(1)系統(tǒng)論原理的應(yīng)用
系統(tǒng)一詞的原意是由部分組成的整體。系統(tǒng)論中的系統(tǒng)是指“系統(tǒng)是由兩個以上相互區(qū)別和相互作用的單元之間有機(jī)地結(jié)合起來,完成某一功能的綜合體,每一個單元也可以稱為一個子系統(tǒng),而它又是另外一個更大系統(tǒng)的組成部分”。因此,系統(tǒng)論為我們認(rèn)識客觀事物提供了一系列的基本概念和基本原理,任何一個模塊化的事或物也是一個系統(tǒng),這是我們將系統(tǒng)論原理應(yīng)用于模塊化理論的基礎(chǔ)之一。
① 體性原理與整體分析法
整體性是事物的最基本的屬性。把系統(tǒng)作為有機(jī)整體看待,構(gòu)成系統(tǒng)的各要素雖然具有不同的性能,但是它們是根據(jù)邏輯統(tǒng)一性的要求面構(gòu)成的整體。系統(tǒng)不是各要素的簡單集合,系統(tǒng)中各單元及其組合要服從整體要求,以整體觀念來協(xié)調(diào)系統(tǒng)諸單元。
所謂整體分析法,就是從全局出發(fā),綜合考察各要素的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、功能及其多樣性聯(lián)系與作用之總和的思維方法:系統(tǒng)整體是在深入分析各要素的基礎(chǔ)上,注重分析系統(tǒng)的綜合效應(yīng)和群體功能。
② 相關(guān)性原理與結(jié)構(gòu)分析思維法
系統(tǒng)內(nèi)各單元是相互聯(lián)系、相互作用、有機(jī)地結(jié)合在一起的另外,系統(tǒng)與環(huán)境、系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間也存在相互聯(lián)系和相互作用的問題；在模塊化系統(tǒng)中,體現(xiàn)為模塊化系統(tǒng)中的鏈網(wǎng)狀的接口系統(tǒng)。
結(jié)構(gòu)分析法是對系統(tǒng)內(nèi)各單元之間既存的關(guān)系、它們在空間內(nèi)的排列順序和組合的具體形式、以及結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系、功能之間聯(lián)系等,進(jìn)行詳細(xì)分析和思考的有效地進(jìn)行系統(tǒng)分解的工具。
③層次性原理與層次分析法
具有層次性是系統(tǒng)的普遍特性。一個系統(tǒng)可以按其功能或結(jié)構(gòu)分成若干層次,即系統(tǒng)由子系統(tǒng)組成,而子系統(tǒng)又由更小的單元或要素組成,如此層層相套。
層次分析法就是人們依據(jù)某種原則去探索層次的構(gòu)成、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、功功能以及層次間的關(guān)系的一種思維方法。當(dāng)我們認(rèn)識一個系統(tǒng)或設(shè)計一個模塊化系統(tǒng)時,可根據(jù)系統(tǒng)功能的要求,按其層次依次展開,正確揭示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次的內(nèi)在聯(lián)系,使模塊化系統(tǒng)涇渭分明。
④目的性原理與有的放矢分析法
系統(tǒng)具有目的性,系統(tǒng)地目的和要求既是建立系統(tǒng)的根據(jù),也是系統(tǒng)分析的出發(fā)點。在建立模塊化系統(tǒng)時,首要任務(wù)就是確定系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到的總目標(biāo)(目的和要求),以此來確定各子系統(tǒng)的分目標(biāo),并為實現(xiàn)總目標(biāo)而對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及時加以調(diào)整。
有的放矢分析法就是根據(jù)不同的對象(目的),用不同的理論,觀點和方法進(jìn)行分析的思維方法。在建立模塊化系統(tǒng)過程中,必須從實際出發(fā),針對具體的模塊化對象的性質(zhì)和特點,合理運用系統(tǒng)性原理和方法。
(2)系統(tǒng)工程方法的應(yīng)用
系統(tǒng)工程是為合理進(jìn)行開發(fā)、設(shè)計和應(yīng)用而采用的思想、步驟、組織和方法等的總稱;是適用于指導(dǎo)模塊化系統(tǒng)開發(fā)、形成、運行、改進(jìn)全過程的有效工具。
① 維矩陣法
美國Hall(霍爾)提出的一種由時間維、知識維、邏輯維三維結(jié)構(gòu)構(gòu)成,跨學(xué)科的系統(tǒng)工程方法。時間維表示模塊化系統(tǒng)從規(guī)劃到使用,更新的全過程;邏輯維是分析和解決問題時的邏輯過程,指每個工作階段所經(jīng)歷的工作步驟;知識維是為完成上述步驟和階段所需的各種專業(yè)知識,據(jù)此可以確定每一個工作階段,每一個步驟所需要的專業(yè)小組來進(jìn)行模塊化工作。
② 分解協(xié)調(diào)法
