系統(tǒng)工程課件

第1章系統(tǒng)與系統(tǒng)工程系統(tǒng)工程的應(yīng)用舉例系統(tǒng)系統(tǒng)工程**一、系統(tǒng)工程的應(yīng)用舉例三峽水利工程是我國(guó)建國(guó)以來(lái)最大的工程專案，它的論證、組織、實(shí)施與管理可以說(shuō)就是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程問(wèn)題，這項(xiàng)工程涉及到了國(guó)家及地方的眾多部門，如水利、電力、能源、文物、生態(tài)、移民等等，涉及到幾個(gè)省的上百個(gè)縣市，同時(shí)實(shí)施過(guò)程要由眾多單位共同努力，時(shí)間橫跨將近20年，如此的工程必然需要一種統(tǒng)觀全局的系統(tǒng)方法來(lái)對(duì)待，系統(tǒng)工程可以說(shuō)是最為有效的一種組織方法。**系統(tǒng)工程的應(yīng)用舉例對(duì)於我們今天生活中所關(guān)心的各種社會(huì)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，如經(jīng)濟(jì)改革、價(jià)格問(wèn)題、體制改革及各種政策的出臺(tái)都是要經(jīng)過(guò)充分的系統(tǒng)的論證，這些都與系統(tǒng)工程有關(guān)。例如：糧食價(jià)格的調(diào)整：影響肉、菜、生活用品等等，從而影響整個(gè)社會(huì)的物價(jià)。燃料能源價(jià)格：影響原材料、產(chǎn)品及整個(gè)物價(jià)銀行利率：影響消費(fèi)與積累，反應(yīng)了國(guó)家的經(jīng)濟(jì)政策外匯牌價(jià)：主要用於調(diào)節(jié)進(jìn)出口政策，同時(shí)反應(yīng)了一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力**系統(tǒng)工程的應(yīng)用舉例將來(lái)在我們的實(shí)際工作中，我們會(huì)遇到許許多多的系統(tǒng)工程問(wèn)題，比如：企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃：綜合考慮企業(yè)發(fā)展、實(shí)力、原材料、能源、技術(shù)、市場(chǎng)、國(guó)家政策等。新產(chǎn)品開發(fā)：考慮市場(chǎng)、企業(yè)開發(fā)技術(shù)與實(shí)力、銷售網(wǎng)絡(luò)、經(jīng)濟(jì)條件等區(qū)域規(guī)劃：考慮區(qū)域特徵、交通、歷史、地理等大專案管理：經(jīng)過(guò)立項(xiàng)、論證、實(shí)施、…**二、系統(tǒng)概述系統(tǒng)工程顧名思義就是研究系統(tǒng)的工程技術(shù)，它是在系統(tǒng)和系統(tǒng)理論逐漸發(fā)展的基礎(chǔ)上所形成的系統(tǒng)方法論。系統(tǒng)的概念？**1、系統(tǒng)的概念系統(tǒng)概念是系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)“系統(tǒng)思想是進(jìn)行分析和綜合的辨證思維工具，它在辨證唯物主義那裏取得了哲學(xué)的表達(dá)形式，在運(yùn)籌學(xué)和其他系統(tǒng)科學(xué)那裏取得了定量的表述形式，在系統(tǒng)工程那裏獲得了豐富的實(shí)踐內(nèi)容”**系統(tǒng)概念的形成西元前古希臘對(duì)宇宙大系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)我國(guó)西周時(shí)期的“陰陽(yáng)二氣”及金、木、水、火、土“五行”東漢時(shí)期形成的“二十四節(jié)氣”周秦到西漢時(shí)期的“皇帝內(nèi)經(jīng)”。**系統(tǒng)的定義系統(tǒng)可被定義為具有一定功能的、相互間具有有機(jī)聯(lián)繫的由許多要素或構(gòu)成部分組成的一個(gè)整體。一臺(tái)機(jī)器、一個(gè)部門、一項(xiàng)計(jì)畫、一個(gè)研究專案、一種組織、一套制度都可以看成一個(gè)系統(tǒng)系統(tǒng)的存在具有普遍性系統(tǒng)的概念是相對(duì)的而不是絕對(duì)的，它沒有絕對(duì)規(guī)模的界限**2、系統(tǒng)的特性階層性整體性集合性相關(guān)性目的性環(huán)境適應(yīng)性.**系統(tǒng)工程研究系統(tǒng)的特性可控性動(dòng)態(tài)性複雜性自律性.**3、系統(tǒng)的各種形態(tài)

自然界所面臨的系統(tǒng)是各種各樣的，它們以各種各樣的形態(tài)存在於這個(gè)五彩繽紛的世界。因此，我們就可以按照系統(tǒng)在自然界存在的形態(tài)及性質(zhì)，將系統(tǒng)分為各種各樣的類型。**自然系統(tǒng)與人工系統(tǒng)自然系統(tǒng)是由自然發(fā)生而產(chǎn)生與形成的系統(tǒng)，這類系統(tǒng)的組成部分是自然物（山、海、河流、礦物、植物及動(dòng)物等）所自然形成的系統(tǒng)。像海洋系統(tǒng)、礦藏系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)、太陽(yáng)系、宇宙系等，都屬於自然系統(tǒng)。人工系統(tǒng)是人們將有關(guān)元素，按其屬性和相互關(guān)係組合而成的系統(tǒng)，亦即用人工方法建立起來(lái)的系統(tǒng)。例如，人類對(duì)自然物質(zhì)通過(guò)加工，用人工方法製造出來(lái)的工具和機(jī)械裝置等構(gòu)成的各種工程系統(tǒng)；人類通過(guò)人為地規(guī)定的組織、制度、步驟、手續(xù)等建立起來(lái)的各種管理系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)；人類通過(guò)對(duì)自然現(xiàn)象和社會(huì)現(xiàn)象的科學(xué)認(rèn)識(shí)，用人工方法研究出來(lái)的科學(xué)體系和技術(shù)體系等都屬於人工系統(tǒng)。**實(shí)體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)所謂實(shí)體系統(tǒng)，是指以物理狀態(tài)的存在物作為組成要素的系統(tǒng)，這些實(shí)體佔(zhàn)有一定空間，如自然界的礦物、生物，生產(chǎn)部門的機(jī)械設(shè)備、原始材料等。由於自然物都為實(shí)實(shí)在在的存在物，因此，實(shí)體系統(tǒng)亦稱為硬體系統(tǒng)與實(shí)體系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的是概念系統(tǒng)，它是由概念、原理、假說(shuō)、方法、計(jì)畫、制度、程式等非物質(zhì)實(shí)體構(gòu)成的系統(tǒng)，如管理系統(tǒng)、科學(xué)技術(shù)體系、教育系統(tǒng)、文化系統(tǒng)等。由於概念系統(tǒng)，對(duì)應(yīng)著的多是人們對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)和假設(shè)，因此概念系統(tǒng)亦稱為軟體系統(tǒng)。**

動(dòng)態(tài)系統(tǒng)和靜態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)就是系統(tǒng)的狀態(tài)變數(shù)是隨時(shí)間不斷變化的，即系統(tǒng)的狀態(tài)變數(shù)是時(shí)間的函數(shù)。例如，學(xué)校就是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，它不僅有建築物，還有教師和學(xué)生。企業(yè)也是動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)典型例子靜態(tài)系統(tǒng)則是表徵系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律的數(shù)學(xué)模型中不含有時(shí)間因素，即模型中的變數(shù)不隨時(shí)間而變化，它是動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的一種極限狀態(tài)，即處?kù)斗€(wěn)定的系統(tǒng)。例如大橋、公路、房屋等。**孤立系統(tǒng)、封閉系統(tǒng)與開放系統(tǒng)所謂孤立系統(tǒng)指的是系統(tǒng)與外界環(huán)境既不可能進(jìn)行物質(zhì)交換，也不可能進(jìn)行資訊、能量交換。換句話說(shuō)，系統(tǒng)內(nèi)部的物質(zhì)和資訊能量不能傳至外部，外界環(huán)境的物質(zhì)和資訊能量也不能傳至系統(tǒng)內(nèi)部。封閉系統(tǒng)是指系統(tǒng)與外界環(huán)境之間可以進(jìn)行資訊、能量交換，但不能進(jìn)行物質(zhì)交換。開放系統(tǒng)是指系統(tǒng)與外界環(huán)境有資訊、物質(zhì)和能量交互作用的系統(tǒng)。**示例

SSS物資流資訊流**普通系統(tǒng)、大系統(tǒng)、巨系統(tǒng)、簡(jiǎn)單系統(tǒng)與複雜系統(tǒng)從系統(tǒng)的規(guī)模進(jìn)行分類，系統(tǒng)有大小之分，可分為普通系統(tǒng)、大系統(tǒng)及巨系統(tǒng)；從系統(tǒng)的複雜程度來(lái)分，系統(tǒng)又可分為簡(jiǎn)單系統(tǒng)與複雜系統(tǒng)。**面向?qū)ο髤^(qū)分的各種系統(tǒng)形態(tài)物質(zhì)系統(tǒng)、人類系統(tǒng)及方法步驟系統(tǒng)作業(yè)系統(tǒng)和管理系統(tǒng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)根據(jù)具體對(duì)象劃分的各種系統(tǒng):工業(yè)系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、物資流通系統(tǒng)、金融系統(tǒng)、能源系統(tǒng)等以產(chǎn)業(yè)區(qū)分系統(tǒng)的形態(tài)，或按消費(fèi)生活系統(tǒng)、醫(yī)療系統(tǒng)、軍事系統(tǒng)和教育系統(tǒng)等**4、企業(yè)的系統(tǒng)模型

處理

回饋擾動(dòng)輸入輸出**幾個(gè)要素環(huán)境與界限投入性質(zhì)流量與流向轉(zhuǎn)化過(guò)程產(chǎn)出的形式.**三、系統(tǒng)工程

