《系統(tǒng)工程》期末復(fù)習(xí)資料

1、《系統(tǒng)工程》復(fù)習(xí)課件,工業(yè)工程是一門工程技術(shù)與管理技術(shù)相結(jié)合的綜合性工程領(lǐng)域的學(xué)科，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生產(chǎn)建設(shè)中起著重要作用?？傮w來(lái)說，工業(yè)工程以降低成本、提高質(zhì)量和生產(chǎn)率為導(dǎo)向，采用系統(tǒng)化、專業(yè)化和科學(xué)化的方法，綜合運(yùn)用多種學(xué)科的知識(shí)，對(duì)人員、物料、設(shè)備、能源和信息所組成的集成系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)、創(chuàng)新和決策等工作，把目標(biāo)定位建設(shè)更有效、更合理的綜合優(yōu)化系統(tǒng)。,《系統(tǒng)工程學(xué)》是工業(yè)工程專業(yè)以及管理工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一。它的任務(wù)是通

2、過對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟悉系統(tǒng)及系統(tǒng)工程的概念和內(nèi)涵，了解國(guó)內(nèi)外系統(tǒng)工程的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，掌握系統(tǒng)工程的預(yù)測(cè)技術(shù)、分析方法、設(shè)計(jì)理論、模型與仿真、決策分析，并引導(dǎo)學(xué)生將系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)、思想、方法和原理具體應(yīng)用到工程機(jī)械的制造、規(guī)劃和管理以及路橋機(jī)械化施工等工程實(shí)踐中。,這門課程一共講授48個(gè)學(xué)時(shí)，根據(jù)這些學(xué)時(shí)，我們安排了如下一些內(nèi)容第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程：掌握系統(tǒng)及系統(tǒng)工程的概念、特征、分類以及系統(tǒng)工程的產(chǎn)生背景與發(fā)展方向，對(duì)系統(tǒng)工

3、程的基礎(chǔ)理論（一般系統(tǒng)論、控制論、信息論、耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同論和突變論）有概括了解。,第二章 系統(tǒng)分析：學(xué)習(xí)系統(tǒng)分析的意義、概念、特點(diǎn)以及系統(tǒng)分析的要素和步驟， 了解常用系統(tǒng)分析技術(shù)，重點(diǎn)掌握層次分析法、模糊聚類分析及灰色關(guān)聯(lián)分析處理問題的方法與步驟。,第三章 系統(tǒng)模型：了解系統(tǒng)模型分類和建模步驟；理解鄰接矩陣、可達(dá)矩陣的概念并會(huì)計(jì)算，掌握建立結(jié)構(gòu)模型的方法；能用蒙特卡洛法對(duì)簡(jiǎn)單隨機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行模擬；了解系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)因果反饋結(jié)構(gòu)，掌握系統(tǒng)動(dòng)力

4、學(xué)建模方法。,第四章 網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)：網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)是系統(tǒng)管理的重要工具之一，是系統(tǒng)工程常用的管理技術(shù)。它是利用網(wǎng)絡(luò)圖對(duì)計(jì)劃任務(wù)的進(jìn)度、費(fèi)用及其組成部分之間的相互關(guān)系進(jìn)行計(jì)劃、檢查和控制，以使系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)的科學(xué)方法。通過本章學(xué)習(xí)，同學(xué)們能夠了解了解網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)知識(shí)及其應(yīng)用領(lǐng)域 ，掌握CPM，PERT，GERP的工程實(shí)際應(yīng)用。,第五章 系統(tǒng)決策：系統(tǒng)決策是指在一定的條件下，根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)在可采取的各種策略中，依據(jù)系統(tǒng)目標(biāo)選取一個(gè)最優(yōu)策略并付諸

5、實(shí)施的過程。掌握決策中常用方法，掌握多準(zhǔn)則決策的基本內(nèi)容，了解模糊決策的基本方法。,學(xué)習(xí)本課程的建議：1.注重系統(tǒng)思考2.堅(jiān)持問題導(dǎo)向3.采用系統(tǒng)化方法教學(xué)要求：上課及考核（閉卷考試）,教學(xué)參考書：1. 《系統(tǒng)工程實(shí)用教程》姚德民，李漢鈴哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社1996 2. 《系統(tǒng)工程概論》夏紹偉 楊家本 楊振斌 清華大學(xué)出版社1995 3. 《系統(tǒng)工程原理與方法》徐克紹上?？茖W(xué)技術(shù)出版社1996 4. 《系統(tǒng)工程理論

6、、方法與應(yīng)用》汪應(yīng)洛高等教育出版社2002 5.《系統(tǒng)工程》吳祈宗 北京理工大學(xué)出版社 2005,第一章 系統(tǒng)與系統(tǒng)工程,§1 系統(tǒng)工程概述一、系統(tǒng)工程的產(chǎn)生、發(fā)展及應(yīng)用二、系統(tǒng)工程的研究對(duì)象三、系統(tǒng)工程的內(nèi)容與特點(diǎn),一、系統(tǒng)工程的產(chǎn)生、發(fā)展及應(yīng)用,（一）系統(tǒng)思想及系統(tǒng)理論的產(chǎn)生與發(fā)展 系統(tǒng)思想的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段，即：“只見森林（樸素的系統(tǒng)思想）階段——“只見樹木”階段——“先見森林，后見樹木”（科學(xué)的系統(tǒng)思

