软件总工 张庆明
本文引入的概念来自于现实世界的抽象,科学的抽象方法是帮助人类总结不同事物共性、总结事物普遍规律从而深刻认识世界的有效手段。
本文讨论首先讨论组织的定义和分类,再依据定义举例说明,最后,文章提出本研究的意义设想:研究目的、内容和方法。
抛砖引玉,提出问题和观点,引发读者的讨论和研究是本文的初衷。
一、概念定义
定义一:组织
非形式地,组织是由一组组织元素(简称元素集)、一组元素之间的作用规则(简称规则集)、一组通讯消息(简称消息集)、一组规定组织目标(简称目标集)构成的结构,元素之间按照规则集的规定通过消息通讯相互作用,目的在于达到目标集规定的目标。
形式化地,组织定义为一个四元组O:O::=(Σ,Ф,M,G)
其中,Σ是组织元素的集合,Ф是组织作用规则的集合,M是通讯消息的集合,G是组织目标的集合。
Σ中的元素具有状态(记忆能力或智能)和动作(处理能力)属性,它可以执行动作或发生状态改变(动作可能改变状态),它可按照规则向别的元素发送消息、接受别的元素的消息、响应消息(例如执行动作、状态改变、回应消息、发出新的消息);
G在语义上可分为两部分,组织目标和元素目标。元素目标为元素希望达到的状态,组织目标为组织希望各元素同步达到的状态。
Ф规定了一个元素可以做什麽,不可以做什麽,可以对那些元素发什麽消息、不可以对那些元素发什麽消息、一个元素必须响应那些元素的什麽消息。
M是组织中所有消息的汇总。消息可以带有参数和返回值,消息也可以带有发出消息元素和接收消息元素,可以有广播性消息。
定义二:控制型组织
控制型组织是一种组织,具有如下特征:
1、有且仅有一个总控制元素,它对组织目标负责,它通过对其他元素发出消息控制组织目标的达到;
2、消息具有指令性,消息的接收者必须以规定的若干响应选择响应消息;
3、从发出消息和响应消息关系的角度看,元素具有层次性(典型的为一种树状层次结构);
4、组织以总控制元素的发出消息为一个组织运行周期。
5、总控元素具有智能,受控元素没有智能。
定义三:协作型组织
协作型组织是一种组织,具有如下特征:
1、每各元素都可以是一个控制元素,它对元素自己的目标负责,它通过对其他元素发出消息实现元素自己的目标,组织的总目标即为元素目标的总和;
2、消息具有协商性,消息的接收者可以响应消息也可以不响应消息;
3、从发出消息和响应消息关系的角度看,组织元素间为一个网状结构,没有层次性;
4、通常以规定的时间期间为一个组织的运行周期。
5、组织元素均具有智能。
定义四:控制协作混合型组织
凡事物都不是绝对的,客观世界的组织可能兼有协作型组织和控制型组织的特征,定义兼有以上两种特征的组织为控制协作混合型组织。
控制协作混合型组织从效能上看可能是最合理的组织形式。
这里定义控制型组织和协作型组织两个绝对情况是为了进行理想分类以方便讨论各自的优缺点,从而清楚地认识问题。
定义五:组织运行成本
组织由元素构成,元素是一个对象具有能力或功能,也具有记忆或存储,但组织的能力不是各元素的能力的简单汇集,而是各元素在规则和通讯作用下为达到组织目标有机地配合起来的一种行为,即组织需要管理或称控制。
构造组织的目的就是要通过分工配合将组织元素的个体功能结合起来形成新的整体功能或大于各元素功能简单相加的整体功能。
为了维持规则,为了保持通讯,组织需要运行成本,这种成本主要表现在执行规则、实现通讯以及一些非功能性组织元素的费用方面。
组织运行成本定义为组织为了维持运行所需要的规则维持费用、通讯费用、非功能性元素费用的总和。
二、举例说明定义
