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文档简介

为了理解系统中元素之间的关系,我们需要建立一个系统的结构模型。结构模型定义:有向连接图用于描述系统元素之间的关系,将系统模型表示为元素的集合。简介,3.1简介,3,两个结构模型,3.1简介,4,结构模型的基本性质结构模型是一个几何模型。结构模型是由节点和有向边组成的图或树形图,用来描述系统的结构。节点的系统元素和定向边元素之间的关系可以是“影响”、“依赖”、“优先”、“需要”、“原因”等。结构模型是一种主要基于定性分析的模型。导言,3.1,5,结构模型的基本性质,也可以用矩阵形式描述。作为描述系统的一种形式,结构模型介于数学模型形式和逻辑分析形式之间。因此,它可以用来处理宏观或微观、定性或定量、抽象或具体的相关问题。3.1引言,结构建模技术结构建模技术是指建立结构模型的方法。几个描述,约翰华菲尔德(1974):结构模型方法是“一种在仔细定义的模型中使用图形和文本描述复杂事件(系统或研究领域)结构的方法”Mick clean p shephed(1976):结构模型“关注模型组件的选择,并清楚地显示组件之间的相互作用。”dennischlockk(1977):结构模型强调“确定变量是否有联系以及它们的联系的相对重要性,而不是建立严格的数学关系并精确地确定它们的系数。”,3.1引言,7,结构建模技术,3.1简介。8,解释结构建模方法ISM问题概述和问题定义有向图矩阵表示基于可达矩阵的有向图可达矩阵对变量进行分层划分以确定骨架图,3.2解释结构建模方法(ISM),9,3.2.1 ISM概述,ISM方法ISM是由JohnWarfield教授于1973年开发的。它的主要功能是分析复杂的社会经济系统,其特点是将复杂的系统分解成几个子系统(要素)。利用人们的实践经验和知识,在计算机的帮助下,系统最终被构建成一个多层次的层次结构模型。可以将模糊的想法和意见转化为具有良好结构关系的直观模型。3.2解释结构模型方法。10岁的瑞士数学家尤拉在1736年发表了他的第一篇关于图论的论文。图论已经广泛应用于运筹学、管理科学、系统工程等领域。(1)有向连接图是指通过连接几个节点和有向边形成的图像。如果节点集是S,有向边集是E,有向连接图可以表示为。(11),(1)有向连接图,3.2解释结构模型方法(ISM),(2)如果循环在有向连接图的两个节点之间有不止一条边,则两个节点的边形成一个循环。当环的节点的有向边直接连接到该节点时,形成环。(4)树当图只有一个源点(只有有向边但没有输入的节点)或只有一个汇点(只有有向边但没有输出的节点)时,称为树。树中两个相邻节点之间只连接一条路径,不允许循环。3.2解释结构模型方法,13、(5)相关树在其节点上具有加权值W,而在其边缘上具有相关值R的树被称为相关树。(1)邻接矩阵这是图的基本矩阵表示,用于描述图中节点之间的关系。邻接矩阵a的元素aij定义为:3.2解释结构模型方法(ISM)。15、图的矩阵表示(1)邻接矩阵,(3.2)解释结构模型方法(ISM)。16中,对应于邻接矩阵的特征矩阵a的所有零元素的行的节点被称为汇点,即只有有向边进入而不离开该节点。例如,S1。对应于矩阵A的元素都为零的列的节点被称为源点,即只有有向边离开而不进入该节点。例如S4。在对应于每个节点的行中,元素值为1的数是离开该节点的有向边数。在对应于每个节点的列中,元素值为1的数字是进入该节点的有向边数。3.2结构模型方法的解释。17,“相邻矩阵的性质”,3.2“结构模型方法的解释”。图的矩阵表示(2)可及性矩阵是指矩阵形式可以用来描述有向连接图的节点之间一定长度的路径的程度。可达矩阵具有转移律的性质。也就是说,当S1通过长度为1的路径到达Sk并且Sk通过长度为1的路径到达Sj时,S1必须通过长度为2的路径到达Sj。可及性矩阵将在后面详细描述。3.2解释结构模型方法。19,一些目标有助于其他目标,示例1:建立系统工程问题的目标系统,3 . 2 . 2由ISM解决的ISM问题和问题的定义,(1)问题示例,3.2解释结构模型方法(ISM),20,使用目标树(骨架图)清晰描述相互关系,3.2解释结构模型方法(ISM),21,例2:制定人口控制综合战略模型,各种因素之间有什么直接关系?什么结构?影响人口增长的因素很多。经过专家组讨论,确定了以下因素:(1)社会保障,(2)老年服务,(3)生育意愿,(4)平均预期寿命,(5)医疗保健水平,(6)生育能力,(7)计划生育政策,(8)社会意识形态和习惯,(9)营养水平,(10)污染,(11)国民收入,(12)出生率,(13)死亡率,(14)总人口,(3.2)解释结构模型方法(ISM)。22,各种因素之间有相互关系,3.2解释结构模型法(ism)、23,例3:比较几种方案的相对优缺点,两种方案之间的可能关系:3.2解释结构模型法(ism)、24、可能的骨架图,充分反映整个关系,没有多余的箭头,具有层次结构和特征:3.2解释性结构模型方法(ism)。25,例4:选择合适的候选者,3.2解释结构模型方法(ism),26,可能的骨架图,为什么不将关系定义为“a”,3.2结构模型方法的解释(ISM),27,(ISM问题的一般公式要求:确定一个完全代表两个变量之间关系的骨架图。这种方法不涉及如何具体确定两个变量之间的关系,而只是帮助确定和清楚地表示所有变量之间的关系。3.2结构模型方法的解释。28,仅比较方案3和6可能不会显示6不比3差。然而,在成对比较所有变量之后,可以推断6不比3差(由于传递性),从而最小化方案比较的工作量。3.2解释结构模型方法。29,如何在此基础上获得骨架图?从候选问题的比较中获得以下结果:3.2解释结构模型(ISM)。30,和试题。下列哪个项目不适合运动员使用解释结构模型进行排名?乒乓球、跑步、跳高、举重、围棋、3.2结构模型法的解释(ism)、31,(3)确定骨架图的步骤,邻接矩阵的确定,可达矩阵的计算,确定骨架图的层次划分,3.2结构模型方法(ism)的解释。32,3.2.3有向图的矩阵表示,3.2结构模型方法(ism)的解释。33,邻接矩阵运算规则,a a=?3.2解释结构模型方法。34,=,a2有1个元素,0个元素有相应变量之间的二级通道A2,相应变量之间没有二级通道,3.2解释结构模型法(ISM)。35,A3有1个元素,0个元素对应变量之间有第三通道A3,对应变量之间没有第三通道,3.2解释结构模型法(ISM)。36,Ak有1个元素,对应元素之间有k阶路径Ak的元素为0,对应元素之间没有k阶路径。结论,3.2解释结构模型法(ism),3.2解释结构模型法(ism),3,3.2解释结构模型法(ism),3,3.2解释结构模型法(ism),2,4,1,3,3.2解释结构模型法(ism),3,3.2解释结构模型法(ism),3,2,4,1,3,3,3,4,3,3,3,3,3,3,4,3,3,3,4,3,4,4,5,5,6,7,7,7,7,7,8,8,8,8,9,9,9,9,9,9,9,9,9

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