信息系统的开发步骤

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今日荐文

今日荐文的作者为中国电子科技集团公司电子科学研究院，北京联海信息系统有限公司专家彭武，黄琦。本篇节选自论文《复杂信息系统演化过程研究》，发表于《中国电子科学研究院学报》第12卷第5期。本文为论文上半部分。

摘要：本文基于系统科学中的自组织理论的理论基础和内涵特点，研究复杂信息系统演化过程中的开发性、自组织、非线性、涌现性。分析复杂信息系统演化类型，基于生态学、物种增长模型等创建复杂信息系统演化模型，依据信息系统演化理论及模型，指出信息自组织理论在复杂信息系统演化过程和方向中的发展与应用，主要体现在网络、基础设施、大数据、云计算的演化方向。

关键词:自组织理论;复杂信息系统；演化模型；演化方向

世界由普遍联系的事物组成，这些普遍联系且相互作用的事物就构成了系统。按照系统科学理论，根据组成子系统的数量、种类、层次结构以及之间的关联关系复杂程度，可分为简单系统、简单巨系统和复杂系统。在复杂系统中，子系统数量巨大、种类很多并且层次结构和关联关系复杂。

自上个世纪以来，复杂系统科学研究方兴未艾，取得了大量的研究成果，具体包括耗散结构论

[1]

、自组织理论

[2]

、协同学

[3]

、开放复杂巨系统

[4]

等。

信息系统是以信息为载体为人类提供服务的一大类系统。随着信息技术的快速更新和应用范围的大幅扩大，信息系统由低级向高级、由简单到复杂逐步发展。这种发展导致了复杂信息系统的出现。

钱学森院士认为信息网络加用户将构成一个开放的复杂巨系统

[5]

。随着互联网规模的迅速扩大，互联网也构成了一个复杂巨系统

[6]

。此外，军事对抗信息体系、智慧城市系统等都是复杂信息系统。

对于复杂信息系统，以传统的信息技术和方法来理解、研究、规划以及治理，显然无法诠释其内在本质、体系特征和演化规律。以系统科学和复杂理论为基础，从系统和发展的角度来研究复杂信息系统的内在机制、宏观特性及演化动力,研究复杂信息系统的发展趋势和演化规律,对指导复杂信息系统的理论研究和建设实施具有重要的意义。

1复杂信息系统的内涵及特点

复杂信息系统是人机协同的系统，如图1所示。人是系统的重要组成部分，也是系统演化的关键因素，具体包括实施人员、管理人员、使用人员、研究人员、利益相关人员等。通信网络、基础设施、硬件、软件、数据、安全防护设备等是系统的重要组成部分，也是系统运行的实体。组织机构、技术标准、管理制度、知识意识是系统运行的内在机制，是系统组织、人机协同的约束条件和支撑力量。系统内各元素之间存在非线性关系并相互作用，产生协同动作和相干效应,通过竞争合作推动系统产生新的模式和功能，促进系统从无序向有序发展。

复杂信息系统是一个开放的系统，如图1-1所示。复杂信息系统与外部环境进行物质、能量、信息的交换，并从外部环境吸收新的技术和资源。通过外部激励和内部驱动的共同作用，系统发展演化，甚至发生突变。

图1-1复杂信息系统组成及其与外部环境关系

复杂信息系统具有以下特点：

开放性：复杂信息系统与外部环境存在输入输出接口，能够进行物质、能量、信息的交换，引入负熵，使得系统熵为负值，系统逐步进入有序状态。通过引入新技术、新理念、新资源，系统调整自身的结构和行为，以适应外部和内部的变化，推动系统演化发展。系统内部层次众多、结构复杂、关系错综，存在不均匀性和不可预测性，导致了系统远离平衡状态，具有耗散结构特性。当复杂信息系统远离平衡状态后，将继续开放式的与外界继续发生交换，内部自组织调整，进而不断趋于有序、稳定的状态。

自组织：复杂信息系统中，实施人员、管理人员、使用人员能够发挥主观能动作用和自我学习机制，与外界交换技术、能量和资源，无需外界指令，利用自身的主动调整、自组织调解等方式，向有序、稳定的状态演化。通过竞争与协同实现资源优化配置、流程治理再造、组织架构完善、系统升级提升，从而达到系统有序化、优化的目的。

非线性：在复杂信息系统中，信息海量分散且流动，业务流程错综复杂，各子系统层次众多且相互关联，参与人员相互配合，因此，其信息关系、业务关系、人员关系、组织关系、子系统之间、系统与外部环境之间等关系均不是清晰的线性关系，而是非线性关系。非线性作用使得系统内部相互制约、协调同步，系统与外部环境协调同步，从而使系统自组织并与外部环境自适应。

涌现性：系统内部子系统和元素通过多种模式交互，并与外部环境存在信息、能量、物质、技术、资源的交换，从而改变了内部结构和系统行为。在外界各种信息、物质等进入内部后，由于内部各元素之间的不断碰撞反应，加入新的外部物质后，内部结构、内部物质与外部物质之间可能将发生从微观到宏观的质变。经过一定的时间后，经过放大和发展，在整体上演化出新的形式和特性，产生了涌现。涌现性体现了宏观和微观的关系，是复杂系统微观行为产生的宏观效应。

