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《工業工程與管理雜志》2014年第三期

1虛擬設計社區耗散結構的形成

任何一個系統要具備耗散結構，必須要滿足耗散結構的四個理論條件，對于虛擬設計社區系統而言，也必須滿足了這四個條件，才能保證系統由無序向有序方向演進。（1）虛擬設計社區是一個有結構的開放系統。在虛擬設計社區中，任何一個創新設計必須是設計師與其他設計師、客戶、消費者、客服銷售人員甚至設計競爭對手間共同進行信息交換和能量交換的結果，因此滿足開放性系統的要求。（2）虛擬設計社區是一個遠離平衡態的系統。虛擬設計社區始終處于一種遠離平衡的狀態：設計需求與設計創新能力的不平衡、設計師知識背景之間與設計水平的差異、設計主題參與度的差異、設計需求隱含的矛盾約束等都使得系統處于一個非平衡狀態，滿足遠離平衡態的要求。（3）虛擬設計社區系統內各要素存在非線性作用關系。由若干不同知識背景和設計水平的設計師共同參與設計，在產品形態、功能、色彩、結構、材質、交互方式、文化、情感等方面利用不同領域的知識完成設計的過程，摒棄了傳統串行創新設計中線性疊加機制，各個設計師之間及設計知識之間是非線性的關系，在共同參與設計過程中各設計師之間存在相互制約、相互推動的正反饋機制倍增效應及負反饋飽和效應等非線性作用關系。（4）遠離平衡態的漲落會觸發虛擬設計社區系統耗散結構出現。虛擬設計社區中，不斷加入的新成員，的新設計任務，涌入的新設計思想、理念，都將會促使系統產生出無數的“小漲落”，當漲落達到一定程度時，就會推動虛擬設計社區系統向前發展，達到一個新的有序狀態。

2虛擬設計社區演進動力模型

2.1虛擬設計社區演進動力模型建立為了對虛擬設計社區的演進有整體認識，參照北京科技大學王嘯峰等（2010）對協同開發技術系統演進熵變分析［8］，從社區內部的參與主體和外部需求兩方面，將虛擬設計社區系統演進的動力分為內部推動力和外部拉動力兩個方面，對虛擬設計社區的有序演進做一個定性分析。其耗散動力系統模型如圖1所示。內部推動力是指系統內部對虛擬設計社區的有序演進產生內部驅動的諸多因素，內部推動力主要是虛擬設計社區成員愿意參與到社區中，利用這一平臺展開設計工作的各種動力要素，如設計師通過虛擬設計社區可以獲取知識、尋找歸屬感和實現個人價值；外部動力是指那些存在于虛擬設計社區外部并對社區的組織構建產生較大影響或形成拉動力場的諸多動力因素，主要是虛擬設計社區能帶來的創新產品的使用價值、市場價值以及對消費者的情感訴求的滿足。內外部因素的共同促進，推動了整個虛擬設計社區的有序發展。

