模糊可拓经济控制及变换发展理论研究

2001年6月系统工程理论与实践第6期文章编号:100026788(2001)0620073206模糊可拓经济控制及变换发展理论研究闵文杰,贺仲雄(北方交通大学自动化系统研究所,北京100044)摘要:结合系统科学和数学的最新理论成果,定义并提出了模糊可拓经济空间及其基础上的模糊可拓经济控制及变换发展的理论本文运用从定性到定量综合集成法,将经济系统看作是宏观复杂巨系统,探讨了一种新的以市场经济体制为背景的经济预测、决策和调控理论 对于经济系统的经济分析和发展控制研究,是一种创新性的探索关键词:经济控制;可拓变换;数据仓库中图分类号:F224.12文献标识码:AFuzzy Extension Econom ic Control&T ransitionM I N W en2jie,HE Zhong2xiong(A utomatic System Institute,Northern Jiaotong U niversity,Beijing 100044,China)AbstractThis paper discusses an extension control and transition developmentmethodon econom ics.It utilizes a lot of latest new achievementsof system engineering science,mathematics and other newtechnologies.The research of control theory and theeconom ic system which is considered as an open macro complex huge is a new creativeexploration.It is expected that the theory would be more feasible and more efficientthan other existing method in econom ic analysis and control.Keywordseconom ic control;extension transition;data warehouse;1引言随着社会的发展和全球经济不断的密切联系,经济系统已经成为一个日益庞大和复杂的开放巨系统,经济活动中不但有非线性和混沌,还有大量的不确定、不相容和绝对的信息不完全现象,经济社会决不是线性理论能够表示的,如何从各种错综复杂的环境中,寻找指导企业快速、正确发展的方法、理论显得十分重要和迫切经济现象的日益宏观复杂化使人们研究问题不能“就事论事”,有时需要转换思路,扩大视野,把问题放在更广阔的空间来考察需要将宏观经济分析和微观经济分析有机地结合了起来;将数学理论分析和专家意见结合起来;定量和定性结合起来 分析理想目标和客观现实的差距,结合实际情况,转换思路,寻求企业快速发展的方法本文结合系统科学和数学的最新成果(灰色系统1、模糊可拓经济控制论2、物元分析和可拓集3、集对分析4、数据仓库5等),探讨一种经济发展控制的模型和方法,最终获得对复杂非线性问题的解答,具有很强的科学性和实践性2模糊可拓经济空间(FEES)2.1模糊可拓经济空间的模型经济问题涉及的对象是宏观复杂巨系统,对经济问题进行控制、决策首先涉及对系统的分析 决策主收稿日期:1999210219 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co.,Ltd.All rights reserved.