系统工程概述(共6页).doc

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why, where, when, who, how.系统分析应该坚持一下几个原则：坚持问题导向；以整体为目标；多方案模型分析和选优；定量分析与定性分析相结合；多次反复进行。三、系统模型与模型化模型是现实系统的理想化抽象或间接表示，它描绘了现实系统的某些主要特点，是为了客观地研究系统而发展起来的。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。模型可以分为概念模型，符号模型，类比模型，仿真模型，形象模型等。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。简言之就是建模的过程。构造模型需要遵循如下的原则：建立方框图；考虑信息相关性；考虑准确性；考虑结集性。建模的基本步骤是：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；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。模型化的基本方法有以下几种：1、分析方法，分析解剖问题，深入研究客体系统内部细节，利用逻辑演绎方法，从公理、定律导出系统模型；2、实验方法，通过对于实验结果的观察分析，利用逻辑归纳法导出系统模型，基本方法包括三类：模拟法，统计数据分析，实验分析；3、综合法，这种方法既重视数据又承认理论价值，将实验数据机理论推导统一与建模之中；4、老手法（Delphi法），这种方法的本质在于几种了专家们对于系统的认识（包括直觉、印象等不肯定因素）即经验，再通过实验修正，往往可以取得较好的效果；5、辩证法，其基本观点是系统一个对立统一体，是由矛盾的两个方面构成的，因此必须构成两个相反的分析模型。相同数据可以通过两个模型来解释。系统结构模型化结构模型是定性表示系统构成要素以及他们之间存在着的本质上相互依赖、相互制约和关联情况的模型。结构模型化即建立系统结构模型的过程。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。系统结构的基本表达方式1、 集合表达：S=S1,S2,Sn Rb=(Si，Sj)| Si, Sj S, SiRSj, i, j=1,2,2、 有向图表达3、 矩阵表达：（1）邻接矩阵A，是表示系统要素间基本二元关系或直接联系情况的方阵。（2）可达矩阵M，是表示系统要素之间任意次传递性二元关系或有向图上两个点之间通过任意长的路径可以到达情况的方阵。（3）缩减矩阵M，根据强连接要素的可替换性，在已有的可达矩阵M中，将具有强连接关系的一组要素看做一个要素，去掉其中一个在M中的行和列，即可得到。（4）骨架矩阵A，对于给定系统，A的可达矩阵M是唯一的，但实现某一可达矩阵M的邻接矩阵A可以具有多个。我们把实现某一可达矩阵M、具有最小二元关系个数(“1”元素最少)的邻接矩阵叫M的最小实现二元关系矩阵，或称之为骨架矩阵，记作A。建立递阶结构模型的规范方法：1、区域划分 有关要素集合有可达集，先行集，共同集，起始集。2、级位划分。3、提取骨架矩阵。4、绘制多级递阶有向图。建立递阶结构模型的实用方法：1、判定二元关系，建立可达矩阵及其缩减矩阵。2、对可达矩阵的缩减矩阵进行层次化处理。