基于粒度計(jì)算方法的適應(yīng)性指控組織設(shè)計(jì)綜述

【文章摘要】
文章介紹了適應(yīng)性指控組織的研究現(xiàn)狀，分析了基于粒度計(jì)算的組織適應(yīng)性設(shè)計(jì)方法的基本設(shè)計(jì)思想。針對(duì)平臺(tái)集粒化過(guò)程，提出了一點(diǎn)思考。其次，對(duì)比了基于三階段適應(yīng)性調(diào)整方法與基于粒度計(jì)算方法，闡述了兩種方法的優(yōu)勢(shì)與不足。最后，對(duì)下一步研究工作作以展望。
【關(guān)鍵詞】
適應(yīng)性指控組織; 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì); 隨機(jī)搜索算法; 適應(yīng)性調(diào)整; 粒度計(jì)算
0 引言
現(xiàn)代科技的高速發(fā)展，組織環(huán)境的多變性、錯(cuò)綜復(fù)雜的使命任務(wù)等，使得組織的發(fā)展面臨新的挑戰(zhàn)。現(xiàn)代組織的飛速發(fā)展離不開新科技的沖擊與促進(jìn)。目前，組織的發(fā)展突破了地域限制、組織資源限制以及固定結(jié)構(gòu)的限制，呈現(xiàn)出分布性、自主性、靈活性和扁平性。
目前有兩個(gè)研究方向，用以解決動(dòng)態(tài)、不確定的使命環(huán)境下的組織結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)問(wèn)題。一是組織結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性設(shè)計(jì)， 另一個(gè)是組織結(jié)構(gòu)的魯棒性設(shè)計(jì)。其中， 適應(yīng)性即指：在特定的使命環(huán)境下，建立優(yōu)化的組織結(jié)構(gòu)。根據(jù)環(huán)境的不斷變化， 運(yùn)用一定的技術(shù)手段，及時(shí)對(duì)組織進(jìn)行重構(gòu)，從而保持組織的運(yùn)作順利。魯棒性即指：能夠在組織結(jié)構(gòu)保持不變的前提下， 建立可以應(yīng)對(duì)動(dòng)態(tài)的（一定范圍內(nèi)）使命環(huán)境的組織。
由于使命環(huán)境的復(fù)雜多變，原有的靜態(tài)組織結(jié)構(gòu)難以適應(yīng)當(dāng)前的情況。為解決這種動(dòng)態(tài)使命環(huán)境下的組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題，對(duì)某一特定的使命環(huán)境建立優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)，再根據(jù)外界環(huán)境的變化與使命任務(wù)的進(jìn)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)重構(gòu)，從而始終保持組織良好的性能，這種設(shè)計(jì)方法稱為組織結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性設(shè)計(jì)。
適應(yīng)性指控組織的研究主要有組織建模方法、測(cè)試方法，組織設(shè)計(jì)方法，以及組織適應(yīng)性調(diào)整方法四個(gè)方面。指控組織的設(shè)計(jì)方法主要包括: 三階段組織設(shè)計(jì)方法、擴(kuò)展的三階段組織設(shè)計(jì)方法、基于分組技術(shù)和嵌套遺傳算法的組織設(shè)計(jì)方法和基于粒度計(jì)算的組織設(shè)計(jì)方法；組織適應(yīng)性調(diào)整方法包括：基于三階段設(shè)計(jì)的方法，基于粒度計(jì)算的方法和基于組織結(jié)構(gòu)分層的適應(yīng)性調(diào)整方法。本文主要針對(duì)基于粒度計(jì)算的設(shè)計(jì)方法展開討論。
1 粒度計(jì)算的相關(guān)概念
粒，就是指一些個(gè)體通過(guò)臨近、相似或者功能等關(guān)系的區(qū)分、歸類，所形成的塊。
粒度計(jì)算，即一種處理信息的計(jì)算范式和理念。粒度計(jì)算理論摒棄以往以精確計(jì)算為目的的思路，重在對(duì)問(wèn)題進(jìn)行描述，具有較快的計(jì)算速度。因而，對(duì)信息處理過(guò)程存在的突發(fā)性變動(dòng)具有較好的適應(yīng)性能。
2 粒度計(jì)算在指控組織設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
粒度計(jì)算理論在指控組織設(shè)計(jì)中主要應(yīng)用于組織的適應(yīng)性設(shè)計(jì)方向。具體包括基于粒度計(jì)算的指控組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及組織的適應(yīng)性調(diào)整兩個(gè)方面。組織的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是較典型的復(fù)雜問(wèn)題求解，引入粒度計(jì)算的方法可以達(dá)到降低計(jì)算復(fù)雜度的效果。而組織的適應(yīng)性調(diào)整中，則根據(jù)粒度計(jì)算的思想，重點(diǎn)在于面對(duì)突發(fā)性的事件具有較好的適應(yīng)性能。