7、想）階段。 古代中國(guó)和古希臘在系統(tǒng)思想的產(chǎn)生與早期發(fā)展中具有突出地位和貢獻(xiàn)。 整體思想和聯(lián)系思想是科學(xué)系統(tǒng)思想的核心與實(shí)質(zhì)。 一般系統(tǒng)論、控制論、信息論、耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學(xué)及自組織理論等是系統(tǒng)理論的重要內(nèi)容和SE的理論基礎(chǔ)。,（二）系統(tǒng)工程的發(fā)展概況,（三） 系統(tǒng)工程在我國(guó)的發(fā)展及應(yīng)用,上世紀(jì)50至60年代，我國(guó)的一些研究機(jī)構(gòu)和著名學(xué)者為SE的研究與應(yīng)用作了理論上的探討、應(yīng)用上的嘗試和技術(shù)方法上的準(zhǔn)備。其主要標(biāo)

8、志和集中代表是錢學(xué)森的《工程控制論》、華羅庚的《統(tǒng)籌法》和許國(guó)志的《運(yùn)籌學(xué)》。 我國(guó)大規(guī)模地研究與應(yīng)用SE是從70年代末、80年代初開始的。,1978年9月27日，錢學(xué)森、許國(guó)志、王壽云在《文匯報(bào)》發(fā)表題為“組織管理的技術(shù)——系統(tǒng)工程”的長(zhǎng)篇文章； 從1978年起，西安交大、天津大學(xué)、清華大學(xué)、華中理工大學(xué)、大連理工大學(xué)等國(guó)內(nèi)著名大學(xué)開始招收了第一批SE專業(yè)碩士研究生；,1980年11月，中國(guó)系統(tǒng)工程學(xué)會(huì)在北京成立；

9、 中國(guó)系統(tǒng)工程學(xué)會(huì)是中國(guó)系統(tǒng)科學(xué)和系統(tǒng)工程科學(xué)技術(shù)工作者的學(xué)術(shù)性社會(huì)團(tuán)體，是中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)的組成部分。1979年由錢學(xué)森、宋健、關(guān)肇直、許國(guó)志等21名專家、學(xué)者共同倡議并籌備。1980年11月18日在北京正式成立。由自然科學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)家錢學(xué)森和社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)學(xué)家薛暮橋擔(dān)任名譽(yù)理事長(zhǎng)，充分體現(xiàn)系統(tǒng)工程跨部門、跨領(lǐng)域交叉學(xué)科性質(zhì)特點(diǎn)。 第一屆理事會(huì)理事長(zhǎng)關(guān)肇直，第二、三屆理事長(zhǎng)許國(guó)志。第四、五屆理事長(zhǎng)顧基發(fā)、第六屆理

10、事長(zhǎng)陳光亞。 1980年10月至1981年1月，中國(guó)科協(xié)、中央電視臺(tái)會(huì)同中國(guó)系統(tǒng)工程學(xué)會(huì)、中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)聯(lián)合舉辦“系統(tǒng)工程電視普及及講座（45講）”，取得了良好的社會(huì)效果。,70年代末以來(lái)，應(yīng)用SE理論和方法來(lái)研究與解決我國(guó)的重大現(xiàn)實(shí)問題，在許多領(lǐng)域和方面取得了較好的效果，如：人口問題的定量研究及應(yīng)用（始于1978年）2000年中國(guó)的研究（1983年至1985年）全國(guó)和地區(qū)能源規(guī)劃（始于1980年）全國(guó)人才和教育規(guī)劃（始

11、于1983年）農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程（始于1980年）,區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略（始于1982年）投入產(chǎn)出表的應(yīng)用（始于是60年代和1976年）軍事系統(tǒng)工程（始于1978年）水資源的開發(fā)利用（始于1978年）等。,90年代以來(lái)，系統(tǒng)工程在與以下七個(gè)方面的結(jié)合上具有初步結(jié)果和強(qiáng)勁勢(shì)頭：企業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型時(shí)期我國(guó)改革發(fā)展的重大現(xiàn)實(shí)問題（綜合配套改革、和諧社會(huì)建設(shè)、自主創(chuàng)新、資源能源問題、新農(nóng)村建設(shè)、城鎮(zhèn)化、社會(huì)保障、應(yīng)急管理等）管理科學(xué)、經(jīng)濟(jì)科學(xué)、工程

12、科學(xué)各種前沿問題落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀社會(huì)信息化變革重大投資和大型項(xiàng)目管理思維科學(xué)和生命科學(xué),二、系統(tǒng)工程研究對(duì)象（一）SE的研究對(duì)象是大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng) 該類系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有：規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、屬性及目標(biāo)多樣、一般為人機(jī)系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)性突出等。（二）系統(tǒng)的概念1.系統(tǒng)的定義：系統(tǒng)是由兩個(gè)以上相互聯(lián)系的要素所構(gòu)成，且具有特定功能、結(jié)構(gòu)、環(huán)境的整體。2.系統(tǒng)的屬性：整體性、關(guān)聯(lián)性、環(huán)境適應(yīng)性。3.管理系統(tǒng),思考題要求