体与决策对象构成决策的内系统,把决策内系统所处的环境称为决策的外系统模糊可拓经济空间即是二者的综合,它不仅包含决策主体,更为重要的是主体所在的空间,它是对企业、市场、国家经济情况的一种模糊的非线性描述,任何一个经济实体都可以映射为模糊可拓经济空间FEES(Fuzzy Extension Econom icSpace)中的一个动点 为此,我们作如下定义定义1 一个经济实体由如下三个部分构成:名称及其所属部门,经济势,功能规则及其管理机制它们构成一个相对独立的整体定义2 经济实体的经济势具有如下形式:S=A+Bi+Cj+DkAF2,BFm,CFn,DFx其中,F是一个模糊集合,可以表示为:F=NB,Nm,NS,ZO,PS,PM,PB(NB表示“负大(差)”,NS表示“负小(较差)”,ZO表示“居中(一般)”PS表示“正小(较好)”,PB表示“正大(好)”)A=(a1,a2)表示对经济实体的总体评价a1是对实体本身的评价,a2是发展趋势评价B=(b1,b2,bm)表示经济实体的实力要素,例如资金,产品,技术等C=(c1,c2,cn)表示经济实体的虚力要素,例如广告、信誉、名牌、企业形象等D=(d1,d2,ds)表示可拓要素,即不就事论事,力争可借助周围事物来促进企业发展可拓要素是FEES的重要组成部分,利用它可极大的拓展思维空间,进行创造性思维,提出奥妙无穷的智谋和决策方法定义3一组相对独立和相对稳定的经济实体及其所处的政治、经济、社会、地理环境就构成一个FEES建立了经济空间之后,每一个经济实体就成为经济空间中的一个点,这一经济实体的变化或是经营活动就成为经济空间中的一个点到另一个点的移动过程在这移动过程中,这一经济实体的方向发展可以由它的经济势的变化来得知如果在变化过程中经济实体的经济势增大,则说明其经济活动是成功的、有效益的,实体处在发展阶段,其收益就是两点之间的势差;如果在变化过程中经济实体的经济势不变或变化不大,则说明实体处于维持状态;如果在变化过程中经济实体的经济势变小了,则说明实体正在衰退过程中在一个特定的经济空间S中,我们可以定义在一个模糊区域T=t1,t2,称它为临界势区,在S中的任意一个经济实体E,如果其经济势U(E)t2,则认为E是可以生存的;如果其经济势U(E)t2,则认为E是要消亡的;如果其经济势U(E)T,则认为E是危险的 当然在危险的经济实体中还可以细分为有希望的和无希望的两类,在这种情况下实体的可拓部将起至关重要的作用我们所研究的经济实体一般是可以生存的和有希望的2.2模糊可拓经济空间的性质模糊可拓经济控制论对经济进行控制、预决策的主要思想是对可拓经济空间中的物元变换而进行物元变换的依据是空间物元的可拓性 模糊可拓经济空间的性质即空间物元的发散性、可扩性、共轭性和相关性 对能巧妙运用各空间物元性质、利用它们进行创造性思维的决策者,往往能灵活变通、构思新的决策方法 并能防止和转化空间物元的负面作用1)模糊可拓经济空间的各元素有如下关系a1=6mi=1ibi6mi=1i+6nj=1jcj6nj=1j+Xa2=da1(t)?dt其中变权,i,j-f(t)变权的时间函数,由WA S6系统给出,实力与虚力部分各占多大比例,即加权约束条件:+;时我们才认为理想目标S3是现实可行的在经济实体由现状到理想目标之间的转化过程中,一般不会一步到位,而总是要有很多中间的过渡阶段,如果我们把现状S0与理想目标S3之间的过渡状态S1,S2,Si,都叫做中间驿站的话,那么一个经济实体E向其既定目标发展的过程中可以如图1所示3.1模糊可拓经济控制变换(FEET)的基本框架模糊可拓经济空间的可拓性奠定了可拓变换的基础可拓变换则为经济控制、预决策起到了桥梁和纽带作用可拓变换是指从狭义空间到广义空间的变换模糊可拓经济控制变换(Fuzzy Extension Econom icT ransition,FEET)主要从可拓空间中找到企业或商业的某些未知的而又可增进企业实力的转换桥7,这种转换桥的发现不是通过提问方式达到的FEET通过人工智能技术、可拓技术来发现新的转换桥FEET系统用于发现预先意想不到的知识(即那些算法中没隐含的知识,或者在其空间中没有表示的知识),FEET系统通常需要分析员输入或专家指导,其基本结构如图2所示57第6期模糊可拓经济控制及变换发展理论研究 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co.,Ltd.All rights reserved.