管理系统的结构分析

1．管理系统的结构分析

系统的结构与功能是系统科学的基本范畴，是一切系统不可分割的两个方面。系统的结构是系统保持整体性及具有一定功能的内在依据，系统科学就是从系统的结构与功能的观点出发去研究整个客观世界。探讨系统结构与功能是理解系统的基本特性和系统方法应用的一个重要环节。

1.1系统的结构

（1）系统结构的概念

所谓结构，是指系统内部各组成要素之间的相互联系、相互作用的方式或秩序，即各要素之间在时间或空间上排列和组合的具体形式。结构是系统的普通属性。没有无结构的系统，也没有离开系统的结构。无论是宏观世界还是微观世界，一切物质系统都无一例外地以一定结构形式存在着、运动着和变化着。

（2）系统结构的特性

“结构”所揭示的是系统要素内在的有机联系形式，而系统结构在整体性上又有它的若干特点。

①结构的稳定性。稳定性是系统存在的一个基本特点。系统之所以能够保持它的有序也是在于系统各要素之间有着稳定的联系。稳定是指系统整体状态能持续出现，可以静态稳定存在，也可以动态稳定存在。除此之外，在系统中各要素的稳定联系又可分为平衡结构和非平衡结构。

②结构的层次性。系统结构的层次性包括等级性和多侧面性两重含义。等级性是指任何一个复杂系统，都可以从纵向上把它分为若干等级，即存在着不同等级的系统层次关系，其中低一级的系统结构是高一级系统结构的有机组成部分。多侧面性则是指任何同一级的复杂系统，又可以从横向上分为若干互相联系而又各自独立的平行部分。

③结构的开放性。在系统世界中，任何类型的系统结构，都不会是绝对封闭和绝对静态的，任何系统总存在于环境之中，总要与外界进行能量、物质、信息的变换，系统的结构在这种交换过程中总是由量变到质变，这就是系统结构的开放性。任何系统的结构在本质上是开放的，总处于不断变化过程中，这是系统与变化着的外部环境相互作用的必然趋势，只有坚持系统结构的开放性观点，才是分析事物的科学态度。

④结构的相对性。系统结构的层次性，决定了系统结构和要素之间的相对性，客观世界是无限的，系统的结构形式也是无限的。在系统结构的无限层次中，高一级系统内部结构的要素，又包含着低一级系统的结构，复杂大系统内部结构中的要素，又是一个简单的结构系统。结构与要素是相对于系统的等级和层次而言的。所以，系统结构的层次性，决定了系统结构与要素的相对性。树立这个观点使人们在认识事物时，可以减少简单化和绝对化，既注意到把一个子系统看作大系统结构中的一个要素来对待，以求得统一和协调，又注意到一个子系统不仅是大系统中的一个要素，它本身又包含着复杂的结构，应予以区别对待。

1.2系统的功能

（1）功能概念

系统的功能反映系统与外部环境的关系，表达出系统的性质和行为，系统的结构与功能的关系是不可分割的一对范畴，理解系统的结构是理解系统功能的基础。与系统结构的概念相对应，把系统与外部环境相互作用所反映的能力称为系统的功能。

系统结构所说明的是系统内部状态和内部作用，而系统功能所说明的是系统的外部状态和外部作用。贝塔朗菲曾解释：结构是“部分的秩序”，“内部描述本质上是‘结构’描述”；功能是“过程的秩序”“外部描述是‘功能’描述”。功能是系统内部固有能力的外部表现，它归根到底是由系统的内部结构所决定的。系统功能的发挥，既有受环境变化制约的一面，又有受系统内部结构制约和决定的一面，这就体现了功能对于结构的相对独立性和绝对依赖性的双重关系。

（2）系统功能的特性

①易变性。系统功能与系统结构相比是更为活跃的因素。一个系统对外部条件发挥功能总要遵循一定的规律，表现为一定的秩序。随着环境条件的变换而相应的引起系统功能的变化。一个系统的结构在一定阈值内总是稳定的，但功能则不同，当环境的物质、信息、能量交换只要有所变动，此时系统与环境的相互作用过程、状态、效果都会随环境条件变化而变化。所以系统发挥功能的过程，随着环境条件的变换而相应的调整它的程序、内容和方式，不断地促进系统结构的变化以使系统不断地获得新的功能。