13、結(jié)合某管理系統(tǒng)問題說明：1）系統(tǒng)的功能及要素；2）系統(tǒng)的環(huán)境影響及輸入、輸出要素；3）系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（最好能用框圖表達(dá)）；4）系統(tǒng)功能與結(jié)構(gòu)和環(huán)境的關(guān)系；5）管理系統(tǒng)的主要特點(diǎn)。,（三）系統(tǒng)的分類自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)實(shí)體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)與靜態(tài)系統(tǒng)封閉系統(tǒng)與開放系統(tǒng)主要明確SE研究什么樣的系統(tǒng)問題？,三、SE的內(nèi)容與特點(diǎn) 所謂SE，是用來(lái)開發(fā)、運(yùn)行、革新一個(gè)大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)所需思想、程序、方法的綜合（或總

14、稱）。 SE強(qiáng)調(diào)以下基本觀點(diǎn)：1）整體性和系統(tǒng)化觀點(diǎn)（前提）2）總體最優(yōu)或平衡協(xié)調(diào)觀點(diǎn)（目的）3）多種方法綜合運(yùn)用的觀點(diǎn)（手段）4）問題導(dǎo)向及反饋控制觀點(diǎn)（保障）,思考討論題1.選擇一個(gè)你所熟悉的系統(tǒng)問題說明（1）系統(tǒng)的功能及其要素；（2）系統(tǒng)的環(huán)境及輸入、輸出；（3）系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（最好用框圖表達(dá)）；（4）系統(tǒng)的功能與結(jié)構(gòu)、環(huán)境的關(guān)系。2.說明系統(tǒng)一般屬性的含義，并據(jù)此歸納出若干系統(tǒng)思想或觀點(diǎn)；3.管理系統(tǒng)有何

15、特點(diǎn)？與工程系統(tǒng)有何異同？為什么說現(xiàn)代管理系統(tǒng)是典型的（大規(guī)模）復(fù)雜系統(tǒng)？4.結(jié)合系統(tǒng)工程應(yīng)用領(lǐng)域及其特點(diǎn)，說明系統(tǒng)工程在你所學(xué)專業(yè)領(lǐng)域的可能應(yīng)用及其前景。,§2 SE理論與方法論一、SE理論二、SE基本工作過程三、系統(tǒng)分析原理及其應(yīng)用問題,一 SE理論,1.簡(jiǎn)述一般系統(tǒng)論、控制論和信息論對(duì)系統(tǒng)工程方法論的啟示；2.請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)適當(dāng)項(xiàng)目，列表比較系統(tǒng)論、控制論、信息論、耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學(xué)、突變論的特點(diǎn)；你如何理解從定性

16、到定量的綜合集成方法？,（二）SE基本工作過程,作　　者： （美）塞奇，（美）阿姆斯特朗 著，胡保生，彭勤科 譯出 版 社： 西安交通大學(xué)出版社出版時(shí)間： 2006-9-1 字　　數(shù)： 477000 版　　次： 1 頁(yè)　　數(shù)： 552 印刷時(shí)間： 2006/09/01 開　　本： 印　　次： 紙　　張： 膠版紙 I S B N ： 9787560522357 包　　裝： 平裝 所屬分類： 圖書 >>

17、工業(yè)技術(shù) >> 一般工業(yè)技術(shù),3.兩種方法的比較（？）相同點(diǎn)：?jiǎn)栴}導(dǎo)向，注重程序及階段；…不同點(diǎn)：研究對(duì)象及應(yīng)用領(lǐng)域、基本方法、核心內(nèi)容或關(guān)鍵點(diǎn)、反饋機(jī)制、…,三、系統(tǒng)分析原理及其應(yīng)用問題1.系統(tǒng)分析概念 系統(tǒng)分析（SA）是在對(duì)系統(tǒng)問題現(xiàn)狀及目標(biāo)充分挖掘的基礎(chǔ)上，運(yùn)用建模及預(yù)測(cè)、優(yōu)化、仿真、評(píng)價(jià)等方法，對(duì)系統(tǒng)的有關(guān)方面進(jìn)行定性與定量相結(jié)合的分析，為決策者選擇滿意的系統(tǒng)方案提供決策依據(jù)的分析過程。

18、 SA是SE的核心內(nèi)容、分析過程和基本方法。,系統(tǒng)分析原理,SA要素：1）問題2）目的及目標(biāo)3）方案4）模型（結(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)、仿真）5）評(píng)價(jià)6）決策者,2.SA程序框圖,What?Why/Who/When/Where?How?,系統(tǒng)分析原理——SA程序,SA程序圖是SA的一般過程，也為全課程提供了基本的邏輯框架，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方法是做好這段工

19、作的基本線索；2）在規(guī)范分析中一般需要（或盡可能）建立結(jié)構(gòu)模型、數(shù)學(xué)模型或仿真模型。,系統(tǒng)分析原理——SA程序,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全過程，在SA中是十分重要和必不可少的。5）在管理應(yīng)用SA過程中，并不一定要（或能）遍歷并完成每一個(gè)具體過程。,系統(tǒng)分析原理,3.SA的特點(diǎn)及原則1）問題導(dǎo)向2）以整體為目標(biāo)3）多方案模型分析和選優(yōu)4

