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今日薦文

今日薦文的作者為中國(guó)電子科技集團(tuán)公司電子科學(xué)研究院，北京聯(lián)海信息系統(tǒng)有限公司專家彭武，黃琦。本篇節(jié)選自論文《復(fù)雜信息系統(tǒng)演化過(guò)程研究》，發(fā)表于《中國(guó)電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào)》第12卷第5期。本文為論文上半部分。

摘要：本文基于系統(tǒng)科學(xué)中的自組織理論的理論基礎(chǔ)和內(nèi)涵特點(diǎn)，研究復(fù)雜信息系統(tǒng)演化過(guò)程中的開發(fā)性、自組織、非線性、涌現(xiàn)性。分析復(fù)雜信息系統(tǒng)演化類型，基于生態(tài)學(xué)、物種增長(zhǎng)模型等創(chuàng)建復(fù)雜信息系統(tǒng)演化模型，依據(jù)信息系統(tǒng)演化理論及模型，指出信息自組織理論在復(fù)雜信息系統(tǒng)演化過(guò)程和方向中的發(fā)展與應(yīng)用，主要體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)、基礎(chǔ)設(shè)施、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算的演化方向。

關(guān)鍵詞:自組織理論;復(fù)雜信息系統(tǒng)；演化模型；演化方向

世界由普遍聯(lián)系的事物組成，這些普遍聯(lián)系且相互作用的事物就構(gòu)成了系統(tǒng)。按照系統(tǒng)科學(xué)理論，根據(jù)組成子系統(tǒng)的數(shù)量、種類、層次結(jié)構(gòu)以及之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系復(fù)雜程度，可分為簡(jiǎn)單系統(tǒng)、簡(jiǎn)單巨系統(tǒng)和復(fù)雜系統(tǒng)。在復(fù)雜系統(tǒng)中，子系統(tǒng)數(shù)量巨大、種類很多并且層次結(jié)構(gòu)和關(guān)聯(lián)關(guān)系復(fù)雜。

自上個(gè)世紀(jì)以來(lái)，復(fù)雜系統(tǒng)科學(xué)研究方興未艾，取得了大量的研究成果，具體包括耗散結(jié)構(gòu)論

[1]

、自組織理論

[2]

、協(xié)同學(xué)

[3]

、開放復(fù)雜巨系統(tǒng)

[4]

等。

信息系統(tǒng)是以信息為載體為人類提供服務(wù)的一大類系統(tǒng)。隨著信息技術(shù)的快速更新和應(yīng)用范圍的大幅擴(kuò)大，信息系統(tǒng)由低級(jí)向高級(jí)、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜逐步發(fā)展。這種發(fā)展導(dǎo)致了復(fù)雜信息系統(tǒng)的出現(xiàn)。

錢學(xué)森院士認(rèn)為信息網(wǎng)絡(luò)加用戶將構(gòu)成一個(gè)開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)

[5]

。隨著互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的迅速擴(kuò)大，互聯(lián)網(wǎng)也構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜巨系統(tǒng)

[6]

。此外，軍事對(duì)抗信息體系、智慧城市系統(tǒng)等都是復(fù)雜信息系統(tǒng)。

對(duì)于復(fù)雜信息系統(tǒng)，以傳統(tǒng)的信息技術(shù)和方法來(lái)理解、研究、規(guī)劃以及治理，顯然無(wú)法詮釋其內(nèi)在本質(zhì)、體系特征和演化規(guī)律。以系統(tǒng)科學(xué)和復(fù)雜理論為基礎(chǔ)，從系統(tǒng)和發(fā)展的角度來(lái)研究復(fù)雜信息系統(tǒng)的內(nèi)在機(jī)制、宏觀特性及演化動(dòng)力,研究復(fù)雜信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)和演化規(guī)律,對(duì)指導(dǎo)復(fù)雜信息系統(tǒng)的理論研究和建設(shè)實(shí)施具有重要的意義。

1復(fù)雜信息系統(tǒng)的內(nèi)涵及特點(diǎn)

復(fù)雜信息系統(tǒng)是人機(jī)協(xié)同的系統(tǒng)，如圖1所示。人是系統(tǒng)的重要組成部分，也是系統(tǒng)演化的關(guān)鍵因素，具體包括實(shí)施人員、管理人員、使用人員、研究人員、利益相關(guān)人員等。通信網(wǎng)絡(luò)、基礎(chǔ)設(shè)施、硬件、軟件、數(shù)據(jù)、安全防護(hù)設(shè)備等是系統(tǒng)的重要組成部分，也是系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)體。組織機(jī)構(gòu)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、管理制度、知識(shí)意識(shí)是系統(tǒng)運(yùn)行的內(nèi)在機(jī)制，是系統(tǒng)組織、人機(jī)協(xié)同的約束條件和支撐力量。系統(tǒng)內(nèi)各元素之間存在非線性關(guān)系并相互作用，產(chǎn)生協(xié)同動(dòng)作和相干效應(yīng),通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)合作推動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生新的模式和功能，促進(jìn)系統(tǒng)從無(wú)序向有序發(fā)展。

復(fù)雜信息系統(tǒng)是一個(gè)開放的系統(tǒng)，如圖1-1所示。復(fù)雜信息系統(tǒng)與外部環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息的交換，并從外部環(huán)境吸收新的技術(shù)和資源。通過(guò)外部激勵(lì)和內(nèi)部驅(qū)動(dòng)的共同作用，系統(tǒng)發(fā)展演化，甚至發(fā)生突變。

圖1-1復(fù)雜信息系統(tǒng)組成及其與外部環(huán)境關(guān)系

復(fù)雜信息系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

開放性：復(fù)雜信息系統(tǒng)與外部環(huán)境存在輸入輸出接口，能夠進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息的交換，引入負(fù)熵，使得系統(tǒng)熵為負(fù)值，系統(tǒng)逐步進(jìn)入有序狀態(tài)。通過(guò)引入新技術(shù)、新理念、新資源，系統(tǒng)調(diào)整自身的結(jié)構(gòu)和行為，以適應(yīng)外部和內(nèi)部的變化，推動(dòng)系統(tǒng)演化發(fā)展。系統(tǒng)內(nèi)部層次眾多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、關(guān)系錯(cuò)綜，存在不均勻性和不可預(yù)測(cè)性，導(dǎo)致了系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)，具有耗散結(jié)構(gòu)特性。當(dāng)復(fù)雜信息系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)后，將繼續(xù)開放式的與外界繼續(xù)發(fā)生交換，內(nèi)部自組織調(diào)整，進(jìn)而不斷趨于有序、穩(wěn)定的狀態(tài)。

自組織：復(fù)雜信息系統(tǒng)中，實(shí)施人員、管理人員、使用人員能夠發(fā)揮主觀能動(dòng)作用和自我學(xué)習(xí)機(jī)制，與外界交換技術(shù)、能量和資源，無(wú)需外界指令，利用自身的主動(dòng)調(diào)整、自組織調(diào)解等方式，向有序、穩(wěn)定的狀態(tài)演化。通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)與協(xié)同實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置、流程治理再造、組織架構(gòu)完善、系統(tǒng)升級(jí)提升，從而達(dá)到系統(tǒng)有序化、優(yōu)化的目的。

非線性：在復(fù)雜信息系統(tǒng)中，信息海量分散且流動(dòng)，業(yè)務(wù)流程錯(cuò)綜復(fù)雜，各子系統(tǒng)層次眾多且相互關(guān)聯(lián)，參與人員相互配合，因此，其信息關(guān)系、業(yè)務(wù)關(guān)系、人員關(guān)系、組織關(guān)系、子系統(tǒng)之間、系統(tǒng)與外部環(huán)境之間等關(guān)系均不是清晰的線性關(guān)系，而是非線性關(guān)系。非線性作用使得系統(tǒng)內(nèi)部相互制約、協(xié)調(diào)同步，系統(tǒng)與外部環(huán)境協(xié)調(diào)同步，從而使系統(tǒng)自組織并與外部環(huán)境自適應(yīng)。

涌現(xiàn)性：系統(tǒng)內(nèi)部子系統(tǒng)和元素通過(guò)多種模式交互，并與外部環(huán)境存在信息、能量、物質(zhì)、技術(shù)、資源的交換，從而改變了內(nèi)部結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)行為。在外界各種信息、物質(zhì)等進(jìn)入內(nèi)部后，由于內(nèi)部各元素之間的不斷碰撞反應(yīng)，加入新的外部物質(zhì)后，內(nèi)部結(jié)構(gòu)、內(nèi)部物質(zhì)與外部物質(zhì)之間可能將發(fā)生從微觀到宏觀的質(zhì)變。經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后，經(jīng)過(guò)放大和發(fā)展，在整體上演化出新的形式和特性，產(chǎn)生了涌現(xiàn)。涌現(xiàn)性體現(xiàn)了宏觀和微觀的關(guān)系，是復(fù)雜系統(tǒng)微觀行為產(chǎn)生的宏觀效應(yīng)。

