2005年，中科院院長(cháng)路甬祥來(lái)中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所考察，聽(tīng)取了有關(guān)綜合集成體系的工作匯報后指出：戴汝為院士所領(lǐng)導的研究團隊，在綜合集成的基礎理論、方法體系和應用推廣等多個(gè)方面取得了可喜的成果，“概念比過(guò)去更清晰”，已經(jīng)顯露出“重大原始性創(chuàng )新的曙光”。

   2008年，國家主席胡錦濤視察我軍某重要戰略研究機構，在仔細觀(guān)看了由上述團隊與該機構合作研制的“戰略決策綜合集成研討系統”的作業(yè)演示后，稱(chēng)贊采用綜合集成研討方法深入研究重大現實(shí)課題很有意義，希望相關(guān)單位把該系統建設好、管理好、運用好，使之發(fā)揮應有的作用。

   從“重大原始性創(chuàng )新的曙光”到“國家層面的戰略性應用”的跨越體現了我國科學(xué)家原創(chuàng )的“綜合集成”方法論的前瞻性、創(chuàng )新性和科學(xué)性，從綜合集成到開(kāi)啟智慧之光的歷程可以追溯到上世紀80年代。

   系統學(xué)與開(kāi)放的復雜巨系統

   1979年，人民科學(xué)家錢(qián)學(xué)森在一次學(xué)術(shù)報告上提出了創(chuàng )建系統學(xué)的任務(wù)，認為系統學(xué)是研究系統一般規律的基礎科學(xué)，處于系統科學(xué)的基礎理論層次。80年代中期，他親自主持并參加了系統學(xué)討論班、人體科學(xué)討論班、思維科學(xué)討論班。

    通過(guò)這些研究復雜問(wèn)題的討論班所積累的成功經(jīng)驗，結合對于智能計算機模擬的深刻審視和反思，1990年，錢(qián)學(xué)森、于景元、戴汝為發(fā)表了《一個(gè)科學(xué)新領(lǐng)域——開(kāi)放的復雜巨系統及其方法論》一文，提出了開(kāi)放的復雜巨系統的概念以及處理這類(lèi)的方法論——綜合集成法。 

            
                      圖1 社會(huì )系統、地理系統和人腦系統都是典型的開(kāi)放的復雜巨系統系統 

   開(kāi)放的復雜巨系統具有以下特征：系統本身與系統周?chē)沫h(huán)境有物質(zhì)的交換、能量的交換和信息的交換，由于有這些交換，所以是“開(kāi)放的”。系統所包含的子系統很多，成千上萬(wàn)，甚至上億萬(wàn)，所以是“巨系統”。子系統的種類(lèi)繁多，有幾十、上百、甚至幾百種；從可觀(guān)測的整體系統到子系統，層次很多，中間層次又不認識，甚至連有幾個(gè)層次也不清楚，所以是“復雜的”。

   典型的開(kāi)放的復雜巨系統包括：社會(huì )系統、地理系統、人體系統、人腦系統、Internet（及其用戶(hù)）等。對于這樣的系統，“從可觀(guān)測的整體系統到子系統，層次很多，中間層次又不認識，甚至連有幾個(gè)層次也不清楚”，因此無(wú)法采用還原論的方法來(lái)處理，需要新的方法和方法論，因此這形成了“一個(gè)科學(xué)的新領(lǐng)域”。處理這類(lèi)系統的方法論：綜合集成法。

   從綜合集成法到綜合集成研討廳體系

   綜合集成方法論是在社會(huì )系統、人體系統、地理系統這三個(gè)開(kāi)放的復雜巨系統研究實(shí)踐的基礎上提煉、概括和抽象出來(lái)的。在這些研究和應用中，通常是科學(xué)理論、經(jīng)驗知識和專(zhuān)家判斷互相結合，提出經(jīng)驗性假設（判斷或猜想）；而這些經(jīng)驗性假設不能用嚴謹的科學(xué)方式加以證明，往往是定性的認識，但可以用經(jīng)驗性數據和資料以及幾十、幾百、上千個(gè)參數的模型對其確定性進(jìn)行檢測；而這些模型也必須建立在經(jīng)驗和對系統的實(shí)際理解上，經(jīng)過(guò)定量計算，通過(guò)反復對比，最后形成結論；而這樣的結論就是我們在現階段認識客觀(guān)事物所能達到的最佳結論，是從定性上升到定量的認識。

