1、天津大学硕士学位论文基于复杂性思想的大型工程建设项目集成化管理研究姓名：姜琳申请学位级别：硕士专业：管理科学与工程指导教师：陈勇强20060201，：，：，独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得墨生盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名者垂淋签字日期：如年月堵日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解鑫生盘茎有关保留、使用学位论文的规定。特授权叁凄盘
2、茎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、 汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名赫签字日期：册年月形日导师签名：陈勇强签字日期：加以年月日天津大学硕士学位论文第一章绪论第一章绪论人类进入世 纪，系 统问题，特别是复杂系统及相应的复杂性科学问题越来越受到人们的重视。无论是发达国家， 还是发展中国家都已经认识到进行复杂性研究的重大意义。复 杂性科学（）是新 兴的边缘、交叉学科。国外有学者称复杂性科学是科学史上继相对论和量子力学之后的又一次革命，国内成思危
3、教授认为它是系统科学发展的一个新阶段【】，戴汝 为院士称其为“为世纪的科学”【。与此同时，在 项目管理领域，越来越多的人开始认识到项目，尤其是工程建设项目已经出现明显的大型化趋势，由此导致工程建设项目已经具有了复杂巨系统的一系列特征，可以看作是一个开放的复杂巨系统。国内外已经有学者开始将复杂性研究方法运用到工程建设项目管理中来。本文就是致力于运用复杂性研究的方法论，研究大型工程建设项目的特征和管理，并提出大型工程建设项目集成化管理的方法建议。复杂性研究的历史及现状复杂性科学的发展主要经历了三个阶段，即开创阶段，从系统学中分离出来的阶段，以及真正诞生阶段。复杂性研究的开创白世纪年代到年代 为第一
4、阶段。贝塔朗菲提出的一般系统论、维纳提出的控制论、申 农提出的信息论、 诺伊曼提出的元胞自动机等是这个时期复杂性研究的代表性成果，标志着复杂性研究的起源和萌芽。它们原本都是为解决以往科学技术难以解决的复杂性问题而提出来的。“我们被迫在一切知识领域中运用整体或系统概念来处理复杂性问题】。”贝塔朗菲的这句话道出了整个系统运动的初衷。 这场系统运动提出探索复杂性的科学任务，提供了今天复杂性研究必须的若干概念（系统、信息、反 馈、组织、自 组织等）和方法论思想（对还原论的质疑和超越）。可以说， 这个时期的复杂性研究就是系统研究，主要代表人物首推贝塔朗菲。维纳是另一个重要人物，虽然控制论的创立并未明确提
5、出研究复杂性问题，但由于维纳注意的中心是对机器（人工世界）、动物和社天津大学硕士学位论文第一章绪论会的统一描绘，后两者属于典型的复杂巨系统，与其后出现的以工程系统为对象的工程控制论、现代控制理论显著不同。埃莫兰认为控制论是“通向复杂性研究的阶梯”。这个时期必须提及的人物是韦弗尔，他把科学对象分为三类：简单性、无组织的复杂性和有组织的复杂性，研究它们分别产生了世纪的科学、世纪上半期的科学以及未来年将要产生的科学。他还讨论了科学的限度、利用计算机模拟进行复杂性研究等，都是当前复杂性研究的重要问题。这样一篇纲领性文章出自信息论权威之手，绝非偶然，它表明复 杂性与信息、复杂性研究与信息研究之间的内在联
