1 用系统工程的思想方法来分析解决信息化建设中的问题

    系统工程大师钱学森院士在1978年就指出：“系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的科学方法。”系统工程在中国，不但是技术和方法，而且已经成为一种具有普遍意义的科学方法论，即用系统的观点考虑问题，用工程的方法研究和解决问题，不但要求系统总体效果是最优或优化的，而且实现总体效果的方法和途径也要是最优或优化的。

    用系统工程的思想方法来看企业信息化建设，之所以是一项系统工程，是指不仅要采用现代信息技术来改造和优化企业生产经营管理流程，还要转变生产和经营管理人员的传统习惯和工作模式，涉及到技术创新和思想变革。可是，一个时期以来，我们看到有不少企业把信息化建设理解为“网络+ERP”，即花重金构建先进的计算机网络系统，再选型实施企业资源计划（ERP）软件系统，结果，搞了几年，也没呈现出信息化带来明显的效益。

    系统工程是运用系统思想直接改造客观世界的一大类工程技术的总称。系统工程的核心思想即系统思想——认为系统是由互相关联、互相制约、互相作用的若干组成部分构成的具有某种功能的有机整体。企业信息化要建设的系统，是一种人造的、改造客观世界的技术-社会复杂系统。目前的研究认为，企业信息化的体系结构（Enterprise Information Architecture，EIA），是由基础设施（技术部件，如服务器和网络等）、信息资源（驱动业务活动的燃料）、应用系统（支持业务和利用IT系统实现业务功能）、业务流程（支持企业战略和运作机制）和企业战略——目标和目的（企业要做什么和怎样做）等五个层次构成的复杂的大系统。这就是说，企业信息化的体系结构（EIA）是由互相关联、互相制约、互相作用的若干组成部分构成的，具有提升企业科学管理水平与核心竞争力功能的有机整体。其中，应用系统、业务流程和企业战略，都是人参与的系统过程，都要强调人的因素，因此是技术-社会复杂系统。

    由此可见，那些把企业信息化建设视为“网络+ERP”而遇到麻烦和困惑的单位，要从根本上改变信息化的被动局面，就不要再急于求成，不要只顾追求最先进、最时髦的信息技术（IT），而要潜心学习系统工程的思想方法，学会用系统的观点分析问题，用工程的方法研究和解决问题。系统工程会启示我们：在信息化工作中，那些层出不穷的“见木不见林”、“见物不见人”的事例，都是违背系统思想的表现；而我们要解决这些问题，就得回过头来，自觉认真地学习和运用系统工程的思想方法。

    1982出版的钱学森等著《论系统工程》，汲取国外科学研究的最新成果，总结国内开展系统工程研究和应用实践，阐明系统科学思想方法，指导人们如何学会用系统的观点和系统分析的方法，以最少的人力、物力和投资取得最优的效果，获得最佳的经济效益。2010年初发表孙东川和柳克俊撰写的《试论系统工程的中国学派与钱学森院士的贡献》一文，总结了30多年来以钱学森院士为代表的一大批学者在系统工程领域的创新研究成果，指出具有中国特色的系统工程学派就是钱学森学派。文章概括了系统工程中国学派的9个特点，提出了7点建议，对推广系统工程的研究和应用，发挥了重要作用。系统工程中国学派的丰厚著述和丰硕成果，是我们解决信息化建设问题的锐利武器。

    2 系统工程与信息工程方法论

    上世纪80-90年代产生和发展的信息工程方法论（Information Engineering Methodology，IEM），我们从1986年开始引进、消化、吸收、创新和普及推广。20多年来的理论研究、应用开发和教育培训工作，尤其是近10年来将我们的研究成果用于推进国民经济和社会信息化的实践，使我们深深体会到，信息工程方法论是系统工程方法论在信息化工作中的具体化，而信息工程方法论的核心——信息资源规划，则是政务信息化、企业信息化、教育信息化和军事信息化等领域的基础工程。

    信息工程（Information Engineering，IE）作为一个学科的诞生，也像其它学科一样，有它自己的特殊原因和动力。上世纪70年代末，以美国为代表的一些发达国家，经历了计算机在数据处理领域应用的初级阶段，因为出现的问题比较多，詹姆斯？马丁（James Martin）将这一时期称为“数据处理危机”时期。正是为了解决“数据处理危机”问题，在有关数据模型理论和数据实体分析方法的基础上，詹姆斯？马丁于1981年出版了《信息工程》（Information Engineering）一书，提出了信息工程的概念、原理和方法，勾画了一幅建造大型复杂信息系统所需要的一整套方法和工具的宏伟图景。约翰？柯林斯（John Collins）在为《信息工程》专著所写的序言中，对信息工程所下的定义是：“信息工程作为一个学科要比软件工程更为广泛，它包括了为建立基于当代数据库系统的计算机化企业所必需的所有相关的学科。”

