工业系统工程第七章

工业系统工程第七章第一页，共四十三页，2022年，8月28日7.1横断学科－－协同学7.1.1协同学和耗散结构理论的区别7.1.2协同与协同学7.1.3协同学的研究对象7.1.4协同学中的重要概念第二页，共四十三页，2022年，8月28日协同学与耗散结构理论的区别相同点

都是研究一个系统为何能自发的产生一定的有序结构。第三页，共四十三页，2022年，8月28日不同点耗散结构理论从宏观上研究系统由无序到有序的转变，没有揭示系统宏观现象的微观机制。协同学从微观上解释了系统由无序到有序转变的终极原因。第四页，共四十三页，2022年，8月28日耗散结构理论着重研究远离平衡态的开放系统如何在一定条件下从无序走向有序。协同学既研究远离平衡态也研究平衡态系统从无序到有序的变化，并指出两者的相变遵循相同的方程。第五页，共四十三页，2022年，8月28日协同与协同学哈肯所借助的典型实验——激光实验激光的形成是因为原子与原子之间发生了联系和协同，许多原子在发光行为上采取了共同的模式，使得系统在宏观上表现出有序性，表现出新的功能。第六页，共四十三页，2022年，8月28日商店集中——非平衡系统中的自组织现象一个由大量子系统构成的系统，在一定的条件下，由于子系统间的相互作用和协作，这一系统就会形成具有一定功能的自组织结构，在宏观上产生时间结构、空间结构或时—空结构,达到新的有序状态。第七页，共四十三页，2022年，8月28日协同，就是一种合作现象，是指一个开放系统内各子系统之间的协调同步的非线性的一种特性。简单协同：系统中各个子系统采取共同的行为来实现一个目标模式的合作。复杂协同：系统中各子系统采取不同的行为来完成一个共同的目标模式的合作。第八页，共四十三页，2022年，8月28日协同学协同学是“一门关于共同协作或合作的科学”，也称为“协同工作之学”，指的是系统的各个部分之间的互相协作，其结果使整个系统产生出一些在微观个体层次中并不存在的新的结构和特征。第九页，共四十三页，2022年，8月28日协同的本质系统内部的协同综合作用的本质是一个系统不断实现有序化的分化过程。从微观上看：子系统实现了某种联系和统一，从宏观上看，系统离开了某种均匀分布的平衡态，形成了步调、格局、空间模式和时间周期的某种稳定的区分和有序。例如：社会进化中的产业分工。第十页，共四十三页，2022年，8月28日协同学的研究对象协同学的研究对象是由大量子系统组成的系统，只要它是一个开放系统，而且具有一定的非线性。协同学认为，一个稳定的系统，它的子系统都是按照一定的方式协同地活动，有次序地运动的。第十一页，共四十三页，2022年，8月28日协同学的精髓由众多子系统组成的大系统总有一个相对稳定的宏观结构，这个宏观结构是由各个子系统相互竞争，协同作用而形成的模式，正是由于各个子系统之间的协同作用与竞争决定着系统从无序到有序的演化进程。第十二页，共四十三页，2022年，8月28日协同学中的几个重要概念序参量相与相变组织与自组织硬控制与软控制

