产品系统的超稳定控制方法

武晓雅， 许 佳

(昆明理工大学艺术与传媒学院， 云南 昆明 650093)

0 前 言

现有新产品开发的思路通常是以产品状态为主进行定义的，具体方法是：首先创造一套广泛的可替代的产品概念，然后缩小产品的可替代范围以提高产品的特殊性，直到该产品能够被生产系统可靠的、重复的生产出来为止.这种产品开发的方法虽然在流程细节上比较明确，每个具体步骤都有相应的任务规划，但是这种方法在整个产品开发流程的宏观控制上却存在一定的不足.

新产品开发的流程管理其实就是以控制论为基础的对开发流程进行控制的一种方法.要想对产品开发流程进行精确的控制，必须要找到在流程中起关键作用的环节，而设计就是新产品开发过程中最重要的环节.成功的产品设计能够帮助企业成就一个市场，而失败的设计则能使企业失去生存的意义.所以，使用控制论的方法，研究如何通过产品设计的手段对产品开发的结果加以控制具有重要的意义.

1 控制论的相关概念

控制论(Cybernetics)是研究生命体、机器和组织的内部或彼此之间的控制和通信的科学.1947年，控制论的奠基人——美国数学家 N.维纳，在《控制论》一书中首次对控制论进行了解释.他认为，控制论是一门研究动态系统在变化的环境条件下如何保持平衡状态或稳定状态的科学.控制论的建立是20世纪最伟大的科学成就之一，现代社会的许多新概念和新技术往往与控制论有着密切的联系.随着电子数字技术的发展和计算机得到广泛的应用，20世纪70年代以来，控制论的应用范围逐渐扩大到了社会经济系统，其定义也因之扩展.到了今天，控制论的思想和方法已打破了学科间的界限，渗透到了自然科学和社会科学的大部分领域，成为一种普遍的方法论，能够用来解决许多特殊的问题.

1.1 超稳定系统理论

超稳定系统是控制论中的一部分内容，是指系统内部存在的某种自调节机制，这种调节机制能够在系统处于不稳定状态时对系统进行自动调节，从而使系统恢复稳定状态的一种系统形式.

系统不是一个客观存在的实体，它是在人们的规定之下产生的.“人们把一组相互耦合相关程度较强的变量规定为一个系统.”系统理论在定义一个系统时，对于系统内究竟应当包含哪些变量是根据客观情况和主观目的决定的.任何的系统都有两种存在的形式：一种是稳定的系统，一种是不稳定的系统；稳定的系统能够长时间的保持自身系统的性状不被改变，而不稳定的系统则会在周期性震荡中不断偏离自身系统原本的性状.

超稳定系统具有一个重要的特点，即通过不稳定来维持稳定.超稳定系统比一般稳定系统多了一层自调节机制，它自身可以通过对不稳定状态的修复来实现系统新的稳定.当系统出现不稳定时，超稳定系统自身可以自动开启修复机制，重新寻找稳定的状态，直到找到原有的稳态结构，使系统恢复稳定状态，并保持不变的性质.也就是说，超稳定系统内部会周期性的出现稳定——不稳定——稳定这两种状态相互更迭，并能够长期保持稳定状态的现象.

超稳定系统理论是指在对系统的控制中，利用超稳定系统的工作原理，在系统内部设定自调节机制，当系统性状发生偏离时，自调节机制会立刻发挥作用，调整系统的运行方式，破坏系统的不稳定状态，使之恢复到稳定状态，以保证这个系统长期稳定的发展.

1.2 反馈和负反馈调节

反馈(feedback)，又称回馈，是控制论的一个基本概念，指的是将系统的输出返回到输入端并以某种方式改变输入，进而影响系统功能的过程.

反馈有两种方式——负反馈和正反馈.所谓负反馈是指能够使输出的作用与输入的作用相反，在系统的运行中使系统输出与系统目标的误差逐渐减小，使系统趋于稳定；而输出作用与输入作用相似，使系统偏差不断增大，引起系统振荡.在系统变量的相互作用中不断使其各自偏离目标的耦合关系叫作正反馈，也就是说，正反馈是指后输出的信息与原输出的信息起着相同的作用，使总得输入增大的反馈调节；负反馈指的是后输入的信息与原输入的信息起着相反的作用，使总输出减小的反馈调节.

负反馈调节能够克服由于外界影响而偏离目标的作用，其本质在于设计了一个能够使目标差不断减少的过程，通过系统不断把自己控制的后果与目标作比较，使目标差在一次一次控制中慢慢减少，最后达到控制的目的.

2 产品系统

图1 产品系统及内部调节关系示意图

产品系统(如图1所示)就是典型的超稳定系统，其内部结构可以分为5个主要的子系统：设计、企业、产品、市场、用户，每个子系统对其他4个子系统都有反馈作用.这个模型不仅反映了产品系统的各个部分相互约束、克制和相互影响、促进的作用，也反映了非常态状况下产品系统的转变方式和协调方式.

