耗散过程：图书馆自组织决策模式及决策支持系统

【 标 题】耗散过程：图书馆自组织决策模式及决策支持系统
【 作 者】项清焕
【作者简介】项清焕，洛阳师范学院图书馆，洛阳，471022
【内容提要】图书馆自组织决策模式及决策支持系统，是信息时代图书馆管理中的重要工具。文章以自组织原理为基础，提出图书馆先进管理模型建立的科学计算方法。该系统具有自我约束、自我适应、自我重组、适应非平衡信息环境的能力，进而提高图书馆管理科学化水平。
【摘 要 题】实践研究
【关 键 词】耗散结构/自组织/决策系统
【 正 文】
　　信息时代的图书馆管理面临着一种不断改变与不可预测的市场环境，这种环境本质上是一种湍流、混沌的环境。为了适应这种复杂的非平衡市场环境，图书馆必须及时、快速创造一个高效能、多元化平台，再造新的服务模式。支持这种过程的决策支持系统是信息时代图书馆管理中的重要工具。本文提出的这种支持图书馆优化管理模式的决策系统和自组织的决策模式，就是集成相关理论与技术的产物。
　　　　　　1　信息时代图书馆的决策环境
　　决策问题的复杂性取决于决策过程所处的环境。当前，图书馆所面临的决策环境大致可分为四种，一是未来情景十分明确的确定性决策问题；二是未来情景仅为有限人们掌握其概率分布的不确定性决策问题；三是人们对未来情景的可能结果及概率不能确切地掌握，但知道它存在于一定范围内的不确定性决策问题；四是未来环境一片混沌，即所谓混沌决策问题。
　　这里所研究的支持先进管理模式的决策管理系统的环境是上述四种环境的综合，需要指出的是，当面对第三种和第四种的决策环境时，建立在运筹学与经典系统论基础上的传统决策方法、生产计划与调度方法，在理论与应用上都不再适用。因为，这些方法假定环境变化都是平衡的，只要知道系统的初始条件，即使初始条件有些误差，就可以推算出系统的演化结果。而我们研究的决策管理系统处于混沌环境之中，具有数以万计的相互关联的系统状态变量，当图书馆的决策适用环境时，用来保持图书馆服务系统状态的稳定，即为反馈；当市场环境变化时促使图书馆的运行偏离原先的平衡点，进化到新的平衡点，以适应读者新的需求，即为正反馈。这是一种复杂的非线性动态过程，对初始条件非常敏感，即初始条件稍有偏差，系统将以指数的速度迅速扩大，直至面目全非，研究先进管理决策系统中这种具有突变现象的复杂性是当今关键问题之一。需要用新一代的理论与技术，如潜在信息需求调查研究法、技术预测及情景规划法、类推法、模式识别及快速原形法等，而非线性动力学是这类决策问题的重要理论基础。
　　　　　　2　图书馆决策管理模型与决策过程
　　决策起源于决策者的忧虑，例如，服务质量不能满足读者和市场需求，服务效益低下等。决策者将根据对实际环境的分析，构思一组解决问题的方案。每一方案均会产生一个结果，决策者在评价结果时一般是多个目标的。如时间（T）、服务质量（Q）和信息载体（C）等， 这时决策取决于决策者的偏好与价值观。为反映决策者的价值观，必须构造一个个价值模型，将不同的目标映射到表达决策者愿望的价值空间上，以更好地支持决策分析活动。
　　如果我们将决策模型用动力学模型表示：
　　附图
　　其中：K表示决策时刻；0＝（0[,1]，0[,2]…0[,m] ）表示决策目标向量，其维数取决于决策者评价决策结果的指标个数，如果决策指标为T，Q，C，则m＝3，目标向量是x（k）和D（K）的函数；V表示决策者的价值，维数为零；a＝（a[,1]，a[,2]，…a[,m]）表示决策者对多个目标之间的权重向量，取决于他的价值观，其分量个数和目标向量0一致；x＝（x[,1]，x[,2]，…x[,n]）是几维状态向量，表示实现某一决策过程的有关信息，它取决于具体决策问题；D＝（d[,1]，d[,2]，…d[,i]）表示决策向量，是决策者可以控制的状态变量和价值因素等，它由决策者控制并通过状态变量的相互作用影响到目标，其分量个数取决于在支持决策系统中决策者可控制的变量和参量；r（k）表示在k时刻进行决策所需的第i种资源，反映系统在状态空间迁移过程中的能力约束；R（k）表示k时到决策图书馆服务所需的全部资源；R表示图书馆的资源能力约束；Xx和D[,D]分别表示系统的状态变量空间与决策变量空间；f[,x]表示状态变量空间的迭代映射；f[,o]表示状态变量空间到目标空间的映射，它们表示决策过程中所涉及到的客观规律；g 