2復(fù)雜信息系統(tǒng)演化過(guò)程

復(fù)雜信息系統(tǒng)為適應(yīng)外界環(huán)境變化和自身結(jié)構(gòu)行為調(diào)整，系統(tǒng)內(nèi)部以及系統(tǒng)與外部環(huán)境之間發(fā)生各種交互作用。正是系統(tǒng)的自組織、自適應(yīng)、自聚集、自加強(qiáng)、自協(xié)調(diào)，使得系統(tǒng)呈現(xiàn)復(fù)雜性，不斷推動(dòng)系統(tǒng)功能和結(jié)構(gòu)不斷演化。

復(fù)雜信息系統(tǒng)是人機(jī)共存的系統(tǒng)，人的智慧與計(jì)算智能緊密融合并相互作用，共同推動(dòng)系統(tǒng)向前演化。系統(tǒng)演化的外部推動(dòng)因素，包括政策法規(guī)、外部形勢(shì)、技術(shù)更新、市場(chǎng)需求、資源信息等。系統(tǒng)演化的內(nèi)部推動(dòng)因素包括人的作用、組織架構(gòu)、系統(tǒng)整合、管理模式等。

2.12階涌現(xiàn)理論在復(fù)雜信息系統(tǒng)演化過(guò)程中的應(yīng)用

復(fù)雜信息系統(tǒng)的演化過(guò)程探究比一般社會(huì)科學(xué)研究的對(duì)象系統(tǒng)還要復(fù)雜。依據(jù)Stephen Jones對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)涌現(xiàn)機(jī)制的劃分，在系統(tǒng)整體和個(gè)體行為之間具有雙向反饋機(jī)制（feedforward and feedback）的涌現(xiàn)稱為2階涌現(xiàn)（2

nd

order emergence），只有單向反饋機(jī)制的涌現(xiàn)稱為1階涌現(xiàn)。具有社會(huì)復(fù)雜性的信息系統(tǒng)中的涌現(xiàn)都屬于2階涌現(xiàn)，如圖2-1所示。在復(fù)雜信息系統(tǒng)自組織下，個(gè)人行為因接受到系統(tǒng)反饋而產(chǎn)生新的個(gè)人行為，復(fù)雜信息系統(tǒng)通過(guò)匯總涌現(xiàn)，在原有的1階涌現(xiàn)基礎(chǔ)上，加入了反饋影響個(gè)體行為，從而形成信息系統(tǒng)的閉環(huán)回路，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜信息系統(tǒng)的雙向反饋，構(gòu)成了反饋環(huán)，從而增加了信息系統(tǒng)的復(fù)雜度。

圖2-1復(fù)雜信息系統(tǒng)的復(fù)雜度及2階涌現(xiàn)

對(duì)涌現(xiàn)機(jī)制的分析有助于對(duì)復(fù)雜信息系統(tǒng)的研究，根據(jù)涌現(xiàn)機(jī)制可以對(duì)復(fù)雜信息系統(tǒng)進(jìn)行劃分，利用涌現(xiàn)系統(tǒng)理論對(duì)復(fù)雜信息系統(tǒng)進(jìn)行層次、類別、復(fù)雜程度的分類和定義。

復(fù)雜信息系統(tǒng)作為一種概念生命,受到環(huán)境制約,反過(guò)來(lái),復(fù)雜信息系統(tǒng)對(duì)環(huán)境也有作用,支持這種環(huán)境中各種要素的變化,形成一種動(dòng)態(tài)的平衡,這就形成了一個(gè)反饋環(huán)，我們稱復(fù)雜信息系統(tǒng)中系統(tǒng)和個(gè)體行為之間存在具有雙向反饋機(jī)制的涌現(xiàn)，即2階涌現(xiàn)。

根據(jù)復(fù)雜信息系統(tǒng)中的2階涌現(xiàn)反饋環(huán)處于復(fù)雜信息系統(tǒng)內(nèi)部和復(fù)雜信息系統(tǒng)外部，將復(fù)雜信息系統(tǒng)演化類型分為：復(fù)雜信息系統(tǒng)獨(dú)立2階涌現(xiàn)和復(fù)雜信息系統(tǒng)非獨(dú)立2階涌現(xiàn)。

復(fù)雜信息系統(tǒng)獨(dú)立2階涌現(xiàn)，即復(fù)雜信息系統(tǒng)通過(guò)自己內(nèi)部資金、人力、技術(shù)進(jìn)行自組織演化獨(dú)立形成2階涌現(xiàn)反饋環(huán)；復(fù)雜信息系統(tǒng)非獨(dú)立2階涌現(xiàn)，即復(fù)雜信息系統(tǒng)無(wú)法通過(guò)自己內(nèi)部自組織獨(dú)立完成演化，需要借助外部的人力、技術(shù)、資金等支持。如圖2-2所示復(fù)雜信息系統(tǒng)獨(dú)立2階涌現(xiàn)和復(fù)雜信息系統(tǒng)非獨(dú)立2階涌現(xiàn)演化類型圖。

圖2-2復(fù)雜信息系統(tǒng)演化類型

在復(fù)雜信息系統(tǒng)的演化過(guò)程中如果過(guò)多地關(guān)注信息系統(tǒng)從無(wú)序到有序的平衡相變過(guò)程，忽視了在信息系統(tǒng)建立起來(lái)能否進(jìn)入獨(dú)立演化，隨環(huán)境變化讓不能實(shí)現(xiàn)獨(dú)立演化的系統(tǒng)讓其進(jìn)行獨(dú)立演化，從而未能創(chuàng)造信息系統(tǒng)自組織演化的條件促使耗散結(jié)構(gòu)的形成，復(fù)雜信息系統(tǒng)也未能走上自組織演化的道路，將導(dǎo)致了信息系統(tǒng)實(shí)施的失敗。

2.2生態(tài)學(xué)理論在復(fù)雜信息系統(tǒng)演化過(guò)程中的應(yīng)用

復(fù)雜信息系統(tǒng)作為一種概念生命,受到環(huán)境制約，根據(jù)與生態(tài)學(xué)非常相似的這種特性，本文引入生態(tài)學(xué)理論對(duì)復(fù)雜信息系統(tǒng)進(jìn)行探究。生態(tài)學(xué)理論具有一定的普適性，它不僅適用于生物界，同樣適用于復(fù)雜信息系統(tǒng)。

生態(tài)學(xué)理論研究已經(jīng)滲透到了許多研究領(lǐng)域，很多重要的生態(tài)學(xué)理論問(wèn)題，如群落的物種聚集原理、物種的特化和泛化、特別是生物之間的競(jìng)爭(zhēng)和其他各種相互關(guān)系的研究，都是以生態(tài)位概念為基礎(chǔ)的。生態(tài)學(xué)理論中關(guān)于種群物種有著相當(dāng)豐富的研究模型，可以適用于復(fù)雜信息系統(tǒng)研究領(lǐng)域。例如：種群增長(zhǎng)模型中指數(shù)型增長(zhǎng)J形曲線模型、邏輯斯蒂S性曲線模型等。這些種群增長(zhǎng)模型在各個(gè)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。

復(fù)雜信息系統(tǒng)生存和發(fā)展所必需依賴的資源和環(huán)境，包括系統(tǒng)運(yùn)行所依賴的平臺(tái)和其他系統(tǒng)，必需的信息資源，系統(tǒng)間協(xié)作和依賴關(guān)系、功能或業(yè)務(wù)服務(wù)的空間（表現(xiàn)為可發(fā)展的用戶空間，包括系統(tǒng)直接服務(wù)的終端用戶或通過(guò)系統(tǒng)間交互、混合間接服務(wù)的用戶，后者表現(xiàn)為其他系統(tǒng)對(duì)本系統(tǒng)的依賴程度，有依賴關(guān)系的系統(tǒng)雙方互為環(huán)境）等。復(fù)雜信息系統(tǒng)中間存在多個(gè)復(fù)雜的2階涌現(xiàn)反饋環(huán)，甚至存在更為復(fù)雜的反饋機(jī)制等。

綜合分析、研究復(fù)雜信息系統(tǒng)演化過(guò)程、生態(tài)學(xué)理論、復(fù)雜信息系統(tǒng)中2階涌現(xiàn)機(jī)制、種群增長(zhǎng)模型等，綜合復(fù)雜信息系統(tǒng)演化的各類情況如：人力、資金、技術(shù)等，建立了如圖2-3所示的復(fù)雜信息系統(tǒng)演化過(guò)程模型。

