系统模型与模型化

1、第三讲第三讲 系统模型与模型化系统模型与模型化l概述概述 l解释结构模型（解释结构模型（ISM） 一一.概述概述1.基本概念及意义基本概念及意义l模型模型对现实系统抽象表达的结果。对现实系统抽象表达的结果。 应能反映（抽象或模仿）出系统应能反映（抽象或模仿）出系统 某个方面的组成部分（要素）某个方面的组成部分（要素） 及其相互关系。及其相互关系。1.基本概念及意义基本概念及意义l模型化模型化构建系统模型的过程及方法。构建系统模型的过程及方法。 要注意兼顾到现（真）实性和易处理性。要注意兼顾到现（真）实性和易处理性。 意义及特点意义及特点： 对系统问题进行规范研究的基础和标志；对系统问题进行规范

2、研究的基础和标志； 经济、方便、快速、可重复，经济、方便、快速、可重复，“思想思想”或或“政策政策”试验；试验； 经过了分析人员对客体的抽象，因而必须再拿到现实中经过了分析人员对客体的抽象，因而必须再拿到现实中去检验。去检验。2.模型的分类与模型化的基本方法模型的分类与模型化的基本方法模型的分类模型的分类： A概念模型概念模型A1（思维或意识模型（思维或意识模型A11; 字句模型字句模型 A12; 描述模型描述模型A13） 符号模型符号模型A2（图表模型（图表模型A21;数学模型数学模型A22） 仿真模型仿真模型A3 形象模型形象模型A4（物理模型（物理模型A41;图像模型图像模型A42） 类

3、比模型类比模型A5(比较是一个特殊的方法)概述概述模型的分类与模型化的基本方法B分析模型分析模型B1通常用数学关系式表达通常用数学关系式表达 仿真模型仿真模型B2主要基于主要基于“计算机导向计算机导向” 博弈模型博弈模型B3主要基于主要基于“人的行为导向人的行为导向” 判断模型判断模型B4基于专家（经验）调查的判断基于专家（经验）调查的判断 C结构模型结构模型C1 数学模型数学模型C2 仿真模型仿真模型C3概述概述模型的分类与模型化的基本方法D实体模型实体模型D1（实物模型（实物模型D11;模拟模型模拟模型D12） 抽象模型或符号模型抽象模型或符号模型D2（数学模型数学模型D21; 结构模型结

4、构模型D22； 仿真模型仿真模型D23; ）概述概述模型的分类与模型化的基本方法模型化的基本方法模型化的基本方法： v机理法或分析方法（机理法或分析方法（A22,B1,B3,C2,D21，数学，数学模型为主）模型为主） v实验方法：拟合法实验方法：拟合法“理论理论”导向导向 经验法经验法“数据数据”导向导向 （A22,B1,C2,D21） 模拟法模拟法“计算机计算机”或或“实物实物”导导向向 （A3,A4,B2,C3,D1,D23） v专家法或老手法（专家法或老手法（A21,B4,C1,D22） v 概述概述3 3. .建模一般过程建模一般过程 （1）明确建模目的和要求；）明确建模目的和要求；

5、 （2）弄清系统或子系统中的主要因素及其相互关系）弄清系统或子系统中的主要因素及其相互关系 ； （3）选择模型方法；）选择模型方法； （4）确定模型结构；）确定模型结构； （5）估计模型参数；）估计模型参数； （6）模型试运行；）模型试运行； （7）对模型进行实验研究；）对模型进行实验研究； （8）对模型进行必要修正。）对模型进行必要修正。几种典型的系统模型几种典型的系统模型 1.ISM（Interpretative Structural Modeling） 2.SS （State Space） 3.SD （System Dynamics） 4.CA （Conflict Analysis） 5

6、.新进展新进展软计算或软计算或“拟人拟人”方法（人工神经方法（人工神经 网络、遗传算法等）；网络、遗传算法等）； 新型网络技术；新型网络技术； 二二.解释结构模型（解释结构模型（ISM）（一）系统结构模型化基础（一）系统结构模型化基础1.1.概念概念 结构结构结构模型结构模型结构模型化结构模型化结构分析结构分析 2.2.系统结构表达及分析方法系统结构表达及分析方法 理解系统结构的概念理解系统结构的概念（构成系统诸要素间的（构成系统诸要素间的关联方式或关系）关联方式或关系）及其有向图及其有向图（节点与有向弧）（节点与有向弧）和矩阵和矩阵（可达矩阵等）（可达矩阵等）这两种常用的表达方式。这两种常用

7、的表达方式。 （一）系统结构模型化基础 比较有代表性的比较有代表性的系统结构分析方法系统结构分析方法有：有：关联树（如问题树、目标树、决策树）法、关联树（如问题树、目标树、决策树）法、解释结构模型化（解释结构模型化（ISM）方法、系统动力学）方法、系统动力学（SD）结构模型化方法等。）结构模型化方法等。 本部分要求大家主要学习和掌握本部分要求大家主要学习和掌握ISM方方法（实用化方法、规范方法）。法（实用化方法、规范方法）。（二）（二）ISM实用化方法实用化方法设定设定问题问题、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

