系統(tǒng)模型與模型化

1、第三講第三講 系統(tǒng)模型與模型化系統(tǒng)模型與模型化l概述概述 l解釋結(jié)構(gòu)模型（解釋結(jié)構(gòu)模型（ISM） 一一.概述概述1.基本概念及意義基本概念及意義l模型模型對現(xiàn)實系統(tǒng)抽象表達的結(jié)果。對現(xiàn)實系統(tǒng)抽象表達的結(jié)果。 應(yīng)能反映（抽象或模仿）出系統(tǒng)應(yīng)能反映（抽象或模仿）出系統(tǒng) 某個方面的組成部分（要素）某個方面的組成部分（要素） 及其相互關(guān)系。及其相互關(guān)系。1.基本概念及意義基本概念及意義l模型化模型化構(gòu)建系統(tǒng)模型的過程及方法。構(gòu)建系統(tǒng)模型的過程及方法。 要注意兼顧到現(xiàn)（真）實性和易處理性。要注意兼顧到現(xiàn)（真）實性和易處理性。 意義及特點意義及特點： 對系統(tǒng)問題進行規(guī)范研究的基礎(chǔ)和標志；對系統(tǒng)問題進行規(guī)范

2、研究的基礎(chǔ)和標志； 經(jīng)濟、方便、快速、可重復，經(jīng)濟、方便、快速、可重復，“思想思想”或或“政策政策”試驗；試驗； 經(jīng)過了分析人員對客體的抽象，因而必須再拿到現(xiàn)實中經(jīng)過了分析人員對客體的抽象，因而必須再拿到現(xiàn)實中去檢驗。去檢驗。2.模型的分類與模型化的基本方法模型的分類與模型化的基本方法模型的分類模型的分類： A概念模型概念模型A1（思維或意識模型（思維或意識模型A11; 字句模型字句模型 A12; 描述模型描述模型A13） 符號模型符號模型A2（圖表模型（圖表模型A21;數(shù)學模型數(shù)學模型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;圖像模型圖像模型A42） 類

3、比模型類比模型A5(比較是一個特殊的方法)概述概述模型的分類與模型化的基本方法B分析模型分析模型B1通常用數(shù)學關(guān)系式表達通常用數(shù)學關(guān)系式表達 仿真模型仿真模型B2主要基于主要基于“計算機導向計算機導向” 博弈模型博弈模型B3主要基于主要基于“人的行為導向人的行為導向” 判斷模型判斷模型B4基于專家（經(jīng)驗）調(diào)查的判斷基于專家（經(jīng)驗）調(diào)查的判斷 C結(jié)構(gòu)模型結(jié)構(gòu)模型C1 數(shù)學模型數(shù)學模型C2 仿真模型仿真模型C3概述概述模型的分類與模型化的基本方法D實體模型實體模型D1（實物模型（實物模型D11;模擬模型模擬模型D12） 抽象模型或符號模型抽象模型或符號模型D2（數(shù)學模型數(shù)學模型D21; 結(jié)構(gòu)模型結(jié)

4、構(gòu)模型D22； 仿真模型仿真模型D23; ）概述概述模型的分類與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機理法或分析方法（機理法或分析方法（A22,B1,B3,C2,D21，數(shù)學，數(shù)學模型為主）模型為主） v實驗方法：擬合法實驗方法：擬合法“理論理論”導向?qū)?經(jīng)驗法經(jīng)驗法“數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)”導向?qū)?（A22,B1,C2,D21） 模擬法模擬法“計算機計算機”或或“實物實物”導導向向 （A3,A4,B2,C3,D1,D23） v專家法或老手法（專家法或老手法（A21,B4,C1,D22） v 概述概述3 3. .建模一般過程建模一般過程 （1）明確建模目的和要求；）明確建模目的和要求；

5、 （2）弄清系統(tǒng)或子系統(tǒng)中的主要因素及其相互關(guān)系）弄清系統(tǒng)或子系統(tǒng)中的主要因素及其相互關(guān)系 ； （3）選擇模型方法；）選擇模型方法； （4）確定模型結(jié)構(gòu)；）確定模型結(jié)構(gòu)； （5）估計模型參數(shù)；）估計模型參數(shù)； （6）模型試運行；）模型試運行； （7）對模型進行實驗研究；）對模型進行實驗研究； （8）對模型進行必要修正。）對模型進行必要修正。幾種典型的系統(tǒng)模型幾種典型的系統(tǒng)模型 1.ISM（Interpretative Structural Modeling） 2.SS （State Space） 3.SD （System Dynamics） 4.CA （Conflict Analysis） 5