2复杂信息系统演化过程

复杂信息系统为适应外界环境变化和自身结构行为调整，系统内部以及系统与外部环境之间发生各种交互作用。正是系统的自组织、自适应、自聚集、自加强、自协调，使得系统呈现复杂性，不断推动系统功能和结构不断演化。

复杂信息系统是人机共存的系统，人的智慧与计算智能紧密融合并相互作用，共同推动系统向前演化。系统演化的外部推动因素，包括政策法规、外部形势、技术更新、市场需求、资源信息等。系统演化的内部推动因素包括人的作用、组织架构、系统整合、管理模式等。

2.12阶涌现理论在复杂信息系统演化过程中的应用

复杂信息系统的演化过程探究比一般社会科学研究的对象系统还要复杂。依据Stephen Jones对复杂系统涌现机制的划分，在系统整体和个体行为之间具有双向反馈机制（feedforward and feedback）的涌现称为2阶涌现（2

nd

order emergence），只有单向反馈机制的涌现称为1阶涌现。具有社会复杂性的信息系统中的涌现都属于2阶涌现，如图2-1所示。在复杂信息系统自组织下，个人行为因接受到系统反馈而产生新的个人行为，复杂信息系统通过汇总涌现，在原有的1阶涌现基础上，加入了反馈影响个体行为，从而形成信息系统的闭环回路，实现了复杂信息系统的双向反馈，构成了反馈环，从而增加了信息系统的复杂度。

图2-1复杂信息系统的复杂度及2阶涌现

对涌现机制的分析有助于对复杂信息系统的研究，根据涌现机制可以对复杂信息系统进行划分，利用涌现系统理论对复杂信息系统进行层次、类别、复杂程度的分类和定义。

复杂信息系统作为一种概念生命,受到环境制约,反过来,复杂信息系统对环境也有作用,支持这种环境中各种要素的变化,形成一种动态的平衡,这就形成了一个反馈环，我们称复杂信息系统中系统和个体行为之间存在具有双向反馈机制的涌现，即2阶涌现。

根据复杂信息系统中的2阶涌现反馈环处于复杂信息系统内部和复杂信息系统外部，将复杂信息系统演化类型分为：复杂信息系统独立2阶涌现和复杂信息系统非独立2阶涌现。

复杂信息系统独立2阶涌现，即复杂信息系统通过自己内部资金、人力、技术进行自组织演化独立形成2阶涌现反馈环；复杂信息系统非独立2阶涌现，即复杂信息系统无法通过自己内部自组织独立完成演化，需要借助外部的人力、技术、资金等支持。如图2-2所示复杂信息系统独立2阶涌现和复杂信息系统非独立2阶涌现演化类型图。

图2-2复杂信息系统演化类型

在复杂信息系统的演化过程中如果过多地关注信息系统从无序到有序的平衡相变过程，忽视了在信息系统建立起来能否进入独立演化，随环境变化让不能实现独立演化的系统让其进行独立演化，从而未能创造信息系统自组织演化的条件促使耗散结构的形成，复杂信息系统也未能走上自组织演化的道路，将导致了信息系统实施的失败。

2.2生态学理论在复杂信息系统演化过程中的应用

复杂信息系统作为一种概念生命,受到环境制约，根据与生态学非常相似的这种特性，本文引入生态学理论对复杂信息系统进行探究。生态学理论具有一定的普适性，它不仅适用于生物界，同样适用于复杂信息系统。

生态学理论研究已经渗透到了许多研究领域，很多重要的生态学理论问题，如群落的物种聚集原理、物种的特化和泛化、特别是生物之间的竞争和其他各种相互关系的研究，都是以生态位概念为基础的。生态学理论中关于种群物种有着相当丰富的研究模型，可以适用于复杂信息系统研究领域。例如：种群增长模型中指数型增长J形曲线模型、逻辑斯蒂S性曲线模型等。这些种群增长模型在各个领域都有着广泛的应用。

复杂信息系统生存和发展所必需依赖的资源和环境，包括系统运行所依赖的平台和其他系统，必需的信息资源，系统间协作和依赖关系、功能或业务服务的空间（表现为可发展的用户空间，包括系统直接服务的终端用户或通过系统间交互、混合间接服务的用户，后者表现为其他系统对本系统的依赖程度，有依赖关系的系统双方互为环境）等。复杂信息系统中间存在多个复杂的2阶涌现反馈环，甚至存在更为复杂的反馈机制等。

综合分析、研究复杂信息系统演化过程、生态学理论、复杂信息系统中2阶涌现机制、种群增长模型等，综合复杂信息系统演化的各类情况如：人力、资金、技术等，建立了如图2-3所示的复杂信息系统演化过程模型。

