第3章　系统模型与模型化.pptVIP

经济管理学院 　经济管理学院 * 第三章系统模型与模型化 《系统工程》课程建设团队 * 第三章 系统模型与模型化 第一节：概述 第二节：系统结构模型化技术 第三节：系统工程模型技术的新进展 * 第一节 概述 一、模型及模型化的定义 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。 * 二、模型化的本质、作用及地位 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。 2.作用：①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。②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。③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。 第一节 概述 * 实验、分析 实际系统 结论 模型 现实意义 模型化 解释 比较 图 系统模型（化）的作用与地位 第一节 概述 * 三、模型的分类 模型 类比 仿真 形象 符号 概念 图像 物理 数学 图示 字句 描述 思维 图 模型分类 第一节 概述 * 四、构造模型的一般原则 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 五、建模的基本步骤 ①明确建模的目的和要求 以便使模型满足实际要求，不致产生太大偏差； ②对系统进行一般语言描述 因为系统的语言描述是进一步确定模型结构的基础； 第一节 概述 * 五、建模的基本步骤 ③弄清系统中的主要因素（变量）及其相互关系（结构关系和函数关系） 以便使模型准确表示现实系统； ④确定模型的结构 这一步决定了模型定量方面的内容； ⑤估计模型的参数 用数量来表示系统中的因果关系； ⑥实验研究 对模型进行实验研究，进行真实性检验，以检验模型与实际系统的符合性； ⑦必要修改 根据实验结果，对模型作必要的修改。 第一节 概述 * 六、模型化的基本方法 1.分析方法； 2.实验方法； 3.综合法； 4.老手法； 5.辩证法； 七、模型的简化 ①减少变量，减去次要变量； ②改变变量性质； ③合并变量（集结）； ④改变函数关系； ⑤改变约束条件； 第一节 概述 * 一、系统结构模型化基础 结构分析的概念和意义 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 第二节 系统结构模型化技术 * 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。 二、系统结构表达及分析方法 第二节 系统结构模型化技术 * 三、 ISM实用化方法原理 设定问题、形成意识模型 找出 影响 要素 要素关系分析（关系图） 建立可达矩阵(M)和缩减 矩阵 （M/） 矩阵层次化处理(ML/) 绘制 多级 递阶 有向 图 建立 解释 结构 模型 分析 报告 比较/ F 学习 第二节 系统结构模型化技术 * 四、小结 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，通过方格图判断要素间的直接（相邻）影响关系； 第2步： 考虑因果等关系的传递性，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）； 第3步： 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； * 第4步： 缩减矩阵的层次化处理，分为两步：（1）按照矩阵每一行“1”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；（2）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。 第5步：作出多级递阶有