20、）定量分析和定性分析相結(jié)合5）多次反復(fù)進(jìn)行,第二章 系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法及分析技術(shù),§1 系統(tǒng)評(píng)價(jià)概述1.系統(tǒng)評(píng)價(jià)意義,2. 概念系統(tǒng)評(píng)價(jià):評(píng)價(jià)——價(jià)值 對(duì)系統(tǒng)方案滿足系統(tǒng)目標(biāo)程度的綜合分析及判定。,評(píng)價(jià)對(duì)象(what)評(píng)價(jià)主體(who) 效用：某主體對(duì)某種利益和損失所獨(dú)有的感覺及反應(yīng)。評(píng)價(jià)目的(why)評(píng)價(jià)時(shí)期(when):期初評(píng)價(jià)，期中評(píng)價(jià)， 期末評(píng)價(jià)，跟蹤評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)地點(diǎn)(where)評(píng)價(jià)方法(h

21、ow)系統(tǒng)評(píng)價(jià)是多方面要素（5W1H）所構(gòu)成的問題復(fù)合體。,系統(tǒng)評(píng)價(jià)程序圖,系統(tǒng)評(píng)價(jià)程序圖,§2 關(guān)聯(lián)矩陣法,評(píng)價(jià)尺度例表,§3 層次分析法,層次分析法(AHP)是美國(guó)著名運(yùn)籌學(xué)家、匹茲堡大學(xué)教授T.L.Satty在20世紀(jì)70年代提出的。它是處理多目標(biāo)、多準(zhǔn)則、多因素、多層次的復(fù)雜問題，進(jìn)行決策分析、綜合評(píng)價(jià)的一種簡(jiǎn)單、實(shí)用而有效的方法，是一種定性分析和定量分析相結(jié)合的系統(tǒng)分析法。,層次分析法的基本原理,在進(jìn)行

22、系統(tǒng)分析時(shí)，我們經(jīng)常會(huì)碰到這樣一類情況：有些問題難以甚至根本不可能建立數(shù)學(xué)模型來(lái)進(jìn)行定量分析；也可能由于時(shí)間緊迫，對(duì)有些問題來(lái)不及進(jìn)行過細(xì)的定量分析，只需做出初步的選擇和大致的判斷就行了。例如選擇一個(gè)新廠的廠址，購(gòu)買一臺(tái)重要設(shè)備，確定到哪里去旅游等。這時(shí)，我們?nèi)魬?yīng)用層次分析法進(jìn)行分析，就可以簡(jiǎn)便而迅速地解決問題。,利用層次分析法分析問題時(shí)，首先將所要分析的問題層次化，根據(jù)問題的性質(zhì)和所要達(dá)到的總目標(biāo)，將問題分解為不同的組成因素，并按照這

23、些因素間的相互關(guān)聯(lián)影響以及隸屬關(guān)系將因素按不同層次聚集組合，形成一個(gè)多層次的分析結(jié)構(gòu)模型，最后將該問題轉(zhuǎn)化為最底層相對(duì)最高層（總目標(biāo)）的比較優(yōu)劣的排序問題，借助這些排序，最終可以對(duì)所分析的問題做出評(píng)價(jià)決策。 層次分析法簡(jiǎn)化了系統(tǒng)分析和計(jì)算，把一些定性的因素進(jìn)行定量化，是分析多目標(biāo)、多準(zhǔn)則、多因素的復(fù)雜系統(tǒng)的有力工具。它具有思路清晰、方法簡(jiǎn)便、使用面廣、系統(tǒng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，便于普及推廣，可成為人們工作和生活中思考問題、解決問題的

24、一種方法。,AHP方法的基本工具-----判斷矩陣判斷矩陣標(biāo)度定義,判斷矩陣及其分析處理舉例,注: Wi的求取采用方根法(幾何平均值法),求綜合重要度(加權(quán)求和),AHP方法步驟1.分析評(píng)價(jià)系統(tǒng)中各基本要素之間的關(guān)系，建立系統(tǒng)的遞階層次結(jié)構(gòu)(分解法,ISM法);2.對(duì)同一層次的各要素關(guān)于上一層中某一準(zhǔn)則的重要性進(jìn)行兩兩比較，構(gòu)造判斷矩陣(專家調(diào)查法);3.由判斷矩陣計(jì)算被比較要素對(duì)于該準(zhǔn)則的相對(duì)權(quán)重(方根法)，層底單排序及一致性

25、檢驗(yàn);4.計(jì)算各層要素相對(duì)于系統(tǒng)目的(總目標(biāo))的合成(總)權(quán)重,并據(jù)此對(duì)方案等排序(關(guān)聯(lián)矩陣表及加權(quán)和法)，層次總排序及一致性檢驗(yàn)。,§4 模糊集理論,1.模糊現(xiàn)象與模糊集理論 在復(fù)雜的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中和人們的日常生活中，存在著許多不確定性問題，例如評(píng)價(jià)商品質(zhì)量的好壞，氣象中的天氣好壞，農(nóng)業(yè)中的收成好壞，經(jīng)濟(jì)生活中的貨幣流通正常與否，貨幣回籠和貨幣沉淀如何，生活中的美與丑，高個(gè)與矮個(gè)等等。這些問題常常難以給出明

