复杂社会-技术系统

复杂社会-技术系统（共6篇）

复杂社会-技术系统 篇1

摘要：随着现代科学技术的发展, 在各类工程以及机械中所使用的液压控制系统也越来越复杂, 复杂的液压控制系统在应用中表现出高性能, 但是故障种类也逐渐增多, 故障的诊断也成为难点, 这也促使着传统的诊断技术方法逐渐向现代智能化故障诊断方法发展。笔者对智能信息技术在复杂液压控制系统诊断中的应用进行了探讨, 对各种诊断方法进行了理论和应用相结合的介绍分析, 并结合智能信息技术在复杂液压控制系统诊断中的应用提出了该技术在今后发展时需要把握的方向, 旨在通过本文的研究, 为智能信息技术在该领域的应用以及自身的技术发展方面提供有益的指导, 促进技术的升级和提升应用效果。

关键词：智能信息技术,液压控制系统,故障诊断

0 引言

现代液压设备的精密性越来越强, 组成控制系统的装置配件以及系统的回路等都越来越复杂, 在控制系统运行中, 各装置元件的运转一般无法直接从外部观察诊断是否存在故障, 或者对于已经发生故障的液压控制系统也无法从外部观察和检查中诊断出故障, 那么诊断复杂液压控制系统的故障就必须通过现代智能信息技术的应用, 智能信息技术的应用能够准确、快速的诊断出故障, 具有技术上的先进性, 因此加强对智能信息技术在复杂液压控制系统诊断应用中的认识也是十分必要的。

1 智能信息技术与复杂液压控制系统故障诊断概况

1.1 智能信息技术

智能信息技术也叫人工智能信息技术, 在复杂液压控制系统诊断中应用的智能信息技术包含计算机技术、传感技术等先进技术, 对复杂液压控制系统能够实现网络式的智能诊断。尤其是计算机技术、传感技术在近年来获得快速的发展, 也促进了智能信息技术的进步, 在复杂液压控制系统故障诊断中的应用取得了显著的效果, 同时也形成了与复杂液压控制系统相结合的故障诊断新方法, 例如神经网络技术、信息融合技术原理等。总的来说智能信息技术就是用现代信息处理技术和智能控制理论对系统运行进行检测、分析和故障诊断的过程。

1.2 复杂液压控制系统故障诊断

液压控制系统的改进也形成了技术上的复杂性, 包括液压元件的精密性以及对运行条件和运行环境的要求也复杂化, 而运行中各种因素的影响也使得复杂液压控制系统的故障时有发生, 各类故障呈现出多样化的趋势, 应用传统的故障诊断技术难以进行识别和处理。无论是专家对系统的故障诊断还是使用专门的仪器进行故障诊断, 都存在着一定的局限性, 因此应用现代智能信息技术是复杂液压控制系统故障诊断的最新出路。

当前所指的复杂液压控制系统主要就是指电液控制系统, 该系统的故障诊断过程是研究诊断技术应用的基础, 理论上电液控制系统的故障诊断包括三个步骤:一是对电液控制系统运行中的特征信号进行检测, 识别存在异样的信号进行故障分析判断;二是根据异样信号结合系统运行的其他信息进行综合分析, 锁定故障源;三是根据锁定的故障源进行故障的处理。

2 智能信息技术在复杂液压控制系统故障诊断中的应用方法

上文提到复杂液压控制系统实际上指的就是电液压控制系统, 电液压控制系统的复杂性相应的表现为智能化水平提高, 从这一点来说也需要应用智能故障诊断技术的应用。本文所论述的智能信息技术是各种智能技术方法的综合应用, 以下笔者结合实践应用对其中几项重要的应用方法进行介绍。

2.1 专家系统智能诊断方法

专家系统智能诊断方法实际上是利用专家的知识信息进行故障诊断的一种方法, 该方法的应用在实践中通常有两种形式, 一种是狭义上的专家系统智能诊断, 另一种是基于膜识别的专家系统智能诊断方法, 是一种对电液压控制系统静态的故障诊断方法。实践中应用较多的是狭义上的专家系统智能诊断方法, 此种方法是依靠专家所具有的专业知识对电液压控制系统的运行进行故障诊断, 该智能诊断需要以专家只是作为数据库, 经过系统所构建的推理机制和决策机制实现对故障的分析和判断, 相比专家人工故障诊断具有快速高效的特点, 但是也存在着一些不足, 包括在专家知识库方面知识的获得存在限制, 推理机制中也只能应用简单的成熟的推理方法, 因此实践中对此种方法的应用还是十分有限的。

2.2 故障树为基础的故障诊断方法

故障树为基础的故障诊断方法利用的是图形演绎方法, 将复杂液压控制系统中的故障与可能引起该故障的原因以图形的方式展现, 有利于直观的观察系统的故障可能性, 因为从因果关系判断故障是最具可靠性的。同时这一图形展现只是作为基础, 故障诊断以此为基础进行更加精确的分析测算, 一定能够得出准确的故障定位。

2.3 人工神经网络故障诊断方法

人工神经网络以其诸多的优势在很多技术领域都有应用, 经过实践应用表现出现出显著的适应性、容错性等实用特征, 因此也被引入到复杂液压控制系统诊断中, 尤其是在系统出现多故障、过程中不同环节点、突发性以及复杂性的故障诊断中表现突出。人工神经网络中的多层感知器BP算法, 能够在复杂液压控制系统的故障诊断中通过在线检测的方法计算出信号和数据, 对于故障识别判断具有重要的作用。

2.4 信息融合技术故障诊断方法

复杂液压控制系统本身就存在着技术系统的复杂性特点, 加之设备运行环境存在较大的差异, 因此在进行故障诊断时往往存在较大的难度, 因为作为诊断依据的许多信息数据都是不确定的。例如设备运行准则中条件的不确定、运行过程中发生的不确定事件、某些运行准则本身的有效性的不确定、推理时间的不确定以及一些数据上的不确定等等, 都会影响到故障诊断。针对不确定因素采用信息融合技术原理将多项信息进行综合应用分析, 能够处理以上所列举的各种不确定因素, 因此该方法具有其独特的优势。

信息融合技术在诊断复杂液压控制系统故障的方法中利用的最主要的就是多传感器, 多传感器能够从复杂液压控制系统中的各装置元件中获取设备运行的信号并对其特征进行筛选分析, 通过一次性的过程就能够对故障进行评估诊断, 具有高效性。

3 复杂液压控制系统故障诊断应用中智能信息技术的发展

智能信息技术是复杂液压控制系统故障诊断中的重点技术, 对该技术的应用要以技术发展为基础不断扩大和深入应用。笔者认为在智能信息技术要从以下几个方面促进发展:

第一, 继续研究对整个复杂液压控制系统的故障诊断技术方法, 将对单一设备元件的故障诊断分析方法进行整合, 形成整体性的智能信息技术应用到复杂液压控制系统故障诊断中;

第二, 对智能信息技术中的传感器进行不断的研究和改进, 在以上所述的智能信息技术应用方法中, 无论是专家系统、人工神经网络方法、信息融合技术等都要依靠传感器的应用, 因此有必要对传感器进行进一步的研究改进, 以提高故障诊断的准确性和高效性;

第三, 探索网络化诊断方法以及远程诊断方法的应用, 计算机技术的应用是一种先驱, 网路技术的应用更具有智能化的价值, 笔者认为在网络化的应用下能够实现多专家和多系统的共同应用, 对于提高故障诊断的效率和效用都是具有至关重要的意义的。

第四, 对复杂液压控制系统的故障诊断还要积极的开发应用软件, 加强对软件技术开发的研究, 争取开发出一套适用于多种类系统的软件, 降改变故障诊断当前高成本的现状。

4 结论

科学在发展, 技术在进步, 液压控制系统本身还在不断的发展, 对于系统的故障诊断技术也应当引起高度的重视, 只有科学、准确、高效的查明故障并进行处理, 才能保障系统的顺利进行, 才能保证生产。本文所分析的智能信息技术在复杂液压控制系统故障诊断中的应用是先进技术的代表, 但同时也都存在一定的局限性, 今后还要通过技术改进和新技术研究来提高故障诊断的水平。

参考文献

[1]王道平, 张义忠.故障智能诊断系统的理论与方法[M].北京:冶金工业出版社, 2010:80.

[2]石红雁, 许纯新, 瞿爱琴.液压系统故障诊断的高阶统计量-模糊神经网络法[J].农业机械学报, 2003 (5) :72.

