基于自组织的大型建筑企业控制力协同进化研究

陈　涛，黄光球，张静晓，李　慧

(1.西安建筑科技大学 管理学院，陕西 西安 710055；2.长安大学 建筑工程学院，陕西 西安 710064)



基于自组织的大型建筑企业控制力协同进化研究

陈涛1，黄光球1，张静晓2，李慧2

(1.西安建筑科技大学 管理学院，陕西 西安 710055；2.长安大学 建筑工程学院，陕西 西安 710064)

摘要：针对大型建筑企业控制力动态协同的定量化仿真问题，基于复杂系统视角，应用自组织理论分析大型建筑企业控制力自组织耦合网络作用关系，选择有效朗之万方程构建大型建筑企业控制力系统的自组织协同进化模型，通过线性近似法的性态稳定求解非线性方程的稳定性，得出大型建筑企业控制力系统协同进化演化过程的四个决定性参数，并通过MATLAB软件进行参数枚举取值，具体分析企业控制力协同演化。案例验证该模型可对大型建筑企业控制力协同演化最佳状态实现更加精确的参数取值，并发现大型建筑企业控制力协同演化最佳状态的充要条件，以及一种新的大型建筑企业控制力协同演化状态。

关键词：大型建筑企业；自组织耦合网络；控制力；系统功能；仿真模拟

一、引言

大型建筑企业是中国国民经济的中流砥柱，是建设行业“转方式、调结构”的主导力量，大型建筑企业控制力协同程度在很大程度上关系到建筑业资源重组、产业结构优化、环境治理与产业现代化的实现。

大型建筑企业控制力的协同是一个动态过程，如何通过模拟这一过程从而揭示大型建筑企业控制力的系统运行机理，将有助于大型建筑企业更好地把握管控的协调性，通过定量模拟大型建筑企业控制力的运行，可以深入剖析与观察企业控制力的多因果、非线性、正反馈以及路径依赖等特点，做好预案，从而规避企业控制力的协同风险。

本文将从复杂系统视角，从目标、结构、机制、资源、功能、交流方面构建大型建筑企业控制力结构，并进一步结合自组织理论分析企业控制力之间的作用关系，提出大型建筑企业控制力协同进化模型，通过建立等价模型对大型建筑企业控制力协同进化模型最佳状态求解，并进行案例应用，分析大型建筑企业控制力的协同演化进程以及其协同最佳状态时的充要条件。

二、国内外研究现状

目前，国内外学者以建筑企业控制力为研究对象进行深入分析的相关研究并不多见。因此，本文从企业控制力分析现有研究，为本研究提供较为宽泛的研究视角。国外采用问卷调研、田野调查法、控制系统等方法，从家族企业结构控制力、集团企业财务风险、渐进性风险耦合网络等方面开展了研究。Patel P C等采用问卷调研，以231家公共贸易企业为例，分析了家族企业成员结构对企业的控制力，发现家族成员与非家族成员在企业不同层面的控制力呈现明显差异[1]。Pagani M采用田野研究法，分析了企业价值创新松散耦合控制网络对企业跨界发展具有明显的触发作用，这对企业的虚拟战略研究和实践具有很高的价值[2]。Muzhikyan A等基于企业控制视角，采用整体观方法评价了可变能源资源对电网不平衡的诱发作用[3]。Hong m-x构建了一个在市场经济条件下的控制系统，去分析集团企业的财务风险[4]。Bremner S采用企业控制方法，分析高校学术评价和晋升过程的透明度、权利作用和可控性[5]。

国内学者主要从企业管控、资源建设和战略管理手段方面开展了研究。杨晏忠从商业银行可持续发展的角度，提出通过强化内部控制力加强企业控制力[6]。府亚军从企业管理机制优化视角，对企业管理机制的构成、实现及作用原理进行了分析[7]。柴艳丽分析了企业集团控制力弱化的基础性原因和结构性原因，从集团功能定位、权限控制、风险管理、投资管理、股权管理、财务管理、人事管理、绩效考核等方面提出强化集团控制力的具体措施[8]。华岚认为，企业全面预算管理是企业实现战略目标的重要管理方法和手段，企业应积极建立、健全与全面预算管理相配套的管理制度，以提高预算的控制力和约束力，从而达到提高企业控制力目的[9]。