要作出科學(xué)的決策就必須依賴於系統(tǒng)可靠的科學(xué)決策方法，系統(tǒng)工程便是處理決策問(wèn)題的基礎(chǔ)理論指導(dǎo)，它將所處理的問(wèn)題作為一個(gè)完整的系統(tǒng)進(jìn)行處理，強(qiáng)調(diào)決策系統(tǒng)整體目標(biāo)的綜合最優(yōu)化;系統(tǒng)工程借助於自然科學(xué)與工程技術(shù)的方法，來(lái)處理各種社會(huì)系統(tǒng)，將人類在長(zhǎng)期開發(fā)自然系統(tǒng)和改造社會(huì)系統(tǒng)的實(shí)踐中所形成的整體最優(yōu)化系統(tǒng)觀念應(yīng)用於其求解問(wèn)題的全過(guò)程之中，從而保證了所解決問(wèn)題的全面周到與科學(xué)合理。**1、“系統(tǒng)工程”的含義1978年我國(guó)著名學(xué)者錢學(xué)森指出：“系統(tǒng)工程是組織管理系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設(shè)計(jì)、製造、試驗(yàn)和使用的科學(xué)方法，是一種對(duì)所有系統(tǒng)都具有普遍意義的方法”。**1、“系統(tǒng)工程”的含義1977年日本學(xué)者三浦武雄指出：“系統(tǒng)工程與其他工程學(xué)不同之點(diǎn)在於它是跨越許多學(xué)科的科學(xué)，而且是填補(bǔ)這些學(xué)科邊界空白的一種邊緣學(xué)科。因?yàn)橄到y(tǒng)工程的目的是研製一個(gè)系統(tǒng)，而系統(tǒng)不僅涉及到工程學(xué)的領(lǐng)域，還涉及社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和政治等領(lǐng)域，所以為了適當(dāng)?shù)亟鉀Q這些領(lǐng)域的問(wèn)題，除了需要某些縱向技術(shù)以外，還要有一種技術(shù)從橫的方向把它們組織起來(lái)，這種橫向技術(shù)就是系統(tǒng)工程”。**1、“系統(tǒng)工程”的含義1975年美國(guó)科學(xué)技術(shù)辭典的論述為：“系統(tǒng)工程是研究複雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)，該系統(tǒng)由許多密切聯(lián)繫的元素所組成。設(shè)計(jì)該複雜系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)有明確的預(yù)定功能及目標(biāo)，並協(xié)調(diào)各個(gè)元素之間及元素和整體之間的有機(jī)聯(lián)繫，以使系統(tǒng)能從總體上達(dá)到最優(yōu)目標(biāo)，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，要同時(shí)考慮到參與系統(tǒng)活動(dòng)的人的因素及其作用。”**2、系統(tǒng)工程定義系統(tǒng)工程就是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，跨學(xué)科的考慮問(wèn)題，運(yùn)用工程的方法去研究和解決各種系統(tǒng)問(wèn)題，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)的綜合最優(yōu)化。**系統(tǒng)觀念系統(tǒng)的觀念就是整體最優(yōu)的觀念，它是在人類認(rèn)識(shí)社會(huì)、認(rèn)識(shí)自然的過(guò)程中形成的整體觀念，或者稱之為全局觀念?！岸∥脊こ獭毙藿ㄓ玫拇u瓦水的來(lái)源建築石材、木材的運(yùn)輸廢墟的排除與清理**工程觀念工程的觀念是在人們處理自然、改造自然的社會(huì)生產(chǎn)過(guò)程中所形成的工程方法論，傳統(tǒng)的工程觀念是指生產(chǎn)技術(shù)的實(shí)踐而言，而且以硬體為目標(biāo)與對(duì)象，如機(jī)械工程、電氣工程、鐵路工程、水利工程等。系統(tǒng)工程將這一觀念和方法應(yīng)用於社會(huì)系統(tǒng)中，其所處理的對(duì)象不僅包含傳統(tǒng)工程觀念中的自然對(duì)象（即硬體），而是在傳統(tǒng)的工程觀念的基礎(chǔ)上增添了新的內(nèi)容，也即以軟體為目標(biāo)與對(duì)象。實(shí)際上，系統(tǒng)工程所討論的工程是泛指一切有人參與的、以改變系統(tǒng)某一特徵為目標(biāo)的，從命題到出成果的工作過(guò)程。系統(tǒng)工程使得人們能夠以工程的觀念和方法研究和解決各種社會(huì)系統(tǒng)問(wèn)題。**3、系統(tǒng)工程的理論基礎(chǔ)從系統(tǒng)工程的定義可以看出，系統(tǒng)工程是一門跨學(xué)科的邊緣性交叉學(xué)科，它包括自然、社會(huì)及工程設(shè)計(jì)分析等方面的知識(shí)，它是由一般系統(tǒng)論、大系統(tǒng)理論、經(jīng)濟(jì)控制論、運(yùn)籌學(xué)等學(xué)科相互滲透、交叉發(fā)展而形成的。**系統(tǒng)科學(xué)與系統(tǒng)工程系統(tǒng)科學(xué)是用統(tǒng)一的系統(tǒng)方法研究任何控制論系統(tǒng)的行為和控制的學(xué)科領(lǐng)域，它主要研究有組織的大系統(tǒng)或一般系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和量變規(guī)律系統(tǒng)科學(xué)分為：系統(tǒng)方法論、系統(tǒng)理論和系統(tǒng)工程系統(tǒng)工程是系統(tǒng)科學(xué)的應(yīng)用部分，是系統(tǒng)科學(xué)中與社會(huì)經(jīng)濟(jì)決策和工程管理關(guān)係最密切的一部分**系統(tǒng)工程的理論基礎(chǔ)一般系統(tǒng)論大系統(tǒng)理論經(jīng)濟(jì)控制論運(yùn)籌學(xué)哲學(xué)和社會(huì)科學(xué)電腦科學(xué)各門專業(yè)科學(xué)和工程技術(shù)**4、系統(tǒng)工程學(xué)科性質(zhì)在科學(xué)技術(shù)體系結(jié)構(gòu)中，系統(tǒng)工程屬於工程技術(shù)，是一門新興的交叉學(xué)科系統(tǒng)工程是以研究大規(guī)模複雜系統(tǒng)為對(duì)象的一門交叉學(xué)科，它是把自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的某些思想、理論、方法、策略和手段等根據(jù)總體協(xié)調(diào)的需要，有機(jī)地聯(lián)繫起來(lái)，把人們的生產(chǎn)、科研或經(jīng)濟(jì)活動(dòng)有效地組織起來(lái)，應(yīng)用定量分析和定性分析相結(jié)合的方法和電腦等技術(shù)工具，對(duì)系統(tǒng)的構(gòu)成要素、組織結(jié)構(gòu)、資訊交換和回饋控制等功能進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)、製造和服務(wù)，從而達(dá)到最優(yōu)設(shè)計(jì)、最優(yōu)控制和最優(yōu)管理的目的，以便最充分地發(fā)揮人力、物力的潛力，通過(guò)各種組織管理技術(shù)，時(shí)局部和整體之間的關(guān)係協(xié)調(diào)配合，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的綜合最優(yōu)化**系統(tǒng)工程與一般工程比較的特點(diǎn)研究的對(duì)象廣泛，包括人類社會(huì)、生態(tài)環(huán)境、自然現(xiàn)象和組織管理等；系統(tǒng)工程是一門跨學(xué)科的邊緣學(xué)科；在處理複雜的大系統(tǒng)時(shí)，常採(cǎi)用定性分析和定量計(jì)算相結(jié)合的方法。**5、系統(tǒng)工程的發(fā)展

“孫子兵法”;四川都江堰工程;系統(tǒng)工程的萌芽時(shí)期可追溯到20世紀(jì)初的F.W.泰勒(F.W.Taylor）系統(tǒng);1940年，丹麥哥本哈根電話公司的厄蘭（A.K.Erlang）和美國(guó)貝爾電話公司的莫利納(E.C.Molina)將研製自動(dòng)交換機(jī)的工作劃分為規(guī)劃、研究、開發(fā)、應(yīng)用和通用工程五個(gè)階段，提出排隊(duì)論第二次世界大戰(zhàn)時(shí)期，一些科學(xué)工作者以大規(guī)模軍事行動(dòng)為對(duì)象，提出瞭解決戰(zhàn)爭(zhēng)問(wèn)題的一些決策和對(duì)策的方法和工程手段，產(chǎn)生了運(yùn)籌學(xué)；戰(zhàn)後迅速擴(kuò)展到一般經(jīng)營(yíng)管理方面；如“曼哈頓工程”1945年,美國(guó)軍部建立蘭德公司(Rand),總結(jié)開發(fā)了許多系統(tǒng)數(shù)學(xué)分析法,奠定了今天系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)1957年,美國(guó)學(xué)者顧傑(H.Goode)和馬可爾(R.Machol)合著《系統(tǒng)工程學(xué)》(SystemsEngineering),理論上首次總結(jié)**系統(tǒng)工程的發(fā)展60年代，電子電腦的普及，提供了強(qiáng)有力的運(yùn)算工具和資訊處理手段,系統(tǒng)工程在各領(lǐng)域開始形成獨(dú)立的解決問(wèn)題的體系,擴(kuò)大了理論和實(shí)踐的影響範(fàn)圍歷時(shí)11年的“阿波羅登月計(jì)畫”成功,引起了人們對(duì)系統(tǒng)工程的廣泛關(guān)注70年代以來(lái),系統(tǒng)工程得到迅速的普及與發(fā)展,各大專院校開設(shè)系統(tǒng)工程課程,各國(guó)成立系統(tǒng)工程研究所**系統(tǒng)工程在我國(guó)的發(fā)展20世紀(jì)50年代,中科院錢學(xué)森、許志國(guó)教授創(chuàng)導(dǎo)下，建立第一個(gè)運(yùn)籌學(xué)小組60年代著名數(shù)學(xué)家華羅庚大力推廣優(yōu)選法、統(tǒng)籌法；系統(tǒng)工程在國(guó)防武器裝備研製方面取得顯著成效1980年成立中國(guó)系統(tǒng)工程學(xué)會(huì)，系統(tǒng)工程在各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用並取得了許多成果**6、系統(tǒng)工程的應(yīng)用範(fàn)圍應(yīng)用範(fàn)圍自然對(duì)象的系統(tǒng)宇宙氣象、災(zāi)害國(guó)土、資源農(nóng)林漁業(yè)人體對(duì)象的系統(tǒng)生理、病理腦、神經(jīng)、心理醫(yī)療產(chǎn)

業(yè)

系

統(tǒng)技術(shù)發(fā)展工業(yè)設(shè)備網(wǎng)路系統(tǒng)服務(wù)系統(tǒng)交通控制經(jīng)營(yíng)管理社會(huì)系統(tǒng)國(guó)際系統(tǒng)國(guó)家行政地區(qū)社會(huì)文化、教育**系統(tǒng)工程的應(yīng)用分支社會(huì)系統(tǒng)工程組織管理社會(huì)建設(shè)的技術(shù)，它的研究對(duì)象是整個(gè)社會(huì)，是一個(gè)巨系統(tǒng)。社會(huì)系統(tǒng)具有多層次、多區(qū)域、多階段的特點(diǎn)。近年來(lái)，正在探討一種從定性到定量，綜合運(yùn)用多種學(xué)科處理複雜巨系統(tǒng)的方法論。**宏觀經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)工程運(yùn)用系統(tǒng)工程的方法研究宏觀經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的問(wèn)題，如國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略、綜合發(fā)展規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)體系、投入產(chǎn)出分析、積累與消費(fèi)比例分析、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分析、消費(fèi)結(jié)構(gòu)分析、價(jià)格系統(tǒng)分析、投資決策分析、資源合理配置、經(jīng)濟(jì)政策分析、綜合國(guó)力分析、世界經(jīng)濟(jì)模型等。**區(qū)域規(guī)劃系統(tǒng)工程

運(yùn)用系統(tǒng)工程的原理和方法研究區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略、區(qū)域綜合發(fā)展規(guī)劃、區(qū)域投入產(chǎn)出分析、區(qū)域城鎮(zhèn)佈局和工農(nóng)業(yè)合理佈局、區(qū)域資源合理配置、區(qū)域投資規(guī)劃、城市規(guī)劃、城市水資源規(guī)劃、城市公共交通規(guī)劃與管理等。**環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)工程研究大氣生態(tài)系統(tǒng)、大地生態(tài)系統(tǒng)、流域生態(tài)系統(tǒng)、森林與生物生態(tài)系統(tǒng)、城市生態(tài)系統(tǒng)等系統(tǒng)分析、規(guī)劃、建設(shè)、防治等方面的問(wèn)題，以及環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)、環(huán)境計(jì)量預(yù)測(cè)模型等問(wèn)題。**能源系統(tǒng)工程研究能源合理結(jié)構(gòu)、能源圖、能源需求預(yù)測(cè)、能源供應(yīng)預(yù)測(cè)、能源開發(fā)規(guī)模預(yù)測(cè)、能源生產(chǎn)優(yōu)化模型、能源合理利用模型、電力系統(tǒng)規(guī)劃、節(jié)能規(guī)劃、能源資料庫(kù)等問(wèn)題。**水資源系統(tǒng)工程

