系统理论的概念范文

导语：如何才能写好一篇系统理论的概念，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

【关键词】企业；技术改造；经济分析

机电的一体化系统并未形成具体的标准和统一的定义，从机械的角度上认为机电一体化系统的本质特征就是机械，是在机械的系统的主功能和相应的信息以及控制功能的实现上引进了相应的电子技术，使相应的机电系统实现与软件的有机结合，是一种特殊的机械系统。从机电系统的设计功能上考虑，完成了机械类、运动和信息等多任务的机械和相应部件联系起来，形成了机电系统的一体化模式以及形成了完整的机电系统，强调各种技术和功能的协调和良好结合，从而形成相应的机电的自动化系统。

一、机电系统的概念设计中的信息一体化

随着经济的发展和相应的技术革命，各学科的基础理论由于研究基础的发展和技术的相互渗透实现了产品设计的不断发展和完善，相应的机械设计逐步走向自动化和智能化的发展趋势从而实现机械设计指导的自动化和科学化、知识化。通过相应的计算公式和模型设计和比对实现了最优化的方案设计模式，机械概念设计的发展也逐步向现代化的设计模式靠近。通过计算设计的分析和综合，实现了更大范围内的机电系统的信息流动和管理控制，从而使相应的信息流更好地为机电系统的一体化设计服务。计算机与机电系统设计的相结合实现了信息载体的转换，通过更为新颖和快捷的设计方式和信息交流实现了信息的极大交流，从而使相应的机电系统设计方案的设计和选择达到最优状态。

二、机电系统概念设计中的功能结构一体化

功能结构的设计是机电系统设计的重点和关键，一般说来机电系统的功能结构设计分为功能设计和功能映射两个模块，然而这样分块的设计模式使机电系统的设计过程建立在抽象的概念基础之上，难以实现形象化和具体化的特点，设计过程中易出现信息的模糊和残缺，致使这样的设计模式难以形成形象而直观的感受，并从相应的机械制造的理论层面进行推理控制，这样的设计方式不利于机电系统概念设计的一体化模式的形成和协调。在相应的机电系统概念设计过程中应在建立了信息交流模式的基础之上增强概念系统设计的可行性和可操作性。在建立相应的信息交流模式基础之上实现机电系统的一体化优化设计。

三、机电系统概念设计的机电技术一体化

传统的机电系统的概念设计将机械与电子技术结合起来，从而通过机械、电子技术的系统结合实现相应的机械系统的功能特点，同时改变了人工的操作和判断，形成机电系统的自动化模式，并通过相应的程序协调机电系统的任务模式。然而传统的机电系统的设计难以满足现代机电系统设计的创新性要求，从而要实现一体化和自动化、智能化的发展模式。实现机械系统和电子技术的良好结合，从整体的系统功能上进行协调，从而实现机械技术和电子技术的协调组合，共同构成机电系统的功能结构。

四、机电系统概念设计的人机交互系统一体化

机电系统的一体化和信息化设计的最终目的是形成人机一体化的交互模式，形成智能化和科学化的机电系统的设计方式，随着计算机技术和相应技术的发展和创新，机械设计和应用的智能化模式逐步成为机械设计和应用的发展模式，人机交互系统的设计实际上实现了更为方便快捷的系统操作和应用模式，同时也提高了相应的生产的效率，提高了设计的科学化程度。在机电系统概念设计过程中，应以人为本建立机电系统的协同发展决策，从而使相应的机电系统充分使用于相应的设计人员。

参考文献

篇2

一、区域创新系统理论的产生

区域创新系统的产生是一个演化积累的过程。对区域创新系统理论，可以追溯到20世纪初的创新理论，从而把区域创新系统理论的产生分为四个阶段：

第一阶段是20世纪二十年代美籍奥地利经济学家熊彼特在《经济发展理论―对于利润、资本、信贷、利息和经济周期的考察》一书中首次将“创新”引入经济学的范畴，提出了创新理论，并认为创新是新技术、新发明在商业中的首次应用，是建立一种新的生产函数，即实现生产要素的一种从未有过的新组合。

第二阶段是创新系统概念的提出。门斯在其《技术的僵局》一书中分析创新与经济发展周期的规律问题时，研究了基本创新的集群式出现的现象。创新集群概念的出现可以被看作创新系统概念的一种重要形式。

第三阶段是英国学者弗里曼在1987年研究日本的技术政策和经济绩效时，在《技术和经济运行：来自日本的经验》一书中首先提出了国家创新系统的概念，他将国家创新系统定义为：由公共部门和私营部门中的各种机构组成的网络，这些机构的活动和相互作用促进了新技术的开发、引进、改进和扩散。

第四阶段是随着国家创新系统研究的逐步深入，众多学者发现，如果缺乏区域的支撑，国家创新系统理论会特别的空泛和笼统，不能很好的解释区域层面上的创新活动，因此难以适应区域经济发展的要求。1992年英国学者库克首先提出了区域创新系统的概念，并在其后对区域创新系统进行了较早和较全面的理论与实践研究，从而开创区域创新系统研究的先河。此后，众多的国内外学者专家在此基础上对区域创新系统理论进行更深一步的研究。

从整体上看，区域创新系统是国家创新系统的基础和分支。而从产生的时间上看，区域创新系统理论是产生于国家创新系统理论之后，是在国家创新系统理论的分析研究深化之后产生的，因此，我们可以说区域创新系统理论是国家创新系统理论的延伸，它是国家创新系统理论的区域化和本地化。

二、区域创新系统理论的整体研究

（一）区域创新系统的概念和涵义。最早提出区域创新系统理论的英国卡迪夫大学教授库克对区域创新系统的定义是：企业及其他机构经由以根植性为特征的制度环境系统的从事交互学习。可以从三个方面理解库克的定义：（1）交互学习；（2）环境；（3）根植性。

还有其他国外的学者也对区域创新系统进行了定义。瑙韦莱斯和里德认为，区域创新系统是“区域内一套经济的、政治的和制度的关系，能促进知识迅速扩散和产生最佳业绩的集体学习过程。”

区域创新系统理论从国外迅速传到了国内，国内众多学者在借鉴国外对区域创新系统理论的基础上，融合了我国的具体实践，提出众多对区域创新系统概念的定义和看法。如黄鲁成认为，区域创新系统是在特定的经济区域内，各种与创新相联系的主体要素（创新机构和组织）、非主体要素（创新所需要的物质条件）以及协调各要素之间关系的制度和政策网络。

丁焕峰认为区域创新系统是指一个区域内参加新技术发展和扩散的企业、大学及研究机构、中介服务机构以及政府组成的为创新、储备、使用和转让知识、技能和新产品相互作用的网络系统。

以上观点从不同角度和层次对区域创新系统的概念进行了描述。综合分析已有区域创新系统的定义，可以认为区域创新系统概念的内涵有以下几点：（1）具有一定的地域空间范围和开放的边界；（2）以生产企业、研究与开发机构、高等院校、地方政府机构和服务机构为创新单元；（3）不同创新单元之间通过关联，构成创新系统的组织结构和空间结构；（4）创新单元通过创新（组织和空间）结构自身组织及其与环境的相互作用而实现创新功能，并对区域社会、经济、生态产生影响；（5）通过与环境的作用和系统自组织作用维持创新的运行和实现创新的持续发展。

（二）区域创新系统的构成。国外对于区域创新系统的构成主要是阿希姆和艾萨克森的观点。他们认为区域创新系统是由两类主体和它们之间的互动构成的。第一类是区域产业集群中的企业，同时包括其支撑产业；第二类主体是制度基础设施，如研究和高等教育机构、技术扩散机构、职业培训机构、行业协会和金融机构。

国内学术界对区域创新系统构成有多种看法。胡志坚和苏靖认为，构成区域创新系统的主要要素有主体要素、功能要素和环境要素，其中主体要素包括区域内的企业、大学、科研机构、中介服务机构和地方政府；功能要素包括制度创新、技术创新、管理创新和服务创新；环境要素包括体制、机制、政府或法制调控、基础设施建设和保障条件等。张敦富认为区域创新系统应包括创新结构、创新资源、中介服务系统、管理系统四个相互关联、相互协调的主要组成部分。

综上国内外各种观点，这里可以认为区域创新系统的构成主要包括了三个子系统，即主体子系统、运作子系统和环境子系统。主体子系统有三个要素：一是企业；二是研究和科研机构；三是中介机构。运作子系统主要是指制度创新、技术创新、管理创新和服务创新等，即创新运作的各个环节。环境子系统是指政府的政策法规、基础设施等。

（三）区域创新系统的特征和功能。一般认为区域创新系统具有客观性、多样性、整体性、自组织性和开放性的特征。

区域创新系统的功能研究侧重于区域创新对区域经济增长、经济的区域竞争能力以及区域整体竞争力的贡献。黄鲁成认为区域创新系统应具有：（1）协调功能；（2）催化功能；（3）化险功能；（4）解惑功能。

三、区域创新系统的衍生研究

（一）区域创新的过程研究。关于区域创新过程研究主要包括两个方面：一是区域创新运行机制；另一个是区域创新的模式研究。

1、区域创新的运行机制。运行机制是区域创新系统进行创新的必要条件，只有运行机制形成并运转正常，区域创新系统才能进行创新活动。关于区域创新系统的运行机制，有人认为主要包括：（1）利益驱动机制；（2）学习培训机制；（3）决策信息机制；（4）竞争协作机制。

2、区域创新系统模式。纵观国内外各学者对区域创新系统模式的论述，主要可以分为两类：一类是把区域创新系统的模式分为线性模式和非线性模式（网络化模式）；另一类是分为自主创新模式、模仿创新模式和合作创新模式。

（1）线性模式与非线性模式。传统的线性创新模式观点提出于20世纪六七十年代。这种观点认为，技术创新的过程一般遵循发明―开发―设计―中试―生产―销售等简单的线性过程。内尔森等学者较早的提出，由于创新过程的长期复杂性和外部的不确定性，企业创新能力不能仅仅限制在单一的企业内部，创新过程不再是简单地按照原来的线性模式发生。而是企业生产经营过程中的每一个环节都有可能成为创新的结点，而创新的来源也扩展到企业的供应商、客商以及内部的市场化过程。相对于线性模式而言，以上创新模式可称为非线性模式。

（2）自主创新模式、模仿创新模式和合作创新模式。学者傅家骥在参考了国外的研究成果后提出了三个基本区域创新系统的创新发展模式：自主创新模式；模仿创新模式；合作创新模式。