    1982年詹姆斯？马丁编著出版了《总体数据规划方法论》（Strategic Data-Planning Methodologies）一书，对信息工程的基础理论和奠基性工作——总体数据规划方法，从理论上到具体做法上详加阐述。在这里，他提出了一整套自顶向下规划（Top—Down Planning）和自底向上设计（Bottom—Up Design）的信息系统建设方法。又经过几年的实践和深入研究，他又出版了《信息系统宣言》（An Information Systems Manifesto）一书，对信息工程的理论与方法加以补充和发展。到1993年，他将信息工程与面向对象方法相融合，提出了“面向对象信息工程”（OOIE）的理论与方法。从信息工程（IE）到面向对象信息工程（OOIE）的发展期间，许多政务、企业、经济和军事等信息系统的开发，均得益于其理论指导而获得成功，实际上，信息工程方法论（IEM）已经成为国际上信息系统建设的主流方法论之一。

[page]    我们自1986年开始学习詹姆斯？马丁的信息工程理论，1989年将他的关于信息工程的几本主要著作（Information Engineering，Strategic Data-Planning Methodologies，Application Development Without Programmers，An Information Systems Manifesto）进行编译，出版了《信息工程与总体数据规划》（人民交通出版社1989年版，1990年重印），系统地介绍了信息工程的理论方法。

    1994年我们获得了国家自然基金支持，进行了“信息系统集成的理论和工具的研究”的专项研究工作。这时，我们提出了信息资源规划（Information Resource Planning，IRP）的定义是：对全组织信息的采集、处理、传输和利用的全面规划。我们总结出了具有易操作性的信息资源规划的工程化方法：两个阶段——需求分析与系统建模；三个模型——功能模型、数据模型和系统体系结构模型；在信息资源规划过程中，进行数据标准化，建立统一的信息资源管理（IRM）基础标准；全部工作以一套软件工具支持，建立活化的计算机文档——信息资源元库（Information Resource Repository，IRR）。

    2002年4月清华大学出版社出版了我们的专著《信息资源规划——信息化建设基础工程》，这是我们10几年来理论研究与实践探索的总结。我国信息经济学家乌家培教授在为该书写的序言中说，本书强调进行业务流程重组的同时搞好数据管理、规划信息资源，则更能使信息系统发挥效益，也有利于信息技术真正起到作用，而不至于使用在信息技术上的投资掉入“黑洞”。国务院信息化办公室赵小凡司长在为该书写的序言中写道：“本书提出了基于信息资源规划的整体解决方案，具有探索性和开创性，必将对加速我国信息资源的开发利用，对建立我国信息资源指标体系，对推进国家信息化，产生积极深远的影响。”

    这里需要着重说明的是，我们对信息工程方法论的引进、消化、吸收和创新过程，就是学习系统工程的思想方法和探索系统工程在信息化建设中的应用的过程，这期间，钱学森等所著《论系统工程》一直是我们反复阅读的教科书。 2004年科技部中国技术市场管理促进中心召开了以乌家培教授为组长、周宏仁博士为副组长的专家组评议会，对我们从信息资源规划到信息资源整合（Information Resource Integration, IRI）的工作进行全面的总结和评估，认为我们的研究成果对解决目前我国企业信息化和电子政务建设中信息资源整合的难点问题，提供了有效的工具和方法，对信息资源共享及合理利用，推动我国信息化的发展进程具有重要意义。2005年《中国信息界》第20～24期以封面标题“中国信息化趋势报告”连载发表了我们的《信息资源整合技术报告》，这实际上是我们学习实践系统工程的总结报告。

    3 系统工程与基于信息资源规划的总体设计

    按照钱学森院士关于大型复杂系统特征的论述，我国信息化建设的一些“金字工程”（即国家电子政务建设的重点业务系统，如办公业务资源系统、金关、金税和金融监管、宏观经济管理、金财、金盾、金审、社会保障、金农、金质、金水等），国家部委和省市政府的一些电子政务工程，行业和企业的信息网络建设和应用系统开发工程（如综合信息平台、统一信息门户、管控一体化、数字化、数字油田、电力SG186工程等），高等院校的校园网工程和综合校务管理信息系统等，都是大型复杂的系统工程。在当前总结“十一五”、规划“十二五”之际，人们普遍感到这些大型复杂系统工程实施的不尽人意之处。如何集成那些已建的“信息孤岛”，如何避免新建的系统形成新的“信息孤岛”，是许多单位信息化建设领导者和骨干们的“头痛大事”。