上述研究为本文以大型建筑企业为对象分析企业控制力提供了不同视角下可借鉴的研究框架和方法，然而上述文献大多囿于企业内部控制力评价，并未全面体现企业控制力在企业系统功能各部分的作用，同时，已有研究没有对企业控制力结合判定条件深入进行模拟分析，而企业战略制定与实施过程中风险客观存在，企业控制力分析需要一定的动态自适应性。基于此，本文从自组织理论和企业系统功能视角，构建大型建筑企业控制力的协同演化模型，分析其控制力发展趋势，为企业更好地提高自身的功能，协调促进控制力提供仿真参照。

三、研究方法

企业协同进化发展理论是在结合环境“选择说”与管理“适应说”并整合不同视角学术观点的基础上产生的。企业通过与其生存环境包括企业内、行业、产业等建立协同关系，与环境变迁同等进化，进而发展企业的适应控制力。基于此，本文引入了复杂系统理论，应用自组织理论，通过分层次、分模块、分因果、分反馈和依赖关系的方法建立了动态的企业控制力自组织模型，使企业控制力系统具有一定的动态性和自适应性，进一步在自组织模型的基础上加入协同理论，构建了企业控制力系统的自组织系统进化模型。

采用系统动力学方法，构建了企业控制力系统各子系统的自组织演化过程方程，在对各子系统演化方程理论分析的基础上，借鉴黄晓伟、苗成林关于自组织协同进化模型的序变量简化方法[10-11]，构建两个序变量，分别是外部促进力对于控制力的影响(如增强财政预算，优化企业管理机制等)和系统本身协同能力对于平衡状态稳定性的等价控制力系统协同进化演化模型。在此基础上，通过线性近似法的性态稳定求解非线性方程的稳定性，得出了企业控制力系统协同进化演化过程的决定性参数。研究发现：只有α=η1或γ3=0时，企业控制力系统能够处于最佳状态，但控制力系统处于最佳状态时α=η1或γ3=0却不一定成立。其是否为最佳状态由模型对应的非线性方程组的非线性部分决定，即α=η1或γ3=0是企业控制力系统能够处于最佳状态的充分不必要条件，而非充要条件。因此需要具体情况具体研究，通过MATLAB软件进行枚举性质的各种取值情况的企业控制力演化。

本文对大型建筑企业控制力系统的仿真模拟，根据不同的参数取值，即企业控制力系统演化过程中各子系统对整体的影响程度(子系统的自反馈系数)、整体控制力外力促进提升系数和整体外力提升作用到网络的阻尼系数不同时，针对大型建筑企业控制力协同的不同情况，提出了合理适用的建议。需要强调的是，与黄晓伟、苗成林的研究不同，本文通篇采用了这种具体情况具体分析的思想，先MATLAB模拟，再通过演化结果具体分析，不遗漏任何不同演化结果，而非先武断地通过理论分析直接划分决定参数的取值情况和演化结果，再根据划分进行演化模拟，避免模拟演化结果可能被遗漏，模拟验证得到了一种新的状态以及更加精确的对最佳状态的参数取值。

四、大型建筑企业控制力协同进化模型

(一) 基于复杂系统的大型建筑企业控制力自组织关系分析

基于前期关于组织进化的复杂系统研究[12]75-96，本文将大型建筑企业控制力分为6大职能模块：目标、结构、机制、资源、功能、交流，并在这个层次结构的前提下应用自组织理论建立基于复杂系统的企业控制力自组织耦合网络模型，如图1所示。

图1　基于复杂系统的大型建筑企业控制力自组织耦合网络模型

在图1中，1至6这六个点分别代表了企业控制力6个职能方向：目标、结构、机制、资源、功能、交流。从复杂系统角度看，企业控制力的六大模块存在着多因果、非线性的正反馈，6模块之间相互相关，并且具有一定的自适应性(自组织性)，能够在一个模块发生改变时，针对不同路径带来的正反馈进行自我调节，影响其它模块，从而带来了企业控制力的进化。这就是基于协同理论和自组织理论的企业控制力的组织协同进化。