是目标空间到价值空间的映射，表示决策者的价值规律。
　　综上所述，决策过程是满足必要的约束条件下的一种复杂的寻优示解过程。成功的决策必须满足两类规律的约束：客观规律和人们的利益（价值规律）。以往简单的“拍脑袋”决策，对决策问题考虑得不够周到与深刻，用科学的系统论和决策论的语言说，即决策空间考虑得不够大，因而失去了机遇；只分析了低层风险，忽视了高层风险。因此，理论上支持决策管理系统应从无穷大与无穷深的空间中开始搜索，从熵的无序状态，通过注入正确的信息（负熵），逐渐降低系统中的熵，从无序到有序，从高维到低维逐渐缩小范围，直至零维的决策终极结果。

　　上述决策过程模型是一种极其复杂的非线性动态过程。因此，它适应新的市场环境规划。
　　　　　　3　图书馆决策管理系统的自组织方法
　　自组织是一个既形象又科学的日常用语。系统学中自组织的定义为一个系统不依靠任何外来的干预而获得的一种空间、时间或功能（空间与时间）的结构。对于复杂的非线性动态系统，系统学告诉我们，其进化演变过程具有多峰、分岔与突变。这也表明了信息时代是多机遇多风险的。图书馆管理经常处于有序、无序又有序的变化之中，传统的集中直接控制方法是无法满足管理决策的需求的，必须采用分散的系统，每一局部的子系统都具有自治的能力，不需要用集中控制器来控制，而子系统间的协调是通过一组协议与规则，以自组织的方式来实现。这种基于规则与约束的自组织方式是复杂系统进行控制和协调的先进策略。
　　　　3.1　决策管理系统模型构建与决策过程
　　支持先进管理模式的决策支持系统包括支持建立模型过程与支持决策过程。这就是认识世界与改造世界的过程，两者不可分离，对于先进管理系统、读者层次、信息市场环境间的关系可以看作一种相互合作与演化的过程。在一定的范围内，系统同环境之间的相互作用过程，宏观上可以表示成协同论中少数序参数间的关系，这些序参数概括了约束各子系统的复杂相互作用方式，系统演化过程是由一组微分方程描述的，如式（1）和式（6），微分方程解的特性是由一组特征根所决定的，这组特性根分成正实部（离散系统为大于1）和负实部（离散系统小于1）两部分。由于这组微分方程是非线性的，所以特征根也是随时间变化的。协同论中假定正特征根数目少，而且数值小，负特征根数目多，而且数值大，因此，系统自组织进化过程取决于少数正特征根。
　　这些假定在决策系统中物理意义是：上一层管理人员数目少于下一级人员的数目，上级有决策变化相对于下级要慢些，因此，先进的决策支持系统就是靠控制这些为数不多的、关键的系统来决定图书馆系统发展的变化和未来的行为，协同论中称它为序参数。特征根是因系统的约束密切相关的，如方程（3）－（4）是一组必须满足的过程约束和资源约束，先进支持管理系统中的自组织过程本质上是一组约束的传播过程。根据协同论，序参数是在约束传播过程中起主导作用的、优先级排在前面应首先选择的那些系统控制参数；协同论中的支持变量则是在序参数传播中受其影响与控制的变量。因此，图书馆管理决策系统中所述的约束传播过程相当于协同论中的支配原理；它包括建立模型过程和决策过程，建立模型过程是自下而上的问题归纳、简化与变换的过程，决策过程是自上而下的约束与规则的传播过程。
　　决策支持系统的结构包括信息基础结构层、系统模型层、规则与约束层、序号数层等。