圖2-1復(fù)雜信息系統(tǒng)演化過(guò)程

復(fù)雜信息系統(tǒng)在自組織演化時(shí)是采取相變的方式發(fā)展的。Y軸表示人力、資金、技術(shù)等條件，通過(guò)時(shí)間軸T軸逐步發(fā)展、不斷變化。根據(jù)生態(tài)理論、種群增長(zhǎng)理論等綜合考慮，變化方式有可以分為兩種，一種是連續(xù)漸變方式不斷發(fā)展、連續(xù)變化；另外一種是類似生物學(xué)中基因突變形式，可能突變到任何可能的位置的非連續(xù)突變方式，在很短的實(shí)際范圍內(nèi)，人力、資金、技術(shù)等突然得到很大的提升或者下降，此時(shí)可能導(dǎo)致整個(gè)復(fù)雜信息系統(tǒng)架構(gòu)的巨大變化或者顛覆性的重組，實(shí)際情況可能由于政策調(diào)整或者遇到重大變故等等原因，而產(chǎn)生復(fù)雜信息系統(tǒng)的非連續(xù)突變，一般來(lái)說(shuō)一個(gè)規(guī)模很大的復(fù)雜信息系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生非常明顯的突變情況。

如圖2-1所示，復(fù)雜信息系統(tǒng)漸變過(guò)程中可能存在快速增長(zhǎng)的J型曲線趨勢(shì)，在復(fù)雜信息系統(tǒng)創(chuàng)建初級(jí)階段可能會(huì)有飛速的發(fā)展階段，在發(fā)展逐步成熟之后，復(fù)雜信息系統(tǒng)可能慢慢趨向于穩(wěn)步發(fā)展階段，整體呈現(xiàn)S曲線增長(zhǎng)趨勢(shì)，在此之后的發(fā)展本圖中給出了5中發(fā)展情況，A和B類型是屬于復(fù)雜信息系統(tǒng)在接受到新的技術(shù)、新的資源等又向新的方向、新的趨勢(shì)進(jìn)行發(fā)展，增長(zhǎng)速度曲線可能快速增長(zhǎng)也可能趨于穩(wěn)定增長(zhǎng)；D和E類型是指復(fù)雜信息系統(tǒng)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的發(fā)展之后，由于其他新的系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)逐步走向衰落，衰落速度不同而導(dǎo)致D類型可能快速衰落，E類型屬于慢慢衰落可能在資源利用較低的一個(gè)點(diǎn)再趨于平穩(wěn)；而C類型就屬于復(fù)雜信息系統(tǒng)通過(guò)不斷的進(jìn)化、改變后規(guī)模大小、技術(shù)能力、人力資源等方面處于一個(gè)較為穩(wěn)定發(fā)展的狀態(tài)。

復(fù)雜信息系統(tǒng)經(jīng)發(fā)展變化的整個(gè)過(guò)程中，后續(xù)不斷的面臨新的發(fā)展路線的選擇，復(fù)雜信息系統(tǒng)通過(guò)復(fù)雜的競(jìng)爭(zhēng)與協(xié)同的內(nèi)在機(jī)制保證系統(tǒng)的進(jìn)化方向。

2.3自組織演化的內(nèi)在機(jī)制

在復(fù)雜信息系統(tǒng)具備了形成耗散結(jié)構(gòu)的條件以后,協(xié)同學(xué)認(rèn)為,競(jìng)爭(zhēng)與協(xié)同共同決定系統(tǒng)的命運(yùn),共同承擔(dān)著系統(tǒng)演化的任務(wù)。自組織系統(tǒng)演化的動(dòng)力來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)部的兩種相互作用:競(jìng)爭(zhēng)與協(xié)同。子系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)使系統(tǒng)趨于非平衡,而這正是系統(tǒng)自組織的重要條件;子系統(tǒng)之間的協(xié)同則在非平衡條件下使子系統(tǒng)某些運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)聯(lián)合起來(lái)并加以放大,從而使之占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位,支配系統(tǒng)整體的演化。競(jìng)爭(zhēng)與協(xié)同產(chǎn)生的內(nèi)在原因是系統(tǒng)要素之間的相互作用,競(jìng)爭(zhēng)與協(xié)同是系統(tǒng)要素相互作用的表現(xiàn)與結(jié)果

[

7

]

。

復(fù)雜信息系統(tǒng)內(nèi)部存在眾多子系統(tǒng),由于系統(tǒng)內(nèi)部元素發(fā)展的不平衡性,這導(dǎo)致了復(fù)雜信息系統(tǒng)內(nèi)部存在不平衡競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。這種競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系體現(xiàn)在：內(nèi)部人與人、技術(shù)手段、資金流向等等方面。人們對(duì)于不同系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)、不同技術(shù)的支持、不同系統(tǒng)的側(cè)重點(diǎn)都不一樣，這將會(huì)導(dǎo)致復(fù)雜系統(tǒng)體系內(nèi)部存在多種多樣的不平衡演化

[8]

。

例如：人們對(duì)信息系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、研發(fā)、運(yùn)維等方面的認(rèn)識(shí)存在不同的認(rèn)識(shí)是產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)的直接原因；對(duì)于技術(shù)信息系統(tǒng)，多種技術(shù)在信息系統(tǒng)內(nèi)發(fā)揮不同的邏輯功能、扮演不同的角色，對(duì)于不同的子系統(tǒng)發(fā)揮著不同的作用，目的都是為了共同實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的整體功能；競(jìng)爭(zhēng)與協(xié)同對(duì)于復(fù)雜信息系統(tǒng)自組織演化起著至關(guān)重要的作用，競(jìng)爭(zhēng)形成了復(fù)雜信息系統(tǒng)內(nèi)新思想、新方法和新觀念，將復(fù)雜?...

　　ERP管理信息系統(tǒng)開發(fā)公司紫鯨互聯(lián)表示:對(duì)于一個(gè)制造企業(yè)來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)是企業(yè)最大的動(dòng)力，而生產(chǎn)也需要進(jìn)行優(yōu)化管理，一個(gè)好的生產(chǎn)管理會(huì)帶給企業(yè)巨大的發(fā)展空間和利潤(rùn)價(jià)值。正因如此，借助生產(chǎn)管理軟件，優(yōu)化生產(chǎn)管理流程，提升生產(chǎn)管理能力，成為制造型企業(yè)的必須面對(duì)的課題。

　　一生產(chǎn)管理軟件的作用

　　生產(chǎn)管理軟件也叫企業(yè)資源管理(ERP系統(tǒng))，以生產(chǎn)計(jì)劃為主線，對(duì)企業(yè)制造的各種資源進(jìn)行統(tǒng)一的計(jì)劃和控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)資源有效整合，包括生產(chǎn)、資材、人力資源、營(yíng)業(yè)、財(cái)務(wù)及經(jīng)營(yíng)六大機(jī)能模塊，為各制造業(yè)企業(yè)解決管理瓶頸，包括為企業(yè)提供簡(jiǎn)化流程，降低成本和提供利潤(rùn)所需的控制力和洞察力等功能。企業(yè)管理軟件的作用無(wú)非是在于對(duì)企業(yè)內(nèi)部一切有需要記錄的資料信息進(jìn)行系統(tǒng)化的存儲(chǔ)管理。

　　二生產(chǎn)管理軟件包含以下五個(gè)部分

　　1、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)

　　包括對(duì)物料主文件、物料清單、工藝路線、工作中心數(shù)據(jù)的錄入、復(fù)制、查詢、修改、刪除功能，它是制造數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的主體。

　　2、物料清單BOM管理

　　根據(jù)不同的要求向用戶提供各種類型的物料清單，如單層物料清單、多層物料清單、單層反查、多層反查等。

　　3、生產(chǎn)訂單物料自動(dòng)計(jì)算

　　訂單根據(jù)BOM進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算，統(tǒng)計(jì)出庫(kù)存數(shù)，采購(gòu)數(shù)，極大的方便企業(yè)管理，防止物料浪費(fèi)。

　　4、生產(chǎn)進(jìn)度管理

　　通過(guò)ERP系統(tǒng)可以直觀的查看每道工序的生產(chǎn)進(jìn)度、合格率、生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)、生產(chǎn)人數(shù)等數(shù)據(jù)。

　　5、成本核算

　　ERP系統(tǒng)可以對(duì)每個(gè)訂單進(jìn)行獨(dú)立核算成本，物料成本、人工成本、物業(yè)成本、水電成本等清晰明了，這對(duì)企業(yè)分析管理提供數(shù)據(jù)參考。

