系统分析员备考之系统工程篇（系统评价基础）
系统分析员备考之系统工程篇（系统评价基础） |
| 高艳明（转载自51CMM） 2003年05月19日 |
| 我有话说…… |
| 引子 在系统分析员大纲中明确提到了“系统评价”这一知识点，考虑到将来从事系统分析员的工作肯定会涉及很多方案（包括软件的、硬件的甚至还有其他的与工作无关的）的择优取舍问题，这时就会用到系统评价知识。鉴于系统评价知识的重要性和文章篇幅的原因，我们在这里用单独一篇文章给予介绍。 摘要 本文主要是根据大纲的要求介绍了系统评价的基础知识和理论，包括一些基本概念和系统评价的构成和步骤、系统评价的理论和方法等。最后，对于系统评价密切关联的决策分析进行了简单的介绍。虽然可能我们并不应用这相对来说还算是复杂的理论用于实际的工作，但是掌握这些理论知识至少可以改善你的直观判断，进而作出正确的决策。 在软件开发中，同一个项目可能会有几中解决方案，可是哪种方案是我们最终选定的方案呢？为实现企业信息化，需要采购一些硬件设备，多个硬件厂商都能提供我们所需要的产品，我们究竟会选择哪一家的产品呢？这些都涉及到系统评价的知识和理论，下面将重点介绍这方面的理论知识和方法技术。 一、 系统评价的基本概念 1、系统评价 所谓系统评价，是指根据预定的系统目的，在系统调查和可行性研究的基础上，主要从技术和经济等方面，就各种系统设计的方案所能满足需要的程度及消耗和占用的各种资源进行评审和选择，并选择出技术上先进、经济上合理、实施上可行的最优或满意方案。根据评价与系统的关系，可以区分出以下评价类型：
2、价值 在进行系统评价时，人们常常会不自觉地相信价值的存在。所谓价值，从哲学意义上讲，就是评价主体（个人或集体）对某个评价对象（如待开发的系统、待评价的方案等）的认识（主观感受）和估计。如果从经济学上说，价值常被理解为根据评价主体的效用观点对于评价对象能满足某种需求的认识或估计。 价值是评估主体主观感受到的，是人们对客观存在的事物从各种各样的分析中主观抽象出来的。因此，就一具体评价问题来说，由于评价主体所处的立场、观点、环境、目的等的不同，对价值评定也就会有所不同。即使对同一个评价主体来说，同一评价对象也会随着时间的推移有可能发生变化，因而形成了个人价值观。但另一方面，人类在价值观念上又会表现出某种程度的共同性和客观性，从而形成了所谓的社会价值观。如何将个人的价值观和社会的价值观合理地统一和协调起来，这就是系统评价的重要任务。 价值不是孤立地附属于某一评价对象的，也不应该有衡量价值的绝对尺度（标准）。也就是说，评价对象的价值不是对象本身固有的，而是评价对象和它所处的环境条件的相互关系相对规定的属性。既然没有计量价值的绝对尺度，因此，在系统评价时采用多种尺度相对比较时必不可少的。 3、评价尺度 系统评价是由评价对象、评价主体、评价目的、评价时期、评价地点等要素构成的一个综合性问题。因此，对评价技术来说，就是首先引进和确定评价尺度（标准），然后通过评价尺度，对评价对象进行测定，并确定其价值。常用的评价尺度大致可分为四种：第一种称为绝对尺度，即规定原点尺度不变。有些场合只要求测得数值差才有意义，因此第二种称为间隔尺度。第三种时顺序尺度，它可以用顺序或反映顺序的字符来表示，这时需要的只是它的顺序关系。最后一种是名义尺度，这仅仅是为了识别或分类需要而用数字与对象相对应。如学校的班级编号和运动员的编号等就是这种名义尺度。在评价中，要根据评价的目的、评价对象的性质来确定评价尺度。 4、系统评价的任务 系统评价的主要任务就在于从评价主体根据具体情况所给定的、可能是模糊的评价尺度出发，进行首尾一贯的、无矛盾的价值测定，以获得对多数人来说均可以接受的评价结果，为正确据测提供所需的信息。