系统结构模型化技术精讲.pptx
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1、会计学1系统结构模型化技术精讲系统结构模型化技术精讲2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第1页/共40页3 解决复杂系统问题,困难在于弄清楚要解决解决复杂系统问题,困难在于弄清楚要解决解决复杂系统问题,困难在于弄清楚要解决解决复杂系统问题,困难在于弄清楚要解决什么问题,什么是表面问题,什么是潜在问题,什么问题,什么是表面问题,什么是潜在问题,什么问题,什么是表面问题,什么是潜在问题,什么问题,什么
2、是表面问题,什么是潜在问题,什么是原因层的问题,什么是根子层的问题。这什么是原因层的问题,什么是根子层的问题。这什么是原因层的问题,什么是根子层的问题。这什么是原因层的问题,什么是根子层的问题。这就是就是就是就是问题诊断和系统概念开发问题诊断和系统概念开发问题诊断和系统概念开发问题诊断和系统概念开发。如何能使用自然语言或图形等较直观的方式如何能使用自然语言或图形等较直观的方式如何能使用自然语言或图形等较直观的方式如何能使用自然语言或图形等较直观的方式来描述和阐明问题,这就是根据问题导向,建立来描述和阐明问题,这就是根据问题导向,建立来描述和阐明问题,这就是根据问题导向,建立来描述和阐明问题,这
3、就是根据问题导向,建立概念模型。系统结构模型是一种较正规的概念模概念模型。系统结构模型是一种较正规的概念模概念模型。系统结构模型是一种较正规的概念模概念模型。系统结构模型是一种较正规的概念模型。这类模型对于理清思路、明确问题,与利益型。这类模型对于理清思路、明确问题,与利益型。这类模型对于理清思路、明确问题,与利益型。这类模型对于理清思路、明确问题,与利益相关者进行沟通,都极为有用。这种结构化的概相关者进行沟通,都极为有用。这种结构化的概相关者进行沟通,都极为有用。这种结构化的概相关者进行沟通,都极为有用。这种结构化的概念模型就是念模型就是念模型就是念模型就是系统结构模型系统结构模型系统结构模
4、型系统结构模型。一、结构模型概论一、结构模型概论一、结构模型概论一、结构模型概论从概念模型到结构模型从概念模型到结构模型从概念模型到结构模型从概念模型到结构模型系统概念开发系统概念开发系统概念开发系统概念开发第2页/共40页4模型的分类模型的分类模模型型类类比比仿仿真真形形象象符符号号概概念念图图像像物物理理数数学学图图示示字字句句描描述述思思维维第3页/共40页5 凡系统必有结构,系统结构决定系统功能;凡系统必有结构,系统结构决定系统功能;凡系统必有结构,系统结构决定系统功能;凡系统必有结构,系统结构决定系统功能;破坏结构,就会完全破坏系统的总体功能。这说破坏结构,就会完全破坏系统的总体功能
5、。这说破坏结构,就会完全破坏系统的总体功能。这说破坏结构,就会完全破坏系统的总体功能。这说明了系统结构的普遍性与重要性。明了系统结构的普遍性与重要性。明了系统结构的普遍性与重要性。明了系统结构的普遍性与重要性。结构模型描述系统结构形态,即系统各部分结构模型描述系统结构形态,即系统各部分结构模型描述系统结构形态,即系统各部分结构模型描述系统结构形态,即系统各部分间及其与环境间的关系(因果、顺序、联系、隶间及其与环境间的关系(因果、顺序、联系、隶间及其与环境间的关系(因果、顺序、联系、隶间及其与环境间的关系(因果、顺序、联系、隶属、优劣对比等)属、优劣对比等)属、优劣对比等)属、优劣对比等)。结构
6、模型是从概念模型过渡。结构模型是从概念模型过渡。结构模型是从概念模型过渡。结构模型是从概念模型过渡到定量分析的中介,即使对那些难以量化的系统到定量分析的中介,即使对那些难以量化的系统到定量分析的中介,即使对那些难以量化的系统到定量分析的中介,即使对那些难以量化的系统来说也可以建立结构模型,故在系统分析中应用来说也可以建立结构模型,故在系统分析中应用来说也可以建立结构模型,故在系统分析中应用来说也可以建立结构模型,故在系统分析中应用很广泛。很广泛。很广泛。很广泛。结构模型结构模型第4页/共40页6 因此,因此,结构模型是将系统分割成子系统结构模型是将系统分割成子系统(或元素)时,表现子系统(或元
7、素)如何相(或元素)时,表现子系统(或元素)如何相互关联而构成整体系统的一种模型互关联而构成整体系统的一种模型。一般是定。一般是定性模型。特别适用于系统开发初始阶段。性模型。特别适用于系统开发初始阶段。结构模型利用集合、图、矩阵等工具为系结构模型利用集合、图、矩阵等工具为系统统“关系学关系学”的研究提供了形式化手段。的研究提供了形式化手段。结构模型结构模型第5页/共40页7l l需要强调的是:系统、集合、图、矩阵之间的对应需要强调的是:系统、集合、图、矩阵之间的对应关系,对研究大系统结构非常有用。关系,对研究大系统结构非常有用。l l集合是系统的数学表现;集合是系统的数学表现;l l图是系统的
8、形象、直观描写图是系统的形象、直观描写l l矩阵可存入计算机,作计算机辅助处理。矩阵可存入计算机,作计算机辅助处理。l l系统工程要从总体上研究系统与子系统、子系统与系统工程要从总体上研究系统与子系统、子系统与子系统、系统与环境间的相互关系,这是研究大系子系统、系统与环境间的相互关系,这是研究大系统内、外部错综复杂关系的统内、外部错综复杂关系的“关系学关系学”,结构模型,结构模型恰好提供这一研究的形式化手段。恰好提供这一研究的形式化手段。结构模型结构模型第6页/共40页8 构构成成系系统统诸诸要要素素间间的的关关联联方方式式或或关关系系,通通常常采采用用有有向向图图(节节点点与与有有向向弧弧)
