系統(tǒng)思維修養(yǎng)筆記

系統(tǒng)思維修養(yǎng)筆記系統(tǒng)思維修養(yǎng)的統(tǒng)一應用構架研討一、 統(tǒng)一的內(nèi)容構架1、 問題、對象/整體性系統(tǒng) 層次架構性發(fā)展演化\環(huán)境適應性2、 霍爾三維結構+人文+社會二、 體現(xiàn)中國文化的“善思，多測和節(jié)儉”本質文化的定義與人的素質文化的內(nèi)容架構A:三層、四項基本要素：思維模式、行為模式、表達模式和器物認同與宗教習慣B：區(qū)別于知識中國講究中庸之道曾子曰：“十目所視，十手所指，其嚴乎！”系統(tǒng)思維一、系統(tǒng)定義與特征1、一般是指存在著由若干個相互區(qū)分，相互作用和依賴的事物組合而成的，具有特定功能并按一定規(guī)律運動著的有機整體。2、分類：自然、人工或工程系統(tǒng)二、 按照經(jīng)典的要求1、 論語2、 古文觀止A.師說 B.原道 C.諫太宗十思疏3、 弟子規(guī)三、 結合現(xiàn)代條件------網(wǎng)絡系統(tǒng)思維學習內(nèi)容一、 關鍵詞 系統(tǒng)、思維、修養(yǎng)二、 俗語、成語一一大智若愚、福禍相依、南轅北轍三、 文化的定義與人的素質文化的內(nèi)容何謂素質？A.智商、情商 B.協(xié)商、學商、健商 C.修養(yǎng)四、 幾種典型的分形1、三分康托集1883年，德國數(shù)學家康托(G.Cantor)提出了如今廣為人知的三分康托集。三分康托集是很容易構造的，然而，它卻顯示出許多最典型的分形特征。它是從單位區(qū)間出發(fā)，再由這個區(qū)間不斷地去掉部分子區(qū)間的過程三分康托集的構造過程構造出來的（如右圖）。其詳細構造過程是：第一步，把閉區(qū)間0,1］平均分為三段，去掉中間的1/3部分段，則只剩下兩個閉區(qū)間［0,1/3］和［2/3,1］。第二步，再將剩下的兩個閉區(qū)間各自平均分為三段，同樣去掉中間的區(qū)間段，這時剩下四段閉區(qū)間：［0，1/9］，［2/9，1/3］，［2/3,7/9］和［8/9，1］。第三步，重復刪除每個小區(qū)間中間的1/3段。如此不斷的分割下去，最后剩下的各個小區(qū)間段就構成了三分康托集。三分康托集的Hausdorff維數(shù)是0.6309。2、Koch曲線1904年，瑞典數(shù)學家柯赫構造了“Koch曲線”幾何圖形。Koch曲線大于一維，具有無限的長度，但是又小于二維，并且生成的圖形的面積為零。它和三分康托集一樣，是一個典型的分形。根據(jù)分形的次數(shù)不同，生成的Koch曲線也有很多種，比如三次Koch曲線，四次Koch曲線等。下面以三次Koch曲線為例，介紹Koch曲線的構造方法，其它的可依此類推。Koch三次Koch曲線的構造過程主要分為三大步驟：第一步，給定一個初始圖形一一一條線段；第二步，將這條線段中間的1/3處向外折起；第三步，按照第二步的方法不斷的把各段線段中間的1/3處向外折起。這樣無限的進行下去，最終即可構造出Koch曲線。其圖例構造過程如右圖所示（迭代了6次的圖形）。3、 Julia集Julia集是由法國數(shù)學家GastonJulia和PierreFaton在發(fā)展了復變函數(shù)迭代的基礎理論后獲得的。Julia集也是一個典型的分形，只是在表達上相當復雜，難以用古典的數(shù)學方法描述。Julia集4、 Julia集由一個復變函數(shù)（如左圖） 盡管這個復變函數(shù)看起來很簡單，然而它卻能夠生成很復雜的分形圖形。 右圖為Julia集生成的圖形，由于c可以是任意值，所以當c取不同的值時，生成的Julia集的圖形也不相同。分維作用分維，作為分形的定量表征和基本參數(shù)，是分形理論的又一重要原則。分維，又稱分形維或分數(shù)維，通常用分數(shù)或帶小數(shù)點的數(shù)表示。