系統(tǒng)模型體系

系統(tǒng)模型體系主講：陳龍權(quán)指導(dǎo)教師：羅璟小組成員：陳龍權(quán)何成剛付政委郭健系統(tǒng)模型體系根本框架一、基于系統(tǒng)分析過(guò)程的系統(tǒng)模型體系二、基于不同功能的系統(tǒng)模型體系三、基于主模型的系統(tǒng)模型體系一、基于系統(tǒng)分析過(guò)程的系統(tǒng)模型體系系統(tǒng)分析過(guò)程的典型行動(dòng)包括五個(gè)環(huán)節(jié)：1、說(shuō)明問(wèn)題2、謀劃備選方案3、預(yù)測(cè)未來(lái)環(huán)境4、建模和估計(jì)后果5、評(píng)比備選方案它的整個(gè)過(guò)程可以歸納為初步分析、標(biāo)準(zhǔn)分析、綜合分析基于系統(tǒng)分析過(guò)程的系統(tǒng)模型方法說(shuō)明問(wèn)題謀劃備選方案預(yù)測(cè)未來(lái)環(huán)境建模和估計(jì)后果評(píng)比備選方案初步分析標(biāo)準(zhǔn)分析綜合分析時(shí)間序列分析，回歸分析，計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)，SS,GM,SD,情景分析，LP,NLP,目標(biāo)規(guī)劃，整數(shù)規(guī)劃，動(dòng)態(tài)規(guī)劃，圖論與網(wǎng)絡(luò)分析，petri網(wǎng)，NN,遺傳算法，存貯倫，排隊(duì)論，蒙特卡羅法等5W1H目標(biāo)樹問(wèn)題樹創(chuàng)造性技術(shù)效用理論，關(guān)聯(lián)矩陣法，AHP,FCJ,DEA,決策樹,博弈論，CA圖1基于系統(tǒng)分析過(guò)程的系統(tǒng)模型方法第一步：說(shuō)明問(wèn)題1、問(wèn)題的性質(zhì)和范圍

問(wèn)題剖析報(bào)告：?jiǎn)栴}的結(jié)構(gòu)、過(guò)程和勢(shì)態(tài)階段結(jié)果報(bào)告：由來(lái)背景；重要性；可能采取行動(dòng)的組織和個(gè)人；利益相關(guān)的組織和個(gè)人；目標(biāo)、評(píng)價(jià)指標(biāo)、約束條件、備選方案的初步描述、建議等2、問(wèn)題的目標(biāo)

