基于自组织理论的虚拟产业集群演进研究

?王?能:?基于自组织理论的虚拟产业集群演进研究收稿日期:2010-12-21基金项目:山东省社科规划项目?虚拟产业集群的竞争优势与运作管理研究?(09D J G J04);山东省优秀中青年科学家科研奖励基金项目?基于资源协同优化的虚拟企业风险控制研究?(BS2009SF014)作者简介:王?能(1971-),女,山东烟台人,德州学院经济管理系副教授,博士,研究方向为虚拟经营战略与组织创新。?基于自组织理论的虚拟产业集群演进研究王?能(德州学院 经济管理系,山东?德州?253023)摘?要:虚拟产业集群是网络经济时代的一种新型集群模式,它是一个开放的非线性复杂系统。基于自组织的理论和方法,对虚拟产业集聚的形成、稳定性、动态演化过程以及政府、行业组织等他组织在虚拟产业集群自组织演化过程中的作用进行了探讨,从而为推动我国虚拟产业集群的发展提供理论指导和政策建议。关键词:?虚拟产业集群;复杂系统;自组织;他组织中图分类号:F424?文献标识码:A?文章编号:1004-972X(2011)03-0066-04?一、虚拟产业集群的自组织条件分析虚拟企业本身是个自组织系统。虚拟企业、各个企业都是虚拟产业集群内的子系统。虚拟产业集群的自组织条件包括四个部分。1?开放系统。一个与外界有物质、能量交换的开放系统才能通过自组织从无序向有序进化。虚拟产业集群虚拟产业集群内部各成员和外界不断进行物质、能量的交换,集群总是处于不断发展变化之中,各类资源在虚拟产业集群内外合理配置和流动并进行有效地运作。因此,虚拟产业集群是一个开放系统。2?远离平衡态。在平衡态或近平衡态都不会出现有序结构。只有远离平衡的系统,才有可能从杂乱无章的初态跃到新的有序状态,非平衡态是有序之源。虚拟产业集群各个子系统的功能和结构各异,各子系统存在竞争并处在不断变化中,这使虚拟产业集群远离平衡态成为可能。3?非线性体系。非线性相互作用使子系统相互制约、协调同步,又使系统与环境协调同步,从而显示出一种整体效应,使系统从杂乱无章变为井然有序。虚拟产业集群的成员不仅包括实体企业和相关机构,还包括一些完全生存于互联网上的非实体企业,这些企业各自是独立的法人,相互关系复杂,各种优势资源通过信息网络虚拟集成,各种资源要素的相互作用是非线性的,因此,虚拟产业集群是一个非线性体系。4?涨落和突变。系统的状态、属性在其平均值附近的波动称为涨落。对于平衡态系统而言,涨落会被自动收敛,但在临界点附近,涨落则可能被放大,形成巨涨落,从而促使系统发生突变,导致有序。虚拟产业集群时刻受到内外部因素的影响,如政策经济环境变化、市场变动、协作问题、内部文化冲突、成员的加入与退出等。为了适应新的环境,虚拟产业集群内部的各类资源必然会重新配置和合理流动,形成新的有序结构。因此,虚拟产业集群是具有涨落性的。二、虚拟产业集群形成的自组织协同机制虚拟产业集群最初可以由政府、行业协会或相关机构、核心企业这三种机构中的任何一个或者几个发起,通过其在该区域或该行业的号召力,吸引其他企业和组织加入集群平台,发起人称为虚拟产业集群经纪人。虚拟产业集群组建后,充当中介与基础平台,虚拟企业经纪人从虚拟产业群中寻找合适的潜在合作伙伴,经过选择、分析、谈判,利用现代信息技术和网络平台,构建虚拟企业。集群内的企业或虚拟企业作为群落中的一个子系统,为追求自身的利益最大化,必然要与集群系统内的其他子系统发生竞争与合作,同时,由于集群是开放系统,其子66?2011年第 3期?系统也不断与外界进行着物质、能量和信息的交换,因此,企业的行为会受到外界的扰动和内部涨落的影响,即集群系统内各子系统的状态是随机变量。设整个集群系统共由 n个子系统构成,Xi是第 i个子系统(企业或虚拟企业)的状态变量,则根据非线性动力学和协同学理论,整个系统的状态变化用广义朗之万方程表示为:X?i=dXidt=Ki(X1,X2,?,Xn)+Ri(t)?