（二）区域创新环境研究。区域创新环境概念是由1985年成立的欧洲创新研究小组（GREMI）率先提出的。他们将创新环境定义为：在有限的区域内，主要的行为主体（结点）通过相互之间的协同作用和集体学习过程，而建立的非正式的复杂社会关系，这种关系提高了本地的创新能力。有国外学者认为，本地环境（主要指社会人文环境）作为创新的“温床”或孵化器，对于创新的产生具有决定作用。还有国外学者认为，创新环境是指整个地域生产系统的创新问题。创新环境的内容，不仅仅包括区域内的企业对于生产问题和市场机会的共同理解、企业家的精神、企业的行为模式、企业利用技术方式等，更应考虑到企业外部的技术文化、技能、劳动力市场等非物质的社会文化因子的创新环境。

四、区域创新系统理论研究评价

区域创新系统理论研究自上世纪末以来，发展十分迅速，并很快的与实践相结合。但毕竟发展时间比较短，因此在参考了国内外关于区域创新系统理论的研究，发现具有以下几个方面的特征：

1、区域创新系统的理论体系没有完全建立，缺乏深厚的理论基础，对区域创新系统的研究都是以案例为基础，不同的案例都有不同的政策环境和组织结构。且区域创新系统理论在一些基本概念上仍然存在着较大的分歧，不同学者在界定区域创新系统时具有不同的创新观点。

2、区域创新系统理论缺乏对创新服务的分析。区域创新系统往往基于对高科技企业的研究，这些企业既是新技术的生产者，也是新技术的使用者。在一个交互式网络创新环境中，中间服务部门起着催化剂和协调者的角色。对于创新服务在区域创新系统中的作用机制，创新系统理论缺乏研究。

篇3

【关键词】动态系统理论：语言磨蚀

一、引言

语言磨蚀，即语言习得的逆过程，指双语或多语使用者由于某种语言使用的减少或停止，其运用语言的能力随着时间的推移而逐渐减退。Lambert在1980年于美国宾夕法尼亚大学召开的首届语言磨蚀研讨会上第一次使用了“磨蚀”一词。目前，语言磨蚀研究已形成一个独立的学科，许多语言学家经过实证研究提出了系统的语言磨蚀理论和解释框架。本文拟从动态系统理论的视角讨论语言磨蚀的研究现状。

二、动态系统理论

动态系统理论是二战后诞生于自然科学的理论，它是一个自组织、自纠正、自稳定的系统，发展过程存在多种可能性，但其结果却具有普遍性。

对二语习得的大量研究表明，二语习得的过程不是一个简单的线性过程，而是受到各种因素的影响，它不是语音、语法、词汇等知识的简单的叠加，也不是简单孤立地从一种语言技能转到另外一种语言技能，而是会出现“反复”甚至“倒退”，即“磨蚀”，所以，它一个“复杂的、动态的、非线性的”过程（弗里德曼，1997）。这与自然科学中的动态系统有许多相似之处。

三、动态系统理论在语言磨蚀领域的研究现状和方法

1、研究现状

应用语言学领域的动态系统理论研究始于弗里德曼（1997），她从混沌论出发比较全面地讨论了语言作为一种复杂自适应系统的特点，基本上奠定了动态系统理论的理论框架。弗里德曼指出语言可以被视为一个动态系统，例如它拥有一套不断互动的变量，语言的发展也可以被视为一个动态的过程。语言的发展现了动态系统的一系列典型特征：对初始条件的敏感依赖、子系统之间的完全关联性、非重建平衡态的出现以及系统自身和相互之间存在的变量等。

动态系统理论“初值敏感性”和“非线性、非周期性”的特征决定了系统的不确定性及不可预测性。在动态系统理论中有一个重要的概念是吸引子，所谓吸引子是指系统被吸引并最终固定于某一状态的性态。动力系统奇异吸引子会使系统偏离而导向不同的性态，它通过诱发系统的活力，使其变为非预设模式，从而创造了不可预测性。

弗里德曼（1998）通过研究发现，在决定一个习得者的中介语发展的过程中，有许多相互作用的因素。在语言因素方面涉及源语、目的语、一语的标记性、二语的标记性、输入语的数量和种类、交互作用的数量和种类、学习者接受的反馈的数量和种类，以及二语习得的语境是课堂内还是课堂外等。在学习者个体因素方面包括年龄、语言潜能、动机和态度等社会心理因素，此外，性格因素、认知风格、学习策略、性别、出生次序、兴趣等也可能产生影响。这些因素就是语言习得系统中的吸引子，它们的综合运动使得本来微小的差别可能随着时间的推移不断放大，而且不是按固定的线性方式增加，最终会放大到显著的差距程度，造成学习者之间巨大的差异。而二语习得中的僵化和磨蚀现象有可能是由于中介语变得封闭，转向了一个固定点的吸引子所致。

2、研究方法

非线性观与语言损耗有关研究表明，语言的使用和输入对语言保存起着关键作用，为了阐明语言在不被使用情况下的自动衰退情况，必须在语言发展模式中设定衰退因素。从动态系统理论的角度看，语言衰退的过程不是线性的，发生在学习者身上的衰退现象也各有不同，为了控制研究中的变量，必须引入计算机仿真技术。在二语习得领域的语言损耗研究中，都要用到网络仿真数据和实证数据。

作为词汇习得研究和将动态系统理论原则应用于词汇发展研究的先驱之一，Meara（2004）关于词汇网络中的损耗现象的研究成果对于采用动态系统方法解读语言损耗中的实证数据方面有一定的启示。首先，词汇网络中的损耗并不呈线性发展；其次，数据明确强调对于变异需采用不同的方法。Meara的研究成果反映了语言损耗研究的一些关键点。首先就是在类似的损耗环境下个人语言损耗存在巨大差异。有些人在第二语言环境下生活短短几年后母语损耗就很大，而另一些人生活在同样的语言环境下超过25年，却仍然保持了很好的母语技能。其次，研究发现语言系统中有部分内容一旦习得即不易丢失。Neisser（1984）也认为语言中存在永久储存现象，其状态非常稳定，比如即使与母语基本或完全无接触，已经习得的一些基本内容也不易丢失。这一发现同样为其他一些研究者所证明。

简言之，对语言损耗进行动态词汇网络的仿真实验以及实证数据证明了动态系统理论与二语习得的相关性，尤其是为语言发展的非线性以及个人语言发展的变异性提供了证据。

篇4

【关键词】电路;计算;系统理论;思考

一、引言

伴随着科学技术水平的不断提高，社会经济的快速发展，电工和电气工程各技术领域均获得了突飞猛进的发展，特别是各种新微型电子器件的出现，信息的渗透以及扩展，再加上电子计算机的快速发展，使得电工程理论也发生了相应的变革。在这种形势下，加强电路与系统理论的研究也变得尤为重要。

二、经典电路和近代电路理论研究

在电路和系统理论的发展以及形成阶段经历了自经典到近代这一过程。电路最早出现于物理学中的电磁学，控制系统、电力系统以及通信系统在形成与发展过程中，其共同基础均为电路理论。从方法论来看，电路理论主要经历了频域分析与时域分析交替发展阶段，在早期电路理论倾向于时域分析，但因遇到较复杂的高阶段微分方程或者输入时，于时域进行求解的话比较困难，对此，到后期开始转向于频域分析。而随着计算机的普及以及广泛应用，在微分方程的求解过程中所遇到的难题可借助于计算机得到有效的解决，此时时域分析也重新得到了关注以及重视，频域和时域相结合的这一理论也日渐完善。

战后年代控制系统、电力系统以及通信系统均获得很大突飞猛进的发展，尤其是控制系统与通信系统发展特别迅速，已上升成为了新理论体系，分别为控制论与信息论。在控制系统与通信系统中所运动的信息为时间序列，其带有一定的随机性，具备统计分布特征，而这些特征也为电路理论的研究提供了一些新的课题，再加上计算机的广泛应用，不同新微型电子设备器件的相继出现，产生了一种新的电路理论，即近代电路理论，该理论所含内容非常多，比如非互易电路理论、非线性电路理论、多端电路理论、时变电路理论以及有源电路理论等，其特点主要如下：

第一，在时域分析上，将δ（t）引入至此起到了一定的革命性作用;在变换域分析上，自频域向复频域发展，接着再发展至Z域，拓宽了信号分析领域。

第二，时域分析和频域分析之间的有机结合，小波变换分析法的应用;计算方法的改变，系统步骤解法的应用，该方法满足计算机程序求解需求。

第三，动力学体系以及代数拓扑等的引入，不仅为计算机应用于电路提供了相应的理论参考依据，同时在此基础上还提出了相关的研究方式，即时变系统研究与非线性系统研究。

近代电路理论就电路规律性方面的相关内容提出了新见解，即认为电荷守恒定律与能量守恒定律为基本电路定律，只有基于集中化这一条件下才可将电压定律以及电流定律表现出来，因电路现象物理实质为电磁场，对此这一观点在某种意义上更能将电路中所产生的这一电磁过程阐明，同时有利于和经典电力学理论中能量守恒定律以及质量守恒定律进行对比，构建统一且科学的电路和系统理论。

三、电路和系统理论研究分析

所谓系统就是指由不同互相作用以及联系的事物所构成的一个具备某种作用的整体，其中动物神经组织与太阳系等为自然系统，计算机网与供电网等为人工技术系统，此外还包含有思维意识系统以及社会系统等，于电工程范围内，当前现有的系统有控制系统、电力系统以及通信系统。

和系统定义联系密切的有信号，信号这一概念最早提出于通信这一学科中，何谓信号，简单地讲就是信号其实就是消息存在形式，而信号的内容则为消息，从某种意义上来讲，信号具有随机性和统计分布特征，结合近代观点来看，信息将系统所包括的能量以及物质在时间与空间中分布不均匀程度反映了出来，由此可见，信号为形式，消息为内容，而信息则为内涵。除此之外，和系统还存在联系的有网络以及电路，电路作为电工设备所构成的一个总体，为电流通过提供了相关途径。若电路具备复杂结构，则这种电路叫做网络，于现代电路学理论中网络或者电路被看作是实际电路科学抽象。电路和系统之间除了存在某种联系以外，二者还各有特色，但是不管是系统，还是电路，均由元件组合所构成。电路这种结构为具体性，即对信号实施某一种加工处理;而系统则为信号通过的所有线路。在系统理论中所强调的是于特定条件下必须要具备某一种功能，即传输特性;而电路所强调的则是系统自身特性的实现应该有的参数以及结构。对此，从某种意义上来讲，系统涉及到的问题为全局性，而电路涉及到的问题为局部性，信号、系统以及电路之间关系就如同火车车厢、铁路以及铁轨间的关系。近几年，随着社会经济发展速度的加快，信息技术水平的额提高，电路与系统理论在问题科学思想的研究上互相递馈以及渗透;于问题方法论上互相统一以及协调，微电子工业的快速发展已使电系统、电器件以及电路融为了一体。

四、结束语

综上所述，随着社会的进步和科学的发展，电路与系统理论这门学科已成为了一门具备深厚理论基础以及广泛实践基础的学科，该学科和其他领域学科相同，所引用的研究方式、概念以及理论内容等均在不断更新，该学科已经在电子工程以及电气工程各技术部门获得了明显的应用价值，且也在自身各发展阶段融合了当前关于自然科学理论中的优秀成果。电路与系统理论兼有两个方面的渊源，即理论与实践;同时还兼有两个方面的背景，即学术与工业。除此之外，电路与系统理论还和国民经济、社会进步等学科领域存在着密切的联系。

参考文献

[1]陈来军，刘锋，梅生伟等.基于无源系统理论的多相APF自适应控制器设计[C].中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十五届学术年会论文集.2009：1-4.