大型建筑企业控制力自组织系统，由六大模块组成的6个子系统构成，企业控制力的具体指标分别包含在这六个子系统之中，6个子系统之间相互促进，相互影响，彼此之间不断产生协同关系，进而演化成更高水平的控制力系统。由于系统内部错综复杂的相互影响和相互作用，使得它们不断地进行反馈和协同运动，系统的自组织过程不存在以特定方式作用于系统的外力，所以系统从无序到有序、从低级有序到高级有序的演化过程都是一种内部的过程，此时外部作用力的变化只是一种随机涨落。因此，可以用下面的自组织运动方程来描述企业控制力系统各子系统的状态变化和它们之间的相互作用。

(1)

至此，本文建立了企业控制力系统模块化自组织系统模型，下面进一步将协同学理论应用到控制力系统之中，将协同作用和自组织作用结合应用，构造大型建筑企业控制力的自组织协同进化模型。

(二)模型构建

协同学理论中包含的演化方程是多种多样的，结合前文分析，本文选择有效朗之万方程作为演化方程。有效朗之万方程模拟了足球在草地上受到草地的连续摩擦力和足球运动员随机施加的作用力下运动的状态变化，用公式表示如下：

mv′=-γv+ψ(t)+ε

(2)

其中v′、v分别表示了足球的前后运动速度，γ为摩擦系数，ψ(t)为足球受到的多种作用力之和，ε为随机扰动。

(3)

(4)

综上所述，本文通过系统的模块划分建立了包含6个子系统的企业控制力自组织耦合网络模型，然后结合自组织理论中的自组织运动方程建立了自组织作用关系模型，如方程(1)所示；进一步，基于有效朗之万方程，结合了自组织理论中的自组织运动方程，建立了企业控制力的自组织协同进化模型，如方程(4)所示。大型建筑企业控制力自组织协同进化模型是子系统协同理论和系统自组织理论的有机结合，当企业控制力系统外部提升力(比如管理预算的加强、技术进步、组织结构优化等)存在时，企业控制力系统通过自组织运动和协同运动，不断对自身进化调节，为企业控制力的进化指出薄弱环节，提供了改进方向。

五、大型建筑企业控制力协同进化模型等价简化

(一) 大型建筑企业控制力最佳状态定义

定义1：大型建筑企业控制力复杂的高层次级别的有序状态是一种平衡的稳定状态，这种稳定的平衡状态称为企业控制力的最佳状态。

设用ψ1表示企业控制力系统的外部提升力，ψ2表示企业控制力系统的协同能力，ξ表示企业控制力系统 6个子系统中的某一个，根据协同学理论，大型建筑企业控制力系统协同能力和控制力对各子系统的自组织演化过程的影响作用过程可以用方程(5)表示。因为外力促进控制力提升和协同能力提高这两个序参量，始终是控制力系统优化的持续驱动力，主宰着整个控制力系统成长的进程和方向。根据大型建筑企业控制力系统子系统的协同作用可知，研究企业控制力系统演化过程时，只需考虑企业控制力系统的两个序参量，即外力提升作用力和协同能力的演化规律，而不需要考虑所有的影响变量。

(5)

因此，方程中 ψ1和 ψ2关于时间 t 一阶导数方程描述了整体控制力和协同能力对企业控制力系统演化过程的影响过程，而 ξ 关于时间 t 一阶导数方程说明了 ψ1和 ψ2是对大型建筑企业控制力系统各子系统的作用是如何运行的。所以，对于方程组(5)求解即是对于整个大型建筑企业控制力的协同进化模型的求解。方程(5)与方程(4)相比，利用两个对大型建筑企业控制力起决定性作用的序变量(外部提升力、内部协同力)代替了6个子系统，使得自组织协同进化模型更加简单有效，求解也更加简单。

(二)最佳状态求解

对于大型建筑企业控制力协同进化最佳状态的求解，由上文最佳状态的定义可知其实质为控制力协同进化状态演化方程的零解的稳定性的求解。

白鹅以草为食，桑、李、花木田块地面都可以以“立体农业”的方式种植白鹅牧草.选择养鹅能手农户重点扶持，通过专业培训掌握先进生产技术，购置先进饲养设备及设施进行专业化养鹅，其他农户则种植牧草，供应给养鹅农户取得收入.

