管如此，抽象的讲授RSSA的各个步骤是枯燥无味的，需要结合具体例子才能将RSSA的各步骤包装得生动、具体和形象，融入学习者的体验。为了突出RSSA的内容，而不是陷入到理解例子的复杂细节中，不应该使用门槛较高，需要复杂专业知识的例子，而应该尽量使用常識性的经典例子。另外，RSSA的各个步骤最好使用同一个例子（例如雾霾治理），以便于学习者对各个步骤的区别与联系做出比较，从而形成更丰富和清晰的知识点间的认知关联结构，便于理解，记忆和提取运用。

2.1 整体流程

在介绍RSSA各步骤的细节前，要先开展RSSA整体流程的介绍。整体流程介绍定位于简单介绍各个步骤，以及各个步骤之间的输入输出关系，让学习者对于RSSA有整体了解。①步骤的简单介绍应该使用目标式和功能式的风格：目标式风格指的是只说每个步骤要做什么，而暂时不说怎么做的具体途径；功能式风格指的是只说每个步骤的输入条件与输出结果的对应关系，而两者之间的转换机制、内部细节和中间过程则暂时不去探究。②步骤之间的关系实际上是彼此间输入、输出和反馈迭代的关系，一方面，前步骤的输出是后步骤的输入；另一方面，后步骤出现矛盾性结果时，要反馈到前步骤做适当修正。

2.2 问题分析

2.2.1 基本概念

问题是现实状态与预期状态的差距与矛盾，其中有三个要素：现实状态、预期状态和较大的差距。现实状态表示在系统现有的要素组成与配置关系下，管理者预期会获得的结果。预期状态表示管理者期待获得的结果。较大差距的意思是：①差距不是由系统和环境的正常随机波动导致的；②想要消除该差距，无法通过现有运行方案的微调和修补来完成，而需要通过系统化、全面性的RSSA来科学的制定方案。

2.2.2 基本方法

问题分析的基本方法就是从问题的基本内涵出发，按照三要素来发现问题。问题分析的时机一般是由特定事件驱动的：一类是系统自身结构或者外部环境的重大事件或者变故；一类是系统和组织内部在做阶段总结的时候由决策者提出。很多情况下，决策者受到思维定势和思维惰性的干扰，不愿意正视问题。当问题隐约存在，但线索又不十分清楚时，应该带着问题意识观察系统运行，并参考切克兰德调查学习模式[6]，对系统中的人员做调查问卷分析，收集系统的关键参量数据，用定性与定量相结合的方法，学习并理解系统，找准其中的问题。

2.3 目标分析

2.3.1 基本概念

目标不同于问题，它要在考虑系统和组织的长远目标与各方面的关联因素的基础上，解决、改善或者缓解存在的问题。目标分析的开展在形式上比较简单，只提出要做什么，而暂时不考虑如何实现。然而，要说明的是，一方面目标直接决定RSSA最终提出的方案，影响很大；另一方面要将目标定准其实很难。因此，①首先，要全面横向地考虑看待问题的不同专业与利益角度，还要全面考虑问题的各种关联因素，防止按下葫芦浮起瓢；②第二，还要在解决问题中有效统筹考虑长远目标，以通过尽量少的干预和折腾达成最后的目标；③第三，在RSSA的初期，即使有经验的分析员和熟悉专业领域的人员也难以全面准确的考虑上述因素，所以，对于新问题，若干次数的目标调整是难以避免的。最后，当解决当前问题与组织长远目标不存在矛盾，也不存在其他因素的干扰时，目标就简化为只考虑解决当前问题。

2.3.2 基本方法

目标分析的基本方法是将抽象，高层的目标细化和具体化，得到具体、可检查和可验证的产品、成果和指标。这样的细化可以多层次反复迭代进行，细化到（且仅到）对象系统的输出产物与信息上，而不必深入到目标系统的内部细节。这个方法又叫做目标手段分析，其原理就是将大的、宏观的、不易验证的目标，以分解的方法，得到一系列小的、具体、可验证的目标，下层目标是上层目标的达成手段，最后得到一个树状的目标分解结构。

2.4 对象系统的环境、功能、结构和行为的分析

2.4.1 基本概念

对象系统（Objective System，OS）指的是产生我们预期的成果和产品，作为我们研究对象的系统。①环境是为OS的运作提供基本条件、输入原料和客观限制的，不可控制的因素的总和。②功能指的是OS以特定的内部机制，完成从输入原材料到输出产品的转变过程的能力，它只是一个表面化的描述，而不涉及系统内部机制的细节。③结构指的是OS的要素以及要素之间的关系的总和，是OS的静态呈现。④行为指的是OS的结构（主要是其中的要素的状态）随时间进行而发生的动态变化，以及物质、能量和信息的各种转化过程，是OS的动态呈现。综合来看，系统的结构是行为的基础，而环境与行为一同决定了功能，也就是最终决定了§2.3提出的目标能否实现。