[2]韩东，董博，马立元等.复杂电路虚拟维修的建模与仿真技术[J].计算机工程与设计，2010，31（7）：1595-1598.

[3]谭晓昀，雷龙刚，王冠石等.电容式微机械陀螺双环路闭环驱动电路研究[J].传感技术学报，2010，23（10）：1449-1453.

篇5

后现代系统理论认为，自然界、社会、人是一个有机的整体，它由若干个相互联系、相互作用的要素群构成。整个系统一旦形成，其整体性、关联性、动态性等就具有了鲜明的个性特征和目的性。按照西方建设性后现代主义者大卫·格里芬的观点，后现代科学的特征包括整体论和有机论。整体论认为，部分与部分之间、部分与整体之间拥有内在联系。有机论认为，具有内在联系的部分与部分之间、部分与整体之间是一种动态生成关系。整体有机论对“有机”、“整体”、“内在联系”的强调提示人们：人类与世界是一个整体，我们不仅包含在他人之中而且也包含在自然之中。[1]建设性后现代主义者反对把事物看成是完全外在的、机械作用的，无视内在的和整体的联系的还原论的方法，主张科学应将其方法建立在整体的有机性基础之上，只有用整体论研究宇宙与科学的统一性，才能超越个人主义、人类中心论、经济主义、生态危机等种种现代性的消极后果。科学发展观的后现代系统理论正是在吸纳和扬弃了建设性后现代主义这些科学观的基础上发展起来的，它的精神实质就在于它的有机整体性。

科学发展观的后现代系统理论揭示整个自然界与人类社会发展的整体性，认为在发展过程中要保持人与自然、人与社会、人与人、人与自身精神的有机联系，追求人与自然的和谐相处与经济社会整体结构的合理性。科学发展观认为，系统性表现在一切方面，正确使用系统思想进行分析，可以使人们从宏观上把握人口、经济、资源、环境等各子系统的相互作用关系。任何事物（包括系统）都是对立统一的整体，它既具有矛盾运动、发展变化、否定自我的力量，同时，也存在肯定自身、保持自我、维护自己整体和统一的属性。后现代系统理论就是关注人与自然和谐的整体统一性。并认为，发展本身也是一个全面系统的概念，内涵着增长、稳定、公平、民主、价值等要素，但发展并不仅仅简单等同于经济增长，还应包括自然的发展与人的全面发展。发展的全面系统性，决定了任何发展都是一个开放的、充满矛盾和曲折、不平衡的过程。发展不仅是个理论概念，更是个实践的概念。因此，无论在宏观决策上，还是在微观制度上，后现代系统理论始终应该成为人们的指导思想。但是，长期以来形成的非有机、非整体发展的传统思维模式，引导人们以片面的目标与状态从事要素群之间的协调与合作，碎裂了系统的有机整体性，其结果不仅难以促进经济繁荣、社会进步，相反还导致自然资源的浪费和环境污染，破坏生态平衡。科学发展观的后现代系统理论从有机整体的高度有效克服了这些传统思维模式的弊端。

科学发展观的后现代系统理论的有机整体性还在于揭示了经济社会发展的理性控制和现代社会发展信息的对称性要求。强调在发展过程中，通过对经济社会发展逻辑的把握，尽可能避免经济发展的大起大落、社会群体的不安定和环境的过度污染。而在信息社会和虚拟世界中，信息既非“纯粹物质”，也非“纯粹精神”，是主观和客观内容的统一。它作为能指者不同于所指者，其意义包含着很大的主观性、虚拟性、建构性、能动性、多元性、不确定性、相对性、协同性及实用性，与人之生存状态和历史进程紧密相关[2]。科学发展观认为，由于世界是由物质、能量和信息三部分组成，因此，信息是一切系统保持一定结构、实现其功能的基础。社会各子系统只有拥有更多的信息，才能有助于实现对经济社会发展规律的把握，做到对经济社会发展过程的理性控制和理性发展。由于经济社会各子系统具有耗散结构，它们的存在与发展需要引入负熵，各子系统之间存在密切的熵交换联系，在熵交换的过程中，经济社会本身的作用相当于经信息流来调控系统间的熵交换，减低系统所构成的复合系统内部的熵增，合理地分配负熵，走向共同有序与发展。科学发展的后现代系统理论就是在熵交换的有序均衡性上提升了系统的人文精神，达到经济社会整个系统的和谐，共享负熵，走向共生的发展之路。在国际上，通过融入国际社会的发展大环境，掌握世界先进技术、发达经济和民主政治等发展信息，为我国的科学发展制定卓有成效的决策；在国内，使全体人民能够及时获得更多国际国内的最新技术及政治经济、环境生态等方面的信息，包括涉及这些信息的新内容与新知识，增加国内人们对于获取发展信息的对称性要求，减少人们对于经济社会发展认识的不确定性，消除经济社会系统的熵增现象。

科学发展观的后现代系统理论的有机整体性更在于揭示了关于经济社会发展的非平衡理论、非稳定性转变规律、非突变式质变过程。

首先，后现代系统理论认为，不平衡是经济社会发展的常态，而平衡是需要有文明程度与制度、立法等来保证的。科学发展观并不否定差别，更不是主张经济社会绝对平衡的发展观，而是坚持统筹经济社会平衡发展，使差距控制在社会系统能够容许的限度内，使经济社会在适度发展差别中良性运行，从而实现真正的科学发展。科学发展观的后现代系统理论一方面主张发展的均衡性，另一方面主张发展的渐进性，要让人民认识到，发展是分层次的、有先后的，不可能让所有的人在同一个时点进入同一个层次的小康水平。

其次，后现代系统理论承认发展的非稳定性，但是，更关注社会发展非稳定性的转变规律。后现代系统理论认为，稳定是动态的，是发展过程中的相对状态。这种动态的稳定，不是封闭式的绝对稳定，而是一种充满活力的开放式的相对稳定，是一种有着局部变化而全局相对不变的大局稳定，是一种通过对局部变化的制度化调节而保持全局稳定的动态平衡。例如，在体制改革过程中，各群体之间的利益关系并不一致，甚至尖锐对立，但它并不影响经济社会总体的健康发展，倘若管理者能高度重视发展中具体而微的民生问题，并及时采取措施进行调适疏导，就能达到更高层面的社会稳定。

再次，后现代系统理论主张社会发展的非突变式是常态，是和平演进的量变过程，而非冲突式的社会变革。按照系统的相变理论，如果中间过渡态是稳定态，相变过程就是渐变。科学发展观的后现代系统理论重视非突变式的常态研究。在构建和谐社会的现阶段，人们都更加注重社会变革中的非冲突形式和渐变过程，强调缩小不同利益集团之间的贫富差距，强调不同社会阶层之间人们的公平正义，强调人与自然、人与社会、人与人的和谐相处。而这正是科学发展观的后现代系统理论的主旨之一。

二、后现代系统理论的基本内涵在于它的动态共生

从后现代系统理论的角度看，所谓动态，是指一个具体系统如果不同周围其他系统发生相互联系和相互作用，即进行物质、能量、信息的转换和交换，它既不能存在，也不能发展，因此，系统运行状况的好坏直接取决于系统与环境的互动。所谓共生，是事物存在和变化的一种现象，是一个客观的过程和趋势，是全球化进程中人类社会的必经阶段。在全球化的背景下，“共生”还包含和谐的基本指向，涵盖了人与自然、人与社会、人与人、人与自身精神的共生、不同文明的共生等各个方面。这种全面的共生观念不是简单的概念堆，而是应内化到具体的人的各种实践活动之中的核心理念[3]。一般来说，动态共生是一个复合概念，在实践中不可分割。

后现代系统理论的动态共生观认为，个体与环境之间是相互依赖、相互改变的；开放系统随着时间而改变和发展，并日益复杂化，而不像封闭系统一样在既定均衡和非均衡状态之间摆动；系统变化体现在其内部的各个参数内；系统内没有一个发展状态或阶段是静止的。动态共生的系统又是一个自组织、自纠正、自稳定的系统，发展过程存在多种可能性，但其结果却具有普遍性。在动态系统的发展过程中有两点非常重要：（1）子系统在与整体保持一致的过程中缺失了灵活性，但更加稳固；（2）如果整体内某一个部分显著，则系统集中于那个部分，且这个部分有一个重要的顶点，在这个点上，当系统处在一个敏感状态时，一个小小的变化都将改变系统的基础状态[4]。由此可见，发展就是一个动态共生系统的变量互动变化的结果。

科学发展观的后现代系统理论强调动态共生。以往的发展观，因其片面性，所以都未能形成科学的发展理论体系。现代社会的发展观历经了工业文明观、增长极限论、可持续发展观、综合发展观、“以人为中心”的发展观和科学发展观六个阶段。到20世纪80年代，由于多学科介入发展观的研究，产生了综合发展观，加进了对“人”的因素的研究，但当时还并没有突出人的地位。至1995年的哥本哈根世界人口与发展会议上，“以人为中心”、“发展的最终目标”“是全体人民”，才被提上议事日程。这些发展观虽然随着时代的进步也在不断地完善，但它们都缺乏发展过程中的动态共生理念，都未能把握发展过程的本质特征，也因此都没能进入科学发展系统理论所追求的全面协调可持续的境界。进入新的历史发展阶段以后，面对国际国内经济社会发展的现实状况，特别是2008年爆发的全球性金融危机以及我国国内相继发生的南方雪灾、四川汶川大地震及三鹿毒奶粉事件等一系列灾祸，因此，如何深刻总结国内外在发展问题上的经验和教训，充分吸收和综合人类社会发展研究的优秀成果，深入研究全面协调可持续的科学发展观成为学界的重要课题。毫无疑问，科学发展观的后现代系统理论也进入了一个全新的研究视角，即不仅涉及自然界、社会，还涉及人的精神领域。这些研究，摆脱了以往各种片面的发展理论中单纯地以经济发展为中心、忽视人的伦理判断和道德底线的设定，从哲学的高度丰富了科学发展观的后现代系统理论，从而实现在扬弃中达到经济社会动态共生发展的目标。