研究河流綜合利用規(guī)劃、流域發(fā)展戰(zhàn)略和規(guī)劃、農(nóng)田灌溉系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)、城市供水系統(tǒng)優(yōu)化模型、水能利用規(guī)劃、水運(yùn)規(guī)劃、防洪規(guī)劃、水污染控制等問(wèn)題。**交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程研究鐵路、公路、航運(yùn)、航空綜合運(yùn)輸規(guī)劃及其發(fā)展戰(zhàn)略，鐵路運(yùn)輸規(guī)劃及其調(diào)度系統(tǒng)，公路運(yùn)輸規(guī)劃及其調(diào)度系統(tǒng)，航運(yùn)規(guī)劃及其調(diào)度系統(tǒng)，空運(yùn)規(guī)劃及其調(diào)度系統(tǒng)，綜合運(yùn)輸規(guī)劃、優(yōu)化模型及其效益分析。**農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程研究農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，大農(nóng)業(yè)及立體農(nóng)業(yè)的戰(zhàn)略規(guī)劃，農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)分析，農(nóng)業(yè)綜合規(guī)劃，農(nóng)業(yè)區(qū)域規(guī)劃，農(nóng)業(yè)政策分析，農(nóng)業(yè)投資規(guī)劃，農(nóng)產(chǎn)品需求預(yù)測(cè)，農(nóng)業(yè)產(chǎn)品發(fā)展速度預(yù)測(cè)，農(nóng)業(yè)投入—產(chǎn)出分析，農(nóng)作物合理佈局，農(nóng)作物栽培技術(shù)規(guī)劃化，農(nóng)業(yè)系統(tǒng)多層次開發(fā)模型等。**工業(yè)及企業(yè)系統(tǒng)工程研究工業(yè)動(dòng)態(tài)模型，市場(chǎng)預(yù)測(cè)，新產(chǎn)品開發(fā)，組織均衡生產(chǎn)，生產(chǎn)管理系統(tǒng)，計(jì)畫管理系統(tǒng)，庫(kù)存存貯模型，全面品質(zhì)管理，成本核算系統(tǒng)，成本—效益分析，財(cái)務(wù)分析，人—機(jī)工程，組織理論，激勵(lì)機(jī)制等。**工程專案管理系統(tǒng)工程研究工程專案的總體設(shè)計(jì)，可行性研究，國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，工程進(jìn)度管理，工程品質(zhì)管理，風(fēng)險(xiǎn)投資分析，可靠性分析，工程成本—效益分析等。**科技管理系統(tǒng)工程研究科學(xué)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略，科學(xué)技術(shù)預(yù)測(cè)，優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域分析，科學(xué)技術(shù)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略，科學(xué)技術(shù)評(píng)價(jià)，科技人才規(guī)劃，科技管理系統(tǒng)等。**智力開發(fā)系統(tǒng)工程研究人才需求預(yù)測(cè)，人才擁有量模型，人才規(guī)劃模型，教育規(guī)劃模型，智力投資規(guī)劃模型，人才結(jié)構(gòu)分析，教育政策分析等。**人口系統(tǒng)工程研究人口總目標(biāo)，人口指數(shù)，人口指標(biāo)致體系，人口系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，人口系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析，人口參數(shù)辨識(shí)，人口系統(tǒng)仿真，人口普查系統(tǒng)設(shè)計(jì)，人口政策分析，人口區(qū)域規(guī)劃，人口系統(tǒng)穩(wěn)定性，人口模型生命表等。**軍事系統(tǒng)工程研究國(guó)防戰(zhàn)略，作戰(zhàn)模擬，情報(bào)，通訊與指揮系統(tǒng)，參謀系統(tǒng)，武器裝備發(fā)展規(guī)劃，後勤保障系統(tǒng)，國(guó)防經(jīng)濟(jì)學(xué)，軍事運(yùn)籌學(xué)等。**7、系統(tǒng)工程

一種科學(xué)的系統(tǒng)決策方法論系統(tǒng)工程方法對(duì)於解決組織管理的問(wèn)題應(yīng)該說(shuō)是極為有效的，因?yàn)槿魏喂芾矶伎梢暈橐粋€(gè)系統(tǒng)的管理;系統(tǒng)工程就是一門方法論的科學(xué)，它給人們提供了一套處理問(wèn)題和解決問(wèn)題的系統(tǒng)方法論，它使得決策者在處理所面臨的問(wèn)題時(shí)，充分強(qiáng)調(diào)整體系統(tǒng)的綜合最優(yōu)化，而不是追求單一目標(biāo)的最優(yōu)化;系統(tǒng)工程給管理決策者提供了一種處理問(wèn)題的思路，就是以系統(tǒng)的觀念及工程的觀念處理所面臨的社會(huì)問(wèn)題;系統(tǒng)工程作為一種科學(xué)的系統(tǒng)決策方法論，它是進(jìn)行各種管理決策的基本指導(dǎo)思想。**第2章系統(tǒng)工程方法論系統(tǒng)工程與傳統(tǒng)方法的區(qū)別系統(tǒng)工程方法論**系統(tǒng)工程方法論系統(tǒng)工程的方法論是系統(tǒng)工程應(yīng)用的基礎(chǔ)和關(guān)鍵所在，系統(tǒng)工程處理問(wèn)題的獨(dú)特方法論是系統(tǒng)工程區(qū)別於其他各門科學(xué)的基本特徵之一，系統(tǒng)工程處理問(wèn)題的最基本出發(fā)點(diǎn)是將所分析的對(duì)象作為整體系統(tǒng)來(lái)考慮，這也是系統(tǒng)工程考慮問(wèn)題的基本思想和工作方法．**一、系統(tǒng)工程與傳統(tǒng)方法的區(qū)別從前面對(duì)系統(tǒng)工程的介紹可以看出，系統(tǒng)工程實(shí)質(zhì)上是方法論的科學(xué)，它的目標(biāo)是通過(guò)什麼樣的方法可使系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)，而方法論是把設(shè)想付諸實(shí)現(xiàn)的過(guò)程。對(duì)於傳統(tǒng)方法，它解決問(wèn)題的目標(biāo)往往是單一的，比如設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)品或只強(qiáng)調(diào)成本低或只強(qiáng)調(diào)性能高，而系統(tǒng)工程對(duì)目標(biāo)的考慮需要從系統(tǒng)運(yùn)行的全過(guò)程即時(shí)間方面以及在每個(gè)階段中處理問(wèn)題的特殊思維過(guò)程即邏輯方面，並綜合運(yùn)用各種專業(yè)知識(shí)即知識(shí)方面來(lái)綜合考慮。**1.系統(tǒng)工程的三維結(jié)構(gòu)分析邏輯維知識(shí)維時(shí)間維**①

時(shí)間維a)規(guī)劃階段：主要是按照設(shè)計(jì)要求提出系統(tǒng)目標(biāo)，制定規(guī)劃和政策。b)擬定階段：完成的任務(wù)是提出具體的方案，進(jìn)行系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)。c)分析階段：對(duì)所設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行分析、比較。d)運(yùn)籌階段：方案的綜合選優(yōu)，確定最優(yōu)實(shí)施方案。e)實(shí)施階段：系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝及調(diào)試等。f)運(yùn)行階段：按照系統(tǒng)預(yù)定的用途工作。g)更新階段：按系統(tǒng)要求實(shí)施，取消舊系統(tǒng)，代之以新系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)改進(jìn)。**②

邏輯維a)明確問(wèn)題：瞭解問(wèn)題所處的環(huán)境，收集有關(guān)的數(shù)據(jù)和資料，主要目的是弄清問(wèn)題。b)系統(tǒng)指標(biāo)設(shè)計(jì)：確定所要解決問(wèn)題的目標(biāo)和相應(yīng)的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。c)系統(tǒng)方案綜合：為實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)，擬定所需採(cǎi)取的策略和應(yīng)選擇的方案。d)系統(tǒng)分析：深入瞭解所提出的政策措施和解決方法，分析這些措施方法在實(shí)施中的預(yù)期效果。e)系統(tǒng)方案的優(yōu)化與選擇：用數(shù)學(xué)規(guī)劃等定量的優(yōu)化方法去判別各種方案的優(yōu)劣，以進(jìn)行方案選擇。f)決策：以指標(biāo)體系為評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，在考慮決策者的偏好等基礎(chǔ)上，選擇最優(yōu)方案。g)實(shí)施計(jì)畫：按決策結(jié)果制定實(shí)施方案和計(jì)畫。**③

知識(shí)維知識(shí)維是指各工作步驟所需的各門專業(yè)知識(shí)，由於系統(tǒng)工程是個(gè)綜合性的交叉學(xué)科，在上述各階段中，執(zhí)行任何一步都會(huì)涉及多種專業(yè)技術(shù)，如社會(huì)科學(xué)、工程技術(shù)、法律、商業(yè)、醫(yī)藥、藝術(shù)等等。**2.系統(tǒng)工程的軟科學(xué)性

系統(tǒng)工程的軟科學(xué)性是從系統(tǒng)工程的應(yīng)用成果方面分析的，由於系統(tǒng)工程處理的對(duì)象主要是資訊，目的主要是對(duì)問(wèn)題的分析，以便獲得解決問(wèn)題的最優(yōu)方案，供決策者決策使用。系統(tǒng)工程的軟科學(xué)性也可由其定義看出，它是一種方法論的科學(xué)，尋求的是系統(tǒng)目標(biāo)綜合最優(yōu)的實(shí)施方案，然而這一方案需要有決策者的支持，否則將失去意義，這也是系統(tǒng)工程與傳統(tǒng)方法的最根本區(qū)別。**

軟科學(xué)性所表現(xiàn)出的特點(diǎn)所要研究的問(wèn)題沒有限制，但以人和社會(huì)問(wèn)題為主，且將問(wèn)題作為系統(tǒng)對(duì)待的意識(shí)較強(qiáng)；所要處理的問(wèn)題多數(shù)是帶有政策性的，同時(shí)多半帶有探討未來(lái)的性質(zhì)，所以十分關(guān)心未來(lái)的不定因素；所要處理的問(wèn)題包括了大量事實(shí)上不明確的東西；因此在分析中，不僅要重視客觀上可定量化的問(wèn)題，同時(shí)還要瞭解直觀性和含糊不清之處；從發(fā)現(xiàn)問(wèn)題到最後實(shí)施解決方案的這一期間，多數(shù)情況下要充分利用模型。但是，所關(guān)心的不是“是否精確”，而是該模型是否與目標(biāo)相符，是否有用；軟科學(xué)所處理的問(wèn)題跨學(xué)科的性質(zhì)很強(qiáng)。為了能解決問(wèn)題，應(yīng)積極利用現(xiàn)有社會(huì)科學(xué)與自然科學(xué)的成果，而且要求有關(guān)專家在廣泛的領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行合作。**二、系統(tǒng)工程方法論