图2FEET系统FEET系统从DB接口构件开始经由数据抽取、可拓挖掘、FHW评价到转换桥描述构件,形成了从数据到转换桥的完整过程 在这个过程中,数据与存储在知识库中的知识,通过FEET发现引擎产生交互作用 这个过程一般需要反复进行,直到发现新的转换桥为止1)FEET系统管理器 管理并控制转换桥发现过程,在分析员、专家的指导下,在知识库的支撑下,借助FEET发现引擎完成数据抽取、数据挖掘和FHW评价三个过程2)分析员、专家输入8 作为FEET系统的一部分,在转换桥获得过程中起着指导作用 这种指导作用是非常重要的,它可以提高整个发现过程的效率3)数据仓库数据仓库是支持管理决策过程的、面向主题的、集成的、稳定的、不同时间的数据集合数据仓库的信息来自于不同地点的数据库和其他信息源数据仓库具有两个主要功能:一是从各信息源提取需要的数据,加工处理后,存储到数据仓库中;二是直接在数据仓库上处理用户的查询和决策分析请求,尽量避免访问信息源 同时它也解决了一般DSS系统多个数据库里数据不一致的问题54)DB接口 使用数据库的查询机制从数据仓库中抽取数据,抽取可拓物元 对于用关系数据库构造的数据仓库,可以使用SQL查询语言5)数据选择,权重分析(WA S)6 主要对抽取的数据进行加权处理6)发现引擎 利用存储在数据库中算法及存储在知识库中的知识(或经验)对所抽取的数据进行可拓分析,其目的是从被抽取数据、可拓物元间发现可能存在的某种关系或模式7)FHW评价 主要内容是对发现的转换桥进行评价与检验8)转换桥描述在系统中起着两个作用:一是将发现结果作为分析员的辅助工具保存在知识库中以备后用;二是沟通转换桥结构与决策者之间的通信,为决策人提供可行的建议9)知识库包含源自各方面的信息,主要内容有:源自分析员输入的描述数据仓库元数据知识;源自分析员输入的业务领域知识;源自专家咨询过程中的权威知识;源自转换桥获得过程中新知识(有指导价值的模式和关系)即经验可拓变换通过对虚力要素、可拓空间物元的巧妙合理的利用,可以改善经济实体自身在广义空间中的位置,反过来作用于狭义空间,使其实力得到增强转换桥是可拓变换的组合,它起到联接和转换物元虚部与实部、狭义空间与广义可拓空间的作用,起到增强经济实体实力的桥梁和纽带作用3.2FEET的应用步骤1)调查分析社会、经济环境,建立待控经济系统的经济实体模型、可拓经济空间模型,根据决策需求,着重于某个主题,设计和建立数据仓库2)分析现状,确定当前状态集SpA_B分析集对A、B的同、异、反,并计算SpA(A,B)如果目标是可67系统工程理论与实践2001年6月 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co.,Ltd.All rights reserved.行的,则从数据仓库中抽取数据,并进行加权分析处理 否则返回步骤1)3)分析员、专家通过人机接口进行可拓、物元分析,特别注意分析虚力与关联因素及权重,挖掘对实体经济实力产生影响的虚力部分4)确定控制规则集合,并应用FHW系统进行评价,找到有价值的转换路径,选出一级控制器R1,并将得出的新知识补充到FEET系统的知识库中去5)重复步骤2-4,建立传递闭包,通过描述模块和人机接口模块,表述给决策者,结合决策者和专家意见不断修改和完善,最终得到满意的模糊可拓经济控制转换系统4FEET的应用案例亚都人工环境科技公司原本是由7个人和5万元借款支撑起来的一个民办企业,它的迅速发展过程就是模糊可拓经济控制及变换发展的成功实例 亚都公司在大力抓“硬科技”的同时,注重“软科技”的发展,在专家王力的帮助和指导下,借助“北京接待站”,“我爱大秧歌-亚都杯”有奖征文、“津门”十问等举措,拓开经济空间,以迂为直,借助表面与企业实体无关的虚力,极大的促进了企业的实力 使亚都在产品研发、市场销售多方面取得了长足发展,在短短三年里,发展为资产上亿元固定资产的技、工、贸一体化经济实体9 