科学发展观后现代系统理论的动态共生学说还主张，发展本身就是一个动态共生的过程，由于共生的元素的多样性，因此，不可避免会出现形形的矛盾和问题。这些矛盾和问题是发展中的问题、前进中的问题，是必然的也是正常的。唯物辩证法认为，前进中的问题只能在前进中解决，发展中的矛盾只能靠加快发展和科学发展来解决。科学发展观的后现代系统理论就是这个观点的坚定持有者。

科学发展观认为，后现代系统理论，特别是它的动态共生学说，来自于社会现实生活的需求，合乎自然界与人类社会发展的客观规律，遵循这个规律同样是对动态共生的科学发展逻辑的尊重。科学发展观的后现代系统理论吸收了其他发展理论的合理成分，在自身的发展过程中，不断丰富和完善。自然的发展、社会的发展、人的发展和精神的发展都推动了科学发展观的后现代系统理论的发展。反过来，科学发展观的后现代系统理论又更好地促进了自然的发展、社会的发展、人的发展和精神的发展。特别是在社会发展领域，科学发展观的后现代系统理论在探索人口、资源与环境和谐共生的关系及其规律性等现实问题上，具有重大理论意义与实践意义。众所周知，人炸、资源短缺、环境污染是全球性问题。对尚处于转型期的我国而言，这些问题尤为严峻。在既有约束条件下，经济增长太慢则难以满足人们生活水平日益增长的需求，经济增长过快又极易陷入人口、资源与环境的恶性循环。传统的社会学与经济学理论都未能有效解决这些问题。如西方人口经济学理论偏好技术分析，而忽视人的因素；我国人口经济学理论则侧重制度分析，而忽视现实需求；新兴的人口、资源与环境经济学理论又大多是以新古典范式，试图破解面临的经济社会发展难题，虽然它们的阐释均具有各自的部分合理性，但均难免视角陷于狭隘，无法根治经济社会发展所遭遇的人口、资源和环境的瓶颈问题。究其根源，或是过于陷入理论演绎，或是过于就事论事，因此，都未能从理论上真正理解人与自然、人与社会、人与人、人与自身精神动态共生的核心要义。而科学发展观的后现代系统理论则能最大限度地阐释这些问题并提供解决这些问题的思路。如关注人口增长的适度规模问题、资源利用的代际公平问题、环境保护的自律与监控问题，等等，无不可以动态共生的理论来开拓人们的思路，求得全面协调可持续地解决问题的最佳方案，实现经济社会又好又快发展。

三、后现代系统理论的核心价值在于人与自然和谐

后现代系统理论认为，人是自然的一部分，不能善待自然便不能善待人类自身，而不能善待人类自身显然不符合人类追求自由发展与完善的终极目标。因此，后现代系统理论的核心价值就在于主张人与自然的高度和谐，如在经济社会发展过程中，改变消费模式，避免过度消耗自然资源；抑制人口膨胀，缓解地球生态环境压力；提倡全球的绿色运动，倡导生态文明等，以实现马克思和恩格斯所认为的，我们这个世界面临的两大变革：一是人同自然界的和解，二是人同人本身的和解[5]。而“和解”首先便是和谐。

传统的人与自然关系经历了从原始物本、神本、近代物本到人本不同的历史发展过程。原始物本强调构成客观自然界的各种具体物质元素，把它们看成是构成世界的本源，尚未涉及人的重要性问题；在中世纪，神本思想成为奴役人的工具，现实世界的人只是神的奴隶；到了资产阶级革命时期，才第一次提出“以人为本”的口号，主张一切以人为中心，强调人的利益，提倡个性自由。但资产阶级革命后，又异化了早期的人本精神，把社会发展理解为就是发展经济，形成近代的“物本主义”。物本主义认为，人的本性是“经济人”，物的增长是人类发展的最高和最终的目标，一切发展都应该以人为中心，最终形成了现代主义的“人类中心论”，强调人对自然的权利，人是自然的主人，一切从人的利益出发。这种“人类中心主义”，必然导致“人类沙文主义”，导致对自然资源进行无限度、无休止、破坏性的索取和掠夺，忽视人对自然的道德责任和义务。这种反自然的价值观，不能不说是导致今天生态危机的根源。

科学发展观的后现代系统理论认为，人与自然的关系是内在的、本质的、构成性的，人与自然是一个系统的有机整体的两个部分，不存在谁优谁劣的问题。反对人类优于自然的观念。提出消除人与自然的敌对的或冷漠的异他关系，重建一种联合的、快乐的人与自然的系统关系。主张人类应既充分有效地运用自然资源，同时又善待自然，反对那种靠大规模地破坏其他生物来获得人类社会“进步”的形式，否则，人类及地球上的大多数生命都将难以逃脱毁灭的命运。后现代系统理论的实践价值就在于它最大限度地揭示了这些内在逻辑。

1.科学发展观的后现代系统理论的核心价值在于它强调自然生态与社会“人态”的同生共存。后现代系统理论看到了传统生态观和现代人类中心主义的缺陷，提出了自己的生态观，主张自然生态与社会“人态”的和谐共生，其积极意义已远超出生态本身的境界。生物学意义上的生态一词源于古希腊文，原意是指家或者人类的环境。生态就是指一切生物的生存状态，以及它们之间和它与环境之间环环相扣的关系。而“人态”通常指的是人的精神生态、人格生态。人作为自然界的一部分，只有精神生态健康、人格生态健全，才能真正理解和实践自然生态与社会“人态”的同生共存、和谐相处，才能真正实现哲学意义上的和谐。人当然有改造自然的权利和自由，但同样有呵护自然的义务和责任。因为人与其他物种都是宇宙生物链中不可缺少的有机组成部分，享用自然并非人类的特权，而是一切物种共有的权利。要使人类和自然能够共同发展，人类首先要在维护生态系统动态平衡的基础上合理地开发自然，把人类的生产方式和生活方式规范在生态系统所能承受的范围内，倡导在热爱自然、尊重自然、保护自然和维护生态系统动态平衡的基础上，积极能动地改造和利用自然。无论是传统生态观，还是现代人类中心主义，都既没有正确认识自然生态，也没有正确认识社会“人态”，更没有认识到发展的价值目标和伦理关怀最终是为了人的，同样也没有认识到人与自然的关系实质上就是人与人的关系。马克思曾经指出：“人们对自然界的狭隘关系制约着他们之间的狭隘关系，而他们之间的狭隘的关系又制约着他们对自然界的狭隘的关系。”[6]当代社会，人类之所以面临着生存危机主要就是人类在处理人与自然的关系上出了问题。其实，人的问题是社会的根本问题，环境问题归根结底仍是人的问题，人如何对待自然界实质上就是如何对待自身的问题。

2.科学发展观的后现代系统理论的核心价值还在于它全面整合了传统生态观和现代人类中心主义，构建了一种全新的人—自然—社会和谐共生的生态观。后现代系统理论从“人与自然的关系”与“人与人的关系”二者互为逻辑前提入手，把人与自然之间的协调发展作为其前提和条件，而且从人类发展的实践困境和生态伦理学的逻辑困难双重前提出发，将后者归结到前者来解决，因而获得了更有力的说明性。它一方面立足于人的尺度来处理人与自然的关系，因此，是一种以人为本的价值观，而不是狭隘的“人类中心主义”；它另一方面立足于自然的尺度来衡量人与人的关系，因此，也是一种环境主义的价值观，它实现了以人为本与以自然为友的结合。后现代系统理论的发展观是人口、经济、环境等各要素之间的协调发展，它将人类的经济活动、环境保护活动与培育健全人格、造就人的全面发展有机统一起来[7]。它要求把握好“以人为尺度”和“以自然为尺度”之间的必要张力，明确在什么条件下以人为尺度，什么条件下以自然为尺度。正确把握和利用自然生态环境演化规律，自觉而积极地协调改善人与自然、人与社会以及人与自身的复杂关系，真正达到生态—经济—社会三者共赢和谐发展的境界。因此，后现代系统理论并不寻求对自然的盲目征服，而是主张人与自然协同进化，科技也不再是征服自然的统治工具，而是维护并增进人与自然和谐发展的重要手段。随着全球性生态环境危机的加剧和经济全球化进程的加速，人类的命运和地球上的所有生命越来越紧密地联系在一起。因此，后现代系统理论要求在更深层次上和更广范围内采取有效的协调行动，共同应对全球性生态危机的严峻挑战，推动人与自然同生共存的发展。

3.科学发展观的后现代系统理论的核心价值还表现在特别强调人与自然及人与人的平等观，主张人与自然及人与人的生存平等、利益平等和发展平等。后现代系统理论的人与自然平等观并不是指不能消耗自然资源和对生态进行“必要伤害”，而是指这种“必要伤害”必须设定生态底线。“必要伤害”是人类为了发展而对自然界不得不做出的损害。“必要伤害”是自然界普遍存在的客观现象。在自然界生态系统中，存在着大量的“伤害”现象，并以“伤害”的形式维系着生态系统的平衡，如森林生态系统中的食物链。对此，后现代系统理论认为，“必要伤害”虽然有它的自然生态学意义，但不能因此就成为人类大肆挥霍掠夺自然资源、破坏生态环境的理由。主张，“必要伤害”的底线是：第一，它是一种条件伤害。即这种伤害是有条件的，主要是指伤害行为的实施只有在人类和自然发生冲突时进行，才是合乎道德的，才是能够被容忍的。第二，它是一种限度伤害。这种限度，从个体上说，对个体的伤害不能危及到该个体的种的灭亡；从整体上说，这种伤害不能破坏生态系统的完整和稳定。第三，它是一种特殊的保护。这一特征是从必要伤害的另一层面来表达的。如人类通过利用一种生物的天敌来限制另一种生物的过度繁殖，以保护生态系统的和谐；再如，令人通过科技手段采取节育来保持人口的生态平衡等[8]。设定“必要伤害”的底线，前提是生态安全原则。生态安全包括生物安全、环境安全和生态系统安全这几方面组成的安全体系。生物安全和环境安全构成了生态安全的基石，生态系统安全构成了生态安全的核心。没有生态安全，系统就不可能实现可持续发展。也只有在生态安全的原则下，“必要伤害”的底线才有现实意义。在人与人的平等观上，后现代系统理论认为，一部分人的发展不能以牺牲另一部分人的利益为代价。既要求代内公平，也要求代际公平。代内平等的原则强调当代人在利用自然资源，满足自身利益上机会均等，在谋求生存与发展上权利均等。代内公平要求从成本效益的角度实现资源的合理利用和环境保护两者的公平分配和负担，主张谁污染谁治理，谁最先享用了地球、最先破环了自然的生态平衡，谁就应承担相应的责任。因此，发达国家对“全球生态赤字”理应负有更大责任。而代际平等的原则要求当代人与后代人享用自然、利用自然、开发自然的权利均等。人类应站在可持续发展的高度，不能以牺牲环境和后代人利益为代价换来现代人的高速发展，倡导人与自然和谐发展为特征的“绿色文明”。

参考文献：

[1]朱传信.后现代“整体有机论”的生态和谐意义[J].太原师范学院学报：社会科学版，2007，（5）.