2.1 基于粒度計(jì)算的指控組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1.1 基本概念及設(shè)計(jì)流程
組織的優(yōu)化設(shè)計(jì)建立在對(duì)組織結(jié)構(gòu)與使命任務(wù)進(jìn)行匹配度量的前提上，因而需要先確定組織適應(yīng)性測(cè)度參數(shù)。修保新等在文獻(xiàn)3 中，通過(guò)對(duì)組織結(jié)構(gòu)匹配的參數(shù)分析，確定了組織在處理使命任務(wù)過(guò)程中，主要涉及兩個(gè)參數(shù)：決策實(shí)體DM 的外部協(xié)作負(fù)載E(m) 以及內(nèi)部工作負(fù)載I(m)。兩者統(tǒng)稱為決策實(shí)體的工作負(fù)載，記其工作負(fù)載為W(m)
W(m)=WI•I(m)+WE•E(m) （ 1）
上式中，WI 和WE 為權(quán)值。
組織結(jié)構(gòu)O 執(zhí)行使命M 的適應(yīng)性測(cè)度為：
WRMS(O,M)= （ 2）
組織適應(yīng)性設(shè)計(jì)的目標(biāo)，就是找到介于當(dāng)前結(jié)構(gòu)與理想轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)之間的過(guò)渡結(jié)構(gòu)，使得過(guò)渡結(jié)構(gòu)可以用較小的代價(jià)適應(yīng)新的使命環(huán)境。這里涉及到的結(jié)構(gòu)適應(yīng)性代價(jià)的計(jì)算在文獻(xiàn)3 中已經(jīng)進(jìn)行過(guò)研究，本文主要針對(duì)最優(yōu)結(jié)構(gòu)的求解方法展開討論。圖3-1 為基于粒度計(jì)算設(shè)計(jì)方法的流圖。
基于粒度計(jì)算的指控組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程分為三個(gè)階段，第一個(gè)階段：任務(wù)集和平臺(tái)集粒化，建立平臺(tái)粒到任務(wù)粒的對(duì)應(yīng)關(guān)系。其設(shè)計(jì)目的是最小化組織結(jié)構(gòu)與使命的適應(yīng)性測(cè)度；第二個(gè)階段：粒內(nèi)任務(wù)規(guī)劃。將具有大量平臺(tái)和任務(wù)的規(guī)劃問(wèn)題分解為一些獨(dú)立的具有少量平臺(tái)和任務(wù)的子規(guī)劃問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)所有平臺(tái)到任務(wù)的指派；第三階段：組織決策樹：決策分層。通過(guò)指定通信結(jié)構(gòu)和決策分層來(lái)優(yōu)化決策實(shí)體的責(zé)任分配和決策實(shí)體間的控制協(xié)作。本文建立在基于粒度計(jì)算的指控組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，利用隨機(jī)搜索算法對(duì)第一階段任務(wù)集與平臺(tái)集的粒化進(jìn)行設(shè)計(jì)。
2.1.2 一種隨機(jī)搜索算法在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
文獻(xiàn)9 中提出了一種引入群體發(fā)現(xiàn)和加入行為的隨機(jī)搜索算法（Adaptive Stochastic
Search with Hybrid Strategy，HASS）。相比于傳統(tǒng)的遺傳算法，HASS 算法在尋優(yōu)過(guò)程中，通過(guò)發(fā)現(xiàn)、加入以及變異策略來(lái)指導(dǎo)群體中的較優(yōu)和較差個(gè)體在整個(gè)搜索空間進(jìn)行全局、局部搜索，增強(qiáng)了算法跳出局部最優(yōu)的能力和尋優(yōu)效率，從而
圖3-1 基于粒度計(jì)算的指控組織設(shè)計(jì)方法流圖
圖3-2 任務(wù)集粒化示意圖
解決了不同形態(tài)的復(fù)雜問(wèn)題。
先根據(jù)任務(wù)集中各個(gè)任務(wù)所需求的能力，對(duì)任務(wù)集進(jìn)行粒化（粒度覆蓋），得到M 個(gè)任務(wù)粒；以不同決策實(shí)體所具備的能力為依據(jù)，得到不同任務(wù)粒與決策實(shí)體的對(duì)應(yīng)；由決策實(shí)體與平臺(tái)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)平臺(tái)集進(jìn)行粒度劃分，得到M 個(gè)平臺(tái)粒；最終得到平臺(tái)粒與任務(wù)粒的對(duì)應(yīng)關(guān)系，完成平臺(tái)集與任務(wù)集的粒化。
（1）任務(wù)集粒化：
按照串行和并行兩種不同的任務(wù)間關(guān)系分別進(jìn)行劃，示意圖如圖3-2 ：
（2）平臺(tái)集粒化
使用HASS 算法對(duì)平臺(tái)集進(jìn)行粒度化分的流程如圖3-3 ：
2.2 兩種指控組織適應(yīng)性調(diào)整方法比較
2.2.1 基于三階段方法的組織結(jié)構(gòu)適應(yīng)性的設(shè)計(jì)