6、系，关于复杂性的科学与社会信息化的内在联系。只有对系统观点和信息观点都有深刻理解的学者才能做到这一点。另一位重要人物是诺伊曼。这位极善于对问题作形式化表述和求解的科学家，世纪年代以后的主要兴趣转向复杂性 问题。在提出 计算机原理的过程中，通过对“ 电脑”和人脑的比较认识了思维的复杂性；通过研究机器能否像生物那样具有自复制能力，了解了生命现象的复杂性；通过把博弈论应用于经济问题而了解了社会的复杂性。诺伊曼据此得出结论说：“阐明复杂性和复杂化概念应当是世 纪科学的任 务，就像世 纪的熵和能量概念一 样。 ”韦弗尔和诺伊曼的预见未能在世纪实现 ，但他 们的超前眼光极大地启迪了后继者。诺伊曼创造的元胞
7、自动机模型则成为当前复杂性研究常用的锐利武器。复杂性研究与系统研究的分离世纪 年代到年代 为第二阶段。普利高滓的耗散结构、哈肯的协同论、艾根的超循环论等自组织理论、 汤姆的突变论、混沌学理论以及后来的分形论是这个阶段的代表性成果，标志着复杂性研究在自组织理论、非线性科学方面已经取得了比较明确的成果，同时也发现，系 统研究与复杂性研究不尽相同。系统科学在这一时期取得了重大进展，明显地呈现出下列特点：（）基本属于工程技术层次（系统工程、人工智能技 术等）和技术科学层。次（运筹学、控制理论、信息 论、人工智能理论等），贝塔朗菲和维纳对复杂性的理论探索未被引向深入；（）研究对象是 简单系统，特别是线性
8、系统，新的理论成果几乎都是线性系统理论；（）就方法论看，占主导地位的仍然是还原论。为解决复杂性问题发动的科学探索，首先建立的仍然是“简单性科学”，出乎人们预料，却 显示出科学发展历程固有的辩证特性。线性系统理论至今仍然是系统科学的重要内容，它的理论和方法在精确性和严格性方面并不亚于主流科天津大学硕士学位论文第一章绪论学，这些已得到科学共同体的承认。 线性理论显然不是复杂性研究关注的东西。由此得到的启发是：系统研究并非必定是复杂性研究。世纪 年代中期，特别是年代以后，随着线性系统理论走向成熟，科学家面对的系统问题越来越复杂，控制论、运筹学、信息论都面临“向何处去”的问题。这种窘境促使复杂性探索重
9、新高涨起来，终于在年代出现新的生机。世纪 年代，复杂性研究被正式的提出来，其研究对象是复杂系统。它着重于揭示客观事物构成的原因、演化的历程和复杂机理。世纪的科学更加突出学科的相互交叉和融合，以多学科交叉、渗透和融合为重要特征的复杂性科学将在人类探索各种未知的科学奥秘中发挥重要的作用，从而提高解决问题的能力和推动整个科学的发展。复杂 性研究的诞生世纪 年代至今 为第三 阶段。它是复杂性科学真正 诞生的时代，它是在自组织理论和非线性科学理论的基础上发展起来的。年，在三位诺贝尔奖获得者的发起下， 组织了圣塔菲研究所（，简称），他们是夸克理论创建者盖尔曼（）、凝聚态物理学家安德森（）、数理经济学家阿若
10、（）。该研究所聚集了一批从事物理、经济、理 论生物、 计算机等学科的研究人员， 专门从事各方面的复杂性科学的研究，涉及到经济、组织管理、危机处理、 军备竞赛等，在战略决策、非均衡经济理论和复杂适应系统（）等方面更是独树一帜，成为目前世界复杂性科学阵营中影响最大的学术“领地”之一。的科学家先后运用自组织、混沌、涌现、自适应复杂系统这些概念来研究复杂性，而且很重视计算机技术在复杂性研究中的运用，相继提出遗传算法、演化算法、自动机网络等。美国杂志于年月日开辟专集对复杂性科学进行报道， 专集复杂系统，精心 组织一批正在主流科学主战场物理，化学、生物、经济、生态、地理环境、气象、神经科学等前沿工作的著名