复杂社会-技术系统 篇2

社会管理是一项庞大而复杂的系统工程。深入推进社会管理创新，必须与促进经济社会协调发展，加强和谐社会建设、社区建设，认真解决好民计民生问题等相结合，从影响和谐稳定和民计民生的源头性、根本性、基础性问题入手，找准切入点和创新点，从而使社会管理创新取得突破性进展。对此，要着力抓好六个方面的创新。

(一)社会和谐稳定的创新。有效化解社会矛盾是加强社会建设、推进社会管理创新的重要基础性工作。和谐社会与社区建设的过程，也是一个不断化解社会矛盾、不断促进社会和谐的过程。因此，在社会矛盾凸显期，要把以人为本、服务为先贯穿于社会管理之中，畅通诉求表达渠道，广泛听取群众意愿，有针对性地为群众排忧解难。目前，在许多地区和部门都相应建立健全了一些行之有效的工作方法，如建立乡镇和社区(村)的综治信访服务中心(站)、群众诉求接待站、社情民意互动平台、走访居民制度、各级领导干部下访接访制度以及把人民调解、行政调解、司法调解结合起来，构建“大调解”工作格局，实现“小问题不出社区(村)，一般问题不出乡镇，疑难问题不上交”的目标。建立完善法律服务制度，发挥街镇(社区)法庭、检察室、司法所和法律工作者、人民调解志愿者的作用，深入开展普法宣传、法制教育、法律咨询、信访代理、法律援助和心理疏导等活动，严 格规范各类执法行为，促进公开、公正、廉洁、文明执法，积极倡导居民学法、知法、懂法、守法、用法，引导居民以理性合法的形式表达诉求，解决问题，努力把各类社会矛盾化解在基层、化解在萌芽状态。

(二)社会人员服务管理的创新。以人为本，是科学发展观的本质和核心。对流动人口的服务与管理，要探索建立“以证管人、以房管人、以业管人”的服务管理新模式，建立完善街乡镇流动人口服务管理机构，实行“一站式”、“全程式”服务，做到统一信息采集，统一组织管理，统一提供服务，准确登记流动人口的各类信息、出租房屋信息、就业就学信息，建立一证查询或信息查询制度。以方便、快捷、周到的人性化“一条龙”服务为载体，构建起流动人口居住、就业、就学、就医、养老以及精神、物质、文化、法律需求的常态化、动态式服务管理平台。进一步做好社区矫正工作，加强对社区服刑人员的教育矫正、监管管理和帮困扶助。要以有效减少重新违法犯罪、维护社会稳定为首要标准，做好刑释解教人员安置帮教工作，建立刑释解教人员与家庭、组织相互衔接的责任制，着力抓好管理有序、生活保障、帮扶到位、教育转化的功能，落实安置政策，使他们顺利回归社会，不再重新犯罪。社区组织还要关注、关心社会闲散青少年和一些特殊人群的教育帮扶、引导，解决好他们的就学、就业和安置问题，注重对他们的心理疏导，给他们以更多的关爱和 帮助。

(三)社会治安综合治理的创新。民安是民生的基础，没有民安就没有民生。要以人民群众“安居乐业”为着眼点，以人民群众安全感、幸福感和满意度为标准，深入实施“平安天津”建设，加强社会治安综合治理，构筑从城市一直延伸到社区(村)的全方位、宽领域、多层次的社会治安防控体系。着力完善警民结合、打防控一体化、群防群治的社会治安、社区平安的长效机制。完善突发公共事件应急联动指挥机制和棋格化布警机制，一旦发现警情，做到发现得早、防范得住、控制得好、处置得快。加强社会治安综合治理，要注重解决人民群众最关心、最关注的热点难点问题以及危害人民群众人身财产安全的突出问题。如，加大对城中村、城乡接合部和重点地区、繁华地段的治安乱点整治力度。重点打击入室盗窃、偷盗自行车、抢劫财物、危害民众安宁的违法犯罪、扰乱治安、干扰民生的行为，努力构建打防管控结合、人防物防技防结合的治安防控体系，做到管理无盲区，防控无死角，治安无乱点。大力推进交通组织体系化建设、交通管理法治化建设、交通设施标准化建设、交通指挥信息化建设，确保城市道路畅通，群众出行方便。一座城市的安全，消防安全十分重要，应切实把消防管理抓紧抓实，加强日常消防教育和检查，提升消防应急处置水平，确保城市无大火、无大灾。(四)网络虚拟社会建设管理的创新。按照公开管理、依法管理、主动管理的原则，综合运用法律的、行政的、经济的、教育的、技术的等手段，加强对网络虚拟社会的建设与管理，最大限度地发挥网络积极作用，最大限度地遏制网络消极影响。进一步健全网上综合防控体系，把网上防范控制与网下落地查处结合起来，严厉打击网上违法行为以及利用网络实施诈骗、盗窃和黄赌毒等犯罪活动，切实防止网上非法活动演变为现实社会危害，以更好地保护人民权益，维护网上秩序，净化网络环境，促进网络虚拟社会的健康发展。

(五)社会组织管理服务的创新。新经济组织、新社会组织是构建和谐社会不可缺少的重要力量。要坚持培育发展与监督管理并重，提升功能与发挥作用并举，使其在健康向上、聚人心促和谐上发挥积极作用。因此，要努力探索“两新组织”管理服务的体制机制和有效办法，真正把社会建设和社会管理创新延伸到“两新组织”，确保其依法、有序、健康开展活动。同时，要继续深化对“两新组织”管理服务规律特点的研究，如建立健全党的基层组织，完善以登记、审批、监督、管理、服务为主要内容的社会组织管理服务体系，并有针对性地组织好实施。

(六)基层基础工作的创新。推进社会建设和社会管理创新，最根本的在于抓好基层、打好基础。要以健全完善街乡镇综治信访服务中心和社区(村)综治信访服务站为抓手，整 合资源，形成“一站式”、“一条龙”的服务平台，集中办理老百姓的合理诉求，困难群体的帮扶和人民群众日常工作和生活中遇到的急事、难事。综治信访服务中心要准确掌握社情民意，及时把握社会动态，通过议事例会、集中会办、协调会办、情况通报、督查督办、应急处置、台账资料、检查考核等制度，使综治信访服务中心(站)规范化、经常化、制度化。社区(村)综治信访服务站要与社区警务室、社区法庭、人民调解、帮扶解困、物业管理、环卫管理以及治保会、义务巡逻队、平安志愿者搞好协调配合，形成整体合力。综治信访服务中心(站)，应紧紧依靠街乡镇和社区(村)党组织的领导，充分发挥群防群治群建作用，努力创建和谐街镇、和谐社区品牌，尤其是在加强平安社区保障、矛盾调解、社会救助、社会养老、就业保障、普法教育、便民服务、计划生育、医疗卫生、社区文化、物业管理等社会管理创新中取得实实在在的成效。创新物业管理模式，提升物业管理水平。社区建设中还要满足人民群众对文化生活的新要求新期待，组织开展经常性的社区文化体育活动，更好地调动和发挥居民的积极性、主动性和创造性，通过民众的广泛参与，构建整个社区和谐的良好氛围。

深入推进社会管理创新 落实措施

深入推进社会管理创新，关键在领导，基础在基层，根本在落实。因此，要切实加强组织领导，强化目标责任，精心规划项目，突出实践特色，狠抓工作落实，务求取得实效。

(一)要在深化认识、加强领导上抓落实。加强社区建设、推进社会管理创新，是一项长期而紧迫的任务。我们的各级领导要增强大局意识、政治意识和责任意识，切实把加强社会建设、创新社会管理摆上党政领导班子的重要议事日程，摆到与抓经济发展同等重要的位置。社会管理创新要纳入本地区、本部门经济和社会发展的总体规划，做到与经济建设同规划、同部署、同检查、同落实。党政一把手应担负起社会建设和社会管理的第一责任，亲自抓，带头管，真抓实干，确保社会管理创新各项工作落到实处。

(二)要在制订规划、强化责任上抓落实。社会管理创新要紧密结合各自实际，制定出较为完善的社会管理创新的总体规划。同时，明确目标责任，把任务分解细化，落实到岗位、量化到人员，并建立健全工作责任制度和讲评考核制度，确保每项工作的职责任务落实到位，形成一级抓一级、层层抓落实的工作格局。

(三)要在以点带面、指导推动上抓落实。要注重发现和总结工作中形成的好经验好做法，抓出一批先进典型，推出一批各具特色、高质量高水平的示范区、示范街镇和社区(村)示范点，以此把社会管理创新覆盖到全局，延伸到各个角落。要切实加强对街乡镇和社区(村)特别是工作开展较差地区和单位的指导推动，强化社会管理创新各项措施落实情况的跟踪调研，及时研究解决他们在工作中遇到的难点问题，推动社会管理创新的整体协调发展。