(i=1,2,?,n)(1)这是一个非线性阻尼振子的运动方程组,其阻尼力 Ki是各子系统状态变量(X1,X2,?,Xn)的非线性函数,Ri(t)是第 i个子系统受到的随机驱动力。为研究方便,先略去式(1)中的随机驱动力,并将 Ki在定态点附近进行多变量展开,得到:X?i=?nj=1aijXj+fi(X1,X2,?,Xn)?(i=1,2,?,n)(2)其中,fi(X1,X2,?,Xn)是非线性函数。由于系统的定态点是稳定的,式(2)中的线性项系数矩阵aij是负定的,为使 aij对角化,可通过某种线性变换引入一组新的变量(Y1,Y2,?,Yn),从而新的状态变化方程为:Y?i=-?jYj+gi(Y1,Y2,?,Yn)?(i=1,2,?,n)(3)其中,gi(Y1,Y2,?,Yn)为一组与各子系统状态变量(X1,X2,?,Xn)有关的非线性函数,阻尼系数?j会随外界控制条件的改变而变化。研究表明,在系统尚未达到自组织协同的临界阈值以前,?j 0。由式(3)可以看出,各子系统在集群内相互竞争,加上随机驱动力的影响,其运动相互关联却又毫无规律。集群平台内各子系统间存在着非线性的相互作用,要使它们形成协调一致的行动,从而达到自组织状态,需要有一个序参量引导整个集群系统的发展。序参量 u又称慢变量,其他变量称为快变量,这个 u就包含在子系统的状态变量(Y1,Y2,?,Yn)中。u作为产业集群内的子系统,代表了集群内的组建虚拟企业的核心企业(盟主)或是有影响力的虚拟企业,它是一个维矢量,即 u?=(u1,u2,?,um),表明集群内有 m 个核心企业在同时发挥作用,需要由它们之间的协作与竞争来决定该网络的有序结构。根据协同学理论,当外界环境变化使系统的控制参量趋于某一个自组织临界阈值时,序参量 u会出现?临界慢化?,其阻尼系数?将趋于零,而其余变量的?i 0(i=1,2,3,?,n)。由于虚拟产业集群是个复杂系统,假设有两个主导企业,则当集群系统趋于某一临界状态时,子系统表示为:u=(u1,u2)=gi(Y1,Y2)?(i=1,2)?0(4)式(4)中,u是序参量 Y3,Y4,?,Yn,其余的参量都是快变量。根据役使原理,序参量支配、主宰、役使系统状态的快变量。为求子系统的运动方程,可令 Y?=0(i=3,4,?,n)。然后与式(3)联立后可得方程为:?3Y3-g3(u,Y3,Y4,?,Yn)=0?4Y4-g4(u,Y3,Y4,?,Yn)=0?nYn-gn(u,Y3,Y4,?,Yn)=0(5)将式(6)求解得到各子系统的运动方程为:Y3=h3(u)Y4=h4(u)?Yn=hn(u)(6)式(6)表明,所有的快变量 Y3,Y4,?,Yn都是序参量 u的非线性函数,即群落内所有子系统的行动都受到了序参量的支配,当系统的控制参量达到自组织的某一临界阈值时,整个系统进入协同状态,形成一个有序的自组织结构,这就是虚拟产业集群。三、虚拟产业集群的稳定性和自组织演化虚拟产业集群内的主要网络结构是动态的、发展的,由于外部环境和内部因素的变化以及各种随机扰动和涨落的影响,原有平衡就可能被打破,既可能是向低层次的有序结构退化,也可能是向高层次的有序结构演进,实现发展的飞跃。1?虚拟产业集群的稳定性与自组织耗散结构。根据耗散结构理论,远离平衡态的开放系统要形成自组织,必须从涨落的触发开始,经由非线性机制的作用放大,形成巨涨落,经由负反馈机制建立新的稳定状态且必须从外部环境中获取负熵。熵是一个系统无序程度的度量,无序度越高,熵越大。开放系统熵的改变 dS=diS+deS。其中,diS表示由于系统内各种作用引起的熵改变,有外界无关,diS 为正;deS表示系统与外界进行物质能量交换引起的熵改变,系统与环境的关系各式各样,其对系统熵 deS 的影响就有正有负。在开放系统下,只有 deS为负且绝对值大于 diS,熵流为负。也就是说,只有当系统与外界交换获得的负熵抵消系统内自发过程引起的熵67?王?能:?