9、和和矩矩阵阵(可可达达矩矩阵阵等)这两种常用的表达方式。等)这两种常用的表达方式。比比较较有有代代表表性性的的系系统统结结构构分分析析方方法法有有:关关联联树树(如如问问题题树树、目目标标树树、决决策策树树)法法、解解释释结结构构模模型型化化(ISM)方方法法、系系统统动动力力学学(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第7页/共40页9Interpretive Structure ModelInterpretive Structure Modeln n解析结构模型属于解析结构模型属于静态的定性模型静态的定性模型。n n它的它的基本理论是图论的重构理
10、论基本理论是图论的重构理论,通,通过一些基本假设和图、矩阵的有关运过一些基本假设和图、矩阵的有关运算,可以得到可达性矩阵;然后再通算,可以得到可达性矩阵;然后再通过人过人-机结合,分解可达性矩阵,使机结合,分解可达性矩阵,使复杂的系统分解成多级递阶结构形式。复杂的系统分解成多级递阶结构形式。n n在总体设计、区域规划、技术评估和在总体设计、区域规划、技术评估和系统诊断方面应用广泛。系统诊断方面应用广泛。二、解析结构模型(二、解析结构模型(二、解析结构模型(二、解析结构模型(ISMISM)研究一个由大量单元组成的、各单元之间又存在着相互研究一个由大量单元组成的、各单元之间又存在着相互研究一个由大
11、量单元组成的、各单元之间又存在着相互研究一个由大量单元组成的、各单元之间又存在着相互关系的系统,必须了解系统的结构,一个有效的方法就是关系的系统,必须了解系统的结构,一个有效的方法就是关系的系统,必须了解系统的结构,一个有效的方法就是关系的系统,必须了解系统的结构,一个有效的方法就是建立系统的结构模型,而结构模型技术已发展到建立系统的结构模型,而结构模型技术已发展到建立系统的结构模型,而结构模型技术已发展到建立系统的结构模型,而结构模型技术已发展到100100余种余种余种余种。第8页/共40页10 ISM实用化方法原理实用化方法原理 设定设定问题、问题、形成形成意识意识模型模型找出找出影响影响
12、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 学习学习第9页/共40页11ISM实用化方法步骤及应用实用化方法步骤及应用 核核心心:对对系系统统要要素素间间的的关关系系(尤尤其其是是因因果果关关系系)进进行行层层次次化化处处理理,最最终终形形成成具具有有多多级级递递阶阶关关系系和和解解释功能的结构模型(图)释功能的结构模型(图)。第第1步步:找找出出影影响响系系统统问问题题的的主主要要因因素素,并
13、并寻寻求求要要素素间间的的直接二元关系,给出系统的邻接矩阵;直接二元关系,给出系统的邻接矩阵;第第2步步:考考虑虑二二元元关关系系的的传传递递性性,建建立立反反映映诸诸要要素素间间关关系系的可达矩阵;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
14、间的关系。第10页/共40页121 1、关系图、关系图、关系图、关系图 假设系统所涉及到的关系都是二元关系。则假设系统所涉及到的关系都是二元关系。则假设系统所涉及到的关系都是二元关系。则假设系统所涉及到的关系都是二元关系。则系统的单元可用节点表示,单元之间的关系可以系统的单元可用节点表示,单元之间的关系可以系统的单元可用节点表示,单元之间的关系可以系统的单元可用节点表示,单元之间的关系可以用带有箭头的边(箭线)来表示,从而构成一个用带有箭头的边(箭线)来表示,从而构成一个用带有箭头的边(箭线)来表示,从而构成一个用带有箭头的边(箭线)来表示,从而构成一个有向连接图。这种图统称有向连接图。这种图
15、统称有向连接图。这种图统称有向连接图。这种图统称关系图关系图关系图关系图。关系图中,称具有对称性关系的单元关系图中,称具有对称性关系的单元关系图中,称具有对称性关系的单元关系图中,称具有对称性关系的单元 e ei i 和和和和e ej j 具有具有具有具有强连接性强连接性强连接性强连接性。(一一)几个相关的数学概念几个相关的数学概念第11页/共40页131.1.成绩不好成绩不好 2.2.老师常批评老师常批评 3.3.上课不认上课不认真真4.4.平时作业不认真平时作业不认真5.5.学习环境差学习环境差6.6.太贪玩太贪玩7.7.父母常打牌父母常打牌 8.8.父母不管父母不管 9.9.朋友不好朋友
16、不好 10.10.给很多钱给很多钱11.11.缺乏自信缺乏自信3567891041211例:一个孩子的学习问题例:一个孩子的学习问题例:一个孩子的学习问题例:一个孩子的学习问题 第12页/共40页14例:温带草原食物链 1.1.草草草草 2.2.兔兔兔兔 3.3.鼠鼠鼠鼠 4.4.吃草的鸟吃草的鸟吃草的鸟吃草的鸟 5.5.吃草的昆虫吃草的昆虫吃草的昆虫吃草的昆虫 6.6.捕食性昆虫捕食性昆虫捕食性昆虫捕食性昆虫 7.7.蜘蛛蜘蛛蜘蛛蜘蛛 8.8.蟾蜍蟾蜍蟾蜍蟾蜍 9.9.吃虫的鸟吃虫的鸟吃虫的鸟吃虫的鸟 10.10.蛇蛇蛇蛇 11.11.狐狸狐狸狐狸狐狸 12.12.鹰和猫头鹰鹰和猫头鹰鹰和猫
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