理论教育 构建NK模型: 优化方法和实现步骤

构建NK模型: 优化方法和实现步骤

时间:2023-06-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:又根据考夫曼的大量研究认为,要素形态这一参数对模型研究的结论并不敏感,因此,本节也相应简化认为重大科技工程技术创新系统组织协同各协同主体的形态仅有0和1两种状态,即Ai=2。同时,Fi也可以认为是第i个协同主体参与协同的适应能力,在系统的协同管理水平一定的情况下,Fi是其自身和与其有上位关系的Ki个其他协同主体的函数。根据考夫曼分析这种复杂系统的功能,每个协同主体的适合度值分别依据每个可能的组合得出。

构建NK模型: 优化方法和实现步骤

结合对多个重大科技工程技术创新系统的统计调研,参与重大科技工程技术创新系统的协同主体有核心企业、参与企业、政府部门、高校、科研院所等几类组织,而除政府部门外,其他类别组织数量众多,因此,系统具有不确定数量(N)的协同主体。在系统组织协同演进过程的不同阶段,每个协同主体都会表现出不同的状态,具有许多等位基因,这些状态的持续变化影响着主体自身及与其有相互依存关系的其他主体的状态,进而影响整个系统组织协同的效率,将协同主体的这些状态依据对系统的适合度产生影响程度归结为[0,1]区间的某个数值,其中的两个端点,状态0表示协同主体主观上不愿意参与组织协同行为,进而不利于系统的适合度,状态1表示协同主体主观上非常愿意参与组织协同行为,进而有利于系统的适合度。又根据考夫曼的大量研究认为,要素形态这一参数对模型研究的结论并不敏感,因此,本节也相应简化认为重大科技工程技术创新系统组织协同各协同主体的形态仅有0和1两种状态,即Ai=2。协同过程中的各协同主体每两两之间都可能存在不同程度的相互作用,因此,对每个协同主体而言,其可能的上位相互作用关系数Ki的最大值为N-1。

在重大科技工程技术创新系统组织协同的NK模型中,每个协同主体的不同状态组合都代表着系统组织协同的一种协同状态,整个系统的组织协同就是在这一状态空间中发展演变的。为描述景观的适合度,结合考夫曼(1995年)将景观的地势与系统构成要素结构相联系的研究成果,本节给出重大科技工程技术创新系统组织协同的NK景观模型适合度的计算公式:

式中,F代表重大科技工程技术创新系统组织协同的适合度值,N代表系统中的协同主体数量,i表示系统的某个协同主体,Fi表示各协同主体对系统总适合度值的贡献,pi表示系统的第i个协同主体对整个系统适合度的影响程度,且满足∑pi=1。

由式5-3可知,NK模型方法对适合度函数的处理是假定各协同主体对系统适合度的影响是在(0,1)区间上分布的某种形式的随机变量,某协同主体形态改变的过程,就是根据该协同主体与其他主体的相互作用关系,抽取(0,1)区间的随机数作为新的适合度值的过程。因此,整个系统适合度值也是(0,1)区间上的某个值。同时,Fi也可以认为是第i个协同主体参与协同的适应能力,在系统的协同管理水平一定的情况下,Fi是其自身和与其有上位关系的Ki个其他协同主体的函数。

前面已经提到,每个协同主体最多有Ki=N-1个上位相互作用关系数,而在实际情况中,Ki往往是介于0和N-1之间的一个数值,不同的协同主体具有不同的Ki值,为简化研究,系统中各协同主体的上位关系数一般用平均值K来表示,且满足∑Ki=N×K。研究的模型只考虑了每个协同主体受其他主体影响的个数相同的一类特殊情况,所以要素之间相互作用关系的情况可以只用一个变量K来表示。(www.daowen.com)

在NK模型中,参数K还可以用来表示系统的复杂性,即在系统内的各协同主体间依赖关系的数目,K具有最小的可能值K=0以及一个可能的最大值K=N-1。如果系统中的任何一个协同主体的运作没有受到系统中其他主体的影响,我们有K=0,此时系统具有最小的复杂性;而如果系统中任何一个主体的运作都会影响系统中的其他主体,我们有K=N-1,此时系统具有最大复杂性。而在重大科技工程技术创新系统组织协同研究中不存在K=0的情况,即在重大科技工程技术创新系统组织协同过程中的每个协同主体的运行都会或多或少地受到其他主体的影响。

当K为正整数时,即在重大科技工程技术创新系统组织协同过程中的协同主体受到其他K个主体的影响,在这一复杂系统中,各创新主体对系统组织协同的影响能力都是相互依赖的。根据考夫曼分析这种复杂系统的功能,每个协同主体的适合度值分别依据每个可能的组合得出。此种情况下,各协同主体间的相互依赖关系使主体在系统中能够良好运行,这种相互依赖运行的结果就是,在可能的系统空间中会包含多个最优解,即拥有在系统中无法通过替代某个主体状态来获得系统适合度提升的一个或多个协同主体的状态组合。

由于目前我国实施的每个重大科技工程都是某个领域内相对独立的项目,因此,本文认为相对于某个具体的重大科技工程的技术创新系统而言,不存在与其相关的其他系统能够对其产生影响,也就不存在其他系统要素能够影响本系统内的要素,即NK模型中的S、C为空集,故本文构建NK模型过程中只考虑N、K、A三个主要参数的设置。

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