　　三信息化管理

　　1、面對(duì)海量的信息數(shù)據(jù)，再?gòu)?qiáng)大的人腦記憶已經(jīng)不夠用了，據(jù)統(tǒng)計(jì)歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家90%以上的企業(yè)都實(shí)現(xiàn)了ERP軟件管理，選擇一套好的ERP企業(yè)管理軟件，對(duì)提高效率，規(guī)范管理，提升業(yè)績(jī)都是大有好處的，中小企業(yè)是否需要用管理軟件，實(shí)際是更需要，中小企業(yè)的問(wèn)題是一人多職，人少事雜。需要一套好的管理軟件來(lái)解決中業(yè)務(wù)需要。最近在“全國(guó)企業(yè)家管理論壇”，參會(huì)的深圳仁和興業(yè)投資有限公司,經(jīng)過(guò)多年研發(fā)開發(fā)了一套“仁和ERP系統(tǒng)”，整合企業(yè)管理中的OA審批，郵件管理、文件管理、進(jìn)銷存管理、生產(chǎn)管理、財(cái)務(wù)管理等實(shí)用業(yè)務(wù)，從電腦端到手機(jī)端，本地到出差無(wú)縫對(duì)接操作，簡(jiǎn)單實(shí)用。得到了參會(huì)企業(yè)的一致好評(píng)。

　　2、如何選擇定制開發(fā)生產(chǎn)管理軟件ERP系統(tǒng)

　　由于ERP系統(tǒng)涉及面太廣，專業(yè)性太強(qiáng)，如果選擇全部定制開發(fā)，難度非常大，成本也非常高，仁和ERP系統(tǒng)針對(duì)個(gè)性化客戶的業(yè)務(wù)需要，可以在現(xiàn)有非常成熟的標(biāo)準(zhǔn)版上進(jìn)行二次定制開發(fā)，這樣的好處是，客戶的支付成本低，軟件交付時(shí)間快，由于標(biāo)準(zhǔn)版有多年的經(jīng)驗(yàn)積累，功能更強(qiáng)大更穩(wěn)定。

　　3、開發(fā)公司管理經(jīng)驗(yàn)及業(yè)務(wù)經(jīng)驗(yàn)比軟件技術(shù)更重要

　　沒有管理經(jīng)驗(yàn)和管理思想、業(yè)務(wù)實(shí)操經(jīng)驗(yàn)的管理軟件系統(tǒng)，是空洞的、蒼白的，是沒有任何價(jià)值，管理系統(tǒng)軟件不僅是軟件，而更重要的是企業(yè)管理模式。

　　企業(yè)使用生產(chǎn)管理軟件，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的基礎(chǔ)，以后可以在這套軟件上對(duì)接各類設(shè)備，包括工業(yè)機(jī)器人等，實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)，智能管理，達(dá)到工業(yè)4.0的水平。

　　企業(yè)信息管理系統(tǒng)開發(fā)公司紫鯨互聯(lián)表示:隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及，安全管理信息系統(tǒng)正在企業(yè)的安全管理工作中發(fā)揮著巨大的作用，但企業(yè)在開發(fā)和應(yīng)用的過(guò)程中也出現(xiàn)了一些問(wèn)題。

　　1、安全管理信息系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用沒有引起企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的足夠重視。

　　這些領(lǐng)導(dǎo)一是對(duì)安全管理信息系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)不夠深刻;二是缺乏現(xiàn)代化管理意識(shí)，不注重采用現(xiàn)代化的方法和手段加強(qiáng)安全管理;三是對(duì)安全工作的不重視和缺乏對(duì)安全管理工作長(zhǎng)遠(yuǎn)的、系統(tǒng)的觀念。

　　2、原有的安全管理基礎(chǔ)薄弱，阻礙安全管理信息系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用。

　　在一些企業(yè)中存在安全管理人員素質(zhì)水平低;安全管理標(biāo)準(zhǔn)化水平低;信息標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化程度低，數(shù)據(jù)管理混亂的情況。這些都嚴(yán)重阻礙了企業(yè)安全管理信息系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用。

　　3、信息系統(tǒng)的開發(fā)不重視系統(tǒng)分析、缺乏統(tǒng)一規(guī)劃。

　　很多企業(yè)在開發(fā)安全管理信息系統(tǒng)時(shí)，不重視總體規(guī)劃和系統(tǒng)分析，沒有很好地分析企業(yè)內(nèi)部的信息流程和業(yè)務(wù)流程，不去考慮在系統(tǒng)開發(fā)的過(guò)程中如何采用科學(xué)的安全管理方法，在不確定總的系統(tǒng)目標(biāo)和戰(zhàn)略基礎(chǔ)上，僅僅局限于運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助現(xiàn)行的安全管理方法，致使開發(fā)的系統(tǒng)缺乏應(yīng)有的深度和廣度，缺乏系統(tǒng)性和科學(xué)性。這樣即使在開發(fā)系統(tǒng)時(shí)花費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力，也未能使系統(tǒng)發(fā)揮出應(yīng)有的作業(yè)。

　　面對(duì)這些問(wèn)題企業(yè)在安全管理信息系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面著手。

　　(1)依靠領(lǐng)導(dǎo)支持，改變傳統(tǒng)觀念。

　　現(xiàn)代安全管理要實(shí)現(xiàn)信息管理最大的障礙來(lái)自于舊有的習(xí)慣。因此要想全面推行信息管理，成功地開發(fā)安全管理系統(tǒng)必須依靠領(lǐng)導(dǎo)的支持。領(lǐng)導(dǎo)的重視、決心和參與是系統(tǒng)開發(fā)的首要條件。

　　(2)強(qiáng)化安全管理基礎(chǔ)工作，推行信息標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)劃化。

　　采用計(jì)算機(jī)應(yīng)用輔助企業(yè)進(jìn)行安全管理是需要企業(yè)本身具有一定的管理基礎(chǔ)的。而信息的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化是系統(tǒng)應(yīng)用的重要基礎(chǔ)和前提。如果系統(tǒng)開發(fā)建設(shè)前這項(xiàng)基礎(chǔ)工作沒有做好，開發(fā)的安全管理信息系統(tǒng)就無(wú)法適應(yīng)信息的不確定性和經(jīng)常變化的客觀存在。因此，必須制訂相應(yīng)的管理制度和管理辦法，規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)各類安全信息，確保在安全管理過(guò)程中信息的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。

　　(3)重視總體規(guī)劃和系統(tǒng)分析，采用科學(xué)的安全管理方法

　　開發(fā)安全管理信息系統(tǒng)必須具有全局觀念和規(guī)劃，這樣才能保證在開發(fā)過(guò)程中的一些細(xì)節(jié)不發(fā)生偏離。自上而下進(jìn)行規(guī)劃是關(guān)鍵，安全管理信息系統(tǒng)規(guī)劃必須有具體目標(biāo)，，統(tǒng)一規(guī)劃，摒棄各自開發(fā)，各負(fù)其責(zé)的做法。制定切實(shí)可行的開發(fā)目標(biāo)也是應(yīng)注意的關(guān)鍵問(wèn)題。必須在充分分析現(xiàn)行管理基礎(chǔ)和業(yè)務(wù)流程的基礎(chǔ)上，采用科學(xué)的安全管理方法。

　　4、加強(qiáng)系統(tǒng)的新信息技術(shù)應(yīng)用

　　安全管理信息系統(tǒng)不僅僅是安全事務(wù)處理系統(tǒng)，系統(tǒng)本身承擔(dān)著組織結(jié)構(gòu)和組織運(yùn)作方式的設(shè)計(jì)任務(wù)，還包含著先進(jìn)的管理制度與管理模式。

　　安全管理信息系統(tǒng)應(yīng)充分利用GIS和GPS實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的點(diǎn)監(jiān)控，例如重大危險(xiǎn)源管理監(jiān)控系統(tǒng)。數(shù)學(xué)建模技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)事故的過(guò)程模擬，運(yùn)用在事故預(yù)測(cè)管理信息系統(tǒng)上可以有效提高事故應(yīng)對(duì)水平。

　　總而言之，推進(jìn)安全信息化建設(shè)的進(jìn)程，必須重視新信息技術(shù)與安全管理信息系統(tǒng)的結(jié)合，使安全管理信息系統(tǒng)得到更高層次的應(yīng)用。

　　5、培養(yǎng)新型安全管理人才

　　安全工作中人是信息系統(tǒng)的最終用戶，在安全管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)期間，管理人員的參與程度是影響信息系統(tǒng)開發(fā)成敗的重要因素之一。

　　◎開發(fā)流程

　　市場(chǎng)信息系統(tǒng)的開發(fā)過(guò)程，常常會(huì)讓開發(fā)人員有無(wú)從做起的苦惱?！懊^過(guò)河”的做法是不足取的，那樣做的危險(xiǎn)是具有極高的失敗率。因此，在正式開發(fā)市場(chǎng)信息系統(tǒng)前，必須制訂一個(gè)明確的系統(tǒng)開發(fā)流程，用以指導(dǎo)相關(guān)人員的工作。下面給出一個(gè)規(guī)范化的市場(chǎng)信息系統(tǒng)開發(fā)流程。