由自组织协同进化模型(5)可知对于外部提升力ψ1、内部协同力ψ2和控制力子系统ξ，作用参数有α、η1、 η2、ε、γ1、γ2、γ3、γ4、β1、β2。参数总数达到了10个，从微分方程组的零解稳定性的角度分析，认为对于10个参数，没有必要全部具体的求解，仅需具体求解出少数几个。因为大型建筑企业控制力到达复杂的高层次级别的有序状态，即最佳状态的临界点时，ψ1和 ψ2的变化必然是要停止的，即变化为0。因此，可得到非线性微分方程组(6)：

(6)

由李雅普诺夫稳定性定义和定理(即后文定理2)，知道非线性微分方程组的稳定性与和此非线性方程组相似的线性微分方程组的稳定性一致，因此可按线性近似决定稳定性，则与之近似的线性微分方程组为：

(7)

则此线性近似方程组的特征方程为：

(8)

解之得：线性近似方程组的特征根为λ1=α-η1，λ2=-η2，λ3=γ3。

定理2：当线性近似方程组特征方程没有零根或零实部根时，非线性方程组的稳定性态与线性近似方程组稳定性态一致：当特征方程的根均具有负实部，则方程的零解渐进稳定；若具有正实部根则不稳定。当线性近似方程组特征方程有零根或零实部根时，稳定性由原非线性方程的多项式决定，这种情形叫做临界情形。该临界情形如果达到性态稳定即为本文求解的最佳状态。据此，可得出如下结论：

第一，由于 η2是阻尼系数，η2>0，所以-η2始终为负数。所以自组织协同进化模型(5)的稳定性与参数α-η1、γ3有关，与其它7个参数无关。由此可以通过参数α-η1、γ3的性态了解整个控制动态进化的性态。

第二，只有α=η1或γ3=0时，企业控制力系统能够处于最佳状态，但控制力系统处于最佳状态，α=η1或γ3=0却不一定成立，其是否为最佳状态由模型对应的非线性方程组的非线性部分决定，即α=η1或γ3=0是企业控制力系统能够处于最佳状态的充分不必要条件，而非充要条件。

至此，本文完成了对企业控制力的协同进化最佳状态求解分析。下文将对7项非决定性参数进行估计取值，然后通过MATLAB软件对于企业控制力协同进化演化过程进行模拟。

六、模拟应用

(一) 方程特征根全部为负数的初级稳定状态

若线性近似方程的特征方程的根全部为负数时，即 γ3<0,α<η1时，假设此时企业A的α、η1、γ3的测量值如下： γ3=-2，α = 0.5，η1= 0.6。

在环境的随机影响力不产生作用即 δ=0时，由MATLAB软件的运算程序可以绘制出企业控制力系统演化模型的解曲线图如图2所示。

图2　δ=0时ψ1,ψ2,ξ的解曲线

从图2可以看出，随着时间的推移，三条曲线都渐渐收敛于(0,0,0)即平衡状态，大型建筑企业A的控制力系统逐渐由不稳定平衡状态演化成稳定的平衡状态，此时外部提升力和系统协同力即使发生较小的变动，也不会影响到系统收敛到平衡状态。环境的随机影响力虽然暂时破坏系统的稳定平衡状态，但破坏程度非常低或者说仅仅是一种干扰行为，对稳定平衡状态的破坏会逐渐减小直至完全消失，大型建筑企业能力系统的稳定平衡状态会暂时偏离，但最终又重新回到稳定平衡状态。此时，大型建筑企业A控制力的系统处于一个低级的平衡状态，系统不稳定，不能够为大型建筑企业A进一步发展提供有力保障，其控制力需要利用外部提升力或调高系统的协同能力。

(二)一个特征根为正数的不稳定进化状态

若线性近似方程的特征方程的根有一个为正时，即λ1>0或λ3>0。

情形1：λ1>0，即α>η1。假设大型建筑企业A的参数取值为：γ3=-2，保持不变；α=0.6，η1=0.5。取δ=0。同样，程序改变参数得到解的曲线图如图3。

图3　 δ=0,α>η1时,ψ1,ψ2,ξ的解曲线

从图3可以看出，此时三者解得曲线与图2中的三条解得曲线几乎相同，不同之处在于此时的 λ1>0，α>η1，说明序参量开始对企业控制力系统的演化过程产生了正的影响作用，但缺少随机影响力的作用，使得大型建筑企业控制力系统的协同关系没有发生突变，从而无法产生另外一个新的平衡状态。于是，对此时的系统加入随机影响力，就产生情形2。