实例表明,企业经济实体在实力等其它条件不变的情况下,通过拓展经济空间,引进虚力要素,虚实转换,将能获得超乎寻常的发展应用该理论,我们还对市场预测、股票、期货分析、技术引进、投资分析等进行了研究,效果表明该理论是非常有效的5FEET的特点本理论是在系统科学和数学及经济学的有机结合上发展起来的,具有如下几个特点:1)处理的信息量大所处理的信息量理论上可以是其它经济分析技术的超集由于数据仓库的引入,可以在多个数据库中存储超大容量量数据,而不会产生数据不一致2)并行信息处理的能力本理论采用面向对象的模型分析方法能够并行处理各种不同的信息另外,还可将经济实体所得出的结果进行科学的综合,从而全面、正确地反映整个经济区域发展的问题,同时也将宏观经济分析和微观经济分析有机地结合了起来3)充分利用和尊重专家的意见仅凭借建立几个经济数学模型,得出一些系统方程和控制规则就想解决经济问题是不可能的,本理论在经济分析、预测、决策和控制的过程中都充分征求专家的意见和建议,而不是单靠数字和公式决定一切4)处理信息的思路、方法和技术手段的先进有效性采用模糊逻辑和灰色关联分析技术直接寻找经济现象之间的关系,并不局限于最优解的寻找以致舍本求末,而是着眼于整体的均衡和合理以达到满意,从而避免了大量的方程形式和高阶方程的降阶问题采用数据仓库技术辅助决策,能避免信息量不足的问题5)本经济发展控制理论具有变换内容广泛性,变换范围宽广性,变换方法巧妙性等诸多特点由于“人文经济”的引入,使得处理思路更加开阔,避免了“就事论事”狭隘思想 变换方法从专家的公关谋略、孙子兵法、三十六计等商战战术到近代最新科学方法均涉及到;变换范围包括企业地理位置、风土人情、国际国内政治或经济背景等等;变换手段的迂回,借助表面上与经济无关的其它手段巧妙地达到最终目的,拓展了经济发展控制的思路6)定量和定性相结合可拓变换及决策有定量方法和定性方法,前者向数字化、模型化和计算机化发展,后者则注意发挥人的智慧,吸收专家经验,运用创造性思维进行变换和决策可拓变换既利用定量计算方法,也采用开放的环节,让人的智慧得以发挥,尽量做到定量和定性相结合77第6期模糊可拓经济控制及变换发展理论研究 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co.,Ltd.All rights reserved.6结束语模糊可拓经济控制及变换发展的理论基础是数学、系统科学、经济学、计算机科学,是对我国市场经济下经济控制理论进行的创新性尝试,能广泛应用于国家、企业的经济宏观调控、决策等,具有科学性和有效性 当然,在这方面的研究中,还有许多工作要做,需要在实践中不断地修改和完善参考文献:1邓聚龙.灰色系统理论教程M.武汉:华中理工大学出版社,1990.2贺仲雄,魏小涛.模糊可拓经济控制论J.北方交通大学学报,1996(6):657-661.3蔡文.物元模型及其应用M.北京:科学技术文献出版社,1994.4赵克勤.集对分析及其初步应用J.大自然探索,1994(1):67-72.5李亚非.基于数据仓库的DSS框架J.南京建筑工程学院学报,1998,4(21):21-27.6闫皓,贺仲雄.权重分析系统J.系统工程与电子技术,1992,14(4):41-45.7贺仲雄.转换桥与W-FGR系统A.全国物元分析学术会议C,1995.8贺仲雄.情报分析决策系统J.系统工程与电子技术,1991,13(11):79-81.9王力.想对商人说我-恩波商战M.中国文联出版公司,1995.(上接第58页)3Frosyth T B.A study of the ability of financial ratios to predict corporate failure and the relationshipbetween bankruptcy model probability assessments and stock market behavior R.U niversityM icrofilm s InternationalD issertation Information Service,1992.4Edgar E Peters.Fractal M arket A nalysis:Applying Chaos Theory to Investment and Econom icsM.N ew York:JohnW iley&Sons,1994.5Edgar E Peters.Chaos and O rder in the Capital M arkets M.N ew York:John W iley&Sons,1991.6Takens F.On the 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