2.4.2 基本方法

①环境分析包括环境要素的建模、不确定性的分析和发展趋势的预测。因为环境是不可控的，所以其不确定性变化和趋势性变化对于OS的输出结果影响很大，在开展后续分析之前，要分析清楚环境因素的不确定性变化规律和趋势性变化规律。一般来说，这类带不确定性的分析可以考虑概率统计和随机过程等模型。②功能分析可以采用集成化计算机辅助制造领域中的IDEF0图来描述。IDEF0提供了包括输入、输出、控制信息（约束）、机制（原材料、资源、工具、人力等）的完整功能描述框架。③结构分析可以考虑使用信息系统工程中的面向对象分析方法，例如UML等规范化分析技术，特别是以其中的类图来描述要素，并将结构关系设计成类之中的属性，又或者可以用概念图和思维导图等来做结构分析。④OS的动态行为分析可以采用UML中描述多个对象间交互的时序图，或者Petri网来描述，对于宏观性的问题，还可以用系统动力学模型来描述。

2.5 方案设计

2.5.1 基本概念

方案是调节、改进和变革OS的结构和行为，使得OS输出一定规格的产物，以达到特定目标的一系列可执行措施的统称。方案是针对OS的改进，分成三种类型：①调节型是不改变现有OS的基本结构，仅对其中的某些关系和要素加以加强或者减弱；②改进型是在原有方案的基础上，做一定程度的较大改进，但是基本的结构和原理不改变，并将改进前后的变动成本作为重要考虑；③变革型是在现有OS的机制存在根本性问题时，重新开展顶层设计，原有要素基本打散重组，新增大量新要素，淘汰大量旧要素。

方案的内容是对OS结构的变化，即OS要素和要素间关系的调整变化措施。RSSA对方案设计的主要要求是全面完整、协调配套、适应环境和切实可行。①全面完整是要包含所有目标对应的落实措施。②协调配套指的是方案是“组合拳”，各个措施之间要彼此配合，正合力最大，内耗和副作用最小。③适应环境是能够抵御外部环境一定范围内的变化风险，并且能够预先规划和适应外部环境的规律性变化趋势。④切实可行是指方案是要最终落实的，其实施所需的时间、金钱、技术、人力、管理等投入要尽可能小，要在满足目标要求的条件下尽量简单，反之，如果方案的可行性确实达不到要求，就要返回目标分析阶段，反思目标是否定的过高。

2.5.2 基本方法

方案设计的基本方法是目标牵引，环境适应，结构入手，综合设计。①目标牵引的含义是每个目标在方案中都要有对应的实现措施，为此，可以采用鱼骨图等因果关系分析的方法，完成从目标至方案措施的分解。②环境适应的含义是方案对于环境的不确定性因素要有一定的鲁棒性，能保持稳定的输出，另外要对环境的趋势性变化有调整适应能力。环境鲁棒性来自于设计方案时预留容量；环境适应性来自于设计方案时预留了环境变化下自身结构、参数等的调整方法和升级接口。③结构入手的含义是：方案达成目标的基本原理是对OS的要素与要素间关系做调整，包括增加、删除、修改等改进型操作；或者是全新的变革性设计。④综合设计的意思有三层：首先是各个措施要协同配套，不能彼此抵触；第二是要综合考虑方案达成各个目标的效果，以及方案本身的成本（包括实施可行性问题、时间金钱等耗费问题、副作用问题等），在成本与效果之间综合权衡；第三，要设计能够在成本、效果、可行性等标准之间有不同侧重点的多个备选方案，最后供决策者选择。

2.6 方案评价与决策

2.6.1 基本概念

尽管方案设计的过程中已经考虑了成本、效果等因素，可是这种方案设计阶段的考虑更多的是定性和概略的考虑。因此，在正式决定方案之前，有必要用一套科学完善的指标体系，对各个方案开展详尽、客观和定量的评价，淘汰掉明显劣的方案，保留满意方案或者选出最优方案。其中，指标体系要涵盖方案达成目标的程度、环境适应性程度、方案实施成本与实施难易程度等，其要求是必须意义明确，且易于计算或者比较。方案评价的核心工作是量化各个指标，由此得到方案的优劣判断：①劣方案的某些指标数值低于可接受下限，因此不予考虑；又或者每个指标都劣于某个方案，无保留必要。②满意方案则是切实可行和非劣的方案，事实上，决策者可以根据偏好来从满意方案中选择任意一个。③最优方案是综合所有量化指标并得到每个方案的总评分，选出其中最高者，即为最优方案。

考虑到RSSA所面临的问题的复杂综合性，有的指标的数值很难客观计算，此时，方案之间的指标优劣只能由决策者做主观比较来给出；另外，同一个方案下各个指标的相对重要性同样没有客观标准，也需要决策者做出主观价值判断。不难发现，对于RSSA的研究对象——复杂综合性系统——来说，方案评价的量化过程不可避免的需要引进决策者的价值判断，因而，方案评价与方案决策一般是无法分割的。

