第4章　質量風險三維空間管理

4.1　霍爾三維結構模型理論

霍爾三維結構模型理論是由系統工程創始者之一的美國學者霍爾（A.D.Hall）提出的。它是目前論證比較全面，影響較大的一種系統工程的基本工作方法。霍爾三維結構就是將系統工程活動的方法體系分為前后緊密銜接的七個步驟和七個階段，并同時考慮為完成各步驟和階段所需要的各種專業知識。這就為分析、設計、控制規模較大、結構復雜、涉及因素眾多的系統提供了一個統一的思想方法。

霍爾三維結構是由邏輯維、時間維和知識維組成的立體空間結構，如圖4-1所示。

4.1.1　邏輯維

霍爾三維結構中的邏輯維，就是使用系統工程方法分析問題和解決問題時的邏輯思維過程，一般可分為七個步驟。

（1）明確問題：確定所要解決的問題，整理所需的相關資料，給出全部有關要解決的問題的歷史、現狀及發展趨勢的資料和數據。

（2）系統指標設計：確定通過系統解決問題所要達到的目的，并擬定出能夠評價系統功能是否達到要求的標準，以利于衡量所有可供選擇的系統方案。

（3）系統方案綜合：根據要解決的問題和系統所要達到的目的，制訂相關解決方案進行分析。方案中要說明系統的結構，相應的參數、所需條件、主要優缺點等。在系統方案綜合時，要能夠創造一個可以自由提出設想的環境。

（4）系統分析：對各備選方案通過比較進行精簡，并對精簡后的方案進一步說明其性能和特點以及與整個系統的相互關系，形成一定的模型，然后根據系統的評價目標，對各備選方案進行分析比較。

（5）系統選擇：又稱系統優化，即在一定限制條件下，選擇最優方案或將方案按優劣排列。當評價目標只有一個定量的指標，而且備選方案數不多時，容易從中確定最優者，但是當備選方案較多，評價指標有多個而且彼此又有矛盾時，要選出一個對所有指標均為最優的方案，一般是不可能的。這時，就必須在各個指標間進行協調，可采用多目標最優化方法來進行選優。

（6）決策：根據更全面的要求，最后決策一個或幾個方案試行。

（7）實施計劃：根據最后選定的方案，將系統具體實施。如果實施比較順利或遇到困難不大，則略加修改、完善即可確定方案，整個步驟告一段落。如果問題較多，就需要回到前面某一個步驟，重新做起。

以上七個步驟是一個大致的過程，其先后順序要求并不一定嚴格，往往會出現反復。

4.1.2　時間維

霍爾三維結構中的時間維表示工作階段。對于系統工程活動的具體過程，從規劃到更新，按其時間順序可分為七個工作階段。

（1）規劃階段：制訂系統工程活動的規劃和戰略對策。

（2）擬定方案：提出具體的計劃方案。

（3）研制階段：實現系統的研制方案，并制訂生產計劃。

（4）生產階段：生產系統的構件及整個系統，并提出安裝計劃。

（5）安裝階段：安裝系統，進行調試，并完成系統的運行計劃。

（6）運行階段：系統按預期的用途服務。

（7）更新階段：取消舊系統代之以新系統，或改進原系統使之更有效地進行工作。

任何事物都有一個經歷產生、成長、繁榮、衰退的生命周期，對于一個工程建設項目，時間維度是指項目的全生命周期，這是從時間維度對工程建設項目的質的描述。任何工程建設項目都由項目的開發立項開始，依次經過項目的概念階段、開發階段、實施階段、交付收尾階段、運行階段和最后項目拆除的項目生命周期，如圖4-2所示。

由圖4-2可知，任何工程建設項目都具有明確的起點和終點，這是由項目的一次性和唯一性的特性所決定的。由產生項目開始至一個明確的結束，標志著一個項目的完成。項目的管理組織通常把這個過程分為若干階段，每個階段都由一個或數個可交付成果的完成作為標志，這些階段總稱為項目全壽命期。不同的專家學者對項目壽命期階段的劃分有其各自不同的觀點，有的學者認為建設項目的全壽命周期包括決策階段、實施階段和運營階段，也有的學者認為一般項目的壽命周期可以分為概念階段、實施階段與結束階段。但這兩種劃分法具有一定的不足，項目全生命周期應隨著項目管理實踐需要和研究的深入而不斷地向前延伸和向后拓展，向前延伸到可行性研究階段，又延伸到項目的構思；向后拓展到運行管理，包括物業管理和資產管理階段。

4.1.3　知識維

霍爾三維結構中的知識維是表示為完成各步驟、各階段所需要的各種相關專業的知識和技術。霍爾把這些知識分為工程、醫藥，建筑、商業、法律、管理、社會科學和藝術等。至于每個步驟和每個階段都需要其中哪些專業知識，應視問題的性質、特點而定。

將七個邏輯步驟和七個工作階段歸納列表，稱為系統工程活動矩陣，見表4-1。

矩陣中的a表示系統工程的一組具體活動。例如a11表示在完成規劃階段中的明確問題這一步驟所進行的活動，a76表示在更新階段進行決策活動等。

在活動矩陣中所列的各項活動是相互影響、緊密聯系的，為使系統從整體上達到最優效果，必須把各階段，各步驟的活動反復進行。