(3.6.3)--chapter2-综合集成方法论的发展及应用.pdf

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1、综合集成方法论的发展及应用目录 综合集成方法论概述 国外综合集成类似研究 综合集成几个主要研究内容 国外综合集成方面的应用 国内综合集成的应用 综合集成实验1.综合集成方法概述1.综合集成方法概述1990年 开放的复杂巨系统(Open Complex Giant System)生物体系统、社会系统、人体系统、地理系统、军事系统 从定性到定量综合集成系统方法论1992年 综合集成研讨厅(Hall for Workshop on Meta-synthetic Engineering)1.综合集成方法概述（续）1.综合集成方法概述（续）在这些研究和应用中，通常是科学理论、经验知识和专家判断相结合，形

2、成和提出经验性假设（判断或猜想）。而这些经验性假设不能用严谨的科学方式加以证明，需借助现代计算机技术，基于各种统计数据和信息资料，建立起包括大量参数的模型模型，而这些模型应建立在经验和对系统的理解上并经过真实性检验。这里包括了感情的、理性的、经验的、科学的、定性的和定量的知识综合集成，通过人一机交互，反复对比逐次逼近，最后形成结论。1.综合集成方法概述（续）1.综合集成方法概述（续）实质是将专家群体、统计数据和信息资料三者有机结合起来，构成一个高度智能化的人机交互系统，它具有综合集成的各种知识，从感性上升到理性，实现从定性到定量的功能。综合集成方法特点综合集成方法特点定性定性研究与定量定量研究

3、有机结合；科学科学理论与经验经验知识结合；应用系统思想系统思想把多种学科结合起来进行综合研究；根据复杂巨系统的层次结构，把宏观宏观研究与微观微观研究统一起来；必须有大型计算机系统支持大型计算机系统支持，不仅有管理信息系统、决策支持系统等功能，而且还要有综合集成的功能。综合集成综合集成的一些核心思想：的一些核心思想：人人-机结合，以人为主机结合，以人为主(人工知能、思维科学、信息科学、计算机和通讯科学人工知能、思维科学、信息科学、计算机和通讯科学)强调知识的应用强调知识的应用(知识科学知识科学)吸取智慧吸取智慧(思维科学、创造性思维思维科学、创造性思维)群体的智慧群体的智慧(组织科学、心理科学组

4、织科学、心理科学)从定性到定量从定性到定量-大胆假设大胆假设-小心求证小心求证(社会科学与自然科学的合；讨论社会科学与自然科学的合；讨论+定量分析定量分析)三种综合三种综合定性综合定性综合定性和定量结合的综合，定性和定量结合的综合，从定性到定量的综合从定性到定量的综合如何组织讨论如何组织讨论(会议组织、达成共识、会议组织、达成共识、Ba和研讨厅和研讨厅)如何进行复杂系统的定量分析（系统学、复杂性科学）如何进行复杂系统的定量分析（系统学、复杂性科学）模型集成（自动快速建模）模型集成（自动快速建模）综合集成研讨厅/1综合集成研讨厅/1把人脑中的知识同系统中的数据库、模型库和知识库等有关信息结合起来

5、。系统提供分布式的专家研讨环境,专家可在不同的用户终端上发表见解,对其他专家的意见进行评价;还可在用户终端进行必要的数据信息查询,以获得问题的背景信息;并可利用研讨厅提供的统一的公用数据和模型,对参加研讨的局中人的决策后果进行评价或判断。知识体系机器体系专家体系社会实践综合集成研讨厅/2社会认识结论改造世界认识世界假设客观世界信息、知识、智慧综合集成系统工程的应用系统工程的应用应用基础现代信息技术现代信息技术技术基础系统科学、数学科学系统科学、数学科学方法基础思维科学思维科学理论基础辨证唯物主义实践论认识论辨证唯物主义实践论认识论哲学基础从定性到定量综合集成方法从定性到定量综合集成方法从上到下

6、与从下到上结合；从整体到部分与从部分到整体研究路线技术路线人机结合、人网结合、以人为主；“人帮机、机帮人”信息、知识、智慧综合集成2.目前国际上综合集成的相关研究Meta-analysis?Meta-synthesis 项目 定性综合集成的解析方法(美国，2000-)应急管理 ENSEMBLE 项目(欧盟，2000-)综合的科学（日本,1997-2002)社会经济复苏项目（俄罗斯 研究 定性综合（澳大利亚)分布式专家系统的综合(澳大利亚,etc.)2.1定性综合集成的解析方法美国、澳大利亚美国、澳大利亚 Comprehensive Research Synthesis Qualitative

7、Metasynthesis社会科学界有学者介绍他们自己的研究发展过程，开始使用定性方法，后来使用定量方法，包括meta-analysis方法。“定性综合集成的解析方法定性综合集成的解析方法”（Analytic techniques for qualitative metasynthesis），），Sandelowski&Barroso,2000-2005,美国国立卫生研究所资助项目2.2概率风险评估(Probablistic Risk Assessment)航天系统的风险与安全领域的研究因为涉及的部件和分系统以止元件的个数是巨大的，引起故障的因素是众多的，相互间的关系又极为复杂。但是分析总系统