8、矩阵(M)和缩和缩减减 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 学习学习初步分析初步分析规范分析规范分析综合分析综合分析ISMISM实用化方法原理图实用化方法原理图ISM实用化方法举例实用化方法举例 影响部门执行力因素分析 要素关系分析图（图要素关系分析图（图1） V VV VV V1 1、组织定位（使命）、组织定位（使命）V VV VA AV VV V2 2、结构及流程、结构及流程V VV VA AV V3 3、组织文化、组织文化A AA A4 4、工作计划、

9、工作计划V VV VV V5 5、领导能力、领导能力 V VA A6 6、成员素质（责任心）、成员素质（责任心）V VA AV V7 7、激励与约束、激励与约束 A A8 8、有效控制、有效控制 V V9 9、制度与规范、制度与规范1010、配合与协调、配合与协调可达矩阵（图可达矩阵（图2）1 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 2 3 4 5 6 7

10、 8 9 101 2 3 4 5 6 7 8 9 10缩减矩阵（图缩减矩阵（图3）1 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 2 3 4 5 7 8 9 106 5 4 1 7 5 1 6 11 2 3 4 5 7 8 9 10具有层次结构的缩减矩阵（图具有层次结构的缩减矩阵（图4）410836271594-工作计划 8-有效控制 10-配合协调 1-组织定位 5-领导能力 9-制度规范多级递阶有向图（图多级递阶有向图（

11、图5）解释结构模型解释结构模型工作计划工作计划有效控制有效控制配合协调配合协调组织文化组织文化成员素质成员素质结构及流程结构及流程激励与约束激励与约束制度规范制度规范领导能力领导能力组织定位组织定位 通过上述分析，我们认为一个组织执行力的提高，从长期通过上述分析，我们认为一个组织执行力的提高，从长期性和根本上来说，取决于这个组织的战略定位（性和根本上来说，取决于这个组织的战略定位（1 1）、制度与）、制度与规范的建设能力（规范的建设能力（9 9）和领导者的素质、修养及能力（）和领导者的素质、修养及能力（5 5）从短）从短期性和直接性来说，与工作计划（期性和直接性来说，与工作计划（4 4）、有效

12、控制（）、有效控制（8 8）和组织）和组织成员间的相互配合与协调能力（成员间的相互配合与协调能力（1010）等要素直接相关，而组织）等要素直接相关，而组织文化与成员素质（责任心）则直接影响以上三个要素。所以我文化与成员素质（责任心）则直接影响以上三个要素。所以我们提出了根据组织战略定位，加强组织文化建设，提高组织成们提出了根据组织战略定位，加强组织文化建设，提高组织成员素质（责任心），优化工作流程，加强工作制度建设，全面员素质（责任心），优化工作流程，加强工作制度建设，全面提高本部门执行力的初步方案（措施）。提高本部门执行力的初步方案（措施）。结论结论方法小结（方法小结（1）各小组可结合自己所

13、提出的系统分析问题，来理解和掌握各小组可结合自己所提出的系统分析问题，来理解和掌握ISM实用化方法的过程。注意该方法的核心是对系统要素间实用化方法的过程。注意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）。多级递阶关系和解释功能的结构模型（图）。 第第1步：步： 找出影响系统问题的主要因素，通过方格图判找出影响系统问题的主要因素，通过方格图判断要素间的直接（相邻）影响关系；断要素间的直接（相邻）影响关系； 第第2步：步： 考虑因果等关系的传递性，建立反映诸要素间考虑因果等关

14、系的传递性，建立反映诸要素间关系的可达矩阵（该类矩阵属反映逻辑关系的布尔矩阵）；关系的可达矩阵（该类矩阵属反映逻辑关系的布尔矩阵）； 第第3步：步： 考虑要素间可能存在的强连接（相互影响）关考虑要素间可能存在的强连接（相互影响）关系，仅保留其中的代表要素，形成可达矩阵的缩减矩阵；系，仅保留其中的代表要素，形成可达矩阵的缩减矩阵；方法小结（方法小结（2）l第第4步：步： 缩减矩阵的层次化处理，分为两步：（缩减矩阵的层次化处理，分为两步：（1）按照矩）按照矩阵每一行阵每一行“1”的个数的少与多，从前到后重新排列矩阵，的个数的少与多，从前到后重新排列矩阵，此矩阵应为严格的下三角矩阵；（此矩阵应为严格的下三角矩阵；（2）从矩阵的左上到右下）从矩阵的左上到右下依次找出最大单位矩阵，逐步形成不同层次的要素集合。依次找出最大单位矩阵，逐步形成不同层次的要素集合。 l 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： l （1）按照每个最大单位子矩阵框定的要素，将各