第 l0卷第4期
2007年 7月
工 业 工 程
Industrial Engineering Journal
Vo1．1O No．4
July 2007
基于信息熵的工程项目组织的创新决策
王 华 ，赵黎明2，李 勇
(1．沈阳工业大学 管理学院，辽宁 沈阳 110023；2．天津大学 管理学院，
天津 300072；3．沈阳工业大学 建筑学院，辽宁 沈阳 110023)
摘要：为了增强工程项目的自组织与抗风险能力，提高工程项目的组织决策绩效，将工程项目组织决策过程看作对
一 个耗散结构中的信息熵流动过程，对不同的工程项目组织决策方案建立多维偏好分析的多目标线性规划模型系
统，运用理想点法进行工程项目的组织决策。结论是工程项目组织创新决策的机理在于寻求总熵最低的项目组织
方案 ，减少工程项 目组织耗散结构中促使系统混乱的正熵流，增加使组织趋于有序的负熵流。
关键词：工程项 目；项目组织；耗散结构 ；信息熵
中图分类号：F403．5 文献标识码：A 文章编号：1007-7375(2007)o4-0100-05
Study on Engineering Project Organization Decision·making
Based on Information Entropy Flow
WANG Hua ，ZHAO Li．ming ，Li Yong
(1．School of Management，Shenyang University of Technology，Shenyang 1 10023，China；2．School of Management，Tianjin
University，Tianjin 300072，China；3．School of Construction，Shenyang University of Technology，Shenyang 110023，China)
Abstract：The aim of this paper is to enhance serf-organization，to withstand risk of project organization
and to increase the performance in decision process．It defines the engineering project organization as a
complex adaptive dissipations structure．A multi—target linear programming model is set forth as an ideal
project organization schemes object function．It brings forward an idea of using the MATLAB technique to
solve TOPSIS problem．In the end，this paper put forward an organization decision—making mechanism of
engineering project，which is to find the best scheme whose total entropy is the lowest of all schemes and
the positive entropy flow should be debased，and the negative entropy flow should be increased．
Key words：engineering project；organization；dissipations structure；information entropy flow
20世纪40年代末，信息论创始人申农以概率论
为基础提出信息熵计算公式
n
H=一k∑PilogP ，
式中，Pi为各种可能性结果的出现概率，不同的结果
一 共有 k个。
熵定律揭示的系统状态变化的不可逆性。任何
一 种管理的组织，相对封闭的组织运动过程也会呈
现出有效能量逐渐减少、无效能量不断增加的不可
逆过程，即熵增过程 J，它描述了孤立系统中组织结
构管理效率的递减规律，即管理制度、政策、方法在
执行过程中的效率的递减趋势。该规律用负指数函
数描述如下式
Y=R：’，
= 口1 1，口2 2，⋯，口 ，⋯t)。
式中，Y为管理的效率， 为管理组织的结构常数，
