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[摘要] 管理中的动态、非线性等问题较为复杂。为解决这一问题,在科研项目管理中引入系统动力学方法,依据系统动力学原理对科研项目管理系统进行因果关系分析并建立流图模型。结果表明,系统动力学方法为科研项目管理的正确决策提供科学依据。
[关键词] 科研管理 系统动力学 仿真
0引言
科研项目管理是一个复杂的系统工程,许多问题都涉及到动态和非线性,这也给管理者带来很多不便。利用系统动力学方法有助于解决这个问题。系统动力学以反馈理论为基础,以系统方法论的基本原则考察客观世界,适宜于处理高阶次、非线性、多重反馈的时变系统,其最大优点是可以定性、定量方法相结合。因此,本文采用系统动力学方法对科研项目管理系统进行了初步分析和探索。研究表明,系统动力学方法从动态观点系统地研究管理问题为解决复杂的科研项目管理提供了比较方便实用的手段。
1系统动力学简介
系统动力学(System Dynamics),简称SD,是一种以反馈控制理论为基础,以计算机仿真技术为手段研究复杂社会经济系统的定量方法。它运用系统概念和系统思路把所研究的系统问题构造成系统动力学模型,借助计算机仿真技术进行定量研究,适宜于处理高阶次、非线性、多重反馈的时变系统。其基本思想方法是信息反馈方法,即通过信息反馈调整偏差实现求解系统的变量。
系统动力学特征之一在于它使用定性与定量相结合的方法来研究问题。它用系统整体方法进行分析、推理和综合,用系统动力学理论与方法建立结构-功能模拟模型,研究复杂系统的结构、功能和行为之间的动态关系。系统动力学的另一大优势在于它在数据缺乏的条件下也可以进行研究。这是因为系统动力学模型的结构是以反馈环为基础的,多重反馈环的存在使得系统行为模式对大多数参数是不敏感的。
系统动力学早期研究对象是以企业为中心的工业系统,随着理论走向实际应用步伐的加快,现已广泛应用在社会、经济、军事、生物等系统的各个领域。例如,在工程管理过程中,决策者主观认识与客观实际总是存在偏差,为尽可能的缩小偏差实现有效的管理,决策人员需要相关的动态数据。然而在工程进行过程中,各因素是变化且相互影响的,他们共同构成一个多重反馈的复杂时变系统。用常规方法很难求解,而运用系统动力学方法,站在全局和整体的角度考察系统的运行机制,构建系统动力学模型,借助计算机仿真技术,问题就能迎刃而解。
2 建模目的及边界分析
在通常的科研管理中,订计划时往往基于线性假设,如假定工作效率为一定值,很少考虑科研项目进行过程中的各因素的变化及相互作用问题。然而实际上,科研管理过程中各个因素是变化的而且是相互影响的。因此在科研项目的进行中始终存在着一个动态管理问题。例如,各阶段原定人员数与真实需要人员数不符,原定工作效率与实际工作效率不符,人员数量的变化导致经费开支的变化,以至于不得不对人均月经费进行调整,又反过来导致了劳动积极性和工作效率的变化。这种主观认识的结论与客观真实结果的矛盾贯穿始终,而且是一个复杂动态过程,管理人员迫切需要相关的动态数据才能进行有效管理。
科研项目管理系统动力学模型的建模目的就是提供完工量、工作效率、人员数、经费开支相关数据,供管理人员利用这些信息协调工程的有关安排,对整个过程实现动态管理。
根据上述建模目的,该模型应侧重于科研项目管理的动态特性,通过定性分析,确定此模型的边界是:
①人员及每月人员变化量;
②完工量及每月增加的完工量即进度;
③经费开支及每月经费开支;
根据上述建模目的和边界,确立如下3个流位即状态变量: L1(t)为人员数(人);L2(t)为完工量(個);L3(t)为经费开支(万元)。
由各流位的含义可直接确定对应流率即决策变量: R1(t)为人员变化量(人/月);R2(t)为每月完工量(个/月);R3 (t)为每月经费开支(万元/月)。
3系统流图模型
科研项目管理系统动力学流图模型是通过因果反馈关系反映科研过程中各种因素的变化及相互影响。
首先从系统内部存在的基本过程入手,仅考虑人员变化与完工量的关系时,基本变量有:人员数、每月完工量、完工量、剩余工作量、预计人员数等。上述诸变量间的相互作用及因果关系可以用图1表示,人员增加,任务进展快,剩余工作量少,对人员的需求就减少,因此回路是负反馈回路。
其次考虑到工作进度调整和经费开支的关系时,基本变量有每月完工量、月经费开支、经费开支、剩余经费、人均月经费、工作效率等。他们之间的相互作用及因果关系可以用图2表示,每月完工量多,经费开支就多,剩余经费就少,人均月经费就少,劳动积极性下降,工作效率就低,进度下降,每月完工量减少,因此该回路也是负反馈回路。
最后,根据上述系统的因果回路图就可建立起流图模型,如图3所示:
图3科研项目管理系统流图模型
4 结论
将系统动力学方法引入到对科研项目管理系统的分析和仿真中,运用系统的观点和思路分析思考项目管理中各环节、各因素的行为方式及其结果,能够站在全局和整体的角度考察系统的运行机制,为管理者提供相关的动态数据,便于实现有效的动态管理。
参考文献:
[1] 王振江.系统动力学引论[M].上海:上海科学技术文献出版社.1987.
[2] 贾仁安,丁荣华.系统动力学——反馈动态性复杂分析[M].北京:高等教育出版社.2002.
[3] 王其藩.系统动力学[M].北京:清华大学出版社.1988.
[4] 苏懋康.系统动力学原理及应用[M].上海:上海交通大学出版社.1988.