②相对性。系统功能与系统结构一样也存在着相对性。例如，企业组织系统可划分为计划职能子系统、生产职能子系统、财务职能子系统、销售职能子系统等等，在分析它们的管理活动时，往往又赋予它们以相对独立的性质，这样在企业内部各种职能子系统之间，彼此又构成为内部环境，其互相作用关系则成为功能关系。所以，不能认为功能关系就是绝对的功能关系，结构关系就是绝对的结构关系，它们之间总在一定条件下，互相转化。

1.3结构与功能的关系

结构是功能的内在依据，功能是结构的外在表现。一定的结构总是表现一定的功能，一定的功能总是由一定的结构系统产生。因此，没有结构的功能和没有功能的结构都是不存在的。

结构和功能的关系不是一一对应，而是功能具有相对的独立性。例如，电子计算机和人脑两者的结构是极不相同的，它们在许多方面具有对信息进行加工相同的逻辑功能。因而后者可以在一定程度上用前者来代替。由此可知功能并非机械地依赖于结构，而有它的独立性。但这种独立性是相对的，计算机与人脑只是在某些方面和某种程度上才具有相同的功能。

功能对结构不仅具有相对独立性，而且对结构有巨大的反作用。功能在与环境的相互作用中，会出现与结构不相适应的异常状态，当这种状态坚持一定时间时就会刺激迫使结构发生变化以适应环境的需要。功能对结构的反作用有两种情况：一种是促使系统结构进化；另一种是环境的变化引起系统原有的功能减退、停滞，最终出现结构的衰退。

总之，结构决定功能，功能对结构有反作用，它们互相作用而又互相转化，根据结构决定功能原理，通过系统结构的变化来分析系统功能的方法称为结构功能方法。对结构和功能的分析有以下四种情况：

一是同构异功。即同一结构的系统可以发挥多种功能，例如，企业系统可以发挥计划、组织、指挥、控制等多种职能。

二是同功异构。即一种功能可由多种结构来实现。系统工程为了实现最优化设计，往往设计多种模型来模拟同一系统的功能，并从中选择出系统的最优结构。

三是同构同功。即相同的结构表现为相同的功能。

四是异构异功。即结构不同，表现的功能也不同。

1.4结构分析方法——总体结构等级分析法

总体结构等级分析法是以图论中的关联矩阵原理分析复杂系统的整体结构，明确系统内各要素之间的关系，并将复杂系统分解为多级递阶的等级结构。这种分析方法通过关联矩阵的运算，对复杂系统中不易确定的潜在关系予以定性分析，为定量描述提供依据。这种方法可用于分析有关社会、经济、生态、规划、基建、管理等方面的问题，并对制定经济规划、决定方针政策予以辅助决策分析。

（1）系统结构模型的建立

建立系统的结构模型主要用来描述系统内各要素之间的相互关系，这种相互关系可以理解为：因果关系、上下关系、从属关系、主次关系、目的手段关系等。最常使用的描述方式是图形模型。例如，某企业根据市场需求生产某种产品，有关经营管理因素可大体上构成如图1.4所示的关系结构模型。

图1.4　某企业管理因素结构模型

图1.4由一些节点和一些支路（或称弧）组成，由于这些经营管理因素彼此相互影响，因此可用箭头矢线表示它们的作用方向。在图1.4这一有向图中，可看出产品产量与资源投入量、销售量、产品开发技术进步、效益、上缴利税有多方面的联系关系，其中市场需求对产品销售量产生影响，同时又影响到产量、效益、产品开发技术进步、资源投入量和上缴利税各个因素，前者是直接影响，而后者是通过某些经营管理因素而形成的间接影响。这种直接影响与间接影响，可用邻接矩阵与可达矩阵进行定量化描述。

①邻接矩阵。用来表示有向图中各相邻要素之间直接影响的矩阵称为邻接矩阵，它是一个布尔矩阵。矩阵中相关邻接二要素可由二值关系R予以定义。现设矩阵中行元素为S_i列元素为S_j，则：

S_iRS_j=1，二值间有直接影响时

S_iRS_j=0，二值间无直接影响时

图1.4的邻接矩阵为：

现以简单系统为例说明系统结构模型的建立过程。设某系统由四个要素组成，它们的关系结构模型如图1.5所示。

图1.5　某系统的关系结构模型图

图1.5的邻接矩阵为：

根据矩阵M可以分析S_i和S_j之间的关系，如，S₁RS₃＝0，S₃RS₁＝1，即S₁→S₃是不可达的。如果自从属关系推断，S₁不从属于S₃，而S₃却从属于S₁。从分析S₁和S₂的关系来看，S₁RS₂＝1，而S₂RS₁＝1，即S₁和S₂之间是相互从属的，这种有循环状态的从属关系称为二要素的强联结。由此，可以联想到运用二值关系的传递律，即：