现实世界存在大量的组织,甚至可以说现实世界都可以用组织来描述。
例一:企业经济运行体系
企业经济运行体系是一个组织,组织的元素为企业的职能部门,它是企业的硬件资源;组织的目标是企业的经济运行利税指标;组织的规则是企业的职能部门的职责分工和接收发布数据信息、指令信息的种类;组织的消息是组织部门之间发布的计划安排要求、经济技术质量指标要求、企业生产质量工艺设备数据等,消息与规则是企业的软件知识资源。
大多数企业一般经济运行体系是一个控制型组织,是计划型的,即组织的经济目标由企业最高层负责控制实现,企业最高层作为一个组织的总控制元素通过向下级元素下达指令消息以控制组织的运行。
大型集团企业的各子公司构成的经济关系类似与协作型组织。
例二:国家经济运行体系
国家经济运行体系是一个组织,组织的元素为国家经济实体企业和法律、警察、工商、税务等职能机关;组织的目标是“国强民富”;组织的规则是国家的法律法规、政策、各企业的章程等;组织的消息是企业与企业之间的合作协议、定单以及国家机关向企业发布的指导性和指令性计划等。
就国家的经济目标而言,我国过去的计划经济体系是一个控制型组织,组织的经济目标由所谓的“国家”负责控制实现,国家作为一个组织的总控制元素通过向企业下达指令性计划控制企业的运行;现在的所谓社会主义市场机制是一种协作型组织,企业按照组织规则(法律法规、企业章程和经济目标)与其他企业“自由”合作,企业各自的经济目标的实现构成了国家目标的实现。
例三:典型的协作型组织
联合国、APEC、WTO都是一个典型的协作型组织。
例四:INTERNET
INTERNET也是一种典型的协作型组织,从技术实现和系统控制角度,INTERNET设计的技术构思就是协作型网络构架。
例五:计算机软件系统结构
考察计算机软件系统构造技术的发展史,到目前为止经历了两个阶段--结构化设计和面向对象设计。
结构化设计方法构造的软件系统具有分层次树型控制结构,主程序调用子程序,子程序再调用子子程序…,如此构成软件的控制结构,这是一种典型的控制型组织结构,各子程序(模块)是组织元素,程序调用树型结构和调用协议构成组织规则,调用参数构成组织消息,结构化设计方法以功能设计和功能分解方式形成功能制导构造策略,因此,软件功能构成组织目标。
面向对象软件系统没有主从结构的特征,组织元素(程序对象或称软件模块)之间以事件、消息机制协作运行,各元素平等运行,没有谁控制谁的规则,只有通讯合作的规则,对象接口协议构成组织规则,对象之间的消息构成组织消息,系统的功能是组织目标,该目标的实现通过组织消息相互联系(请求服务或提供服务)协同完成。
例六:人体中的组织
人体中存在着各种系统,行为系统、血液系统、内分泌系统、神经系统、人脑思维系统等等,每一个系统都是一个组织。
人体的行为系统是一个控制型组织,人的大脑是组织的总控制元素,人的四肢作为受控制的组织元素通过神经系统接受大脑的指挥二动作,大脑按照规则指挥四肢负责目标的达成,大脑作为总控元素具有智能,四肢作为受控元素没有智能。
人体的血液系统是一个协作型组织,组织元素心脏、肺脏、肝脏等之间不存在控制元素,各元素各自具有自己的功能协调配合完成血液的制造、清洁、换氧、输送功能,组织的消息是血液在血管中的流动需求,组织的规则是新鲜血液的制造和连续流动。
例七:计算机系统结构
传统的冯•诺依曼计算机体系结构是一个控制型组织,新型的神经网络计算机结构是一个协作型组织。
在冯•诺依曼结构中,控制器、运算器、存储器、外围设备等构成组织元素,其中控制器是总控元素,他用微指令通过控制线路协调控制其他组织元素的运行,微指令是消息,用于表现组织规则。
