4.1 演化性 ^[1-3]

系统科学将演化定义为系统的结构、状态、功能等随着时间的推移而发生的变化。从足够大的时间尺度上来看，任何系统都处于或快或慢的演化之中。演化性是系统的普遍特性，指的是系统的结构、状态、特性、行为和功能等随着时间的推移而发生的变化。系统产生、发展、繁荣、衰败和消亡是一个演化过程，导致系统演化的因素有内部因素和外部因素，内部各要素之间、各子系统之间以及各层次之间的相互作用和影响，是系统演化的内因；系统与环境的相互作用是系统演化的外因，系统生存发展必须同环境相适应，系统自身的变化，或环境的变化，或二者同时变化，总会导致系统对环境或大或小的不适应，这就要求系统进行演化，或者改变组分或结构，或者改变系统与环境相互作用的方式，以求同环境达成新的适应。

系统从产生到消亡是一个演化过程。系统产生方式是多种多样的，主要有：

（1）由许多要素汇聚和集成而产生。

（2）由原来的系统中选择一些要素按照一定结构组成新系统，或者原系统分裂成几个小系统。

（3）由原来几个系统集成为一个新的大系统。

（4）原来的系统经过改造发生质变，成为新的系统。

系统一旦形成后，从系统科学的角度一直处于演化状态，直至消亡。其演化原因有以下几个方面。

（1）系统需求的变化：

① 系统目标和需求发生变化，有些需求的变化是出乎意料的；

② 系统的运用方式发生变化；

③ 用户和操作人员没有按照规定的方式使用系统；

④ 系统运行的物理环境发生变化；

⑤ 相关法令和规则发生变化；

⑥ 系统运行的环境发生变化。

（2）系统技术的更新。

（3）所依赖的外部环境发生变化。

（4）子系统的加入和退出。

对于人工系统来说，它的演化方式主要包括如下两个方面。

（1）主要的升级演化：

① 系统需要升级满足新版本的需求；

② 系统技术更新。

（2）系统的维持：

① 适应性维持，调整系统以适应当前的变化，包括需求、环境、规程和法令等；

② 矫正性维持，在发现系统的缺陷后对系统进行维修和矫正；

③ 完备性维持，对系统进行小幅的改进，以提升系统的有效性、可靠性和适用性；

④ 预先准备性维持，调整系统以应付未来的变化；

⑤ 预防性维持，准备系统的预案以应对可能的故障和失效。

体系的演化具有系统演化特性。体系的演化是对现有体系的改造或变革，使体系具备新的能力，适应新的环境，履行新的使命。体系在高层使命与任务的变更、能力的演化、底层组成体系成员的加入或退出等这些演化行为间存在互动的联系，高层演化驱动底层演化，如体系使命或任务的调整，可能需要加入新的系统成员或淘汰原有的系统成员；底层演化导致高层要素的变更，如体系中系统成员的加入或退出都会导致体系能力、任务或使命的变更。

体系的演化无时无刻不在进行着，且存在多种演化方式。体系的组成系统也能够进行独立演化，不过首先要保持组成系统之间的接口标准。组成系统的独立演化一般会导致体系的功能、性能发生变化，但不会产生结构上的变化。更多的情况下，体系中组成系统呈现联合演化和涌现演化的方式。联合演化方式是指体系中两个或两个以上的、协作关系的组成系统联合起来同时增强各自系统的互用性和功能，从而实现体系的整体演化。涌现演化主要是指在原有组成系统的基础上，通过引入新系统来增加体系的能力或提供新能力。联合演化和涌现演化方式通常会导致体系在结构上的变化 ^[4] 。

体系演化具有三种形式：

（1）自身演化。重新设计、重新开发或对某个现有体系进行改进。需求包括提升支撑某些业务活动功能、提升性能等，一般通过使用新的设计或先进技术，另外，还包括通过面向未来的开发和一些系统的组合集成而带来的体系结构的改进。

（2）联合演化。两个或多个现有体系的集成。需求包括系统、数据共享之间的交互操作，改进系统功能或服务及系统之间的工作流集成。

（3）涌现演化。在现有体系的基础上设计和开发一个新体系。需求包括基于一个现有体系基础的新能力的开发，新体系支持涌现的业务需求。

虽然体系和集成系统的组成要素似乎没有什么区别，但是可以发现体系的视角更多的是从一个横向的角度、联合的角度去观察问题，而且当观察方位发生变化时，体系的组成系统就会有较大差别，也就是所谓的体系动态性——构成体系的要素是不确定的，但这种不确定并不一定会导致体系不稳定，因为不同要素构成的体系可以完全胜任同样任务。相反，恰恰是体系构成要素的动态性为体系完成其使命带来了强大的鲁棒性。 88ad1SqMMUfKaRVMSmglCPh3zuwFO3O4y582V8gcQHwf92Z6DsG971vSQ4ani4+0