 [page]   在《论系统工程》中，系统工程大师钱学森院士的最重要的论述，是关于大型复杂系统工程总体设计的论述。他首先举例说，在制造一部复杂的机器设备时，如果它的一个一个局部构件彼此不协调，相互连不起来，那么，即使这些构件的设计和制造从局部看是很先进的，但这部机器的总体性能还是不合格的。因此必须有个“总设计师”来“抓总”，协调设计工作。接着分析了研制战略核导弹这种复杂工程系统所面临的基本问题是：怎样把比较笼统的初始研制要求逐步地变为成千上万个研制任务参加者的具体工作，以及怎样把这些工作最终综合成一个技术上合理、经济上合算、研制周期短、能协调运转的实际系统，并使这个系统成为它所从属的更大系统的有效组成部分。他分析后得出结论说，这样复杂的总体协调任务不可能靠一个人来完成；因为他不可能精通整个系统所涉及的全部专业知识。他也不可能有足够的时间来完成数量惊人的技术协调工作。这就要求以一种组织、一个集体来代替先前的单个指挥者，对这种大规模社会劳动进行协调指挥。在我国国防尖端技术科研部门建立的这种组织就是“总体设计部”。

    对“总体设计部”如何组成、总体设计做什么、有什么作用等重大问题，大师的精辟论述是：总体设计部由熟悉系统各方面专业知识的技术人员组成，并由知识面比较宽广的专家负责领导。总体设计部设计的是系统的“总体”，是系统的“总体方案”，是实现整个系统的“技术途径”。总体设计部一般不承担具体部件的设计，却是整个系统研制工作中必不可少的技术抓总单位。

    我们正是在大师的关于大型复杂系统工程总体设计论述的启发和指导下，综合信息工程方法论的理论研究和实践探索，于2005年总结提出了信息化建设基于信息资源规划总体设计的系统工程方法。2006年首次在中国长航集团作为信息化建设咨询服务方，合作实施了“南京长江油运公司基于信息资源规划的信息化建设总体设计”项目，获得了成功经验。其后，我们在“江苏油田的数据中心建设”项目、“辽宁海事局信息资源整合与应用系统规划”项目、“港珠澳大桥主体工程综合管理信息系统总体规划设计”项目和某军工企业的“基于信息资源规划的数据中心建设总体设计项”项目，以及我们刚刚合作完成的“教育部教育服务与监管体系信息化建设顶层设计”项目，都是在实施基于信息资源规划总体设计工程。经过5年的理论与实践相结合的探索积累，我们对基于信息资源规划总体设计工程要点归纳如下：

    1、按“总体设计部”的思想落实规划设计组织机构和工作班子，即在实施单位组建信息资源规划-总体设计领导小组、核心小组和工作小组。领导小组组长即该单位信息化主管领导，核心小组由业务专家和信息化专家组成，工作小组按职能域组建，每个职能域选派出业务代表与系统分析员合作。

    2、我们作为咨询顾问方，经过调研并与该单位信息部门及信息化主管领导交流，协助上述组织机构和工作班子的组建，拟定本次信息资源规划-总体设计范围，界定职能域（组织内管理业务范围的划分，不是当前机构部门的翻版），制定详细的实施计划。

    3、信息资源规划由业务人员与IT人员合作，在咨询顾问的培训、指导和具体工作参与下进行，所完成的需求分析、系统建模和数据标准化成果，是总体设计的基础与核心资料。

    4、在信息资源规划成果的基础上，由前期参加工作的部分人员组成信息工程总体方案编写组，编写完成网络工程实施方案、数据库工程实施方案和应用软件工程实施方案。该套“信息工程三大方案”，均包括对现有系统的分析评估，未来几年的实施工程分期计划和具体投资分析计划。信息资源规划成果和信息工程总体方案，是该单位信息化建设的指导文件，将用来指导、控制和协调该单位的信息化建设。

    从人们对信息化建设规律认识的发展来看，到2004年，国家信息化领导机构（国务院信息化领导小组办公室、信息产业部信息化推进司等）和一些信息化专家才共同认识到，各地、各单位不断出现的信息化建设重复投资、重复开发、各自为战、条块分割、先出现“信息孤岛”后考虑整合的被动局面，其主要原因是没有搞好统筹规划和总体设计，因此提出了加强总体设计或顶层设计的问题。2006年出台了《国家电子政务总体框架》（国信[2006] 2号），2007年出台了《电子政务系统总体设计要求》（GB/T21064-2007），使电子政务建设的总体设计，有了可参考的指导意见。这期间，一些专家学者和研发机构开始引进介绍国外的一些有关研究成果，如美国联邦政府业务框架（FEA）和企业架构（EA）等参考模型，军内信息化专家王保存少将介绍了《美国如何进行军队信息化顶层设计》，大家进行了许多研究和探索工作。我们经过综合学习，遵循系统工程方法论，在系统工程过程的研究方面下功夫，通过多项实际工程的验证和修正，逐步完善基于信息资源规划总体设计的工程化方法步骤，这样完成的总体设计成果——面向大型复杂信息工程的完整的信息模型、统一的数据标准和工程实施的具体计划，就能够确保信息化工程的成功建设。