26、確的回答，都是一些不確定性現(xiàn)象。,這些不確定性現(xiàn)象可分為兩類，一類是問題概念本身就不夠嚴(yán)格，比較模糊，如貨幣流通正常與否，天氣好不好等，概念本身就沒有明確的含義和嚴(yán)格的定義，這類問題稱為模糊性不確定問題；另一類問題概念本身是清楚的，其不確定性問題是由于客觀條件或某些影響因素引起的，如貨幣回收，貨幣沉淀，天氣晴朗、農(nóng)業(yè)收成等，從概念上看，有明確的含義，但是發(fā)生的概率在數(shù)量上是不確定的，對(duì)這類概念本身明確，因條件不同而不確定的問題，稱之為隨

27、機(jī)性不確定問題。 對(duì)以上兩類不確定問題，要采用不同的處理方法，本節(jié)主要討論第一類不確定性問題的處理方法：模糊集理論及其應(yīng)用。,2.模糊集合的基本運(yùn)算,§5 模糊綜合評(píng)判,,,步驟,§6 模糊聚類分析,用模糊數(shù)學(xué)將研究或處理的對(duì)象按一定的條件和屬性進(jìn)行分類的方法叫模糊聚類分析.,標(biāo)準(zhǔn)值表,§7 灰色關(guān)聯(lián)分析,1.概述 一般抽象系統(tǒng)，如社會(huì)系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)等包含有多種因素，

28、這些因素之間哪些是主要的，哪些是次要的，哪些需要抑制，……，這些都是因素分析的內(nèi)容。比如在企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中，影響企業(yè)收益的因素很多，包括國(guó)家政策、金融、市場(chǎng)需求、勞動(dòng)力來(lái)源、能源、原材料、管理水平等，為了提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，有必要進(jìn)行因素的關(guān)聯(lián)分析。,灰色系統(tǒng)理論是從20世紀(jì)80年代初提出，到現(xiàn)在已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是在關(guān)聯(lián)分析、聚類分析、預(yù)測(cè)和決策方面顯示了極大的優(yōu)越性。在關(guān)聯(lián)分析方面，灰色關(guān)聯(lián)分析考慮到回歸分析的種種弊病和不足，

29、采用關(guān)聯(lián)分析的方法來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)分析。進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析首先要指定參考序列，各有關(guān)因素作為比較序列，根據(jù)參考序列和比較序列曲線的接近程度來(lái)分析判斷因素之間的聯(lián)系程度。,2.灰色關(guān)聯(lián)分析的基本思想 灰色關(guān)聯(lián)分析的基本思想是根據(jù)序列曲線幾何形狀的相似程度來(lái)判斷其聯(lián)系是否緊密。曲線越接近，相應(yīng)序列之間的關(guān)聯(lián)度就越大，反之就越小。作為一個(gè)發(fā)展變化的系統(tǒng)，關(guān)聯(lián)度分析事實(shí)上是動(dòng)態(tài)過程發(fā)展態(tài)勢(shì)的量化比較分析。發(fā)展態(tài)勢(shì)的比較，也就是系統(tǒng)歷年來(lái)有關(guān)

30、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)幾何關(guān)系的比較。 灰色關(guān)聯(lián)分析克服了數(shù)理統(tǒng)計(jì)中回歸分析等系統(tǒng)分析的不足之處，具有不追求大的樣本容量、不要求待分析的序列服從某個(gè)典型的概率分布、計(jì)算量小而且計(jì)算過程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。,3.灰色關(guān)聯(lián)分析的計(jì)算方法1）數(shù)據(jù)的無(wú)量綱化處理2）求關(guān)聯(lián)系數(shù)3）計(jì)算關(guān)聯(lián)度4）優(yōu)勢(shì)分析,4.灰色關(guān)聯(lián)分析的應(yīng)用例：棉花產(chǎn)量因素分析。某農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院在研究棉花的產(chǎn)量時(shí)發(fā)現(xiàn)影響棉花產(chǎn)量的因素很多，有數(shù)據(jù)的因素就有10種。如修理、氮肥、

31、磷肥、農(nóng)肥、澆水、藥物、畜耕、人耕、迷霧、噴藥等，經(jīng)過詳細(xì)的定量分析找出4種認(rèn)為是對(duì)棉花產(chǎn)量有較大影響的以內(nèi)素，其數(shù)據(jù)如下表示。試分析各因素的重要程度。,4.結(jié)果分析從關(guān)聯(lián)矩陣可以看出:(1)第3行的關(guān)聯(lián)度(農(nóng)業(yè)投資與各子因素的關(guān)聯(lián)度)幾乎是最小的。這說明各種收入與農(nóng)業(yè)投資的關(guān)系不大，這也從側(cè)面說明了農(nóng)業(yè)的發(fā)展是一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的投資發(fā)展過程，是不能在短期內(nèi)見效的。,(2)所有元素中,r51最大,即交通投資與國(guó)民收入的關(guān)聯(lián)度最大，這表明交通

32、投資的多少對(duì)國(guó)民總收入影響最大。事實(shí)上，交通不發(fā)達(dá)，則勢(shì)必影響工業(yè)收入、交通收入、商業(yè)收入和總收入。其次是r55,這說明交通收入與交通投資的關(guān)系密切，今后應(yīng)加強(qiáng)交通投資，這也有利于全面發(fā)展經(jīng)濟(jì)。,（3）第4行中，r42最大，即科技投資與工業(yè)收入的關(guān)聯(lián)度最大，這說明科技對(duì)工業(yè)收入增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)最大，這符合科技是第一生產(chǎn)力的科學(xué)論斷，同時(shí)也說明今后應(yīng)加大對(duì)科技的投入力度。同時(shí)可以看出，科技投資與農(nóng)業(yè)收入的關(guān)聯(lián)度最小，這表明從全面來(lái)看，還沒有使科