情形2：当方程特征根λ3>0 即γ3>0 时，假设此时大型建筑企业A的参数取值为：α = 0.5，η1= 0.6，保持不变；令γ3=0.2。如果环境的随机影响力不产生作用，即 δ=0 时，同样，程序改变参数得到图4。

图4　δ=0，γ3=0.2，ψ1,ψ2,ξ的解曲线

通过图4可看出，在随机影响力没有产生作用情况下，ψ1和 ψ2解曲线随着时间的推移收敛于平衡点( 0，0)，说明此时ψ1和ψ2没有变化。但由于控制力系统本身具有自反馈作用，使得系统出现无序的状态，无法继续保持原来的稳定状态。所以，本文需要考察如果随机影响力对系统产生作用时，系统能否通过协同作用演化成新的更高级的有序稳定状态。

(三)两个特征根为正数的不稳定进化状态

若线性近似方程的特征方程的根有两个为正时，即λ1>0且λ3>0，即α>η1，γ3>0同时成立时，假设此时企业A的参数取值为：α = 0.6，η1= 0.5，γ3=0.2。如果环境的随机影响力不产生作用即 δ=0 时，同样，程序改变参数得到图5。

图5　α = 0.6，η1= 0.5，γ3=0.2，δ=0，ψ1,ψ2,ξ的解曲线

通过图5可直观地看出当两个特征根全部为正数，当特征根λ3>0，λ1<0时，大型建筑企业A控制力协同进化系统的演化基本一致。因此，本文得出结论：当λ3>0，即γ3>0，无论α、η1取何值，大型建筑企业A的控制力处于一个较高级的不稳定状态，又因δ的不同而不同，该种情况上文情形2中已讨论，不多赘述。同时需要指出的是，大型建筑企业A的控制力协同演化系统中，γ3即演化过程中各子系统对整体的影响程度起到了至关重要的作用，其作用要大于控制力外力促进提升系数α等因素，可见增强各子系统的协同是提高大型建筑企业控制力的重要路径。

(四)α=η1时的临界情形

当方程的特征根有一个为零时，即α=η1或γ3=0时，大型建筑企业控制力处于稳定状态，然而考虑到实际情况：γ3为演化过程中各子系统对整体的影响程度，若γ3=0，则表示了演化过程中各子系统对整体毫无影响，这显然是不可能实现和存在的，同时，由于在没有外力干扰即δ=0时，系统必然是平衡的稳态，因此，本文只考察了α=η1时在有外力干扰(δ≠0)下的临界情形，即最佳状态。

假设大型建筑企业A的参数取值为：α=0.5，η1=0.5，δ=0.2。当γ3>0，取γ3=0.2。同样方法，求解的曲线图如图6所示。

图6　α=η1，δ≠0，γ3>0时ψ1,ψ2,ξ的解曲线

由图6可知，此时该大型建筑企业控制力系统处于稳定平衡状态，尽管随机影响力控制力子系统不断变化，但是随着时间的推移，该企业A的外部提升力和系统协同力几乎没有改变。此时，该企业A的控制力系统处于最佳状态，控制力水平完全能够负担当前的企业发展需求，并且如果各子系统能够更加默契地配合，则它们之间的协同程度也会随之增强。

综上所述，通过对α、η1、δ、γ34个参数取值情况的逐一列举，通过演化模拟，本文对大型建筑企业A控制力协同进化的各种情况进行了详细分析，并且最终找到了最佳状态的充要条件：α=η1，δ≠0，γ3>0。

七、结论

基于复杂系统视角，从目标、结构、机制、资源、功能、交流等6个方面描述大型建筑企业控制力自组织协同作用关系，进一步将协同作用和自组织作用结合应用，构建企业控制力系统的自组织协同进化演化的新的朗之万方程，提出大型建筑企业控制力系统的自组织协同进化模型。

本文在建立等价模型的基础上，通过线性近似法的性态稳定求解非线性方程的稳定性，得出大型建筑企业控制力系统协同进化演化过程的决定性参数，只有α=η1或γ3=0时，企业控制力系统能够处于最佳状态，但大型建筑企业控制力系统处于最佳状态，α=η1或γ3=0却不一定成立。基于此，本文通过MATLAB枚举模拟，进一步结合演化结果具体分析，与已有文献相比，模拟验证得到了一种新的状态以及更加精确地对最佳状态的参数取值。案例分析发现，大型建筑企业控制力协同最佳状态的充要条件是：α=η1，δ≠0，γ3>0。

参考文献：

[1]Patel P C, Cooper D. Structural Power Equality Between Family and Non-Family Tmt Members and the Performance of Family Firms [J]. Academy of Management Journal, 2014, 57(6).