(四)要在深入调研、创新招法上抓落实。经济社会的不断发展，要求社会建设和社会管理必须与时俱进。因此，要不断研究新情况，解决新问题。要在创新管理理念、创新管理模式、健全管理机制、破解管理难题上下功夫、用气力，进一步解放思想，开阔视野，勇于探索，大胆实践，不断加强对社会管理的调查研究，掌握社情民意，分析社会矛盾，深入推进社会管理创新。同时，要认真学习借鉴国内外的好经验好做法，创造性地开展工作。

(五)要在政策支持、工作保障上抓落实。社会管理创新是全社会的责任，需要上下左右齐抓共管。因此，各地区、各部门都应按照所承担的职责任务和工作实际状况，切实加大社会管理创新的政策支持和工作保障力度。政法综治部门作为社会管理的主力军，尤其对街乡镇和社区(村)综治信访服务中心(站)的建设，加强日常管理和指导。同时，要在机构设置、人员编制、办公条件以及经费保障上给予支持，以保证社会管理创新的深入推进。

(六)要在整体推进、夯实基础上抓落实。新时期推进社 会管理创新的工作任务非常明确，当前，要下力量把思路变成规划、把规划变成项目、把项目变成成果。既要突出重点，深入推进社会管理创新；又要以典型引路，整体推进。在实施社会管理项目规划中，要统筹抓好服务全市经济社会发展、维护国家安全和社会稳定、推进司法体制和工作机制改革等各项工作，推动政法综治工作整体水平的提高，开创政法综治各项工作新局面。同时，要着手研究建立长效机制，把社会建设纳入“十二五”规划。

(七)要在完善机制、监督考核上抓落实。要围绕不同时期社会建设和社会管理提出的目标任务，从完善体制机制入手，建立健全各项工作制度、规范工作标准、明确达标要求，并将社会建设和社会管理创新纳入本地区、本部门、本单位领导班子和领导干部的考核中，作为社会治安综合治理责任制和综治考评的重要内容。同时，综合运用多种督查手段，建立督查、评查机制。对基层工作的考核，要采取定期督查、随机抽查和跟踪检查等办法，通过半年一巡查、一年一考核、日常互学互促和互查互评等活动，加强对社会管理创新的过程管理，并及时发现和有效解决工作中存在的问题。

复杂社会-技术系统 篇3

摘要：新创企业的发展需要创新，而创新包括技术创新和商业模式创新，新创企业在发展到一定阶段后往往需要技术创新与商业模式创新的混合模式。文章运用复杂适应系统理论，分析了新创企业技术创新与商业模式创新协同演化的机理，构建了新创企业技术创新与商业模式创新协同共演的CGP模型。从新创企业创业的各个阶段出发，分别研究了生产型企业和服务型企业的技术创新与商业模式创新协同机制，为新创企业发展提供理论指导。

关键词：新创企业；技术创新；商业模式创新；协同机制

一、 引言

尽管已有文献对技术创新与商业模式创新之间的相互作用进行了研究，但对两者如何在同一系统中协同发展，尤其是动态环境下演化的研究还较少。本文认为技术创新与商业模式创新作为新创企业创新系统中的两个子系统，在新创企业发展到某个阶段后会出现协同演化的局面，而复杂适应系统的涌现理论可以用来分析新创企业技术创新与商业模式创新协同演化的路径。

二、 新创企业创新系统是一个复杂适应系统

复杂适应系统具有如下四个特征：主体的适应性；共同演化；趋向混沌的边缘；产生涌现现象。因此，复杂适应系统可以被认为是这样一种系统，它是由适应性主体组成的，这些适应性主体之间通过一定的规则聚集在一起，与环境发生物质流和信息流的交换，主体之间通过相互之间的非线性作用共同演化，并在交互过程中不断调整自己的行为，使整个系统趋向混沌的边缘，产生涌现现象。

企业创新系统包括技术创新子系统和商业模式创新子系统，并且两种子系统之间是有交互作用的。它们之间的交互不是简单的相加关系，而是一种非线性的交互关系，技术创新与商业模式创新通过各自简单的规则协同演化，在演化过程中又不断学习和积累经验，最终会形成各自相对复杂的行为规则。在实际的企业中，技术创新部门与采购部门、生产部门、营销部门之间都是相互联系的，每个部门都有各自的行为准则但又受其他部门的影响。企业创新系统是一个开放系统，与外部环境之间存在物质、能量和信息的交流。对于新创企业的创新系统来说，一方面，它与在位企业的创新系统之间进行着各方面的交流，比如技术的扩散、商业模式的模仿、产品之间的竞争等等；另一方面，它与市场环境之间进行着各方面的交流，包括技术市场上现有技术的引进，对消费者偏好的解读，政治、经济、社会环境对企业技术创新和商业模式创新的影响，与供应商的合作等等。新创企业技术创新子系统与商业模式创新子系统之间的动态协同演化是一个自组织过程，李志强和赵卫军（2012）认为企业技术创新子系统一方面由于技术落后、研发迟缓，应对不敏感、技术风险增大等因素会产生正熵流，另一方面由于与外部环境进行交换会引进吸收新技术或模仿创新，从而带来负熵流；同样，企业商业模式创新子系统一方面由于商业模式过时、与顾客沟通失效、价值创造过低等产生正熵流，另一方面通过向顾客提供优于竞争对手的价值交换，与供应商建立有效的协作等产生负熵流[8]。正熵流与负熵流之和如果大于0，则视为系统向无序方向发展，正熵流与负熵流之和如果小于0，则视为系统向有序方向发展。当企业技术创新子系统与商业模式创新子系统相互协同达到一定的临界值时，子系统之间的协同作用使整个企业创新系统由无序向有序转变，这就是企业的自组织过程。当自组织使企业创新系统处于混沌边缘，微观系统或外界微小的输入就会刺激宏观系统不同层次的涌现。

三、 新创企业技术创新与商业模式创新协同共演的CGP模型

受限生成过程（Constrained Generating Procedure，CGP）是由霍兰提出的研究涌现的模型。由于涌现过程是受某种规则或机制的约束，因此称为受限；由于生成是动态演化的，因此称为过程；由简单规则或机制的交互作用可以生成复杂的系统，故称为受限生成过程。新创企业技术创新与商业模式创新的协同共演是一个受限生成过程，因为技术创新与商业模式创新是交互作用，相互之间影响的，商业模式创新需要特定的技术作为支撑，技术创新的实现也需要借助相应的商业模式创新。本节主要通过受限生成过程模型，阐述新创企业技术创新与商业模式创新协同演化的机理。

企业创新系统中的适应性主体主要有四类，分别是在位企业的技术主体Ati，t时刻的状态表示为Sti（t）；在位企业的商业模式主体Abi，t时刻的状态表示为Sbi（t）；新创企业的技术主体Ate，t时刻的状态表示为Ste（t）；新创企业的商业模式主体Abe，t时刻的状态表示为Sbe（t）。另外新创企业系统中还有共用资源Re，用于限制新创企业的技术创新活动和商业模式创新活动。也就是说，新创企业的技术创新活动和商业模式创新活动必须在共用资源允许的范围内进行。在位企业一般实力雄厚，我们不考虑其资源的限制。

在新创企业技术创新与商业模式创新的协同演化过程中，各个适应性主体在目前自身所处的状态、其他主体的状态以及环境的状态（对于新创企业来说，在位企业主体的状态便是其面临的环境状态）下，根据行为规则选择适当的行为，技术主体选择技术创新行为，商业模式主体选择商业模式创新行为。行为规则一般由转换函数构成，它是适应性主体根据输入和自身状态决定输出的一种模式，是复杂适应系统的核心所在。适应性主体在与其他主体及环境的交互过程中能够不断学习、积累经验，从而改变行为规则，因此，行为规则是动态的，是根据以往的经验积累而不断修正的。