11、学者探讨各自领域的复杂性，有力地表明到世纪之交主流科学界对复杂性研究的明确关注和认可，并直接参与进来， 这是极有意义的进展。最早明确提出探索复杂性方法论的是我国著名科学家钱学森。他在世纪年代复杂 性研究刚刚兴 起时就把这个问题提到议事日程上来，于年代初提出“开放的复杂巨系统”的概念，形成“从定性到定量的综合集成”的方法论【】；年月，他又在此基础 上提出了“从定性到定量综 合集成研讨厅体系”的实践形式。这 套方法论是从整体上研究和解决问题的方法，采取人机结合以人为主的思维方法和研究方式，对不同层次、不同 领域的信息和知识进行综合集成，天津大学硕士学位论文第一章绪论达到对整体知识的定量认识。与美国
12、的圣塔菲研究所相比，钱学森提出的开放的复杂巨系统的概念更多考虑的是有人参与的社会系统，而圣塔菲研究所主要研究的是“复杂适应系统”，考虑人的因素比较少。因为在工程建设项目中，人的因素是至关重要的，因此，本文主要运用的钱学森的“开放的复杂巨系统”理论和“从定性到定量的综合集成”方法论。复杂性研究的现状与成果。国外复杂性科学研究现状与成果美国的圣塔菲研究所是一个复杂性研究中心，其创立的复杂适应系统具有非凡的意义【”。圣塔菲研究所认为复杂系统是有许多的相互作用的“”组成的，之间的相互作用可以使系统作为一个整体产生自发性的自组织行为。在这种情况下， 单个的通过寻求互相的协作、适应等超越自己，获得思想、达
13、到某种目的或形成某种功能，并使系统有了整体的特征。而且，每一个这样的复杂系统都具有某种动力，这种动力与混沌状态有很大的差别，因为用混沌理论无法解释结构和内聚力以及复杂系统的自组织内聚性。复杂系统具有将秩序和混沌融入某种特殊平衡的能力。他的平衡点被称为混沌的边缘，在这种状态下，系统的不会静止在某一状态中，但也不会动荡甚至解体。在这种状态下，系统有足够的稳定性来支撑自己的存在，又有足够的创造性使自己维持系统的发展。基于对复 杂系统构成的这种认识， 创立了复杂适应系统理论。从而认为稳定和均衡是组织的规范状态。最为对外部环境变化的反映，组织系统通过调节以适应环境的要求。与此同时，圣塔菲研究所也为各个科
14、学领域研究的发展做出了很大的贡献。阿瑟（）的报酬递增率将经济学建立在生物学理论上，它强调个体生面，人们是分散和不同的，历史上的偶然事件、干 扰和差异经非线性作用的放大成为驱动力量，因而 认为经济系统没有绝对的均衡，永远处在重组、退化和发展之中。盖尔曼（）、考（）、安德逊（）等杰出的科学家，提出学科整合和科学应从还原论向整体论方向发展，并提出了和（突现）等的概念。荷 兰德（）开创了基因算法、分类器系统，推 动了神经网络算法的发展， 归纳出复杂自适应系统的特征。郎顿（）开创了人工生命理论，推动了元胞自动机理论的发展，提出了复杂吸引子的概念。他认为在不动点吸引子、周期吸引子和奇怪吸引子之外还有一类吸
15、引子为复杂吸引子，即所谓的混沌边缘状态，在这种状态下系统表现出永恒的新奇性。法默（）将神经网络、遗传 算法、分类系统模型和免疫系天津大学硕士学位论文第一章绪论统模型等通过关联主义的思想统一为节点关联物模型。丹麦出生的物理学家普巴克（）提出了关于自组织临界的概念。考夫曼（）提出了自组织临界条件理论。考夫曼指出如果系统中的相互作用过于简单低于临界值时，系统 就不会发生相变，但如果相互作用的复杂性达到了一定的程度，系统就会发生自组织并产生更高级的秩序。他还将自组织临界性和混沌的边缘概念进行了整合，提出如果一个系统表现出各种规模的变化和骚动搏，如果其变化的规模遵循着一种幂律，那么这个系统就处于临界状态