系統(tǒng)工程方法論是指在更高層次上，指導(dǎo)人們正確應(yīng)用系統(tǒng)工程的思想、方法和各種準(zhǔn)則去處理問(wèn)題，由於系統(tǒng)工程是一類包括許多門工程技術(shù)的一大工程技術(shù)門類，而且是高度綜合的實(shí)用性很強(qiáng)的技術(shù)，因此，在系統(tǒng)工程的研究中逐漸形成了一套處理問(wèn)題的基本方法過(guò)程（基本框架結(jié)構(gòu)），這就是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，採(cǎi)用系統(tǒng)分析的方法來(lái)分析和解決各種問(wèn)題**1、系統(tǒng)分析簡(jiǎn)介系統(tǒng)工程方法論的基礎(chǔ)是系統(tǒng)分析技術(shù)，系統(tǒng)分析是完成系統(tǒng)工程問(wèn)題的中心環(huán)節(jié)廣義的解釋認(rèn)為系統(tǒng)分析就是系統(tǒng)工程，系統(tǒng)分析是系統(tǒng)工程的同義詞狹義的解釋認(rèn)為系統(tǒng)分析是系統(tǒng)工程的一項(xiàng)優(yōu)化技術(shù)，是系統(tǒng)工程在非結(jié)構(gòu)化問(wèn)題決策中的具體應(yīng)用**系統(tǒng)分析的基本概念系統(tǒng)分析的目的是在於分析系統(tǒng)內(nèi)部與系統(tǒng)環(huán)境之間、系統(tǒng)內(nèi)部各要素之間的相互依賴、相互制約、相互促進(jìn)的複雜關(guān)係，分析系統(tǒng)要素的層次結(jié)構(gòu)關(guān)係及其對(duì)系統(tǒng)功能和目標(biāo)的影響，通過(guò)建立系統(tǒng)的分析模型使系統(tǒng)各要素及其與環(huán)境之間的協(xié)調(diào)達(dá)到最佳狀態(tài)，最終為系統(tǒng)決策提供依據(jù)。

**2、系統(tǒng)分析的步驟概要

原始情況分析結(jié)果闡明問(wèn)題階段分析研究階段

評(píng)價(jià)比較階段

闡明問(wèn)題謀劃備選方案建模和預(yù)計(jì)後果評(píng)比備選方案預(yù)測(cè)未來(lái)環(huán)境**（1）闡明問(wèn)題問(wèn)題的性質(zhì)和範(fàn)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；可能採(cǎi)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、建議等問(wèn)題的目標(biāo)

目標(biāo)的層次性目標(biāo)的衝突**目標(biāo)樹

XX1X2X3**目標(biāo)衝突和利害衝突

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)鍵情況往往是由於存在著相互衝突的分目標(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)衝突問(wèn)題；另一種是社會(huì)性質(zhì)的，即利害衝突問(wèn)題。**目標(biāo)衝突例如在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，所可能強(qiáng)調(diào)的兩個(gè)目標(biāo)：一是盡可能低的成本二是盡可能高的品質(zhì)。解決辦法：建立一個(gè)沒有矛盾的目標(biāo)集，把引起矛盾的分目標(biāo)剔除掉。

採(cǎi)用所有分目標(biāo)，尋求一個(gè)能達(dá)到衝突目標(biāo)得以並存的方案。

**利害衝突例如企業(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)，用其他方式補(bǔ)償或部分補(bǔ)償受損方的利益通過(guò)協(xié)商調(diào)整目標(biāo)系統(tǒng)，使之達(dá)到目標(biāo)相容**闡明問(wèn)題環(huán)境和條件

評(píng)價(jià)指標(biāo)

合理性層次性收集和分析資料

**闡明問(wèn)題階段結(jié)果報(bào)告：?jiǎn)栴}的由來(lái)與背景；重要性；可能採(cǎi)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、建議等闡明問(wèn)題階段約占系統(tǒng)分析全過(guò)程的時(shí)間的20%-25%**（2）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）**（3）預(yù)測(cè)未來(lái)環(huán)境

情景分析法：情景分析法對(duì)於每種備選方案都確定幾組未來(lái)實(shí)施環(huán)境的特徵和條件，如按“樂觀”、“正?！焙汀氨^”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)。

**數(shù)學(xué)模型的方法

確定預(yù)測(cè)內(nèi)容

準(zhǔn)備數(shù)據(jù)資料

確定預(yù)測(cè)方法，建立數(shù)學(xué)模型

定性預(yù)測(cè)法

時(shí)間序列預(yù)測(cè)法

因果關(guān)係預(yù)測(cè)法

計(jì)算預(yù)測(cè)值，分析預(yù)測(cè)誤差

**（4）建模和預(yù)計(jì)後果

每種方案實(shí)施後都相應(yīng)有一系列後果，因此本階段的首要工作便是確定應(yīng)該預(yù)計(jì)哪些後果？其中哪些最重要？選定後果專案後，便可著手建立一個(gè)或多個(gè)模型預(yù)計(jì)行動(dòng)和後果指標(biāo)之間的關(guān)係。

系統(tǒng)分析的主要模型有圖形模型、分析模型、仿真模型、博弈模型和判斷模型

**（5）評(píng)比備選方案各種備選方案在不同情景下的後果估計(jì)出來(lái)之後，便可著手方案評(píng)比，方案評(píng)比便是依據(jù)所建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)各方案可能取得的效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，並按其評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行排序。

系統(tǒng)評(píng)價(jià)的主要方法有關(guān)聯(lián)矩陣法、費(fèi)用效益分析法、層次分析法及模糊評(píng)價(jià)法等許多種評(píng)價(jià)方法，這在後面的系統(tǒng)評(píng)價(jià)中將作專門介紹。

**（6）系統(tǒng)工程分析報(bào)告簡(jiǎn)略報(bào)告主題報(bào)告技術(shù)報(bào)告**第3章結(jié)構(gòu)模型化技術(shù)一、結(jié)構(gòu)模型簡(jiǎn)介結(jié)構(gòu)模型就是應(yīng)用有向連接圖來(lái)描述系統(tǒng)各要素間的關(guān)係，以表示一個(gè)作為要素集合體的系統(tǒng)模型。示例

總?cè)丝谄谕麎勖劳雎食錾梳t(yī)療水準(zhǔn)結(jié)構(gòu)模型的特徵結(jié)構(gòu)模型是一種圖形模型（幾何模型）結(jié)構(gòu)模型是一種定性為主的模型結(jié)構(gòu)模型可以用矩陣形式描述，從而使得定量與定性相結(jié)合結(jié)構(gòu)模型比較適宜於描述以社會(huì)科學(xué)為對(duì)象的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的描述結(jié)構(gòu)模型化技術(shù)指建立結(jié)構(gòu)模型的方法論結(jié)構(gòu)模型法是在仔細(xì)定義的模式中，使用圖形和文字來(lái)描述一個(gè)複雜事件（系統(tǒng)或研究領(lǐng)域）的結(jié)構(gòu)的一種方法論結(jié)構(gòu)模型化技術(shù)分為：?jiǎn)栴}發(fā)掘技術(shù)（腳本法、專家調(diào)查法、發(fā)想法、集團(tuán)啟發(fā)法）和結(jié)構(gòu)決定技術(shù)（靜態(tài)：關(guān)聯(lián)樹法、ISM、決策試驗(yàn)與評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室、系統(tǒng)開發(fā)計(jì)畫程式和動(dòng)態(tài)：工作設(shè)計(jì)、交叉影響分析、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)）二、圖的幾個(gè)概念有向連接圖：節(jié)點(diǎn)和有向邊回路環(huán)樹：源點(diǎn)、匯點(diǎn)，沒有回路和環(huán)關(guān)聯(lián)樹：節(jié)點(diǎn)上有加權(quán)值W，邊上有關(guān)聯(lián)值rS1

S2

S3

S4

S5

鄰接矩陣圖的基本的矩陣表示，描述圖中各節(jié)點(diǎn)兩兩間的關(guān)係鄰接矩陣A的元素aij

定義：鄰接矩陣示例S1

S2

S3

S4

S5

S6

源點(diǎn)匯點(diǎn)鄰接矩陣特點(diǎn)匯點(diǎn)：矩陣A中元素全為零的行所對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)源點(diǎn)：矩陣A中元素全為零的列所對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)每節(jié)點(diǎn)的行中，元素值為1的數(shù)量，就是離開該節(jié)點(diǎn)的有向邊數(shù)；列中1的數(shù)量，就是進(jìn)入該節(jié)點(diǎn)的有向邊數(shù)可達(dá)矩陣用矩陣來(lái)描述有向連接圖各節(jié)點(diǎn)之間，經(jīng)過(guò)一定長(zhǎng)度的通路後可以到達(dá)的程度推移律特性可達(dá)矩陣R可用鄰接矩陣A加上單位陣I，經(jīng)過(guò)演算後求得設(shè)A1=(A+I)A2=(A+I)2=A12

…Ar-1=(A+I)r-1=A1r-1

如：A1≠A2≠…≠Ar-1=Ar(r<n-1)則：Ar-1=R稱為可達(dá)矩陣，表明各節(jié)點(diǎn)間經(jīng)過(guò)長(zhǎng)度不大於（n-1）的通路可以到達(dá)的程度，對(duì)於節(jié)點(diǎn)數(shù)為n的圖，最長(zhǎng)的通路其長(zhǎng)度不超過(guò)（n-1）縮減可達(dá)矩陣在可達(dá)矩陣中存在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相應(yīng)的行、列元素值分別完全相同，則說(shuō)明這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成回路集，只要選擇其中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)即可代表回路集中的其他節(jié)點(diǎn)，這樣就可簡(jiǎn)化可達(dá)矩陣，稱為縮減可達(dá)矩陣。三、解釋結(jié)構(gòu)模型法解釋結(jié)構(gòu)模型法(ISM)是分析複雜的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)有關(guān)問(wèn)題的一種行之有效的方法，其特點(diǎn)是把複雜的系統(tǒng)分解為若干子系統(tǒng)或要素，利用人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，以及電子電腦的幫助，最終將系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)多級(jí)遞階的結(jié)構(gòu)模型。解釋結(jié)構(gòu)模型法的工作程式成立一個(gè)實(shí)施解釋結(jié)構(gòu)模型法的小組設(shè)定問(wèn)題選擇構(gòu)成系統(tǒng)的要素建立鄰接矩陣和可達(dá)矩陣對(duì)可達(dá)矩陣進(jìn)行分解之後建立系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型根據(jù)結(jié)構(gòu)模型建立解釋結(jié)構(gòu)模型四、建立鄰接矩陣和可達(dá)矩陣1.鄰接矩陣建立A=(aij)Si×

Sj

，即Si與Sj和Sj和Si互有關(guān)系,Si○Sj，即Si與Sj和Sj和Si均無(wú)關(guān)系,Si∧Sj，即Si與Sj有關(guān)，Sj和Si無(wú)關(guān)，Si∨Sj，即Si與Sj無(wú)關(guān)，Sj和Si有關(guān)，