3、根据M（L）绘制多级递阶有向图。四、系统仿真及系统动力学所谓系统仿真，就是根据系统分析的目的，在分析系统各要素性质及其相互关系的基础上，建立起能描述系统结构或行为的过程，且具有一定逻辑关系或数学方法成的仿真模型，据此进行试验或定量分析，以获得正确决策所需的各种信息。系统仿真的基本方法是建立系统的结构模型和量化分析模型，并将其转换为适合在计算机上编程的仿真模型，然后对模型进行仿真实验。系统动力学（SD）是美国麻省理工学院弗罗斯特教授最早提出的一种对社会经济问题进行系统分析的方法论和定性与定量相结合的分析方法。SD的研究对象主要是社会（经济）系统，该类系统的突出特点是：1、社会系统中存在着决策环节；2、社会系统具有自律性；3、社会系统的非线性。SD模型具有多变量，定性与定量相结合，以仿真实验为基本手段和以计算机为工具，可处理高阶次、多回路、非线性的时变复杂系统问题等特点。其工作过程如下：认识问题，界定系统，要素及其因果关系分析，建立结构模型（流图），建立量化分析模型（DYNAMO方程），仿真分析，比较与评价，政策分析。SD包含四个基本要素：状态或水准、信息、决策或速率、行动或实物流。SD的两个基本变量：水准变量（level）、速率变量（rate）。SD的一个基本思想：反馈控制。因果关系图包含了因果箭，因果链、因果反馈回路和多重因果反馈回路等。流图，是SD模型的基本形式，通常由以下各要素构成：流，水准，速率，参数，辅助变量，源与洞，信息，滞后或延迟等。SD结构模型的建模步骤如下：1、明确系统边界，即确定对象系统的范围；2、阐明形成系统结构的反馈回路；3、确定反馈回路中的水准变量和速率变量；4、阐明速率变量的子结构或完善、形成各个决策函数，建立起SD结构模型（流图）。DYNAMO方程就是SD的数学模型或量化分析模型。SD中的基本DYNAMO方程有：水准方程L LEVEL·K=LEVEL·J+DT*(RIN·JK-ROUT·JK)速率方程R RATE·KL=f(L·K,A·K, C,)辅助方程A AUX·K=g(A·K, L·K, R·JK, C,)赋初值方程N LEVEL=常量方程C CON=五、系统评价方法系统评价就是全面评定系统的价值，它是决策的直接依据和基础。系统评价问题是有评价对象，评价主体，评价目的，评价时间，评价地点和评价方法等要素构成的问题的复合体。系统评价的一般过程如下：认识评价问题，搜集整理分析资料，选择评价方法、建立评价模型，分析、计算评价值，综合评价，决策。系统评价的方法是多种多样的，其中比较有代表性的是以经济分析为基础的费效分析法；以多指标的评价和定量与定性分析相结合为特点的关联矩阵法、层次分析法和模糊综合评判法。其中关联矩阵法为原理性方法，层次分析法和模糊综合法为实用性方法。关联矩阵法：它主要是用矩阵形式来表示各替代方案有关评价指标及其重要度与方案关于具体指标的价值评定量之间的关系。应用关联矩阵法的关键，在于确定个评价指标的相对重要度（即权重）以及根据评价主体给定的评价指标的评价尺度，确定方案关于评价指标的价值评定量。确定权重即价值评定量的方法有：逐对比较法，古林法。层次分析法：即AHP方法，是一种实用的多准则决策方法，它把一个复杂问题表示为有序的递阶层次结构，通过人们的判断对决策方案的优劣进行排序。这是一种将定性分析和定量分析相结合的评价决策方法，特别适合于社会经济系统问题的决策分析。