該方法進(jìn)行組織結(jié)構(gòu)適應(yīng)性調(diào)整本質(zhì)是從一種結(jié)構(gòu)變化為新的結(jié)構(gòu)。新的組織結(jié)構(gòu)選擇需要考慮兩方面因素：使命結(jié)構(gòu)匹配程度，以及結(jié)構(gòu)變化所產(chǎn)生的代價(jià)。并在預(yù)先設(shè)定的可供選擇的結(jié)構(gòu)集中，篩選適應(yīng)當(dāng)前的使命環(huán)境的最優(yōu)結(jié)構(gòu)。
設(shè)計(jì)存在的缺陷：方法本質(zhì)上是一種靜態(tài)條件下的設(shè)計(jì)方法。因而，用于處理動(dòng)態(tài)使命時(shí)，存在較大的困難。首先，為了保證較好的整體組織適應(yīng)性性能，需要設(shè)計(jì)一些預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)組成可供選擇結(jié)構(gòu)的集合，而設(shè)計(jì)較多的組織結(jié)構(gòu)勢(shì)必增加復(fù)雜度；其次，由于適應(yīng)性設(shè)計(jì)是基于對(duì)使命環(huán)境變化的估計(jì)，當(dāng)面臨隨機(jī)事件時(shí)， 往往超出預(yù)想，造成原有的組織結(jié)構(gòu)不能匹配當(dāng)前的使命環(huán)境；此外，三階段設(shè)計(jì)方法主要是依據(jù)使命分解后的使命序列， 來(lái)確定組織結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換順序。不斷變化的使命環(huán)境致使使命序列的不確定性。而建立在此基礎(chǔ)上的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的路徑也就存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，其有效性也有待進(jìn)一步商榷。
2.2.2 組織適應(yīng)性調(diào)整方法對(duì)比
由于組織的設(shè)計(jì)是基于具體的使命環(huán)境狀況。因而，不同的適應(yīng)性設(shè)計(jì)方法都有其適用的領(lǐng)域，沒(méi)有絕對(duì)的好與壞。下面將對(duì)基于三階段方法的組織適應(yīng)性調(diào)整方法和基于粒度計(jì)算的組織適應(yīng)性調(diào)整方法作以對(duì)比，見表3-1。
3 總結(jié)與展望
文章對(duì)基于粒度計(jì)算適應(yīng)性指控組織設(shè)計(jì)方法進(jìn)行分析，并對(duì)平臺(tái)集的粒化過(guò)程提出了個(gè)人看法。在面對(duì)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)復(fù)雜多變的環(huán)境條件下，這種適應(yīng)性設(shè)計(jì)方法能夠大幅度的降低問(wèn)題求解的復(fù)雜度， 提高使命完成的效率。由于研究深度有限，文章未為對(duì)該方法在實(shí)際當(dāng)中的應(yīng)用作以拓展延伸。下一步，將對(duì)針對(duì)該方法存在的不足（如：組織結(jié)構(gòu)變換的觸發(fā)條件，優(yōu)化時(shí)域選取）進(jìn)行分析、研究；尋找該方法適用的應(yīng)用領(lǐng)域，進(jìn)行具體應(yīng)用探索。
 
【參考文獻(xiàn)】
[1] 修保新. 指控組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法及其魯棒性、適應(yīng)性分析[J]. 國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院博士學(xué)位論文.2006.
[2] 萬(wàn)路軍, 姚佩陽(yáng), 梁霄. 適應(yīng)性指揮控制組織設(shè)計(jì)與研究綜述[J]. 電光與控制.2011.18(11).
[3] 楊垚, 修保新, 楊婷婷, 等. 敏捷指控組織魯棒性研究[J]. 指揮控制與仿真.2014.36(4).
[4] 修保新, 張維明, 劉忠, 等. 指控組織結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性設(shè)計(jì)方法[J]. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù)2007,7[7],1102.
[5] 姚佩陽(yáng), 張杰勇, 李巍, 等. 適應(yīng)性指揮控制組織研究進(jìn)展Ⅰ [J]. 空軍工程大學(xué)學(xué)報(bào).2012.13(2).
[6] 姚佩陽(yáng), 張杰勇, 萬(wàn)路軍, 等. 適應(yīng)性指揮控制組織研究進(jìn)展Ⅱ [J]. 空軍工程大學(xué)報(bào).2012.13(3).
[7] 李道國(guó), 苗奪謙, 張東星, 等. 粒度計(jì)算研究綜述[J]. 計(jì)算機(jī)科學(xué).2005.32(9)
[8] 修保新, 張維明, 劉忠, 等. 基于粒度計(jì)算和遺傳算法的指控組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法[J]. 自然科學(xué)進(jìn)展.2007,5.
[9] 王虹, 衛(wèi)軍胡, 劉昌軍, 等. 引入群體發(fā)現(xiàn)和加入行為的隨機(jī)搜索算[J]. 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào).2013,12(12).