综合集成研讨厅概述

提要本文简要介绍综合集成研讨厅体系及其方法论,重点介绍综合集成方法的运用。

关键词:综合集成研讨厅;人机结合;从定性到定量

中图分类号:F27文献标识码:A

一、引言

为处理经济系统这类复杂巨系统及其有关的决策问题,钱学森等1990年提出“从定性到定量的综合集成法”。1992年又进一步把该法加以拓广,形成“从定性到定量综合集成研讨厅”。本文对这个开放的复杂巨系统的方法论进行概述。这个方法就是“以人为主,人机结合,从定性到定量的综合集成法,并在工程中逐步实现综合集成研讨厅体系”。

二、综合集成研讨厅体系

综合集成研讨厅起源于系统工程的提出,是处理开放的复杂巨系统的方法论。综合集成是人用计算机的软硬件来综合专家群体的定性认识及大量专家系统所提供的结论及各种数据与信息,经加工处理使之上升为对总体的定量认识。其实质是指导人们在处理复杂问题时,把专家的智慧、计算机的高性能和各种数据、信息有机结合起来,构成一个统一强大的问题求解系统。

综合集成不同于一般意义上的集成,它是将人作为系统的组成部分,人机共存,人机分工,各自发挥自身优势;综合集成的过程是一个从定性到定量循环递进的复杂过程。这种技术充分体现了人机结合的思想,在综合集成的过程中人始终起到主导的作用。

三、综合集成研究方法论

从方法论层次看,综合集成方法对复杂巨系统研究的指导作用主要体现在:

(一)研究路线。综合集成方法采取了从上而下和由下而上的研究路线,从整体到部分再由部分到整体,把宏微观研究统一起来,最终从整体上研究和解决问题。

(二)技术路线――综合集成方法采取的是人、机结合,人、网结合,以人为主的技术路线。这个技术路线是以思维科学为基础。从信息处理来看,人脑思维是一种逻辑思维,它是定量、微观的信息处理方法;另一种是形象思维,是定性、宏观的信息处理方式。人的创造性主要来自创造性思维,它是逻辑思维和形象思维的结合,也是定性与定量结合。在逻辑思维方面,计算机比人脑更善于信息的精确处理;但在形象思维方面,现在的计算机还不能给我们以任何帮助。如果能把人脑和机器结合起来,以人为主,人和计算机各有所长、相辅相成、和谐地工作在一起形成“人帮机、机帮人”的合作方式,这种人、机结合的思维方式和研究方式就具有更强的创造性和认识客观事物的能力。

(三)实现信息、知识和智慧的综合集成。信息的综合集成可以获得知识,信息、知识的综合集成可以获得智慧。现在由于计算机科学与技术的发展,我们可以通过人、机结合,人、网结合的方式来获得知识和智慧。复杂系统或复杂巨系统常要跨学科、跨领域,对这些问题能提出经验性假设,通常要由不同领域、学科专家构成的专家体系,依靠群体的知识和智慧才行。但要证明其正确与否,仅靠自然科学中所用到的各种方法是不够的。这就要依靠人、机结合,以人为主的研究方式。机器能做的尽量由机器去完成,通过人、机结合,实现信息、知识和智慧的综合集成,通过人机交互、反复比较、逐次逼近,实现从定性到定量的认识。

四、综合集成方法的运用

应用综合集成方法研究和解决复杂系统或复杂巨系统问题时,它是专家群体和机器体系结合起来的研究方式和工作方式。综合集成方法包括以下内容:

(一)定性综合集成。综合集成方法是面向问题的。对复杂系统或复杂巨系统能提出问题、形成经验性假设,通常不是一个专家或一个领域专家群体所能提出的,它需要不同学科、领域专家构成的专家体系深入研究、反复研讨、逐步形成共识。专家体系中的每个专家都有自己掌握的科学理论、经验知识,这些知识都是对客观世界规律的认识,都能从一个方面或一个角度去研究复杂系统或复杂巨系统问题,把这些专家们的科学理论、经验知识、以至专家智慧,通过结合、磨合和融合,从不同层次(自然的、社会的、人文的)、不同方面和不同角度去研究复杂系统或复杂巨系统的同一问题,就会获得全面认识。这个过程以形象思维为主,是信息、知识、智慧的定性综合集成,这个经验性假设与判断,只能由专家体系提出,机器体系是提不出来的。但是,机器体系可以帮助专家体系去提出,这里也需要人、机结合。

(二)定性定量相结合综合集成。为了用严谨的科学方式去证明或验证经验性判断的正确与否,我们需要把定性描述上升到系统整体的定量描述。这种定量描述可以用指标体系。实现这一步的关键是定性定量相结合综合集成。专家体系利用机器体系的丰富资源和它定量处理信息的强大能力,通过建模、仿真和实验等方式来完成这一步。

(三)从定性到定量综合集成。定性综合集成形成问题的经验性假设与判断的定性描述,经过定性定量相结合综合集成获得定量描述。专家体系再一次进行综合集成,在这一次综合集成中,由于有了新的定量信息,经过研讨,专家们有可能从定量描述中,获得证明或验证经验性假设和判断正确的定量结论,如果是这样,也就完成了从定性到定量综合集成。但这个过程通常不是一次能完成的,往往要反复多次。如果定量描述还不足以支持证明和验证经验性假设和判断的正确性,专家们会提出新的修正意见和实验方案,再重复以上过程。这时专家们的经验、知识和智慧已融进到新的建议和方案之中。通过人、机交互、反复比较、逐次逼近,直到专家们能从定性到定量综合集成方法的实现和应用定量描述中证明和验证了经验性假设和判断的正确性,获得了满意的定量结论,这个过程也就结束了。这时的结论已从定性上升到了定量,不再是经验性假设和判断,而是经过严谨论证的科学结论,这个结论就是现阶段我们对客观事物的科学认识。如果定量描述否定了原来的经验性假设和判断,那也是一种新的认识,又会提出新的经验性假设和判断,再重复上述过程。综合以上所述,从定性综合集成提出经验性假设和判断的定性描述,到定性定量相结合综合集成得到定量描述,再到从定性到定量综合集成获得定量的科学结论,这就实现了从经验性的定性认识上升到科学的定量认识。(图1)

五、实际应用举例

绿色建筑是指在建筑全寿命周期内,通过高新技术和先进适用技术的集成应用,降低资源和能源的消耗,减少废弃物的产生和对生态环境的破坏,为使用者提供健康、舒适的工作或生活环境,最终实现与自然共生的建筑。由此可见,绿色建筑是一个开放的复杂巨系统,这个复杂的集成系统决定了其在各个阶段需要整合各个建筑领域的人员参与,比如在概念设计阶段需要考虑建筑相关的能源、水、材料、小区规划、光照、室内外舒适度、隔音、空气质量、建筑设计、项目过程监管等十几个方面的问题,整合建筑设计、给水排水、采暖通风、能源、建筑材料、室内环境、过程管理、规划等领域的专家研讨,并进行相应的计算机模拟,因此综合集成研讨厅在这一领域的应用具有广阔的前景。

六、结束语

综合集成研讨厅是我国科学家提出的研究领域,面对复杂的系统,把人的心智与机器的机智结合起来,发展人、机结合的系统,发展从定性到定量的综合集成方法,从而进入“人机结合的大智慧时代”。这一方法体系在社会各个领域都有着广泛的应用,值得我们继续探讨。

(作者单位:重庆大学建设管理与房地产学院)

主要参考文献:

[1]于景元,周晓纪.从定性到定量综合集成方法的实现和应用.系统工程理论与实践,2002.10.

[2]黄志澄.以人为主,人机结合,从定性到定量的综合集成法.西安交通大学学报(社会科学版),2005.6.

[3]戴汝为,操龙兵.综合集成研讨厅的研制.管理科学学报,2002.6.