对于产品市场来说，在位企业往往通过渐进性技术创新在市场中占据主导地位，而且惯于使用传统商业模式，不会轻易更改。渐进性技术创新的技术增长一般遵循S型曲线，因此，在位企业的技术主体Ati的行为规则为Sti（t+1）=，在位企业的商业模式主体Abi的行为规则为Sbi（t+1）=Sbi（t）。作为生产型的新创企业，由于其面临在位企业激烈的市场竞争者，因此在确定技术主体Ate和商业模式主体Abe的行为规则时，必须充分考虑自身状态、市场环境，以及自身的资源状况。定义ge（Ste（t），Sbe（t））为新创企业技术水平为Ste（t），商业模式为Sbe（t）时的组合效应；gi（Sti（t），Sbi（t））为在位企业技术水平为Sti（t），商业模式为Sbi（t）时的组合效应。于是，生产型新创企业的技术主体Ate和新创企业的商业模式主体Abe的行为规则为：

Ste（t+1）=fte（ge（Ste（t），Sbe（t）），gi（Sti（t），Sbi（t）），Re）（1）

Sbe（t+1）=fbe（ge（Ste（t），Sbe（t）），gi（Sti（t），Sbi（t）），Re）（2）

对于服务型市场来说，在位企业和新创企业往往通过一定的商业模式为客户提供特定的服务。当然，商业模式需要一定的技术作为支撑，而通常在位企业大都依赖技术市场上的现有技术。技术市场上技术的增长一般遵循S型曲线，因此，在位企业的技术主体Ati的行为规则可以直接表示为技术市场上的技术创新行为，即Sti（t+1）=。作为服务型在位企业的商业模式一般不是一成不变的，一方面要顺应技术的发展趋势，例如互联网的出现使得很多传统的零售商开始应用网上直销的方式经营；另一方面，由于新型商业模式的出现，尤其是看到新创企业一时之间的兴起，在位企业也会学习这种新型的商业模式，即也可能会进行商业模式创新。因此，在位企业的商业模式主体Abi的行为可以表示为Sbe（t+1）=min（max（Sbe（t），Sbi（t），Sti（t）），即在位企业会通过比较自身的商业模式和新创企业的商业模式，选择最优的运行，但同时又要受技术市场的制约。作为服务型新创企业来说，商业模式创新是其根本，但商业模式的创新一方面要受技术的影响，另一方面要受其资源的制约。因此，服务型新创企业的商业模式主体Abe的行为规则为：

Sbe（t+1）=min（max（Sbe（t），Re，Ste（t））（3）

而服务型新创企业的技术主体Ate的创新行为主要受其自身状态、环境状态即在位企业的技术和商业模式状态，以及资源的限制，故其行为规则为：

Ste（t+1）=fte（Ste（t），Sbe（t），Sti（t），Sbi（t），Re）（4）

由受限生成过程模型可以看出，生产型新创企业与服务型新创企业的涌现机理是不一样的，这主要是因为生产型新创企业与服务型新创企业中，技术创新与商业模式创新之间的关系是不一样的。一般来说，生产型新创企业中，更强调商业模式创新对技术创新的价值实现作用，技术创新是主体，商业模式创新是助推器；而在服务型新创企业中，更强调技术创新对商业模式创新的支撑作用，商业模式创新是主体，但需要技术创新作为支撑。

四、 新创企业技术创新与商业模式创新的协同机制

1. 生产型企业技术创新与商业模式创新的协同机制。对于生产型企业来说，新创企业的技术革新大多是颠覆性技术创新，因为与在位企业相比，新创企业无论是资金实力还是市场地位都处于不利地位，要想通过渐进性技术创新取得优势是很困难的。在新创企业成立初期，由于采用了颠覆性技术创新，新创企业会获取一部分市场，而这部分市场往往与在位企业的已有市场重合性不高，也就是说是一片蓝海。于是，新创企业会获得一定的利润，为下一阶段的发展做准备。

由于技术扩散的存在，当新创企业实施技术创新一段时间之后，新技术会开始扩散并被在位企业获取。虽然新创企业可以通过专利政策在一定程度上保护知识产权，但在位企业雄厚的资金、强大的研发投入也是很容易攫取新创企业的新技术的，即使面临新创企业的诉讼，在位企业仍然能够应对。由于在位企业的资金优势，此时在位企业对新技术的消化吸收能力是很强的，在这段时间可能出现在位企业的技术水平超过新创企业的情况，而此时，新创企业往往处于极端被动的局面，而要想打破该局面，新创企业必须寻求新的出路。

技术创新与商业模式创新的混合机制可以有效解决在位企业对新技术的消化吸收给新创企业带来的挑战。新创企业相对于在位企业来说，在企业组织的灵活性上是有优势的。由于在位企业经营多年，客户比较稳定，组织结构比较成熟，因此对商业模式的创新是存在滞后性的。而新创企业可以发挥其灵活性优势，重新整合资源，在价值网络中不断切换改变自己的角色，在适当的时候推出创新的经营模式，以实现商业模式创新。当然，生产型企业在这个阶段的商业模式创新必须与其原有的技术创新结合起来，以技术创新产品作为支持，商业模式创新作为桥梁，以获得更高收益。由于收益的增加和市场占有率的提升，新创企业的研发资金得到了保障，此时的新创企业已进入了成熟期，可以发挥其在技术方面的创新潜力。因为新技术已经被在位企业获取，如果坚持原有产品的技术创新，实际上市场上的企业是处于同一起跑线，新创企业并不一定会处于优势地位。而通过技术多元化战略，在多个相关领域开发出相应的产品，不仅可以保持技术优势，还能扩大商业模式创新的影响，从而彻底与在位企业拉开差距。

2. 服务型企业技术创新与商业模式创新的协同机制。对于很多服务型企业来说，商业模式创新是企业生存的关键，尤其是对于新创企业来说，由于在位企业已经建立起了市场优势，各方面都处于不利地位的新创企业要想在市场中生存，必须开创一片蓝海。在创业初期，商业模式创新对新创企业带来的收益并不会很明显，因为商业模式创新早期往往需要很大的投入，通过投入先吸引市场中消费者的眼球，再通过锁定效应将消费者变为真正的顾客。这段时期消费者正在体验创新型商业模式提供的服务，而为了让更多的消费者参与进来，新创企业会推出一系列的活动，因此新创企业的收益在此时有可能会是负的，但市场占有率却是不断增加的。在位企业对新创企业创业初期的发展不会产生直接的影响，但是在位企业会通过继续发展传统商业模式来挽留消费者。

当新创企业进入发展期时，已经有相当一部分消费者从在位企业转移到新创企业，他们放弃了传统商业模式提供的服务，转而接受创新型商业模式带来的服务。此时在位企业也可能改变已有的经营模式，实行商业模式创新。例如随着电子商务的兴起，为了应对京东等网上商城的竞争，苏宁电器也成立了苏宁易购B2C网上购物平台。此外，新创企业开辟的创新型商业模式已经成熟，不仅传统商业模式的在位企业会积极转型，而且会涌现一批新成立的企业，市场竞争一下子又变得激烈起来。

技术创新与商业模式创新的混合机制可以有效解决新创企业进入发展期后面临的市场激烈竞争的问题。而此时其他企业由于受制于现有技术瓶颈，只能在现有技术市场允许的范围内进行商业模式创新，商业模式创新的成效必然不大。通过技术创新与商业模式创新的混合机制，新创企业可以顺利进入成熟期。商业模式多元化战略是这种类型的新创企业在成熟期通常会采用的发展战略，这与企业文化、经营理念、企业家特质等方面的因素有很大关联。

五、 结论

生产型新创企业和服务型新创企业在创业初期采用的创新模式往往是不同的。生产型新创企业往往偏重于技术创新，向消费者提供新产品；而服务型新创企业往往偏重于商业模式创新，以独特的方式向消费者提供服务体验。然而无论是生产型新创企业还是服务型新创企业，在创业的第二阶段均会遇到创新被在位企业模仿的问题。此时单纯的创新模式已经很难获得竞争优势，往往需要新创企业实施技术和商业模式的混合创新模式。本文运用复杂适应系统理论，从新创企业创业的各个阶段出发，分析了生产型企业和服务型企业的技术创新与商业模式创新协同机制，为新创企业发展提供理论指导。

参考文献：

[1] 吴晓波，朱培忠，吴东等.后发者如何实现快速追赶？——一个二次商业模式创新和技术创新的共演模型[J].科学学研究，2013，31（11）：1726-1735.

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[4]Wei Z， Yang D， Sun B， et al. The fit between technological innovation and business model design for firm growth： Evidence from China[J].R&D Management，2014，44（3）：288-305.

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[6] 约翰·H·霍兰著，陈禹等译.涌现：从混沌到有序[M].上海：上海科学教育出版社，2006.