[2]张之沧.“信息”的后现代解读[J].东南大学学报：哲学社会科学版，2002，（6）.

[3]李刚.科学发展观与“系统和谐论”[J].党史文苑：下半月学术版，2007，（12）.

[4]陈向阳，张艳玲.动态系统理论研究进展[J].社会心理科学，2007，（5）.

[5]海瑞.推动科学发展促进社会和谐的意义与原则探讨[J].现代商业，2008，（21）.

[6]马克思恩格斯全集：第1卷[M].北京：人民出版社，1979：35.

[7]汪才明.和谐发展：发展伦理学的价值核心[J].安徽大学学报，2008，（1）.

[8]李宏斌.“必要伤害”作为生态伦理规范的合理性[J].伦理学研究，2007，（6）.

篇6

关键词：动态系统理论；自动化专业英语；讨论式教学 

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）11-0107-02 

一、引言 

英语是国内外从事学术研究和工程应用人员的通用语言，目前，已经成为一种事实上的国际标准。以控制类学科及其应用领域为例，国际企业的自动化产品和设备的使用手册及说明书用英文编写，优秀的控制仿真软件、控制领域的研究论文、自动化专业国际经典教材、互联网上的自动化技术信息等多数资料也以英语作为写作语言。如此大量的自动化专业信息被非母语国家的理工科学生所接受和掌握，必然要求学生具备良好的专业英语知识[1]。因此，开设“自动化专业英语”课程或有选择地开设其他双语教学课程成为自动化专业培养计划中重要的教学环节[2]。合理地配置“自动化专业英语”的教学内容和改进教学方法，不但可以促进学生的专业外语能力的提高，而且更有助于其专业知识的学习与巩固。具有“一石二鸟”的人才培养效果。 

内蒙古工业大学的“自动化专业英语”课程为自动化本科专业开设的一门专业必修课，分两个学期教授，总课时量为64学时。目前，“自动化专业英语”教学在服务于“国际化人才”培养方面存在着如下几点迫切需要解决的问题：（1）部分学生对学习“自动化专业英语”的重要性和必要性认识不足，致使学生学习的课堂积极性不高[3]；（2）教师现有的教学方式过于简单，主要以科技文章翻译和生词讲解为主，难以激发学生的学习兴趣；（3）教学内容死板，以自动化技术基础课和专业课的英文原版教材节选的章节为主要学习内容，各教学内容之间彼此相对独立，教学效果等同于普通的“英文阅读理解”，无法形成对本专业理论体系的宏观认识和专业认同感。鉴于以上自动化专业双语课程体系建设中存在的若干问题，课题组提出以“动态系统理论”教学为主线重构“自动化专业英语”课程教学内容的新思想，在统一的“动态系统理论”框架下引入高等数学、电路、液压传动、信号系统、系统建模和控制原理的基础知识点，在组织教学的过程中，始终强化各知识点的有机结合，努力使学生在掌握“自动化专业英语”课程大纲所要求的科技词汇和科技文献翻译能力的同时，对“动态系统理论”体系融会贯通，为进一步专业知识的学习打下良好的基础。 

二、“动态系统理论”思想指导下的“自动化专业英语”课程教学改革的现状分析 

结合使用英语进行专业课程学习、科技文献阅读、研究论文写作以及从事双语教学工作的体会，笔者深切认识到：“动态系统理论”是自动化课程的方法论核心。动态系统理论最初来源于经典力学中对于物体运动和动力过程进行数学描述的需要，美国数学家G.D.伯克霍夫发展了法国数学家H.庞加莱在天体力学和微分方程定性理论方面的研究，奠定了动态系统理论的基础。现代控制理论的发展促进了对动态系统的研究，使其应用从经典力学扩大到一般意义下的系统，并成为应用于工程学、经济学、生物学、乃至社会科学的一般方法论。那么什么是动态系统呢？动态系统是指按确定性规律随时间演化的系统。严格地讲，任何有记忆的系统都可被称为动态系统，控制科学与控制工程研究本身就是一个对“动态系统”进行建模、分析和综合的过程。 

目前，在一些发达的国家和地区，如，美国、英国、日本、韩国、新加坡、香港等，几乎所有工科专业，广泛开设被称为“系统动态”（System Dynamics）的英语教学课程，涵盖的内容包括：信号和系统的基本概念、电气、力学、机械、化学、生物过程的动态建模、微分方程的时间域和频域求解、控制理论基础知识、非线性系统理论基本知识、典型动态系统的仿真等。通过该课程的学习，控制专业的学生可以了解到本专业本质的理论核心，和由这一“系统动态”观点派生出的理论体系及其在各科学领域的应用，从而加深对系统理论和控制论的理解，进而提高学生的抽象思维水平和科研能力。 

三、开展以“动态系统理论”教学为指导的“自动化专业英语”课程教学改革 

借鉴国外工科教学体系改革的重要经验，并顺应当前我国人才的培养模式向“厚基础宽口径”方向改革的趋势，课题组提出加强以“动态系统理论”思想为主线的自动化专业英语教学，以深化自动化专业课程内容和教学方法改革，结合控制理论与控制工程科学研究的方法论本质和前沿动态，在增强学生专业英语听、说、读、写能力的同时，激发学生的学习兴趣，形成对本专业知识应用的认同感。 

我们在自动化本科双语教学过程中明确和强化“动态系统理论”教学这一主线，着重从以下几个方面进行了改革与建设。 

（一）整合现有“自动化专业英语”课程教学内容 

从“系统学”的角度出发，提升课程的教学内容至方法论水平，将其统一到“动态系统理论”这一宏观框架下。课题组尝试使用一种具有连贯内容的“系统动态”讲义来进行专业外语教学，这一新颖的形式在“自动化专业英语”的学时内讲述了“系统动态”课程，学生既学习了专业英文词汇、翻译技巧，又掌握了“动态系统理论”分析和综合的方法，获得了专业知识的提升。授课讲义以自编部分为主，同时参考“系统动态”方面的国际经典教材（如，Katsuhiko Ogata教授编写的《System Dynamics》）[4]，吸收了这些经典教材中大量的有益内容，讲义涵盖动态系统理论的大多数内容，不求精，但求逻辑上的连贯性和理论体系上的系统性。将高等数学、线性代数、矩阵论、电路、信号与系统、自动控制原理、过程控制等主干课程的核心内容统一到动态系统建模、分析、仿真这一完整框架中进行概括总结。（二）改革了过去较为单一的教学方式，充分调动学生的积极性和主动性 

安排学生就某一理论、观点、概念进行专题讨论（内容涉及：系统、信号、线性向量空间、系统稳定性、可控性、可观测性、鲁棒性等基本问题）。鼓励以学生为主体的课堂发表形式，学生根据课前调查、研究，在课堂讨论中明确表明自己对某些理论问题的观点。课下采取大作业的形式来促进学生对课堂知识的巩固，从而提高他们分析问题、解决问题的能力。 

（三）在课堂教学中引入教师的科研成果，广泛介绍“系统科学”发展的前沿及其在各个研究领域的应用实例 

重点结合系统生物学和飞行器控制两个研究领域的研究实例，来进行“系统动态理论”的讲授。科研实例的引入，帮助学生在掌握系统科学相关的专业英语词汇的同时，还切实体会到本学科理论知识在其他各学科中的应用，使学生体会到本专业所学方法论的强大力量和广泛应用，激发学生的学习兴趣，进一步调动他们学习其他专业课程的积极性。 

四、结语 

本教学改革研究为促进自动化专业本科生专业外语水平的提高，提高他们对本专业基本方法和基本理论的认识，提出在现有的自动化专业外语课程教学过程中强化“动态系统理论”教学，以这一主线来改革课程内容安排和调整教学方法，帮助自动化专业学生构建自身的专业知识体系框架，加深对系统理论和控制论的理解，提高学生的抽象思维水平和科研能力。课题组采用双语或者英语教学方式来进行“系统动态”等相关课程内容的教学，参考国际经典教材，编写了英文课件和讲义，不但促进了学生对理论知识的理解，而且提高了学生的专业英语水平。笔者希望，这种双语教学改革的“理念”能引起国内教育、教学管理层面的重视，从而推动其他工科专业的双语课程教学改革，使广大学生受益。   [本文由WWw.dYLW.nEt提供，第 一专业，欢迎光临dYLW.neT]

参考文献： 

[1]于宗艳，王丽，孟娇茹.“自动化专业英语”教学探讨[J].中国电力教育，2012，（26）：148-149 

[2]王海泉，王东云，马薇.自动化专业英语教学改革初探[J].教学研究，2011，（4）：67-69. 