  因此，綜合集成法（Meta-synthesis）就其實(shí)質(zhì)而言，是將專(zhuān)家群體（各種有關(guān)的專(zhuān)家）、數據和各種信息與計算機技術(shù)有機結合起來(lái)，把各種學(xué)科的科學(xué)理論和人的經(jīng)驗知識結合起來(lái)。這三者本身也構成一個(gè)系統。這個(gè)方法的成功應用，就在于發(fā)揮這個(gè)系統的整體優(yōu)勢和綜合優(yōu)勢。Metasynthesis強調把許多有用的、點(diǎn)滴的東西綜合在一起，成為一個(gè)整體的、正確的結構，是高層次的綜合。

   1992年，錢(qián)學(xué)森先生發(fā)表了《再談開(kāi)放的復雜巨系統》一文。同時(shí)，進(jìn)一步提出“人機結合的綜合集成研討廳體系”，將綜合集成法中的個(gè)體智慧上升為群體智慧。這個(gè)研討廳體系的構思是把人集成在系統之中，采取人機結合、以人為主的技術(shù)路線(xiàn)，充分發(fā)揮人的作用，使研討的集體在討論問(wèn)題時(shí)互相啟發(fā)，互相激活，使集體創(chuàng )見(jiàn)遠遠勝過(guò)一個(gè)人的智慧。通過(guò)研討廳體系還可把今天世界上千百萬(wàn)人的聰明智慧和古人的智慧（以知識工程中的專(zhuān)家系統表現出來(lái)）統統綜合集成起來(lái)，以得出完備的思想和結論。

   這個(gè)方法綜合了專(zhuān)家群體的意見(jiàn)和大量書(shū)本資料的內容，是把定性的、不全面的感性認識加以綜合集成。這樣，綜合集成研討廳體系就明確地將綜合集成法中的個(gè)體智慧上升為群體智慧。按照此思路構建的綜合集成研討廳體系，將是一個(gè)綜合了專(zhuān)家體系、計算機體系和知識信息體系的人機結合的巨型智能系統。

   二十年如一日的研究歷程

   1993年，戴汝為院士領(lǐng)導的自動(dòng)化所原人工智能實(shí)驗室撰寫(xiě)了“智能系統的綜合集成”的學(xué)術(shù)論文集，得到錢(qián)學(xué)森先生的高度贊揚，美國哈佛大學(xué)的Y. C. Ho教授也把這本論文集在他領(lǐng)導的科研集體中多次進(jìn)行研究討論。

   1992~1997年，戴汝為等人承擔了國家 攀登計劃“思維與智能的模擬”，在該項目的研究中，對綜合集成思想進(jìn)行了大膽實(shí)踐，通過(guò)研究思維與智能的模擬來(lái)構建智能系統，進(jìn)而形成了開(kāi)放的巨型智能系統的理論。
  
                  
                                       圖2 智能自動(dòng)化叢書(shū)

   1995年在“智能系統的綜合集成”學(xué)術(shù)論文集的基礎上，戴汝為等人撰寫(xiě)了《智能自動(dòng)化叢書(shū)》。

   1999~2004年，國家自然科學(xué)基金支持了題為“支持宏觀(guān)經(jīng)濟決策的人機結合綜合集成研討體系研究”的重大項目，由戴汝為院士擔任第一主持人，解決了“群體智慧的涌現”、“支撐系統的研制”、“人在決策過(guò)程中的認知研究”等關(guān)鍵問(wèn)題，把先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、信息技術(shù)、智能技術(shù)和思維科學(xué)的研究成果應用于綜合集成研討廳的建設，在國內外學(xué)術(shù)界引起廣泛關(guān)注。