16、，或者说是处于混沌的边缘。国内复杂性科学研究现状与成果自年以来，关于复杂性研究的自然科学基金项目的数量呈快速增加趋势，它们涉及物理、生物、地理、医学、经济、管理与哲学社会科学等众多内容。国内的开设复杂性专栏的网站不断增多，撰写和翻译的有关著作层出不穷，有关会议的成果和相关论文也成百家争鸣之势。现按照成思危先生的分类方法，分别从物理复杂性、生物复 杂性、 经济社会复杂性三个方面概述如下。）在物理（自然）系统复杂性研究方面我国科学家是从世纪 年代初开始研究复杂性的。和国外研究一样，物理学是复杂性科学应用最为广泛的领域之一。中科院郝柏林院士年研究了物理学中的混沌、分岔与湍流问题碍，年编辑了英文版混沌
17、（）一书，并于年主编出版了我国的非线性科学丛书，目前已经出版了十几本著作，对 复杂性科学的研究起到了极为重要的推动作用。中国矿业大学谢和平院士用分形理论与方法研究了岩石损伤问题，创立了分形力学，在国外产生了重要影响。分别于年和年出版了岩石混凝土损伤力学和分形岩石力学导论等著作。陈予恕、唐云等编写出版了非线性动力学中的现代分析方法【；方锦清研究了混沌系统的控制理论与方法【，发表了一系列论文，取得了一些较有影响的成果；於崇文的固体地球系统的复杂性与自组织临界性【】，王卫国等人的北半球不同纬度臭氧层系统混沌吸引子的特征研究，研究了地学中的复杂性问题。魏一鸣 从自然灾害系统的观点出发， 阐述了自然灾害
18、系统的特点，提出了自然灾害复杂性的概念【“，基于前人研究的一些成果，讨论了分形、混沌、人工神经网络等非线性理论以及定性与定量综合集成技术在自然灾害复杂性研究中的应用，并针对 近百年来九江年降水时间序列资料，应用分形理论，得出九江年降水时间序列是一混沌序列。从而，为进一步建立年降水预测预报模型奠定了基础。谢之康构建了非 线性火灾学及其相关学科体系结构，探讨了煤矿重大伤亡事故及可燃物点火、熄灭现象的非线性机理，指出了非线性火灾学可能应用的领域，天津大学硕士学位论文第一章绪论为产生一批新的非线性火灾学分支学科提供了可制”】。这些成果使我们更好地预测和预防自然灾害成为可能。另外， 张勤的控制太阳活动的
19、混沌吸引子以及高志球的 绿洲和沙漠地区大气 边界层湍流混沌特性研究 等论文为我们更深刻地了解我们赖以生长的环境提供了新的视角。）在生物系统的复杂性研究方面【 】【】【】人们普遍认为，生物的复杂性和非生物的复杂性是两类不同的复杂性，前者的复杂性程度比后者要高得多，而且有质的不同。生物复杂性有三个特点，其一是在复制生物结构的过程中，存在指令和控制，并由此展现出生长性和自适应性；其二是生物具有无双性，这导致不同层次、不同类群，甚至不同个体生物的复杂性，显示有很 强的个性，这是在生物学领域应用数学方法的一个难点；其三是生物复杂程度的超巨性，这也使得生物复杂性难以量化。研究表明，许多生物体中存在混沌现象
20、，兔嗅 觉识别的过程、穴位的 红外辐射、人的脑电信号、大鼠的心动周期信号、健康人的心搏、儿童的心理周期都具有混沌特征。另外，不少医学研究者将混沌理论应用于疾病的研究，对心脏病、精神病、癫痫病、糖尿病等疾病的发生机理、 诊断与控制方法以及疾病的传播过程进行了具有实践意义的探讨。）在经济管理与社会系统复杂性研究方面经济系统是一个开放的系统，近年来的研究成果表明，经济系统存在着大量的复杂性现象， 经济工作者可根据实际情况对系统的复杂性行为实施控制。从微观层面的企业库存控制、产品设计、生 产过程、 组织管理、企 业系统管理到宏观层面的经济系统、国 际石油市场、金融危机的控制、可持续发展战略的实施，都可
