开放的工程系统在多级递阶智能控制设计系统中的应用

5．3．3　开放的工程系统在多级递阶智能控制设计系统中的应用

1）开放的工程系统

信息时代的变化速度是空前的，一个设计者设计一个工程系统时应使该系统能适应这种变化，而一个开放的工程系统则既能适应于现在也能适应于未来。

开放的工程系统的思想与全球竞争市场中用更少的资源完成更多的任务的思想有紧密的联系，其定义如下⁽¹⁷⁾：开放的工程系统是一个由产品、服务和（或）方法组成的系统，它在环境中易于适应变化，且能使生产者在全球化市场中保持竞争力……

这个定义的关键是一个系统在环境中易于适应变化。因为开放的系统能满足变化的市场的需要，所以它比严格的系统能在更长的时间内适应竞争。一个开放的工程系统的设计可建立一个针对市场的质量系统快速反应，然后不断的修正系统适应变化的市场的要求。开放的工程系统有三个特征⁽¹⁸⁾：①在设计的早期阶段增加的设计知识；②在设计的早期保证设计自由；③在设计的整个过程中增加的效率。

将系统设计成一个开放的工程系统，得到的好处需要用一个长期的眼光来看。开放的工程系统在最初的设计阶段，可能会花费很多，但因为“增加的设计知识”和“保证设计自由”使它在开放的环境中能适应变化，对以后未知的变化做好准备，所以能减少未来重新设计的时间和费用，在更长的时间内，能取得更大的收益。

2）开放的工程系统思想在多级递阶智能控制设计系统中的应用

由循环经济系统的性质可知，循环经济系统具有工程系统的所有要素和特征，在某种意义上来说就是一种特殊的工程系统，所以工程系统的研究方法与技术对于循环经济系统的设计有很重要的作用。

在循环经济系统中，当几种企业一起运作时，系统会很快变得复杂且弹性降低。所以一个循环经济系统在实际运行中，必须易于修正或在市场变化时保持稳定，因此开放的工程系统的设计思想对于循环经济系统的设计十分重要，它能使循环经济系统形成一个弹性的系统，这对于保证循环经济系统长期稳定的发展是必需的。

开放的工程系统的思想在多级递阶智能控制设计系统中的应用从下文多级递阶智能控制系统的构造和运行步骤可以看出。其主要表现在：

（1）在多级递阶智能控制设计系统中，设计了一个多级智能协调器。在这个多级智能协调器中，每个过程均能够存在一个决策单元。各决策单元处于不同的级别，按递阶排列，呈金字塔结构。只有上下级间才有信息交换，同级之间不交换信息。目标可能有冲突，此时通过上一级的协调器来解决。通过在协调器和各个决策单元中建立的非线性多目标动态优化决策模型，使协调的最后结果是或者近似于全局优化的结果。因为在这种多级的递阶结构中，任何由于子过程的改变而要求决策的改变都是局部性的，所以这种多级智能协调器的结构的灵活性、可靠性较好，并且费时少、成本低。

（2）在智能协调器中，根据实际的具体情况，在协调器和各个决策单元中建立相应的非线性多目标动态优化决策模型。用目标规划法等方法解多目标优化模型，使约束条件变为“弹性约束”，使解的范围扩大。动态投入／产出模型常具有不稳定性，单目标优化模型已使其不稳定性得到一定改善⁽¹⁹⁾，而多目标优化模型则使其不稳定性得到较大改善。

（3）在多级递阶智能控制设计系统中，提出了满意解的思想。系统运行得出结果是一组满意解。这里形成一个满意解集优于最优化点集是因为，在简化的模型中的最优解决策在现实生活中很少是最优的。所以让决策者在满意解集中选择一个，更接近真实复杂的世界，且其可应对环境中较小的变化。