基金项目：国家自然科学基金重点项目“组织文化与组织创造力研究：基于组织的二元情境视角”（项目号：71032003）；国家自然科学基金项目“基于颠覆性创新机理的后发企业竞争优势构筑研究”（项目号：70872070）。

作者简介：陈继祥（1948-），男，汉族，上海市人，上海交通大学安泰经济与管理学院教授、博士生导师，研究方向为战略管理；李翔（1974-），男，汉族，江苏省丰县人，上海交通大学安泰经济与管理学院博士生，研究方向为技术创新、战略管理。

复杂社会-技术系统 篇4

20世纪70年代以来,一些区域,特别是老工业区,在全球化的激烈竞争中逐渐衰落,而一些地区却在竞争中赢得了区域竞争优势,究其根源,人们发现在这些区域内陆续出现了一些颇具区域特色、创新能力强的产业群。技术创新是不同主体和机构间相互作用的结果,单个企业是难以支配创新的全过程的,产业群因其规模性、共生性,使得单一主体突破技术创新阈值,形成很强的集聚性,进而形成区域优势。产业群技术创新系统内以资产、信息、人才、技术、知识的流动等具体形式在主体之间的交互关系与相互作用,它们共同促进知识和技术的扩散与提升,表现出突出的复杂性特征。研究产业群技术创新系统复杂性机理,提出针对性措施,对指导地区经济的发展有着十分重要的现实意义。

2 产业群技术创新系统复杂性分析

复杂系统是相对于牛顿时代以来构成科学事业焦点的简单系统相比而言的。简单系统通常具有少量个体对象,它们之间的相互作用比较弱,或者具有大量相近行为的个体,能够应用简单的统计平均的方法来研究它们的行为;而复杂系统中的个体一般来讲具有一定的智能性,这些个体是基于局部信息做出预测、决策与行动,表现出较大的多样性、差异性、开放性。产业群是指在某一特定领域中(通常以一个主导产业为核心),大量联系密切的企业以及相关支撑机构在空间上集聚,并形成强劲、持续竞争优势的经济现象。产业群是一种空间组织形式,它本质上是由经济主体为追求生产成本、交易成本等的降低以及便于技术创新而相互接成的区域创新网络。产业群创新是指从事同一或相关产业的企业及其它地方机构等主体,在特定的各种正式、非正式制度的协同作用下,通过正式、非正式的方式,促进知识在集群内部创造、储存、转移和应用的各种活动和相互关系的总和[1]。因此,产业群技术创新系统是典型的复杂性系统,其复杂性表现有以下几方面:

(1)产业群创新系统具有复杂性结构及作用机理。产业群技术创新系统是产业群系统内实体以及实体之间相互关联形成的有机整体,他们相互作用于新的知识和技术的引进、开发、创造、提升、扩散和使用的过程。如果令u为全系统,用S表示产业群创新系统,S={e,m,u,g,r&d},其中e为企业子系统;m为市场子系统;u为大学子系统;g为政府机构子系统;R&D为研究、实验部门子系统,E为S的环境,Es={x∣x∈U且与S有不可忽略的联系}。

产业群技术创新系统的主体是智能性质各异的实体,各类智能体与环境持续不断地进行物质、能量、信息的交流。在产业群技术创新系统中,实体之间、系统与环境之间的非线性作用呈现出“涨落”与“干扰”的特征。系统内实体之间互动、互应产生涨落:某一实体的行为变化,通常会引起其它实体发生相应的行为变化,如吸引与排斥、合作与竞争、促进与制约等;其它实体又会反过来影响该实体,相互间的互动、互应即形成系统创新的内在诱发动力。系统与环境之间互动、互应产生干扰:系统与环境变化相适应,环境变化对系统产生扰动,从而打破它们之间既有的适应并转化为内部的相互作用,推动系统改变实体特性和结构关系;产业群技术创新系统可以通过不断学习、调整,寻找新的结构和行为模式,达成与变化了的环境的新的适应,互动、互应产生创新的外在诱发动力,孕育出产业群技术创新系统的“整体突现性”。

(2)产业群技术创新系统表现出突出的复杂性特征。产业群技术创新系统中的实体是不同利益的主体,他们必然以“理性经济人”的视觉来追求自身利益的最大化,相互间的竞争与协同、促进与约束、相互关系的适应与调整总是围绕着自身利益动态变化的,呈现动态联盟式的松散结构。其特征体现在以下方面:

1)关联性。产业群一般是因为当某地因某种因素出现了一个关键性企业,该企业因某种原因而衍生出生产相同或相关产品的企业,或因被模仿而引发新创企业的产生,或因产业联系而吸引了供应商向该地聚集,一旦同类或类似或相关的几家企业在一个地方出现,达到了最初的关键多数时,就意味着形成了某产业群的雏形。产业群的雏形一旦形成,便进入了内部自我强化的良性循环过程,即吸引更多的相关企业与单位向该集群聚集,而新增的企业与单位又增大了集群效应。阿尔弗雷德·韦伯(AlfredWeber)认为大规模生产的显著经济优势就是有效的地方性集聚效应。而一产业或相关产业的企业在地理上集中时,必然引发竞争,竞争能给予企业很大的刺激去进行创新,集中本身又有利于创新的扩散和传播,创新带来的技术优势和市场优势又会进一步促进企业的生产投资进而构成研发与投资的良性循环[2]。

2)开放性。产业群复杂系统是开放的。产业群创新是一个向集群内外开放、主体间互动、整体创新不断发展的过程,系统对象及其子系统与系统整体的环境存在物质、能量、信息的交换,并能不断地向更好适应环境的方向发展变化。产业群竞争优势的获得,不仅有赖于集群内各行为主体之间的频繁互动、知识技术的交流、组织学习以及柔性制度的渗透来达到内部的有机整合,而且要求集群网络的各个节点不断与产业群外的网络节点发生多方位、多层次的联结,寻找新的合作伙伴,以获取远距离的知识和互补性资源。

3)自适应。产业群中的任何成员都没有足够的技术、约束力和谈判优势来迫使其他企业遵守公共规范,但是,每个成员都是智能体(agent-based),都能通过相互学习和处理局部复杂性来积累个体经验,从而促进整个集群创新能力的增长,这是一个不断循环的自组织过程;同时,企业集群与外部环境之间也同样存在着相互适应[3]。当外部环境(包括行业、技术、市场和制度等方面)发生变化时,集群企业能够及时响应环境中的变化,研究和掌握行业先进的核心技术,以更快的速度向市场推出满足顾客快速变化的需求产品。

4)非线性。产业群创新系统内部的各个组织和个体不是按照统一的规则与行为模式相互作用的,它们有时候遵循不成文的规则,有时又完全按照自身的思维与行为规则行动。它们的作用是一种非线性结构,对于特定的刺激,子系统可能作出不同的反应,而且反应与刺激不成比例。另外由于在企业集群和外部环境之间存在着反馈作用(包括正反馈和负反馈)、集群内企业间的主动相互作用活动,这些都会导致集群创新过程呈现非线性特征。

5)涌现。产业群创新系统要素之间相互作用、相互激发而产生的整体效应,即复杂系统整体具有部分或部分总和所缺乏的某些新的性质。集群创新不只具备主流经济学所描述的区位效应、创新能力、竞争优势等静态特征,它更是在独特的企业家精神作用下企业技术创新的复杂动态过程。集群规模的扩大、集群效应的发挥、企业技术创新能力的提高、地区优势的形成等都可用涌现来解释,这些涌现行为是产业群复杂适应系统集体智慧的充分体现。

(3)产业群技术创新系统复杂性运行原则。基于产业群技术创新系统复杂性特征,其运行应遵循以下适宜性原则:

1)关联性与独立性适宜性原则。产业群只有围绕一定主题,基于相互关联性才能达到资源共享和相互促进的作用,产业群内部相互联结的程度是由集群内部各组织单元之间的发展周期、社会和经济联系决定的。当组织单元之间的联结程度高时,某一特定组织单元的行为将强烈地受到其他组织单元行为的影响,这样可能会导致集群创新行为(如技术、商业、生产等方面的创新)的“锁定”效应,从知识溢出的角度来讲,集群内部的知识将出现“僵化”和“粘滞”现象,无法顺畅流动;由于内部联结过密,结构固化,外部的知识也无法进入集群,新旧知识之间很难相互转换[4]。可见,集群内部各组分之间的联系既不能过密,也不能过于稀疏。一般认为产业集群中各组织成员之间具备中等程度的关联性,产业集群的创新能力最强。