篇7

关键词：大系统理论；学科分化；学科结合

中图分类号：N945 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 10-0071-02

一、大系统的基本理论

（一）大系统的共性

现代社会日趋信息化、网络化、系统化，在工程技术、生态环境、社会经济等各领域出现了许多复杂的大系统，（见图1）。

图1 大系统一览

图1中大系统具有以下共性：（1）规模庞大。大系统包含的子系统（小系统）、部件、元件甚多。通常，而且大系统占有的空间大，涉及的范围广，经历的时间长，具有分散性。（2）结构复杂。大系统中各子系统、部件、元件之间的相互关系复杂。一般情况下，大系统中不仅包含有人，还包含有物，具有“人-人”、“人-物”、“物-物”之间的多种复杂关系，是主动系统。（3）具有综合功能。通常，大系统的目标是多样的（经济的、技术的、生态的、社会的……），因而大系统的功能应该是多方面的（经济管理、质量控制、环境保护……）、综合性的。（4）涉及因素众多。大系统是多输入、多输出、多变量、多目标、多参数、多干扰的系统。其中有“人”的因素，还有“物”的因素，不仅有技术因素，还有经济因素、社会因素等，具有不确定性、不确知性。

这样的大系统极需人们去探索和研究，现代科学技术的进步为大系统研究提供了理论基础和发展条件。

20世纪60年代末和70年代初，在国内外有许多原本从事控制理论、运筹学、系统科学方面研究的专家、学者纷纷转向大系统问题的研究，在大系统理论的研究上取得了进展：（1）大系统模型化及模型简化；（2）大系统结构分析与综合；（3）大系统最优化；（4）大系统稳定性；（5）大系统多级递阶控制；（6）大系统分散控制。

研究方法主要采用时域数学模型（代数方程组、微分或差分方程组），通过分解-集结或分解-协调方法，将控制理论中的多变量控制理论、最优控制理论、稳定性理论等，和运筹学中的线性规划、非线性规划等加以综合和推广，用于大系统的分析与综合。

近年来人们在大系统理论方面取得了不少进展，但也遇到了一系列难题，主要表现在如下几个方面：（1）主动性（Activity）。大系统往往是“主动系统”（ActiveSystem），包含有“主动环节”―“人”，例如，操作人员、控制人员、管理人员等。在大系统分析和设计中如何建立“人”的数学模型？如何考虑人的因素？（2）不确定性（Uncertainty）。大系统中有许多不确定因素，例如随机性、模糊性、对象特性漂移或结构和参数摄动，难以用传统的数学模型进行描述及控制。（3）不确知性（Uncertainly-Known）。大系统通常是信息不完全、知识不充分、数据不精确的系统，难以用准确的数学模型进行精确的定量分析和设计。（4）维数灾（CurseofDimensionality）。大系统的状态变量的数目较多，数学模型都是高维的。系统分析和设计的工作量随维数增高而迅速增长，导致所谓“维数灾”。（5）发展中系统（DevelopingSystem）。通常，大系统的控制过程较慢，过渡过程时间较长。在控制中作用进行期间，大系统本身也处在发展当中，系统的结构和参数、目标和环境条件、系统特性和功能也处在变化当中，这种“发展中系统”难以用常规方法进行控制。（6）分散化（Decentralization）。大系统包含了许多子系统，而各子系统往往是分散化的，分布在不同地方。这将使信息和控制分散，形成“非经典信息模式”，基于“经典信息模式”的控制理论和方法不一定适用。

（二）大系统控制论

控制论是关于机器、生物中的通信和控制的科学，是一门典型的横向学科，是自动控制、计算技术、通信工程、神经病理学、神经生理学、数学等有关学科相互结合而形成的新学科，突破了工程技术与生物科学之间的传统界限。

为了解决大系统分析、设计和模型化的难题，在结构分析方面提出了控制系统信息结构“能通性”的新概念及分析方法，用以分析大系统的控制信息结构特性；在结构设计方面，提出了最经济控制、最经济观测以及分型能控性、分型能观性等新概念；在大系统模型化方面，提出了广义模型化的构想，在数学模型、知识模型、结构模型相结合的基础上，建立大系统的广义模型，提出了多重广义算子、多层状态空间、广义知识表达网络等新方法。在对待“维数灾”问题，提出了启发式优化、启发式动态规划、自觉习非线性规划、启发式线性规划等新方法。

二、大系统的应用

（一）大系统智能控制

关于控制理论和技术的发展，经历了三个发展阶段。第一阶段为“经典控制理论”，主要采用传递函数模型、频域分析与综合方法。第二阶段为“现代控制理论”，主要采用状态方程模型、时域分析与综合方法。第三阶段有两个发展方向：（1）大系统理论。控制理论向广度方向发展。（2）智能控制理论。控制理论向高度方向发展，提高控制系统的智能水平。智能控制为复杂大系统提供了新的控制方法和技术，随着计算机网络的迅猛，为实现大规模、远距离的大系统智能控制提供了新条件、新环境。

（二）大系统智能管理

现代计算机管理系统是具有多层次、多方面、多阶段的综合管理功能的，人机协调的、智能化、集成化的计算机辅助管理系统。智能管理的理论方法和技术已在多行业、多部门的计算机管理信息系统中获得广泛应用，随着计算机网络的发展与普及，在分布式人工智能与管理科学相结合的基础上，可开发更大规模的分布式智能管理系统，形成大系统智能管理系统。

（三）大型专家系统

专家系统是人工智能学科领域中应用广泛的重要分支，是典型的知识工程系统。为了解决大系统应用需求的综合性与专家系统的专业性之间的矛盾，需要研究开发多专业、多学科的大型专家系统，其关键技术包括：广义知识表达、灵活推理方法、综合知识库、自组织推理机。

三、大系统理论的发展前景

理论是在生产实践中产生，反过来以用来指导实践的。随着通讯技术、计算机技术、自动化技术、人工智能技术的发展，加上现代管理软科学技术的发展，大系统理论将会日臻完善，应用天地会更广阔。

参考文献：

[1]涂序彦，王枞，郭燕慧.大系统控制论[M].北京：北京邮电大学出版社，2005.

[2]朱道立.大系统优化理论和应用[M].上海：上海交通大学出版社，1983.

[3]王元放，周宏农，敬忠良.“系统的系统”的综述[J].系统仿真学报，2007，19（6）：1182-1185.

[4]朱明新.我国载人航天工程大系统技术接口标准发展综述[J].航天标准化，2006，3：27-29.

篇8

关键字:电力系统;人工神经网络;信号处理

1 引言

基于电力变压器故障诊断方法对提高电力系统运行的安全性和可靠性具有重要意义,同时也具有重要的理论价值和广阔的工程应用.基于智能信息处理方法的关键技术研究在研究分析智能信息处理理论关键技术的基础上,提出了以智能信息技术处理理论为主线的电力变压器故障智能诊断技术方案来实现基于云模型白化权函数的灰聚类分析和改进的加权灰靶理论相结合的电力变压器状态评估模型,通过先验知识和实验分析共同优化云模型参数结构,提高电力变压器故障评估的实用性与科学性.

2 基于云模型综合应用研究

基于云模型是指一种描述非确定性不确定性数学方法应用在模糊数学和统计学的基础与模糊性和随机性相结合共同构成定性描述和定量描述的相互映射关系,其中,模糊隶属函数是模糊理论的基石,是一个重要的概念,但是在工程实践中如何确定模糊隶属度函数却没有公认的方法与不确定性问题的随机性和模糊性来弥补模糊理论的不彻底性缺陷,因此提出了隶属云平台、云技术与云模型等概念和理论体系结构.

2.1 基于电力变压器故障云模型研究

基于电力变压器故障云模型数字运算期望值、熵和超熵表示.期望值Ex是所有云滴电力故障所在数域的重心位置,反映了这个定性概念的量在数域上的坐标.熵En是表示定性概念亦此亦彼性的变量,反映了数域中可被语言值接受的数据范围,同时还反映了在数域中的云滴电力故障能够代表这个语言值的概率.超熵He反映每个数值代表这个语言值确定性的凝聚性和云滴的凝聚程度.

对于电力变压器控制系统故障存在双边约束的指标,电力变压器故障云模型的期望值根据公式⑴计算=⑴

根据正态分布的原则, 电力变压器故障云模型的熵En按公式（2）计算：

⑵

超熵He是一个常数,可根据具体指标的不确定性和随机性进行调整.

3 基于灰色系统理论应用在智能信息电力变压器故障研究

3.1 灰色系统理论介绍

基于灰色系统理论是指以GM(1,1)模型为基础的预测,灰色系统模型是一阶微分方程动态模型.而智能信息电力变压器故障不确定性因素与不确定性全因素多传感器数据信息融合处理关键技术方法,应用于时间序列预测数据.

3.2 基于灰色智能信息电力变压器故障模型建模算法研究

3.2.1 设所要智能信息电力变压器故障预测系统的某项指标的原始数据列为

3.2.2对原始数据列做一次累加,先生成(1-AGO),再生成(3.2.1)新数据列,即

3.2.3 对生成的数据列’建立相应的微分方程式中.为发展系数,为内生控制系数.

3.2.4解步骤3.2.3)中方程式,可得其相应的时间响应模型为:

3.2.5 设方程的参数的向量:式中B为累加生成矩阵,为向量,二者的构造分别为:

,

式中为第年的原始数据;为第年的一次累加.

3.2.6 令t=1,2,…,n-1,由4)中式可得的值.其中是一次累加量,还需求出还原值,即

3.2.7 求出原始智能信息电力变压器故障数据的还原预测值与实际数据值之间的残差值和相对误差q(t),进行残差检验

3.2.8 进行关联度R检验;后验差C检验和小误差概率P检验.

3.2.9 如果残差检验、关联度检验和后验差都能通过,则可以用所建立的智能信息电力变压器故障模型进行预测.

3.4 基于灰色神经网络智能信息电力变压器故障模型研究

⑴ 灰色理论模型.灰色系统建模使用最多的是GM(1,1)模型,它是对经过一次累加生成的数列建立的模型,其灰微分方程为(,为待定参数).⑶

⑵ 白化GNNM(1,1)灰色神经网络模型.设参数已经确定,对式⑶求解可得到其时间响应函数:⑷

白化微分方程⑶的参数的思路是:将方程⑶的时间响应函数⑷映射到一个智能信息电力变压器故障BP网络中,对这个BP网络进行训练,从训练后的BP网络中提取出相应的方程系数,从而得到一个白化的微分方程,进而利用此白化的微分方程,对系统进行深层次的研究,或对此微分方程求解.要将⑷式映射到BP网络中,对其做如下变换,对等式两边同除以1+exp(-ak),可得

=

= ⑸

经过变换后可将⑸映射到BP网络中,其结构如图1所示.

相应的BP网络权值可进行如下赋值(令

(6)

的阈值设为,由⑸得,多层神经元激活函数为Sigmoid型函数: ⑺

该函数是S型函数,存在一个高增益区,能确保网络达到稳定态,其它层激活函数取线性的.经过⑹式赋值及BP网络激活函数确定为⑺式后,可对网络中各个结点计算为:

⑻

LD层仅1个节点,其作用只是对进行y1放大,使之与式⑶相符.考虑到灰色BP网络与式①的对应关系,因此在设计灰色BP网络学习算法时要注意以下几点:1)学习算法采用标准BP算法,由于有一些神经元所用的激活函数为线性的,因此计算误差时要利用线性函数的求导.2)由,故在BP网络训练过程中,权值始终保持不变.3)直接由输入与、得到,并且连接只是将误差前向传递到第3层,其本身不修改.精度比较可知,用神经网络辅助的灰色建模要远远优于传统的灰色模型方法.