8、的数据直接可用的又是很少的几个。因此综合应用各种可用的分系统数据，定量的和定性的，客观的和主观判断的分析都是十分必要的。航天系统的风险与安全领域的研究因为涉及的部件和分系统以止元件的个数是巨大的，引起故障的因素是众多的，相互间的关系又极为复杂。但是分析总系统的数据直接可用的又是很少的几个。因此综合应用各种可用的分系统数据，定量的和定性的，客观的和主观判断的分析都是十分必要的。PRA方法提出的方法论实质上是一种从定性到定量的综合集成的过程方法提出的方法论实质上是一种从定性到定量的综合集成的过程。它是基于实验数据，多种信息，数学模型和专家知识合成一体来对空间系统的安全性加以评估。目前在。它是基于实

9、验数据，多种信息，数学模型和专家知识合成一体来对空间系统的安全性加以评估。目前在NASA和和ESA都在应用都在应用PRA方法。美国的核工业部门也在应用（见图方法。美国的核工业部门也在应用（见图1）。）。图1 NASA的PRA工作框图图1 NASA的PRA工作框图CPRA我国提出我国提出CPRA已用于评估载人飞船的安全性（见图已用于评估载人飞船的安全性（见图2）。）。赵丽艳、顾基发.概率风险评估（PRA）方法在我国某型号运载火箭安全性分析中应用，系统工程理论与实践，2000,20(6):9197.图2 CPRA的工作框图3.3.综合集成几个主要研究内容3.1 模型集成模型集成3.2 意见的综合意

10、见的综合-共识共识3.3 数据、模型和知识的综合数据、模型和知识的综合-综合集成系统重构综合集成系统重构3.4 工具（研讨厅）工具（研讨厅）2002-10-30Wallace(2001)19DOME:World Wide Simulation Web3.2意见的综合-共识3.2意见的综合-共识 我们认为意见综合意见综合的目的是为了取得某种共识共识。有不同意义下的共识，如各种数学意义下的共识、模糊共识、统计共识、多目标优化意义下的Pareto共识和竞争共识等。达成共识的3种会议类型(简单共识-科协型、研究共识-科委型和决策共识-计委型，基于综合集成研讨厅思想的MDTMC（Meeting-Data

11、ToolMethod(Model)-Consensus）系统DMTMC 系统DataMeetingTool MethodConsensus 为了专家们开好会，首先对会议（Meeting）要加以设计，包括议程、邀请专家名单（知识和利益背景）、主席和会议的协调员或建导员（facilitator）和会议的场（Ba）。Ba是日本学者提出来的，它包括有形的场（即会场）和无形的场（会议气氛），英国的Kidd认为Ba就是物理-事理-人理系统方法中的人理。群体工作沟通新知识各种不同知识问题解决达成共识各种议题协作共识3.3数据、模型和知识的综合-综合集成系统重构3.3数据、模型和知识的综合-综合集成系统重构

12、Klir在1976年就提出重构分析（ReconstructabilityAnalysis），重构分析的目的是处理每个分系统与其整体之间的关系的问题，重构分析涉及识别与重建的2个问题。前者从分系统信息来推断整个 系统的信息，后者是对于一个给定的总系统如何将它剖分成尽可能小的子系统，再让它用子系统信息以一定近似的程度去重构成一个总系统。舒光复将重构分析与综合集成结合起来，使之能将数据、信息、模型和专家知识结合起来，并将之用于我国GDP的增长率的预测。从表1所示结果来看将知识放进去的重构分析预测精度有显著改善。表1.系统重构计算结果表1.系统重构计算结果年份1987 1988 1 989 1990

13、1991 1992 1993年鉴值11.6 11.3 4.1 3.8 9.2 14.2 13.5数据预测值11.01 12.52 12.31 6.54 13.59 14.27 14.63考虑知识经验 11.39 11.87 4.53 3.82 8.73 14.33 12.08 年份1994 1995 1996 1997 1998年鉴值12.6 10.5 9.6 8.8 7.8数据预测值12.79 7.35 7.07 7.22 7.08考虑知识经验 13.21 9.93 9.09 8.04 8.08舒光复.综合集成系统重构及宏观经济研究中的应用，系统工程学报,2001,16(5):349-353

14、.4.国外综合集成方面的应用4.国外综合集成方面的应用地球、环境方面地球、环境方面医学医学空间系统空间系统物理系统、工程设计物理系统、工程设计经济经济社会社会5.国内综合集成的应用5.国内综合集成的应用5.1地理和环境5.2工程系统5.3社会经济系统5.4军事系统5.5模式识别5.4 军事系统5.4 军事系统中国解放军强调新装备要形成系统作战能力(解放军报2003年4月23日-人民网)我们要实现武器装备跨越式发展，很有必要在不断更新观念的同时，在思想方法、在军事方法论上来一场革命。“横向技术一体化”、“综合集成综合集成”、“系统集成系统集成”、“体系对抗”，都包含着系统思想，是系统思想、系统方