2)类似性与多样性适宜性原则。在复杂性系统中,因为各主体战略选择、运营系统等的类似性产生模仿、借势、互补的产业群创新优势,但如果这种类似性变成了同一性,那么系统中的好奇、创新和学习等能力都将倒塌。因此,产业群技术创新系统多样性是系统生存的关键要素,没有多样性,产业群复杂性系统将会变成单一行为模式的系统,也不可能具备好的创新能力。产业群各组织实体的多样性程度与每个组织的战略、运行模式、竞争规则等行为方式等有关:如果该组织与集群中其他成员之间联系较少,可以认为该组织的异质性很强[5];如果一个集群中异质性较强的成员越多,集群整体的异质性更大。但是,如果集群中成员的异质性过强,成员之间的联系太少,“老死不相往来”,将缺乏足够的知识交流和分享,同样也不利于集群创新能力的提高。因此,如果产业集群中各组织成员具备中等程度的异质性,产业集群的创新能力最强。

3)自治性与控制性适宜性原则。产业群技术创新系统中智能性个体是基于自身利益驱动进行决策,表现出较大的多样性、差异性,对其运行应有足够的自治性。但产业群系统的关联性决定产业群具有“整体性”,因此,不能把该系统割裂成要素孤立地去运行,应该注意研究要素及要素间的相互作用与相互影响。这种相互作用既有积极的,也有消极的,为了充分发挥系统整体性的积极作用,实现“系统整体功能大于组织系统要素的功能和”,就应当进行必要的引导,制定一定的规则、管理措施进行控制,但是对这种复杂性系统并不是一个由等级制度下的控制命令中心来控制的,而是显示出了一定的自治特征。强烈的控制导向将会导致高度的等级制,从而使系统变化缓慢,而且可能会减少系统的多样性。一般认为产业集群具备内部中等程度的控制水平,产业集群的创新能力最强[6]。

3 产业群技术创新复杂性系统的构建

根据产业群创新系统复杂性机理,针对当前产业群创新系统建设与发展中存在的主要问题,实施以下构建措施:

(1)整合各种相关资源,构建联动机制,搭建主题产业群平台。在任何一个系统中,机制都起着基础性、根本的作用。设计产业群下企业技术创新的运行模式时,应该把机制的构建作为重点来把握,这有助于提高产业群下企业技术创新管理效率,提高管理措施的针对性和适用性,减少随意性和个案处理的几率[7],从“人治”走向“法治”,提高企业技术创新水平,实现地区经济的发展(如图1)。

(2)加强产业群创新文化培育。由智能主体构成的产业群建设勇于创新的内部文化对技术创新能力的提高影响深刻,因此,促使产业群内部、各个企业以及个人之间形成一种相互认可、开放、合作的氛围,鼓励个人、团队勇于进取和冒险的文化氛围,使人们在追求个人自我价值实现的过程中,促进组织积极进取,勇于开拓,促进劳动力资源的流动以及衍生企业的建立,促进创新型产业环境的形成。

(3)完善配套的产业环境,完善社会化中介服务体系。产业群内形成了一个产品比较配套的产业环境,对于嵌入集群的企业而言,它容易找到其零部件的供应商,产品销售渠道畅通,特别对于中间品生产企业而言,其顾客就在集群内,因此可以大大减少企业的搜寻成本和交易成本。改善从交通、通讯等公用基础设施,原辅料的供应、运输、库存到科技、人才、信息、资金,甚至餐饮服务、文化娱乐等等配套环境条件,为集群内的企业尤其是中小企业提供“外部规模经济”。

(4)实施“市场手段与政策引导”两手抓战略。建设产业群技术系统要适应具体情况,注意政策引导与市场手段的契合。具体有:转变政府管理职能,提高服务意识和办公效率,建立智囊机构,提高战略决策的水平;对发展产业群选择正确的主题方向,学习大连、浙江等地的先进做法,选择“引蛋”企业,选拔、引进关键性人才;在企业与研究机构方面,为企业与大学之间牵线搭桥,构筑官产学研的链条,形成风险共担、利益共享、优势互补、共同发展的合作平台;举办产品的研讨会、展销会,扩大地方、企业、品牌的知名度;创办或鼓励中介服务机构创办集群内发行的专业性报刊,传播知识和信息等等。

(5)建立有效的激励机制。深化人事制度改革和人才市场建设,加快科技体制、教育体制、收入分配、社会保障制度改革,逐步形成有利于吸引人才、留住人才、充分发挥人才作用的机制和环境;制定合理的职业生涯规划、人才培育计划,培育良好的企业创新氛围激励和感染人才,提高其创新积极性;以合理的绩效考核和较高的薪酬水平激励创新;形成实现人才自我价值的激励组合。

4 结论

提升产业群技术创新能力是一个长期而复杂的系统工程,因此,运用复杂性创新机理(CIM)对产业群技术创新系统进行决策与管理,是发展地区经济的有效选择。对复杂性创新理论在实际中具体运用,还需要更深入的研究和发掘,在借鉴发达地区产业群技术创新的成功经验基础上,结合实际情况,不断创新,少走弯路,提升企业技术创新能力,形成地方优势产业,促进经济可持续发展。

摘要：随着科学技术日益发展,市场竞争的加剧,技术创新仅凭单个主体的力量已无法驾驭,基于产业群的技术创新模式因规模性、共生性,使得单一的主体突破技术创新阈值,提高企业及地区技术创新能力。产业群技术创新系统是各类智能主体不断相互作用并与环境持续不断地进行物质、能量、信息交流的复杂性过程。以复杂性理论为视角,分析产业群技术创新现状和存在的问题,探讨产业群技术创新机制,提出产业群下提升企业技术创新能力的主要对策。

关键词：企业技术创新,产业群,运行机制

参考文献

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[6]初永泽,罗晓光.大连软件产业发展对策研究[J].管理科学文摘,2007(1):50-51.

复杂社会-技术系统 篇5

某复杂高层建筑, 设计为地下一层车库, 上部结构最下面三层为框架剪力墙结构, 底层门面营业房, 二层架空半开敞会所, 三层为架空车库。以上为住宅十八层加一层 (跃层) , 为短肢剪力墙结构, 结构高度68.99 m, 建筑面积27 294.67 m2。

1贵阳市常用的建筑外墙保温材料

(1) 玻化微珠保温砂浆外保温技术系统;

(2) XPS聚苯板外保温技术系统;

(3) EPS挤塑聚苯板外保温技术系统;

(4) 水泥复合砂浆外保温技术系统;

(5) 聚氨酯泡沫外保温技术系统;

(6) 加气混凝土自保温技术系统;

(7) 钢筋混凝土+玻化微珠外保温技术系统。

2经济技术参数分析比较

2.1 热经济性分析

建筑外墙热量的传递有热传导、对流和热辐射三种基本方式, 为了简化计算过程, 此处先假设外墙的传热方式以热传导为主, 即只考虑热传导为墙体能量散失的唯一方式。室内采暖和空调的耗能通常和外墙的保温隔热性能存在一定的关系, 而外墙的保温隔热性能又与保温隔热的造价存在一定关系, 因此, 可以取单位面积的外墙作为研究对象, 选择合理的保温材料和尺寸, 可以降低保温隔热的建安成本和后期运营成本, 使外墙的保温隔热达到经济技术双优化。

2.1.1 墙体材料的选择

在选择外墙保温隔热材料时, 应综合考虑材料的保温性能和造价, 而这两个量通常是相互矛盾的, 为了使不同的保温材料具有可比性, 可引入参数“经济技术特征量A”来衡量保温隔热材料的经济技术效果, 其表达式如下:

A=λ·V (1)

式中 V—保温隔热材料单位体积的价格, 元/m3;

λ—保温隔热材料的导热系数, W/ (m·K) ;

A—保温隔热材料的技术经济特征量, 元/[ (m4·K) /W]。

由上式可以看出, 材料的导热系数越小, 价格越便宜, 材料的经济技术效果越好。但是, 对于整个的外墙系统, 因其是多种材料复合的墙体, 其热经济性能不能简单的将各层材料的经济技术特征量直接相加, 应考虑各种材料用量的影响, 因为有些材料的用量很少, 但是它的A可能会比较大, 因此, 应给每个材料层赋予适当的权重, 然后再相加进行比较, 其表达式如下:

undefined (2)

式中 A—保温隔热材料的技术经济特征量, 元/[ (m4·K) /W];

Vi—保温隔热材料单位体积的价格, 元/m3;

λi—保温隔热材料的导热系数, W/ (m·K) ;