    2003年，以戴汝為院士為首的研究團隊赴國際著(zhù)名的系統科學(xué)研究機構IIASA（國際應用系統分析研究所）介紹綜合集成體系方面的研究工作，并演示了支持宏觀(guān)經(jīng)濟決策的綜合集成研討廳雛形系統，國際學(xué)術(shù)界對這一具有中國原創(chuàng )特色的綜合集成研討廳體系有了一定的認識和理解。

   2004年，綜合集成方法論成功應用于黃河中下游水庫群的聯(lián)合調度問(wèn)題，取得了較好的效果。

    戴汝為發(fā)表了《人機結合的智能工程系統—— 處理開(kāi)放的復雜巨系統的可操作平臺》一文，提煉出基于信息空間（Cyberspace）的綜合集成研討廳的概念，發(fā)展了綜合集成研討廳體系。

    2005年，自然科學(xué)基金委員會(huì )對重大項目“支持宏觀(guān)經(jīng)濟決策的人機結合綜合集成研討體系研究”給予“特優(yōu)”的評價(jià)，綜合集成體系已經(jīng)顯露出“重大原始性創(chuàng )新的曙光”。

    20余年來(lái)的研究及發(fā)展歷程如圖3所示。

    基于“Cyberspace”的綜合集成研討廳體系

    在綜合集成研討廳的概念中，研討廳是專(zhuān)家們同計算機和信息資料情報系統一起工作的“廳”。

    隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)的迅速普及，深入人們工作和生活的每一個(gè)層面，“Cyberspace（信息空間或數字空間）”它使參與者跨越時(shí)間和地域的限制，隨時(shí)隨地就所關(guān)心的問(wèn)題進(jìn)行研究、交流和探討，并可隨時(shí)利用網(wǎng)絡(luò )上的大量資源。信息技術(shù)的這個(gè)發(fā)展，為綜合集成研討廳的實(shí)現提供了一種新的、可能的形式。因此，可建立基于Cyberspace的綜合集成研討廳(CWME)。

      CWME具有時(shí)代的先進(jìn)性和較強的可操作性，表現在：

    （1）人機結合，以人為主。人在該系統中始終起指導作用，讓使用者回歸到了現實(shí)社會(huì )中人和人的溝通、交流當中；

    （2）面向網(wǎng)絡(luò )。提供了目前最可靠的和易用的基于Web的協(xié)同工作平臺，適合有廣泛交流溝通需求的一切企業(yè)、機關(guān)、研究單位等；

    （3）多種形式的資源共享以及計算機之間的互操作，有利于將存在于專(zhuān)家大腦里的知識以可視化的方式進(jìn)行共享，同時(shí)減少了軟件集成的設計工作和服務(wù)器的負擔；

    （4）實(shí)時(shí)跨平臺協(xié)作，從Windows延伸到Mac、Unix和Linux，做到研討廳無(wú)處不在；

    （5）多媒體接口設計，充分使用即時(shí)語(yǔ)音交流、手寫(xiě)漢字識別、指紋識別（用于身份認證）、視頻會(huì )議等多媒體手段；

    （6）結合知識管理，體現了研討廳是一個(gè)知識的生產(chǎn)與服務(wù)體系，實(shí)現了民主集中的工作空間。

    國家重點(diǎn)基礎研究發(fā)展計劃（973計劃）拓展綜合集成研究

    2007年，937計劃項目“基于視覺(jué)認知的非結構化信息處理理論與關(guān)鍵技術(shù)”啟圖3 開(kāi)放復雜巨系統及以人為主、人機結合綜合集成體系發(fā)展歷程圖4 “基于非結構化信息處理的綜合態(tài)勢評估與決策關(guān)鍵技術(shù)”課題的研究?jì)热菖c目標動(dòng)，該項目由西安交通大學(xué)徐宗本教授擔任首席科學(xué)家，戴汝為院士領(lǐng)導的團隊承擔了 “基于非結構化信息處理的綜合態(tài)勢評估與決策關(guān)鍵技術(shù)”的研究任務(wù)。
        
                    