6、.新進展新進展軟計算或軟計算或“擬人擬人”方法（人工神經(jīng)方法（人工神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等）；網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等）； 新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)； 二二.解釋結(jié)構(gòu)模型（解釋結(jié)構(gòu)模型（ISM）（一）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型化基礎(chǔ)（一）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型化基礎(chǔ)1.1.概念概念 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)模型結(jié)構(gòu)模型結(jié)構(gòu)模型化結(jié)構(gòu)模型化結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析 2.2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)表達及分析方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)表達及分析方法 理解系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的概念理解系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的概念（構(gòu)成系統(tǒng)諸要素間的（構(gòu)成系統(tǒng)諸要素間的關(guān)聯(lián)方式或關(guān)系）關(guān)聯(lián)方式或關(guān)系）及其有向圖及其有向圖（節(jié)點與有向?。ü?jié)點與有向弧）和矩陣和矩陣（可達矩陣等）（可達矩陣等）這兩種常用的表達方式。這兩種常用

7、的表達方式。 （一）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型化基礎(chǔ) 比較有代表性的比較有代表性的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析方法有：有：關(guān)聯(lián)樹（如問題樹、目標樹、決策樹）法、關(guān)聯(lián)樹（如問題樹、目標樹、決策樹）法、解釋結(jié)構(gòu)模型化（解釋結(jié)構(gòu)模型化（ISM）方法、系統(tǒng)動力學）方法、系統(tǒng)動力學（SD）結(jié)構(gòu)模型化方法等。）結(jié)構(gòu)模型化方法等。 本部分要求大家主要學習和掌握本部分要求大家主要學習和掌握ISM方方法（實用化方法、規(guī)范方法）。法（實用化方法、規(guī)范方法）。（二）（二）ISM實用化方法實用化方法設(shè)定設(shè)定問題問題、形、形成意成意識模識模型型找出找出 影響影響 要素要素要素要素關(guān)系關(guān)系分析分析（關(guān)（關(guān)系圖系圖）建立可建立可達矩陣達

8、矩陣(M)和縮和縮減減 矩陣矩陣 （M/）矩陣矩陣層次層次化處化處理理(ML/) 繪制繪制 多級多級 遞階遞階 有向有向 圖圖建立建立 解釋解釋 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 模型模型分析分析 報告報告比較比較/ F 學習學習初步分析初步分析規(guī)范分析規(guī)范分析綜合分析綜合分析ISMISM實用化方法原理圖實用化方法原理圖ISM實用化方法舉例實用化方法舉例 影響部門執(zhí)行力因素分析 要素關(guān)系分析圖（圖要素關(guān)系分析圖（圖1） V VV VV V1 1、組織定位（使命）、組織定位（使命）V VV VA AV VV V2 2、結(jié)構(gòu)及流程、結(jié)構(gòu)及流程V VV VA AV V3 3、組織文化、組織文化A AA A4 4、工作計劃、

9、工作計劃V VV VV V5 5、領(lǐng)導能力、領(lǐng)導能力 V VA A6 6、成員素質(zhì)（責任心）、成員素質(zhì)（責任心）V VA AV V7 7、激勵與約束、激勵與約束 A A8 8、有效控制、有效控制 V V9 9、制度與規(guī)范、制度與規(guī)范1010、配合與協(xié)調(diào)、配合與協(xié)調(diào)可達矩陣（圖可達矩陣（圖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縮減矩陣（圖縮減矩陣（圖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具有層次結(jié)構(gòu)的縮減矩陣（圖具有層次結(jié)構(gòu)的縮減矩陣（圖4）410836271594-工作計劃 8-有效控制 10-配合協(xié)調(diào) 1-組織定位 5-領(lǐng)導能力 9-制度規(guī)范多級遞階有向圖（圖多級遞階有向圖（