總?cè)丝赟1出生率S2死亡率S3醫(yī)療水準(zhǔn)S4期望壽命S5S100000S210000S310001S411111S510100總?cè)丝诮⒖蛇_(dá)矩陣選擇一個(gè)能夠承上啟下的要素Si,將其他要素分為：A(Si)----沒有回路的上位集，由Si

可達(dá)它，反之不能B(Si)----有回路的上位集，由Si

可達(dá)它，反之也可達(dá)C(Si)—無(wú)關(guān)集，Si

與C(Si)中要素完全無(wú)關(guān)D(Si)----下位集，由D(Si)可達(dá)Si

，反之不可達(dá)的集合Si與其他要素的關(guān)係B(Si)A(Si)D(Si)C(Si)Si可達(dá)矩陣的建立R=(rij)；當(dāng)SiRSj則rij=1,否則rij=0ABiCDAMAA

0000B11100I11100CMCA

00MCC

0D111MDC

MDD

MAA、MCC、MDD是降了階的可達(dá)矩陣；MDC、MCA是相互作用矩陣，需進(jìn)一步求解五、有向連接圖—結(jié)構(gòu)模型的建立

可達(dá)集：要素Si

可以到達(dá)的要素集合定義為要素SI的可達(dá)集，用R(SI)表示，由可達(dá)矩陣中第SI

行中所有矩陣元素為1的列所對(duì)應(yīng)的要素集合。前因集：將到達(dá)要素SI

的要素集合定義為要素SI

的前因集，用A(SI)表示，由可達(dá)矩陣中第SI

列中的所有矩陣無(wú)素為1的行所對(duì)應(yīng)的要素組成。最高級(jí)要素集：一個(gè)多級(jí)遞階結(jié)構(gòu)的最高級(jí)要素集，是指沒有比它再高級(jí)別的要素可以到達(dá)。其可達(dá)集R(SI)中只包含它本身的要素集,而前因集中，除包含要素SI

本身外，還包括可以到達(dá)它下一級(jí)的要素。若R(SI)=R(SI)∩A(SI)，則SI

即為最高級(jí)要素集。結(jié)構(gòu)模型的建立區(qū)域劃分：系統(tǒng)分為有關(guān)系的幾個(gè)部分或子部分；共同集T為A(SI)=R(SI)∩A(SI)，ni

和nj

在同一部分內(nèi)，他們的可達(dá)集有共同的單元級(jí)間劃分強(qiáng)連同塊劃分縮減可達(dá)矩陣結(jié)構(gòu)模型建立主要分析層次之間要素之間的關(guān)係繪製系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型可達(dá)矩陣

S0S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12S01000000000000S11100000000000S21010000000000S31001000000000S41001100000000S51001010000010S61110001110000S71001000100000S81001000010000S91000000001010S101000110001100S11000000000010S1210001101110013.對(duì)達(dá)矩陣進(jìn)行級(jí)間劃分並建立結(jié)構(gòu)模型尋找各級(jí)的最高級(jí)要素集

——第一級(jí)的可達(dá)集與前因集SIR(SJ)A(SJ)R∩ASO00,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,120S10,11,61S20,22,62S30,33,4,5,7,8,3S40,3,44,10,124S50,3,55,10,125S60,1,2,6,7,866S70,3,76,7,127S80,3,86,8,128S90,9,119,10,129S100,4,5,9,1010,10S110,115,9,1111S120,4,5,7,8,9,121212第一級(jí)：S0

第二級(jí)的可達(dá)集與前因集第二級(jí)S1，S2，S3，S11

SR(SI)A(SJ)R∩AS111,61S222,62S333,4,5,7,83S43,44,10,124S53,55,10,125S61,2,6,7,866S73,76,7,127S83,86,8,128S99,119,10,129S104,5,9,101010S11115,9,1111S124,5,7,8,9,121212第三級(jí)的可達(dá)集與前因集第三級(jí)：S4，Ss，S7，S8，S9

SIR(SI)A(SJ)R∩AS444,10,124S555,10,125S66,7,866S776,7,127S886,8,128S999,10,129S104,5,9,101010S124,5,7,8,9,121212第四級(jí)的可達(dá)集與前因集第四級(jí)S6，S10，S12；

SIR(SI)A(SJ)R∩AS6666S10101010S12121212級(jí)間排序的可達(dá)矩陣

S0S1S2S3S11S4S5S7S8S9S6S10S12SI1000000000000S11100000000000S21010000000000S31001000000000S111000100000000S41001010000000S51001101000000S71001000100000S81001000010000S91000100001000S61110000110100S101000011001010S121000011111001結(jié)構(gòu)模型13123118745961210解釋結(jié)構(gòu)模型科研技術(shù)裝備管理職能作用對(duì)管理地位的思想認(rèn)識(shí)系統(tǒng)化全過(guò)程綜合管理的思想主管機(jī)構(gòu)的工作檢查、監(jiān)控作用管理的方法與手段參與高層管理與權(quán)威性各相關(guān)管理部門的職責(zé)與職能組織管理體系的作用基礎(chǔ)管理工作水準(zhǔn)與管理資訊品質(zhì)管理人員的素質(zhì)管理組織機(jī)構(gòu)設(shè)置管理規(guī)章制度與程式ISM的缺陷推移規(guī)律的假定，級(jí)與級(jí)之間不存在回饋回路系統(tǒng)各要素邏輯關(guān)係的確定，依賴人們的主觀經(jīng)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程中需要三種角色人員：方法技術(shù)專家、參與者、協(xié)調(diào)人第五章系統(tǒng)仿真一、系統(tǒng)仿真概述凡是利用電腦在模型上而不是在真實(shí)系統(tǒng)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、運(yùn)行的研究方法都可認(rèn)為是仿真系統(tǒng)仿真是設(shè)計(jì)系統(tǒng)的電腦模型，並利用它進(jìn)行試驗(yàn)以瞭解系統(tǒng)的行為或評(píng)估系統(tǒng)運(yùn)用的各種策略的過(guò)程仿真包括兩個(gè)過(guò)程：建立模型和對(duì)模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、運(yùn)行仿真的實(shí)質(zhì)和作用系統(tǒng)仿真的實(shí)質(zhì)在於：它是一種對(duì)系統(tǒng)問(wèn)題求數(shù)值解的計(jì)算技術(shù)仿真是一種人為的試驗(yàn)手段系統(tǒng)仿真可以真實(shí)的描述系統(tǒng)運(yùn)行、演變及其發(fā)展的全過(guò)程系統(tǒng)仿真主要是在電腦上實(shí)現(xiàn)的仿真的實(shí)質(zhì)和作用系統(tǒng)仿真的作用：仿真的過(guò)程也是試驗(yàn)的過(guò)程對(duì)複雜的問(wèn)題處理起來(lái)更加有效通過(guò)仿真可以簡(jiǎn)化對(duì)系統(tǒng)的描述可以幫助人們更清楚的弄清問(wèn)題的實(shí)質(zhì)連續(xù)系統(tǒng)仿真系統(tǒng)中狀態(tài)變數(shù)隨時(shí)間連續(xù)地變化的系統(tǒng)，其系統(tǒng)模型通常是由微分方程組成，當(dāng)系統(tǒng)比較複雜引入非線性因素後，微分方程不可求解，需要採(cǎi)用仿真方法求解常用的方法有數(shù)值積分法：保證數(shù)值解的穩(wěn)定性，正確選擇步長(zhǎng)離散相似法：將連續(xù)系統(tǒng)進(jìn)行離散化處理離散事件系統(tǒng)仿真狀態(tài)變數(shù)只在一些離散的時(shí)間點(diǎn)上發(fā)生變化，輸入變數(shù)為隨機(jī)變數(shù)，輸出也為隨機(jī)變數(shù)可以分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)，靜態(tài)系統(tǒng)仿真稱為蒙特卡羅法是對(duì)每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的系統(tǒng)進(jìn)行仿真仿真的一般步驟第一步：定義問(wèn)題第二步：制訂仿真模型，包括決定仿真目標(biāo)決定狀態(tài)變數(shù)選擇模型的時(shí)間移動(dòng)方法描述運(yùn)動(dòng)行為準(zhǔn)備過(guò)程發(fā)生器第三步：證實(shí)模型第四步：設(shè)計(jì)仿真試驗(yàn)第五步：模擬運(yùn)行第六步：根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，運(yùn)行仿真模型，並分析結(jié)果仿真語(yǔ)言編程的語(yǔ)言分為兩類：仿真專用語(yǔ)言和通用語(yǔ)言通用語(yǔ)言可以採(cǎi)用組合語(yǔ)言或通用高級(jí)語(yǔ)言FORTRON、BASIC、C++、PASCAL二、蒙特卡羅法簡(jiǎn)介舉例：PERT網(wǎng)路計(jì)畫仿真問(wèn)題：第一步：每一工作有一工作時(shí)間的概率分佈（a≤t≤b)第二步：產(chǎn)生亂數(shù)，即給每一工作產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)的工作時(shí)間第三步：計(jì)算網(wǎng)路的工期及工作的時(shí)間參數(shù)第四步：返回第二步重新計(jì)算如果計(jì)算1000次便可判斷各工作可能的各種時(shí)間參數(shù)離散事件系統(tǒng)仿真

——排隊(duì)系統(tǒng)排隊(duì)系統(tǒng)是離散事件系統(tǒng)中一種典型系統(tǒng)，如售票系統(tǒng)、電信服務(wù)系統(tǒng)排隊(duì)系統(tǒng)描述顧客總體服務(wù)臺(tái)排隊(duì)離開排隊(duì)系統(tǒng)有關(guān)概念顧客與顧客總體：有限顧客源與無(wú)限顧客源到達(dá)模式：確定性與隨機(jī)性（泊松、愛爾郎、一般獨(dú)立）服務(wù)機(jī)構(gòu)與服務(wù)時(shí)間：?jiǎn)蝸辛袉畏?wù)臺(tái)結(jié)構(gòu)、多佇列單服務(wù)臺(tái)結(jié)構(gòu)、多個(gè)服務(wù)臺(tái)串聯(lián)、多個(gè)並聯(lián)；服務(wù)時(shí)間；定長(zhǎng)時(shí)間、指數(shù)分佈、愛爾郎分佈、超指數(shù)分佈、正態(tài)分佈等排隊(duì)規(guī)則：排隊(duì)系統(tǒng)分析排隊(duì)系統(tǒng)表示：A/S/C/N/K，簡(jiǎn)化為A/S/C排隊(duì)系統(tǒng)的性能指標(biāo)：服務(wù)臺(tái)的利用率平均等待時(shí)間和平均逗留時(shí)間平均隊(duì)長(zhǎng)和系統(tǒng)中平均顧客數(shù)忙期排隊(duì)系統(tǒng)仿真的建模仿真鐘三種仿真建模策略事件調(diào)度法活動(dòng)掃描法進(jìn)程交互法仿真流程（事件調(diào)度法）單服務(wù)臺(tái)排隊(duì)系統(tǒng)仿真多服務(wù)臺(tái)排隊(duì)系統(tǒng)仿真隨機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)一些基本概念：存儲(chǔ)費(fèi)用影響存貨量因素存儲(chǔ)系統(tǒng)的基本類型：無(wú)缺貨零提前期批量模型、有定貨提前期和延期交貨的系統(tǒng)、製造批量模型、數(shù)量折扣模型、漲價(jià)模型存儲(chǔ)系統(tǒng)仿真模型確定狀態(tài)影響因素歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析存儲(chǔ)系統(tǒng)仿真流程圖三、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的研究對(duì)象和特點(diǎn)研究對(duì)象：社會(huì)系統(tǒng)特點(diǎn)：一般處理的是社會(huì)系統(tǒng)，可以處理大量變數(shù)是一種定性分析和定量分析相結(jié)合的仿真技術(shù)能夠起到實(shí)際系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的作用可以處理高階次、非線性、多重回饋的複雜時(shí)變的社會(huì)系統(tǒng)問(wèn)題系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的仿真步驟3.因果關(guān)係分析4.建模因果關(guān)係分析4.多重回饋回路流程圖(系統(tǒng)流圖)庫(kù)存系統(tǒng)流程圖示例常用的流程圖符號(hào)流程圖構(gòu)建示例