　　（1）基础信息层。在系统结构中，要全面、 客观地分析用户信息需求和细化结构单元，使其能依据不同的要求进行功能重组。收集同决策有关的有用信息与知识，剔除无用的带来干扰与熵增的信息，并在图书馆决策中不断改进，实现设计分布式、人格化的智能体来辅助人的获取、处理信息和提供高层次的服务。
　　（2）系统模型层。是方程（1）－（6）所描述的原始决策问题。长期以来，图书馆的组织结构是多层塔式结构，这种组织结构使部门与部门、图书馆与图书馆、图书馆与外界之间处于封闭状态，在很大程度上阻止信息的传递与交流。导致了图书馆各系统处于“稳定”状态，直到某种环境的改变时才能激发系统的“活力”。因此，通过对所有决策变量进行灵敏度分析和对所有状态变量的不确定性进行比较，比较决策问题中的各种资源约束，选择其中比较紧张的关键资源作为决策管理系统宏观模型中的资源约束。由于这种约束来自外界系统，它是由用户信息需求的目标导向行为和技术推动，因此使图书馆可以快速地对环境变化作出反映，实现系统的先动性。
　　（3）规划与约束层。 对图书馆决策管理系统的客观模型进行分析，按自组织理论的序号参数与支配原理，归纳与提炼出有关满足系统约束的必要控制规则，在此基础上设计冲突协调与关键资源配置的模型计算方法。
　　（4）序参数层， 从宏观规模中归纳与提炼出同决策者价值有关的参数，以便供图书馆决策者决策时选择，同决策者价值有关因素有：多目标权重参数、近期与长期效益参数等。这些参数将能影响图书馆决策系统向新的有序状态方向进化。
　　　　3.2　图书馆决策管理系统的微观结构
　　系统论揭示：复杂系统适应环境变化的功能是靠基本实体和基本规则，通过自组织的相互作用方式而形成的。自组织过程是在规则约束下实体对称破缺，形成特定功能的无序到有序的过程。因此，为了有效地组织图书馆决策系统中的各个结构模块实现自组织，需要建立一个多层的系统实体与规则结构，这种结构应该是开放的。随着信息技术的发展，图书馆各系统具有更强的自组织能力，从而通过基本实体与规则的相互作用，构成更新的功能，以适应不断变化的新需求。图书馆决策系统的实体层次结构模型如图示：
　　附图

　　图中的基本单元由三部分组成：决策、规则和数据。在决策系统中，上至图书馆决策层，下至各部门和工作小组，所有数据与功能模块都按这种结构组织，形成一个分形结构。规则层包括两类基本规则：描述自然规律的约束规则模型和描述人们愿望，即价值规律的规则模型，多维信息数据库是支持这一模型的工具。
　　复杂决策过程靠规则进行间接控制，而不像传统决策是靠指令直接控制。上述理论与方法有助于发现、归纳和抽象出隐存在高层次中的规则，而不是靠一般直觉，从而提高图书馆决策水平。
　　总之，信息时代的到来与人们道德水准的提高，给图书馆的信息服务带来了机遇和新的约束与限制。要实现图书馆正确的管理策略，必须要有科学有效的决策支持系统来正确、及时地协调各种冲突。传统的决策模式及其支持系统是针对静态的、线性和渐变的市场环境，新的市场环境则是动态的、非线性和突变的。从系统论的观点看，决策过程是一种寻找问题解答的过程，从高维复杂的空间逐步搜索到问题的答案，即低维的空间。熵是系统无序的根源，信息是系统有序的资源，支持决策管理系统是一种耗散过程，通过约束、控制反映决策者愿望与价值的序参数，使系统以自组织的方式同环境进行交换、引进与吸收同决策问题有关的信息，耗散并排除原先存在大量的熵，使图书馆进入符合新的市场环境的有序状态，该状态既符合客观规律，又符合决策者愿望，从而使图书馆管理形成内部优势外在化，外部资源内在化的运作机制。
【参考文献】
　　1　曹仓.管理组织中的熵及其对组织管理的影响，经济问题，2000（1）
　　2　钱刚，毕强.集成管理：21世纪图书馆卓越管理的新方法. 中国图书馆学报，1998（6）