图2-1复杂信息系统演化过程

复杂信息系统在自组织演化时是采取相变的方式发展的。Y轴表示人力、资金、技术等条件，通过时间轴T轴逐步发展、不断变化。根据生态理论、种群增长理论等综合考虑，变化方式有可以分为两种，一种是连续渐变方式不断发展、连续变化；另外一种是类似生物学中基因突变形式，可能突变到任何可能的位置的非连续突变方式，在很短的实际范围内，人力、资金、技术等突然得到很大的提升或者下降，此时可能导致整个复杂信息系统架构的巨大变化或者颠覆性的重组，实际情况可能由于政策调整或者遇到重大变故等等原因，而产生复杂信息系统的非连续突变，一般来说一个规模很大的复杂信息系统不会产生非常明显的突变情况。

如图2-1所示，复杂信息系统渐变过程中可能存在快速增长的J型曲线趋势，在复杂信息系统创建初级阶段可能会有飞速的发展阶段，在发展逐步成熟之后，复杂信息系统可能慢慢趋向于稳步发展阶段，整体呈现S曲线增长趋势，在此之后的发展本图中给出了5中发展情况，A和B类型是属于复杂信息系统在接受到新的技术、新的资源等又向新的方向、新的趋势进行发展，增长速度曲线可能快速增长也可能趋于稳定增长；D和E类型是指复杂信息系统经过一段时间的发展之后，由于其他新的系统的竞争逐步走向衰落，衰落速度不同而导致D类型可能快速衰落，E类型属于慢慢衰落可能在资源利用较低的一个点再趋于平稳；而C类型就属于复杂信息系统通过不断的进化、改变后规模大小、技术能力、人力资源等方面处于一个较为稳定发展的状态。

复杂信息系统经发展变化的整个过程中，后续不断的面临新的发展路线的选择，复杂信息系统通过复杂的竞争与协同的内在机制保证系统的进化方向。

2.3自组织演化的内在机制

在复杂信息系统具备了形成耗散结构的条件以后,协同学认为,竞争与协同共同决定系统的命运,共同承担着系统演化的任务。自组织系统演化的动力来自系统内部的两种相互作用:竞争与协同。子系统的竞争使系统趋于非平衡,而这正是系统自组织的重要条件;子系统之间的协同则在非平衡条件下使子系统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。竞争与协同产生的内在原因是系统要素之间的相互作用,竞争与协同是系统要素相互作用的表现与结果

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7

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。

复杂信息系统内部存在众多子系统,由于系统内部元素发展的不平衡性,这导致了复杂信息系统内部存在不平衡竞争关系。这种竞争关系体现在：内部人与人、技术手段、资金流向等等方面。人们对于不同系统的认识、不同技术的支持、不同系统的侧重点都不一样，这将会导致复杂系统体系内部存在多种多样的不平衡演化

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例如：人们对信息系统在设计、研发、运维等方面的认识存在不同的认识是产生竞争的直接原因；对于技术信息系统，多种技术在信息系统内发挥不同的逻辑功能、扮演不同的角色，对于不同的子系统发挥着不同的作用，目的都是为了共同实现系统的整体功能；竞争与协同对于复杂信息系统自组织演化起着至关重要的作用，竞争形成了复杂信息系统内新思想、新方法和新观念，将复杂�...

　　ERP管理信息系统开发公司紫鲸互联表示:对于一个制造企业来说，生产是企业最大的动力，而生产也需要进行优化管理，一个好的生产管理会带给企业巨大的发展空间和利润价值。正因如此，借助生产管理软件，优化生产管理流程，提升生产管理能力，成为制造型企业的必须面对的课题。

　　一生产管理软件的作用

　　生产管理软件也叫企业资源管理(ERP系统)，以生产计划为主线，对企业制造的各种资源进行统一的计划和控制，实现对企业的生产资源有效整合，包括生产、资材、人力资源、营业、财务及经营六大机能模块，为各制造业企业解决管理瓶颈，包括为企业提供简化流程，降低成本和提供利润所需的控制力和洞察力等功能。企业管理软件的作用无非是在于对企业内部一切有需要记录的资料信息进行系统化的存储管理。

　　二生产管理软件包含以下五个部分

　　1、基础数据维护

　　包括对物料主文件、物料清单、工艺路线、工作中心数据的录入、复制、查询、修改、删除功能，它是制造数据管理系统的主体。

　　2、物料清单BOM管理

　　根据不同的要求向用户提供各种类型的物料清单，如单层物料清单、多层物料清单、单层反查、多层反查等。

　　3、生产订单物料自动计算

　　订单根据BOM进行自动计算，统计出库存数，采购数，极大的方便企业管理，防止物料浪费。

　　4、生产进度管理

　　通过ERP系统可以直观的查看每道工序的生产进度、合格率、生产设备状态、生产人数等数据。

　　5、成本核算

　　ERP系统可以对每个订单进行独立核算成本，物料成本、人工成本、物业成本、水电成本等清晰明了，这对企业分析管理提供数据参考。

　　三信息化管理

　　1、面对海量的信息数据，再强大的人脑记忆已经不够用了，据统计欧美等发达国家90%以上的企业都实现了ERP软件管理，选择一套好的ERP企业管理软件，对提高效率，规范管理，提升业绩都是大有好处的，中小企业是否需要用管理软件，实际是更需要，中小企业的问题是一人多职，人少事杂。需要一套好的管理软件来解决中业务需要。最近在“全国企业家管理论坛”，参会的深圳仁和兴业投资有限公司,经过多年研发开发了一套“仁和ERP系统”，整合企业管理中的OA审批，邮件管理、文件管理、进销存管理、生产管理、财务管理等实用业务，从电脑端到手机端，本地到出差无缝对接操作，简单实用。得到了参会企业的一致好评。