[page]    为理解和实践系统工程关于总体设计的思想方法，必须对长期以来在“总体规划”与“总体设计”方面的认识误区加以澄清，对工作上的错误指导加以纠正。我们看到，许多行业部门和大型组织的信息化建设发展规划、指导意见或建设规范等文件，几乎都强调总体规划或统一规划，这当然是必要的和正确的。但在实际工作中，很多单位在搞出了信息化总体规划（信息化战略规划、“十X五”信息化发展规划等）之后，就直接导向应用开发——选型引进应用软件系统或组织开发应用系统。一些单位这样做的结果，看看过去就知道现在，看看过去和现在就知道将来，必然是分散开发，形成“信息孤岛”，无法实现信息资源共享和应用系统集成。这是因为，总体规划对于应用系统来说，只是规定了它的功能，是“比较笼统的初始”需求，还没有解决应用系统的核心——信息资源（驱动业务活动的燃料）的规范标准和共建共用问题，以及业务流程（支持企业战略和运作机制）的改造优化问题。这些问题都丢给软件开发人员，他们限于职业的定位，既缺乏系统的思维，又缺乏业务知识和体验，是无法解决的。这些问题就需要“总体设计部”的总体设计工作来解决。我们的方法论规定，某一组织在完成了一定时期和一定范围内的信息化建设总体规划之后，不是直接导向应用开发，而是在总体规划和应用开发之间安排总体设计——基于信息资源规划的总体设计，然后，在总体设计方案的指导、控制和协调下，再进行应用系统的集成化开发。拿军事做类比，总体规划是战略计划，总体设计是战役计划，应用开发是战术行动。这是人们改造客观世界的“宏观-中观-微观”三阶段认识论。信息化建设实践的经验教训告诉我们，“宏观”和“微观”问题好解决或已基本解决；“中观”问题很不好解决，但必须解决。学用系统工程方法论，会打开解决这一难题的大思路。基于信息资源规划的总体设计方法，是能有效解决这一难题的可供选择的一种方法。

    4 中国的CIO要高举系统工程红旗

    2009年，国务院国有资产监督管理委员会发出《关于进一步推进中央企业信息化工作的意见》的文件（国资发[2009]102号），提出在中央企业建立首席信息官（CIO）制度，设立信息化专职管理部门。文件明确规定了首席信息官的主要职责，对应首席信息官的职责要求，各企业应赋予首席信息官相应的决策权和审批权，有关重大决策应听取首席信息官的意见。条件暂不成熟的企业，可先由现任信息化主管领导兼任首席信息官。

    中央企业率先建立CIO制度，就会带动一些大中型企业设立CIO岗位，也会影响到国家部委和省市政府考虑建立CIO制度，调整信息化组织领导机构。这是我国全面推进信息化建设事业的重大进步，具有里程碑的意义。接着，一个重大的问题就摆在国资委、国家各级信息化领导部门、广大企业和信息化专家们面前：如何培养和造就数以万计的大批CIO队伍？

    我们曾看到，有几家著名高校举办的CIO培训班开出的长长的课程单，几乎当前所能找得到的全部管理科学和信息科学技术课程都罗列了进去，无怪乎一些准CIO（现任信息化主管领导和骨干）发出感叹疑问：这么多的课程，学到白头也学不完，也不知道哪些课程能帮助解决我的难题？

    按照中国系统工程学会信息系统工程专业委员会主任委员柳克俊教授的说法，CIO首先应该是“系统工程工作者”，或“系统工程人”，即善于学习系统工程的理论、运用系统工程思想方法来解决信息化实际问题的人。也正是在他与孙东川教授合写的《试论系统工程的中国学派与钱学森院士的贡献》文章中指出的：“中国人认准了的事情，能够锲而不舍、持之以恒。对于系统工程，1978年以来全国大张旗鼓搞了30多年，这一点本身就是中国特色，应该发扬光大。有了30多年的积累，系统工程红旗会举得更高。”由此我们建议：中国的CIO、准CIO和准备竞聘上岗的未来CIO们，学习一些管理科学和信息科学技术课程是必要的，但更为重要的是在信息化建设的实践中，自觉地学用系统工程的理论方法，不断总结提高，高举系统工程红旗前进！

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