开放复杂巨系统

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1、开放复杂巨系统,王欢欢 22012070436,开放复杂巨系统,1,钱学森,科研之路：钱老在开创我国航天事业的过程中，同时也开创了一套既有中国特色又有普遍科学意义的系统工程管理方法与技术。航天系统工程的成功时间，证明了系统工程的理论与方法的科学性和有效性，他不仅使用于自然工程，同样适用于社会工程。钱老不仅善于各学科，各领域吸收营养来构建系统科学。从系统科学的角度和综合集成丝线过去思考一些科学和领域的发展，从而提出了新的科学和新的领域。,2,创建,开放的复杂巨系统的概念是我国著名科学家钱学森院士于80年代末总结和提炼出来的。 开放复杂巨系统存在于自然界、人自身以及人类社会中。 巨系统 复杂巨系统

2、 开放复杂巨系统,3,contents,4,1.系统的分类,5,系统的分类,系统 系统是由相互作用相互依赖的若干组成部分结合而成的，具有特定功能的有机整体，而且这个有机整体又是它从属的更大系统的组成部分。 系统科学 以系统为研究和应用对象的科学，在系统在自然界和人类社会中是普遍存在的。,6,系统的分类,7,大系统和巨系统什么区别,系统的分类,复杂性,开放性,8,2.开放复杂巨系统,9,开放的复杂巨系统定义,如果子系统种类很多并有层次结构，他们之间关联关系又很复杂，这就是复杂巨系统。如果这个系统又是开放的，就是开放复杂巨系统。 例如：人脑系统,开放复杂巨系统的条件 子系统种类多 子系统关系复杂

3、层次结构 开放性,10,开放复杂巨系统的特点,巨：子系统数量多 复杂性 层次结构 开放性,11,开放复杂巨系统的特点,复杂性 系统的子系统间可以有各种方式的通讯 子系统种类多，各有其定性模型 各子系统中的知识表达不同，以各种方式获取知识 系统中子系统的层次结构随着系统的演变会有变化，所以系统的结构是不断变化的。,12,开放复杂巨系统的特点,层次结构所谓的层次是指从我们已经认识的比较清楚地子系统到我们可以宏观观测的整个系统之间的系统结构的层次。开放复杂巨系统的层次结构从可观测的整体系统到子系统，层次很多，中间的层次又不认识，甚至连有几个层次不清楚。,13,开放复杂巨系统的特点,开放性：系统与外界

4、有能量、信息或物质的交换 具体说明 系统与系统中的子系统分别与外界有各种信息交换 系统中的各子系统通过学习获取知识,14,实例1:地理系统,地球表层中所有地理要素构成的时间、空间动态整体。 分为自然地理系统和人文地理系统 指各自然地理要素通过能量流、物质流和信息流的作用结合而成的，具有一定结构和功能的整体，即一个动态的多等级开放系统-百度百科,15,实例1:地理系统,开放性：跟系统之外有挂念，有交往，既有能量、物质的交换，又有信息的交换。 地表层，接受从地球以外传来的光和其他各种波长的电磁波 从地表层辐射红外线，光和电磁波 巨系统：子系统数量多 复杂性：子系统种类多，人、植物、矿产等等；内部结

5、构层次，结构多变。,16,3.开放复杂巨系统的研究方法,17,系统的研究方法,简单系统 实例：测量仪器、或者一个工厂 研究方法：从子系统相互之间的作用出发，直接综合成全系统的运动功能。 简单巨系统 实例：激光系统 研究方法：耗散结构理论、协同学,18,系统的研究方法,开放复杂巨系统 错误的研究方法： 对策论（运筹学） 系统动力学、自组织理论 宇宙全息统一论,19,系统的研究方法,正确的方法 定性定量相结合的综合集成方法 其实质就是将专家群体、数据和各种信息与计算机技术有机结合起来，把各种学科的科学理论和人的经验知识结合起来。 定性：专家群体提出的假设。 定量：通过大量数据在系统中进行反复的实验