長期以來人們習慣于將點定義為零維,直線為一維,平面為二維,空間為三維,愛因斯坦在相對論中引入時間維，就形成四維時空。對某一問題給予多方面的考慮，可建立高維空間,但都是整數(shù)維。在數(shù)學上，把歐氏空間的幾何對象連續(xù)地拉伸、壓縮、扭曲，維數(shù)也不變，這就是拓撲維數(shù)。然而，這種傳統(tǒng)的維數(shù)觀受到了挑戰(zhàn)。曼德布羅特曾描述過一個繩球的維數(shù)：從很遠的距離觀察這個繩球，可看作一點（零維）;從較近的距離觀察，它充滿了一個球形空間（三維）;再近一些，就看到了繩子（一維）;再向微觀深入，繩子又變成了三維的柱，三維的柱又可分解成一維的纖維。那么，介于這些觀察點之間的中間狀態(tài)又如何呢？ 顯然,并沒有繩球從三維對象變成一維對象的確切界限。數(shù)學家豪斯道夫（Hausdoff）在1919年提出了連續(xù)空間的概念，也就是空間維數(shù)是可以連續(xù)變化的,它可以是整數(shù)也可以是分數(shù)，稱為豪斯道夫維數(shù)。記作Df,一般的表達式為:K=LDf,也作K=（1/L）-Df,取對數(shù)并整理得Df=lnK/lnL，其中L為某客體沿其每個獨立方向皆擴大的倍數(shù),K為得到的新客體是原客體的倍數(shù)。顯然,Df在一般情況下是一個分數(shù)。因此，曼德布羅特也把分形定義為豪斯道夫維數(shù)大于或等于拓撲維數(shù)的集合。英國的海岸線為什么測不準？因為歐氏一維測度與海岸線的維數(shù)不一致。根據(jù)曼德布羅特的計算，英國海岸線的維數(shù)為1.26。有了分維，海岸線的長度就確定了。五、霍爾三維結構霍爾的三維結構模式的出現(xiàn)，為解決大型復雜系統(tǒng)的規(guī)劃、組織、管理問題提供了一種統(tǒng)一的思想方法，霍爾的三維結構模式因而在世界各國得到了廣泛應用?；魻柸S結構是將系統(tǒng)工程整個活動過程分為前后緊密銜接的七個階段和七個步驟，同時還考慮了為完成這些階段和步驟所需要的各種專業(yè)知識和技能。這樣，就形成了由時間維、邏輯維和知識維所組成的三維空間結構。其中，時間維表示系統(tǒng)工程活動從開始到結束按時間順序排列的全過程，分為規(guī)劃、擬定方案、研制、生產(chǎn)、安裝、運行、更新七個時間階段。邏輯維是指時間維的每一個階段內(nèi)所要進行的工作內(nèi)容和應該遵循的思維程序，包括明確問題、確定目標、系統(tǒng)綜合、系統(tǒng)分析。優(yōu)化、決策、實施七個邏輯步驟。知識維列舉需要運用包括工程、醫(yī)學、建筑、商業(yè)、法律、管理、社會科學、藝術、等各種知識和技能。三維結構體系形象地描述了系統(tǒng)工程研究的框架，對其中任一階段和每一個步驟，又可進一步展開，形成了分層次的樹狀體系。下面將邏輯維的7個步驟逐項展開討論，可以看出，這些內(nèi)容幾乎覆蓋了系統(tǒng)工程理論方法的各個方面。 如詞條附圖所示，霍爾三維結構是由時間維、邏輯維和知識維組成的立體空間結構。編輯本段霍爾三維結構分析邏輯維(解決問題的邏輯過程)運用系統(tǒng)工程方法解決某一大型工程項目時，一般可分為七個步驟： 1.明確問題霍爾的三維結構模式由于系統(tǒng)工程研究的對象復雜，包含自然界和社會經(jīng)濟各個方面，而且研究對象本身的問題有時尚不清楚，如果是半結構性或非結構性問題，也難以用結構模型定量表示。因此，系統(tǒng)開發(fā)的最初階段首先要明確問題的性質，特別是在問題的形成和規(guī)劃階段，搞清楚要研究的是什么性質的問題，以便正確地設定問題，否則，以后的許多工作將會勞而無功。造成很大浪費。國內(nèi)外學者在問題的設定方面提出了許多行之有效的方法，主要有：直觀的經(jīng)驗方法。這類方法中，比較知名約有頭腦風暴法(BrainStorming)，又稱智暴法、5W1H法、KJ法等，日本人將這類方法叫做創(chuàng)造工程法。這一方法的特點是總結人們的經(jīng)驗，集思廣益，通過分散討論和集中歸納，整理出系統(tǒng)所要解決的問題。