服务型制造是全球制造业发展的趋势,也是我国未来若干年内制造业转型升级、国民经济向第三产业倾斜的重要发展路径和战略选择。信息系统作为支撑新制造模式运作管理的重要工具,其对环境的动态适应性和对不确定性因素的鲁棒性等动态特性是服务型制造模式顺利推广的重要保证和前提条件,是当前制造业战略转型过程中亟需解决的重要科学问题之一。业界通常采用如应用系统采购、功能系统开发、IT技术创新、信息基础设施建设等IT资源投入举措来实现信息化水平与环境的匹配,然而由于过于关注静态需求情形下的阶段性绩效,使得长期的投入产出效应并不明显。既有的理论研究也多从软件工程视角关注局部的静态结构设计、制造服务过程中的协同、信息共享等系统功能实现的问题,忽略了战略转型背景下环境要素的重要性和动态变化性。因此,对信息系统的研究视角需要我们从“存在”的角度转变为“演化”的角度。静态思维的局部研究难以把握信息系统的整体和其应用过程中的动态发展趋势,机械论的刚性、微观还原论的单向层次分析也很难去解释复杂信息系统演化过程中所涌现出来的复杂特性,因此对信息系统的研究需要新的理论和范式。而近年来复杂性科学方法的兴起为我们的研究提供了新的有效思路。基于信息系统是复杂系统的事实,将复杂性科学理论、生态学理论、演化理论等研究领域思想的精髓融入服务型制造信息系统的相关研究中,这不仅丰富了信息系统研究的理论方法和视角,还拓展了复杂性科学方法在管理领域的应用范围。基于动态演化视角,本文从微观和宏观两个层次对服务型制造信息系统的演化机理以及演化过程中业界关注的自组织性、演化稳定性、鲁棒性等动态特性进行深入的探讨,主要的工作和创新点如下:(1)服务型制造企业信息系统(SMEIS)的框架体系及运行机制研究。已有研究多关注于技术层面下的协同、局部功能实现、软件框架设计等问题,管理视角下的研究略显薄弱;基于此,需首先对SMEIS进行基础的理论构建。结合服务型制造模式的运营需求,剖析了SMEIS新的功能和性能需求。依据服务型制造模式的业务活动性质,对系统进行划分,分析了子系统之间的逻辑交互关系,并构建了系统的抽象层次结构。通过对典型SMEIS实体运作流程的分析,从功能视角基于多Agent构建了一个可裁剪的、普适性的SMEIS功能结构模型。最后围绕SMEIS实现良性演化的主要运行机制进行了理论上的探讨。框架体系的研究是后续SMEIS演化逻辑框架构建的基础,而运行机制的研究则为自组织演化机理研究提供了微观层面的认知和理解。(2)基于理想度的SMEIS演化机理研究。区别于以往仅以质量、成本为序参量的研究局限性以及多采用定性方法解释复杂系统演化过程中涌现的复杂特性,引用并剖析了理想度作为序参量的普适性,通过对信息系统演化的关键动力因素和系统演化逻辑框架的分析,构建了以理想度为序参量的自组织演化动力学模型,定量地探讨了信息系统演化的方向和速率、系统演化进入混沌区域的条件以及随机涨落力对系统演化进程的影响。研究结论验证了SMEIS符合典型复杂系统演化的突变和渐变过程以及随机涨落对新序的消极破坏作用,同时发现系统的演化方向存在恶性和良性两个混沌区域。(3)IT资源投入对SMEIS演化稳定性的影响分析。区别于以往对IT资源投入与运营绩效实证研究的重点关注以及企业资源投入的经验决策范式,聚焦于契合服务型制造模式的关键状态变量选择,探讨IT资源投入与系统演化稳定性的关系机制,为实际决策提供了定量的参考依据。具体剖析了IT资源投入与关键状态变量的关系机制,借助隐喻手法和Logistic方程构建了以IT资源投入为控制变量,响应能力、盈利能力和结构复杂度为状态变量的演化模型,引用李雅普洛夫间接法和绝热近似法分别分析了IT资源投入对SMEIS演化稳定性的影响以及状态变量的演化过程,确立了系统实现良性演化的IT资源投入的阈值条件。(4)服务型制造网络信息系统(SMNIS)的宏观结构演化机制和鲁棒性。主要包括:1)剖析了SMNIS与SMN宏观结构演化的关系,论证了二者演化机制的一致性。SMN结构演化机制的探讨首先基于对SMN内涵与结构体系的认知;接着围绕SMN阶段性演化的结构特征,分析了影响网络结构演化的关键要素,从微观视角的生产要素与服务要素的比重变化探讨了网络的演化路径。最后基于对节点度变化率的推导以及数例仿真,解释和验证了SMN结构演化的无标度性和群聚现象,其演化机制相比一般的无标度网络更具一般性和普适性。2)区别于已有文献对微观层面合作不确定性探讨的单一性,从信息系统功能和性能实现、合作管理机制两个视角深入剖析了SMNIS的合作不确性表现。通过更契合SMNIS特性的鲁棒性度量指标的构建,基于复杂网络理论和实例仿真探讨了合作不确定性对SMNIS的鲁棒性影响。上述研究及其成果不仅是复杂性科学方法在管理领域信息系统研究中的创新性应用,同时也丰富和完善了服务型制造信息系统的研究体系;为实际企业管理决策者完善信息化架构、有效定位信息系统建设水平、IT资源投资决策,规划服务网络等提供有价值的科学参考框架。