                         圖3 開(kāi)放復雜巨系統及以人為主、人機結合綜合集成體系發(fā)展歷程  

    研究目標為：面向國家重大需求，以軍事戰略推演與綜合決策為應用對象，融合多學(xué)科的理論和技術(shù)，采用從定性到定量的綜合集成法，實(shí)現戰略環(huán)境中非結構化信息的有效處理，在此基礎上研制軍事戰略推演與綜合決策系統，實(shí)現軍事戰略決策方式的提升，提高決策的效率與質(zhì)量。
        
                       

                   圖4 “基于非結構化信息處理的綜合態(tài)勢評估與決策關(guān)鍵技術(shù)”課題的研究?jì)热菖c目標  

    通過(guò)4年多艱苦的研究，課題組在“基于綜合集成的非結構化信息處理方法”、“面向態(tài)勢理解的開(kāi)放式交互建模方法”、“面向Internet的開(kāi)源情報信息的處理方法”、“網(wǎng)絡(luò )觀(guān)點(diǎn)態(tài)勢的挖掘技術(shù)”、“綜合態(tài)勢評估與決策算法”等5個(gè)方面取得了豐碩的研究成果。在“面向態(tài)勢評估的綜合集成知識體系”、“基于開(kāi)源情報的態(tài)勢感知與分析方法”2條主線(xiàn)上獲得了突出進(jìn)展。在綜合應用上述成果的基礎上，我們研制了“戰略決策綜合集成研討系統”，投入我國戰略研究和決策的實(shí)際應用。

    該課題研究對綜合集成法最大的貢獻，就是深化了綜合集成研討過(guò)程中知識演化的框架，獲得了一系列促進(jìn)定性知識向定量知識轉化的新技術(shù)和新方法；促進(jìn)了綜合集成在非結構化信息（例如網(wǎng)絡(luò )情感態(tài)勢）處理和戰略態(tài)勢評估與決策方面的應用。
    
                    
                               
                                        圖5  基于綜合集成的非結構化信息處理方法

    具體地說(shuō)，這項研究把綜合態(tài)勢評估的實(shí)質(zhì)解釋為非結構化態(tài)勢信息的有效處理問(wèn)題，采用從定性到定量的綜合集成法，不但強調采用機器學(xué)習、數據挖掘等方法發(fā)現隱藏在非結構化信息中的結構，而且強調通過(guò)研討組織與群體交互，把專(zhuān)家的定性知識與當代最新科學(xué)技術(shù)提供的定量知識結合起來(lái)，實(shí)現復雜信息的逐步結構化，形成了一套人機結合的態(tài)勢評估與決策方法。

    重大應用

    現代戰爭是體系與體系之間的對抗，每個(gè)體系都涉及到人員、裝備、情報/信息等復雜要素，構成了典型的復雜系統。而戰略問(wèn)題作為研究戰爭全局規律的科學(xué)與藝術(shù)，涉及到上述復雜系統的方方面面，以及大量的定性、定量因素，是一類(lèi)極其復雜的問(wèn)題。而綜合集成研討廳體系以研討作為主要工作方式，以各種計算機化的數據、模型、方法為支持工具，通過(guò)定性分析、建模、定量計算、結果評估、定性分析等多輪循環(huán)，逐步將非結構化信息轉化為結構化信息，把問(wèn)題的定性認識上升為定量認識，獲得較好問(wèn)題求解結果和決策支持方案。戰略決策問(wèn)題作為與開(kāi)放的復雜巨系統相關(guān)的問(wèn)題，從理論和經(jīng)驗上來(lái)看，都適宜于應用該方法論進(jìn)行處理。

     在這樣的認識之下，戴汝為院士率領(lǐng)的科研團隊運用多年的研究成果，結合某軍事研究機構的實(shí)際需求，成功研制了“戰略決策綜合集成研討系統”。該系統由軍事專(zhuān)家體系、機器體系和軍事信息/知識體系組成，如圖6所示。
 
                      

                                    圖6 戰略決策綜合集成研討系統的體系結構  

    其中軍事專(zhuān)家體系由軍事戰略專(zhuān)家、相關(guān)研究人員和軍事首長(cháng)組成，他們是戰略決策支持過(guò)程中最活躍、最具創(chuàng )造性的創(chuàng )新主體。軍事專(zhuān)家體系作用的發(fā)揮主要體現在各個(gè)專(zhuān)家經(jīng)驗、構想和直覺(jué)的運用上，尤其是其中宏觀(guān)的、全局性的戰略智慧，經(jīng)常是難以明確表述、具有“只可意會(huì )、不可言傳”特點(diǎn)的感受和猜想，是計算機所不具備，也難以模擬的，是戰略問(wèn)題處理的關(guān)鍵所在。

