西方系統系理論初探

羅建原+羅帆

摘 要：系統系是指由獨立運行、彼此交互的諸多系統形成的整合網絡，以實現單個系統不具備的能力和無法完成的整體目標，甚至全球性目標。系統系是解決復雜問題的新方法。文章介紹了系統系定義、特征及類型，將系統系與系統、系統工程等概念進行了比較，闡述了系統系的社會化趨勢。

關鍵詞：系統系；系統；社會技術系統；復雜性

中圖分類號：C93 文獻標識碼A 文章編號1673-0461（2014）04-0000-00

一、引 言

由于高、新技術的快速發展，系統之間的接觸和互動變得更加頻繁和密切。為響應各種新的需求，許多獨立管理和運行系統通過建立多樣性連接形成系統系。[1]系統系是結合多個系統或復雜系統的一個大系統，深刻影響著全球經濟發展的諸多方面。系統系屬于復雜性學科[2]。概念“系統系”在20世紀后期飽受爭議。在21世紀初，由于解決多系統集成和交互問題的需求與日益增加，它才被科學家廣泛地接受[3]，并代表著新興領域和發展方向，而之前是控制論、信息論、系統論和自組織理論，其中后者包括耗散結構理論、協同學、突變論、超循環理論、混沌理論，是自20世紀80年代以來日益活躍的理論。近年來，許多學者已經認可系統系與系統之間的差異。系統系正在成為解決復雜問題的新方法。但是不同的領域一直以非常寬松方式使用它。本文旨在通過文獻回顧，通過梳理分散在諸多領域的系統系研究成果，歸納出系統系理論的基本框架。

二、系統系內涵

系統系的概念相對較近。最初由美國國防部引入。SOS用來形容大規模、地理上分布的、異構的系統安排，包括多個獨立的產品線的應用，跨度多個組織的邊界。SOS用于提供利益相關者所期盼的能力。目前，沒有普遍公認的系統系定義[4]，比較有代表性的定義有：

從聯合作戰角度，Manthorpe（1996）認為，系統系側重指揮、控制、計算機、通信、信息和情報（C4I）、智能、監視和偵察（ISR）系統的互操作性和協同作用。[5]

Maier（1998）認為，系統系是任務導向型或專用系統的集合，通過集中各個組件系統的資源和能力得到一個新的、更復雜的、“元系統”，從而獲得更多的功能和性能，遠大于各個組成系統的功能和性能的簡單總和。[6]

從結構分析，Carlock and Fenton（2001）認為，系統系是大規模協作和分布式系統，這些系統本身是復雜系統。[7]從功能角度，他們認為，企業系統系工程專注于耦合傳統系統工程活動，如戰略規劃和投資分析。

從分析情景角度，Pei（2000）認為，系統系集成是旨在追求發展，整合，互操作性和系統優化的一種方法，以提高未來戰場場景下的能力。[8]

根據Kaplan（2006）的觀點，系統系工程是為“跨系統和跨社區的過程，確保開發和提升以任務為導向的能力，以滿足多方利益相關者不斷變化的需求。這種進化需求超出了單個系統的生命周期壽命。”從子系統發展到系統，最后成為系統系的過程，見圖。 這展示了相當強的一體化能力。

Jamshidi（2008）[9]認為，系統系是諸多異構、獨立操作系統的大型整合系統，為了實現共同目標實施聯網。目標可能是追求成本、性能和魯棒性等。他還認為，系統系是一個“超級系統”，組件系統本身是獨立復雜的業務系統并彼此互動，以實現一個共同的目標。每個SOS組件系統有自己現實目標，即使它從SOS分離出去。

Jamshidi（2009）認為，系統系是有限獨立可操作組件系統的整合，并通過網絡連接在一起，協作一段時間，以達到某些更高目標。[10]

綜上所述，本文認為，系統系是指若干組成系統的大規模整合，這些組成系統具有多樣性和異質性的特點，并可以獨立自主地運行，為某個共同目標而協同工作一段時間，實現了任何單個組成系統都不具備的整體功能。

三、系統系的特征

系統是由相互作用的要素構成。按照這種構成方法，系統系就是由相互作用的系統構成。在系統系中，這種系統成為組件系統。因此，系統系具有與系統不同的特征。Maier等（1998，2002）[11-12]提出了系統系的五個主要特征：

（1）運行獨立性。如果系統系被分解到組成系統，組件系統必須能夠有效地獨立運行。系統系是由按照自己目標和分別地獨立運行的系統構成。

（2）管理獨立性。組件系統不僅可以獨立操作，而且獨立地管理。每個組件系統分別和單獨地加入系統系，再實現整合。但組件系統仍維持持續運行，并不受系統系的控制。

（3）進化發展。系統系無法徹底地形成。它的發展和存在是一個進化過程，其功能和意圖不斷地添加、刪除功能調整。

（4）涌現行為。系統所執行功能和達到的目的，無法被任何組件單獨地承擔。這些行為是對整個系統，這些行為是整個系統系的涌現特性，并且不能產生于任何組件系統。系統系的主要目就是實現涌現行為。

（5）地理分布。組件系統在地理范圍上分布很廣。由于通訊能力的提高，范圍很大是個模糊和相對的概念，但是至少它意味著，不同組件可以很容易地只交換大量的信息，而不是指交互大量實實在在的物質或能量。