6、，得出的结论就是定量的。,20,系统的研究方法-知识补充,系统仿真： 系统仿真（system simulation），就是根据系统分析的目的，在分析系统各要素性质及其相互关系的基础上，建立能描述系统结构或行为过程的、且具有一定逻辑关系或数量关系的仿真模型，据此进行试验或定量分析，以获得正确决策所需的各种信息。 是一个理想化的环境，系统仿真的基本方法是建立系统的结构模型和量化分析模型，并将其转换为适合在计算机上编程的仿真模型，然后对模型进行仿真实验。,21,系统的研究方法,方法步骤：第一步：由各个学科专家、管理专家、系统工程专家等依据他们所掌握的科学理论、经验知识和对实际问题的了解，共同对多研究

7、的系统进行研究讨论。结果：明确问题症结，对解决问题的途径和方法做出定性判断（经验性假设），根据系统思想和观点把上述问题纳入系统框架，界定系统边界，明确系统状态变量、环境变量和输入变量。,22,系统的研究方法,第二步：根据第一步的结果，确定系统建模思想，模型要求和功能。有了系统模型，再借助计算机就可以模拟系统和功能，进行系统仿真。结果：得到一个用计算机模拟实际系统的模型。第三步：通过系统仿真可以研究系统在不同输入下的反应。系统的动态特征以及未来行为的预测等等，这是系统分析。结果：得到最优、次优或满意的结论。,23,系统的研究方法,24,实例2：社会系统（特殊的复杂巨系统？）,马克思社会形态概念,

8、马克思的社会主义文明建设就是将三种文化建设协调发展,25,实例2：社会系统,根据系统工程的定义：,社会系统工程：三个子系统之间以及社会系统与其环境之间协调发展的组织管理技术。,以社会系统工程中经济系统工程为例分析定性定量总和集成技术,26,实例2：社会系统,“财政补贴、价格、工资综合研究” 背景：1979年以来，由于实行农副产品超购加价和收购提价的政策，提高农民收入，但产品价格没有得到相应的调整。结果随着农业的连年丰收，对超量的农产品进行回收的越来越多，给国家财政抬来了沉重的负担。导致财政赤字。最终造成极不正常的经济状态。,27,实例2：社会系统,“财政补贴、价格、工资综合研究” 问题分析：,

9、经济状态不平衡，不正常,28,实例2：社会系统,“财政补贴、价格、工资综合研究” 问题分析： 若只调价格，物价水平上涨，势必会影响到人民生活水平。 利用价格、工资这两个杠杆减少或取消财政补贴。,29,实例2：社会系统,30,实例2：人体系统,去看病：专家对问题的分析 开药：一种假设 三天后不管用在来看：大量数据实验 结果：病好了 总结方法： 其实质就是将专家群体、数据和各种信息与计算机技术有机结合起来，把各种学科的科学理论和人的经验知识结合起来。,31,系统的研究方法,正确的方法 大成智慧学即“从定性到定量综合集成研讨厅”，是把今天世界上成千百万人的聪明才智和已经不在世的古人的指挥都综合起来。

10、这里所说的“厅”是指由高速信息网络、现代化的通信设备即计算机的软硬件构成的，是人们共同讨论与解决问题时有身临其境之感的“临境”技术环境。这种方法的精髓就是把人的“心智”和机器的“智能”两者结合起来。给系统与智能系统的研究带来根本性的转折。,32,开放复杂巨系统研究的意义,根据开放的复杂巨系统的复杂机制和变量众多的特点，把定性研究和定量研究有机的结合起来，从多方面的定性认识上升到定量的认识 由于系统的复杂性，要把科学理论和经验知识结合起来，把人对客观事物的星星点点知识综合集中起来，解决问题。 根据系统思想，把多种学科结合起来进行研究 根据复杂巨系统的层次结构，把宏观研究和微观研究统一起来。,33,34,谢谢,大系统和巨系统的区别,实例： 大系统：一个工厂 巨系统：激光系统 区别： 大系统理论中规定了系统结构 巨系统的结构是自组织的，所以自组织是系统学的核心。,35,