-某單一商品的零售店訂貨策略問(wèn)題因果關(guān)係分析系統(tǒng)流圖構(gòu)建構(gòu)建的系統(tǒng)流圖結(jié)構(gòu)方程式系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真示例4.複雜的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型案例討論

——建立如下系統(tǒng)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型第六章系統(tǒng)評(píng)價(jià)可能—滿意度法在多目標(biāo)決策中，有些指標(biāo)需要定出它的可能性大小，有些則需要說(shuō)明它的滿意度定出指標(biāo)的可能或滿意的範(fàn)圍評(píng)價(jià)具體方案在這些指標(biāo)上能達(dá)到的可能度和滿意度可能度與滿意度可能—滿意度舉例層次分析法層次分析法是一種實(shí)用的多準(zhǔn)則決策方法，它把一個(gè)複雜問(wèn)題表示為有序的遞階層次結(jié)構(gòu)，通過(guò)人們的判斷對(duì)決策方案的優(yōu)劣進(jìn)行排序。這是一種將定性分析和定量分析相結(jié)合的評(píng)價(jià)決策方法，特別適合於社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)問(wèn)題的決策分析。應(yīng)用層次分析法的步驟一、明確問(wèn)題明確問(wèn)題的範(fàn)圍、提出的具體要求、包含的要素以及各要素之間的關(guān)係，這樣就可以明確要解決什麼問(wèn)題，需要的情報(bào)資料是否已經(jīng)滿足需要。二、建立多級(jí)遞階層次結(jié)構(gòu)第一級(jí)目標(biāo)目標(biāo)層第二級(jí)準(zhǔn)則1準(zhǔn)則2…準(zhǔn)則m準(zhǔn)則層第三級(jí)方案1方案2…方案n方案層遞階層次結(jié)構(gòu)三、構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣1.判斷矩陣

2.判斷尺度示例—投資問(wèn)題的判斷矩陣四、相對(duì)重要度計(jì)算在建立了判斷矩陣後，要根據(jù)判斷矩陣計(jì)算對(duì)上一級(jí)某一要素本級(jí)與之有聯(lián)繫的要素相對(duì)重要性次序的權(quán)值。即進(jìn)行層次單排序。它是對(duì)層次所有要素相對(duì)最高層次而言的重要性進(jìn)行排序的基礎(chǔ)。對(duì)判斷矩陣先求出最大特徵根，然後在求其相對(duì)應(yīng)的特徵向量W，即其中W的分量就是對(duì)應(yīng)於n個(gè)要素的相對(duì)重要度，即權(quán)重係數(shù)。和積法對(duì)B按列規(guī)範(fàn)化再按行相加得和數(shù)再進(jìn)行歸一化處理，即得權(quán)重係數(shù)方根法對(duì)B按行元素求積，再求1/n次冪。歸一化處理，即得權(quán)重係數(shù)示例相容性分析五、綜合重要性計(jì)算在計(jì)算了各級(jí)要素相對(duì)於上一級(jí)要素的相對(duì)重要性以後，即可從最上級(jí)開始，自上而下地求出各級(jí)上各要素關(guān)於系統(tǒng)總體的綜合重要度。綜合重要度的計(jì)算

aI

Bj

bj

投資問(wèn)題的層次分析法應(yīng)用示例三個(gè)投資方案：家用電器緊俏產(chǎn)品傳統(tǒng)產(chǎn)品評(píng)價(jià)指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)程度資金利潤(rùn)率轉(zhuǎn)產(chǎn)難易程度層次結(jié)構(gòu)模型某城市能源系統(tǒng)改造方案的決策第七節(jié)模糊評(píng)價(jià)法模糊評(píng)價(jià)法是應(yīng)用模糊集合理論對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的一種方法，評(píng)價(jià)結(jié)果是獲得各種替代方案優(yōu)先順序的有關(guān)資訊。這種方法應(yīng)用的對(duì)象可以是方案、產(chǎn)品或是各類人員，應(yīng)用面非常廣泛模糊評(píng)價(jià)法的步驟（一級(jí)）組成一個(gè)專家評(píng)價(jià)小組確定系統(tǒng)評(píng)價(jià)專案集F=(f1,f2,…,fn)並為每一評(píng)價(jià)專案的評(píng)價(jià)確定一個(gè)評(píng)價(jià)尺度集E=(e1,e2…,em)確定評(píng)價(jià)專案的權(quán)重W=(w1,w2,…,wn)依據(jù)評(píng)價(jià)尺度對(duì)各評(píng)價(jià)專案進(jìn)行評(píng)定,即確定對(duì)Ak方案來(lái)講其第fi個(gè)評(píng)價(jià)專案作出第ej評(píng)價(jià)尺度的可能性大小rijk

，即隸屬度大小。最後可得隸屬度矩陣Rk=(rijk)計(jì)算替代方案Ak的綜合評(píng)定向量Sk=WRk

計(jì)算替代方案Ak的優(yōu)先度Nk=SkET

舉例對(duì)某教師的課堂教學(xué)品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)於課堂教學(xué)品質(zhì)來(lái)說(shuō)，要考慮的因素有很多，由專家組確定的評(píng)價(jià)專案有四個(gè)：F={清楚易懂，熟悉教材，能力培養(yǎng)，板書整潔}，經(jīng)討論確定其權(quán)重為：評(píng)價(jià)尺度集為：E={很好，較好，一般，不好}=(1.0,0.7,0.4,0.1)舉例按照評(píng)價(jià)尺度，請(qǐng)10名專家對(duì)教師甲的各評(píng)價(jià)專案進(jìn)行評(píng)價(jià)如表所示評(píng)價(jià)專案集(F)清楚易董熟悉教材能力培養(yǎng)板書整潔權(quán)重(W)0.50.20.20.1評(píng)價(jià)尺度1.046110.753220.411650.10012舉例隸屬度矩陣為：

教師甲的綜合評(píng)定向量為：舉例教師甲的優(yōu)先度：N1=(0.4,0.5,0.2,0.1)*(1.0,0.7,0.4,0.1)T=0.84同理，對(duì)教師乙、丙等重複上述過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià)，得N2=0.64,N3=0.78可以得出這幾位教師的優(yōu)先順序?yàn)椋杭?、丙、乙。綜合應(yīng)用本例題是德爾菲法、AHP及模糊綜合評(píng)價(jià)法的綜合應(yīng)用解決實(shí)際問(wèn)題。問(wèn)題的背景在“九五”期間，某國(guó)防預(yù)研專案管理部門收到四個(gè)預(yù)研專案的立項(xiàng)申請(qǐng)，這四個(gè)專案為A1、A2、A3、A4，需要對(duì)這四個(gè)課題進(jìn)行立項(xiàng)評(píng)價(jià)，試綜合應(yīng)用系統(tǒng)評(píng)價(jià)理論與方法進(jìn)行科學(xué)的評(píng)價(jià)決策。綜合應(yīng)用對(duì)專案的立項(xiàng)評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)專案（指標(biāo)）中有許多定性因素、模糊不確定性因素，因此採(cǎi)用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)於評(píng)價(jià)專案（指標(biāo)）權(quán)重的確定採(cǎi)用AHP對(duì)於評(píng)價(jià)專案（指標(biāo)）集的建立確定採(cǎi)用德爾菲法專家小組的成立選準(zhǔn)評(píng)價(jià)專家組是做好評(píng)價(jià)工作的關(guān)鍵。根據(jù)專案的研究?jī)?nèi)容，邀請(qǐng)從事預(yù)先研究工作、學(xué)術(shù)造詣?shì)^高、學(xué)術(shù)思想活躍、熟悉被評(píng)專案學(xué)科領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況、有評(píng)議分析能力、學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)、辦事公正的學(xué)術(shù)專家和邀請(qǐng)管理或熟悉該專業(yè)領(lǐng)域的專案管理專家9人組成評(píng)價(jià)小組。在確定專家時(shí)既考慮了學(xué)術(shù)專家和管理專家的比例，專家成員的群體結(jié)構(gòu)，專業(yè)對(duì)口，又考慮了知識(shí)的覆蓋面和不同的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)、不同單位的代表；同時(shí)為了保證評(píng)價(jià)的公正性，評(píng)價(jià)組在聽取被評(píng)價(jià)人答辨後，以背對(duì)背方式進(jìn)行評(píng)判、打分。評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的確定按照全面性與科學(xué)性、定量分析與定性分析相結(jié)合、可行性與可操作性、靈活性與目標(biāo)導(dǎo)向性的原則，綜合考慮各方面因素的影響，運(yùn)用德菲爾法，經(jīng)過(guò)專家們4輪調(diào)查討論，確定了預(yù)研專案立項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如圖所示。評(píng)價(jià)指標(biāo)體系課題A1經(jīng)費(fèi)合理性B4成果可行性B3選題必要性B1條件可能性B2技術(shù)潛力及創(chuàng)新Ｃ8軟硬件支撐Ｃ7申請(qǐng)者研究基礎(chǔ)Ｃ6合作者研究基礎(chǔ)Ｃ5研究方案Ｃ１風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)Ｃ4關(guān)鍵技術(shù)Ｃ3戰(zhàn)略需求Ｃ2經(jīng)費(fèi)預(yù)算Ｃ10人才培養(yǎng)Ｃ9評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)在確定了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系後，還需要確定指標(biāo)體系中各評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。按照科學(xué)性、合理性以及符合人們判斷的邏輯思維習(xí)慣的原則，將評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分為5個(gè)等級(jí)：非常必要0.9，很必要0.7，必要0.5,一般0.3，不太必要的0.1。在評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中，對(duì)於定量指標(biāo)，通過(guò)規(guī)定的參數(shù)數(shù)值直接進(jìn)行量化考核，而那些無(wú)法直接定量考核與評(píng)價(jià)的定性指標(biāo)，運(yùn)用德爾菲法，通過(guò)4輪的調(diào)查研究，利用心理學(xué)測(cè)試原理，採(cǎi)用72級(jí)對(duì)這些指標(biāo)進(jìn)行量化處理，確定出了相應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。指標(biāo)權(quán)重的確定權(quán)重也稱權(quán)數(shù)或加權(quán)係數(shù)，它體現(xiàn)了各項(xiàng)指標(biāo)的相對(duì)重要程度。本次評(píng)價(jià)採(cǎi)用層次分析法，經(jīng)過(guò)3輪專家調(diào)查，對(duì)於專案A1構(gòu)造的各級(jí)判斷矩陣如下，指標(biāo)權(quán)重的確定計(jì)算其相對(duì)重要度並進(jìn)行一次性檢驗(yàn)。計(jì)算綜合權(quán)重綜合評(píng)價(jià)9名專家對(duì)專案A1的C層指標(biāo)做出各級(jí)評(píng)價(jià)的人數(shù)統(tǒng)計(jì)專案A1的隸屬度矩陣R專案A1的綜合評(píng)定向量S1

