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1、第3卷第2期复杂系统与复杂性科学Vo.l3No.22006年6月COMPLEXSYSTEMSANDCOMPLEXITYSCIENCEJun.2006文章编号:1672-3813(2006)02-0026-09关于复杂系统的建模、分析、控制和管理王飞跃(中国科学院自动化所复杂系统与智能科学重点实验室,北京100080)摘要:以人工系统、计算实验、平行执行为讨论基础,以/不断探索和改善0为指导原则,提出具有不可分和不可知特性的复杂系统的建模、分析、控制和管理的理论体系和施行方法。关键词:建模;分析;控制;管理;复杂系统;人工系统;计算实验
2、;平行执行中图分类号:N94文献标识码:AOntheModeling,Analysis,ControlandManagementofComplexSystemsWANGFe-iyue(TheKeyLaboratoryofComplexSystemsandIntelligenceScienceInstituteofAutomation,ChineseAcademyofSciences,Beijing,China100080)Abstract:Thispaperproposesacomputationalframeworkforthemo
3、deling,analysis,controlandman-agementofcomplexsystemsusingartificialsystems,computationalexperiments,andparallelexecutionundertheguidingprincipleof/continuousinvestigationandimprovement0.Keywords:modeling;analysis;contro;lmanagemen;tcomplexsystems;artificialsystems;comp
4、utation-alexperiments;parallelexecution1引言[1][2][3]从维纳的《控制论》到钱学森的《工程控制论》,再到今天各种各样的先进控制方法,控制理论在半个多世纪里得到了空前的发展,成为现代科技事业的核心技术之一。然而尽管如此,现代控制理论所能处理的问题多为可用微分或差分方程表述的一般物理系统,对于涉及人和社会因素的复杂系统的控制,人们至今还在寻求一套有效的解决方案。过去20多年里,随着技术,特别是计算能力的不断提高和成本的不断下降,工程系统变得越来越复杂,社会、政治、经济、生态等传统上的非工程系统
5、也越来越/工程化0,以前所未有的规模使系统的建模、分析和控制复杂化。特别是因特网的兴起,使以前十分简单的系统可以迅速地/联网0扩展,以极快的速度和极低的成本/复杂化0。由于这一变化具有深远的政治与经济意义,迫使我们不得不正视复杂系统所带来的新的[4]控制与管理问题。收稿日期:2006-12-30基金项目:国家自然科学基金委重点项目(60334020)作者简介:王飞跃(1961-),男,籍贯浙江东阳,生于山东青岛,博士,教授,中国科学院自动化研究所研究员,中国科学院复杂系统和智能科学重点试验室主任,主要研究领域为智能系统和复杂系统的建模
6、、分析和控制。第3卷第2期王飞跃:关于复杂系统的建模、分析、控制和管理#27#智能控制可以看作是为应对/复杂化0挑战所提出的一种新型的控制方法,其核心就是模仿人处理复杂情形的能力,建立拟人的智能结构和算法,对复杂系统进行管理和控制。为此,Saridis等提出了包括组织层、[5]协调层和执行层等的分层递阶智能控制系统结构。然而,由于当时很难对复杂系统进行建模和分析,又缺乏实际数据,这一方法除了指导性的作用之外,很快就被后来兴起的基于模糊推理、神经元网络和遗传算[6]法等计算智能方法的智能控制算法所取代。以致智能控制的对象也迅速从复杂系统
7、转为普通的一般受控系统,进而使复杂系统的控制与管理,刚刚浮出台面就被退回到后台。目前,我们面临的社会正迅速从/制度经济0转入/知识经济0,其中所涉及的系统越来越复杂,人在之中的作用也变得越来越不可忽略。而网络化的加速发展,更是极大地加剧了各类系统的复杂性程度。因此,现有的系统分析方法已远远不能有效地解决这些复杂系统所面临的许多关键性问题,我们需要新的理论、新的方法、新的技术,这就是本文讨论的基本出发点。本文基于我们在文[7-10]所阐明的观点和提出的方法,针对复杂系统的建模、分析、控制和管理,在/不断探索和改善0的指导原则之下,提出以
8、人工系统、计算实验、平行执行为核心的理论体系和方法。文中的许多想法都是讨论性的,希望能起到/抛砖引玉0的效果。2复杂系统的界定与讨论为了简单明要地进入本文的主题,我们首先对这里要讨论的复杂系统作一个界定。对复杂系统更详细