21、以利用混沌理论进行分析和控制。因此要客观地分析经济运行规律，就必须正确研究经济系统中的非线性和混沌现象。陈平（）研究了国外金融市场的混沌问题，首次 证实了经济系统也存在混沌现象】。由于混沌现象在非线性系统中普遍存在，因而经济混沌研究显得格外重要。宋学锋（）系统研究了混沌经济学的一些基本理论问题，给出了混沌经济学的定义，界定了混沌经济学的研究内容与范畴、系统总结了混沌的定量特征及其判别方法，以离散混沌经济系统为对象，研究其混沌规律，提出了“区间分析法”，以便确定混沌发生的临界区间。研究了经济管理系统的复杂性量度问题，提出了混沌度的概念和计算方法，以便 对不同的混沌系统进行对比分析。比较了混沌经济
22、学与经典经济学的关系，总结出了混沌经济学的基本原理和研究方法，形成了混沌经济学基本的理论框架，在国内出版了浑沌经济学理论及其应用研究的专著【”；黄登仕、李后强（）系 统总结了非线性经济模型和研究方法，并出版了非线性经济学的理论与方法。陈平（）出版了文明天津大学硕士学位论文第一章绪论分岔、经济混沌和演化经济学等著作。 孙广振与王劲松（）、徐前方（）、宋学锋（）以及吴冲锋（）等运用非线性理论和混沌理论研究了我国证券市场股票价格波动的复杂性问题引。复杂性研究与管理科学随着科技的发展和技术的进步，人类进入了一个崭新的时代：经济全球化已经势不可挡，新技 术与高科技发展迅猛， 电子商务与网络技术的应用越来
23、越普及，人类已经开始步入知识经济时代。新时代的到来，使得管理对象、管理环境、管理目标、组织结 构、 组织 行为等都变得越来越复杂，从而对管理科学的理论与方法提出了新的挑战，原有的管理理论和方法已经难以满足新时代变革带来的新问题对管理理论与方法的需求，于是拉开了复杂性管理理论研究的序幕。管理复杂性研究的现状对管理复杂性的研究始于世 纪年代，因 为 ，从目前笔者所能 查到的文献资料来看，最早的论著是美国乔治梅森大学（）的沃菲尔德（）教授于年出版的专著社会系统：计划、政策与复杂性，只是在当时没能引起人们足够的重视。后来，在年代，由于非线性与混沌理论的“突现”，才使复杂性科学的研究在世界范围内的多种学
24、科里掀起了高潮。在管理学界，和（）研究发现组织决策能导致存储问题的浑沌、无序和意外结果；和于年出版了复杂性、管理者和组织一书；和（）研究了社会科学中的混沌和非均衡现象；（）出版了通过系统设计的方法管理复杂性的著作，提出了通过结构化系统分析处理在复杂环境下有效提高决策效果的系统方法；（）研究证实了战略计划存在的混沌与复杂性；等人（）揭示了制造加工过程的管理决策的不稳定性和复杂性；和（）研究后认为政府预算是一个充满变化的非线性的复杂系统；飚（，）运用非线性动力学方法发现在政府组织中存在混沌和“隐序”现象；（）证明了复杂性科学能作为一种模型在自然的或技术的灾难发生期间组织内部的活动；和直（）提出了交
25、互式管理的理论与方法， 为在复杂环境下的决策提供了较为可行的决策分析方法；和（）研究了浑沌与组织的关系；（）出版了浑沌的边缘一书，认为复杂性存在于浑沌的边缘，从进化生物学中引申出了适切性图像的概念；天津大学硕士学位论文第一章绪论（）研究了组织复杂性与创造性问题，指出组织是复杂的演化系统，并在种区域中运行，当运行于不稳定区域，无 论是长期还是短期，组织的行为都是不可预测的，而当运行于稳定区域， 组织的短期行为是可以预测的，若在浑沌的边缘，则组织行 为是不可预期的，但是不 稳定性会局限于一个有限边界内；（）研究了组织的文化复杂性问题，指出在新时代，组织文化充满了冲突和复杂性，并从多个层次进行了初步