　　2、如何选择定制开发生产管理软件ERP系统

　　由于ERP系统涉及面太广，专业性太强，如果选择全部定制开发，难度非常大，成本也非常高，仁和ERP系统针对个性化客户的业务需要，可以在现有非常成熟的标准版上进行二次定制开发，这样的好处是，客户的支付成本低，软件交付时间快，由于标准版有多年的经验积累，功能更强大更稳定。

　　3、开发公司管理经验及业务经验比软件技术更重要

　　没有管理经验和管理思想、业务实操经验的管理软件系统，是空洞的、苍白的，是没有任何价值，管理系统软件不仅是软件，而更重要的是企业管理模式。

　　企业使用生产管理软件，是实现工业4.0的基础，以后可以在这套软件上对接各类设备，包括工业机器人等，实现智能生产，智能管理，达到工业4.0的水平。

　　企业信息管理系统开发公司紫鲸互联表示:随着计算机应用的普及，安全管理信息系统正在企业的安全管理工作中发挥着巨大的作用，但企业在开发和应用的过程中也出现了一些问题。

　　1、安全管理信息系统的开发应用没有引起企业领导的足够重视。

　　这些领导一是对安全管理信息系统的认识不够深刻;二是缺乏现代化管理意识，不注重采用现代化的方法和手段加强安全管理;三是对安全工作的不重视和缺乏对安全管理工作长远的、系统的观念。

　　2、原有的安全管理基础薄弱，阻碍安全管理信息系统的开发和应用。

　　在一些企业中存在安全管理人员素质水平低;安全管理标准化水平低;信息标准化、规范化程度低，数据管理混乱的情况。这些都严重阻碍了企业安全管理信息系统的开发和应用。

　　3、信息系统的开发不重视系统分析、缺乏统一规划。

　　很多企业在开发安全管理信息系统时，不重视总体规划和系统分析，没有很好地分析企业内部的信息流程和业务流程，不去考虑在系统开发的过程中如何采用科学的安全管理方法，在不确定总的系统目标和战略基础上，仅仅局限于运用计算机辅助现行的安全管理方法，致使开发的系统缺乏应有的深度和广度，缺乏系统性和科学性。这样即使在开发系统时花费大量的人力、物力和财力，也未能使系统发挥出应有的作业。

　　面对这些问题企业在安全管理信息系统的开发应用时，应从以下几个方面着手。

　　(1)依靠领导支持，改变传统观念。

　　现代安全管理要实现信息管理最大的障碍来自于旧有的习惯。因此要想全面推行信息管理，成功地开发安全管理系统必须依靠领导的支持。领导的重视、决心和参与是系统开发的首要条件。

　　(2)强化安全管理基础工作，推行信息标准化、规划化。

　　采用计算机应用辅助企业进行安全管理是需要企业本身具有一定的管理基础的。而信息的标准化、规范化是系统应用的重要基础和前提。如果系统开发建设前这项基础工作没有做好，开发的安全管理信息系统就无法适应信息的不确定性和经常变化的客观存在。因此，必须制订相应的管理制度和管理办法，规范、标准各类安全信息，确保在安全管理过程中信息的标准化、规范化。

　　(3)重视总体规划和系统分析，采用科学的安全管理方法

　　开发安全管理信息系统必须具有全局观念和规划，这样才能保证在开发过程中的一些细节不发生偏离。自上而下进行规划是关键，安全管理信息系统规划必须有具体目标，，统一规划，摒弃各自开发，各负其责的做法。制定切实可行的开发目标也是应注意的关键问题。必须在充分分析现行管理基础和业务流程的基础上，采用科学的安全管理方法。

　　4、加强系统的新信息技术应用

　　安全管理信息系统不仅仅是安全事务处理系统，系统本身承担着组织结构和组织运作方式的设计任务，还包含着先进的管理制度与管理模式。

　　安全管理信息系统应充分利用GIS和GPS实现实时的点监控，例如重大危险源管理监控系统。数学建模技术可以实现事故的过程模拟，运用在事故预测管理信息系统上可以有效提高事故应对水平。

　　总而言之，推进安全信息化建设的进程，必须重视新信息技术与安全管理信息系统的结合，使安全管理信息系统得到更高层次的应用。

　　5、培养新型安全管理人才

　　安全工作中人是信息系统的最终用户，在安全管理信息系统设计期间，管理人员的参与程度是影响信息系统开发成败的重要因素之一。

　　◎开发流程

　　市场信息系统的开发过程，常常会让开发人员有无从做起的苦恼。“摸着石头过河”的做法是不足取的，那样做的危险是具有极高的失败率。因此，在正式开发市场信息系统前，必须制订一个明确的系统开发流程，用以指导相关人员的工作。下面给出一个规范化的市场信息系统开发流程。