S_iRS_j=1，S_jRS_k=1，则S_jRS_k=1

这说明S_i从属于S_j，且S_j从属于S_k，所以S_i也应从属于S_k，但从矩阵M中S₁，S₂和

S₄三要素之间的关系来分析，已知

S₁RS₂=1，S₂RS₄=1

则按二值关系的传递律则应S₁RS₄=1，但实际上在矩阵M中S₁RS₄=0。这说明矩阵M中所表示的只是各要素之间的直接关系，未表明它们的间接关系，这就要进一步通过可达矩阵求出。

②可达矩阵。它是用矩阵形式表示有向图中各节点之间通过一定路径可以到达（即间接影响）的程度。可达矩阵可用邻接矩阵加上单位矩阵，再经过若干次运算后求出。邻接矩阵（M）加上单位矩阵（I）形成新矩阵A，以图1.5为例，得：

A矩阵中a_ij=1的表明从相应节点S_i到节点S_j有一条直接到达的路径，但是A矩阵还不是所要求得的可达矩阵，只有当依次运算到

（M+I）¹≠（M+I）²≠（M+I）³≠（M+I）^r-1=（M+I）^r时，矩阵（M+I）^r-1才是可达矩阵R。R矩阵中元素r_ij为1者，表示相应节点可以有多至r-1条路径可到达。R也是布尔矩阵，为n×n方阵。

现仍以图1.5为例，按上式演算，求出可达矩阵。以下运算均为布尔运算，即：

0+0＝00+1＝11+1＝1

0×0＝01×0＝01×1＝1

矩阵中“﹡”代表原矩阵（M+I）中所没有的，它反映出要素之间的间接关系。由于（M+I）³的计算结果与（M+I）⁴的计算结果相同，说明再行计算下去已无实际意义，因此，（M+I）³就是反映总体结构关系的可达矩阵R，即：

（2）等级划分

求出可达矩阵R以后，下一步工作就是明确系统结构的等级。这时应将矩阵R组成两个子集合：①对每一个要素S_i来说，可将可能到达的一切有关要素汇集成一个集合，称它为S_i的可达集合R（S_i）；②再将所有可能到达S_i的要素汇集成另一个集合，称它为S_i的前因集合A（S_i）。从可达矩阵R中能比较容易地得出这两个子集合。顺着可达矩阵R的各行横向观察，凡是元素为1的列所对应的要素都在R（S_i）子集合内。再顺着可达矩阵R的各列竖向观察，凡是元素为1的行所对应的要素都在A（S_i）之中。本例中各要素的R（S_i）和A（S_i）见表1.3。

表1.3

一个多级结构的最上位等级的要素，再没有更高级的要素可以到达，所以它的可达集合R（S_i）中只能包括它自身和与它同级的某些强联结要素。这个最上位等级的要素的前因集合A（S_i），则包括它自身以及可到达它的下级各要素。这样，表1.3中R（S_i）与A（Si）的交集对最上位等级的要素来说，就和它的R（S_i）是相同的。这样就可得出S_i为最上位等级要素的条件为：

R（S_i）∩A（S_i）=R（S_i）

得出最上位等级要素后，可把它从表中划掉，再用同样方法求得下一级的各要素，这样一直做下去，便可一级一级地把各要素按等级划分出来。在本例中表1.3中R（S_i）∩A（S_i）=R（S_i）的只有S₄，因此要素S₄是本系统的最上位等级的元素集合。从表中划掉第四行和其他各行中的4，得出表1.4。

表1.4

表1.4中R（S_i）∩A（S_i）=R（S_i）的有S₁和S₂的1、2，则选S₁和S₂作为本系统的第二等级的要素集合。划掉表中第一行、第二行和第三行的1、2后，剩余下来的只有要素S₃了，它就成为本例系统结构的最下位等级的要素。