为影响组织效率的若干因素和时间的函数， (i=1，
2，⋯，n)为影响组织效率的若干因素，a (i=1，2，⋯，
n)为影响各因素作用程度的权数，t为时间因素。
对于开放系统而言，比利时科学家普利高津提
出：远离平衡的非线性系统可以通过负熵流的引进
减少总熵，从而使系统从无序态变为有序态，即耗散
收稿日期：2006-05-09
作者简介：王华(1973一)，女，辽宁辽阳人，讲师，博士，主要研究方向为工程管理、项目管理
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第4期 王 华，赵黎明，李 勇：基于信息熵的工程项目组织的创新决策 101
结构状态 j。管理耗散结构可以表示为总熵变dS=
dJs +dJs 。dJs 表示系统产生的正熵流，是使系统趋
于混沌的内在根源；dS 代表系统从外界进行物质和
能量交换过程而吸收的负熵流，是使系统趋于有序
的外在根源，它阻止系统趋于混沌。dJs共同的、动态
的作用使系统呈现出以下 3种状态 j：
『dS>0， 趋于混沌；
{dS=0， 趋于组织有序；
【dS<0， 趋于协同。
若系统处于有序状态，则有：
dS=dS +dS < 0，
Iti nl
dS =一k ∑k ∑Oi；lnO >0，
i=1 』=1
n2 mr
dS =k：∑，，∑Qr,lnQ <0，
r=l t= 1
k1：(Inn1)～，k2=(Inn2)～。
其中i、r分别表示导致企业管理系统熵变的各种因
素；n 、n2表示各因素的个数 t是每个影响熵值因
数所包含的子因素，如技术、市场、组织层数和功能
结构、企业制度、供应商关系等；0 Q 是每个子因素
影响企业熵值变化的概率。
管理耗散结构从另一个角度揭示了企业组织由
无序向有序发展的趋势。在企业系统复杂条件下，
管理效率递减规律和管理耗散规律交互影响，导致
组织的演化规律呈现出矛盾复杂的现象。两个规律
交互发生作用。在一定条件下，当管理耗散起主导
作用时，组织由于负熵流大于正熵流呈现出协同与
有序状态。
1 工程项目组织的耗散结构系统属性
按照 ISO 10006对项 目组织的定义，工程项目组
织主要是负责完成项 目分解结构图中各项工作的
人、单位、部门组织起来的群体。工程项 目组织构成
在广义上包括业主、设计负责单位、施工(总承包方、
分包方等)、供货(材料、设备供货等)、项目管理咨询
单位等 引。
1．1 工程项目组织是一个开放性的系统
工程项目组织与外界环境不断地进行着能量、
物质与信息的交换。建设项目物流过程分为内部过
程和外部过程。外部过程是指工程项 目建设商与它
的供应商间的物流过程；而内部过程则是指承包商
与业主、最终用户间的物流联系。同时，工程项目复
杂性决定了在项目组织内、外部存在大量的信息流，
而信息流的精确性与及时性是组织决策过程中的关
键因素。
1．2 工程项目组织是一个远离平衡区的系统
工程项 目作为一个复杂的大系统，其有效的运
行依靠的是各个参与方之间的合同连结及其所代表
的责、权、利关系的制度安排。从经济学意义上来
讲，即是由工程项目组织中的治理结构所决定的权
利和义务关系。工程项目组织内部各方因代表不同
的利益关系，不合理的组织治理结构会产生不同的
利益冲突，这种不平衡通常表现为项 目组织中各方
责任界定不清晰导致的工作范围的混乱，并直接导
致各种质量、工期、成本方面的问题。
1．3 工程项目组织内部各因素间的非线性关系
工程项目的分散性使组织结构中往往有不同层
次的多个决策人(决策单元)。由于各决策人可能在
地理上分布广，分散组织结构下的资源配置和决策
就呈现出非线性特征。因此，几乎不可能找到存在
于管理者管理能力、员工态度及积极性、协作水平、
资金、技术、原材料、产出水平等之间的线性关系。
1．4 使工程项 目组织管理系统从无序向有序转化
的负熵流
从耗散结构理论看，在一个开放的远离平衡态
系统中，若存在有负熵流，一个工程项目组织生成耗
散结构是完全可能的。优良的管理手段、管理方法、
管理人才的引入和严谨的组织结构设计、组织内部
各方责、权、利关系的利益安排等都是增加工程项目
组织负熵流的有效途径。一个工程项 目组织生成耗
散结构是完全可能的，把它看作一个耗散结构进行
研究，对于工程项目组织创新具有重要的意义。
2 工程项目组织耗散结构的熵流概念
模型
为了进一步说明工程项 目组织中管理熵流对项
目组织管理绩效的影响，建立了如图 1所示的工程
项目组织管理熵流概念模型。