[5] 雷荣军,毕星.系统动力学在建设项目管理上的应用 [J]. 哈尔滨理工大学学报2004,(6)72-75.
[关键词] 科研管理 系统动力学 仿真
0引言
科研项目管理是一个复杂的系统工程,许多问题都涉及到动态和非线性,这也给管理者带来很多不便。利用系统动力学方法有助于解决这个问题。系统动力学以反馈理论为基础,以系统方法论的基本原则考察客观世界,适宜于处理高阶次、非线性、多重反馈的时变系统,其最大优点是可以定性、定量方法相结合。因此,本文采用系统动力学方法对科研项目管理系统进行了初步分析和探索。研究表明,系统动力学方法从动态观点系统地研究管理问题为解决复杂的科研项目管理提供了比较方便实用的手段。
1系统动力学简介
系统动力学(System Dynamics),简称SD,是一种以反馈控制理论为基础,以计算机仿真技术为手段研究复杂社会经济系统的定量方法。它运用系统概念和系统思路把所研究的系统问题构造成系统动力学模型,借助计算机仿真技术进行定量研究,适宜于处理高阶次、非线性、多重反馈的时变系统。其基本思想方法是信息反馈方法,即通过信息反馈调整偏差实现求解系统的变量。
系统动力学特征之一在于它使用定性与定量相结合的方法来研究问题。它用系统整体方法进行分析、推理和综合,用系统动力学理论与方法建立结构-功能模拟模型,研究复杂系统的结构、功能和行为之间的动态关系。系统动力学的另一大优势在于它在数据缺乏的条件下也可以进行研究。这是因为系统动力学模型的结构是以反馈环为基础的,多重反馈环的存在使得系统行为模式对大多数参数是不敏感的。
系统动力学早期研究对象是以企业为中心的工业系统,随着理论走向实际应用步伐的加快,现已广泛应用在社会、经济、军事、生物等系统的各个领域。例如,在工程管理过程中,决策者主观认识与客观实际总是存在偏差,为尽可能的缩小偏差实现有效的管理,决策人员需要相关的动态数据。然而在工程进行过程中,各因素是变化且相互影响的,他们共同构成一个多重反馈的复杂时变系统。用常规方法很难求解,而运用系统动力学方法,站在全局和整体的角度考察系统的运行机制,构建系统动力学模型,借助计算机仿真技术,问题就能迎刃而解。
2 建模目的及边界分析
在通常的科研管理中,订计划时往往基于线性假设,如假定工作效率为一定值,很少考虑科研项目进行过程中的各因素的变化及相互作用问题。然而实际上,科研管理过程中各个因素是变化的而且是相互影响的。因此在科研项目的进行中始终存在着一个动态管理问题。例如,各阶段原定人员数与真实需要人员数不符,原定工作效率与实际工作效率不符,人员数量的变化导致经费开支的变化,以至于不得不对人均月经费进行调整,又反过来导致了劳动积极性和工作效率的变化。这种主观认识的结论与客观真实结果的矛盾贯穿始终,而且是一个复杂动态过程,管理人员迫切需要相关的动态数据才能进行有效管理。
科研项目管理系统动力学模型的建模目的就是提供完工量、工作效率、人员数、经费开支相关数据,供管理人员利用这些信息协调工程的有关安排,对整个过程实现动态管理。
根据上述建模目的,该模型应侧重于科研项目管理的动态特性,通过定性分析,确定此模型的边界是:
①人员及每月人员变化量;
②完工量及每月增加的完工量即进度;
③经费开支及每月经费开支;
根据上述建模目的和边界,确立如下3个流位即状态变量: L1(t)为人员数(人);L2(t)为完工量(個);L3(t)为经费开支(万元)。
由各流位的含义可直接确定对应流率即决策变量: R1(t)为人员变化量(人/月);R2(t)为每月完工量(个/月);R3 (t)为每月经费开支(万元/月)。
3系统流图模型
科研项目管理系统动力学流图模型是通过因果反馈关系反映科研过程中各种因素的变化及相互影响。
首先从系统内部存在的基本过程入手,仅考虑人员变化与完工量的关系时,基本变量有:人员数、每月完工量、完工量、剩余工作量、预计人员数等。上述诸变量间的相互作用及因果关系可以用图1表示,人员增加,任务进展快,剩余工作量少,对人员的需求就减少,因此回路是负反馈回路。
其次考虑到工作进度调整和经费开支的关系时,基本变量有每月完工量、月经费开支、经费开支、剩余经费、人均月经费、工作效率等。他们之间的相互作用及因果关系可以用图2表示,每月完工量多,经费开支就多,剩余经费就少,人均月经费就少,劳动积极性下降,工作效率就低,进度下降,每月完工量减少,因此该回路也是负反馈回路。
最后,根据上述系统的因果回路图就可建立起流图模型,如图3所示:
图3科研项目管理系统流图模型
4 结论
将系统动力学方法引入到对科研项目管理系统的分析和仿真中,运用系统的观点和思路分析思考项目管理中各环节、各因素的行为方式及其结果,能够站在全局和整体的角度考察系统的运行机制,为管理者提供相关的动态数据,便于实现有效的动态管理。
参考文献:
[1] 王振江.系统动力学引论[M].上海:上海科学技术文献出版社.1987.
[2] 贾仁安,丁荣华.系统动力学——反馈动态性复杂分析[M].北京:高等教育出版社.2002.
[3] 王其藩.系统动力学[M].北京:清华大学出版社.1988.
[4] 苏懋康.系统动力学原理及应用[M].上海:上海交通大学出版社.1988.
[5] 雷荣军,毕星.系统动力学在建设项目管理上的应用 [J]. 哈尔滨理工大学学报2004,(6)72-75.