系统的稳态结构有利于人们掌握事物的发展规律，有利于人们运用规律研究事物发展变化的趋势，预见事物发展的结果.保持产品系统的稳态结构对于产品系统的发展和各个子系统的发展都具有重要的意义.在产品开发中，运用不同的产品策略开拓市场并占领相应的市场份额是现在企业常用的一种竞争手段，这种手段并不是市场激发的单纯的营销行为，其中蕴含着深刻的控制论原理.

3 产品系统的超稳定控制方法

在产品系统中，影响企业定位策略的因素通常是用户和市场.企业制定产品策略，通过设计改变产品，以均衡用户和市场的不稳定状态，始终将系统控制在相对平衡的发展状态中.设计就相当于产品系统中的内稳定器，通过设计改变产品从而形成一个自调节机制，是一种能够对产品系统进行有效控制的方法.

3.1 产品系统的控制

产品系统的具体控制过程如图2所示，首先，企业需要在市场评估、技术评估以及详细的市场调查和分析后设定预期目标；第二步，进行产品开发的关键步骤，由设计部门构思具体的设计方案；第三步，进行产品的试生产和测试以及产品发布；第四步，对用户进行调查，收集用户对产品的评价，并综合内外界干扰因素进行分析；第五步，观察产品在整个市场中的被接受程度等指标，得到系统输出的项目结果，但在这个环节中由于市场因素的复杂性，有可能会出现量测误差；最后，系统输出的结果会通过反馈路径将信息反馈到企业.在控制实施过程中，假设从企业设定目标之后，目标本身不发生任何的变化，而之后控制过程的每一个环节都能够精确执行，不出现任何的偏差，并且没有外界干扰，也不会出现量测误差，此时这种反馈会使控制的效能不断增大，并促使控制过程更迅速、准确的完成.这种能够增大总输出量的反馈调节方式就是所谓的正反馈调节.但是在通常情况下，企业对于产品系统的控制都属于负反馈调节，这是由于在新产品开发的过程中不可能不受到外界因素的影响，比如同类型产品的竞争等这些外界因素的干扰等.

图2 产品系统的反馈控制示意图

企业在产品系统中相当于一个信息处理器，负责处理各种信息并做出判断和决策.设计就是控制器，是产品系统中具有决定性作用的一个环节，它负责理解企业设定的目标并通过各种形式表达出来.产品则是获得用户反馈的重要途径，因为它是连接用户和企业的最主要的媒介，它的作用相当于执行器，经过设计加工的目标以产品这种用户能够理解的方式呈现出来.用户是产品系统要产生作用的对象.市场则相当于一个放大器，它的作用是将产品系统作用的结果放大.在整个产品系统中，用户和市场是引起系统发生震荡或不稳定状态的主要原因，这两个变量之所以最容易发生变化，是由于用户容易受到外界因素的干扰，而市场调查也不能精确地反映市场的真实情况，这就使系统最终输出结果与最初目标之间产生目标差.但是，通过反馈通道可以使企业明确目标差的大小，并根据现实情况对控制器发出调整的指令，也就是通过设计的方式对产品进行调整或改良，再将改良后的产品推入市场，使最终产品更贴近于目标，这种控制过程就是负反馈调节.前文中已经提到，负反馈调节并不是一次性就能够完成的，它是一个循环往复、不断减小目标差、直到实现目标的过程，所以产品系统的反馈控制过程也不是一次就能够完成的，也需要一个循环往复的过程.

3.2 超稳定控制方法促进产品系统的发展

产品系统中5个子系统变量之间具有互为因果的关系，所以产品系统是稳定系统.但是，产品系统不是一般的处于仅处于稳定态的系统，而是一个超稳定系统，因为在产品系统内部会周期性的出现由于内外界干扰而产生的偏离目标的不稳定现象，并由于两种反馈调节方式的存在而使产品系统在处于不稳定状态的时候能够通过系统间的相互作用回到稳定状态.

超稳定系统的控制关键是靠自调节机制调节系统的不稳定状况.设计就是产品系统中的自调节机制，所以说设计是对产品系统实现控制的一种有效的方式.假设一个企业推出新产品的用户接受度不理想，则企业可以根据对用户和市场的需求调查，通过调整设计的方式改进产品的功能或者造型，再进行产品测试、接受用户评价以及重新投放市场，经过数次往复的循环，就会达到企业既定的目标——获得用户和市场肯定.所以，通过设计对产品系统进行控制是可行的，在企业新产品开发的过程中也具有重要的意义.

4 结束语

超稳定系统的特点就是在系统出现震荡或不稳定的时候，能够通过自身的调节机制进行调节，使系统重归于稳定.本文以控制论中的超稳定系统理论为基础，分析了产品的开发流程，明确了设计的重要作用，指出设计是对产品系统进行有效控制的一种方法.在产品系统出现偏离目标或不稳定状况的时候，根据系统反馈信息调整设计或改变设计的方法，能够使产品系统的发展更加靠近初始目标或重新归于稳定的状态，形成“设计——发展——调整设计——再发展”这一连续不断的发展轨迹.

参考文献

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