目標(biāo)的層次性目標(biāo)的沖突目標(biāo)樹

X

X1X2X3目標(biāo)沖突和利害沖突在目標(biāo)分析過(guò)程中，系統(tǒng)分析人員經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)，許多關(guān)鍵情況往往是由于存在著相互沖突的分目標(biāo)造成的。這有兩種情況：一種是純屬專業(yè)性質(zhì)的，即目標(biāo)沖突問(wèn)題；另一種是社會(huì)性質(zhì)的，即利害沖突問(wèn)題。目標(biāo)沖突例如在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，所可能強(qiáng)調(diào)兩個(gè)目標(biāo)：一是盡可能低的本錢二是盡可能高的質(zhì)量。解決方法：建立一個(gè)沒(méi)有矛盾的目標(biāo)集，把引起矛盾的分目標(biāo)剔除掉。采用所有分目標(biāo)，尋求一個(gè)能到達(dá)沖突目標(biāo)得以并存的方案。利害沖突例如企業(yè)在減員增效的過(guò)程中就至少有如下兩個(gè)目標(biāo)：一是提高企業(yè)的效益二是保證工作崗位不減員。處理的方法：目標(biāo)方之一放棄自己的利益保持其中一個(gè)目標(biāo)，用其它方式補(bǔ)償或局部補(bǔ)償受損方的利益通過(guò)協(xié)商調(diào)整目標(biāo)系統(tǒng)，使之到達(dá)目標(biāo)相容說(shuō)明問(wèn)題3、環(huán)境和條件環(huán)境是指存在于系統(tǒng)之外的相關(guān)因素的總稱〔相關(guān)因素是指物質(zhì)的、經(jīng)濟(jì)的、信息的和人際的因素等〕。4、評(píng)價(jià)指標(biāo)合理性層次性5、收集和分析資料確定因素指找影響系統(tǒng)關(guān)鍵因素和它們之間的關(guān)聯(lián)，這是系統(tǒng)分析的關(guān)鍵步驟。說(shuō)明問(wèn)題階段結(jié)果報(bào)告：?jiǎn)栴}的由來(lái)與背景；重要性；可能采取行動(dòng)的組織和個(gè)人；利益相關(guān)的組織和個(gè)人；目標(biāo)、評(píng)價(jià)指標(biāo)、約束條件、備選方案的初步描述、建議等說(shuō)明問(wèn)題階段約占系統(tǒng)分析全過(guò)程的時(shí)間的20%-25%工程│為什么│應(yīng)該如何│采取什么對(duì)策目的│為什么提出這個(gè)問(wèn)題?│應(yīng)提什么?│刪去工作中不必要局部對(duì)象│為什么從此入手?│應(yīng)找哪個(gè)?│地點(diǎn)│為什么在這里做?│應(yīng)在何處做?│合并重復(fù)的工作內(nèi)容人│為什么由此人做?│應(yīng)由誰(shuí)做?│方法│為什么這樣做?│如何去做?│使工作盡量簡(jiǎn)化時(shí)間│為什么在這時(shí)做?│應(yīng)何時(shí)做?│系統(tǒng)分析解決問(wèn)題的“5W1H〞What，Why，When，Where，Who，How第二步：謀劃備選方案

方案的提出“集體創(chuàng)造〞法或“頭腦風(fēng)暴法〞“缺點(diǎn)、希望點(diǎn)〞列舉法特性窮舉法方案的篩選強(qiáng)狀性適應(yīng)性可靠性現(xiàn)實(shí)性〔可操作性〕第三步：預(yù)測(cè)未來(lái)環(huán)境