33、技投資與農(nóng)村經(jīng)濟(jì)掛鉤，也就是說科技投資針對(duì)的不是農(nóng)業(yè)科技，而是著眼于其他方面，如工業(yè)。因此當(dāng)務(wù)之急應(yīng)加強(qiáng)農(nóng)村科技投資，發(fā)展農(nóng)業(yè)科技。,（4）在第1行中，固定資產(chǎn)投資與交通收入、工業(yè)收入和國(guó)民收入的關(guān)聯(lián)度比較大，這說明了固定資產(chǎn)投資對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的推動(dòng)作用，但固定資產(chǎn)也農(nóng)業(yè)收入的關(guān)聯(lián)度最小，這說明固定資產(chǎn)投資中用于農(nóng)業(yè)的比較少；其次是商業(yè)收入，這說明商業(yè)是不嚴(yán)重依賴于固定資產(chǎn)投資的一個(gè)行業(yè)，還言之，商業(yè)是對(duì)投資的消耗比較少的行業(yè)。,

34、67;8 德爾菲法,德爾菲法（Delphi Method）是蘭德公司于40年代末提出的，是一種重要的定性預(yù)測(cè)方法，又稱專家咨詢調(diào)查法。它主要依靠人們的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、綜合分析和判斷能力，對(duì)事物未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)作出科學(xué)的預(yù)測(cè)，適用于沒有足夠信息資料的中長(zhǎng)期社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、科技發(fā)展趨勢(shì)的預(yù)測(cè)，在制定長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃等方面發(fā)揮了重要的作用，成為一種重要的輔助決策工具。,,傳統(tǒng)直觀型預(yù)測(cè)——專家座談會(huì)：即針對(duì)要預(yù)測(cè)的問題，邀請(qǐng)有關(guān)人士和專家進(jìn)行座談會(huì)，這種形式存在

35、的缺點(diǎn)？,,由于地區(qū)、交通和費(fèi)用等方面的限制，參加會(huì)議的人數(shù)不可能很多，因而廣泛性和可靠性受到限制。在會(huì)議上，出于從眾心里，會(huì)出現(xiàn)隨大流、一面倒的情況，他別是權(quán)威專家在場(chǎng)，由于種種原因，人們不便直抒己見和充分發(fā)表見解。處于自尊心等原因，有人會(huì)固執(zhí)己見，不愿放棄和修正自己的錯(cuò)誤意見。會(huì)議主持人的意見可能影響和干擾預(yù)測(cè)結(jié)果。,一、德爾菲法的兩項(xiàng)關(guān)鍵工作 在組織咨詢調(diào)查時(shí)有兩項(xiàng)重要工作，即選擇專家和準(zhǔn)備與預(yù)測(cè)主題有關(guān)的調(diào)查表及資

36、料。選擇專家：選擇的專家應(yīng)是在相關(guān)領(lǐng)域從事實(shí)際工作或研究工作多年的專業(yè)人士和主要管理人員，應(yīng)具備有關(guān)預(yù)測(cè)主題的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。不僅要選擇精通技術(shù)、有一定名望和具有學(xué)派代表性的專家，還要選擇邊緣學(xué)科、交叉學(xué)科和社會(huì)經(jīng)濟(jì)等方面的專家。專家組的規(guī)模應(yīng)適當(dāng)，一般的預(yù)測(cè)主題，可聘請(qǐng)10~50名專家。準(zhǔn)備有關(guān)預(yù)測(cè)主題的資料和調(diào)查表：應(yīng)用德爾菲法時(shí)，預(yù)測(cè)小組首先要研究預(yù)測(cè)程序、任務(wù)和內(nèi)容，擬定調(diào)查表，準(zhǔn)備和提供有關(guān)的背景資料。調(diào)查表是德爾菲法進(jìn)行調(diào)查

37、預(yù)測(cè)的主要工具。制定調(diào)查表的基本原則是問題的提出和陳述應(yīng)明確簡(jiǎn)練，便于專家回答。可根據(jù)預(yù)測(cè)主題的特點(diǎn)設(shè)計(jì)調(diào)查表。要明確表達(dá)預(yù)測(cè)的目的和任務(wù)，提問要明確，用詞要準(zhǔn)確，要避免含糊不清和缺乏定量性的詞匯。,二、德爾菲法的工作程序,事先就預(yù)測(cè)主題擬定一份調(diào)查表，準(zhǔn)備必要的背景材料，以及德爾菲法的簡(jiǎn)要介紹，用信函方式郵寄給選定的專家。專家回答所提問題，并郵寄回預(yù)測(cè)調(diào)查組，對(duì)回收的調(diào)查表，預(yù)測(cè)調(diào)查小組進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。預(yù)測(cè)小組將第一輪調(diào)查表的統(tǒng)計(jì)結(jié)果