專案A1的優(yōu)先度N1

模糊綜合評(píng)價(jià)（多級(jí)模型）在系統(tǒng)評(píng)價(jià)時(shí)，當(dāng)需要考慮的因素很多，且各因素間有級(jí)別、層次之分時(shí)，即評(píng)價(jià)專案集（指標(biāo)）為獨(dú)立結(jié)構(gòu)（或混合結(jié)構(gòu)）的多級(jí)遞階結(jié)構(gòu)時(shí)，可以應(yīng)用多級(jí)評(píng)價(jià)模型。一級(jí)評(píng)價(jià)，由最低層開始，根據(jù)相關(guān)性分別確定隸屬度矩陣，計(jì)算綜合評(píng)定向量S1多級(jí)評(píng)價(jià)，將S1作為其上級(jí)要素的隸屬度，與本層次其他要素一起又可構(gòu)成本層次的隸屬度矩陣，計(jì)算綜合評(píng)定向量；重複進(jìn)行直到得到最高層要素的計(jì)算綜合評(píng)定向量。計(jì)算替代方案的優(yōu)先度。舉例見綜合應(yīng)用例題第七章決策分析主要內(nèi)容一、決策分析框架二、不確定型問(wèn)題的決策三、風(fēng)險(xiǎn)型問(wèn)題的決策——決策樹四、效用理論五、決策支持系統(tǒng)一、決策分析概述決策是一種過(guò)程：情報(bào)活動(dòng)、設(shè)計(jì)活動(dòng)、抉擇活動(dòng)、實(shí)施活動(dòng)決策分類：

確定型：對(duì)未來(lái)情況可以獲得精確、可靠的數(shù)據(jù)風(fēng)險(xiǎn)型：未來(lái)有幾種可能的狀態(tài)和相應(yīng)後果，其出現(xiàn)的概率可以預(yù)測(cè)不確定型：未來(lái)可出現(xiàn)的狀態(tài)和後果難以估計(jì)決策分析是為解決風(fēng)險(xiǎn)型和不確定型問(wèn)題提供一套推理方法和邏輯步驟。決策分析框架確定結(jié)構(gòu)評(píng)定後果評(píng)定不確定因素評(píng)價(jià)方案靈敏度分析選擇方案收集資訊決策分析框架確定決策模型結(jié)構(gòu)：確定決策過(guò)程的階段、相應(yīng)的環(huán)境資訊、各階段的狀態(tài)和備選方案以及他們間的層次結(jié)構(gòu)關(guān)係評(píng)定後果：估計(jì)備選方案在不同環(huán)境狀態(tài)下所付出的代價(jià)和取得的收益後果值評(píng)定不確定因素：估計(jì)未來(lái)環(huán)境中各種狀態(tài)出現(xiàn)的概率評(píng)價(jià)方案：按估計(jì)的後果和概率計(jì)算備選方案的效益（效用）指標(biāo)，按照效益（效用）最大者為最優(yōu)方案決策分析框架靈敏度分析：由於後果值和概率的主觀性和不確定性，確定決策模型中參數(shù)的變化範(fàn)圍收集資訊：對(duì)靈敏度高的參數(shù)需收集更多資訊進(jìn)行研究，但考慮資訊價(jià)值問(wèn)題選擇方案二、不確定型問(wèn)題的決策決策者根據(jù)自己的主觀傾向進(jìn)行決策，根據(jù)決策者主觀態(tài)度不同有以下五種常用的決策準(zhǔn)則和方法：悲觀主義準(zhǔn)則樂觀主義準(zhǔn)則樂觀係數(shù)準(zhǔn)則最小機(jī)會(huì)損失準(zhǔn)則等可能性準(zhǔn)則悲觀主義準(zhǔn)則從各方案的最小益損值中選擇最大的，也稱“小中取大”法，是一種萬(wàn)無(wú)一失的保守型決策者的選擇準(zhǔn)則。例如：S1

S2

S3

S4

A1

20012545-25A2

300200-50-175A3

425210-75-200樂觀主義準(zhǔn)則決策者對(duì)客觀情況總是抱樂觀態(tài)度，從各方案最大益損值中選擇最大的，也稱“大中取大”。是一種偏於冒進(jìn)的決策準(zhǔn)則。例如：S1

S2

S3

S4

A1

20012545-25A2

300200-50-175A3

425210-75-200樂觀係數(shù)準(zhǔn)則一種折衷準(zhǔn)則，決策者對(duì)客觀條件的估計(jì)既不樂觀也不悲觀，主張一種平衡，用一個(gè)樂觀係數(shù)α(0≤α≤1)，計(jì)算各方案的折衷益損值，從中選取最大的。例如：S1

S2

S3

S4α=0.7A1

20012545-25132.5A2

300200-50-175157.5A3

425210-75-200237.5最小機(jī)會(huì)損失準(zhǔn)則決策者一般易於接受某狀態(tài)下收益最大的方案，但由於無(wú)法預(yù)知那一狀態(tài)一定出現(xiàn)，當(dāng)決策者沒有採(cǎi)納收益最大的方案，就會(huì)感到後悔，最大收益值與其他收益值之差作為後悔值或機(jī)會(huì)損失值，然後按悲觀主義準(zhǔn)則決策。例如：S1

S2

S3

S4

A1

2258500A2

1251095150A3

00120175等可能性準(zhǔn)則決策者不能肯定那種狀態(tài)會(huì)出現(xiàn)，採(cǎi)取一視同仁的態(tài)度，認(rèn)為出現(xiàn)的可能性相等，有n個(gè)狀態(tài)，其出現(xiàn)的概率均為1/n，計(jì)算各方案的期望最大收益值，從中選取最大的。例如：S1

S2

S3

S4ERA1

20012545-2586.25A2

300200-50-17568.75A3

425210-75-20090三、風(fēng)險(xiǎn)型問(wèn)題決策風(fēng)險(xiǎn)型決策也稱隨機(jī)型決策或統(tǒng)計(jì)型決策最大可能性法最大期望收益準(zhǔn)則（ExpectedMonetaryValue,EMV）最小機(jī)會(huì)損失準(zhǔn)則（ExpectedOpportunityLoss,EOL）決策樹法最大可能性法從可能出現(xiàn)的狀態(tài)中，選擇一個(gè)概率最大的狀態(tài)進(jìn)行決策，而不考慮其他狀態(tài)，問(wèn)題轉(zhuǎn)化為確定型決策應(yīng)用條件：在收益矩陣中的元素差別不大，而各狀態(tài)中某一狀態(tài)的概率明顯地大的多；如果各狀態(tài)概率很接近，而益損值相差較大時(shí)，不宜採(cǎi)用。S1(0.1)S2(0.8)S3(0.1)甲406015乙504030丙604010丁50305EMV和EOL決策目標(biāo)考慮的是收益值，計(jì)算各方案的期望收益值，從中選擇期望收益最大的。決策目標(biāo)考慮的是損失值，計(jì)算各方案的期望損失值，從中選取期望損失最小的。決策樹法描述多級(jí)決策（序列決策）的工具“”表示決策節(jié)點(diǎn)，從它引出的分枝為方案枝，分枝數(shù)量與方案數(shù)量相同，分枝上要注明方案名稱。“O”表示狀態(tài)節(jié)點(diǎn)，從它引出的分枝為狀態(tài)分枝或概率分枝，分枝數(shù)量與可能出現(xiàn)的自然狀態(tài)數(shù)量相同，分枝上要注明狀態(tài)出現(xiàn)的概率?！啊鳌北硎窘Y(jié)果節(jié)點(diǎn)，不同方案在各種狀態(tài)下所取得的結(jié)果（益損值），標(biāo)注在結(jié)果節(jié)點(diǎn)的右端。決策樹1級(jí)決策2級(jí)決策A1