神经网络结构的组织元素是所有构成计算机功能单元的神经元,各单元之间以激励和阀值规则配合协作运行,激励信息是组织消息,阀值是组织规则,组织元素神经元均具有智能,不存在“上下级”指挥关系。
例八:ERP企业管理
ERP基于企业内部计划控制管理原理,是一个控制型组织,企业决策层是总控元素,相对来说,各企业职能部门不管企业目标,被动运作,不表现出多少“智能”,对组织全员知识和主观能动性有很大的扼杀。
三、一些猜想
通过第二章的讨论,我们可以联想出如下猜想:
1、协作型组织比控制型组织具有更大的优越性
这一点主要表现在如下方面,一,协作型组织便于构造大型复杂系统;二、协作型组织有利于降低组织运行成本;三、协作型组织中的元素具有智能从而表现出更大的系统构造灵活性和系统自适应能力;四,协作型组织具有更好的单元封装性;五,由于协作型组织的网络协作结构和元素智能性,协作型组织可以构造与组织元素能力截然不同的功能在质上产生飞跃的系统。
2、协作型组织比控制型组织更“高级”,协作型组织是组织发展的方向
这个猜想看起来过于武断,但仅就人类的理解而言,人脑思维系统的组织结构和思维机理就远比一个企业的管理组织和管理机理复杂的多,而人脑的神秘性和复杂性也远比企业的管理让人类敬佩得多;另一方面,人工组织的发展也具有从控制型向协作型发展的特征,例如,从结构化软件设计到面向对象软件设计,从冯•诺依曼计算机到神经网络计算机,从计划经济到市场经济。
3、协作型组织更接近于自然组织,而控制型组织更多见于人工组织
对于人类的理解或“人造”而言,人类更习惯于构造控制型组织,但大多人工系统之能力远不如自然系统,如人工智能比较于自然智能。
或许,人类“习惯地”以控制型组织方式构造组织就是导致人工系统能力不如自然系统的原因所在,所幸的是,人类已经开始“不习惯地”采用协作型组织构造方法了,例如面向对象的程序设计,神经网络计算机、分散分布式控制,INTERNET互连网……
4、控制型组织具有“牵一发而动全身”弊病
控制型组织的一个致命弱点也值得一提,由于控制的集中集权化,集权控制的错误指令会给组织带来“牵一发而动全身”的恶果,树型控制结构也易于造成信息阻塞甚至组织瘫痪。
5、企业管理中的协作型组织应用值得探索
现代企业愈来愈注重管理,随着管理水平的提高往往伴随着管理成本的急剧膨胀,因为大多现代企业是控制型组织,管理成本的增加主要表现为控制管理型组织元素的增加和规则维持、信息传递费用的增加;另一方面,由于控制的集中集权化,集权控制的错误指令会给企业带来波及性恶果,树型控制结构也易于造成官僚主义信息阻塞、效率低下甚至组织瘫痪。
采用协作型组织思路构造一种一种全新的企业组织形式会是什麽情况呢?值得探索。
其实,企业内部目标管理方法和部门承包制度就有这种特征,如果说以前这些做法更多地表现处失败,笔者以为个中的主要原因是组织规则体系和目标体系建立得不够完善所致。
四、研究目的和内容设计初步
1、研究目的
帮助应用建立优良的组织形式、规则消息体系。
2、研究主题
研究不同组织形式的优缺点和应用原则;
建立组织运行计算机模拟系统模拟组织的行为;
研究不同类型组织的运行成本差异;
规则体系的维持(执法)如何保障,控制消息、反馈消息和控制元素的作用问题研究;
研究新型的组织形式。
3、研究方法
建立组织的形式化表达体系(语法的和语义的);
建立组织的形式模型
开发组织运行计算机模拟系统;
在组织模拟运行中观察组织行为,总结优良的组织形式指导应用实践。
2001.11.29夜完稿于曲靖