38、和同樣的調(diào)查表，仍郵寄給同一批專家，再次進(jìn)行調(diào)查。專家們可以參考上一輪的統(tǒng)計(jì)匯總結(jié)果回答提問，并允許改變自己的意見，而無(wú)需公開說明理由。調(diào)查者在反饋匯總統(tǒng)計(jì)結(jié)果時(shí)，必須忠實(shí)于專家們得回答，在任何情況下都不應(yīng)泄露和暗示自己的意向。專家們?cè)诖鹜甑诙喺{(diào)查表中的問題后，仍寄回預(yù)測(cè)調(diào)查小組。對(duì)回收的第二輪調(diào)查表再作統(tǒng)計(jì)分析，匯總結(jié)果將再次反饋給專家們。對(duì)于存在分歧的問題，尤其是對(duì)待極力贊同或激烈反對(duì)觀點(diǎn)的專家，可以要求他們說明其特殊理由。,三

39、、德爾菲法的特點(diǎn),德爾菲法是一種廣泛的直觀型定性預(yù)測(cè)方法，其主要特點(diǎn)有：匿名性反饋性統(tǒng)計(jì)性,四、應(yīng)用德爾菲法需注意問題,對(duì)德爾菲法應(yīng)作出簡(jiǎn)要說明，因?yàn)閰⑴c咨詢調(diào)查的專家不可能都了解這種方法；問題要有針對(duì)性，不要過于分散，提出的問題要按先簡(jiǎn)后繁、先綜合后局部、由淺入深的順序排列，這樣既便于評(píng)價(jià)，也能引起回答問題的興趣；預(yù)測(cè)小組不應(yīng)在調(diào)查表中顯露和表明自己的意見，尤其在出現(xiàn)意見分歧時(shí)，否則，會(huì)使專家們?nèi)ビ项A(yù)測(cè)小組的觀點(diǎn)，以致結(jié)論

40、失真；調(diào)查表用詞確切，避免概念模糊，每次列出的問題不要過多，以不超過25個(gè)為宜，否則難以突出重點(diǎn)。,五、德爾菲法應(yīng)用舉例,例：某城市洗衣機(jī)廠的產(chǎn)品主要市場(chǎng)在本省。為了制定發(fā)展規(guī)劃，現(xiàn)采用德爾菲法預(yù)測(cè)今后三年內(nèi)的總需求量，其主要工作如下：選擇了10名專家，包括業(yè)務(wù)經(jīng)理、推銷員和經(jīng)濟(jì)學(xué)家等；準(zhǔn)備的資料包括：本廠產(chǎn)品的主要質(zhì)量指標(biāo)、性能、特點(diǎn)、成本以及擬定的銷售價(jià)格，外省同類產(chǎn)品的質(zhì)量和價(jià)格，各種洗衣機(jī)在本省歷年的銷售情況，人們今后三年

41、內(nèi)的收入情況預(yù)測(cè)，目前本省洗衣機(jī)擁有量，最高需求量和最可能的需求量，將調(diào)查表和資料寄給每一位專家,將專家意見匯總整理，返回給各位專家，請(qǐng)他們進(jìn)一步發(fā)表意見。 咨詢調(diào)查反復(fù)進(jìn)行3輪，得出的調(diào)查結(jié)果如下表所示，由表中可看出，經(jīng)過三輪調(diào)查，專家意見逐漸統(tǒng)一。此時(shí)可由此作出預(yù)測(cè)。,以最后一次調(diào)查表為準(zhǔn)，計(jì)算出最低需求量、最可能需求量和最高需求量分別為8.3萬(wàn)臺(tái)，10.8萬(wàn)臺(tái)和12.7萬(wàn)臺(tái)。對(duì)這3種預(yù)測(cè)進(jìn)行加權(quán)平均，權(quán)重分別取0.2、

42、0.6、0.2，由此可得加權(quán)平均值10.68萬(wàn)臺(tái)，作為需求量的預(yù)測(cè)值。,作業(yè)：1.如圖所示的遞階層次結(jié)構(gòu)，經(jīng)專家討論得到以下兩兩判斷矩陣，試?yán)脤哟畏治龇ù_定各方案的優(yōu)先順序,2.環(huán)境單元分類。每個(gè)環(huán)境單元可以包括空氣、水分、土壤、作物等四個(gè)要素。環(huán)境單元的污染狀況由污染物在四個(gè)要素中含量的超標(biāo)限度來(lái)描述?，F(xiàn)有五個(gè)單元A1，A2，A3，A4，A5，它們的污染數(shù)據(jù)如下表所示。試對(duì)這五個(gè)環(huán)境單元進(jìn)行聚類分析。,3. 已知某地區(qū)1992-1

43、998年間農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值、種植業(yè)總產(chǎn)值和畜牧業(yè)總產(chǎn)值的數(shù)據(jù)如下表所示，試分析農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值和種植業(yè)總產(chǎn)值、畜牧業(yè)總產(chǎn)值之間的關(guān)系。,第三章 系統(tǒng)模型,§1 概述 模型在系統(tǒng)工程中占有很重要的地位。了解什么是模型，模型的作用，以及模型的分類對(duì)于構(gòu)造和使用模型是十分重要的。模型是系統(tǒng)分析的工具，使用模型的目的在于通過模型認(rèn)識(shí)和研究實(shí)際系統(tǒng)，并為改進(jìn)系統(tǒng)或構(gòu)建系統(tǒng)提供有關(guān)信息。一般認(rèn)為邏輯推理法、實(shí)驗(yàn)法和模型法是人們認(rèn)識(shí)