　　1.需求调查与分析

　　经过市场信息系统收集和处理的信息是为最终的信息使用者服务的。由于营销信息的最终使用者来自需要不同信息的各个部门，包括战略、营销、采购、财务甚至人力资源等，开发者首先应该对使用者的信息需求进行调查。

　　需要注意的是，消费者本身也是营销信息的生产者。前面已经提到，企业所有的与外界接触的人员都可能获得营销信息，这就需要培养企业相关人员的信息意识，使其切身认识到信息工作的重要性和必要性。从而使每个人在享受营销信息服务的同时，也为他人提供营销信息服务。

　　2.营销信息来源

　　营销信息需求调查清楚后，下一步工作就是如何获得这些营销信息。获得营销信息有两个渠道，一个是营销情报系统，一个是营销调研系统。

　　营销情报是指关于营销环境日常发展情况的信息。可以从很多渠道获得营销情报。大量的情报可以由本公司职员提供——如经理、工程师和科学家、采购人员、销售人员。公司必须让职员明白收集信息的重要性，训练他们发现新情况的能力，并督促他们进行汇报。公司还必须联络供应商、经销商和顾客一起提供重要情报。关于竞争者的情报可以从竞争者的年报、新闻、广告、网络中获得。

　　营销情报系统提供的信息比较杂糅，企业常常需要对某个特定的营销问题进行专项研究，这就是营销调研。

　　3.信息加工、分析

　　通过营销情报和营销调研获得的信息需要进行进一步分析，例如，利用先进的统计分析法来研究数据的内在联系和数据的可信度。这些分析可以使营销者克服数据中的偏差，以便解决市场、营销活动和效果方面的问题。

　　信息分析还包括能够帮助营销者做出最佳判断的数学模型。

　　4.信息传递、传播

　　只有当营销者利用信息做出更好的决策时，营销信息才具有价值。营销信息必须在合适的时间提供给合适的使用者。规范化的营销信息包括普通业绩报告、最新情报和调查报告。营销经理或营销人员就是利用这些营销信息制订常规计划、实施和控制决策。有时，他们还需要专门的非日常性的营销信息，比如有关某个顾客的专门信息。营销信息必须高效、快速地提供给信息使用者。

　　近来信息技术的发展为营销信息的共享、传播提供了非常有利的条件。在很多公司，营销信息被存储到信息服务器上，同时通过服务器赋予不同的信息使用者以不同的信息授权权限，营销经理可以通过个人电脑和其他方式直接进入信息网络查询相应的信息，大大提高了营销信息共享、传播的效率。

　　市场宏观环境一般由企业所不能左右的要素构成，对于企业销售人员而言，处理市场宏观环境的关键在于辨认有历史意义的变化，即进行准确的市场宏观环境分析，从中发现未被满足的需要和机会。

　　市场环境因素

　　市场环境由于其复杂性、多层次性，不同的学者从不同角度作了区分，如有分为组织环境、市场环境、大环境、超环境四个层次。但一般而言，都将其分为宏观和微观两个层次，在这两个层次再进行细分。

　　◎微观环境

　　微观环境是企业经营所面临的近层次、近距离的市场环境，它对企业的市场营销活动具有直接的影响。具体来说营销的微观环境可以包括以下几个方面。

　　1.供应商

　　即向企业提供生产经营所需要资源的企业、单位或生产者个人，包括提供原材料、机器设备、零部件、能源、劳务、资金等等。企业要进行生产经营，就不能不研究各种资源的供应情况。一要分析各资源供应者在其行业中所占的地位、生产供应能力以及与本企业的关系；二要注意是否出现具有合理价格或优质高效的替代资源，如果有可替代的资源，企业在资源选购上就有更大的回旋余地；三是研究各种资源及价格的长期发展趋势，以及对企业的产品、成本、价格、盈利等方面的影响。另外还要分析各种资源供应渠道方面的发展变化。

　　2.中间商

　　即在产品的分销、实体转移、促销等方面对企业给予协作帮助的单位、机构或个人，包括批发商、零售商、外贸机构、调研公司、广告公司、银行、信托公司、保险公司等。它们在为企业融通资金、推销产品、提供运输、储存、咨询、保险、广告等方面，提供各种便利营销活动的服务，是企业市场营销不可缺少的中间环节，大多数企业的经营活动，都需要有它们的协助才能顺利进行。因此，在商品经济日益发达的情况下，企业要密切注意分析各类营销中介的突发变化，经常与这些机构保持稳定、有效的协作关系，这对于企业顺利开展营销活动具有重要的意义。

