系统工程现代管理的系统思维与系统分析方法ppt课件.ppt

系统工程 第五讲解释结构模型 1 第一节 概述第二节 系统结构模型化技术系统结构分析基础 ISM基础ISM方法和步骤思考讨论题第三节 解释结构模型法的应用 解释结构模型 2 5 1概述 模型有三个特征 1 它是现实世界部分的抽象或模仿 2 它是由那些与分析的问题有关的因素构成 3 它表明了有关因素间的相互关系 模型化就是为了描述系统的构成和行为 对实体系统的各种因素进行适当筛选后 用一定方式 数学 图像等 表达系统实体的方法 一 模型及模型化的定义 3 二 模型化的本质 作用及地位 5 1概述 1 本质 利用模型与原型之间某方面的相思关系 在研究过程中用模型来代替原型 通过对于模型的研究得到关于原型的一些信息 4 2 作用 模型本身是人们对客体系统一定程度研究结果的表达 这种表达是简洁的 形式化的 模型提供了脱离具体内容的逻辑演绎和计算的基础 这会导致对科学规律 理论 原理的发现 利用模型可以进行 思想 试验 3 地位 模型的本质决定了它的作用的局限性 它不能代替以客观系统内容的研究 只有在和对客体系统相配合时 模型的作用才能充分发挥 5 1概述 5 实际系统 结论 模型 现实意义 模型化 实验 分析 解释 比较 图5 1系统模型 化 的作用与地位 5 1概述 6 三 模型的分类 图5 2模型分类 5 1概述 7 四 构造模型的一般原则 5 1概述 1 建立方框图2 考虑信息相关性3 考虑准确性4 考虑结集性 8 明确建模的目的和要求 对系统进行一般语言描述 寻找主要因素及其相互关系 确定模型的结构 估计模型的参数 实验研究 必要修改 五 建模的基本步骤 5 1概述 9 1 分析方法 2 实验方法 3 综合法 4 老手法 5 辩证法 5 1概述 六 模型化的基本方法 10 减少变量 减去次要变量 改变变量性质 合并变量 集结 改变函数关系 改变约束条件 5 1概述 七 模型的简化 11 一 系统结构模型化基础 结构 结构模型 结构模型化 结构分析结构分析是一个实现系统结构模型化并加以解释的过程 结构分析是系统分析的重要内容 是系统优化分析 设计与管理的基础 5 2系统结构模型化技术 1 结构分析的概念和意义 12 理解系统结构的概念 构成系统诸要素间的关联方式或关系 及其有向图 节点与有向弧 和矩阵 可达矩阵等 这两种常用的表达方式 比较有代表性的系统结构分析方法有 关联树 如问题树 目标树 决策树 法 解释结构模型化 ISM 方法 系统动力学 SD 结构模型化方法等 2 系统结构表达及分析方法 5 2系统结构模型化技术 13 3 ISM实用化方法原理 5 2系统结构模型化技术 14 二 ISM实用方法基础 1 集合表达法系统 S S1 S2 S3 Sn 二元关系 要素之间的某种关系R 二元关系表示 传递性 传递次数 强连接关系 系统二元关系表达 Rb Si Sj SiRSj Si Sj S i j 1 n 1 系统结构的表达方式 5 2系统结构模型化技术 15 2 有向图表示图论基本知识 图 邻接 关联 有向图有向图表示 节点 有向边 通路 路长 回路 强连接回路 环 5 2系统结构模型化技术 16 3 矩阵表达 5 2系统结构模型化技术 邻接矩阵 表示要素间基本二元关系 输入要素 源点 输出要素 汇点 可达矩阵 表示要素间直接和间接二元关系 求法 利用推移特性和布尔代数法则 A1 A I A2 A I 2 Ar 1 A I r 1Ar A I r则可达矩阵M Ar 1 Ar 17 三 ISM实用化方法步骤及应用 5 2系统结构模型化技术 该方法的核心 是对系统要素间的关系 尤其是因果关系 进行层次化处理 最终形成具有多级递阶关系和解释功能的结构模型 图 第1步 找出影响系统问题的主要因素 并寻求要素间的直接二元关系 给出系统的邻接矩阵 第2步 考虑二元关系的传递性 建立反映诸要素间关系的可达矩阵 第3步 依据可达矩阵 找到特色要素 进行区域划分 第4步 在区域划分基础上继续层次划分 18 第5步 提取骨架矩阵 分为三步 1 去强连接要素得缩减矩阵 2 去越级二元关系 3 去单位阵得骨架矩阵 第6步 作出多级递阶有向图 作图过程为 1 分区域逐级排列系统要素 2 将缩减掉的要素随其代表要素同级补入 并标明其间的相互作用关系 3 用从下到上的有向弧来显示逐级要素间的关系 4 补充必要的越级关系 第7步 经直接转换 建立解释结构模型 5 2系统结构模型化技术 19 7 6 5 4 3 1 2 实例分析 20 5 3解释结构模型法的应用 一 ISM的工作程序 1 组建ISM实施小组2 设定关键问题 选择影响关键问题的导致因素3 列举各导致因素的相关性4 根据各要素的相关性 建立邻接矩阵和可达矩阵5 对可达矩阵分解后 建立结构模型6 根据结构模型建立解释结构模型 21 5 3解释结构模型法的应用 二 ISM的优点及不足 1 优点 可以把模糊不清的思想 看法转化为直观的具有