對于大系統(tǒng),由于系統(tǒng)規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、因素眾多,難以直接對系統(tǒng)進(jìn)行分析和優(yōu)化,分解協(xié)調(diào)法就是先將復(fù)雜的大系統(tǒng)分解為若干個簡單的小系統(tǒng),以便應(yīng)用已有的經(jīng)驗、知識和通常的方法進(jìn)行分析與綜合,實現(xiàn)各小系統(tǒng)的局部最優(yōu)化；再根據(jù)大系統(tǒng)的總目標(biāo)、總?cè)蝿?wù),使各小系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)配合,實現(xiàn)大系統(tǒng)的全局最優(yōu)化。分解協(xié)調(diào)法是模塊化設(shè)計的最基本方法。
③反饋控制法
反饋控制法是系統(tǒng)控制方法之一。它是利用系統(tǒng)活動的結(jié)果來調(diào)整系統(tǒng)的活動,運用反饋概念來分析處理問題的方法。
④黑箱方法
由于系統(tǒng)的復(fù)雜性,人們不可能一一了解各組成單元的細(xì)節(jié),而僅根據(jù)其輸入輸出關(guān)系來認(rèn)識其功能,即把單元當(dāng)作不透明的、不知內(nèi)部結(jié)構(gòu)的“黑箱”。黑箱法是暫時忽略內(nèi)部因素,首先著眼于系統(tǒng)輸入、輸出關(guān)系,以分析系統(tǒng)總功能的方法。
5宏模型法
將系統(tǒng)分成比較少數(shù)的子系統(tǒng)(或模塊),只表示子系統(tǒng)間的相互關(guān)系,而又不涉及子系統(tǒng)內(nèi)部的一種宏觀模型,稱為宏模型。其任務(wù)是:找出系統(tǒng)的主要因素和問題;主要因素的整體與綜合(分組化、分系統(tǒng)化)；主要因素間的結(jié)構(gòu)估計。對于模塊化系統(tǒng)來說,建立宏模型是規(guī)劃階段和總體任務(wù)設(shè)計階段的中心任務(wù),是系統(tǒng)的骨架,是系統(tǒng)化的第一步,側(cè)重于系統(tǒng)的整體感和協(xié)調(diào)性。
(3)邏輯思維方法的運用
①比較和聯(lián)想
比較思維法是把各項事物和現(xiàn)象加以對比,來確定它們的異同點和關(guān)系;在設(shè)計模塊化系統(tǒng)時就是根據(jù)各相關(guān)系統(tǒng)中的各功能要素的差異性分離要素,然后把系統(tǒng)中的相同要素抽出來構(gòu)成模塊。聯(lián)想是思考的深化,是由此及彼、由表及里的思考是一種科學(xué)推理,是在已有的知識、經(jīng)驗基礎(chǔ)上產(chǎn)生的就產(chǎn)品模塊化(狹義模塊化)的啟示下,推廣應(yīng)用于管理及其他各種復(fù)雜系統(tǒng)(廣義模塊化)。
③ 析和綜合
分析是在人腦中把客觀事物和對象分解成各個部分,側(cè)面和屬性,分別加以研究的思維方法,綜合是把對若干相關(guān)對象的認(rèn)識統(tǒng)一為一個整體的思維過程。系統(tǒng)的分析和綜合是以綜合為邏輯起點,其程序是綜合一分解一綜合,是一個反復(fù)過程。在模塊化系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)從整體出發(fā),把綜合滲透、貫穿于思維的全過程,在綜合的指導(dǎo)下進(jìn)行分解(分析),再通過逐級綜合而達(dá)到總體的最佳。
3抽象和具體
模塊化理論的形成是一個抽象到具體的過程,是在研究具體事物的構(gòu)成特點的基礎(chǔ)上,把構(gòu)成方式抽象出來,加以綜合,上升為一個全新的模塊化理論。
④ 納和演繹
一個模塊化產(chǎn)品系統(tǒng)的建立需要經(jīng)歷一個由歸納到演繹的過程:經(jīng)過分析認(rèn)識該系統(tǒng)中各類產(chǎn)品的特有本質(zhì),經(jīng)歸納、概括,找出普遍適用的規(guī)律,建立具體的產(chǎn)品模塊系統(tǒng);而運用模塊體系開發(fā)新產(chǎn)品,則是一個演繹過程,通過演繹和實踐,進(jìn)一步豐富和充實模塊系統(tǒng),深化又對模塊系統(tǒng)規(guī)律的認(rèn)識和理解；反復(fù)循環(huán),進(jìn)步提高和深化。
(4)標(biāo)準(zhǔn)化思維方法的運用
模塊化是系統(tǒng)化原理與標(biāo)準(zhǔn)化方法相結(jié)合在工程體系中的綜合應(yīng)用,上述系統(tǒng)方法與邏輯思維方法是模塊化的基礎(chǔ),但是模塊化最主要的持征是標(biāo)準(zhǔn)化；標(biāo)準(zhǔn)化中的簡化、統(tǒng)一化、系列化、通用化、組合化等的標(biāo)準(zhǔn)化形式和方法均是模塊化過程的思維方法；模塊化具有鮮明的標(biāo)準(zhǔn)化屬性,是一種新的標(biāo)準(zhǔn)化形式。
總之,模塊化是以系統(tǒng)工程理論為指導(dǎo),以標(biāo)準(zhǔn)化原理為基礎(chǔ),以方法論為依據(jù),以專業(yè)理論知識為前提的綜合性技術(shù),是相關(guān)學(xué)科知識的綜合運用。