2.6.2 基本方法

方案评价与决策的基本过程是确定指标、指标量化、综合评价并做出决策。①确定指标是从目标达成度、环境适应度、方案实施成本、方案可行性等方面，确定一套完整、标准化、明确清晰和容易量化的指标。②指标量化是在OS的环境模型、结构模型、行为模型和功能模型的基础上开展的。当指标的数量关系明确且易解算时，可以建立数学模型并量化；当指标的数量关系明确但不易解算时，可以建立仿真模型并用计算机仿真法得到数值解；当指标的数量关系不明确时，可以利用决策者和分析师的经验，建立经验模型或近似模型，或者直接用主观意见来赋值。④综合评价是利用各种多属性评价方法，如AHP法、TOPSIS法、加权和法和ELECTRE法等，计算每个方案的相对重要度打分，最后选出最优解。需要注意的是，方案评价与决策中还是应该尽量避免决策者的主观判断，在确实需要主观判断的场合下，分析师应该配合决策者，慎重、规范和细致的进行。

3 案例研究

华北雾霾治理是一个社会热点，也是学生们普遍关心的问题。本文以此为例简单的展示RSSA的分析过程与每一步所得的结果。

问题分析：①现实状态是雾霾大面积频发，社会和人民关注度很高，迫切希望改进；②期望状态是空气质量的优良率高，人民总体满意；③显然，现实状态和期望状态的差距很大，且无法通过简单的加大环保监管力度来解决问题，而是要通过对产业结构、经济发展、战略布局等做通盘改进来解决。

目标分析：通过2014年的北京APEC蓝不难发现，单纯的治霾是简单的，只要停产限产就能做到。但是，长期减产的措施将带来重大经济损失，引发失业和危及整个社会经济的运行秩序，从而无法达到全面建设小康社会的目标。所以，现阶段的合理目标是长期推进经济和产业结构转型，短期内缓解和一定程度上改善大气污染状况。

对象系统（OS）环境、功能、结构和行为分析：①华北地区的地形、气候和大气环流条件等都是无法改变的，属于环境因素；②OS的功能是消耗能源和原材料，生成各种产品、就业岗位和经济价值等，同时产生大量的水、土壤和空气的污染；③OS的结构包括能源、矿藏、运输、原料、产业集群、人口、城市、经济和政策等一系列复杂的要素与要素之间的关系；④OS的行为可以用系统动力学来建模，以描述各种宏观量之间的复杂关联关系导致的复杂行为。

方案设计：为达到上边确定的雾霾治理目标，需要开展以下工作：①逐步减少重污染和高排放的过剩产能，关停淘汰高能耗低产出的小企业，新上项目应注意疏散配置，鼓励和补贴新兴产业，利用排污税费调节重污染企业；②逐步降低煤炭能源比重，新上核电和燃气等洁净能源项目，实施车辆油品升级；③加强环保监管，惩罚违法生产，特别是在空气质量较差的时期严格执行应急预案，实行停产限产，严格守住污染防治底线。

方案评价与决策：治理的投入和效果是治霾方案的两大核心评价指标。上述方案措施中，①产业结构转型的跨时很长，涉及部门很多，影响因素多，推进十分困难；②环保监管的难度很大：大气污染有其扩散性，其治理成效和污染过错都难以归至某地政府或某家企业，所以，政府和企业对环保法规的落实态度容易消极，监管落实成本较大；③新能源建设可以迅速的降低火电厂的燃煤消耗，但是其经济投入较大；④利用排污税费调节污染排放则有很好的经济性，但是治理效果不易保证。最后的结论是治霾方案基本可行，但是有见效较慢，转型难度较大的风险。

4 小结

本文提出了一个内容完整，结构清晰的兰德型系统分析（RSSA）教学内容体系，明确定义了RSSA每个步骤中涵盖的概念知识和基本方法知识，以及这些知识之间的关系。最后，通过一个雾霾治理的完整实例，展示了RSSA教学内容体系用于课堂教学和实践运用的实用性。

参考文献：

[1]兰德公司与美国的崛起[M]. Abella A.著，梁筱蕓，张小燕译.北京：新华出版社，2011.

[2]臧卫东，王芸.现代系统分析浅论[J].交通部上海船舶运输科学研究所学报，1996，19（1）：50-68.

[3]汪应洛主编.系统工程学[M].三版.北京：高等教育出版社，2007，2.

[4]张智光主编.决策科学与艺术[M].北京：科学出版社，2006，9.

[5]陈琦，刘儒德.当代教育心理学[M].二版.北京：北京师范大学出版社，2007，4.

[6]高良谋主编.管理学[M].四版.大连：东北财经大学出版社，2014，1.

[7]孙东川，朱桂龙编著.系统工程基本教程[M].北京：科学出版社，2010，5.