[2]Pagani M. Digital Business Strategy and Value Creation:Framing the Dynamic Cycle of Control Points[J]. MIS Quarterly, 2013, 37(2).

[3]Muzhikyan A, Farid A M, Youcef-Toumi K. An Enterprise Control Assessment Method for Variable Energy Resource-Induced Power System Imbalances—Part II: Methodology [J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2015, 62(4).

[4]Hong m-x. A Study on Financial Risk Control of Group Enterprise [J]. Journal of Chemical & Pharmaceutical Research, 2015, 7(4).

[5]Bremner S. Academic Institutions as Corporate Enterprise: Transparency, Power, and Control in Staff Appraisal [J]. International Journal for the Semiotics of Law, 2011, 24(2).

[6]杨晏忠. 商业银行提升内部控制力实现安全运营的思考[J].金融会计, 2012(4).

[7]府亚军. 对优化企业管理机制的思考[J].北京机械工业学院学报, 2004(2).

[8]柴艳丽.企业集团控制力: 问题与措施 [J].企业管理, 2011(8).

[9]华岚.推行全面预算管理，提升企业控制力 [J].商场现代化, 2007(10).

[10]黄晓伟. 供应链资源协同的自组织演化模型研究[J]. 南京理工大学学报, 2010,36(1).

[11]苗成林. 基于协同理论和自组织理论的企业能力系统演化模型[J].南京理工大学学报, 2013, 37(1).

[12]何伟杰，胡建东. 给企业以生命：构建进化型的组织 [M]. 上海：学林出版社，2010.

(责任编辑：张治国)

Research on Control Force Coevolution of Large Construction Enterprise Based on Self-organization Theory

CHEN Tao1， HUANG Guang-qiu1, ZHANG Jing-xiao2， LI Hui2

(1.School of Management，Xi'an University of Architecture and Technology， Xi'an 710055, China；2. School of Civil Engineering, Chang'an University, Xi'an 710064, China)

Abstract:In order to analysis the quantitative simulation problems of control force's coevolution in large construction enterprise, this research studies the coupling network relationship with the self-organization theory from the viewpoint of complex system, then applies the effective Langevin equation to construct the control force's coevolution model of large construction enterprise. This research solves the stability of nonlinear equation with the approximation method, and the 4 decisive parameters are established for the control force's coevolution model. By the enumerated value of 4 parameters with MATLAB, the control force's coevolution is one-by-one discussed. The simulation process shows that this research could satisfy the needs of the exact parameter's value, reveal the necessary and sufficient condition in this approach ad a new coevolution state for large construction enterprise.

Key words:large construction enterprise; self-organization coupling network; control force; system function; analogue simulation

收稿日期：2015-12-15；修复日期：2016-03-10

基金项目：国家自然科学基金资助项目《面向价值共创的中国建筑业网络化服务能力机理分析及实证研究》(71301013)；教育部人文社会科学研究青年规划基金项目《中国建筑业服务创新驱动与产业转型红利释放：理论解释与仿真模拟研究》(13YJA790150)；陕西省社科联项目《陕西促进建筑产业现代化的政策激励研究》(2015Z075)

作者简介：陈涛，男，陕西富平人，博士生，工程师，研究方向：管理系统工程；

中图分类号：F407.9∶O231

文献标志码：A

文章编号：1007-3116(2016)05-0014-07

黄光球，男，湖南桃源人，教授，博士生导师，研究方向：网络安全，复杂系统建模，分析与控制，系统工程；

张静晓，男，河南南阳人，博士后，副教授，研究方向：建筑经济与服务管理，工程项目管理；

李慧，女，陕西西安人，博士后，副教授，研究方向：建筑节能管理，工程项目管理；

【统计理论与方法】