26、分析；（）研究了组织合作复杂性问题，初步分析了组织合作稳定与不稳定性条件；（）出版了突现：从浑沌走向有序一书：，（，）和（）从系统方法的角度研究了管理浑沌与复杂性的方法。根据乔治梅森大学的沃菲尔德教授的总结，目前已形成了五大学派【】。其主要学术观点及研究方向如表所示。表管理复杂性的学派学派名称代表人物理论工具复杂性所在重要研究方向混沌学派、非线性方程系统中物理、 经济、生、物系统等等人结构学派、集合论、布 尔代人脑中经济管理理论，等人数、形式逻辑等交互式管理系统动力学、常微分方程与系统中组织理论、社会派等人计算机模拟经济系统自适应系统、偏微分方程系统中经济、生物、认学派、等人知系统等暧昧学派一
27、些单独的研究学者学科交叉不明确社会，科学、语言系统等在国内的管理复杂性研究方面，年钱学森提出了“综合集成研讨厅”方法构想，用于分析复杂巨系统；戴汝为研究了认知复杂性问题并与于景元、王浣尘等合作承担“综合集成研讨厅”的理论、方法及应用研究的重点课题，有望创立有我国独立知识产权的成果；年在成思危先生积极推动下，召开了以复杂性科学为主体的香山论坛，并主编出版了复杂性科学探索，还组织专家翻译出版了复杂科学研究丛书；刘洪、袁闯研究的混沌的管理问题，马军海、盛昭翰研究了混沌时序的系统重构与预测技术，等等。另外，年月和年月，分别在中国 矿业大学和上海交通大学召开了第一和第二届全国复杂性学术研讨会，标 志着我
28、国管理复杂性研究进入了重要的发展阶段。天津大学硕士学位论文第一章绪论基于复杂性科学的工程建设项目管理目前，随着我国社会主义建设的进行和国民经济的持续稳定发展，大型、甚至是超大型的工程建设项目越来越多。这些项目具有不同于一般工程建设项目的特殊之处，而且 对我国的政治和经济影响巨大。然而，由工程建设项目的这种发展趋势所引起的管理方面的问题也日益凸现出来。因此，大型工程建设项目管理的相关研究具有非常重大的现实意义。由于，大型工程建设项目具有许多复杂巨系统的特征，可以看作是一个开放的复杂巨系统，因此，对 其管理方法的研究可以借鉴和参考近年来复杂性研究的科学成果和方法。另外，自从年代中期以来，制造业提出
29、了一系列新思想、新概念，例如准时生产、精益生 产、并行工程、柔性生产、计算机集成制造（）等，使制造业得到了快速的发展。目前国内外的学者专家已经开始提出将制造业的一些先进理论和工具运用到工程建设项目的管理中，较全面地考察项目管理的各阶段及其相互作用。例如，提出了精益建造思想并已经在一些项目中进行了试验，取得了良好的效果。集成化管理已成为工程建设项目管理的发展趋势。目前，国内外的学者已经开始运用解决复杂巨系统问题的综合集成方法的思想，对工程建 设项目，特别是大型工程建设项目进行集成化管理的研究，也有人开始认识到工程建设项目具有复杂性特征，但是，对于各种集成化管理方法的复杂性理论基础研究还无人问津。
30、因此，本文就是立足于此，将大型工程建设项目看作是一个开放的复杂巨系统，解析大型工程建设项目的复杂性特征，并将运用综合集成法的思想运用到大型工程建设项目的集成化管理中，明确集成化管理的理论根据。有了 坚强的理论基础的支持，大型工程建设项目的集成化管理才能更好的发展。本文结构及各章关系本文的由以下五章构成。第一章绪论。介 绍复杂性研究的发展历史和现状，以及复杂性研究在管理科学领域中的运用现状。提出本文所要研究的问题将复杂性研究思想运用到大型工程建设项目集成化管理中。第二章基础理论。介 绍必要的复杂性研究和工程建设项目管理的基础理论，以便下文运用这些理论来进行论述。第三章大型工程建设项目集成化管理前