2.2虛擬設計社區演進動力熵變分析根據公式（1）及耗散結構理論分析可知，對于開放系統，只有整個系統的熵ds小于零，系統才能向有序的方向演進發展。對于虛擬設計社區來說，系統與外部信息交換流des必須小于零即負熵流時，系統總的熵才會減小。結合虛擬設計社區的特點，虛擬設計社區系統的熵流和熵產生可分別表述為：（1）虛擬設計社區系統與外界環境發生物質、能量和信息的交換，該社區系統不斷地從外界吸收創意、靈感和技術，經過社區中廣大設計師的再設計、優化，得到一個既滿足使用功能，造型又優美的工業產品。在此過程中，虛擬設計社區吸收的是含能量少且能質低的一些離散的創意、靈感和技術，輸出的是含能量大且能質高的創新產品，在這一過程中，虛擬設計社區系統同外界環境之間就會產生一個負熵流，它的大小代表了虛擬設計社區系統與外界環境交換能量的大小，負熵流越大，表明虛擬設計社區的創新設計能力就越強。影響虛擬設計社區的負熵流的主要因素來源于虛擬設計社區發展的內部推動力和外部拉動力兩個方面。內部推動力方面的負熵流主要是依靠系統自身的發展，如設計師可以通過虛擬設計社區獲取到許多設計知識，設計師可以在虛擬設計社區中尋找到屬于自己的圈子，找到歸屬感，并且自己的設計作品得到其他設計師的認可，實現了自己的個人價值，這些將促使他們加入到虛擬設計社區中來，以此促進虛擬設計社區系統與外部的物質、信息和能量交換。外部拉動力方面的負熵流主要是外部需求造成的，如通過虛擬設計社區我們可以獲得符合使用功能且造型優美，符合市場價值需求，滿足消費者心理訴求的產品，甚至可以獲得一些具有重大創新突破的產品，可以促進虛擬設計社區系統與外界產生負熵流。（2）虛擬設計社區系統中，對社區成員的管理和對社區穩定性的維護所付出的投入是一個熵增的過程。為了使虛擬設計社區能夠穩定發展，對維護虛擬設計社區穩定和成員管理所做的投入越大，那么系統的熵增也就越大，表明系統進行創新設計的成本耗費過大，不利于虛擬設計社區系統的有序演進。影響虛擬設計社區系統熵增的主要因素也來源于虛擬設計社區發展的內部推動力和外部拉動力兩個方面。內部推動力方面的熵增主要來源于社區的發展機制不健全，如設計師之間無法密切協作，社區成員對設計主題的參與度不高，成員協作過程不合理，協調機制不完善，設計知識轉化和吸收機制不健全，知識維度和粒度不能滿足設計需求，社區無法提供高效方便的設計工具。外部拉動力方面的熵增主要是由虛擬設計社區系統的外部發展需求造成的，如虛擬設計社區使用、推廣受限制，虛擬設計社區的發展受政策制約，網絡發展與虛擬設計社區的發展方向不對稱，不同虛擬設計社區的競爭導致社區成員的流失，社區知識產權保護與激勵制度對設計師參與的妨礙，社區管理規范與法律法規的沖突等都會使系統產生大量的正熵。

2.3促進虛擬設計社區有序性演進的策略虛擬設計社區作為一種特殊的虛擬社區，其發展受到系統自身條件與外部宏觀環境兩個維度的影響，本文從內外兩個層面對其有序演進的動力模型進行研究，找出影響其有序演化的因素。通過對演進動力模型和熵變模型分析，增加與外部系統的負熵流和減少系統內部的熵增是促進虛擬設計社區系統有序演進的兩個根本途徑，具體表現為：第一，從系統自身考慮，系統應該有意識地抑制系統熵增對有序演進的破壞作用；第二，從外部環境考慮，應該充分利用有序發展的積極因素，提高系統與外部環境之間的負熵流產生，從而促進系統有序發展。具體可從系統的內部推動力和外部拉動力兩個方面來提出相應的策略：（1）內部推力策略。該策略強調系統自身應有意識地抑制系統內部的熵增，它是系統有序演化的內在推力。具體表現為，完善虛擬設計社區系統內部的發展機制、運行機制，促進設計師之間的密切協作，提高社區成員對設計主題的參與度，完善設計師之間的協調機制等。完善的內部推力機制可將系統中任何可獲要素很快轉化為其創新優勢，為實現其有序演進奠定基礎。（2）外部拉力策略。該策略要求系統充分利用外部環境積極因素，加強系統與外部環境的交流，提高負熵流的產生，促進系統的有序發展。從演進動因模型可以看出，外部拉力機制要重視虛擬設計社區與外部環境的契合度，如虛擬設計社區的建立可以讓社區成員獲取到滿足其使用功能，符合市場價值需求，滿足消費者心理訴求的產品，甚至一些具有重大創新突破的產品，形成高效的外部拉力機制可以提高對外界資源的利用能力，從而推進系統向有序方向演進。

3虛擬設計社區熵變模型分析

虛擬設計社區的有序演進動力模型從內部拉動力和外部推動力兩方面分析了虛擬設計社區的演進動力，建立虛擬設計社區的熵變模型，推導出具有可操作性的系統熵變計算公式，則能夠利用熵變精確描述虛擬設計社區的演進。

