淺淺地聊一下系統(tǒng)分析法

系統(tǒng)分析 (System Analysis) 的定義可以從多個(gè)角度來(lái)闡述，但核心思想都是通過(guò)分解和理解一個(gè)系統(tǒng)，以識(shí)別問(wèn)題、機(jī)會(huì)和需求，并為后續(xù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。

從問(wèn)題解決的角度：系統(tǒng)分析是對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)（無(wú)論是人工的還是自動(dòng)化的）進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)研、分析和理解的過(guò)程，目的是找出其存在的問(wèn)題、瓶頸、低效之處，或者發(fā)現(xiàn)新的機(jī)會(huì)，并明確用戶或業(yè)務(wù)的真實(shí)需求。 它關(guān)注“做什么”（what to do）而不是“如何做”（how to do）。
從信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)生命周期（SDLC）的角度：在軟件開(kāi)發(fā)或信息系統(tǒng)項(xiàng)目管理中，系統(tǒng)分析是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)生命周期的第一階段或早期階段。它涉及收集、組織和分析數(shù)據(jù)，以確定新系統(tǒng)或改進(jìn)系統(tǒng)的功能和非功能需求。 它是將業(yè)務(wù)需求轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)規(guī)范的橋梁。
從結(jié)構(gòu)化和面向?qū)ο蟮慕嵌龋?/strong>結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)分析 (Structured System Analysis)： 強(qiáng)調(diào)通過(guò)數(shù)據(jù)流圖 (DFD)、實(shí)體關(guān)系圖 (ERD) 和數(shù)據(jù)字典等工具，將系統(tǒng)分解為功能模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，關(guān)注數(shù)據(jù)的流動(dòng)和轉(zhuǎn)換。
面向?qū)ο笙到y(tǒng)分析 (Object-Oriented System Analysis, OOA)： 側(cè)重于識(shí)別系統(tǒng)中的對(duì)象（類）、它們的屬性、行為以及它們之間的關(guān)系，通常使用統(tǒng)一建模語(yǔ)言 (UML) 圖（如用例圖、類圖、序列圖）來(lái)描述。
從過(guò)程和輸出的角度：系統(tǒng)分析是一個(gè)系統(tǒng)的、結(jié)構(gòu)化的方法，用于研究一個(gè)組織或一個(gè)特定領(lǐng)域，以確定對(duì)信息系統(tǒng)、業(yè)務(wù)流程或組織改進(jìn)的需求。

這東西有什么用呢？用PPT上用的語(yǔ)言組織方式就是：

• 確保滿足真實(shí)需求： 避免開(kāi)發(fā)出用戶不需要或不符合業(yè)務(wù)目標(biāo)的系統(tǒng)。
• 降低項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)： 在早期階段發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題，減少后期修改的成本和難度。
• 提高系統(tǒng)質(zhì)量： 奠定良好的基礎(chǔ)，有助于構(gòu)建健壯、高效、可維護(hù)的系統(tǒng)。
• 優(yōu)化業(yè)務(wù)流程： 不僅分析IT系統(tǒng)，也可能促使業(yè)務(wù)流程本身的優(yōu)化。

用直白一些的話說(shuō)就是：搞清楚這東西是如何工作的，如果用于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)就是搞清楚這東西應(yīng)該如何設(shè)計(jì)。

核心的方法用最直白的話就是：將一個(gè)復(fù)雜的，由多個(gè)模塊構(gòu)成的產(chǎn)品/系統(tǒng)先進(jìn)行分解。分解成構(gòu)成系統(tǒng)的組件/模塊。然后對(duì)每個(gè)組件/模塊進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)，定量分析，確定每個(gè)組件/模塊如何嵌入系統(tǒng)，輸入輸出。最終當(dāng)這些模塊/組件可以在指導(dǎo)要求內(nèi)連接/集合，按照設(shè)計(jì)要求組成系統(tǒng)并按照設(shè)計(jì)預(yù)設(shè)目標(biāo)運(yùn)行的設(shè)計(jì)/分析方法。

關(guān)鍵詞：將整體拆分為模塊（細(xì)化），確定模塊的量化參數(shù)/控制方法，擬合模塊，系統(tǒng)整體優(yōu)化。

找個(gè)例子來(lái)說(shuō)：家用制冷空調(diào)系統(tǒng)

制冷空調(diào)的原理看了上面的圖，是不是覺(jué)得“也沒(méi)啥復(fù)雜的嘛”。但是實(shí)際上依靠這個(gè)原理能受挫空調(diào)嗎?搓出來(lái)的空調(diào)能按照設(shè)想運(yùn)行嗎？

答案是不行，差的遠(yuǎn)。那知道了原理，如何搭建一個(gè)可以正常運(yùn)行的空調(diào)呢？

我們用系統(tǒng)分析法將制冷空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行分解：

1 確定我們要如何分解。大多數(shù)人通過(guò)封面的圖片就可以很容易的將整個(gè)系統(tǒng)分解為幾個(gè)關(guān)鍵組件：壓縮機(jī)，室內(nèi)冷卻盤管，室內(nèi)的熱交換蒸發(fā)管，膨脹閥等控制閥體。我們很容易發(fā)現(xiàn)其中壓縮機(jī)為最關(guān)鍵的部件，這個(gè)系統(tǒng)圍繞壓縮機(jī)構(gòu)建。實(shí)際上我們常說(shuō)的1.5P，1P空調(diào)也是由壓縮機(jī)的功率來(lái)決定的。壓縮機(jī)功率決定了冷凝劑在相變時(shí)能釋放的熱量，也就決定了空調(diào)這個(gè)熱交換系統(tǒng)能轉(zhuǎn)換的熱量。