δi—第i层外墙材料的厚度, m;

h—外墙的总厚度, m。

2.1.2 墙体材料的成本参数P

外墙在做保温隔热时, 单位面积产生的成本包括两部分:一部分是固定成本, 即某种保温隔热做法所必须花费的成本, 用P0表示, 包括脚手架租赁、聚合物砂浆、网格布、锚固钉、外饰面涂料等;另一部分为可变成本P′, 与保温隔热材料的厚度有关, 其表达式如下:

P′=V·δ (3)

式中 V—保温隔热材料单位体积的价格, 元/m3;

δ—保温隔热材料的厚度, m;

P′—保温隔热材料的可变成本, 元/m2。

总成本可表示为:

P=P0+P′ (4)

2.2 技术参数分析

2.2.1 可节省能耗量计算

建筑物的采暖能耗是通过建筑物的耗热量qH指标来衡量的, 其物理意义是在采暖期室内外温差的作用下, 为了维持室内计算温度, 采暖设备在单位时间内需给单位建筑面积供给的能量。qH可以表示为:

qH=qHT+qINF+qIN (5)

式中 qH— 单位建筑面积采暖设备需供给的热量, W/m2;

qHT— 单位建筑面积通过维护结构的传热耗热量, W/m2;

qINF— 单位建筑面积空气渗透耗热量, W/m2;

qIN— 单位建筑面积的建筑物内部得热 (包括照明、炊事、家电及人体散热等) , 住宅建筑取3.8W/m2;

ti— 采暖期室内平均温度, 取18℃;

te—采暖期室外计算温度, 贵阳地区取采暖取-1.0 ℃, 空调取-3.0 ℃;

εi— 维护结构传热系数修正系数, 只与维护结构的朝向有关, εi取1.0;

Ki— 维护结构传热系数, 外墙取平均传热系数, W/ (m·K) , 按《贵州省居住建筑节能设计标准》 (DBJ52/49—2008) 附录B规定计算;

Fi— 某一维护结构的面积, m2, 按《贵州省居住建筑节能设计标准》 (DBJ52/49-2008) 附录L规定计算;

A0— 建筑面积, m2, 按《贵州省居住建筑节能设计标准》 (DBJ52/49—2008) 附录L规定计算。

令式 (6) 中

undefined墙=c·K墙 (7)

则做外墙保温和不做外墙保温相比较, 可节省的热量为:

ΔqH=qundefined-qH=c (Kundefined-K墙) (8)

对于外墙, 保温前后的热阻R0、R分别为:

R0=Ri+R主+Re (9)

R=Ri+R主undefined (10)

式中 Ri—内表面换热阻, (m2·K) /W, 取0.11;

Re—外表面换热阻, (m2·K) /W, 取0.04;

R主—主体部位热阻 (不含保温层) , (m2·K) /W;

δ—保温层厚度, m;

λ—保温材料导热系数, W/ (m·K) 。

故墙体平均传热系数的变化为:

ΔK=Kundefined-K墙undefined (11)

2.2.2 能耗指标限值

贵阳市地区7层以上的居住建筑的空调和采暖的单位面积能耗指标限值qi按下式计算:

qi= (S0×a) Cbp (12)

式中 S0—体型系数;

Cp—整栋建筑的平均窗墙比;

a、b—系数, 贵阳地区空调分别取0.97、0.09, 采暖分别取1.18、0.008。

2.3 保温层性价比及最优保温厚度分析

为了比较保温层的经济技术性质, 在此引入性价比这一概念, 将保温层的节能量和其造价进行比较, 反映了单位造价的节能效果, 其公式如下:

undefined (13)

将 (3) 、 (4) 、 (8) 、 (11) 式代入 (13) 式得:

undefined (14)

对δ求导数得:

undefined (15)

令f′=0, 解得

undefined (16)

求二阶导数

f″=-2csδR0 (λR0+δ) 2 (P0+Vδ) 2- (cλR0P0-cVδ2) [2R0 (P0+Vδ) 2+2VR0 (λR0+δ) 2]/[R0 (λR0+δ) 2 (P0+Vδ) 2]2 (17)

当undefined时, cλR0P0-cVδ2=0, 所以f″<0, 故f在undefined时取极大值, 即此时保温层的性价比最高。

2.4 保温层取最优保温厚度时的动态投资回收期分析

动态投资回收期是一个被广泛采用的投资方法的评价方法, 它考虑了资金的时间价值, 将资金借贷的收益情况直接反应在回收期内, 与静态投资回收期相比, 更符合实际情况, 操作方法简便。其表达式如下:

undefined (18)

式中 nd—项目动态投资回收期, 年;

Pj—项目的初期总投资, 元/m2;

i—现金贴现率, 无量纲, 此处取12%;

Fjt—年净现金流量, 元/ (年·m2) , 按下式计算:

Fjt=ΔqH·t·d·v·η (19)

式中 ΔqH—做外墙保温可节省的能量, W/m2;

t—每天采暖时间, 小时;

d—每年采暖天数, 天;

v—采暖期内空调产生单位热量的价格, 元/ (KW·h) ;

η—空调能效比, 无量纲。

项目的动态投资回收期越短, 说明项目在取经济厚度时的性价比越高。

3通过建筑外墙保温系统方案比较分析可知

(1) 对于玻化微珠保温砂浆, Ⅰ型的任何指标均优于Ⅱ型, 故此种保温材料优先考虑选择Ⅰ型。

(2) 对于玻化微珠保温砂浆和水泥复合保温砂浆, 虽然玻化微珠保温砂浆的厚度略厚于水泥复合保温砂浆, 但其他各项指标均优于后者, 故还是优先考虑选择玻化微珠保温砂浆。

(3) 对于XPS挤塑聚苯板和EPS聚苯板, 当XPS挤塑聚苯板取与EPS聚苯板相同的保温层厚度时, 经计算其各项指标均优于EPS聚苯板, 故优先考虑采用XPS挤塑聚苯板。

(4) 对于XPS挤塑聚苯板和聚氨酯泡沫, 从经济保温厚度的角度考虑, 虽然XPS挤塑聚苯板的保温成本略高于聚氨酯泡沫, 但其他各项指标均明显优于聚氨酯泡沫;从传热系数K≤1.2的角度考虑, 前者除热惰性指标比后者小略小 (相差0.023) 外, 其他指标均优于后者。故优先考虑采用XPS挤塑聚苯板。

(5) 对于XPS挤塑聚苯板和玻化微珠保温砂浆, 当其独立作为外墙保温材料时 (满足K≤1.2要求) , 应优先采用玻化微珠保温砂浆。

(6) 对于玻化微珠保温砂浆外保温系统和200 mm厚加气混凝土自保温系统, 后者除性价比略低外, 其他指标均明显优于前者。

综合以上分析结果, 推荐采用加气混凝土自保温系统 (采用玻化微珠保温砂浆) 处理热桥。

本高层建筑外墙保温系统的比较与选择:采用外墙内保温系统;采用加气混凝土自保温砌块, A5加气混凝土砌块, M5混合砂浆砌筑, 外墙面贴面砖, 外墙内面做中空玻化微珠。

外墙保温系统的节能设计计算:①体形系数0.329;②窗墙面积比 (东南西北各向) ;③外墙综合传热系数为1.192<1.2 (W/m2·K) , 中空微珠无机保温砂浆燃烧性为不燃, 导热系数≤0.07W/ (m·K) , 抗压强度≥400 kPa, 干密度200～400 kg/m3, 压剪粘接强度≥50kPa, 收缩率≤0.3%。放射性≤1, 软化系数≥0.5, 蓄热系数≥0.8。

undefined

计算表:

符合规范要求。

4结论

本工程在规划和设计阶段就考虑了沿街底层的商铺设计为小于200 m2的无空调的独立门面和架空层的处理方式, 满足了《贵州省建设厅关于建筑节能设计相关问题的指导意见 (黔建设发[2009]237号) 》文件的要求, 在满足贵阳地区节能50%和外墙平均传热系数K≤1.2要求的前提下, 理论上可节约保温成本, 增加年净现金流量。本工程在通过验收后, 经部分入住业主的使用, 没有不良反映。但是目前建筑节能施工仍然是依附在传统工程的主体之上的, 穿插在其他相关的分部工程中, 融合在传统分部工程与建筑节能分部工程之中, 有大量的工艺结合、协调的问题需要研究和及时处理。

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复杂社会-技术系统 篇6

随着移动通信业务规模和种类的迅速发展,如何有效地利用相对贫乏的频谱资源提供更高质量、更高速率的通信服务是亟待解决的难题。最近Foschini等学者从理论和实验上验证了移动通信两端应用多天线收发(即MIMO技术),可充分利用信号的空间特性,明显改善通信质量和频谱利用率,在学术界和工业界引起了高度的重视。