　　1.需求調(diào)查與分析

　　經(jīng)過(guò)市場(chǎng)信息系統(tǒng)收集和處理的信息是為最終的信息使用者服務(wù)的。由于營(yíng)銷信息的最終使用者來(lái)自需要不同信息的各個(gè)部門，包括戰(zhàn)略、營(yíng)銷、采購(gòu)、財(cái)務(wù)甚至人力資源等，開發(fā)者首先應(yīng)該對(duì)使用者的信息需求進(jìn)行調(diào)查。

　　需要注意的是，消費(fèi)者本身也是營(yíng)銷信息的生產(chǎn)者。前面已經(jīng)提到，企業(yè)所有的與外界接觸的人員都可能獲得營(yíng)銷信息，這就需要培養(yǎng)企業(yè)相關(guān)人員的信息意識(shí)，使其切身認(rèn)識(shí)到信息工作的重要性和必要性。從而使每個(gè)人在享受營(yíng)銷信息服務(wù)的同時(shí)，也為他人提供營(yíng)銷信息服務(wù)。

　　2.營(yíng)銷信息來(lái)源

　　營(yíng)銷信息需求調(diào)查清楚后，下一步工作就是如何獲得這些營(yíng)銷信息。獲得營(yíng)銷信息有兩個(gè)渠道，一個(gè)是營(yíng)銷情報(bào)系統(tǒng)，一個(gè)是營(yíng)銷調(diào)研系統(tǒng)。

　　營(yíng)銷情報(bào)是指關(guān)于營(yíng)銷環(huán)境日常發(fā)展情況的信息?？梢詮暮芏嗲阔@得營(yíng)銷情報(bào)。大量的情報(bào)可以由本公司職員提供——如經(jīng)理、工程師和科學(xué)家、采購(gòu)人員、銷售人員。公司必須讓職員明白收集信息的重要性，訓(xùn)練他們發(fā)現(xiàn)新情況的能力，并督促他們進(jìn)行匯報(bào)。公司還必須聯(lián)絡(luò)供應(yīng)商、經(jīng)銷商和顧客一起提供重要情報(bào)。關(guān)于競(jìng)爭(zhēng)者的情報(bào)可以從競(jìng)爭(zhēng)者的年報(bào)、新聞、廣告、網(wǎng)絡(luò)中獲得。

　　營(yíng)銷情報(bào)系統(tǒng)提供的信息比較雜糅，企業(yè)常常需要對(duì)某個(gè)特定的營(yíng)銷問(wèn)題進(jìn)行專項(xiàng)研究，這就是營(yíng)銷調(diào)研。

　　3.信息加工、分析

　　通過(guò)營(yíng)銷情報(bào)和營(yíng)銷調(diào)研獲得的信息需要進(jìn)行進(jìn)一步分析，例如，利用先進(jìn)的統(tǒng)計(jì)分析法來(lái)研究數(shù)據(jù)的內(nèi)在聯(lián)系和數(shù)據(jù)的可信度。這些分析可以使?fàn)I銷者克服數(shù)據(jù)中的偏差，以便解決市場(chǎng)、營(yíng)銷活動(dòng)和效果方面的問(wèn)題。

　　信息分析還包括能夠幫助營(yíng)銷者做出最佳判斷的數(shù)學(xué)模型。

　　4.信息傳遞、傳播

　　只有當(dāng)營(yíng)銷者利用信息做出更好的決策時(shí)，營(yíng)銷信息才具有價(jià)值。營(yíng)銷信息必須在合適的時(shí)間提供給合適的使用者。規(guī)范化的營(yíng)銷信息包括普通業(yè)績(jī)報(bào)告、最新情報(bào)和調(diào)查報(bào)告。營(yíng)銷經(jīng)理或營(yíng)銷人員就是利用這些營(yíng)銷信息制訂常規(guī)計(jì)劃、實(shí)施和控制決策。有時(shí)，他們還需要專門的非日常性的營(yíng)銷信息，比如有關(guān)某個(gè)顧客的專門信息。營(yíng)銷信息必須高效、快速地提供給信息使用者。

　　近來(lái)信息技術(shù)的發(fā)展為營(yíng)銷信息的共享、傳播提供了非常有利的條件。在很多公司，營(yíng)銷信息被存儲(chǔ)到信息服務(wù)器上，同時(shí)通過(guò)服務(wù)器賦予不同的信息使用者以不同的信息授權(quán)權(quán)限，營(yíng)銷經(jīng)理可以通過(guò)個(gè)人電腦和其他方式直接進(jìn)入信息網(wǎng)絡(luò)查詢相應(yīng)的信息，大大提高了營(yíng)銷信息共享、傳播的效率。

　　市場(chǎng)宏觀環(huán)境一般由企業(yè)所不能左右的要素構(gòu)成，對(duì)于企業(yè)銷售人員而言，處理市場(chǎng)宏觀環(huán)境的關(guān)鍵在于辨認(rèn)有歷史意義的變化，即進(jìn)行準(zhǔn)確的市場(chǎng)宏觀環(huán)境分析，從中發(fā)現(xiàn)未被滿足的需要和機(jī)會(huì)。

　　市場(chǎng)環(huán)境因素

　　市場(chǎng)環(huán)境由于其復(fù)雜性、多層次性，不同的學(xué)者從不同角度作了區(qū)分，如有分為組織環(huán)境、市場(chǎng)環(huán)境、大環(huán)境、超環(huán)境四個(gè)層次。但一般而言，都將其分為宏觀和微觀兩個(gè)層次，在這兩個(gè)層次再進(jìn)行細(xì)分。

　　◎微觀環(huán)境

　　微觀環(huán)境是企業(yè)經(jīng)營(yíng)所面臨的近層次、近距離的市場(chǎng)環(huán)境，它對(duì)企業(yè)的市場(chǎng)營(yíng)銷活動(dòng)具有直接的影響。具體來(lái)說(shuō)營(yíng)銷的微觀環(huán)境可以包括以下幾個(gè)方面。

　　1.供應(yīng)商

　　即向企業(yè)提供生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)所需要資源的企業(yè)、單位或生產(chǎn)者個(gè)人，包括提供原材料、機(jī)器設(shè)備、零部件、能源、勞務(wù)、資金等等。企業(yè)要進(jìn)行生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，就不能不研究各種資源的供應(yīng)情況。一要分析各資源供應(yīng)者在其行業(yè)中所占的地位、生產(chǎn)供應(yīng)能力以及與本企業(yè)的關(guān)系；二要注意是否出現(xiàn)具有合理價(jià)格或優(yōu)質(zhì)高效的替代資源，如果有可替代的資源，企業(yè)在資源選購(gòu)上就有更大的回旋余地；三是研究各種資源及價(jià)格的長(zhǎng)期發(fā)展趨勢(shì)，以及對(duì)企業(yè)的產(chǎn)品、成本、價(jià)格、盈利等方面的影響。另外還要分析各種資源供應(yīng)渠道方面的發(fā)展變化。

　　2.中間商

　　即在產(chǎn)品的分銷、實(shí)體轉(zhuǎn)移、促銷等方面對(duì)企業(yè)給予協(xié)作幫助的單位、機(jī)構(gòu)或個(gè)人，包括批發(fā)商、零售商、外貿(mào)機(jī)構(gòu)、調(diào)研公司、廣告公司、銀行、信托公司、保險(xiǎn)公司等。它們?cè)跒槠髽I(yè)融通資金、推銷產(chǎn)品、提供運(yùn)輸、儲(chǔ)存、咨詢、保險(xiǎn)、廣告等方面，提供各種便利營(yíng)銷活動(dòng)的服務(wù)，是企業(yè)市場(chǎng)營(yíng)銷不可缺少的中間環(huán)節(jié)，大多數(shù)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，都需要有它們的協(xié)助才能順利進(jìn)行。因此，在商品經(jīng)濟(jì)日益發(fā)達(dá)的情況下，企業(yè)要密切注意分析各類營(yíng)銷中介的突發(fā)變化，經(jīng)常與這些機(jī)構(gòu)保持穩(wěn)定、有效的協(xié)作關(guān)系，這對(duì)于企業(yè)順利開展?fàn)I銷活動(dòng)具有重要的意義。

　　3.顧客

　　是企業(yè)服務(wù)的對(duì)象，是現(xiàn)代營(yíng)銷活動(dòng)的目標(biāo)，是企業(yè)一切活動(dòng)的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，更構(gòu)成了企業(yè)市場(chǎng)營(yíng)銷中最重要的環(huán)境因素。誰(shuí)贏得了顧客，誰(shuí)就贏得了市場(chǎng)，也就獲得了企業(yè)經(jīng)營(yíng)的成功。因此，市場(chǎng)研究的首要任務(wù)就是分析顧客，了解各類顧客的地區(qū)分布和需求特點(diǎn)，研究顧客的購(gòu)買動(dòng)機(jī)、購(gòu)買行為和購(gòu)買習(xí)慣，預(yù)測(cè)顧客或用戶需求發(fā)生變化的趨勢(shì)等。其中最重要的一點(diǎn)就是要站在顧客的角度研究顧客的需要，并設(shè)法滿足其需要，使其滿意，這樣就會(huì)發(fā)現(xiàn)一系列的問(wèn)題，及時(shí)做出相應(yīng)的經(jīng)營(yíng)決策，搞好市場(chǎng)營(yíng)銷工作。