第十三页，共四十三页，2022年，8月28日序参量协同学用“序参量”的变化来刻画系统从无序到有序的变化，是描述系统宏观有序度或宏观模式的参量。对一个系统而言，可能存在许多参量，但分析问题时，不必考虑它的微观子系统的所有参量，以及所有子系统的存在、作用及具体的运动方式，而只要选择一个或几个能够有效地描述系统宏观秩序的参量，就能够知道它的整体运动方式，能够描述它的宏观有序状态及其变化模式。第十四页，共四十三页，2022年，8月28日快变量与慢变量根据系统状态变量在临界点处的情况，可分为两大类：一类在临界点处阻尼大、衰减快，对相变的整体进程没有明显影响，即快变量，这类变量占绝大多数；另一类是一个或几个不仅不衰减而且始终左右着系统演化的整个进程的变量，即慢变量。慢变量主宰着系统演化的进程，决定着结果出现的结构与功能，即慢变量决定快变量。因此，慢变量为序参量。第十五页，共四十三页，2022年，8月28日激光系统的电场强度生态系统中种群的个体数社会系统中的语言、文化、公共道德、公众舆论等等企业经营中的经营战略化学反应中的浓度第十六页，共四十三页，2022年，8月28日慢变量在系统从稳定态向非稳定态过渡的过程中起主宰作用，但是快变量也不是无所作为的，两者是相互联系又相互制约的，各自都不能独立存在。所以，当系统达到不稳定状态时，在快变量的作用下，将使系统达到一个新的稳定平衡位置。这是一个有序化的进程。伴随着系统有序化的进程（新的有序结构的产生、发展），慢变量和快变量相互联系，相互制约，表现出一种协同运动。这是系统子组织过程中子系统协调运动的一个重要表现。第十七页，共四十三页，2022年，8月28日系统在自组织过程中的协同运动，不仅表现为慢变量决定快变量的协同方面，而且表现在若干个慢变量间的合作与竞争之中。几个序参量同时处在一个矛盾竞争的系统中，每一个序参量决定着一种宏观结构以及它所对应的微观组态，也就是说在这种情况下，系统在不稳定点孕育着几种宏观结构的“胚芽状态”。最终能出现哪一种结构，由序参量的合作与竞争的结果决定。第十八页，共四十三页，2022年，8月28日当几个序参量之中任何一个序参量都不能单独主宰宏观结构形成过程时，便通过它们之间的合作，确定某种反映序参量共同作用的宏观结构。当某一个序参量在各序参量的竞争中获胜时，就会形成由该序参量主宰的宏观结构。即序参量的合作会形成一种宏观结构，而序参量的竞争终将导致只有一个模式的存在。序参量之间的协同合作与竞争决定着系统从无序到有序的演化进程，这是协同学的精髓所在。第十九页，共四十三页，2022年，8月28日

协同学指出系统演化的动力是系统内部各子系统之间的竞争和协同，而不是外部指令。它指出系统内部通过竞争而协同，从而使竞争中的一种或几种趋势优势化（形成序参量的过程）并因此支配整个系统从无序走向有序。系统演化的动力---竞争和协同第二十页，共四十三页，2022年，8月28日竞争是协同的基本前提和条件，系统内部的诸要素或系统之间的竞争是永存的。它一方面造就了系统远离平衡态的自组织演化条件，另一方面推动了系统向有序结构的演化。协同是系统中的诸多子系统的相互协调、合作的或同步的联合作用，集体行为。是系统整体性相关性的内在表现。竞争使系统趋于非平衡，它是自组织的首要条件，协同则在非平衡条件下使子系统中的某些运动趋势联合起来并加以放大，从而使之占据优势地位，支配系统整体的演化。系统通过竞争和协同从而产生序参量，序参量一方面通知各子系统如何运动，一方面又告诉观察者系统的宏观有序态的情况，从而反过来支配整个子系统。这便是系统运动的整个过程。例：舞池中的次序。第二十一页，共四十三页，2022年，8月28日相与相变相——系统宏观上具有一定特性的状态。相变——系统从一种相到另一种相的转变。第二十二页，共四十三页，2022年，8月28日组织与自组织组织系统——系统中子系统相互作用关系是在外界力量的控制下被动形成的，而它们向着有序化方向的集体行为也是由外界力量控制的。自组织系统——自组织是指无需外界特定的指令而能自行组织、自行衍生、自行演化，能够自主地从无序走向有序以形成有序结构的系统。第二十三页，共四十三页，2022年，8月28日组织与自组织的区别组织的指令是由外部输入的，是通过外界力量达到有序，组织自己是不能自由活动的。自组织是自己自动组织起来的，指令由内部发出，它是围绕着共同的目标自由结合的有生命的有机体。第二十四页，共四十三页，2022年，8月28日与组织系统相比，自组织系统具有较强的自适应、自调节、自复制、与自催化属性，具有很强的生命力。各类管理系统总是力求将现存的组织架构演化为自组织形式，通过组织成员间的竞争和协同形成他们自己所默认的序参量，从而指导他们自主地执行这一规则，调动员工的自适应、自调节的积极性，使潜力得到最大的发挥。第二十五页，共四十三页，2022年，8月28日硬控制与软控制

