系统结构模型化技术

1、12第一节：概述第一节：概述第二节：系统结构模型化技术第二节：系统结构模型化技术 系统结构分析基础；系统结构分析基础； ISM基础基础 ISM方法和步骤方法和步骤 思考讨论题思考讨论题第三节：解释结构模型法的应用第三节：解释结构模型法的应用3一、结构模型概论一、结构模型概论4模型的分类模型的分类模型模型类比类比仿真仿真形象形象符号符号概念概念图像图像物理物理数学数学图示图示字句字句描述描述思维思维5结构模型结构模型6 结构模型结构模型7结构模型结构模型8 构成系统诸要素间的关联方式或关系，通常构成系统诸要素间的关联方式或关系，通常采用采用有向图有向图（节点与有向弧）和（节点与有向弧）和矩阵矩阵

2、（可达矩阵（可达矩阵等）这两种常用的表达方式。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：比较有代表性的系统结构分析方法有： 关联树关联树（如问题树、目标树、决策树）法、（如问题树、目标树、决策树）法、解释解释结构模型化（结构模型化（ISM）方法）方法、系统动力学（系统动力学（SD）结）结构模型化方法构模型化方法等。等。 系统结构的表达及分析系统结构的表达及分析9二、解析结构模型（二、解析结构模型（ISM）10 ISM实用化方法原理实用化方法原理 设定设定问题问题、形、形成意成意识模识模型型找出找出影响影响要素要素要素要素关系关系分析分析（关（关系图系图）建立可建立可达矩阵达

3、矩阵(M)和和缩减缩减矩阵矩阵（M/）矩阵矩阵层次层次化处化处理理(ML/)绘制绘制多级多级递阶递阶有向有向图图建立建立解释解释结构结构模型模型分析分析报告报告比较比较/F 学习学习11ISM实用化方法步骤及应用实用化方法步骤及应用 核心：核心：对系统要素间的关系（尤其是因果关系）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）释功能的结构模型（图）。 第第1步：步： 找出影响系统问题的主要因素，并寻求要素间的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；直接二元关系

4、，给出系统的邻接矩阵； 第第2步：步： 考虑二元关系的传递性，建立反映诸要素间关系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；的可达矩阵； 第第3步：步： 依据可达矩阵，找到特色要素，进行区域划分；依据可达矩阵，找到特色要素，进行区域划分； 第第4步：步： 在区域划分基础上继续层次划分；在区域划分基础上继续层次划分； 第第5步：步：作出多级递阶有向图。作图过程为：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；）分区域逐级排列系统要素； （2）用从下到上的有向弧来显示逐级要素间的关系。）用从下到上的有向弧来显示逐级要素间的关系。12( (一一) ) 几个相关的数学概念

5、几个相关的数学概念133567891041211141510ijijijeeaee，当 对 有关系时；，当 对 无关系时；1211112122122212nnnnnnnneeeeaaaeaaaAeaaa16 12341 10112 01103 10014 0010A13241710ijijeem，若从 经若干支路可达 ；，否则。iejeieie18A2101110111011011001101111100110011011001000101001 13241920RRR1() , SSR R(二二) 可达性矩阵的划分可达性矩阵的划分1()SS21( )|,1ijjijR eeeS m( )|,

6、1ijjjiA eeeS m|( )( )( )iiiiiBe eSR eA eA e且2( )S22这种划分对经济区划分、这种划分对经济区划分、行政区、功能和职能范围行政区、功能和职能范围等划分工作很有意义。等划分工作很有意义。237546321 12345671 00000002 10000003 00010004 00001105 00000006 00010007 0100000A2475463212 12345671 10000002 11000003 0011110()4 00011105 00001006 00011107 1100001MAI25元素元素i 可达集可达集R(ei

7、) 先行集先行集A(ei) R(ei)A(ei) 1234567 11,23,4,5,64,5,654,5,61,2,7 1,2,72,733,4,63,4,5,63,4,67 1234,654,67 777()()()R eA eA e37( )()R eR e333()()()R eA eA e26元素元素i 可达集可达集R(ei) 先行集先行集A(ei) R(ei)A(ei) 12456 11,24,5,654,5,61,224,64,5,64,6124,654,6444666()()()( )( )( )R eA eA eR eA eA e463634()()( )()( )()R e

8、R eR eR eR eR e222()()()R eA eA e27元素元素i 可达集可达集R(ei) 先行集先行集A(ei) R(ei)A(ei))()()R eA eA e15( )()R eR e111( )( )( )R eA eA e28 34561273 11114 01115 00106 0111110021107111M002(S)=P1,P2=e3,e4,e5,e6,e1,e2,e729 3(P1) = e5，e4, e6，e3 3(P2) = e1，e2，e7 54631275 10004 11106 11103 1111110021107111

9、M007546321第一级第二级第三级( (三三) ) 绘制层次结构图绘制层次结构图 3031 三、解释结构模型法的应用三、解释结构模型法的应用 ISMISM的工作程序的工作程序 组建组建ISM实施小组实施小组设定关键问题，选择影响关键问题的导致因素设定关键问题，选择影响关键问题的导致因素 列举各导致因素的相关性列举各导致因素的相关性根据各要素的相关性，建立邻接矩阵和可达矩阵根据各要素的相关性，建立邻接矩阵和可达矩阵 对可达矩阵分解后，建立系统结构模型对可达矩阵分解后，建立系统结构模型32例题：采用解析结构模型分析下图所示系统例题：采用解析结构模型分析下图所示系统 33 1.确定系统的要素集A

10、 A = 流入量、流出量、液体密度、液面高度、压力 = a1、a2、a5342. 确定系统的关系集R (1) 给出系统要素的二元关系（直接关系）:A = 流入量、流出量、液体密度、液面高度、压力 = a1、a2、a5123451 100102 010103 001014 010115 00001aaAaaa35 (2) 求系统的可达矩阵R（求间接关系） :123451 100102 010103 001014 010115 00001aaAaaa21101101011(3)001010101100001nAA nR36 3. 确定系统的关系分布，将系统要素划分级次 3738 (4) 画出系统结构图39ISMISM的优点及不足的优点及不足 1 1、优点、优点 v可以把模糊不清的思想、看法转化为直观的具有可以把模糊不清的思想、看法转化为直观的具有良好结构关系的模型良好结构关系的模型v特别适用于变量众多特别适用于变量众多, ,关系复杂而结构不明晰的系关系复杂而结构不明晰的系统分析中统分析中, ,也可用于方案的排序也可用于方案的排序 2 2、缺点、缺点 v 级与级间不存在反馈回路级与级间不存在反馈回路v 系统各要素间的逻辑关系在一定程度上还依赖于系统各要素间的逻辑关系在一定程度上还依赖于人们的经验人们