　　4.行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)者

　　根據(jù)所生產(chǎn)的產(chǎn)品的替代程度不同，可以將競(jìng)爭(zhēng)者分為四種類型：當(dāng)其他公司以相似的價(jià)格向相同的顧客提供類似產(chǎn)品與服務(wù)時(shí)，這種競(jìng)爭(zhēng)者稱為品牌競(jìng)爭(zhēng)者，如可口可樂與百事可樂就互為品牌競(jìng)爭(zhēng)者；公司也會(huì)把制造同樣或同類產(chǎn)品的公司都視為競(jìng)爭(zhēng)者，如可口可樂公司也應(yīng)該把其他飲料生產(chǎn)商視為競(jìng)爭(zhēng)者；更廣泛地看，所有制造提供相同服務(wù)的產(chǎn)品的公司都是競(jìng)爭(zhēng)者，如生產(chǎn)各種飲品的廠商在這個(gè)層次上也應(yīng)被視為可口可樂公司的競(jìng)爭(zhēng)者，如咖啡、啤酒等；最為寬泛的一種層次是把所有爭(zhēng)取同一消費(fèi)者的廠商都看做競(jìng)爭(zhēng)者，也就是所有提供消費(fèi)者食品的廠商此時(shí)也都成為可口可樂公司的競(jìng)爭(zhēng)者。在市場(chǎng)營(yíng)銷策劃中，每個(gè)企業(yè)都應(yīng)當(dāng)十分清楚，市場(chǎng)上誰(shuí)是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，競(jìng)爭(zhēng)者處于什么樣的地位，其經(jīng)營(yíng)策略是什么，自己有什么優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)等等。

　　5.社區(qū)

　　企業(yè)有自己的經(jīng)營(yíng)場(chǎng)所，必然要與其所位于的社區(qū)產(chǎn)生各種各樣的聯(lián)系。社區(qū)關(guān)系的好壞對(duì)企業(yè)的營(yíng)銷活動(dòng)也有相當(dāng)大的影響。如當(dāng)?shù)氐娜罕妶F(tuán)體、居民、政府機(jī)構(gòu)、新聞媒介、金融機(jī)構(gòu)等，所有這些社區(qū)公眾都對(duì)企業(yè)的市場(chǎng)營(yíng)銷有著直接或間接的影響，它們從不同角度和不同方面關(guān)注、監(jiān)督、影響、制約著企業(yè)的經(jīng)營(yíng)活動(dòng)。因此，作為銷售人員，要十分重視并妥善處理與周圍各種公眾的關(guān)系，努力塑造并保持企業(yè)良好的信譽(yù)和公眾形象，創(chuàng)造一個(gè)良好的市場(chǎng)微觀環(huán)境。

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今日薦文

今日薦文的作者為中國(guó)電子科技集團(tuán)公司電子科學(xué)研究院，北京聯(lián)海信息系統(tǒng)有限公司專家彭武，黃琦。本篇節(jié)選自論文《復(fù)雜信息系統(tǒng)演化過(guò)程研究》，發(fā)表于《中國(guó)電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào)》第12卷第5期。本文為論文上半部分。

摘要：本文基于系統(tǒng)科學(xué)中的自組織理論的理論基礎(chǔ)和內(nèi)涵特點(diǎn)，研究復(fù)雜信息系統(tǒng)演化過(guò)程中的開發(fā)性、自組織、非線性、涌現(xiàn)性。分析復(fù)雜信息系統(tǒng)演化類型，基于生態(tài)學(xué)、物種增長(zhǎng)模型等創(chuàng)建復(fù)雜信息系統(tǒng)演化模型，依據(jù)信息系統(tǒng)演化理論及模型，指出信息自組織理論在復(fù)雜信息系統(tǒng)演化過(guò)程和方向中的發(fā)展與應(yīng)用，主要體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)、基礎(chǔ)設(shè)施、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算的演化方向。

關(guān)鍵詞:自組織理論;復(fù)雜信息系統(tǒng)；演化模型；演化方向

世界由普遍聯(lián)系的事物組成，這些普遍聯(lián)系且相互作用的事物就構(gòu)成了系統(tǒng)。按照系統(tǒng)科學(xué)理論，根據(jù)組成子系統(tǒng)的數(shù)量、種類、層次結(jié)構(gòu)以及之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系復(fù)雜程度，可分為簡(jiǎn)單系統(tǒng)、簡(jiǎn)單巨系統(tǒng)和復(fù)雜系統(tǒng)。在復(fù)雜系統(tǒng)中，子系統(tǒng)數(shù)量巨大、種類很多并且層次結(jié)構(gòu)和關(guān)聯(lián)關(guān)系復(fù)雜。

自上個(gè)世紀(jì)以來(lái)，復(fù)雜系統(tǒng)科學(xué)研究方興未艾，取得了大量的研究成果，具體包括耗散結(jié)構(gòu)論

[1]

、自組織理論

[2]

、協(xié)同學(xué)

[3]

、開放復(fù)雜巨系統(tǒng)

[4]

等。

信息系統(tǒng)是以信息為載體為人類提供服務(wù)的一大類系統(tǒng)。隨著信息技術(shù)的快速更新和應(yīng)用范圍的大幅擴(kuò)大，信息系統(tǒng)由低級(jí)向高級(jí)、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜逐步發(fā)展。這種發(fā)展導(dǎo)致了復(fù)雜信息系統(tǒng)的出現(xiàn)。

錢學(xué)森院士認(rèn)為信息網(wǎng)絡(luò)加用戶將構(gòu)成一個(gè)開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)

[5]

。隨著互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的迅速擴(kuò)大，互聯(lián)網(wǎng)也構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜巨系統(tǒng)

[6]

。此外，軍事對(duì)抗信息體系、智慧城市系統(tǒng)等都是復(fù)雜信息系統(tǒng)。

對(duì)于復(fù)雜信息系統(tǒng)，以傳統(tǒng)的信息技術(shù)和方法來(lái)理解、研究、規(guī)劃以及治理，顯然無(wú)法詮釋其內(nèi)在本質(zhì)、體系特征和演化規(guī)律。以系統(tǒng)科學(xué)和復(fù)雜理論為基礎(chǔ)，從系統(tǒng)和發(fā)展的角度來(lái)研究復(fù)雜信息系統(tǒng)的內(nèi)在機(jī)制、宏觀特性及演化動(dòng)力,研究復(fù)雜信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)和演化規(guī)律,對(duì)指導(dǎo)復(fù)雜信息系統(tǒng)的理論研究和建設(shè)實(shí)施具有重要的意義。

1復(fù)雜信息系統(tǒng)的內(nèi)涵及特點(diǎn)

復(fù)雜信息系統(tǒng)是人機(jī)協(xié)同的系統(tǒng)，如圖1所示。人是系統(tǒng)的重要組成部分，也是系統(tǒng)演化的關(guān)鍵因素，具體包括實(shí)施人員、管理人員、使用人員、研究人員、利益相關(guān)人員等。通信網(wǎng)絡(luò)、基礎(chǔ)設(shè)施、硬件、軟件、數(shù)據(jù)、安全防護(hù)設(shè)備等是系統(tǒng)的重要組成部分，也是系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)體。組織機(jī)構(gòu)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、管理制度、知識(shí)意識(shí)是系統(tǒng)運(yùn)行的內(nèi)在機(jī)制，是系統(tǒng)組織、人機(jī)協(xié)同的約束條件和支撐力量。系統(tǒng)內(nèi)各元素之間存在非線性關(guān)系并相互作用，產(chǎn)生協(xié)同動(dòng)作和相干效應(yīng),通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)合作推動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生新的模式和功能，促進(jìn)系統(tǒng)從無(wú)序向有序發(fā)展。

復(fù)雜信息系統(tǒng)是一個(gè)開放的系統(tǒng)，如圖1-1所示。復(fù)雜信息系統(tǒng)與外部環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息的交換，并從外部環(huán)境吸收新的技術(shù)和資源。通過(guò)外部激勵(lì)和內(nèi)部驅(qū)動(dòng)的共同作用，系統(tǒng)發(fā)展演化，甚至發(fā)生突變。