硬控制——直接控制，在组织系统中，外界以特定的直接的或者说明确的方式对系统施加着控制，通过这种控制系统实现其即定目的。软控制——间接控制，在自组织系统中，外界也施加着影响，但是以间接的的方式对系统施加影响，通过这种软控制，同样可以实现其即定目的。第二十六页，共四十三页，2022年，8月28日把硬控制与软控制有机地结合起来，在组织与自组织、硬控制与软控制之间寻找最佳联合点，使之达到动态的、有序的平衡，对于各类系统具有非常积极的意义。例：经济运行中计划与市场的结合。第二十七页，共四十三页，2022年，8月28日7.2协同论基本原理一协同放大原理：

非平衡的开放系统之所以具有发展的生机与魅力，是因为存在着协同规律和竞争规律，子系统间的协同合作与竞争，导致系统整体功能放大，使整体大于局部之和。第二十八页，共四十三页，2022年，8月28日协同和竞争相互区别，相互对立第一，从内容上看，协同是子系统间的合作、配合协调与和谐，竞争是子系统间的对立矛盾、妨碍和抑制。第二，从性质上看，协同表示事物间的相容性、共存性，竞争表示事物间的相容性、排他性。第三，从地位和作用上看，协同是客观事物间相互联系的基础和前提，而竞争是客观事物在在普遍联系中得以运动、变化、发展的重要条件和动力。第四，从内在规定性上看，二者各有其内在规定性和质的差异，不容混淆。

第二十九页，共四十三页，2022年，8月28日协同和竞争相互联系，相互依赖第一，竞争与协同相互联系、相互依赖。协同是竞争前提下的协同，竞争是协同基础上的竞争。一方面，竞争与协同相互联系并依赖于竞争，协同离不开竞争，离开竞争的协同不是真正的协同，那将是“一潭死水”。另一方面，竞争与协同相互联系并依赖于协同，竞争离不开协同，离开协同的竞争不是真正的竞争，那将是“一盘散沙”。第三十页，共四十三页，2022年，8月28日协同和竞争相互联系，相互转化

第二，竞争与协同引导相互引导、相互转化。协同是竞争前提下的协同，竞争是协同基础上的竞争。一方面，竞争导致协同。序参量是最后的获胜者，决定着新的序结构的形成，其他序参量为了整体的协同放弃了自己的个性，服从于序参量。另一方面，协同并没有消除竞争，而是引导竞争，是导致新竞争的前提。第三十一页，共四十三页，2022年，8月28日二催化作用原理开放系统要素间存在非线性的相互作用，会有催化作用，促使自己和对立面都放大。自催化：反应物自己催化自己。互催化：反应物互相催化，相互作用。第三十二页，共四十三页，2022年，8月28日三支配性原理又称为役使原理。自组织过程中，慢变量左右着系统演化的整个进程，决定着演化结果出现的结构与功能。慢变量决定快变量。第三十三页，共四十三页，2022年，8月28日新疆：为什么一流设备生产出二三流产品？？？……7.3阴阳五行学说与社会经济循环第三十四页，共四十三页，2022年，8月28日阴阳学说与经济运动阴阳学说认为：任何事物都具有既对立又统一的阴阳两个方面，这是万物生化不息的根源，是宇宙间事物变化的根本规律。阴阳有两种意思，一是说一切事物都有阴阳两个方面；二是一切事物的属性也分为阴阳两个方面。阴阳并不固定地代表某一事物，不是绝对的，而是相对的，随着事物对立面的转化而转变。而阴阳两者是相互滋生、相互依存的，必须把阴阳当作一个整体而对待，并保持阴阳之间的协调，不能使其一方偏盛或偏衰。第三十五页，共四十三页，2022年，8月28日五行学说与经济循环五行是以木、火、水、金、土为名的抽象概念。古人以这种抽象概念提示事物之间的相互联系和运动变化规律。五行生克论认为任何一行中具有生我、我生，克我、我克两个方面；而相生之中，同时寓有相克；相克之中，寓有相生，这是自然界运动变化的一般规律。第三十六页，共四十三页，2022年，8月28日木火土金水相生相克生是生出、引起的意思；克即制约的意思。

第三十七页，共四十三页，2022年，8月28日五行反生与反克

五行反生指在五行相生序列中，当前项很强时，有可能出现前项生不出后项的反常现象。土不生金----土多则金埋；金不生水----