(1)系统论原理的应用
系统一词的原意是由部分组成的整体。系统论中的系统是指“系统是由两个以上相互区别和相互作用的单元之间有机地结合起来,完成某一功能的综合体,每一个单元也可以称为一个子系统,而它又是另外一个更大系统的组成部分”。因此,系统论为我们认识客观事物提供了一系列的基本概念和基本原理,任何一个模块化的事或物也是一个系统,这是我们将系统论原理应用于模块化理论的基础之一。
① 体性原理与整体分析法
整体性是事物的最基本的属性。把系统作为有机整体看待,构成系统的各要素虽然具有不同的性能,但是它们是根据逻辑统一性的要求面构成的整体。系统不是各要素的简单集合,系统中各单元及其组合要服从整体要求,以整体观念来协调系统诸单元。
所谓整体分析法,就是从全局出发,综合考察各要素的组成、结构、性质、功能及其多样性联系与作用之总和的思维方法:系统整体是在深入分析各要素的基础上,注重分析系统的综合效应和群体功能。
② 相关性原理与结构分析思维法
系统内各单元是相互联系、相互作用、有机地结合在一起的另外,系统与环境、系统与其他系统之间也存在相互联系和相互作用的问题；在模块化系统中,体现为模块化系统中的链网状的接口系统。
结构分析法是对系统内各单元之间既存的关系、它们在空间内的排列顺序和组合的具体形式、以及结构与功能之间的关系、功能之间联系等,进行详细分析和思考的有效地进行系统分解的工具。
③层次性原理与层次分析法
具有层次性是系统的普遍特性。一个系统可以按其功能或结构分成若干层次,即系统由子系统组成,而子系统又由更小的单元或要素组成,如此层层相套。
层次分析法就是人们依据某种原则去探索层次的构成、性质、结构、功功能以及层次间的关系的一种思维方法。当我们认识一个系统或设计一个模块化系统时,可根据系统功能的要求,按其层次依次展开,正确揭示系统结构层次的内在联系,使模块化系统泾渭分明。
④目的性原理与有的放矢分析法
系统具有目的性,系统地目的和要求既是建立系统的根据,也是系统分析的出发点。在建立模块化系统时,首要任务就是确定系统应达到的总目标(目的和要求),以此来确定各子系统的分目标,并为实现总目标而对系统结构及时加以调整。
有的放矢分析法就是根据不同的对象(目的),用不同的理论,观点和方法进行分析的思维方法。在建立模块化系统过程中,必须从实际出发,针对具体的模块化对象的性质和特点,合理运用系统性原理和方法。
(2)系统工程方法的应用
系统工程是为合理进行开发、设计和应用而采用的思想、步骤、组织和方法等的总称;是适用于指导模块化系统开发、形成、运行、改进全过程的有效工具。
① 维矩阵法
美国Hall(霍尔)提出的一种由时间维、知识维、逻辑维三维结构构成,跨学科的系统工程方法。时间维表示模块化系统从规划到使用,更新的全过程;逻辑维是分析和解决问题时的逻辑过程,指每个工作阶段所经历的工作步骤;知识维是为完成上述步骤和阶段所需的各种专业知识,据此可以确定每一个工作阶段,每一个步骤所需要的专业小组来进行模块化工作。
② 分解协调法
对于大系统,由于系统规模庞大、结构复杂、因素众多,难以直接对系统进行分析和优化,分解协调法就是先将复杂的大系统分解为若干个简单的小系统,以便应用已有的经验、知识和通常的方法进行分析与综合,实现各小系统的局部最优化；再根据大系统的总目标、总任务,使各小系统相互协调配合,实现大系统的全局最优化。分解协调法是模块化设计的最基本方法。
③反馈控制法
反馈控制法是系统控制方法之一。它是利用系统活动的结果来调整系统的活动,运用反馈概念来分析处理问题的方法。
④黑箱方法
由于系统的复杂性,人们不可能一一了解各组成单元的细节,而仅根据其输入输出关系来认识其功能,即把单元当作不透明的、不知内部结构的“黑箱”。黑箱法是暂时忽略内部因素,首先着眼于系统输入、输出关系,以分析系统总功能的方法。
5宏模型法
将系统分成比较少数的子系统(或模块),只表示子系统间的相互关系,而又不涉及子系统内部的一种宏观模型,称为宏模型。其任务是:找出系统的主要因素和问题;主要因素的整体与综合(分组化、分系统化)；主要因素间的结构估计。对于模块化系统来说,建立宏模型是规划阶段和总体任务设计阶段的中心任务,是系统的骨架,是系统化的第一步,侧重于系统的整体感和协调性。
(3)逻辑思维方法的运用
①比较和联想
比较思维法是把各项事物和现象加以对比,来确定它们的异同点和关系;在设计模块化系统时就是根据各相关系统中的各功能要素的差异性分离要素,然后把系统中的相同要素抽出来构成模块。联想是思考的深化,是由此及彼、由表及里的思考是一种科学推理,是在已有的知识、经验基础上产生的就产品模块化(狭义模块化)的启示下,推广应用于管理及其他各种复杂系统(广义模块化)。
③ 析和综合
分析是在人脑中把客观事物和对象分解成各个部分,侧面和属性,分别加以研究的思维方法,综合是把对若干相关对象的认识统一为一个整体的思维过程。系统的分析和综合是以综合为逻辑起点,其程序是综合一分解一综合,是一个反复过程。在模块化系统设计中应从整体出发,把综合渗透、贯穿于思维的全过程,在综合的指导下进行分解(分析),再通过逐级综合而达到总体的最佳。
3抽象和具体
模块化理论的形成是一个抽象到具体的过程,是在研究具体事物的构成特点的基础上,把构成方式抽象出来,加以综合,上升为一个全新的模块化理论。
④ 纳和演绎
一个模块化产品系统的建立需要经历一个由归纳到演绎的过程:经过分析认识该系统中各类产品的特有本质,经归纳、概括,找出普遍适用的规律,建立具体的产品模块系统;而运用模块体系开发新产品,则是一个演绎过程,通过演绎和实践,进一步丰富和充实模块系统,深化又对模块系统规律的认识和理解；反复循环,进步提高和深化。
(4)标准化思维方法的运用
模块化是系统化原理与标准化方法相结合在工程体系中的综合应用,上述系统方法与逻辑思维方法是模块化的基础,但是模块化最主要的持征是标准化；标准化中的简化、统一化、系列化、通用化、组合化等的标准化形式和方法均是模块化过程的思维方法；模块化具有鲜明的标准化属性,是一种新的标准化形式。
总之,模块化是以系统工程理论为指导,以标准化原理为基础,以方法论为依据,以专业理论知识为前提的综合性技术,是相关学科知识的综合运用。
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