由此可见，系统评价和决策是密切相关的。为了在众多替代方案中作出正确的选择，就需要有足够的丰富的信息，其中包括足够的评价信息。所以说，系统评价只有和方案决策和行为决定联系起来才有意义。评价是为了决策，而决策需要评价，评价过程需要决策过程。 二、 系统评价的步骤和构成 图1所示即为系统评价的一般步骤。由图知，一个较完整的系统评价的步骤一般包含“评价系统分析（前提条件探讨）”、“评价资料的搜集”、“评价指标的选择”、“评价函数的确定”、“评价值的计算”和“综合评价”等几个阶段。
1、 评价系统分析 在正式进行系统评价前，有必要对评价系统进行分析，探讨和明确一系列前提条件，这是做好系统评价的首要工作，主要包括： （1）、评价的目的。总体来说，评价的目的是为了更好地决策，但具体来说，评价目的又大致可分为四个方面：①、使评价系统达到最优。为了是系统结构或技术参数达到最优，就有必要量化评价系统各种替代方法的价值；②、对决策的支持，当评价者或决策者在选择最优方案的过程中，对替代方案的各自价值感到迷惑不解时，评价提供的信息可供决策参考；③、决定行为的说明。对于复杂的问题即使作出合理的决定，如果没有评价或评价过程模糊不清，也会遭到人们的怀疑、误解以至抵制，所以，为了形成统一意志，需要有某种程度的客观评价；④、问题的分析。评价的过程往往是问题分析的过程。有许多问题利用相关的评价方法可以把复杂的问题分解成简单的小问题，再通过对这些小问题的分析和评价，才能获得系统的综合评价。 （2）、评价系统范围的界定。它主要是确定系统的边界，即评价对象涉及多大范围。评价系统的范围不应过小，以免忽略重要影响部门而有失系统性；同时也不应过大，以免使评价问题过度复杂化。 （3）、评价的立场。在进行系统评价时必须明确评价主体的立场，即明确评价主体是系统使用者还是开发者抑或是第三者等等，这对于以后评价方案的确定、评价项目的选择等都由直接的影响和关系。 （4）、评价的时期。即系统评价处于系统开发全过程的哪个时期。一般可分为事前评价、事中评价和事后评价。 （5）、评价系统环境的分析。系统环境的分析是指对存在于系统外的物质的、经济的、信息的影响因素进行分析，以了解这些因素对评价系统的影响。系统环境的影响可分为三大类：技术的、经济的、社会的影响。 2、 评价资料的搜集 对评价系统的功能、费用、时间及使用寿命进行预测和估计，为设定评价尺度、经理评价函数等搜集评价所需资料。 3、 评价指标的选择 评价指标的选择是评价目标与实际情况共同决定的，具体选择应注意以下几点： ①、评价指标必须与评价目的和目标密切相关； ②、评价指标应当构成一个完整的体系，即全面地反映所需评价对象的各个方面； ③、评价指标总数应当尽可能地少，以降低评价负担。 4、 评价函数的确定 评价函数是使评价定量化的一种数学模型。不同问题使用的评价函数可能不同，同一个评价问题也可以使用不同的评价函数，因此，对选用什么样的评价函数本身也必须作出评价。一般应选用能更好的地达到评价目的的评价函数或其他适应的评价函数。 评价函数本身是多属性、多目标的。尤其当评价目的在于形成统一意见或进行群决策时，则在确定评价函数时会产生不同的看法。因此，在对系统进行之前，应该在有关人员进行充分的无拘束的讨论，否则难以获得有效的评价。 5、 评价价值的计算 当评价函数确定后，评价尺度也随之而定。在评价值计算之前，还需要确定各评价项目的权重。总之，评价尺度和评价项目的权重英保证评价的客观正确和有效。 6、 综合评价 综合评价就是对系统进行技术、经济、社会等各方面的全面评价。但综合评价的各个方面和评价项目不能一概而论，应根据具体评价对象而定。