圖1-1復(fù)雜信息系統(tǒng)組成及其與外部環(huán)境關(guān)系

復(fù)雜信息系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

開放性：復(fù)雜信息系統(tǒng)與外部環(huán)境存在輸入輸出接口，能夠進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息的交換，引入負(fù)熵，使得系統(tǒng)熵為負(fù)值，系統(tǒng)逐步進(jìn)入有序狀態(tài)。通過(guò)引入新技術(shù)、新理念、新資源，系統(tǒng)調(diào)整自身的結(jié)構(gòu)和行為，以適應(yīng)外部和內(nèi)部的變化，推動(dòng)系統(tǒng)演化發(fā)展。系統(tǒng)內(nèi)部層次眾多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、關(guān)系錯(cuò)綜，存在不均勻性和不可預(yù)測(cè)性，導(dǎo)致了系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)，具有耗散結(jié)構(gòu)特性。當(dāng)復(fù)雜信息系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)后，將繼續(xù)開放式的與外界繼續(xù)發(fā)生交換，內(nèi)部自組織調(diào)整，進(jìn)而不斷趨于有序、穩(wěn)定的狀態(tài)。

自組織：復(fù)雜信息系統(tǒng)中，實(shí)施人員、管理人員、使用人員能夠發(fā)揮主觀能動(dòng)作用和自我學(xué)習(xí)機(jī)制，與外界交換技術(shù)、能量和資源，無(wú)需外界指令，利用自身的主動(dòng)調(diào)整、自組織調(diào)解等方式，向有序、穩(wěn)定的狀態(tài)演化。通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)與協(xié)同實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置、流程治理再造、組織架構(gòu)完善、系統(tǒng)升級(jí)提升，從而達(dá)到系統(tǒng)有序化、優(yōu)化的目的。

非線性：在復(fù)雜信息系統(tǒng)中，信息海量分散且流動(dòng)，業(yè)務(wù)流程錯(cuò)綜復(fù)雜，各子系統(tǒng)層次眾多且相互關(guān)聯(lián)，參與人員相互配合，因此，其信息關(guān)系、業(yè)務(wù)關(guān)系、人員關(guān)系、組織關(guān)系、子系統(tǒng)之間、系統(tǒng)與外部環(huán)境之間等關(guān)系均不是清晰的線性關(guān)系，而是非線性關(guān)系。非線性作用使得系統(tǒng)內(nèi)部相互制約、協(xié)調(diào)同步，系統(tǒng)與外部環(huán)境協(xié)調(diào)同步，從而使系統(tǒng)自組織并與外部環(huán)境自適應(yīng)。

涌現(xiàn)性：系統(tǒng)內(nèi)部子系統(tǒng)和元素通過(guò)多種模式交互，并與外部環(huán)境存在信息、能量、物質(zhì)、技術(shù)、資源的交換，從而改變了內(nèi)部結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)行為。在外界各種信息、物質(zhì)等進(jìn)入內(nèi)部后，由于內(nèi)部各元素之間的不斷碰撞反應(yīng)，加入新的外部物質(zhì)后，內(nèi)部結(jié)構(gòu)、內(nèi)部物質(zhì)與外部物質(zhì)之間可能將發(fā)生從微觀到宏觀的質(zhì)變。經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后，經(jīng)過(guò)放大和發(fā)展，在整體上演化出新的形式和特性，產(chǎn)生了涌現(xiàn)。涌現(xiàn)性體現(xiàn)了宏觀和微觀的關(guān)系，是復(fù)雜系統(tǒng)微觀行為產(chǎn)生的宏觀效應(yīng)。

2復(fù)雜信息系統(tǒng)演化過(guò)程

復(fù)雜信息系統(tǒng)為適應(yīng)外界環(huán)境變化和自身結(jié)構(gòu)行為調(diào)整，系統(tǒng)內(nèi)部以及系統(tǒng)與外部環(huán)境之間發(fā)生各種交互作用。正是系統(tǒng)的自組織、自適應(yīng)、自聚集、自加強(qiáng)、自協(xié)調(diào)，使得系統(tǒng)呈現(xiàn)復(fù)雜性，不斷推動(dòng)系統(tǒng)功能和結(jié)構(gòu)不斷演化。

復(fù)雜信息系統(tǒng)是人機(jī)共存的系統(tǒng)，人的智慧與計(jì)算智能緊密融合并相互作用，共同推動(dòng)系統(tǒng)向前演化。系統(tǒng)演化的外部推動(dòng)因素，包括政策法規(guī)、外部形勢(shì)、技術(shù)更新、市場(chǎng)需求、資源信息等。系統(tǒng)演化的內(nèi)部推動(dòng)因素包括人的作用、組織架構(gòu)、系統(tǒng)整合、管理模式等。

2.12階涌現(xiàn)理論在復(fù)雜信息系統(tǒng)演化過(guò)程中的應(yīng)用

復(fù)雜信息系統(tǒng)的演化過(guò)程探究比一般社會(huì)科學(xué)研究的對(duì)象系統(tǒng)還要復(fù)雜。依據(jù)Stephen Jones對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)涌現(xiàn)機(jī)制的劃分，在系統(tǒng)整體和個(gè)體行為之間具有雙向反饋機(jī)制（feedforward and feedback）的涌現(xiàn)稱為2階涌現(xiàn)（2

nd

order emergence），只有單向反饋機(jī)制的涌現(xiàn)稱為1階涌現(xiàn)。具有社會(huì)復(fù)雜性的信息系統(tǒng)中的涌現(xiàn)都屬于2階涌現(xiàn)，如圖2-1所示。在復(fù)雜信息系統(tǒng)自組織下，個(gè)人行為因接受到系統(tǒng)反饋而產(chǎn)生新的個(gè)人行為，復(fù)雜信息系統(tǒng)通過(guò)匯總涌現(xiàn)，在原有的1階涌現(xiàn)基礎(chǔ)上，加入了反饋影響個(gè)體行為，從而形成信息系統(tǒng)的閉環(huán)回路，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜信息系統(tǒng)的雙向反饋，構(gòu)成了反饋環(huán)，從而增加了信息系統(tǒng)的復(fù)雜度。

圖2-1復(fù)雜信息系統(tǒng)的復(fù)雜度及2階涌現(xiàn)

對(duì)涌現(xiàn)機(jī)制的分析有助于對(duì)復(fù)雜信息系統(tǒng)的研究，根據(jù)涌現(xiàn)機(jī)制可以對(duì)復(fù)雜信息系統(tǒng)進(jìn)行劃分，利用涌現(xiàn)系統(tǒng)理論對(duì)復(fù)雜信息系統(tǒng)進(jìn)行層次、類別、復(fù)雜程度的分類和定義。

復(fù)雜信息系統(tǒng)作為一種概念生命,受到環(huán)境制約,反過(guò)來(lái),復(fù)雜信息系統(tǒng)對(duì)環(huán)境也有作用,支持這種環(huán)境中各種要素的變化,形成一種動(dòng)態(tài)的平衡,這就形成了一個(gè)反饋環(huán)，我們稱復(fù)雜信息系統(tǒng)中系統(tǒng)和個(gè)體行為之間存在具有雙向反饋機(jī)制的涌現(xiàn)，即2階涌現(xiàn)。

根據(jù)復(fù)雜信息系統(tǒng)中的2階涌現(xiàn)反饋環(huán)處于復(fù)雜信息系統(tǒng)內(nèi)部和復(fù)雜信息系統(tǒng)外部，將復(fù)雜信息系統(tǒng)演化類型分為：復(fù)雜信息系統(tǒng)獨(dú)立2階涌現(xiàn)和復(fù)雜信息系統(tǒng)非獨(dú)立2階涌現(xiàn)。

復(fù)雜信息系統(tǒng)獨(dú)立2階涌現(xiàn)，即復(fù)雜信息系統(tǒng)通過(guò)自己內(nèi)部資金、人力、技術(shù)進(jìn)行自組織演化獨(dú)立形成2階涌現(xiàn)反饋環(huán)；復(fù)雜信息系統(tǒng)非獨(dú)立2階涌現(xiàn)，即復(fù)雜信息系統(tǒng)無(wú)法通過(guò)自己內(nèi)部自組織獨(dú)立完成演化，需要借助外部的人力、技術(shù)、資金等支持。如圖2-2所示復(fù)雜信息系統(tǒng)獨(dú)立2階涌現(xiàn)和復(fù)雜信息系統(tǒng)非獨(dú)立2階涌現(xiàn)演化類型圖。

圖2-2復(fù)雜信息系統(tǒng)演化類型

在復(fù)雜信息系統(tǒng)的演化過(guò)程中如果過(guò)多地關(guān)注信息系統(tǒng)從無(wú)序到有序的平衡相變過(guò)程，忽視了在信息系統(tǒng)建立起來(lái)能否進(jìn)入獨(dú)立演化，隨環(huán)境變化讓不能實(shí)現(xiàn)獨(dú)立演化的系統(tǒng)讓其進(jìn)行獨(dú)立演化，從而未能創(chuàng)造信息系統(tǒng)自組織演化的條件促使耗散結(jié)構(gòu)的形成，復(fù)雜信息系統(tǒng)也未能走上自組織演化的道路，將導(dǎo)致了信息系統(tǒng)實(shí)施的失敗。