預測法。系統(tǒng)要分析的問題常常與技術發(fā)展趨勢和外部環(huán)境的變化有關，其中有許多未知因素，這些因素可用打分的辦法或主觀概率法來處理。預測法主要有德爾菲法、情景分析法、交叉影響法、時間序列法等。結構模型法。復雜問題可用分解的方法，形成若干相關聯(lián)的相對簡單的子問題，然后用網(wǎng)絡圖方法將問題直觀地表示出來。常用的方法有解釋結構模型法(I5M法)、決策實驗室法(DEMATEL法)、圖論法等。其中，用圖論中的關聯(lián)樹來分析目標體系和結構，可以很好地比較各種替代方案，在問題形成、方案選擇和評價中是很有用的。多變量統(tǒng)計分析法。用統(tǒng)計理論方法所得到的多變量模型一般是非物理模型，對象也常是非結構的或半結構的。統(tǒng)計分析法中比較常用的有因子分析法、主成份分析法等，成組分析和正則相關分析也屬此類。此外，還有利用行為科學、社會學、一般系統(tǒng)理論和模糊理論來分析，或幾種方法結合起來分析，使問題明確化。建立價值體系或評價體系 評價體系要回答以下一些問題:評價指標如何定量化，評價中的主觀成分和客觀成分如何分離，如何進行綜合評價，如何確定價值觀問題等。行之有效的價值體系方法有以下幾種。效用理論。該理論是從公理出發(fā)建立的價值理論體系，反映了人的偏好，建立了效用理論和效用函數(shù)，并發(fā)展為多屬性和多隸屬度效用函數(shù)。費用/效益分析法。多用于經(jīng)濟系統(tǒng)評價，如投資效果評價、項目可行性研究等。風險估計。在系統(tǒng)評價中，風險和安全性評價是一個重要內(nèi)容，決策人對風險的態(tài)度也反映在效用函數(shù)上。在多個目標之間有沖突時，人們也常根據(jù)風險估計來進行折衷評價。價值工程。價值是人們對事物優(yōu)劣的觀念準則和評價準則的總和。例如，要解決的問題是否值得去做，解決問題的過程是否適當，結果是否令人滿意等。以生產(chǎn)為例，產(chǎn)品的價值主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的功能和質量上，降低投入成本和增加產(chǎn)出是兩項相關的準則。價值工程是個總體概念，具體體現(xiàn)在設計、制造和銷售各個環(huán)節(jié)的合理性上。3、系統(tǒng)分析不論是工程技術問題還是社會環(huán)境問題，系統(tǒng)分析首先要對所研究的對象進行描述，建模的方法和仿真技術是常采用的方法，對難以用數(shù)學模型表達的社會系統(tǒng)和生物系統(tǒng)等，也常用定性和定量相結合的方法來描述。系統(tǒng)分析的主要內(nèi)容涉及以下幾方面。系統(tǒng)變量的選擇。用于描述系統(tǒng)主事狀態(tài)及其演變過程的是一組狀態(tài)變量和決策變量，因此，系統(tǒng)分析首先要選擇出能反映問題本質的變量，并區(qū)分內(nèi)生變量和外生變量，用靈敏度分析法可區(qū)別各個變量對系統(tǒng)命題的影響程度，并對變量進行篩眩。建模和仿真。在狀態(tài)變量選定后，要根據(jù)客觀事物的具體特點確定變量間的相互依存和制約關系，即構造狀態(tài)平衡方程式，得出描述系統(tǒng)特征的數(shù)學模型。在系統(tǒng)內(nèi)部結構不清楚的情況下，可用輸入輸出的統(tǒng)計數(shù)據(jù)得出關系式，構造出系統(tǒng)模型。系統(tǒng)對象抽象成模型后，就可進行仿真，找出更普遍、更集中和更深刻反映系統(tǒng)本質的特征和演變趨勢?，F(xiàn)已有若干實用的大系統(tǒng)仿真軟件，如用于隨機服務系統(tǒng)的GPSS軟件，用于復雜社會經(jīng)濟系統(tǒng)仿真的系統(tǒng)動力學(SD)軟件等。可靠性工程。系統(tǒng)可靠性工程是研究系統(tǒng)中元素的可靠性和由多個元素組成的系統(tǒng)整體可靠性之間的關系。