基于自组织理论的虚拟产业集群演进研究增时,整个系统的熵才会减少,系统才会向有序的方向转化。虚拟产业集群系统的虚拟企业等网络组织内的各企业在空间、时间和功能上的有序变为无序的熵变量 diS表示如下:空间结构的熵变量。合作伙伴间的协同、各部门之间的协同、各层次间的协同、虚拟企业与外部环境的协同、规章制度与法律的协同等,这类协同关系产生的熵变量用 dxi表示,它是系统变量(Y1,Y2,?,Yn)的函数。dxi表示为:dxi=fxi(Y1,Y2,?,Yn)?(i?Ix)(7)时间序列的熵变量。虚拟企业发展速度的合理性、目标的动态一致性、虚拟企业系统的随机波动和长期目标的协同、合作企业发展与虚拟企业总发展的协同等,这类协同关系产生的熵变量用 dyi表示,它是系统变量(Y1,Y2,?,Yn)的函数。dyi表示为:dyi=fyi(Y1,Y2,?,Yn)?(i?Ix)(8)系统功能上的熵变量。各合作企业间的资源分配的协同、利益分配的协同、投入与产出的协同、群体决策的协同、不同文化间的协同、员工的协同能力等,这这类协同关系产生的熵变量用 dzi表示,它是系统变量(Y1,Y2,?,Yn)的函数。dzi表示为:dzi=fzi(Y1,Y2,?,Yn)?(i?Ix)(9)设 S为虚拟产业集群系统的总熵变,则 diS=diS(x,y,z)。2?虚拟产业集群自组织与风险。由上面的分析可知,虚拟产业集群的各企业组成的合作网络共生组织(主要虚拟企业)存在着很多风险,从而产生熵变量 diS,这些风险归纳起来有:企业外部风险。主要包括制度、法律风险和市场风险及金融风险。此外,还有地震、火灾等自然风险以及政府出于宏观考虑采取干预手段的政治风险等。企业内部风险。主要包括能力风险和协作风险及文化冲突风险。此外,还有道德风险、战略风险、时间风险、质量风险等。集群结构性风险。虚拟产业集群的主要网络组织?虚拟企业是个动态联盟,具有周期性,当目标达到后,面临新的市场机遇就会组成新的虚拟企业,群内的合作与竞争关系就会发生改变,原来的有序结构就会失去平衡。针对以上风险,通过引入合理的政策导向、建立信任和沟通机制、实现跨文化管理等的负熵流,可以弥补集群内部的正熵流,此外,通过不断引入新企业,淘汰不合适的企业,促进各企业的相互合作,确保虚拟企业等网络组织成功运行,可以促进虚拟产业集群的稳定性。而对于完成使命解散的虚拟企业产生的集群结构性风险,需要合理培育新的虚拟企业,使各企业在核心企业的作用下协同运作,集群内的虚拟企业等各种合作组织及成员企业等之间的相互作用,使虚拟产业集群完成从一种有序到另一种有序或从低序到高序的自组织演进过程。3?虚拟产业集群的演化模型。虚拟产业集群的耗散结构不可能处于永恒不变中,它会随着外部环境和内部因素的变化,即各种随机扰动和涨落的影响,完成自组织演化过程。根据式(4)和式(6),考虑随机扰动和涨落,由式(3)可得到序参量演化方程为:u?=-?1u+g1(u,Y3,Y4,?,Yn)+R(t)?=-?1u+g1 u,h3(u),h4(u),?,hn(u)+R(t)?=K(u)+R(t)(11)式(10)是一个非线性阻尼振子的随机运动方程,它表明序参量主导整个虚拟产业集群的发展和演化。其中,R(t)是随机驱动力,K(u)是阻尼回复力,它是序参量 u的非线性函数,与 K(u)对应着一个演化势 V(u)(也称回复力势和广义势),它满足的条件为:K(u)=-?uV(u)(12)产业集群的序参量演化方程可变为:u?=dudt=-?uV(u)+R(t)(13)由此可见,虚拟产业集群形成后,它的进一步发展和变化将在演化势 V(u)的引导下,在随机驱动力R(t)的驱动下进行。虚拟产业集群究竟是维持现状、向更高层次升级演进还是衰落退化取决于演化势 V(u)的引导趋势。四、他组织调动自组织实现虚拟产业集群稳定发展虚拟产业集群尽管是一个自组织的经济组织模式,但是,在它的形成、维持、演化过程中,他组织起到了积极的作用。