如一企业开发新产品为例，一个完整的综合评价体系大致包括一系几个方面：经营管理方面、技术方面、市场方面、时间方面、经济方面、体制方面和社会方面等。 三、 系统评价的理论和方法 有关系统评价的理论和方法，归纳起来大致可以区分为三类：第一类是以数理为基础的理论。它以数学理论和解析方法对评价系统进行严密的定量描述和计算。为了使评价能够整行进行而不会出现矛盾，经常需要在假定的条件下才能进行评价。这就像经济理论中的分析一样，首先假定某些条件不变或按照某个规律变动，才后进行定量分析。但有些假定条件在评价实际问题时未必能够做到，因此，这类理论和方法不能完全照搬套用。但由于它整理了有关评价的问题所在，且评价目标和约束条件也因此更加清楚明了了，所以我们有必要把它作为知识来理解并掌握。第二类是以统计为主的理论和方法。通过统计数据来建立只能凭感觉而不能测量的评价项目的评价模型。这是一种试验性的评价方法，也是心理学领域的常用方法。但由于是统计处理，所以还存在少数人行为在评价中不能反映的缺点。第三类方法是重现决策支持的方法。常用的计算机仿真（凡是利用计算机在模型上而不是在真是系统上进行实验、运行的研究方法都可以认为是仿真，即仿真是真实过程或系统在整个时间内运行的模仿）技术就是这一类的有效方法。 常见的评价理论主要由以下几种： 1、 效用理论 这里的效用理论与经济学中的效用理论一样（具体可参考《系统分析员备考之经济管理篇（一）》），效用只是主观的评价，根据效用并利用效用函数来进行定量的分析和评价，一般来说，这种方法比较方便。但是效用数值的大小只表示顺序尺度，本身没有意义。效用理论是以评价主体个人的价值观为基础而建立起来的数学理论，其中包含了许多假定，因此不能原封不动的运用到实际中去。效用理论是评价理论的基础。 2、 确定性理论 主要是用统计的方法使评价数量化，这时需要收集足够数量的、质量相等的数据，同时要有能看透问题本质的敏锐的洞察力。评价数量化在数据选择方面怎么变化都有可能，这一点是与自然科学和工程学问题不相同的地方。因而碰到质的问题数量化，首先必须了解评价的目的，吃透问题的实质。其程序是：在确认使用统计方法的妥当性和有效性后，收集适当数据，以统计方法确认假定，并在数据通过检验后，能够在一定程度上建立起数量化评价模型，进行属性评价或综合评价。 3、 不确定理论 使评价处于迷惑不解的困境，多数情况是发生在含有不确定因素的决策当中。但如果已经掌握事件发生的概率，则可以用期望值作为评价函数，以便作为确定性理论来处理。即使在缺乏数据的情况下，也可凭借专家的经验和直观判断，以及以往发生的概率，对事件发生的可能性作出定量估计。 4、 非精确理论 除了事件发生的不确定以外，还有人的认识所固有的模糊性（非精确性）。为了进行这种评价，需要利用模糊集理论。限于篇幅，这里不再详细介绍模糊集理论，只要有这个概念就行了，当然，如果有兴趣也可参考专业书籍。 5、 最优化理论 评价对象的数学模型本身也可能成为评价函数，如数学规划方法就是一个典型的例子。在运筹学中有对最优化理论的详细介绍，有兴趣的读者可以参考运筹学专业课本。 常见的评价方法有： 1、 费用—效益分析 这时系统评价的经典方法之一。在学术界，在福利经济学理论的基础上，则要求从经济总体上考虑费用和效益的关系，已达到资源的最优化分配。实现这种方法的困难在于如何正确地测定效益，以及如何估计长期投资和效益的社会折现率。采用这种方法的问题是，仅仅从经济观点考虑效益，不能从社会观点考虑效益。为了弥补这方面的不足，后来又有了有效度观点和费用—有效度分析的概念。 2、 关联矩阵法 此方法应用于多目标系统。它是用矩阵形式来表示各替代方案有关评价项目的平据值。然后计算各方案评价值的加权和，在通过分析比较，综合评价值——评机值加权和最大的方案即为最优方案。