內容簡介

本書是作者所著"複雜性研究三部曲"中的最後一部，也是集大成的一部。本書從分析世界的複雜性本源入手，針對基於控制邏輯的系統設計遇到的不確定等時代挑戰，借鑒自然界"適者生存"的啟示，循著"適應性造就複雜性"的觀點，推動工程系統的複雜性設計發展向前一大步。

書中介紹了工程系統有機適應性理論和V++三層規則模型、適應性規則引擎產生的過程，並在試驗資料的支援下，驗證了提出的以適應性為目標、以資訊負嫡為基礎、以耗散結構為路徑、以逆嫡體為核心和以適應性指數為引導的複雜工程系統的設計新思路的可信性。本書可供從事系統工程、體系工程、管理科學和複雜性研究的科研人員、設計人員和管理人員以及相關專業高校師生參考閱讀，也可作為社會大眾瞭解複雜性工程的科普讀物。

作者介紹

張宏軍

男，中國船舶集團有限公司科技委常委，中國船舶工業系統研究院首任院長，“海洋安全體系國防科技工業創新中心”首任主任，研究員，全軍武器裝備戰略諮詢委員會委員，中國造船工程學會副理事長，艦載航空指揮和保障學術委員會主任委員，享受政府特殊津貼，入選“國家百千萬人才”，長期從事船舶與海洋工程、體系工程與系統工程等方面研究。面對國家建設海洋強國和海上絲綢之路的構想，率先提出了“智慧海洋”的理念，並納入國家十三五規劃綱要，成為國家“智慧海洋”工程的首倡者和先行者。

主持了國家重大型號工程一級系統、重大裝備預研課題和“智慧海洋”重量專項工程等研究工作，在“智慧海洋”等一系列重大工程中發揮了重要作用。榮獲包括國家科技進步一等獎、國防科學技術特等獎、國防技術發明二等獎、國防科技進步二等獎在內的多個獎項，發表SCI、EI檢索文章多篇。

第1章複雜性——世界的本源1
1.1 系統、聯繫與複雜性根源1
1.1.1 系統與分類1
1.1.2 因果與相關5
1.1.3 複雜性根源7
1.1.4 複雜性特徵10
1.2 自然系統複雜性12
1.2.1 從無機到有機——自然系統中的複雜性湧現12
1.2.2 人體複雜巨系統的複雜性分析15
1.2.3 自然系統複雜性背後的規則分析16
1.3 社會系統複雜性18
1.3.1 從政治、經濟到文化——社會系統中的複雜性湧現18
1.3.2 社會系統複雜性分析18
1.3.3 社會系統複雜性背後的規則分析21
1.4 工程系統複雜性21
1.4.1 從物質到功能——工程系統中的複雜性湧現21
1.4.2 工程系統複雜性分析22
1.4.3 工程系統複雜性背後的規則分析26

第2章複雜性科學——認識世界的鑰匙28
2.1 一般系統理論29
2.1.1 活力論的破滅29
2.1.2 貝塔朗菲與系統論30
2.1.3 維納與控制論31
2.1.4 香農與資訊理論33
2.2 自組織理論35
2.2.1 普利高津與耗散結構理論35
2.2.2 哈肯與協同學37
2.2.3 托姆與突變論37
2.2.4 艾根與超迴圈結構38
2.3 複雜非線性系統理論39
2.3.1 自相似39
2.3.2 三體42
2.3.3 混沌43
2.3.4 聖塔菲與複雜適應系統理論45

第3章複雜性學派——改造世界的途徑48
3.1 學派與主義48
3.2 歐洲學派50
3.3 美國的聖塔菲學派53
3.4 中國的錢學森系統工程學派55

第4章自然界的啟示——生命以負熵為生59
4.1 生態有機59
4.2 適者生存60
4.3 生命負熵61
4.4 信息負熵63

第5章工程系統複雜性的困境——控制論面臨的挑戰67
5.1 工程系統的發展與現狀67
5.2 工程系統複雜性分析69
5.3 工程系統複雜性面臨的挑戰72
5.3.1 認識的局限72
5.3.2 技術的局限73
5.3.3 理論的局限73
5.3.4 時代的局限73

第6章從控制到引導——工程系統複雜性的破局之路75
6.1 自然系統的適應性機制75
6.2 從自然到人為77
6.3 自組織理論的興起83
6.4 破局之路91
6.4.1 資訊負熵是基礎91
6.4.2 耗散結構是路徑93
6.4.3 逆熵體是核心94
6.4.4 引導是目標96

第7章適應性規則引擎——複雜工程系統構建逆熵體的靈魂99
7.1 規則引擎99
7.1.1 軟體工程中的規則引擎100
7.1.2 規則引擎的應用場景101
7.2 適應性規則引擎的設計102
7.2.1 適應性規則引擎的參考架構103
7.2.2 適應性規則引擎的角色及角色視圖106
7.2.3 適應性規則引擎的功能架構和功能視圖110
7.3 規則流與逆熵體114
7.3.1 逆熵規則流114
7.3.2 華為的逆熵體案例116

第8章 V++模型——複雜工程系統有機適應性設計118
8.1 V++模型的三層架構設計119
8.1.1 複雜工程系統的升維設計“+”120
8.1.2 複雜工程系統的虛實映射“+”153
8.1.3 複雜工程系統的V++設計158
8.2 V++模型的適應性規則引擎設計166
8.2.1 V++適應性規則引擎的分工和流程166
8.2.2 規則執行器168
8.2.3 規則生成器170
8.3 V++模型的耗散結構設計172
8.3.1 開放設計172
8.3.2 遠離平衡態設計173
8.3.3 漲落和突變設計173
8.3.4 非線性相互作用設計174

第9章適應性因數與指數——工程系統的適應性評估與試驗驗證177
9.1 適應性因數選擇177
9.2 適應性因數設計及表徵180
9.2.1 主體180
9.2.2 能力包181
9.2.3 關係182
9.2.4 流程185
9.2.5 環境185
9.2.6 規則186
9.3 複雜工程系統有機適應性的引導及評估187
9.3.1 適應性規則引擎與適應性因數在微觀層188
9.3.2 適應性規則引擎與適應性因數在中觀層189
9.3.3 適應性規則引擎與適應性因數在宏觀層191
9.3.4 適應性指數在各層級之間的傳導與計算193
9.4 複雜工程系統適應性評估方法的試驗驗證199
9.4.1 試驗場景設計199
9.4.2 試驗結果202
9.4.3 結果分析205

第10章生命力——工程系統有機適應性等級評價207
10.1 人工智慧從遐想到實現207
10.1.1 人工智慧的遐想207
10.1.2 人工智慧的實現208
10.1.3 人工智慧的優勢與不足210
10.2 人工智慧與生命力211
10.2.1 從人工智慧到有機生命——工程系統發展的必然方向211
10.2.2 從有機適應到生命力——工程系統應對複雜性的新策略212
10.3 構設複雜工程系統生命力213
10.3.1 自然生命系統特徵分析213
10.3.2 基於規則的工程系統生命力構建215
10.4 工程系統生命力等級評價217
10.4.1 生命力成熟度模型217
10.4.2 生命力等級評價219
10.4.3 通用品質特性的新階段：適應性220

附錄名詞注釋222
後記複雜性工程學派224
參考文獻226

看更多