31、提。通过介绍工程建设项目大型化的天津大学硕士学位论文第一章绪论趋势及其特点， 说明目前大型工程建设项目管理出现的问题，证明传统的分段式的项目管理方法已经越来越不适应目前工程建设项目的管理需求，必须进行变革。计算机和网 络技术的发展，以及各种 项目管理软件和管理信息系统的应用，为工程建设项目集成化管理提供了技术支持，使其在实际操作上具有可行性，可以实现信息集成。最后，分析了大型工程建设项目的复杂性的根源和特征，说明可以将综合集成方法论运用到大型工程建设项目的管理中来。第四章大型工程建设项目集成化管理方法。工程建设项目集成化管理的中心思想是将钱学森提出的解决开放的复杂巨系统问题的综合集成方方运用到
32、工程建设管理中， 实现大型工程建设项目的集成化管理。集成化管理的基础是信息集成，过程集成和参与方集成是从不同的角度出发，分 别针对于大型工程建设项耳的时间复杂性和空间复杂性进行集成，并在集成化管理的基础上进行知识管理，实现综合集成方法的循环提高。第五章全文总结及研究展望。总结本文的研究内容和创新点，并提出了今后尚需研究的方向。天津大学硕士学位论文第二章基础理论复杂性研究基础理论第二章基础理论大型工程建设项目处在不断变化的外部环境之中，其内部要素关系也错综复杂，组成因素众多，所以说大型工程建设项目是一个开放的复杂巨系统，对其管理不仅需要采用先进的技术手段，更要有以系统复杂性理论为指导的具有复杂性
33、特点的思维和组织方法。复杂性按照传统的理解， 简单与复杂是相对的。一个事物在为被认识之前是复杂的，一旦被认识就成为简单的了。从人类认识事物的过程看，这种情形是常见的，但现代科学技术的发展表明，不能把复杂性全部归结为认识过程的不充分性，必须承认存在客观的复杂性。复杂性建立在多样性、差异性上， 应当承认不同意义上的复杂性。承认不同层次有不同的复杂性，也就是允许使用不同的复杂性定义。其实，截至目前也没有一个公认的、 统一的关于复杂性的定义。据西方学者统计，对复杂性定义多达种之多。而具有代表性描述复杂性概念的主要有以下四种。（）西蒙提出分层复杂性的概念。西蒙把等级层次结构与复杂性明确联系起来，从多方面
34、给复杂性以系统阐述，指出等 级层次结构是复杂性的重要来源。他从系统演化的角度讨论复杂性， 论证复杂性系统的结构是在演化过程中“涌现”出来的。（）普利高津、哈肯等人是用演化的、生成的、自组织的 观点解释复杂性。他们认为，平衡 态、 线性关系、可逆过程只能产生简单性， 远离平衡态、非线性关系、不可逆过程是产生复杂性的根源。复 杂性是自组织的产物，在远 离平衡的非线性、不可逆条件下，通过自发形成耗散结构这种自组织而产生出物理层次的复杂性，在此基础上才可能通过更高形式的自组织产生出生命、社会等层次的复杂性。（）世纪年代，盖尔曼提出有效复杂性概念，他指出原始复杂性和算法复杂性不能表示通常理解的复杂性，反
35、对就复杂性概念来研究复杂性，主张把复 杂性研究同复杂适应性系统的研究联系起来。天津大学硕士学位论文第二章基础理论（）我国著名科学家钱学森 对复杂性的研究走的是一条与西方学者不同的路子，他反对 泛泛地讨论复杂性，他 认为凡现在不能用还原论方法处理的或不宜用还原论方法处理的问题，而要用或宜用新的科学方法处理的问题，都是复杂性问剐。复杂巨系统系统复杂性复杂性寓于系统之中，是系统复杂性。把复 杂性和复杂系统结合起来，便于从系统科学角度研究复杂性。实际上，圣塔菲研究所在后来的复杂性研究中，也广泛使用系统的概念。系统科学是从事物的整体与部分，全局与局部以及层次关系的角度来研究客观事物的。系统较为完备的定义