3.1虛擬設計社區熵變模型的建立虛擬設計社區的有序演進過程是一個與外界不斷進行物質、能量和信息交換的過程，結合系統隨時間推移的狀態變化，根據熵的性質，并且參照華中科技大學張志峰等（2007）的企業系統熵變模型［9］和哈爾濱工業大學齊德芬等（2009）激勵系統熵變模型研究［10］，將虛擬設計社區系統的熵表示為以下函數形式。即虛擬設計社區系統的熵為某一狀態下所蘊含的信息、能量與其相應的創新價值的比值。由式（6）、式（7）顯然很難精確地求出系統的熵變，由于虛擬設計社區系統的熵增主要是由社區成員的管理和對社區穩定性的維護所產生的，所以在成員數量的不斷增加過程中，系統的內部熵增是不斷增加的，因此可以采用下式來對系統的熵增進行計算：其中l為每篇主題的創新價值量系數，根據所采樣社區的主題創新價值量取l＝10，Z為社區發表設計主題數，p為發表主題數的增長率。將（8）式和（9）式帶入（7）式中，即可求出虛擬設計社區每年的熵變情況。

3.2實例驗證為了驗證上述熵變模型的正確性，利用垂直搜索引擎，對某虛擬設計社區設計討論板塊2001—2012年的發帖數量和參與設計師的數量進行采集，數據如表1，根據建立的虛擬設計社區熵變模型以及式（7）～式（9）計算得到熵變結果，如表2所示（設2000年熵值為零）。最后，對該虛擬設計社區的熵變進行分析，得到熵變曲線，如圖2所示。4．3實例分析通過對虛擬設計社區的熵變計算結果進行分析，結合熵變圖線分析，我們可以得到如下的分析結果：（1）2001～2002年，熵值較大，說明該虛擬設計社區在建立之初，由于社區成員較少，社區的創新設計能力較低，表現為E（s）i較大，E（s）e較小。（2）2003～2005年，熵值開始減小，尤其是在2003年熵值急劇減小，說明在此階段，由于受到外部政策促進和社區自身機制的發展健全，該虛擬設計社區進入快速發展期。隨著大量的人員參與到社區中來，社區的創新設計能力大幅提升，表現為E（s）i較小，E（s）e較大，系統在向有序方向演進。（3）2006～2009年，熵值有所增大，但是比較穩定，偶爾出現波動，說明此階段該虛擬設計社區處于平衡穩定期，但是由于一些外部因素的干擾出現了局部的波動。隨著社區的各項功能的完善，參與人員和社區的創新能力均趨于一個平衡，表現為E（s）i，E（s）e較為均衡，系統趨于穩定有序。（4）2010～2012年，熵值急劇增大，說明在此階段，該虛擬設計社區進入衰退期。隨著參與人員的減少，社區的創新設計能力大幅下降，表現為E（s）i較大，E（s）e較小，系統進入不穩定狀態，開始走向衰退，由有序走向無序。上述的分析與該社區的實際運行狀況基本相符，證明了熵變模型的正確性，也論證了虛擬設計社區具備耗散結構和自組織性。

4結語

雖然目前已經有很多專家、學者對虛擬社區開展了大量研究，但是從社區的自組織角度對其進行研究的依舊不多，更是鮮有對虛擬設計社區的自組織研究。耗散結構理論為研究虛擬設計社區系統的動態行為特性提供了一個研究思路和理論基礎。虛擬設計社區系統的熵變過程，也就表明了虛擬設計社區的發展方向，因此將熵變作為研究對象分析虛擬設計社區系統不同階段的有序度的變化，對我們掌握虛擬設計社區的建立發展過程有著重要的指導意義。本文在建立虛擬設計社區系統的動力演進模型和熵變模型及計算公式時，主要考慮將系統內部的知識量與設計師的參與度作為衡量標準，但是虛擬設計社區系統是一個復雜系統，其能量流、物質流、信息流之間有著復雜的相互影響的作用，因此更具代表性的復雜模型還值得進一步地研究。

作者：楊強駱雯姜立軍李哲林景廣超單位：華南理工大學設計學院