2.2生態(tài)學(xué)理論在復(fù)雜信息系統(tǒng)演化過(guò)程中的應(yīng)用

復(fù)雜信息系統(tǒng)作為一種概念生命,受到環(huán)境制約，根據(jù)與生態(tài)學(xué)非常相似的這種特性，本文引入生態(tài)學(xué)理論對(duì)復(fù)雜信息系統(tǒng)進(jìn)行探究。生態(tài)學(xué)理論具有一定的普適性，它不僅適用于生物界，同樣適用于復(fù)雜信息系統(tǒng)。

生態(tài)學(xué)理論研究已經(jīng)滲透到了許多研究領(lǐng)域，很多重要的生態(tài)學(xué)理論問(wèn)題，如群落的物種聚集原理、物種的特化和泛化、特別是生物之間的競(jìng)爭(zhēng)和其他各種相互關(guān)系的研究，都是以生態(tài)位概念為基礎(chǔ)的。生態(tài)學(xué)理論中關(guān)于種群物種有著相當(dāng)豐富的研究模型，可以適用于復(fù)雜信息系統(tǒng)研究領(lǐng)域。例如：種群增長(zhǎng)模型中指數(shù)型增長(zhǎng)J形曲線模型、邏輯斯蒂S性曲線模型等。這些種群增長(zhǎng)模型在各個(gè)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。

復(fù)雜信息系統(tǒng)生存和發(fā)展所必需依賴的資源和環(huán)境，包括系統(tǒng)運(yùn)行所依賴的平臺(tái)和其他系統(tǒng)，必需的信息資源，系統(tǒng)間協(xié)作和依賴關(guān)系、功能或業(yè)務(wù)服務(wù)的空間（表現(xiàn)為可發(fā)展的用戶空間，包括系統(tǒng)直接服務(wù)的終端用戶或通過(guò)系統(tǒng)間交互、混合間接服務(wù)的用戶，后者表現(xiàn)為其他系統(tǒng)對(duì)本系統(tǒng)的依賴程度，有依賴關(guān)系的系統(tǒng)雙方互為環(huán)境）等。復(fù)雜信息系統(tǒng)中間存在多個(gè)復(fù)雜的2階涌現(xiàn)反饋環(huán)，甚至存在更為復(fù)雜的反饋機(jī)制等。

綜合分析、研究復(fù)雜信息系統(tǒng)演化過(guò)程、生態(tài)學(xué)理論、復(fù)雜信息系統(tǒng)中2階涌現(xiàn)機(jī)制、種群增長(zhǎng)模型等，綜合復(fù)雜信息系統(tǒng)演化的各類情況如：人力、資金、技術(shù)等，建立了如圖2-3所示的復(fù)雜信息系統(tǒng)演化過(guò)程模型。

圖2-1復(fù)雜信息系統(tǒng)演化過(guò)程

復(fù)雜信息系統(tǒng)在自組織演化時(shí)是采取相變的方式發(fā)展的。Y軸表示人力、資金、技術(shù)等條件，通過(guò)時(shí)間軸T軸逐步發(fā)展、不斷變化。根據(jù)生態(tài)理論、種群增長(zhǎng)理論等綜合考慮，變化方式有可以分為兩種，一種是連續(xù)漸變方式不斷發(fā)展、連續(xù)變化；另外一種是類似生物學(xué)中基因突變形式，可能突變到任何可能的位置的非連續(xù)突變方式，在很短的實(shí)際范圍內(nèi)，人力、資金、技術(shù)等突然得到很大的提升或者下降，此時(shí)可能導(dǎo)致整個(gè)復(fù)雜信息系統(tǒng)架構(gòu)的巨大變化或者顛覆性的重組，實(shí)際情況可能由于政策調(diào)整或者遇到重大變故等等原因，而產(chǎn)生復(fù)雜信息系統(tǒng)的非連續(xù)突變，一般來(lái)說(shuō)一個(gè)規(guī)模很大的復(fù)雜信息系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生非常明顯的突變情況。

如圖2-1所示，復(fù)雜信息系統(tǒng)漸變過(guò)程中可能存在快速增長(zhǎng)的J型曲線趨勢(shì)，在復(fù)雜信息系統(tǒng)創(chuàng)建初級(jí)階段可能會(huì)有飛速的發(fā)展階段，在發(fā)展逐步成熟之后，復(fù)雜信息系統(tǒng)可能慢慢趨向于穩(wěn)步發(fā)展階段，整體呈現(xiàn)S曲線增長(zhǎng)趨勢(shì)，在此之后的發(fā)展本圖中給出了5中發(fā)展情況，A和B類型是屬于復(fù)雜信息系統(tǒng)在接受到新的技術(shù)、新的資源等又向新的方向、新的趨勢(shì)進(jìn)行發(fā)展，增長(zhǎng)速度曲線可能快速增長(zhǎng)也可能趨于穩(wěn)定增長(zhǎng)；D和E類型是指復(fù)雜信息系統(tǒng)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的發(fā)展之后，由于其他新的系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)逐步走向衰落，衰落速度不同而導(dǎo)致D類型可能快速衰落，E類型屬于慢慢衰落可能在資源利用較低的一個(gè)點(diǎn)再趨于平穩(wěn)；而C類型就屬于復(fù)雜信息系統(tǒng)通過(guò)不斷的進(jìn)化、改變后規(guī)模大小、技術(shù)能力、人力資源等方面處于一個(gè)較為穩(wěn)定發(fā)展的狀態(tài)。

復(fù)雜信息系統(tǒng)經(jīng)發(fā)展變化的整個(gè)過(guò)程中，后續(xù)不斷的面臨新的發(fā)展路線的選擇，復(fù)雜信息系統(tǒng)通過(guò)復(fù)雜的競(jìng)爭(zhēng)與協(xié)同的內(nèi)在機(jī)制保證系統(tǒng)的進(jìn)化方向。

2.3自組織演化的內(nèi)在機(jī)制

在復(fù)雜信息系統(tǒng)具備了形成耗散結(jié)構(gòu)的條件以后,協(xié)同學(xué)認(rèn)為,競(jìng)爭(zhēng)與協(xié)同共同決定系統(tǒng)的命運(yùn),共同承擔(dān)著系統(tǒng)演化的任務(wù)。自組織系統(tǒng)演化的動(dòng)力來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)部的兩種相互作用:競(jìng)爭(zhēng)與協(xié)同。子系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)使系統(tǒng)趨于非平衡,而這正是系統(tǒng)自組織的重要條件;子系統(tǒng)之間的協(xié)同則在非平衡條件下使子系統(tǒng)某些運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)聯(lián)合起來(lái)并加以放大,從而使之占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位,支配系統(tǒng)整體的演化。競(jìng)爭(zhēng)與協(xié)同產(chǎn)生的內(nèi)在原因是系統(tǒng)要素之間的相互作用,競(jìng)爭(zhēng)與協(xié)同是系統(tǒng)要素相互作用的表現(xiàn)與結(jié)果

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復(fù)雜信息系統(tǒng)內(nèi)部存在眾多子系統(tǒng),由于系統(tǒng)內(nèi)部元素發(fā)展的不平衡性,這導(dǎo)致了復(fù)雜信息系統(tǒng)內(nèi)部存在不平衡競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。這種競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系體現(xiàn)在：內(nèi)部人與人、技術(shù)手段、資金流向等等方面。人們對(duì)于不同系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)、不同技術(shù)的支持、不同系統(tǒng)的側(cè)重點(diǎn)都不一樣，這將會(huì)導(dǎo)致復(fù)雜系統(tǒng)體系內(nèi)部存在多種多樣的不平衡演化

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例如：人們對(duì)信息系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、研發(fā)、運(yùn)維等方面的認(rèn)識(shí)存在不同的認(rèn)識(shí)是產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)的直接原因；對(duì)于技術(shù)信息系統(tǒng)，多種技術(shù)在信息系統(tǒng)內(nèi)發(fā)揮不同的邏輯功能、扮演不同的角色，對(duì)于不同的子系統(tǒng)發(fā)揮著不同的作用，目的都是為了共同實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的整體功能；競(jìng)爭(zhēng)與協(xié)同對(duì)于復(fù)雜信息系統(tǒng)自組織演化起著至關(guān)重要的作用，競(jìng)爭(zhēng)形成了復(fù)雜信息系統(tǒng)內(nèi)新思想、新方法和新觀念，將復(fù)雜?...