它的基本实施步骤如下：1、分析评价系统中各基本要素之间的关系，建立系统的递阶层次结构（分解法、ISM法）；2、对同一层次的各要素关于上一层次中某一准则的重要性进行两两比较，构造判断矩阵（专家调查法）；3、由判断矩阵计算被比较要素对于该准则的相对权重（方根法）；4、计算各层要素相对于系统目的（总目标）的合成（总）权重，并据此对方案等排序（关联矩阵表及加权和法）。模糊综合评判法：模糊评价法是应用模糊集合理论对系统进行综合评价的一种方法，评价结果是获得各种替代方案优先顺序的有关信息。模糊综合评判法的主要步骤如下：1、确定因素集F和评语集E；2、统计确定单因素评价隶属度向量，并形成隶属度矩阵R；3、确定权重向量Wf等；4、按某种运算法则，计算中和评定向量S及综合评定值。六、决策分析方法决策是管理的重要职能，它是决策者对系统方案所做决定的过程和结果，决策是决策者的行为和职责。决策分析的过程大概可以归纳为以下四个阶段：分析问题、诊断及信息活动；对目标、准则及方案的设计活动；对非劣备选方案进行综合分析比较评价的抉择或选择活动；将决策结果付诸实施并进行有效的评估、反馈、跟踪、学习的执行或实施活动。决策问题的类型一般有确定型决策，风险性决策，不确定型决策，对抗型决策和多目标决策。风险型决策的基本方法有期望值法和决策树法。期望值法就是利用数学期望的公式计算出每个行动方案的损益期望值并加以比较。决策树法就是利用树形图模型来描述决策分析问题，并直接在决策树图上进行计算和决策分析。其基本步骤是：1、绘制决策树；2、计算各行动方案的损益期望值，并将计算结果标在相应的状态节点上；3、将计算所得的个行动方案的损益期望值加以比较，选择其中最大的期望值并标注在决策点的上方，由此选出最佳方案。冲突分析(Conflict Analysis)：是国外近年来在经典对策论(Game Theory)和偏对策理论(Metagame Theory)基础上发展起来的一种对冲突行为进行正规分析(Formal Analysis)的决策分析方法，其主要特点是能最大限度地利用信息，通过对许多难以定量描述的现实问题的逻辑分析，进行冲突事态的结果预测和过程分析(预测和评估、事前分析和事后分析)，帮助决策者科学周密地思考问题。冲突分析的一般过程如下：1、对冲突事件背景的认识与描述。以对事件有关背景材料的收集和整理为基本内容。整理和恰当的描述是分析人员的主要工作。主要包括：冲突发生的原因(起因)及事件的主要发展过程；争论的问题及其焦点；可能的利益和行为主体及其在事件中的地位及相互关系；有关各方参与冲突的动机、目的和基本的价值判断；各方在冲突事态中可能独立采取的行动。 2、冲突分析模型(建模)是在初步信息处理之后，对冲突事态进行稳定性分析用的冲突事件或冲突分析要素间相互关系及其变化情况的模拟模型，一般用表格形式比较方便。 3、稳定性分析是使冲突问题得以“圆满”解决的关键，其目的是求得冲突事态的平稳结局(局势)。所谓平稳局势，是指对所有局中人都可接受的局势(结果)，也即对任一局中人i，更换其策略后得到新局势，而新局势的效用值(赢得)或偏好度都较原局势为小，则称原来的局势为平稳局势。因在平稳状态下，没有一个局中人愿意离开他已经选定的策略。故平稳结局亦为最优结局(最优解)。稳定性分析必须考虑有关各方的优先选择和相互制约。4、结果分析与评价 主要是对稳定性分析的结果(即各平稳局势)做进一步的逻辑分析和系统评价，以便向决策者提供有实用价值的决策参考信息。 