　　3.顾客

　　是企业服务的对象，是现代营销活动的目标，是企业一切活动的出发点和落脚点，更构成了企业市场营销中最重要的环境因素。谁赢得了顾客，谁就赢得了市场，也就获得了企业经营的成功。因此，市场研究的首要任务就是分析顾客，了解各类顾客的地区分布和需求特点，研究顾客的购买动机、购买行为和购买习惯，预测顾客或用户需求发生变化的趋势等。其中最重要的一点就是要站在顾客的角度研究顾客的需要，并设法满足其需要，使其满意，这样就会发现一系列的问题，及时做出相应的经营决策，搞好市场营销工作。

　　4.行业竞争者

　　根据所生产的产品的替代程度不同，可以将竞争者分为四种类型：当其他公司以相似的价格向相同的顾客提供类似产品与服务时，这种竞争者称为品牌竞争者，如可口可乐与百事可乐就互为品牌竞争者；公司也会把制造同样或同类产品的公司都视为竞争者，如可口可乐公司也应该把其他饮料生产商视为竞争者；更广泛地看，所有制造提供相同服务的产品的公司都是竞争者，如生产各种饮品的厂商在这个层次上也应被视为可口可乐公司的竞争者，如咖啡、啤酒等；最为宽泛的一种层次是把所有争取同一消费者的厂商都看做竞争者，也就是所有提供消费者食品的厂商此时也都成为可口可乐公司的竞争者。在市场营销策划中，每个企业都应当十分清楚，市场上谁是竞争对手，竞争者处于什么样的地位，其经营策略是什么，自己有什么优势和劣势等等。

　　5.社区

　　企业有自己的经营场所，必然要与其所位于的社区产生各种各样的联系。社区关系的好坏对企业的营销活动也有相当大的影响。如当地的群众团体、居民、政府机构、新闻媒介、金融机构等，所有这些社区公众都对企业的市场营销有着直接或间接的影响，它们从不同角度和不同方面关注、监督、影响、制约着企业的经营活动。因此，作为销售人员，要十分重视并妥善处理与周围各种公众的关系，努力塑造并保持企业良好的信誉和公众形象，创造一个良好的市场微观环境。

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今日荐文

今日荐文的作者为中国电子科技集团公司电子科学研究院，北京联海信息系统有限公司专家彭武，黄琦。本篇节选自论文《复杂信息系统演化过程研究》，发表于《中国电子科学研究院学报》第12卷第5期。本文为论文上半部分。

摘要：本文基于系统科学中的自组织理论的理论基础和内涵特点，研究复杂信息系统演化过程中的开发性、自组织、非线性、涌现性。分析复杂信息系统演化类型，基于生态学、物种增长模型等创建复杂信息系统演化模型，依据信息系统演化理论及模型，指出信息自组织理论在复杂信息系统演化过程和方向中的发展与应用，主要体现在网络、基础设施、大数据、云计算的演化方向。

关键词:自组织理论;复杂信息系统；演化模型；演化方向

世界由普遍联系的事物组成，这些普遍联系且相互作用的事物就构成了系统。按照系统科学理论，根据组成子系统的数量、种类、层次结构以及之间的关联关系复杂程度，可分为简单系统、简单巨系统和复杂系统。在复杂系统中，子系统数量巨大、种类很多并且层次结构和关联关系复杂。

自上个世纪以来，复杂系统科学研究方兴未艾，取得了大量的研究成果，具体包括耗散结构论

[1]

、自组织理论

[2]

、协同学

[3]

、开放复杂巨系统

[4]

等。

信息系统是以信息为载体为人类提供服务的一大类系统。随着信息技术的快速更新和应用范围的大幅扩大，信息系统由低级向高级、由简单到复杂逐步发展。这种发展导致了复杂信息系统的出现。

钱学森院士认为信息网络加用户将构成一个开放的复杂巨系统

[5]

。随着互联网规模的迅速扩大，互联网也构成了一个复杂巨系统

[6]

。此外，军事对抗信息体系、智慧城市系统等都是复杂信息系统。

对于复杂信息系统，以传统的信息技术和方法来理解、研究、规划以及治理，显然无法诠释其内在本质、体系特征和演化规律。以系统科学和复杂理论为基础，从系统和发展的角度来研究复杂信息系统的内在机制、宏观特性及演化动力,研究复杂信息系统的发展趋势和演化规律,对指导复杂信息系统的理论研究和建设实施具有重要的意义。

1复杂信息系统的内涵及特点

复杂信息系统是人机协同的系统，如图1所示。人是系统的重要组成部分，也是系统演化的关键因素，具体包括实施人员、管理人员、使用人员、研究人员、利益相关人员等。通信网络、基础设施、硬件、软件、数据、安全防护设备等是系统的重要组成部分，也是系统运行的实体。组织机构、技术标准、管理制度、知识意识是系统运行的内在机制，是系统组织、人机协同的约束条件和支撑力量。系统内各元素之间存在非线性关系并相互作用，产生协同动作和相干效应,通过竞争合作推动系统产生新的模式和功能，促进系统从无序向有序发展。

复杂信息系统是一个开放的系统，如图1-1所示。复杂信息系统与外部环境进行物质、能量、信息的交换，并从外部环境吸收新的技术和资源。通过外部激励和内部驱动的共同作用，系统发展演化，甚至发生突变。