Sage，et. al.，（2001）[13]認為，當上述五個特征中的大多數出現時，SOS就存在了。換句話說，系統系并必須同時具備上述五個特征，但是被表現出的五個特征越多，越可能是系統系。

一般地，不同要素系統具有異質性。更重要的是，進化特征表示各個系統不是自始至終地在一起工作（互操作）?；ゲ僮餍员砻饕叵到y之間能夠協同工作。雖然這系統系最初是指（電腦）系統能夠交流和使用信息，如今要素系統已經包括物理、軟件、人力和組織成分。因此，互操作性必須在多個層面有效，比如物理、句法、語義、流程和政策層面。這帶來顯著的挑戰，特別是在較高的水平而明確的定義幾乎是不可能的。事實上，互操作性的頻譜特性，因為許多研究重點的一個方面。 Maier3強調，區分遺族從單一系統的運作和管理的獨立性特征。遺族會出現在許多不同的尺度，但已被使用的控制范圍內遺族在任何級別的性質來定義某些類型的技能訓練。這是不可能的任何特定遺族會完全適合如下所述的四種類型之一的描述，但是，這將主要呈現的一種類型的行為。這四種類型已經定義了采集社會AS4 ：endprint

四、系統系類型

系統系可以采取不同的形式。根據系統系內部控制性質，系統系有四種類型。[14]，[15]

（1）控制型。系統系是為達到特定目標而創建和管理的，并且組件系統服從系統系的管理。但是組件系統保持獨立運作的能力，但是它們正常操作模式服從于中央管理的目的。這種類型的系統系有嚴格的界定。這種系統系最理想的實現條件是，擁有權力機構、共同標準和協議的單一組織。

（2）公認型。系統系有共同認可的目標，指派的管理者和自己支配的資源，但是組件系統保持其獨立的所有權、目標、資金、開發和維持方法。系統的改變是依據系統系和組件系統之間的合作協議。這種類型的系統系最適合的情境是，各個組件系統的所有權屬于不同組織。但是在它們當中，有一個占支配地位的組織，它承擔領導角色。

（3）協作型。組件系統的交互，或多或少，自動地服務于所約定的中心目標。中央管理者集體決策如何提供或拒絕服務，從而提供一些強迫執行和維護的手段。這種系統系最適合的環境是：組件系統的所有權屬于不同的組織，所有組織地位平等，沒有主導型組織。

（4）虛擬型。系統系沒有中央管理機構和協商一致的系統系目標。大規模的行為涌現，可能是所期盼的，但這種類型的系統系必須依靠相對無形的機制來維護它。萬維網就是一種虛擬系統系。

需要注意的是，系統系有不同的分類方法。單個系統可能分別地或同時地屬于不止一類的系統系。

上述系統系的類型提供了一個分析框架，一是按照系統系性能來源分析系統系，二是分析系統系和系統兩者與利益相關者之間關系。

五、系統系、系統和復合系統的比較

1. 系統系與系統的比較

系統是由相互作用相互依賴的若干組成部分結合而成的，具有特定功能的有機整體，而且這個有機整體又是它從屬的更大系統的組成部分?；蛘?，系統是相互聯系相互作用的諸元素的綜合體。這個定義強調元素間的相互作用以及系統對元素的整合作用。

系統和系統系的區別在于組成。它們兩者都符合定義“由部分和關系組成，整體大于各部分之和”。從這個意義上講，它們是相同的。但是，它們的運行基本原理意義上有區別。原理影響它們的結構、行為與實現，而區別來自各個部分和關系聚集在一起，并在整體上產生涌現的行為方式。系統系的內涵要比系統豐富的多。系統系比系統能處理更復雜的問題。

系統系的內涵要比系統豐富的多。系統系比系統能處理更復雜的問題?；谖墨I研究，二者的比較列在表1中。

2. 系統系與復合系統比較

在經典物理學中，復合系統（Composite Systems or compound systems）能被分解成它的子系統；并且反過來，各個子系統可以結合起來，得到整體的復合系統。經典的整體系統完全可以按照諸多子系統及其相互動態相互作用的狀態來描述。

3. 系統工程與系統系工程的比較

系統工程是指用定量和定性相結合的系統思想和方法處理大型復雜系統問題的一類工程實踐，無論是系統的設計或組織建立，還是系統的經營管理。

系統系工程包括系統系的設計、分析和轉換為期待的產出。系統系工程（SOSE）關注系統群的組成，通過多系統的成功互操作來實現預期的商業或社會目標。系統系工程（SOS）的構成種類繁多，從相互連接傳感器的小型集合，通過電源、存儲和調解裝置構成的微型電網，到鐵路、公路、航空網絡的整個運輸系統。事實上，在任何復雜系統中，包含一個以上的個體和可行系統，與一個或多個其他系統進行互操作，以實現不能由單個系統單獨操作來實現的效果，這樣運作活動可劃分系統系工程。

六、系統系的社會化趨勢

由于系統系工程總是包括人和社會技術系統，系統系所面對的諸多挑戰來自人、文化和信息等方面。[16]一般情況下，SOSE需要考慮超出與工程相關的傳統內容，拓展到包括社會技術和社會經濟的內容。由此可見，系統系不僅可以是單純的大規模技術系統，而且還可以是復雜的社會技術系統。

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