系统设计研究方法

系统设计是什么?

系统,是指一组相互关联的元素向一个共同目标发展(Jay W. Forrester,1968)。系统设计是指一个子系统的输入是另一个子系统的输出(Luigi Bistagnino,2011),具体而言,就是对生产的过程、方法,以及所有囊括其中的物质之间的关系进行研究,从宏观层面对一种生产或行为进行分析。

1968年,杰伊·赖特·福雷斯特(Jay Wright Forrester)将系统定义为:系统是一组组合元素,为一个共同目标而一起运作(英文原文:A system is a grouping of parts that operate together for a common purpose.)(Jay W. Forrester,1968)。2008年,德内拉·梅多斯(Donella Meadows)将系统重新定义为:系统是一系列内在关联的元素,精妙地组合在一起,并共同达成一个目标(英文原文:A system is an interconnected set of elements that is coherently organized in a way that achieves something.)(Donella Meadows,2008)。因此,系统应具有此三要素元素(elements)、相互关联(interconnections)、功能目标(function for purpose)。

系统是一系列内在关联的元素,精妙地组合在一起,并共同达成一个目标。(Donella Meadows,2008)。如一辆自行车的各元件之间组织起来就能完成运输;一个细胞内各细胞器之间相互传输物质能量进行新陈代谢;一支足球队队员之间相互跑位传球以促成进球。可见系统反应的是元素之间的联系以及整体的组织关系,是一个抽象的概念。因此,若要对系统进行客观分析甚至对其进行设计干预,在系统研究的开始就是要将这些元素以及它们之间的联系可视化,即建立系统模型。对于不同功能或不同表现形式的系统需要有针对性地借助有效的系统建模工具。其中主要的建模方法有:行为模式图、实体关系图、输入输出图、多重原因图、鱼刺图、系统循环图、存量流量图等(邱昭良,2009),详见下图:

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路易吉·比斯塔尼诺(Luigi Bistagnino)基于输入输出系统研究模型发展出了系统设计的方法论,如下图。他认为系统设计的核心是:一个系统的输出是另一个系统的输入。基于循环高效利用资源的理念,使系统达到零排放。正如生态系统一样,自然界中没有真正的垃圾,任何一种生物的废弃物都是另外一种生物的食物和能量来源。将这各观念运用到人类社会中也应如此。在秉持这一核心理念的同时,系统设计理论中还强调本土价值的挖掘,充分利用当地的物质资源、人力资源等,通过社区的协作来增强系统的稳定性。而最终落实系统时,则通过产品、服务等各层面的具体设计来实现系统正常运作。

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图中描述的是生产中资源使用的现状(左)和经过系统设计后可以达到的资源使用情况(右)。在现有的、常规的资源管理模式中,60%-80%的资源用于产品生产,而其余20%-40%则被认为是废弃物,排放或填埋处理。系统由上至下单线运作,以得到产品为唯一目标,是线性的资源管理模式,无疑这种模式是对资源极大的浪费。在经过系统设计后的资源管理模式中,生产不再以产出产品为唯一目标,剩余副产品经过加工又可成为其它生产的输入资源,形成不断的循环,达到零排放。除此以外,系统化的资源管理模式中,资源几乎均来源于本土,产品服务于本土才能更有效挖掘出本土价值。系统化的网络可以增强人类生活福利,可以激活系统参与者这间的资金流动,也可以在持续的物质传输之间优化生产过程。生态环境得到了好处,同时文化与价值观念也被重新定义。

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引用:

1)同济大学 高翔 硕士学位论文《系统设计视角下的有机种植认证标准再评估》

2)Bistagnino L. Systemic design: designing the productive and environmental sustainability [M]. Slow food, 2011.

3)Capra F. The Web of Life: a new scientific understanding of living systems [M]. Harpercollins Uk, 1997.

4)邱昭良. 系统思考实践篇[M]. 中国人民大学出版社, 2009.