图1-1复杂信息系统组成及其与外部环境关系

复杂信息系统具有以下特点：

开放性：复杂信息系统与外部环境存在输入输出接口，能够进行物质、能量、信息的交换，引入负熵，使得系统熵为负值，系统逐步进入有序状态。通过引入新技术、新理念、新资源，系统调整自身的结构和行为，以适应外部和内部的变化，推动系统演化发展。系统内部层次众多、结构复杂、关系错综，存在不均匀性和不可预测性，导致了系统远离平衡状态，具有耗散结构特性。当复杂信息系统远离平衡状态后，将继续开放式的与外界继续发生交换，内部自组织调整，进而不断趋于有序、稳定的状态。

自组织：复杂信息系统中，实施人员、管理人员、使用人员能够发挥主观能动作用和自我学习机制，与外界交换技术、能量和资源，无需外界指令，利用自身的主动调整、自组织调解等方式，向有序、稳定的状态演化。通过竞争与协同实现资源优化配置、流程治理再造、组织架构完善、系统升级提升，从而达到系统有序化、优化的目的。

非线性：在复杂信息系统中，信息海量分散且流动，业务流程错综复杂，各子系统层次众多且相互关联，参与人员相互配合，因此，其信息关系、业务关系、人员关系、组织关系、子系统之间、系统与外部环境之间等关系均不是清晰的线性关系，而是非线性关系。非线性作用使得系统内部相互制约、协调同步，系统与外部环境协调同步，从而使系统自组织并与外部环境自适应。

涌现性：系统内部子系统和元素通过多种模式交互，并与外部环境存在信息、能量、物质、技术、资源的交换，从而改变了内部结构和系统行为。在外界各种信息、物质等进入内部后，由于内部各元素之间的不断碰撞反应，加入新的外部物质后，内部结构、内部物质与外部物质之间可能将发生从微观到宏观的质变。经过一定的时间后，经过放大和发展，在整体上演化出新的形式和特性，产生了涌现。涌现性体现了宏观和微观的关系，是复杂系统微观行为产生的宏观效应。

2复杂信息系统演化过程

复杂信息系统为适应外界环境变化和自身结构行为调整，系统内部以及系统与外部环境之间发生各种交互作用。正是系统的自组织、自适应、自聚集、自加强、自协调，使得系统呈现复杂性，不断推动系统功能和结构不断演化。

复杂信息系统是人机共存的系统，人的智慧与计算智能紧密融合并相互作用，共同推动系统向前演化。系统演化的外部推动因素，包括政策法规、外部形势、技术更新、市场需求、资源信息等。系统演化的内部推动因素包括人的作用、组织架构、系统整合、管理模式等。

2.12阶涌现理论在复杂信息系统演化过程中的应用

复杂信息系统的演化过程探究比一般社会科学研究的对象系统还要复杂。依据Stephen Jones对复杂系统涌现机制的划分，在系统整体和个体行为之间具有双向反馈机制（feedforward and feedback）的涌现称为2阶涌现（2

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order emergence），只有单向反馈机制的涌现称为1阶涌现。具有社会复杂性的信息系统中的涌现都属于2阶涌现，如图2-1所示。在复杂信息系统自组织下，个人行为因接受到系统反馈而产生新的个人行为，复杂信息系统通过汇总涌现，在原有的1阶涌现基础上，加入了反馈影响个体行为，从而形成信息系统的闭环回路，实现了复杂信息系统的双向反馈，构成了反馈环，从而增加了信息系统的复杂度。

图2-1复杂信息系统的复杂度及2阶涌现

对涌现机制的分析有助于对复杂信息系统的研究，根据涌现机制可以对复杂信息系统进行划分，利用涌现系统理论对复杂信息系统进行层次、类别、复杂程度的分类和定义。

复杂信息系统作为一种概念生命,受到环境制约,反过来,复杂信息系统对环境也有作用,支持这种环境中各种要素的变化,形成一种动态的平衡,这就形成了一个反馈环，我们称复杂信息系统中系统和个体行为之间存在具有双向反馈机制的涌现，即2阶涌现。

根据复杂信息系统中的2阶涌现反馈环处于复杂信息系统内部和复杂信息系统外部，将复杂信息系统演化类型分为：复杂信息系统独立2阶涌现和复杂信息系统非独立2阶涌现。

复杂信息系统独立2阶涌现，即复杂信息系统通过自己内部资金、人力、技术进行自组织演化独立形成2阶涌现反馈环；复杂信息系统非独立2阶涌现，即复杂信息系统无法通过自己内部自组织独立完成演化，需要借助外部的人力、技术、资金等支持。如图2-2所示复杂信息系统独立2阶涌现和复杂信息系统非独立2阶涌现演化类型图。

图2-2复杂信息系统演化类型

在复杂信息系统的演化过程中如果过多地关注信息系统从无序到有序的平衡相变过程，忽视了在信息系统建立起来能否进入独立演化，随环境变化让不能实现独立演化的系统让其进行独立演化，从而未能创造信息系统自组织演化的条件促使耗散结构的形成，复杂信息系统也未能走上自组织演化的道路，将导致了信息系统实施的失败。