15、法在装备建设中的运用。不用系统思想看装备建设，就抓不住问题的实质;不以综合集成综合集成的系统方法研究装备建设，就会陷于以往那种陈旧发展模式的窠臼。军事应用军事应用作战模拟、训练作战模拟、训练长江二号师团模型（军事科学院）长江二号师团模型（军事科学院）海上战役计算机作战模拟教学系统（国防大学等）海上战役计算机作战模拟教学系统（国防大学等）武器综合评价武器综合评价研讨厅研讨厅空间作战综合集成研讨厅空间作战综合集成研讨厅战争决策综合集成研讨厅战争决策综合集成研讨厅网络化防空作战系统综合集成网络化防空作战系统综合集成武器装备论证综合集成研讨厅武器装备论证综合集成研讨厅战略问题战略问题新装备要形成系统作

16、战能力新装备要形成系统作战能力研讨室(Xian)总体研讨室(北京)异步同步 I同步 IIModeling AgentDecision Technologies Agent研讨室(北京)IIASA实验：SARS对中国经济的影响对中国经济的影响自由讨论 智暴/相似表Group Argumentation by GAE(See Tangs report)高趋势增长的因果图M1-3 Further Discussion分析不同建模：Model I:计量经济模型 Model II:KDD模型 Model III:系统重构模型Consensus Building ToolSyntegrationis a

17、revolutionary approach to group decision making and planning.Using a set of 30 participants,the unique structure of a Syntegration allows different aspects of a central problem to be examined in parallel.A major failing of conventional approaches to solving complex problems and disputes is that diff

18、erent aspects of the problem are inevitably tackled in a linear sequence.This linearity often results in positions taken early in the sequence limiting the exploration of issues discussed later.Many of us will have experienced the problem of sitting through agenda led meetings where the implications

19、 of item 5 should have been taken into account in item 2,but were not because it had not been discussed yet.Syntegration operates in a non-linear way,through the interconnected discussion of multiple aspects of the central problem sothat issues reverberate around the decision system.Syntegration is

20、useful for the resolution of complex problems,particularly those where there are multiple viewpoints.This is often the case with the formation of public policy,where different stakeholder groups can make a relevant and useful contribution.In the commercial sphere,Syntegration is useful as a problem

21、solving tool,and for strategicplanning,since it provides a structured framework for management teams to explore their strategic options from their various perspectives.小组集成小组集成(Team Syntegrity)Beer 在在1994年提出小组集成年提出小组集成(Team Syntegrity)作为一种指导社会活动的知识共识作为一种指导社会活动的知识共识与共享的民主方法的方法论与共享的民主方法的方法论,这种方法论是基于一种

22、非层次、系统的协议，可以促进这种方法论是基于一种非层次、系统的协议，可以促进在持有多样的但都是合法的观点的人之间进行参与式和平等的对话。它也可帮助人们在持有多样的但都是合法的观点的人之间进行参与式和平等的对话。它也可帮助人们集成分开的知识以达到互相理解。它通过结构化的对话将他们的对某些有趣的特殊集成分开的知识以达到互相理解。它通过结构化的对话将他们的对某些有趣的特殊的议题的知识和经验经过不断合作而有效地组织而集成起来。它利用正二十面的多面的议题的知识和经验经过不断合作而有效地组织而集成起来。它利用正二十面的多面体（有体（有12个顶点、个顶点、20个面及个面及30条边）这种结构，通过组织几个自由

23、民主的讨论会最后条边）这种结构，通过组织几个自由民主的讨论会最后形成形成12个专题并邀请个专题并邀请30个经过适当挑选的专家组成专题小组再组织多次个经过适当挑选的专家组成专题小组再组织多次(一般一般3次）讨次）讨论。每个专家可以以正面的角色参加论。每个专家可以以正面的角色参加2个专题，以批评者的角色参加另外个专题，以批评者的角色参加另外2个专题的讨个专题的讨论。经过这样反复讨论最后形成决策或者某些共识。有关会议协同集成论。经过这样反复讨论最后形成决策或者某些共识。有关会议协同集成(Syntegration这个词也可看成这个词也可看成Synergy和和Integration的组合词）的过程有不少的组合词）的过程有不少网上文章介绍（例如网上文章介绍（例如）。这种会议一般持续）。这种会议一般持续3-5天（较多的是用天（较多的是用3.5天）。天）。在最近拾年来在很多国家和不同的领域，例如在最近拾年来在很多国家和不同的领域，例如,改进管理、解决冲突、知识管理、改进管理、解决冲突、知识管理、战略选择和项目管理等得到应用。战略选择和项目管理等得到应用。在哥伦比亚用于环境部门帮助他们达到知识共享。在哥伦比亚用于环境部门帮助他们达到知识共享。加拿大有人用它来分析风险加拿大有人用它来分析风险,有人曾用这个方法来组织写纪念有人曾用这个方法来组织写纪念Beer的论文集。的论文集。