应用关联矩阵法的关键在于确定各评价指标的相对重要度，即权重，以及由评价主体给定的评价指标的评价尺度。 3、 关联树法 关联树法是作为一种有助于对复杂问题进行评价的方法而产生的。最初它是用来对国家战略性的技术预测和设计的评价，后来在开拓市场、投资分析等不确定状态下进行评价时也广泛应用起来。关联树法进行评价时的工作主要包括三部分：第一部分是分析和评价系统的目的及达到目的所需的技术或方法之间是如何联系起来的。其重点是关联树建立，并通过关联树来评价。第二部分是分析由于对某部分问题的解决而促进另一部分问题解决的相互影响效果，并据此修正关联树。第三部分是根据开发能力和现状与目标作比较，以选择开发时机等。 4、 层次分析法 层次分析法作为一种评价方法，和上述的关联矩阵法和关联树法属于同一类型。层次分析法是一种定性分析和定量分析相结合的评价决策方法，它将评价者对复杂系统的评价思维过程数学化。其基本思路是评价者通过将复杂问题分解为若干层次和若干要素，并在同一层次的各要素之间简单地进行比较、判断和计算。就可以得出不同替代案的重要度，从而为选择最优方案提供决策依据。层次分析法的特点是：能将人们的思维过程数学化、系统化，便于人们接受；所需定量数据信息较少。但要求评价者对评价问题的本质、包含要素及七相互之间的逻辑关系能掌握十分透彻。这种方法尤其可用于对无结构特性的系统评价以及多目标、多准则、多时期等的系统评价。 5、 模糊评价法 这是运用模糊集理论对系统进行综合评价的一种方法。通过模糊评价，能获得系统各替代方案优先顺序的有关信息。模糊评价法也是常用的一种综合评价方法。 四、 决策分析基础 系统评价和决策是密切相关的，评价是为了决策，而决策需要评价。鉴于此，我们又必要对决策给予关注。进行决策的过程就是决策分析的过程。决策分析是为了解决风险或不确定型的问题提供的一套推理方法和逻辑步骤。决策分析的框架如图2，整个过程包括其各环节。 图 2 决策分析框架 1、 确定模型结构。一般采用决策树的形式，逻辑地表达决策过程中的各阶段和环境以及相关信息。 2、 评定结果。估计各种行动方案在不同环境下所付出的代价和取得的效益。 3、 评定不确定因素。估计未来环境中各种状态出现的主观概率。 4、 评价方案。按估计的后果及主观概率算出每种方案的准则指标期望值，取其中最大者为最优方案。 5、 灵敏度分析。由于评定后果和评定不确定因素两个环节的工作都掺杂着主观臆断，灵敏度分析有助于改善方案的可信度。按一定规则改变决策模型的各项参数，观察起对方案的影响幅度，直到方案的优化次序变更为止，从而找出各参数的最大容许偏差即灵敏度。 6、 收集信息。通过灵敏度分析会发现方案的优先次序对有些参数的变化反应很灵敏，需收集更多的信息以慎重研究，因收集信息要付出代价，所以要进行信息价值分析。 7、 选择方案。待上述各阶段的问题充分分析后，便可选定方案。 以上各环节之间相互联系。决策分析过程中会调整各项参数，也可能出现新的方案，各环节间可能会出现几次反复。 决策分析是规范性技术，它的作用就是使决策过程得到数据和定量分析的支持，直感判断容易遗漏的信息有可能系统而清晰地显示在决策者面前。 小结 以上对系统评价和决策分析的基础知识进行了简单的介绍，有可能你不会用这些复杂的理论来处理文章开头所遇到的问题，但是，掌握了这些理论和技术，有助于改善你（决策者）进行决策时的直观判断，利于你得出正确的结论。 参考资料 1、 信息产业部人事司 编.2001年度中国计算机软件专业技术资格和水平考试大纲.北京：清华大学出版社，2001年； 2、 郑人杰 等编.系统分析员教程.北京：清华大学出版社，1992； 3、 汪应洛 主编.系统工程理论、方法与应用.北京：高等教育出版社，2001。 |