工程项 目组织中总熵流、正熵流与负熵流之间
存在着下面的关系 ：
dS=dS +dS一=dS +dJs。 +dJs 一+dJs。一
，或
dS=∑ +∑J日I +∑AJ 一+∑6} 一。
其中，dJs为总熵；Js； 、so 为组织内外正熵流；Js；一、
Js 一为组织内外负熵流；0< f<1，0< <1，0<A，<
1，0< <1分别表示各熵值在总熵值 中所 占的
权重。
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工 业 工 程 第10卷
工程项目组织熵流模型图说明正熵流与负熵流 程项目系统中组织熵流的基本作用机制、作用过程。
对工程项目组织绩效有决定性影响，同时表明了工
工程项目组织创新决策
组织创新战略目标一 复杂适应性耗散结构系统
工程项目组织正熵流 工程项目组织负熵流
工程项目组织内部正熵流I增强I 组织自适应能力 I削弱I工程项目组织内部负熵流
五 百石 — —] 减r
工程项目组织绩效
工程项目组织的可持续发展
增进
图1 工程项目组织管理熵流概念模型
3 工程项目组织耗散结构系统指标设
计
3．1 系统假设
假设在工程项目组织设计过程中用几个评价指
标对m个待选方案进行评价。 是第 个待评方
案的第 i个评价指标估计值，根据熵的定义，设工程
项目组织系统中 可以处于 d种状态，每种状态出
现的概率为尸 ，(i=1，2，⋯，凡)，则
d d
= 一 k∑PiIn P ，0<JP<1，∑P =1。
用几个评价指标评价 m个待评方案，第 k个工
程项目组织评价方案熵 d5 为
n d
dS =一∑∑H／kln Hi ；
I=l k=l
或： ．
= ∑ +∑J6} +∑ 一+∑ 一。
3．2 系统变量描述
3．2．1 工程项 目组织 系统中的正熵流
1)来自于工程项 目组织内部的正熵流S”
工程项目组织内部的正熵流是指那些降低工程
项目组织管理有序程度，导致工程项 目组织混乱，影
响工期、质量、成本、安全等各种问题发生，并最终致
使工程项目延期、超支、变更、索赔的降低工程项目
组织绩效的主要因素，可以分别从以下指标来考虑。
。。为与工程项目技术、复杂程度、规模不相适
宜的工程项目组织结构所产生的正熵。如不适宜地
采用了层级组织结构，或强矩阵、弱矩阵、矩阵制结
构，或扁平虚拟建设组织结构。
为工程项 目各组成组织之间由于责、权、利
关系安排不合理导致项目实施过程中出现人为混
乱，即治理结构不合理导致工程项目组织运行过程
中人为原因的不配合，交易成本增加，运作过程的不
协调。
日。 为工程项目组织内部组成之间由于信息不
对称而导致的组织决策迟滞所引发的正熵流的产
生，它决定了工程项目组织纵向委托／代理链与横向
的供应链组织之间的信息传递效率与信息传递
风险。
。 为横向分散的阶段式管理，信息沟通与协调
能力差，信息孤岛现象严重。
为工程项目组织自身不具备知识管理能力。
。 为高层项目决策者不具有迅速管理决策能
力，领导与管理能力差。
为基层项目管理执行人员管理素质低下，执
行过程易出现失误。
。为其他导致组织正熵流增加的组织影响因
素。
2)来 自于工程项目组织外部的正熵流|so
，为工程项 目组织外部政策环境变化导致的
熵增。该正熵流一旦产生，对项目组织的目标与运
行将产生极大影响，但发生的概率极小。
为工程项目经济环境的改变导致的熵增。
如物价上涨、通货膨胀汇率变化导致工程造价增加。
。为业主与供应链企业缺乏协同决策，各自为
战导致的系统熵增。如供应链企业原材料供应、信
息传递迟滞导致组织管理混乱。
为用户、运营者提出新的变更要求，引起周
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第4期 王 华，赵黎明，李 勇：基于信息熵的工程项目组织的创新决策 103
边组织不满等造成工程延迟或停工导致管理熵增。
为建设业竞争压力导致工程项 目组织内部
人才、资源不稳定性增加。
为其他引起工程项 目组织外部正熵流产生
的因素。
3．2．2 工程项目组织系统中的负熵流
工程项目组织中必须生成用于抵消正熵并以此
来强化工程项 目组织管理的有序度的负熵，必须依
赖于人为因素的强制作用，或者工程项 目组织被动
地从外部引入负熵流。
1)工程项 目组织内部引入的负熵流 5
为与工程项 目投资规模、技术要求、管理要
求相适宜的组织结构。
为工程项 目委托／代理结构合理，契约具有
完备性与合理性，各组织之间责、权、利关系安排最
