【摘要】：生態(tài)工業(yè)是一種新型的工業(yè)發(fā)展模式,是工業(yè)系統(tǒng)提高資源利用效率,解決環(huán)境污染問題,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。針對生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)的復雜性特征,論文以復雜適應系統(tǒng)(Complex adaptive system, CAS)理論為指導,通過基于主體(Agent)的模型仿真來探究生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)的演化過程和發(fā)展規(guī)律,并以此指導生態(tài)工業(yè)實踐。 生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)的演化發(fā)展實際上是大量企業(yè)自主決策、相互作用、共生耦合的結(jié)果,生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)的本質(zhì)是 CAS。由此論文提出了自下而上,從微觀到宏觀的生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)研究思路。并且開發(fā)了一套適合生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)的基于 Agent的模型仿真框架,提出了“要素-流-模塊-主體-聚集體-系統(tǒng)”金字塔式的模型設計過程,以此作為論文的研究方法。 論文指出了生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)建設的關鍵是聚集。聚集是企業(yè) Agent 由于外部環(huán)境變化而學習調(diào)整、加強合作的結(jié)果。聚集是適應的產(chǎn)物。并以“資源-企業(yè)-市場”模型和“磷工業(yè)系統(tǒng)發(fā)展模型”為例,基于上述仿真框架,設計了基于 Agent 的仿真模型,分別引入了產(chǎn)量決策機制、投資機制、原料選擇機制等來描述 Agent 自主決策和適應性的行為特點,并仿真了系統(tǒng)的演化過程,比較了不同的聚集模式在資源利用、經(jīng)濟效益和環(huán)境影響上的差異。仿真實驗表明通過改變Agent的目標函數(shù)和知識結(jié)構(gòu),利用Agent的適應性,可以引導Agent和系統(tǒng)向生態(tài)工業(yè)所希望的方向演化——實現(xiàn)異類聚集。 論文針對“開陽磷煤化工生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)”這一實際案例,開發(fā)了基于 Agent的模型和一個圖形化、動態(tài)化、交互式的仿真平臺。該模型有效整合了技術、政策、環(huán)境、社會、市場等因素,詳細刻畫了 Agent 的目標、屬性、行為和交互機制,通過“多模塊”法和中觀聚集等手段模擬出了 Agent 和系統(tǒng)內(nèi)復雜的層次結(jié)構(gòu)。模型仿真的結(jié)果則展示了該生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)的演化過程及其產(chǎn)生的良好的經(jīng)濟和環(huán)境效益,揭示了系統(tǒng)建設中存在的問題及其解決方法,預測了系統(tǒng)的遠景,分析了個別關鍵項目對整個系統(tǒng)的影響。該案例充分體現(xiàn)了 CAS 理論以及基于 Agent 的模型仿真方法對于生態(tài)工業(yè)實踐重要的指導作用。
【學位授予單位】：清華大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2005
【分類號】：F205

【引證文獻】

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本文編號：2778854