一般講，可靠的元件是組成可靠系統(tǒng)的基礎，然而，局部的可靠性和整體可靠性間并非簡單的對應關系，系統(tǒng)工程強調(diào)從整體上來看問題。在40年代，馮?諾依曼(VonNeumann)開始研究用重復的不那么可靠的元件組成高度可靠系統(tǒng)的問題，并進行了可靠性理論探討。錢學森教授也提出，現(xiàn)在大規(guī)模集成電路的發(fā)展便元器件的成本大大降低，如何用可靠性較低的元器件組成可靠性高的系統(tǒng)，是個很有現(xiàn)實意義的問題。近年來，己采用的可靠性和安全性評價方法有FTA或ETA等樹狀圖形方法。4、系統(tǒng)綜合系統(tǒng)綜合是在給定條件下，找出達到預期目標的手段或系統(tǒng)結構。一般來講，按給定目標設計和規(guī)劃的系統(tǒng)，在具體實施時，總與原來的設想有些差異，需要通過對問題本質的深入理解，作出具體解決問題的替代方案，或通過典型實例的研究，構想出系統(tǒng)結構和簡單易行的能實現(xiàn)目標要求的實施方案。系統(tǒng)綜合的過程常常需要有人的參與，計算機輔助設計(CAD)和系統(tǒng)仿真可用于系統(tǒng)綜合，通過人機的交互作用，51人人的經(jīng)驗知識，便系統(tǒng)具有推理和聯(lián)想的功能。近年來，知識工程和模糊理論已成為系統(tǒng)綜合的有力工具。5、系統(tǒng)方案的優(yōu)化選擇在系統(tǒng)的數(shù)學模型和目標函數(shù)已經(jīng)建立的情況下，可用最優(yōu)化方法選擇便目標值最優(yōu)的控制變量值或系統(tǒng)參數(shù)。所謂優(yōu)化，就是在約束條件規(guī)定的可行域內(nèi)，從多種可行方案或替代方案中得出最優(yōu)解或滿意解。實踐中要根據(jù)問題的特點選用適當?shù)淖顑?yōu)化方法，目前應用最廣的仍是線性規(guī)劃和動態(tài)規(guī)劃，非線性規(guī)劃的研究很多，但實用性尚有待改進，大系統(tǒng)優(yōu)化已開發(fā)了分解協(xié)調(diào)的算法。組合優(yōu)化適用于離散變量，整數(shù)規(guī)劃中的分枝定界法，逐次逼近法等的應用也很廣泛。多目標優(yōu)化問題的最優(yōu)解處于目標空間的非劣解集上，可采用人機交互的方法處理所得的解，最終得到滿意解。當然，多目標問題也可用加權的方法轉換成單目標來求解，或按目標的重要性排序，逐次求解，例如目標規(guī)劃法。決策"決策就是管理"，"決策就是決定"，人類的決策管理活動面臨著被決策系統(tǒng)的日益龐大和日益復雜。決策又有個人決策和團體決策、定性決策和定量決策、單目標決策和多目標決策之分。戰(zhàn)略決策是在更高層次上的決策。在系統(tǒng)分析和系統(tǒng)綜合的基礎上，人們可根據(jù)主觀偏好、主觀效用和主觀概率做決策。決策的本質反映了人的主觀認識能力，因此，就必然受到人的主觀認識能力的限制。近年來，塊策支持系統(tǒng)受到人們的重視，系統(tǒng)分析者將各種數(shù)據(jù)、條件、模型和算法放在決策支持系統(tǒng)中，該系統(tǒng)甚至包含了有推理演繹功能的知識庫，便決策者在做出主觀決策后，力圖從決策支持系統(tǒng)中盡快得到效果反應，以求得到主觀判斷和客觀效果的一致。決策支持系統(tǒng)在一定條件下起到?jīng)Q策科學化和合理化的作用。但是，在真實的決策中，被決策對象往往包含許多不確定因素和難以描述的現(xiàn)象，例如，社會環(huán)境和人的行為不可能都抽象成數(shù)學模型，即使是使用了專家系統(tǒng)，也不可能將邏輯推演、綜合和論證的過程做到像人的大腦那樣，有創(chuàng)造性的思維，也無法判斷許多隨機因素。群決策有利于克服某些個人決策中主觀判斷的失誤，但群決策過程比較長。為了實現(xiàn)高效率的群決策，在理論方法和應用軟件開發(fā)方面，許多人做了大量