4 基于人工神经免疫系统应用研究

在人工免疫系统应用是生物必须防御机制与免疫功能的器官、组织、细胞和免疫效应分子及其基因组成通过分布在全身的各类淋巴细胞识别和清除侵入生物体的抗原性异物,可以保护机体抵御病原体、有害的异物以及癌细胞等致病因子的侵害.基于生物的免疫系统是一种高级的智能信息处理控制系统数据[2].而人工免疫系统是模仿免疫系统的一种智能方法,提供噪声忍耐、自组织神经网络结构学习、自组织与记忆神经网络等学习系统,结合分类器、神经网络和机器推理等系统的优点,具有分布式并行处理、自学习、自适应和强鲁棒性和集中式分散处理与分析电力变压器智能诊断故障等优点服务.

5 结束语

基于智能信息与处理电力变压器故障诊断方法来应用电力变压器故障云模型处理、灰色系统理论模型、人工免疫系统等内容的理念和方法.以提高智能信息电力变压器故障诊断方法与灰色神经网络模型预测的应用体系结构,实践证明,基于智能信息处理关键技术在电力变压器故障诊断方法能够有效的排除故障.

参考文献:

篇9

关键词：系统论 复杂系统 整合式设计 模块式设计

引言

在现代科学的整体化和复杂化发展的趋势下，人类在面对巨大的、关系复杂、参数众多的复杂问题面前，就显得无能为力了。固有的传统方法在这些问题面前显得一筹莫展，新兴的系统分析方法却能顺应时代、创造性地为现代复杂问题和任务提供了一种全新的思维方式。系统论作为现代科学的新潮流，在完善自身的同时也促进着各门科学的发展。应用到今天具体的设计中，一方面越来越复杂的设计纷至沓来，另―方面，作为交叉性很强的设计学科本身来说，也应该建立在系统论理论之上，设计对象不应只看成单独个体，而应该从内部、外部以及内外部构成的整体，放置在一个系统中考虑，本文从系统论设计方法为主题，以探究系统论设计的在当下的应用情况和在未来设计方法所占有的地位为目的，其实质意义在于系统论不仅反映了现代科学发展的趋势，反映了现代文化的时代特点，反映了现代社会生活的复杂性，所以它的方法能够得到广泛地应用，故本文希望能从系统论这一整体概念中得出适用于设计中的一般方法和启示。通过比较国内外系统设计的差异与相同点，以及发展现状，试图建立系统论设计方法与其他设计思维方法之间的关系，比如复杂性设计思维方法等。

1、概念界定

一般系统论（General system Theory）是研究复杂系统的一般规律的学科，又称普通系统论。现代科学可按所研究的对象系统的具体形式划分成各门学科，如物理学、化学、生物学、经济学和社会学等；也可按研究方法划分成两大类别，即简单系统理论和复杂系统理论。一般系统论是研究复杂系统理论的学科，着重研究复杂系统的潜在的一般规律。而“系统设计”中“系”指关系、联系，“统”指有机统一，各要素间相互作用，相互依存。所谓系统设计即用设计手段创造单个要素或事物之间的有机联系，就是将设计对象当做一个整体的系统来加以认识和研究，从全局出发，将系统的各个组成部分看做是子系统或要素，并通过整合，将这些子系统或要素置于一个大的外部环境中加以考虑，从而建立起子系统之间的相互联系以及系统与外界环境之间的有机联系。

2、原理阐述

“系统”一词由来已久，在古希腊时期，系统指的是复杂事物的总和。发展至近代，一些科学家和哲学家常用“系统”一词来表示复杂的、具有一定结构的整体。在宏观世界和微观世界，从基本粒子到宇宙、从细胞到人类社会、从动植物到社会组织，无一不是系统的存在方式。近代以来完整地提出系统理论的，则是奥地利的路德维希，冯・贝塔朗菲，他在二十世纪二十年代，贝塔朗菲在研究理论生物学时，用机体论生物学批判并取代了当时的机械论和活力论生物学，建立了有机体系的概念，提出了系统理论的思想。从三十年代末起，贝塔朗菲就开始从有机生物学研究转而建立具有普遍意义和世界观意义的一般系统理论。1945年他发表了《关于一般系统论》，这篇文章可以看作是他创立一般系统论的宣言，研究系统中整体和部分、结构和功能、系统和环境等之间的相互关系、相互作用的理论。而所谓系统思维则是指以系统论为基本思维模式的思维形态，其基本原理包括：

2.1 整体性原理

整体性是系统的最基本的属性，因此应该把系统作为有机的整体来看待。构成系统的各要素虽然具有不同的性能，但它们是根据逻辑统一性的要求而构成的整体。系统不是各要素的简单集合，系统中各单元及其组合必须服从整体的要求，必须以整体观念来协调系统内部的诸单元。

2.2 相关性原理

系统内各单元是相互联系、相互作用、有机地结合在一起的。系统中相互关联的部分或部件形成“部件集”，每个“集”中各部分的特性和行为相互制约、相互影响，这种相关性确定了系统的性质和形态。

在模块化系统中，相关性体现为模块化系统中的链网状的接口系统，如模块之间的机械接口、电气接口、机电接口、各种物理量与电学量的接口、信息接口等；另外，还需考虑模块及系统对环境的接口，如对气候环境、生物与化学环境、机械环境、电磁环境的适应性等；此外，还有模块及系统与人的接口问题。只有充分注意各个接口的协调和匹配性，才能保证系统整体的良好质量及可靠性。

2.3 层次性原理

具有层次性是系统的普遍特性。一个系统可按其功能或结构分成若干层次，即系统由子系统组成，而子系统又由更小的单元或要素组成，如此层层相套。

2.4 动态性原理

物质和运动时密不可分的，各种物质的特性、形态、结构、功能及其规律性，都是通过运动表现出来的，要认识物质首先要研究物质的运动。现实系统一般都是动态系统，系统各要素间及系统与环境间存在物质、能量、信息（如原材料、动力、市场等）的流动。系统不是一成不变的，系统的动态性使其具有生命周期。

2.5 目的性原理

系统具有目的性，系统的目的和要求既是建立系统的根据，也是系统分析的出发点。在建立系统时，首要任务就是确定系统应达到的总目标（目的和要求），以此来确定各子系统的分目标，并为实现总目标而对系统结构及时地加以调控，目标不明确的系统是无实用价值的。

3、国内外研究脉络

3.1 国外系统论设计研究脉络

系统论（或称普通系统论）是由贝塔郎非创立的一门逻辑和数学领域的科学，其目的在于确立适用于一切系统的一般原则。他于1948年出版的《生命问题》一书一般标志系统论的问世。贝塔朗菲提出生物的开放系统理论，为生物进化的自组织系统理论建立开创了先河。之后又有相关学者进行这―方面的研究，其中欧文拉兹洛和布达佩斯俱乐部发表广义进化理论以及建立《广义进化论》、《广义进化论研究》等杂志具有一定的代表性。欧文・拉兹洛在《系统哲学导论》中对于系统哲学从自然系统和社会系统这两方面来进行阐述。他认为，自然系统具有整体性和秩序性，而一个有序的整体是一个非加和系统，其中各种固定的力强加于若干恒定的约束，由此产生一个带有各种可计算的数学参数的结构，整体的概念则与其孤立的各部分特征相反，对于整体概念而言，系统是指整体具有它的各单部分所不具有的特性。因此从这种意义上来说，整体不是其各部分的简单迭加。社会系统中的系统定义则必须有边界，有终止点也有起始点，在社会中，系统可以被说成是仅延伸到在其特定层次上的关系集。

3.2 国内系统论设计研究脉络

国内来说，对于系统论研究得觉早的则是钱学森，他在《创建系统学》―文中，提出出统科学的层次模型，其详细分类如下：

第一层：系统观。次是系统学，它是系统科学的基本理论。这是系统的哲学和方法论的观点，是系统科学通向哲学的桥梁和中介，

第二层：技术科学层次。有运筹学、系统理论、控制论、信息论等，是系统工程的直接理论

第三层：工程技术层次次。系统工程、自动化技术、通信技术等，这是直接改造自然界的；

4、国内外系统论设计应用

4.1 国外系统论设计应用

1972年慕尼黑奥运会的形象设计和图标设计是很好的系统设计典范作品，这套图标是由德国现代设计灵魂人物Otl Aicher携他的团队共同完成，体现了德国的功能主义的核心价值，标志设计明显受到了光效应主义和构成主义的影响，在色彩的运用上特意回避了德国的专色一红与黑，而是用冷静而不乏活力的蓝绿搭配贯穿，其系统设计可以说是瑞士国际风格的最辉煌的代表，每个标志的设计都是建立在系统网格之上，才用模数化单位处理方式。比如其门票设计体现了功能至上和少就是多的设计理念，通过色彩，图表和网格对各类信息进行规范和系统管理。

而现在，系统设计更多地应用在企业形象识别系统设计上，即为CIS，CIS战略一般由三大要素组成：理念识别Mind Identity、活动识别Behavior Identity、视觉识别Visual Identity，三个要素是相互联系的统一整体。三个要素之间具有很好的系统性，企业理念是企业的精神和灵魂。理念就是指企业的经营管理的观念，也是CIS战略的核心。活动识别是企业动态的识别形式，企业的各种活动要充分体现出企业的理念，这样才能塑造出良好的企业形象。视觉识别是企业的静态识别形式，企业的标志、标准色是通过视觉系统将企业的形象传递给大众的。而活动识别和视觉识别只有具备了正确的思想内容，充分反映了企业的精神和理念时才能发挥更大的作用。

4.2 国内系统论设计应用

国内设计在系统化比较成熟的则是家具模块化设计，家具模块化是为了取得最佳效益，从系统观点出发，研究产品或系统的构成形式，用分解和组合的方法，建立模块体系，运用模块组合成产品或系统的过程。家具模块是指能组装成家具产品的、可批量生产的、具有一定功能和接口结构的通用家具零件、部件或组件。家具模块可以单独设计制造，也可以预制储备以供急需，还可以规模生产以降低成本，甚至可由专业厂家制造，成为独立的商品在市场上流通。其本质指在对家具进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列的家具功能模块，通过功能模块的选择与组合构成不同的家具，以满足市场多样化需求的设计方法，是通用模块与专用模块通过标准化的接口组合成家具的设计方法，同时兼有标准化设计、组合化设计，和多样化设计。