11、圖5）解釋結(jié)構(gòu)模型解釋結(jié)構(gòu)模型工作計劃工作計劃有效控制有效控制配合協(xié)調(diào)配合協(xié)調(diào)組織文化組織文化成員素質(zhì)成員素質(zhì)結(jié)構(gòu)及流程結(jié)構(gòu)及流程激勵與約束激勵與約束制度規(guī)范制度規(guī)范領(lǐng)導能力領(lǐng)導能力組織定位組織定位 通過上述分析，我們認為一個組織執(zhí)行力的提高，從長期通過上述分析，我們認為一個組織執(zhí)行力的提高，從長期性和根本上來說，取決于這個組織的戰(zhàn)略定位（性和根本上來說，取決于這個組織的戰(zhàn)略定位（1 1）、制度與）、制度與規(guī)范的建設(shè)能力（規(guī)范的建設(shè)能力（9 9）和領(lǐng)導者的素質(zhì)、修養(yǎng)及能力（）和領(lǐng)導者的素質(zhì)、修養(yǎng)及能力（5 5）從短）從短期性和直接性來說，與工作計劃（期性和直接性來說，與工作計劃（4 4）、有效

12、控制（）、有效控制（8 8）和組織）和組織成員間的相互配合與協(xié)調(diào)能力（成員間的相互配合與協(xié)調(diào)能力（1010）等要素直接相關(guān)，而組織）等要素直接相關(guān)，而組織文化與成員素質(zhì)（責任心）則直接影響以上三個要素。所以我文化與成員素質(zhì)（責任心）則直接影響以上三個要素。所以我們提出了根據(jù)組織戰(zhàn)略定位，加強組織文化建設(shè)，提高組織成們提出了根據(jù)組織戰(zhàn)略定位，加強組織文化建設(shè)，提高組織成員素質(zhì)（責任心），優(yōu)化工作流程，加強工作制度建設(shè)，全面員素質(zhì)（責任心），優(yōu)化工作流程，加強工作制度建設(shè)，全面提高本部門執(zhí)行力的初步方案（措施）。提高本部門執(zhí)行力的初步方案（措施）。結(jié)論結(jié)論方法小結(jié)（方法小結(jié)（1）各小組可結(jié)合自己所

13、提出的系統(tǒng)分析問題，來理解和掌握各小組可結(jié)合自己所提出的系統(tǒng)分析問題，來理解和掌握ISM實用化方法的過程。注意該方法的核心是對系統(tǒng)要素間實用化方法的過程。注意該方法的核心是對系統(tǒng)要素間的關(guān)系（尤其是因果關(guān)系）進行層次化處理，最終形成具有的關(guān)系（尤其是因果關(guān)系）進行層次化處理，最終形成具有多級遞階關(guān)系和解釋功能的結(jié)構(gòu)模型（圖）。多級遞階關(guān)系和解釋功能的結(jié)構(gòu)模型（圖）。 第第1步：步： 找出影響系統(tǒng)問題的主要因素，通過方格圖判找出影響系統(tǒng)問題的主要因素，通過方格圖判斷要素間的直接（相鄰）影響關(guān)系；斷要素間的直接（相鄰）影響關(guān)系； 第第2步：步： 考慮因果等關(guān)系的傳遞性，建立反映諸要素間考慮因果等關(guān)

14、系的傳遞性，建立反映諸要素間關(guān)系的可達矩陣（該類矩陣屬反映邏輯關(guān)系的布爾矩陣）；關(guān)系的可達矩陣（該類矩陣屬反映邏輯關(guān)系的布爾矩陣）； 第第3步：步： 考慮要素間可能存在的強連接（相互影響）關(guān)考慮要素間可能存在的強連接（相互影響）關(guān)系，僅保留其中的代表要素，形成可達矩陣的縮減矩陣；系，僅保留其中的代表要素，形成可達矩陣的縮減矩陣；方法小結(jié)（方法小結(jié)（2）l第第4步：步： 縮減矩陣的層次化處理，分為兩步：（縮減矩陣的層次化處理，分為兩步：（1）按照矩）按照矩陣每一行陣每一行“1”的個數(shù)的少與多，從前到后重新排列矩陣，的個數(shù)的少與多，從前到后重新排列矩陣，此矩陣應(yīng)為嚴格的下三角矩陣；（此矩陣應(yīng)為嚴格的下三角矩陣；（2）從矩陣的左上到右下）從矩陣的左上到右下依次找出最大單位矩陣，逐步形成不同層次的要素集合。依次找出最大單位矩陣，逐步形成不同層次的要素集合。 l 第第5步：步：作出多級遞階有向圖。作圖過程為：作出多級遞階有向圖。作圖過程為： l （1）按照每個最大單位子矩陣框定的要素，將各