大限度减少各个项 目组织组成成员之间的利益争
执。
为适宜的承发包模式确保了工程项 目组织
的合理性。
为具有与承发包模式相适应的项 目管理模
式。
为工程项 目组织具有良好的项 目知识管理
和运用能力。
为工程项 目组织中决策层、管理层、执行层
人力资源安排合理，指挥、控制能力和实际操作能力
强。
为工程项 目组织具有良好的计算机数据支
持体系，及时有效地进行组织内、外部的沟通与协
调。
。为其他有利于生成负熵流的企业内部因素。
2)工程项 目组织外部负熵流5
为与工程项 目执行有关的政治环境、方针、
政策的扶持。
为与工程项 目有关的经济环境的扶持。
为建设行业竞争压力促进组织管理水平不
断获得提高。
为工程项目组织获得咨询机构、专家系统的
有力支持。
为供应链企业、用户、运营商对组织工作的
支持。
为其他有利于生成工程项 目组织外部负熵
流的因素。
4 目标函数的建立
工程项 目耗散结构从工程项目内部组织结构的
正熵流5”、工程项目外部组织结构的正熵流 5¨ 、工
程项目内部组织结构的负熵流 5 、工程项目外部组
织结构的负熵流 5 4个方面的数量进行综合考虑。
上述4个因素都认为是以信息熵 为自变量 的
函数 (X)，∞ 为各指标针对本项目实际条件限制
而采用的权重。
4．1 目标函数的建立
对于工程项 目组织中的正熵流，总熵值作为最
小化为目标的单目标规划模型：
min dS = dS +d5 。
R
dS“=∑∞， ( )；
h=1
5
dS =∑∞ ( )；
：= l
^( )≥0； ( )≥0；
∞】^ +∞ 1；
0 < 1^ < 1；0 < < 1。
对工程项 目组织负熵流，总熵值作为负熵流绝
对值最大化为目标的单目标规划模型：
max j d|S—J=max J d5i～+d5。’J。
8
dS =∑ (^ )；
h=】
5
dS =∑∞如f4 ；
：=1
厶 ( )≤0；丘( )≤0；
3^ + O-)4
z
= 1；
0 < f．o3^ < 1；0 < 七 < 1。
假定多 目标函数中的各个分量 ( )(1≤ ≤
m)具有相同的度量单位，即信息熵，那就可以按照
一 定的规则加权后求和，构成评价函数，把求解多 目
标问题P。转化成求解单目标问题 P 。
(P )
rain (戈)=rain dS +[一max J d5 J]=
rain∑∞ ( )；
1≤ i≤ m，1≤J≤ n；
s．t． ∈ o
4．2 权系数的确定
企业或项 目决策部门聘请 个专家各自独立提
出关于目标函数的权系数方案。
toi=1／L∑t—okj。
经过专家组评定后，定性地给这些 目标排列一
个重要性的优先次序。工程项 目组织的耗散结构问
题看成是一个多目标规划问题。设多目标决策共有
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1O4 工 业 工 程 第 10卷
P个子目标 ( ) ( )，⋯ ( )，假定经过专家
组评定后，将这些 目标按照重要性程度分出重要性
层次，优先层次由高向低，每一个层次有一个或几个
目标，不同层次的目标度量单位可以不同，但是同一
层次的目标度量单位必须相同。一般来说，高层次
的目标比低层次的目标需要被满足的优先度要高。
而对于同层次目标，为了区别重要性，可以赋予不同
非负优先权因子 。
显然，不同的权系数的认定，最优解 P 是不同
的，但它们都是原多目标规划的非劣解。
5 系统决策
笔者将工程项目组织设计方案的评估过程定义
为多维偏好分析的线性规划技术。如果一个有 n个
评价指标的决策问题，已知有m个备选方案，这说明
n维目标空间中，有 m个已知点。可以指定一个理
想点 F ，然后寻找这 m个点中挑选那个距离理想点
F 最近的点作为最优方案 。笔者采用逼近理想
解法(Technique for Order Preference by Similarity to I-
deal Solution，TOPSIS)实现对按对象分层的决策矩阵
进行综合评价，可以用 Visual Foxpro编程实现，但是
这种方法不仅繁琐，编程效率低，而且将决策矩阵当
作数据库文件来处理，程序的通用性难 以保证。
MATLAB具有强大的矩阵运算能力，很适合解决含
有矩阵运算的复杂计算问题。利用 MATLAB实现
TOPSIS法，具有方便、高效等优势。
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