A2

A3

S1

S2

S3

決策樹舉例有一鑽探隊(duì)做石油鑽探，可以先做地震試驗(yàn)，費(fèi)用為0.3萬(wàn)元/次，然後決定鑽井與否，鑽井費(fèi)用為1萬(wàn)元，出油收入為4萬(wàn)元。根據(jù)歷史資料，試驗(yàn)結(jié)果好的概率為0.6，不好的概率為0.4；結(jié)果好鑽井出油的概率為0.85，不出油的概率為0.15；結(jié)果不好鑽井出油的概率為0.1，不出油的概率為0.9。也可不做試驗(yàn)而直接憑經(jīng)驗(yàn)決定是否鑽井，這時(shí)出油的概率為0.55，不出油的概率為0.45，試用決策樹進(jìn)行決策。決策樹計(jì)算試驗(yàn)-0.3不試驗(yàn)好0.6不好0.4鑽井不-10.850.154004004003.42.40.402.21.21.441.20.10.90.550.45不出油結(jié)論：不試驗(yàn)直接鑽井，期望收入為1.2萬(wàn)元。討論練習(xí)某企業(yè)對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)，提出兩個(gè)方案：一是從國(guó)外引進(jìn)生產(chǎn)線，另一是自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)線。引進(jìn)投資較大，但產(chǎn)品品質(zhì)好成本低，成功率為80%；自行設(shè)計(jì)投資相對(duì)較小，產(chǎn)品品質(zhì)也有一定保證成本也較低，只是成功率低些為60%。進(jìn)一步考慮到無(wú)論引進(jìn)還是自行設(shè)計(jì)，生產(chǎn)能力都能得到提高。因此企業(yè)又制訂了兩個(gè)生產(chǎn)方案：一是產(chǎn)量與過(guò)去保持相同，一是產(chǎn)量增大。為此又需要決策，最後若引進(jìn)與自行設(shè)計(jì)不成功，則企業(yè)只能採(cǎi)用原工藝生產(chǎn)，產(chǎn)量保持不變。企業(yè)打算該產(chǎn)品生產(chǎn)五年，根據(jù)市場(chǎng)預(yù)測(cè)，五年內(nèi)產(chǎn)品價(jià)格下跌的概率為0.1，不變的概率為0.5，上漲的概率為0.4，通過(guò)估算各種方案在不同價(jià)格狀態(tài)下的益損值如表所示，試用決策樹進(jìn)行決策。狀態(tài)價(jià)跌價(jià)平價(jià)漲概率0.10.50.4按原工藝生產(chǎn)的益損值-1000125引進(jìn)（成功0.8）產(chǎn)量不變-25080200產(chǎn)量增加-400100300自行設(shè)計(jì)（成功0.6）產(chǎn)量不變-2500250產(chǎn)量增加-350-250650貝葉斯決策（條件概率）多級(jí)決策中，各種狀態(tài)之間是相關(guān)的，其出現(xiàn)的概率是條件概率。為了準(zhǔn)確預(yù)測(cè)各種狀態(tài)出現(xiàn)的概率，一般需要將某狀態(tài)看成獨(dú)立於其他狀態(tài)，將條件概率簡(jiǎn)化為非條件概率，給出最後一級(jí)決策可能出現(xiàn)狀態(tài)的概率，稱為先驗(yàn)概率，然後通過(guò)試驗(yàn)或其他手段獲取新資訊，用貝葉斯定理修正先驗(yàn)概率，從而轉(zhuǎn)化為後驗(yàn)概率（條件概率）。舉例某石油公司考慮在某地鑽井，結(jié)果可能出現(xiàn)三種情況：無(wú)油(0.5)、少油(0.3)、富油(0.2)，鑽井費(fèi)用為7萬(wàn)元，如少量出油可收入12萬(wàn)元，大量出油27萬(wàn)元，不出油收入為零；為了避免盲目鑽井，可以先進(jìn)行勘探試驗(yàn)以瞭解地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況，勘探費(fèi)用為1萬(wàn)元，勘探結(jié)果可能會(huì)是：地質(zhì)構(gòu)造差、構(gòu)造一般、構(gòu)造良好，根據(jù)過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)，地質(zhì)構(gòu)造與油井出油的關(guān)係如表所示，試用決策樹進(jìn)行決策。P(θk/Si)構(gòu)造差(θ1)一般(θ2)良好(θ3)無(wú)油(S1)0.60.30.1少油(S2)0.30.40.3富油(S3)0.10.40.5根據(jù)全概率公式有：P(θ1)=0.41，P(θ2)=0.35，P(θ3)=0.24根據(jù)貝葉斯公式有：P(Si/θk)無(wú)油(S1)少油(S2)富油(S3)構(gòu)造差(θ1)0.73170.21950.0488一般(θ2)0.42860.34280.2286良好(θ3)0.20830.37500.4617靈敏度分析某工程準(zhǔn)備施工，需要決策下個(gè)月是否開工，開工後天氣好可按期完工，獲利5萬(wàn)元，天氣不好損失1萬(wàn)元；如不開工不論天氣好壞，均需支付窩工費(fèi)0.1萬(wàn)元，根據(jù)氣象統(tǒng)計(jì)資料，下個(gè)月天氣好的概率P=0.2，試進(jìn)行決策。如下個(gè)月天氣好的概率P=0.1，試進(jìn)行決策。轉(zhuǎn)折概率方案可能出現(xiàn)的狀態(tài)的概率會(huì)導(dǎo)致最優(yōu)方案的變化，使最優(yōu)方案發(fā)生變化的概率稱之為轉(zhuǎn)折概率在上例中：P×5+(1-P)×(-1)=P×(-0.1)+(1-P)×(-0.1)得P=0.15，則轉(zhuǎn)折概率為P=0.15，當(dāng)P大於0.15時(shí)，開工方案比較合理；當(dāng)P小於0.15時(shí)，不開工比較好。資訊價(jià)值分析在靈敏度分析後，有些關(guān)鍵狀態(tài)的概率有時(shí)靈敏度很高，需要進(jìn)一步收集資訊，提高先驗(yàn)概率的精度，來(lái)更準(zhǔn)確可靠地評(píng)定這些參數(shù)。進(jìn)一步收集資訊需要進(jìn)行“調(diào)查研究”，通過(guò)收集樣本、統(tǒng)計(jì)分析取得更可靠的資訊?！罢{(diào)查研究”所得到的諮詢資訊一般都有誤差，調(diào)研結(jié)果要考慮其失誤的可能性“調(diào)查研究”需要費(fèi)用，不管諮詢結(jié)果是否有用，都得付費(fèi)，因此在調(diào)研前要考慮所得到的資訊用途多大，即資訊的價(jià)值分析。為了衡量調(diào)研人員提供資訊的用途大小，一般根據(jù)歷史資料，用該人員（單位）過(guò)去提供正確或不正確資訊的概率來(lái)表示。舉例某超市欲在某社區(qū)附近設(shè)立一分店。設(shè)立分店有三種可能的後果：I—贏利額每年增加到300萬(wàn)元，P—維持不設(shè)分店的情況贏利100萬(wàn)元，R—虧損300萬(wàn)元。各種後果出現(xiàn)的概率經(jīng)分析判斷，估計(jì)為0.2、0.5、0.3，試進(jìn)行決策。舉例畫出決策樹，按照期望收益值最優(yōu)準(zhǔn)則，將選擇設(shè)分店方案，期望收益為20萬(wàn)元。如三種後果的概率為0.2、0.4、0.4，則設(shè)分店就會(huì)虧損20萬(wàn)元，因此不設(shè)分店為好。最優(yōu)決策對(duì)設(shè)定的概率值很靈敏，需要進(jìn)一步進(jìn)行市場(chǎng)研究，以使概率值精度更高些。請(qǐng)諮詢公司來(lái)進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查，決策者希望諮詢公司提供未來(lái)出現(xiàn)I、P、R中的何種狀態(tài)。首先要考慮是否請(qǐng)諮詢公司進(jìn)行市場(chǎng)研究？考慮該公司有關(guān)市場(chǎng)研究成功率。諮詢公司研究結(jié)果所提供的資訊為：對(duì)設(shè)立新分店的方案是贊成還是反對(duì)。根據(jù)歷史資料結(jié)合原來(lái)估計(jì)的先驗(yàn)概率，可以得到：如將來(lái)贏利，諮詢公司給出贊成或反對(duì)的概率是多少？狀態(tài)贊成反對(duì)IP(F/I)=0.8P(U/I)=0.2PP(F/P)=0.5P(U/P)=0.5RP(F/R)=0.1P(U/R)=0.9例題分析將是否進(jìn)行市場(chǎng)研究作為第一級(jí)決策，諮詢公司贊成或反對(duì)作為決策後的兩種狀態(tài)。在原來(lái)決策樹基礎(chǔ)上，增加一級(jí)決策，構(gòu)成增廣決策樹。得到進(jìn)行市場(chǎng)研究後期望收益值為64萬(wàn)元，與無(wú)市場(chǎng)研究的期望收益值之差為44萬(wàn)元——是市場(chǎng)研究提供資訊的價(jià)值，此值是決策者可能付給市場(chǎng)研究的最大費(fèi)用。全資訊價(jià)值如現(xiàn)在經(jīng)過(guò)市場(chǎng)研究可以確切地估計(jì)未來(lái)到底發(fā)生I、P、R中何種狀態(tài)，則稱之為完全資訊。如預(yù)測(cè)未來(lái)一定出現(xiàn)I或P，則採(cǎi)取設(shè)立分店方案，如預(yù)測(cè)結(jié)果是R，則放棄設(shè)分店方案，相應(yīng)的收益為：300萬(wàn)元、100萬(wàn)元、0；三種狀態(tài)的先驗(yàn)概率為：0.2、0.5、0.3。則使用完全資訊後的期望收益值為110萬(wàn)元，此值為確定條件下的期望價(jià)值，此值與無(wú)市場(chǎng)研究情況下的最優(yōu)期望收益值之差稱為完全資訊的價(jià)值。市場(chǎng)研究效果再好，決策人付出的諮詢費(fèi)也不可能大於此值。四、效用值理論決策準(zhǔn)則可傳遞性獨(dú)立性期望收益值的缺陷後果多樣性決策者的價(jià)值觀需要一種能表達(dá)人們主觀價(jià)值的衡量指標(biāo)，並能綜合衡量各種定量和定性的後果這樣的指標(biāo)沒有統(tǒng)一的客觀尺度，因人而異，視個(gè)人的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和心理?xiàng)l件而定伯努利期望效用值理論效用值：人們?cè)趽碛胸?cái)富多少不一的條件下，增加同樣的財(cái)富所感受到的效用值是不同的，隨財(cái)富的增加效用值總是在增加，但增長(zhǎng)率是遞減的買彩券：5（500）元一張，0.5概率中獎(jiǎng)得10（1000）元，期望收益值為零；問(wèn)題：如何遵循理性原則求得效用值？馮諾曼-摩根斯坦期望效用值理論定義了計(jì)量效用值，使效用值的計(jì)算成為現(xiàn)實(shí)在“伯”的基礎(chǔ)上提出，針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)狀況下財(cái)富的價(jià)值，而“伯”的是針對(duì)確定狀況下財(cái)富的價(jià)值而提出的事態(tài)體風(fēng)險(xiǎn)決策的基本表達(dá)符號(hào)表示狀態(tài)節(jié)點(diǎn)，各條射線表示可能出現(xiàn)的狀態(tài)，P1,P2,…,Pm和C1,C2,…,Cm表示相應(yīng)的概率和後果值事態(tài)體的運(yùn)算式為[P1C1,P2C2,…,PmCm]如m=2，則[C1P,C2(1-P)]為標(biāo)準(zhǔn)事態(tài)體，P表示較優(yōu)後果值出現(xiàn)的概率事態(tài)體等價(jià)確定值風(fēng)險(xiǎn)事件與確定型事件之間的橋樑（聯(lián)繫）有兩種方案：A1

：有0.5的概率贏500元，0.5的概率無(wú)輸贏；A2

：無(wú)論如何都贏200元，哪個(gè)為優(yōu)？是否選擇A1

取決於與另一個(gè)收益為確定值的方案的比較，此確定值在500—0元之間，從肯定選擇A1

到肯定不選擇之間，有一確定值即轉(zhuǎn)捩點(diǎn)從決策者的優(yōu)先觀念看：此轉(zhuǎn)折值就是事態(tài)體A1

方案的等價(jià)的確定值，稱為等價(jià)確定值如果等價(jià)確定值為200元，即為方案A2

則A1和A2

等價(jià)；如A2

後果值改為205元，則A2＞A1

；如為195元，則A1＞A2

辨優(yōu)通過(guò)“兩兩比較”的方法辨明事態(tài)體優(yōu)先次序（實(shí)際上是判斷者的偏好順序）就是辨優(yōu)兩兩比較中，一方優(yōu)於另一方，記作X＞Y；等價(jià)關(guān)係記作：X～Y辨優(yōu)過(guò)程輪盤賭：指針在贏區(qū)將贏得100元，在輸區(qū)則輸100元，贏的概率為P，輸?shù)母怕蕿椋?-P）某人現(xiàn)有財(cái)富為A，如果參與不參與輪盤賭的兩種方案是等價(jià)的，意味著此人原有財(cái)富的效用值和參與後事態(tài)體的效用值是一樣的，即：U(A)～PU(A+100)+(1-P)U(A-100)U(A)＞PU(A+100)+(1-P)U(A-100)，則不參與U(A)＜PU(A+100)+(1-P)U(A-100)，則參與顯然P有一個(gè)下限值，此時(shí)辨優(yōu)式取等號(hào)，通過(guò)計(jì)算等價(jià)確定值確定辨優(yōu)提問(wèn)模式效用值在實(shí)際中：最小效用值U(0)=0，最大效用值U(M)=1，M為決策人可能擁有的最大財(cái)富對(duì)於任意財(cái)富X的效用值通過(guò)辨優(yōu)提問(wèn)估計(jì)：“如果事態(tài)體有P的概率出現(xiàn)後果M，（1-P）的概率出現(xiàn)後果0，概率P的數(shù)值應(yīng)為多大才能認(rèn)為此事態(tài)體和確定的即出現(xiàn)概率為1的財(cái)富X等價(jià)”？即：U(X)～PU(M)+(1-P)U(