2 分別分析/量化組件設(shè)計(jì)參數(shù)。這里我們可以借助AI。（AI真的有效的降低了很多專業(yè)知識(shí)的獲取門檻）

2.1 壓縮機(jī)就以轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)為例 ：

滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的工作原理可以概括為：利用偏心轉(zhuǎn)子在氣缸內(nèi)滾動(dòng)，配合滑片（或葉片）的運(yùn)動(dòng)，將吸入的制冷劑氣體進(jìn)行壓縮和排出。

我們找一份壓縮機(jī)的說(shuō)明書來(lái)看壓縮機(jī)的主要控制量和適用環(huán)境：

從規(guī)格書我們可以確定壓縮機(jī)的控制參數(shù)主要為：入口壓力，出口壓力，進(jìn)口溫度，出口溫度。入口進(jìn)入的為氣態(tài)的低壓冷凝劑（實(shí)際上還有潤(rùn)滑油），出口為壓縮后的液態(tài)的冷凝劑。壓縮的過(guò)程冷凝劑從氣態(tài)壓縮為液態(tài)釋放溫度。

進(jìn)出口壓力通過(guò)閥門來(lái)控制，進(jìn)出口溫度由冷凝器，蒸發(fā)器能力來(lái)控制。過(guò)熱，過(guò)冷，過(guò)低壓，過(guò)高壓都會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行，并出現(xiàn)不同的故障。例如：結(jié)霜，非正常振動(dòng)，停機(jī)，冷卻/潤(rùn)滑油粘度增加導(dǎo)致?lián)p壞等等。當(dāng)然這些故障大部分都可以通過(guò)相關(guān)部件的控制來(lái)規(guī)避或者恢復(fù)。這里只說(shuō)理想的正常工作環(huán)境是不讓壓縮機(jī)超出設(shè)計(jì)參數(shù)。通常我們根據(jù)冷凝劑的環(huán)路，將整個(gè)內(nèi)部環(huán)路分為低壓區(qū)（膨脹閥-->壓縮機(jī)進(jìn)氣口）；高壓區(qū)（壓縮機(jī)出口-->膨脹閥 ）。

2.2 冷凝器/蒸發(fā)器，這個(gè)就是用于控制壓縮機(jī)的進(jìn)出口溫度的部件了。冷凝器的制冷能力由盤管長(zhǎng)度，鰭片密度/大小，風(fēng)扇能力決定。如何選擇呢？根據(jù)壓縮機(jī)進(jìn)口，出口溫度和膨脹閥能力來(lái)決定。

2.3 膨脹閥，我們確認(rèn)了壓縮機(jī)參數(shù)。通過(guò)壓縮機(jī)參數(shù)我們來(lái)選擇膨脹閥型號(hào)，類似于下圖：

通過(guò)量化分析，我們可以得出一個(gè)結(jié)論。空調(diào)是一種在設(shè)計(jì)參數(shù)范圍內(nèi)正常工作的系統(tǒng)。如果想要不一樣的空調(diào)產(chǎn)品，那么產(chǎn)品的規(guī)格設(shè)計(jì)就要更高，關(guān)鍵組件的規(guī)格要求也要更高。也正是因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)是一個(gè)在一定范圍內(nèi)才能正常工作的產(chǎn)品，在復(fù)雜的不同應(yīng)用環(huán)境下（例如：零下-35度）就會(huì)出現(xiàn)多種故障，故障管理，化霜等故障恢復(fù)在控制功能也是系統(tǒng)的重要組成部分。

上面只是淺淺地用系統(tǒng)分析法，分析了一個(gè)最低標(biāo)準(zhǔn)的空調(diào)系統(tǒng)。

實(shí)際的空調(diào)產(chǎn)品，不管是家用還是商用都要復(fù)雜得多，變頻，熱泵，氟系統(tǒng)，水系統(tǒng)，轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)，螺桿壓縮機(jī)，磁懸浮壓縮機(jī)等等，等等。現(xiàn)在還有智能空調(diào)，空氣能等等新技術(shù)。

不管多復(fù)雜的空調(diào)系統(tǒng)使用“系統(tǒng)分析法”一步步的細(xì)化下去。進(jìn)行復(fù)刻成功的機(jī)會(huì)很大；至于復(fù)制品成本比原品更高就是另一個(gè)話題了。~_~

總結(jié)一下吧：準(zhǔn)確的定義，說(shuō)明系統(tǒng)分析法的方法論其實(shí)很難。因?yàn)橄到y(tǒng)分析法實(shí)際是系統(tǒng)思維的應(yīng)用方式。核心就是利用系統(tǒng)思維方式將復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)化/分塊，并對(duì)每個(gè)細(xì)化的組件進(jìn)行量化分析。如果一次細(xì)化后的組件依然難以量化怎么辦？繼續(xù)細(xì)分，直到能夠量化分析為止。通過(guò)OVERVIEW的視角來(lái)觀察系統(tǒng)，同時(shí)擁有細(xì)分量化的，將組件進(jìn)行抽象數(shù)值化的能力。

就我個(gè)人的心得，系統(tǒng)分析方法對(duì)于理解/認(rèn)知世界真的很好用。真的有撥開(kāi)云霧看世界的感覺(jué)。

推薦《NASA系統(tǒng)工程手冊(cè)》，《系統(tǒng)工程導(dǎo)論》，《工程設(shè)計(jì)與分析》（Engineering Design and Analysis），《解決問(wèn)題的方法論》（Problem Solving Methodologies），《系統(tǒng)工程原理》（Systems Engineering Principles and Practice）