根据以上结果，原来的集合S＝{S₁，S₂，S₃，S₄}被等级划分为S＝{S₄，S₂，S₁，S₃}，它的可达矩阵R的各元素的新的排列次序如下式的第二个矩阵：

上式的第二个矩阵中用虚线围起来的部分是一个子系统，它的要素皆为1，这说明有存在循环的强联结。

（3）等级结构图的连接

根据等级划分的结果，可以绘出系统的多级递阶结构图，有助于理解系统的等级关系和结构构造细节（如图1.6所示）。

图1.6　等级结构图

（4）总体结构等级分析法实例

对高新技术企业技术创新能力的分析和评价是发现问题、改善和提高技术创新能力水平的一项重要工作。但由于高新技术企业的技术创新能力复杂，技术创新能力的分析与评价也难以量化。因此，寻找一种能够反映高新技术企业技术创新能力的分析方法是管理者面临的一大难题。现采用总体结构等级分析法对高新技术企业技术创新能力进行分析与评价。

1）工作程序

①组成总体结构等级分析法小组。小组成员一般为10人左右，要求小组的人员对所解决的问题持关心的态度。同时，要保证有不同观点的人员进入小组，如有能及时作出决策的负责人加入小组，则更能进行认真和富有成效的讨论。小组一般由以下三方面人员组成：一是方法技术专家，即那些对所使用的方法有深入理解的人，除了掌握方法的基本原则以及使用时应具备什么条件等方面的知识外，还要熟悉在使用过程中如何才能顺利进行，当出现问题时知道如何去正确解决；二是协调人，即那些既了解问题实质，能与参与者进行实质性沟通，同时又掌握所用方法的人，能够从技术上、方法上与技术专家深入交流；三是参与者，参与者掌握着与问题有关的信息和知识，这些信息和知识构成整个应用的基础。

②设定关键问题。

③选择构成系统的影响关键问题的导致因素。

④列举各个导致因素的相关性。

⑤根据各要素的相关性，建立邻接矩阵和可达矩阵。

⑥对可达矩阵分解后，建立结构模型。

⑦根据结构模型建立解释结构模型。

2）具体实施

①组成总体结构等级分析法小组。小组的主要成员有高新技术产业开发区生产力促进中心、创业管理中心经济发展局的有关领导以及大学管理学院教授等十几位专家组成。

②确定关键问题与导致因素，列举各个导致因素的相关性。经过深入分析高新技术产业开发区高新技术企业技术创新能力的实际情况，确定的问题为高新技术企业技术创新能力弱的原因，进一步分析12个导致因素，如表1.5所示。小组成员经多次分析讨论确定它们之间的关系并按照下面的影响关系填写如表1.6所示框图：Si对Sj有影响，填1；无影响，填0，（i，j＝0，1，…，12）；对于相互有影响的因素，取你认为影响大的一方为影响关系，即有影响。

表1.5　导致因素

续表1.5

表1.6　专家评判关系表

③建立可达矩阵

④对可达矩阵进行级间划分并建立结构模型。上述可达矩阵可划分为四级，具体如表1.7到表1.10所示。

表1.7　第一级的可达集与前因集

表1.8　第二级的可达集与前因集

表1.9　第三级的可达集与前因集

表1.10　第四级的可达集与前因集

⑤建立可达矩阵

⑥建立可达矩阵的结构模型，如图1.7所示。

图1.7　结构模型

7）根据结构模型建立总体结构分析模型，如图1.8所示

图1.8　高新技术企业技术创新能力弱的解释结构模型

3）技术创新能力弱的结构模型分析

由图1.8可知，高新技术企业技术创新能力是一个具有四级（层）的多级递阶结构，最低一级的导致因素有四个：①忽视组织与文化因素的影响；②技术战略与企业发展战略脱节；③在项目的选择和管理上缺乏持续性战略核心；④注重当前利益，忽视长远利益，忽视技术创新能力的培养。

对于高新技术企业而言，必须将技术创新战略与企业发展战略紧密结合起来，两者相脱节，会带来企业效率低下以及研究与生产脱节，从而导致企业技术创新活动无法充分发挥对企业经济增长的推动作用，现代企业的总体经营战略是企业层次的资源配置方式，是对企业生存与发展全局性、长期性的策划。总体经营战略是技术创新战略的前提，只有明确了总体经营战略的类型，才能决定技术创新战略的基本方式。

持续性战略核心是指企业的核心竞争力与核心技术，企业必须注重培养和提升这种真正能够提供长久竞争优势的能力。如果在项目的选择和管理上缺乏持续性战略核心，只注重当前利益，忽视长远利益，割裂项目之间的技术联系，会导致项目组合效益无法发挥。缺乏系统、组合的战略观点，将会阻碍企业技术创新能力的提高。