5、系统论设计研究内容

系统论是研究系统的一般模式，结构和规律的学问，它研究各种系统的共同特征，用数学方法定量地描述其功能，寻求并确立适用于一切系统的原理、原则和数学模型。系统论认为，整体性、关联性，等级结构性、动态平衡性、时序性等是所有系统的共同的基本特征。这些既是系统所具有的基本思想观点，也是系统方法的基本原则，这就表现了系统论不仅是反映客观规律的科学理论，而且是具有科学方法论含义的理论，这正是系统论这门科学的特点。系统论反映了现代科学发展的趋势，反映了现代的时代特点，反映了现代社会生活的复杂性，所以它的方法能够得到广泛地应用。系统论不仅为现代科学的发展提供了方法，而且也为解决现代社会中的政治、经济、军事、科学、文化等等方面的各种复杂问题提供了方法论的基础，系统观念已渗透到每个领域。而系统论的基本思想方法，就是把所研究和处理的对象，当作一个系统，分析系统的结构和功能，研究系统、要素、环境三者的相互关系和变动的规律性，并用优化系统观点来看问题。事实上，系统论可以应用到各个研究对象，因为事物都存在着普遍的联系，所以系统论自然也可以用于设计。于是所谓的系统论设计内容便可以定义为：研究设计整个系统、整个系统中的设计基本元素、以及设计物所处的社会和自然大环境。其体系结构分为可分为整合式结构和模块式结构。

整合式产品体系结构可以定义为整合多种功能组件的一个整体产品物理结构，这种定义同时也表明，这一类型的产品个体往往能够执行多种功能。这时，产品整体发挥了功能系统的作用，各部件间是功能共通状态，换言之，产品的某两个元件在它们的界面上存在相互间的作用和交融。其应用对象往往是成本高产品，因为这些产品一般不需要通过采用其他产品标准配件的方式来降低本身的成本。正是因为这种方式，产品的每一部分都必须经过精心设计，使其符合组装的精确要求并利于整体功能的发挥。

产品模块化可以定义为复合产品的结构单元，它们与功能体系中的功能分支或节点相对应。模块化产品大致可以定义为由不同的结构件或模块共同构成，发挥整体功能效用的机器、组件或元件。其优势往往体现在后期的加工制造过程中，正是由于这一点，在初期设计阶段却往往容易忽略，在设计开发过程中，我们往往会发现产品的某个单元具有更多的潜在用途，而将这些用途加以利用之后，能够加速产品的研发过程并降低成本。

6、理论优劣分析

系统论把结构方法和历史方法、矛盾分析方法和系统分析方法统一起来，从而也为人们认识客体及其运动的发展开辟了新的道路。它改变了主体的思维方法，给整个方法论带来了深刻的革命性变化。它使人们的研究方式，从以个体为中心过渡到以系统为中心，从单值的过渡到多值的，从线性的过渡到非线性的，从单一测度的过渡到多测度的，从主要研究横向关系过渡到综合研究的纵横向关系。这些变化，不仅改变了科学和世界的图景，改变了科学知识体系，改变了社会的结构，同样也引起了主体世界观和方法论的深刻质变。

同时系统论设计思维方式在当今日益复杂化的“人-社会-自然”的系统关系中具有重要的现实意义。首先能够更好地维护生态平衡，其次，可以保证产品功能意义实现。最后，系统设计是形成产品的有效方式。它能对产品的最终形式作出有限界定，有利于创造多样化的设计方案，在多种方案之间通过系统综合和优化，寻求最佳方案，这是形成新产品的有效方式。而系统论设计的劣势则在于不太关注整个系统内部的各个组成个人，可能会因为太过关注整个设计系统，或系统所处的外部环境而忽视了内部单体的关注，对于单体的细节设计考虑有所欠缺。

7、系统论设计与其他设计思维的联系

莫兰认为系统论超越了还原论，复杂性理论又超越了系统论，它们代表着科学方法论依次达到的三个梯级。复杂适应系统的基本思想：复杂适应系统理论的核心是适应产生复杂性。复杂系统中的成员被称为有适应性的主体。所谓具有适应性是指它能够与环境以及其他主体进行交互作用。主体在这种持续不断的交互作用的过程中，不断地“学习”或者“积累经验”，并且根据学习到的经验改变自身结构和行为方式。整个宏观系统的演变或进化，包括新层次的产生，分化和多样性的出现，新的、聚合而成的、更大的主体的出现等等，都是在这个基础上逐步派生出来的。同时钱学森先生也在著作创建系统学中所提到的系统与复杂性存在着以下关系：

他还认为所谓的开放的复杂巨系统是指子系统众多并有层次结构，子系统之间关系复杂，并且与环境连通的系统。这是钱学森探索复杂性的中心概念。所谓特殊的复杂巨系统是指以人为主体构成的开放的复杂巨系统。

南非哲学家保罗・西利亚斯认为系统本生就分为“复合”系统和“复杂”系统两种系统类型，所谓的“复合”系统是指：一个系统尽管它可以是由极其大量组分构成，但倘若可从其个体组成而获得关系系统的某种完整描述，那这样的系统仅仅就是复合的，喷气式飞机和计算机就是复合的。另―方面，系统组成之间、系统与环境之间具有相互作用的叫做复杂系统，这种作为一个整体的系统是不可能通过分析其组分得到完全理解。而且，这样的一些关系并非固定不变的，而是流动着、变化着的。

事实上，通过以上的分析和归纳，基本上系统性与复杂性存在着以下关系：

（1）复杂性是来源于系统中，存在一定的归属关系，属于一种复杂巨系统，而其殊复杂系统则是社会系统，同时又是现今系统论设计方法所关注的最基本点，任何设计方法或者思维脱离了社会系统这个大前提都是毫无意义的，所以系统论设计应关注本身内在的复杂系统。

（2）复杂性思维方式不仅来源于系统论，并且在此基础上有了自己的发展，它超越了系统论，变得更多样和不可控。

（3）现存的系统设计在整合式结构与模块化结构上关注得比较多，而在复杂系统中则提到系统组成之间、系统与环境都存在着相互作用关系，虽然系统论设计中也有提及，但其并没有从复杂系统的层面来考虑。只有在系统论设计的基础结构上，结合复杂性层面的思想，让系统设计组成更加流动和变化，具有自适应环境的特性，系统论设计方法才能发挥其最大优势。

篇10

关键词：灰色系统；关联度；预测模型

灰色系统理论(Grey Theory)，又称灰色系统。是指既有已知信息又含未知信息的系统，是研究分析、建模、预测、决策和控制的理论。20世纪80年代初，该理论由我国邓聚龙教授提出，他认为系统内部特性确知的为白色系统，内部特性未知的为黑色系统，内部特性部分确知、部分未知的为灰色系统，灰色系统指相对于一定的认识层次，关于系统内部的信息部分已知、部分未知，既信息不完金。系统内部的信息是指关于系统因素的信息，关于系统结构的信息和关于系统作用原理的信息。目前该理论已经广泛应用于农业、经济、医疗、生态、水利、气象、地质、军事、文化、交通、管理、工业控制等几十个领域。下面介绍一些在工程上的一些应用，简述灰色系统理论的现状研究。

秦文权、王星华，雷金山、王俊辉将灰色理论应用于填石路堤沉降的预测中。能满足工程的要求。山区高速公路修建过程中，大量采用填石路基。填石路基的变形可分为两部分：一部分为瞬间变形即加荷以后立即发生的变形。另一部分为在较长的时间内持续发展的变形，反映出堆石变形具有蠕变性质。这两部分变形各自遵循不同的规律，由于沉降过程较长且变化过程较为复杂。沉降结果往往较难预测。因此，秦文权教授等，结合河南省洛阳至南阳高速公路分水岭至南阳段填石路堤沉降监测资料，对填石路堤沉降随时间的变化过程作了简要分析。在此基础上，建立了适合路堤沉降预测的GM(1，1)沉降预估模型及其参差模型。并应用于该公路路堤沉降的预测，与实测数据对比，有较高的精度。结论：①基于填石路堤的变形特点，采用负指数曲线拟合路基沉降一时间关系，其与沉降的变化趋势吻合较好，从而证实了应用灰色系统理论预测填石路基沉降的可行性。②以灰色系统GM(1，1)模型为原型，运用最小二乘法优化模型参数后，与原模型相比。优化模型预测精度会有显著提高。③由于沉降的观测历时较长，加上外界条件的复杂多变性，需要对预测模型不断增加新信息，剔除旧信息，充分利用反映系统的最新信息进行动态预测，将会使灰色系统理论模型达到更佳的预测效果。

李清富、张江威建议了一种改进的灰色关联夯析法在结构损伤识别中的应用，使得计算结果更符合实际。结构的损伤识别是一个十分复杂的问题。目前结构损伤识别的一个常用的方法是利用结构的振动响应和系统动态特性来分析、推断结构的状态。由于影响结构振动响应的因素众多，各因素之间以及各因素与振动参数之间的关系复杂。并且结构的损伤程度大小与各振动参数之间很难建立确定的数学关系。因此，结构的损伤识别问题可视为一个典型的“灰色系统问题”，可运用灰色系统理论来研究。基本思想为拟以完好结构的动态响应序列为原始序列，以实测现有结构的动态响应序列为比较序列，通过计算两者之间的关联度来分析诊断现有结构的损伤程度。邓氏灰关联度计算仅为一个相对值，并不具有唯一性，而该作者提出绝对关联度的计算，即按照序列曲线变化态势的接近程度来计算关联度。选用频率作为特征参数，取简支矩形钢粱模型作验证，L=800mm，b=10mm，h=60mm，分别用改进前及改进后的方法进行灰关联分析，并与该梁的实际损伤结果作对比，分析结果与实际的情况吻合良好。即随着计算关联度的减小，损伤程度或可能性逐渐变大。而且经对比，利用该方法，可以方便地识别结构是否出现损伤，并能定性的给出损伤程度的大小，改进后方法的预测效果更符合实际。

尹科、李广平将灰色系统理论运用于强夯地基检测中，用平板载荷试验检测强夯地基，通常因为平板载荷试验未压至破坏，而不易较准确的确定地基承载力特征值。尹科等运用灰色系统理论的GM(1，1)预测模型，对强夯地基平板载荷试验的P-S曲线进行了预测分析，以确定强夯地基承载力特征值。对今后强夯地基承载力检测方法及评判标准的改进与完善，具有参考意义。通常乎板载荷试验承载力特征值的确定方法有3种：比例界限荷载值法、极限荷载值法、相对变形控制法。然而这3种方法对于强夯地基具体情况在实际检测中将遇到难以评判情况。地基承载力与沉降关系非常复杂，难以全面准确的确定，可以用灰色系统理论来分析预测。结果其预测结果与实际工程相比较，模型预测符合精度要求，能用于该工程预测。结论：(1)灰色理论用于外推承载力或预测地基极限承载力是可行的，且具有较高的预测精度，从而使过去的大量荷载结果得以利用。(2)对于强夯地基平板载荷试验当加载到未出现按相对变形控制法确定所需的沉降时。可以用灰色系统理论进行外推预测承载力，然后按相对变形控制法确定承载力特征值。(3)对于强夯地基平板载荷试验可以按相对变形控制法确定承载力特征值时，也可以用灰色系统理论进行预测地基极限承载力，按极限荷载值法确定，然后取两者小值作为特征值。