36、可以归纳为：系统是有某些相互联系的部件集合而成。这些部件可以视具体的物质，也可以是抽象的组织。它们在系统内彼此相互影响而构成系统的特性。由 这些部件集合而成的系统的运行时有一定目标的。系统中部件及其结构的变化都可能影响和改变系统的特性【。随着科学的发展和技术的进步，系统科学从本世纪年代开始兴起，人们逐渐认识到系统大于其组成部分之和，系统具有层次结构和功能结构，系统处于不断地发展变化之中，系统经常与其环境进行物质、能量和信息的交换，系统在远离平衡的状态下也可以稳定（自组织），确定性的系统有其内在的随机性（混沌），而随机性的系统却又有其内在的确定性（突现）。这些新的发现不断地冲击着经典科学的传统观
37、念。系统论、信息 论、控制 论、相交 论、耗散结构轮、突变论、协同论、混沌论等新科学理 论也相继诞生。 这种趋势是许多科学家感到困惑，也促使一些有远见的科学家开始思考并探索新的道路。复杂系统和系统的复杂性就是在这样的背景下提出的。系统的复杂性主要表现在以下几个方面。（）系统各单元之 间的联系广泛而 紧密，构成一个网 络。因此每一单元的变化都会受到其他单元变化的影响，并会引起其他单元的变化。（）系统具有多 层次、多功能的结构，每一层次均成为构筑起上一层次的单元，同时也有助于系 统的某一功能的实现。（）系统在发展 过程中能够 不断地学习并对其层次结构与功能 结构进行重组及完善。（）系统是开放的，它
38、与环境有密切的联系，能与环境相互作用，并能不断向更好地适应环境的方向发展变化。天津大学硕士学位论文第二章基础理论（）系统是动态的，它不断处于 发展变化之中，而且系 统本身 对未来的发展变化有一定的预测能力。概括起来，复杂系统都有一些共同的特点，就是在变化无常的活动背后，呈现出某种捉摸不定的秩序，其中演化、涌现、自 组织、自适 应、自相似被认为是复杂系统的共同特征【】。系统 的分类关于系统分类，过去通常根据不同原则将系统划分为不同类型：按人是否参与系统分为自然系统和人造系统；按系统与环境关系分为开放系统和封闭系统：按状态时间关系分为动态系统和静态系统；按有无生命关系分为生命系统和非生命系统：按系
39、统演化规律分为确定性系统和随机系统等。这样划分着眼点放在系统的具体内涵上，比较直观，但却掩盖了系统的本质。钱学森等中国学者提出的新的分类，从系统的规模、复杂性程度和系统局部与整体关系来研究划分系统，如图所示 【引。图系统分类若组成系统的子系统数量比较少，子系统之间关系比较单纯，作用简单，称为中小系统。如温度控制系统就是一个人工中小系统。若组成系统的子系统数量非常庞大，成千上万，成 亿，上百亿，甚至无数个，称为巨系统。在巨系统中，若子系统种类不多，子系统之间作用简单，称 为简单巨系统，如激光系统等。在巨系统中，若子系 统种类繁多，有 层次结构，它 们之间关系又很复杂，称 为复杂巨系统。如生物体系
40、统、人体系统、人脑系统、地理系统、社会系统、星系系统等。若这些系 统和其他环境有物质、能量和信息交换，则称为开放的复杂巨系统。在复杂巨系统中有意识活动的人作为子系统而构成的社会系统最为复杂，因而又列作特殊复杂巨系统。它的组成元素（人）本身就是复杂系统，具有情感、思维能力。人的心理、行为等因素是决定社会系 统运行的重要基础，社会运动过程同时包含自组织和他组织因素，致使社会系统的运行演化表现出特有的复杂性。本文所要研究的大型工程建设项目就属于一个开放的复杂巨系统，由于其构成要素包括人，因此确切地说是社会系统的一种，属于特殊的复杂巨系统。统系会社统统系系巨巨杂杂复复股殊一特统统系系巨巨单杂简复统系统懈张中巨统暴天津大学硕士学位论文第二章基础理论