    計算機體系由軍事專(zhuān)家所使用的計算機軟硬件以及為整個(gè)戰略決策支持群體提供服務(wù)的服務(wù)器組成，計算機體系的作用在于它的海量存儲能力和高性能的計算能力，后者又包括數據運算和邏輯運算能力。同樣，這些特點(diǎn)是軍事專(zhuān)家所難以匹敵的。

    軍事信息/知識體系由各種形式的軍事數據、信息、情報和知識組成，軍事專(zhuān)家體系和機器體系是這些信息和知識的載體。戰略決策綜合集成研討體系運作的實(shí)質(zhì)就是對保存于軍事專(zhuān)家大腦和計算機中的軍事信息/知識體系不斷去蕪存菁、豐富發(fā)展、靈活運用的過(guò)程。

    這三個(gè)體系各有所長(cháng)，各盡其能，被綜合集成法連接成一個(gè)整體，構成一個(gè)統一的、人機結合的戰略研究和決策評估系統平臺。在這個(gè)平臺中，軍事專(zhuān)家個(gè)人發(fā)揮其在經(jīng)驗、直覺(jué)和領(lǐng)域知識方面的長(cháng)處，群體發(fā)揮其互相協(xié)作、集體研究的優(yōu)勢，而計算機則發(fā)揮其高速計算、快速模擬的特長(cháng)。把這些優(yōu)勢通過(guò)科學(xué)的方法論組織起來(lái)，實(shí)現決策研究、支持人員從定性認識到定量認識的飛躍，其結果是提高戰略問(wèn)題的研究質(zhì)量，獲得更加科學(xué)、合理的戰略方案。

    “戰略決策綜合集成研討系統”提供了“研討流程規劃”、“研討”、“戰略分析”、智能數據分析”、“輔助決策”等5大類(lèi)、20多項功能，可全面支持常規的戰略決策過(guò)程。系統開(kāi)發(fā)完成后，在該機構內多個(gè)部門(mén)（如運籌所、戰略部、信息化辦公室等）得到廣泛使用，包括多次針對某些重要戰略問(wèn)題的大范圍的推演，得到使用者的好評。

    該系統在應用中能夠有效融合相關(guān)軍事數據、專(zhuān)家研判經(jīng)驗和首長(cháng)決心意圖，表現手法新穎，運行方式實(shí)用。依托該系統支撐的研究課題向多位軍委總部首長(cháng)匯報演示，受到充分肯定。該系統對推進(jìn)軍事科研和戰略決策模式的轉變有重要意義。

    胡錦濤總書(shū)記也正是在觀(guān)看完該系統的作業(yè)演示后，稱(chēng)贊采用綜合集成研討方法深入研究重大現實(shí)課題很有意義，希望相關(guān)單位把該系統建設好、管理好、運用好，使之發(fā)揮應有的作用。

    回顧與展望

    從“重大原始性創(chuàng )新的曙光”到“國家層面的戰略性應用”，體現的是長(cháng)達20年的綜合集成研究過(guò)程所獲得的豐碩成果。這既是錢(qián)學(xué)森等老一代科學(xué)家廣闊的科學(xué)視野和卓越的學(xué)術(shù)創(chuàng )新能力的直接體現，也是相關(guān)研究集體立足復雜系統理論前沿，面向國家重大應用需求，持之以恒地開(kāi)展綜合集成體系研究的階段性成果?；仡欉^(guò)去，展望未來(lái)，從理論框架，到智慧的曙光，再到戰略應用，綜合集成體系必將為人類(lèi)進(jìn)步和我國的社會(huì )發(fā)展做出更大的貢獻。

     致謝：本文受973國家基礎研究發(fā)展計劃(2007CB311007)資助。  

  摘自《自動(dòng)化博覽》2012年第二期