MIMO技术虽然被认为是解决现有无线通信瓶颈,提高通信容量和通信质量的关键技术,但由于MIMO信号的传输机制复杂度,严重限制其工程可实现性。另外,复杂的无线通信环境也加大了MIMO技术的工程实现难度。

基于复杂系统自组织MIMO无线传输分集和编码技术,能对抗复杂多变的无线通信环境,继而显著改善系统性能,能从物理的角度解释信号复杂传输机制,获得分集增益,无需通过信道反馈信息,动态分配资源,提高了端到端的通信服务质量(QoS)和信道容量。

2基于复杂系统自组织MIMO无线传输分集和编码技术研究现状

近年来,基于多发多收天线技术[1,2]的MIMO矢量传输方法提供了从根本上提高无线通信系统信道容量和频谱利用率的新途径。然而,与常规单天线收发通信系统相比,MIMO通信系统中多天线的应用面临大量亟待研究的问题。

2.1 多天线分集系统理论研究

天线分集是一种对付移动通信衰落的有效技术,其基本原理在于经历不同衰落的多径信号仅仅是部分相关的,他们同时处于深衰落的概率很低,适当合并他们则可能提高链路的可靠性,从而提升传输的数据速率或降低系统的发射功率。决定分集性能的重要因素是分集支路之间的相关性,为获得良好的分集性能[3,4],要求该相关性系数低于0.7。天线分集主要包括空间分集、极化分集和角度分集,他们分属于天线分集中的空间、极化与角度维,实际中难以独立应用各维,而是多维联合应用。如何协调分集技术,降低信号空域相关性,提高信息的传输速率是信息论方法研究还未解决的难题。

2.2 空时编、解码与处理

空时编、解码与处理是实现MIMO的关键技术[5,6,7,8],传输信息首先经空时编码形成多个数据子流,由多天线发射阵的各天线并行发射出去,经无线多径信道传输后,多天线多通道接收机将多路接收信号空时处理算法分离数据流并解码,以实现近于最佳的处理。典型代表为空时格形码和空时分组码。空时网格码要求矢量Viterbi算法译码,设备相当复杂。空时分组码提供的分集增益和空时网格码一样,都与发射天线数相等,不足之处是提供的编码增益最小,甚至为0。除这两种编码外,还有几种先进的空时编码,如线性扩展码、正交空时分组编码(OSTBC)、线性扩展空时码以及Turbo编码等。然而,至今还不清楚究竟哪种编码最好、采用哪种编码技术对接收数据解调和译码效果最佳。

2.3 复杂性科学

复杂性科学是现代科学发展的最前沿理论大融合的产物,他拥有大量交互成分,其内部关系复杂、不确定性,总体形成具有非线性。随着科学的发展,特别是复杂性科学的发展,物理学的研究方法大量移植到不同的研究领域,如信息领域,为揭示信息传输的复杂性提供了有效的工具[9]。和常规单天线收发通信系统相比,多输入多输出(MIMO)通信是一个复杂系统,传输信号满足复杂系统的4个特点:中等大少数目的元素;自适应性;局部演化规则;自组织性。因此,可以运用复杂性和复杂系统方面的理论指导对MIMO系统内在机制的研究。

自组织属于复杂性科学的领域,自是“自发”,“组织”是说明系统中所包含的各个运动变化的子过程间的相互协作、竞争,使过程演化为有序。复杂系统自组织(耗散结构理论、协同学、超循环理论等)具有广阔的应用范围,他在物理学、化学、生物、天文学、经济学、社会学以及管理科学等许多方面都取得了重要的应用成果[10,11,12,13,14,15]。但总体来说,运用复杂系统自组织的方法来研究新一代无线通信系统的成果还是非常的少。

3基于复杂系统自组织MIMO无线传输分集和编码技术路线

3.1 协同分集技术研究

无线通信中,在发送端与接收端同时采用多天线系统,他能够提供空间分集、极化分集和角度分集、阵列分集、编码分集等。但由于空间的限制,多天线系统势必造成信号空域相关性,天线单元互藕以及通道的互藕,这都将影响MIMO系统性能。合理利用多天线分集技术要考虑天线数目以及多天线硬件的复杂度。在此基础上,采用协同分集技术能简化编码和解码的复杂度,降低接收硬件的难度,而且无需信道估计带来的性能损失。

MIMO技术利用了无线信道多径传播的固有特性。在无线通信中,在发送端与接收端同时采用多天线系统,他能够提供空间分集、极化分集和角度分集、阵列分集、编码分集等。此外,MIMO技术还能得到协同分集,具体实施包括正交协同分集和非正交协同分集。

正交协同分集:两端对端的MIMO用户各自利用1/4的时间传输N/4个数据符号且相互接收对方传输的数据,再分别利用1/4的时间为对方传输数据符号。在n=1,…,N/4时:

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其中xs[n]是源传输信号,yr[n]和yd[n]分别是中继和信宿接收到的信号。在n=N/4+1,…,N/2时:

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其中xr[n]是中继传输的信号,yd[n]是信宿接收到的信号。每个终端均只能传输N/4个数据符号。正交协同分集中,各用户数据均通过两个用户天线传输,提供了协同分集,且对两个用户均可实现1/2码率信道编码。

非正交协同分集传输:两端对端的MIMO用户各自利用1/4的时间传输N/4个数据符号且相互接收对方传输的数据,再共同利用剩下的1/2的时间同时为对方传输数据符号。在n=1,…,N/4时:

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其中xs[n]是源传输信号,yr[n]和yd[n]分别是中继和信宿接收到的信号。在n=N/2+1,…,N时:

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其中xr[n]和x3-r[n]是两用户作为中继传输的信号,yd[n]是信宿接收到的信号。每个终端均只能传输N/4个数据符号,在剩下的1/2时间内,由于收发端都已获得对方的数据,且在同一个时段上传输,这种情况与有N/2个数据符号需要传输类似,可实现总码率1/3。

针对协同中继点选择的公平性问题,利用一种新的自组织MIMO协同网络的策略,即通过跨层设计获得公平性。同时,采用计数器排除利己主义的用户从而保证了整个网络节点的公平性。方差的使用则确保吞吐量最大化在一定方差的约束。

采用多载波差分协同分集,把MIMO协同分集和差分正交频分复用(OFDM)结合起来,并给出其性能分析。

3.2 协同编码技术研究

信道编码的方法通常要考虑译码算法和接收设备复杂度。再加上MIMO技术本身由于收发端信道的不对称而引起的性能损失,信道编码作用就相当重要。采用协同编码(速率匹配删除卷积码或Turbo码)技术能克服收发端信道的不对称而造成的分集度和性能损失,而且还带来编码增益,为提高系统容量和降低误码率找到最佳的途径。

MIMO协同编码设计初衷是协同中提供比有检验DF(解码前传)使用的重复码更加高效的编码,从而带来更多的编码增益。最简单有效的实现方法就是速率匹配删除卷积码或Turbo码,协同方案是码字第一部分的编码比特可以通过删除低码率的码字得到,删除的比特作为码字第二部分的传输数据。具体实施结构如图2所示。

总码率设为1/3,假设采用等长度分割,那么码字第一部分码率1/2码率,直接在Turbo编码器的第一个RSC(Recusive System Code)编码器后面加一个2位的串并转换器,就可以直接得到一个删余后的1/2码率卷积码作为码字第一部分,用户采用相同的随机交织器和RSC,就可以满足编码系统的第二个条件,即通过解码再编码得到协同的第二部分码字。

在基站和移动端采用MIMO系统,基站在第T个时隙接收信号为:

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假设信道为不同衰落信道,Hundefined为第T个时隙信道衰落系数,αm,n为信道发射信号的预乘相位幅度调整,cT(n)为接收噪声,一般采用加载高斯白噪声来近似,其方差为N0。假设发送端已知或可预测Hundefined,且在接收端就可以实现信号的最大比合并。系统传输一个比特的总能量设为Et,则SNR=Et/2N0,数据帧长为128 b,Turbo码RSC编码器为G(7,5)。

在编码协同的基础上还可以引入MIMO自适应空时编码协同,他的基本原理是接收端(基站)在第一时隙对接收到的数据进行解码视接收情况决定第二时隙内的数据传输安排。也就是说,如果第一时隙内基站己经成功接收了某用户的第一帧数据,那么在第二个时隙内该用户的数据将不再发射,而节省下来的能量用于发射其他用户的数据。

4结语