情景分析法：情景分析法對(duì)于每種備選方案都確定幾組未來(lái)實(shí)施環(huán)境的特征和條件，如按“樂(lè)觀〞、“正常〞和“悲觀〞的環(huán)境；也可按出現(xiàn)可能性大、正常和特殊的環(huán)境等進(jìn)行預(yù)測(cè)。第四步：建設(shè)系統(tǒng)分析模型進(jìn)行仿真預(yù)測(cè)1、建立系統(tǒng)分析模型在調(diào)查研究的根底上，根據(jù)分析的目的和已掌握的資料可建立不同的模型。模型可以表示全部，也可以是系統(tǒng)的一局部，可以定量的因素當(dāng)然要列入模型，不可直接定量的因素，可設(shè)法間接定量后列入模型，或不列入模型，留在系統(tǒng)綜合時(shí)考慮。針對(duì)研究對(duì)象不同或同一對(duì)象的不同要求，建立假設(shè)干不同模型，可以用幾個(gè)模型同時(shí)解決一個(gè)問(wèn)題，當(dāng)然，也可以用一個(gè)模型解決多個(gè)問(wèn)題。投入產(chǎn)出模型、計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型、經(jīng)濟(jì)控制論模型是社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)常用模型。2、對(duì)各方案進(jìn)行仿真計(jì)算利用已建立的分析模型，對(duì)各替代方案可能產(chǎn)生的結(jié)果進(jìn)行仿真計(jì)算，通過(guò)不同方案、途徑的輸入、輸出，可進(jìn)行系統(tǒng)比較分析，找到系統(tǒng)分析所需要的方案或措施，這是系統(tǒng)分析過(guò)程中很重要的一環(huán)。通常采用如下的方法：用IF～THEN方法尋找最正確方案；運(yùn)用設(shè)定方案分析法尋找方案。通過(guò)仿真方法得到許多信息，這些信息幫助分析者考慮各種方案的優(yōu)劣。第五步：評(píng)比備選方案在定量分析的根底上，考慮一些難以考慮的實(shí)際情況和各種有關(guān)的無(wú)形因素，如政治、經(jīng)濟(jì)、軍事、科技、環(huán)境等，加上系統(tǒng)分析人員經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)反復(fù)推敲，最后為決策者提供一組方案，以獲得對(duì)所有可行方案的綜合評(píng)價(jià)和結(jié)論。如果不滿意那么返回確定目標(biāo)處，重新開始。值得注意的是給出的結(jié)論，不但要科學(xué)、正確，而且易被別人理解。SA程序圖是SA的一般過(guò)程，也為全課程提供了根本的邏輯框架，因而十分重要。在對(duì)其理解和應(yīng)用上應(yīng)注意以下各點(diǎn)：①重視做好初步SA.5W1H(What/Why/Whp/Where/When/How)方法是做好這段工作的根本線索。任務(wù)的對(duì)象是什么?即要干什么?(What)這個(gè)任務(wù)何以需要?即為什么這樣干?(Why)它在什么時(shí)候和什么樣的情況下使用?即何時(shí)干?(When)使用的場(chǎng)所在哪里?即在何處干?(Where)是以誰(shuí)為對(duì)象的系統(tǒng)?即誰(shuí)來(lái)干?(Who)怎樣才能解決問(wèn)題?即如何干?(How)②在標(biāo)準(zhǔn)分析中一般需〔或盡可應(yīng)〕建立結(jié)構(gòu)模型、數(shù)學(xué)模型或仿真模型。③每段結(jié)束后系統(tǒng)方案的變化軌跡是：可行方案→非劣方案→經(jīng)排序的非劣方案〔或稱選擇性方案〕。④環(huán)境分析貫穿SA全過(guò)程，在SA中是十分重要和必不可少的。⑤在管理應(yīng)用SA過(guò)程中，并不一定要〔或能〕遍歷并完成每一個(gè)具體過(guò)程。3、SA的特點(diǎn)及原那么〔1〕問(wèn)題導(dǎo)向〔2〕以整體為目標(biāo)〔3〕多方案模型分析和選優(yōu)〔4〕定量分析與定性分析相結(jié)合〔5〕屢次反復(fù)進(jìn)行二、基于不同功能的系統(tǒng)模型體系在系統(tǒng)工程中，根據(jù)模型方法功能的不同，可以分為以下六類：表1：基于不同功能的系統(tǒng)模型方法表2幾種典型系統(tǒng)模型的比較

·主模型

指分析研究某復(fù)雜系統(tǒng)問(wèn)題所需要的主體模型方法，如本篇將要介紹的投入產(chǎn)出分析、petri網(wǎng)、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)等?！せ谥髂Ｐ偷南到y(tǒng)模型體系

有主模型及在實(shí)際應(yīng)用中與這些主模型相互配合使用來(lái)分析和解決問(wèn)題的其他模型所共同形成的模型體系。三、基于主模型的系統(tǒng)模型體系1、基于投入產(chǎn)出分析的系統(tǒng)模型體系投入產(chǎn)出技術(shù)及其模型，常常會(huì)與相關(guān)數(shù)學(xué)規(guī)劃方法、計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型、其他線性一般均衡模型結(jié)合使用，已形成不同功能的模型體系。三、基于主模型的系統(tǒng)模型體系2、基于Petri網(wǎng)的系統(tǒng)模型體系Petri網(wǎng)運(yùn)用其較強(qiáng)的表達(dá)能力和易于分析計(jì)算的特點(diǎn)，通過(guò)與其他模型結(jié)合，將其他模型、方法轉(zhuǎn)化為petri網(wǎng)進(jìn)行分析求解。

通常，Petri網(wǎng)廣泛與排隊(duì)系統(tǒng)、可靠性工程等模型方法，另外，還與遺傳算法、啟發(fā)式算法等軟計(jì)算方法結(jié)合使用，以實(shí)現(xiàn)調(diào)度優(yōu)化等制造系統(tǒng)優(yōu)化管理。三、基于主