2.2生态学理论在复杂信息系统演化过程中的应用

复杂信息系统作为一种概念生命,受到环境制约，根据与生态学非常相似的这种特性，本文引入生态学理论对复杂信息系统进行探究。生态学理论具有一定的普适性，它不仅适用于生物界，同样适用于复杂信息系统。

生态学理论研究已经渗透到了许多研究领域，很多重要的生态学理论问题，如群落的物种聚集原理、物种的特化和泛化、特别是生物之间的竞争和其他各种相互关系的研究，都是以生态位概念为基础的。生态学理论中关于种群物种有着相当丰富的研究模型，可以适用于复杂信息系统研究领域。例如：种群增长模型中指数型增长J形曲线模型、逻辑斯蒂S性曲线模型等。这些种群增长模型在各个领域都有着广泛的应用。

复杂信息系统生存和发展所必需依赖的资源和环境，包括系统运行所依赖的平台和其他系统，必需的信息资源，系统间协作和依赖关系、功能或业务服务的空间（表现为可发展的用户空间，包括系统直接服务的终端用户或通过系统间交互、混合间接服务的用户，后者表现为其他系统对本系统的依赖程度，有依赖关系的系统双方互为环境）等。复杂信息系统中间存在多个复杂的2阶涌现反馈环，甚至存在更为复杂的反馈机制等。

综合分析、研究复杂信息系统演化过程、生态学理论、复杂信息系统中2阶涌现机制、种群增长模型等，综合复杂信息系统演化的各类情况如：人力、资金、技术等，建立了如图2-3所示的复杂信息系统演化过程模型。

图2-1复杂信息系统演化过程

复杂信息系统在自组织演化时是采取相变的方式发展的。Y轴表示人力、资金、技术等条件，通过时间轴T轴逐步发展、不断变化。根据生态理论、种群增长理论等综合考虑，变化方式有可以分为两种，一种是连续渐变方式不断发展、连续变化；另外一种是类似生物学中基因突变形式，可能突变到任何可能的位置的非连续突变方式，在很短的实际范围内，人力、资金、技术等突然得到很大的提升或者下降，此时可能导致整个复杂信息系统架构的巨大变化或者颠覆性的重组，实际情况可能由于政策调整或者遇到重大变故等等原因，而产生复杂信息系统的非连续突变，一般来说一个规模很大的复杂信息系统不会产生非常明显的突变情况。

如图2-1所示，复杂信息系统渐变过程中可能存在快速增长的J型曲线趋势，在复杂信息系统创建初级阶段可能会有飞速的发展阶段，在发展逐步成熟之后，复杂信息系统可能慢慢趋向于稳步发展阶段，整体呈现S曲线增长趋势，在此之后的发展本图中给出了5中发展情况，A和B类型是属于复杂信息系统在接受到新的技术、新的资源等又向新的方向、新的趋势进行发展，增长速度曲线可能快速增长也可能趋于稳定增长；D和E类型是指复杂信息系统经过一段时间的发展之后，由于其他新的系统的竞争逐步走向衰落，衰落速度不同而导致D类型可能快速衰落，E类型属于慢慢衰落可能在资源利用较低的一个点再趋于平稳；而C类型就属于复杂信息系统通过不断的进化、改变后规模大小、技术能力、人力资源等方面处于一个较为稳定发展的状态。

复杂信息系统经发展变化的整个过程中，后续不断的面临新的发展路线的选择，复杂信息系统通过复杂的竞争与协同的内在机制保证系统的进化方向。

2.3自组织演化的内在机制

在复杂信息系统具备了形成耗散结构的条件以后,协同学认为,竞争与协同共同决定系统的命运,共同承担着系统演化的任务。自组织系统演化的动力来自系统内部的两种相互作用:竞争与协同。子系统的竞争使系统趋于非平衡,而这正是系统自组织的重要条件;子系统之间的协同则在非平衡条件下使子系统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。竞争与协同产生的内在原因是系统要素之间的相互作用,竞争与协同是系统要素相互作用的表现与结果

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复杂信息系统内部存在众多子系统,由于系统内部元素发展的不平衡性,这导致了复杂信息系统内部存在不平衡竞争关系。这种竞争关系体现在：内部人与人、技术手段、资金流向等等方面。人们对于不同系统的认识、不同技术的支持、不同系统的侧重点都不一样，这将会导致复杂系统体系内部存在多种多样的不平衡演化

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例如：人们对信息系统在设计、研发、运维等方面的认识存在不同的认识是产生竞争的直接原因；对于技术信息系统，多种技术在信息系统内发挥不同的逻辑功能、扮演不同的角色，对于不同的子系统发挥着不同的作用，目的都是为了共同实现系统的整体功能；竞争与协同对于复杂信息系统自组织演化起着至关重要的作用，竞争形成了复杂信息系统内新思想、新方法和新观念，将复杂�...