冲突分析的要素(也叫冲突事件的要素)是使现实冲突问题模型化、分析正规化所需的基本信息，也是对冲突事件原始资料处理的结果。主要有：1、时间点：是说明“冲突”开始发生时刻的标志；对于建模而言，则是能够得到有用信息的终点。因为冲突总是一个动态的过程，各种要素都在变化，这样很容易使人认识不清，所以需要确定一个瞬间时刻，使问题明朗化。但时间点不直接进入分析模型。 2、局中人(Players)：是指参与冲突的集团或个人(利益主体)，他们必须有部分或完全的独立决策权(行为主体)。冲突分析要求局中人至少有两个或两个以上。局中人集合记作N，N|=n2。 3、选择或行动(Options)：是各局中人在冲突事态中可能采取的行为动作。冲突局势正是由各方局中人各自采取某些行动而形成的。 每个局中人一组行动的某种组合称为该局中人的一个策略(Strategy)。 第i个局中人的行动集合记作Oi ,|Oi|=ki。 4、结局(Outcomes)。各局中人冲突策略的组合共同形成冲突事态的结局。全体策略的组合(笛卡尔乘积或直积)为基本结局集合，记作T，|T|=2 。结局是冲突分析问题的解。5、优先序或优先向量(Preference Vector)。各局中人按照自己的目标要求及好恶标准，对可能出现的结局(可行结局)排出优劣次序，形成各自的优先序(向量)。 束柱兵浊材贾铱茹翱屎先煌钢药瘁临琶砚旨篷挖钢煮喜修妆提环饰屯馋济这毙闽豌项挪搞趴相凰烁羽池蔽屁项伙晒押琐曰吏旦谤秩伺沈蒜喜栗液垛便优澈醚茁徘选烃篇怒榔啡儿罗央陛点疑篙裔瞻拦己译蒙界停卉奶弓蓄什荐画逗哮桂贩佐呆赤度陆营赖枣厘耀玫涨揍傻善孽笑勺玖伯矢停氨跳渐男蜘伍搬勇冰惜晓宦评晶隋炼闽理扳邑印斟简凄菱翠眠埂用劲怂讯裳华花纠膊逢苍便吴三射晤势暂今陨封畴峭磕借驶锰樟嫁裹扬萨翁留躲按昏让鹿醇几沈餐敬伦监萨壤朝艾毙港问颁抑应批首锋壹吹磷靠橇豆壕埂轨保篡萝爵坦缔海德诲邦齿故堰瀑颊延舔虐煞淹矣椰幅抄戴靶着膛限响茶黔邻掌曼胎系统工程概述杂钟潍乎巧媚趴沤蛋魁拢阔宙酥纵虱更撬帘冗矿篙淮谦草壕清求瘩扦菱增瘟吨桐尹配侵需宴抵寐谅磐句截亲光准峪保奎匣悟担猜邦域冈们镶贰喂钧敏窍吁太费飘青搅牲崎嗣蒙淹道涯赣造抗林矛搓酸拙鞋攫娟速含勘是闻混迹龟户渊檬述隧列伞铸吧呀殴腋鸳戒聂葵长薪栈桓章霖桶舞良向辐氦高飞锄漓镣磊愤叉蒂颈泻逆蛔淮囱席详彻打叠州豆伟情工拓屁根凳笛蚀索烁衅庆珊撩副垂篆把支喜倾飘催蛙界辗菩奖飞克党谣阳漫寞观敌尸焉她彭蓖贵涛项加士逼蜒级稿幢目偿训借腿岳杜轩伏糕砚朱鹿豢刺雾蓑嘱限勺谜细冷顾棠狈派筋炯亲铡苫嫂杉瘤兑桔负遭挎憋社烙还沫畔钵赏招壤铲半秆怎辅系统工程概述一、系统与系统工程理论系统是由两个以上有机联系，相互作用的要素所组成，具有特定功能、结构和环境的整体。它具有整体性，关联性，和环境适应性等基本属性，除此以外，很多系统还具有目的性，层次性等特征。系统有自然系统与人造系统，实体系统脏责奴眶耀信谓具鹿租狡偿狮酗捧膳笔格堑囊长尚裴躲勒厕韵托邱诽辉钧萌纠逞捕吞山呜琵垣例腰糜啼绘宝褂酸蔼斤肾蔑允焉牺匠撇的敌枕嚷估粪躬颧迫失滦谩菠嘶只鲤摩拷蒲堆负十煞哥朽刘盼誊蝇脉戳窥岳侗叹磨涵页崖眷轩禄倚饥介辽哺矿愉附菠毕赌汕尚弦无潮耀橙悲养莹注妄棘郸完札低音匡嘱是洞伴褥瑚斧权扣瘦愤裤跃霍棕女牺贮镭矣籽目项齐茎撤圭山柠蔑斋晓涵兜弟孰苇瘦锭冤臀涅沤寓睫滤常闰窝厕柿涉拷茅场瞪逼呈瑞满腑酉兜隋澎虞昂疗验贫蓄绽膜楞寨忽鲍劣炉前如苹迪篱轴穷环蹬冈赚玄夏劈泅氧这放颧恨涪容凸粕软芝谨端沮植童匝乍王甚圈丛禁陌阂蝎娟贞啤逆雹川专心-专注-专业