所谓他组织是相对于自组织而言的,是指在特定外部条件进行组织形成的有序结构。当系统的复杂性在演化过程中增加到一定程度时,单纯依靠内部子系统之间的相互作用而引起的自组织已不足以满足系统有效协调的要求,需要从更高层次处理信68?2011年第 3期?息,他组织便应运而生,但他组织归根结底要遵循自组织规律。在虚拟产业集群形成的初期,由于各企业的独立性、地域的分散性及合作的动态性使得依靠企业自发形成虚拟产业集群平台是非常困难的。虚拟产业集群的地方网络支撑系统中的政府、行业协会或相关机构等组织,都是他组织的有效形式。政府应在虚拟产业集群的信息平台建设中提供财政或技术支持,构建虚拟产业集群畅通无阻的信息网络通路。政府还应为虚拟产业集群的运作提供法律上的支持,出台相应政策和措施来调整知识产权的转移和归属、企业间数据资源共享、企业间成本和利益分配问题等。总之,政府应着力改善市场竞争环境和人文环境,构建有序的市场竞争秩序和良好的社会基础,为虚拟产业集群的发展源源不断的提供负熵,抵消其由于内外部风险而形成的熵增,促使其稳定有序的发展。行业协会或相关机构在虚拟产业集群的运行中也扮演着重要角色,可以起到集群和政府的沟通和协调的?桥梁?作用,降低群内企业构建虚拟企业的成本,提高整个集群的竞争力。五、结语第一,虚拟产业集群是一个开放的非线性复杂系统。虚拟产业集群平台构建后,平台内企业子系统在非线性相互作用下,通过激烈的竞争产生序参量(核心企业),序参量对其他慢变量的支配作用所产生的竞争合作效应,使得各企业间达到协同,形成具有自组织特征的虚拟企业。企业与虚拟企业都是集群内的子系统,子系统间的相互作用使整个企业群落成为一个更为有序的自组织结构,成为真正意义上的虚拟产业集群。第二,虚拟产业集群内的主要网络结构是动态的、发展的。由于外部环境和内部因素的变化以及各种随机扰动和涨落的影响,原有的有序结构就可能被打破,从而产生熵变量。可以通过引入合理的政策导向、建立信任和沟通机制、实现跨文化管理等的负熵流弥补集群内部的正熵流以及通过不断更新企业成员,确保虚拟企业等网络组织成功运行,从而保证虚拟产业集群的稳定性。第三,对于虚拟产业集群内成功完成使命解散的虚拟企业,需要合理培育新的虚拟企业,构建位势更高的价值链,从而使各子系统获得更强的竞争力。各子系统在序参量的支配引导下,相互协同运作,使虚拟产业集群向更高层次、更稳定的自组织演进。第四,对于政府、行业协会或相关机构等形式的他组织,可以通过用他组织作用调动虚拟产业集群的自组织机制,从而推动虚拟产业集群的形成及稳定发展。参考文献:1Lorange P,Roos J,Bomn P S?Building 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self-organization,this paper analyzes the for m,operation steadilyand dynam ic evolutionary process of virtual industrial clusters,points out that the?organizations?such as govern?ments and businesses agencies canmobilize the self-organization evolution of virtual industrial clusters,which pro?vides some help for study and practice of the development of virtual industrial clusters in the future?Key word:virtual industrial cluster;complex system;self-organization;organizations(责任编辑:戎爱萍)69