44、和探索客觀世界的三種基本方法。,1.模型概念及意義模型——對(duì)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)抽象表達(dá)的結(jié)果。 應(yīng)能反映（抽象或模仿）出系統(tǒng) 某個(gè)方面的組成部分（要素） 及其相互關(guān)系。模型特征——它是現(xiàn)實(shí)世界一部分的抽象或模仿；它是由哪些與分析的問題有關(guān)的因素構(gòu)成；它表明了有關(guān)因素間的相互關(guān)系。,模型意義模型是實(shí)際系統(tǒng)的簡(jiǎn)化描述，具有易于處理的形式，通過改變模型的參數(shù)、變量和有關(guān)條

45、件，可以對(duì)問題作多方面深入的研究；于很難甚至無(wú)法作實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)，如社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、戰(zhàn)爭(zhēng)系統(tǒng)等，可以借助模型對(duì)其進(jìn)行研究；有些系統(tǒng)發(fā)展變化的特征需要做長(zhǎng)期觀察，而通過基于模型的研究可以較快地獲得結(jié)果；可以通過靈敏度分析，研究多因素對(duì)系統(tǒng)的影響。,模型化——構(gòu)建系統(tǒng)模型的過程及方法。 要注意兼顧到現(xiàn)實(shí)性和易處理性。意義及特點(diǎn)：對(duì)系統(tǒng)問題進(jìn)行規(guī)范研究的基礎(chǔ)和標(biāo)志；經(jīng)濟(jì)、方便、快速、可重復(fù)，“

46、思想”或“政策”試驗(yàn)；經(jīng)過了分析人員對(duì)客體的抽象，因而必須再拿到現(xiàn)實(shí)中去檢驗(yàn)。,2.模型的分類與模型化的基本方法模型的分類： A——抽象模型A1概念模型，這是人們應(yīng)用知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和直覺，在缺乏資料的情況下，通過構(gòu)想一些資料，建立初始模型，再逐漸擴(kuò)展和完善而形成的，在形式上它們可以是思維的、文字的或者描述性的。 （思維或意識(shí)模型A11; 字句模型A12; 描述模型A13）,A2圖式模型：這是用少量文字、簡(jiǎn)明的數(shù)字、線條等構(gòu)成的模型

47、，它能夠直觀形象地表示出實(shí)際系統(tǒng)的一些本質(zhì)和特征，如流程圖、方框圖、流圖、網(wǎng)絡(luò)圖等。A3模擬模型：這是用一組便于控制的條件代表真實(shí)系統(tǒng)的特征，通過模仿性實(shí)驗(yàn)，來(lái)了解實(shí)際系統(tǒng)的特征或變化規(guī)律。如地圖上利用等高線或不同顏色代表實(shí)際地勢(shì)的高低，用電路系統(tǒng)模擬一個(gè)機(jī)械力學(xué)系統(tǒng)，用計(jì)算機(jī)仿真程序去模擬一個(gè)排隊(duì)系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)模擬和研究人工智能等。A4數(shù)學(xué)模型：這是用數(shù)字、符號(hào)、變量和參數(shù)等建立起來(lái)的關(guān)系式以及圖表、圖象等。數(shù)學(xué)模型是對(duì)研究對(duì)象

48、的一個(gè)抽象，最能反映事物的本質(zhì)，切易于求解和運(yùn)算。,D——形象模型D1，比例模型：這是對(duì)實(shí)際系統(tǒng)加以放大或者縮小而形成的模型，它與原形是相似的，如相片、飛機(jī)的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、建筑模型等。D2，實(shí)物模型：當(dāng)實(shí)際系統(tǒng)適合分析研究的需要時(shí)，可將它作為模型。如抽樣試驗(yàn)的產(chǎn)品。這些樣本來(lái)自總體，用作研究總體的模型。,構(gòu)造模型的一般原則（1）依據(jù)的充分性（2）準(zhǔn)確性（3）簡(jiǎn)便性（4）使用性,建模所考慮的因素與變量（1）內(nèi)部對(duì)系統(tǒng)有重要影

49、響的因素，建模時(shí)必須加以考慮。這類因素是系統(tǒng)可以決定和調(diào)整的，稱為可控因素或內(nèi)部因素。（2）系統(tǒng)外部環(huán)境中對(duì)系統(tǒng)有重要影響的因素，也必須在模型中加以考慮。由于環(huán)境因素是系統(tǒng)無(wú)法控制的，故稱為不可控因素或外部因素。（3）對(duì)系統(tǒng)影響較小或不十分顯著的因素，建模時(shí)可以忽略不計(jì)。因?yàn)檫@些因素相對(duì)次要，為使模型簡(jiǎn)單，便于求解，應(yīng)該舍去。,模型化的基本方法：機(jī)理法或分析方法（A22,B1,B3,C2,D21）實(shí)驗(yàn)方法：擬合法——“理論”導(dǎo)向

50、 經(jīng)驗(yàn)法——“數(shù)據(jù)”導(dǎo)向 （A22,B1,C2,D21） 模擬法——“計(jì)算機(jī)”或“實(shí)物”導(dǎo)向 （A3,A4,B2,C3,D1,D23）專家法或老手法（A21,B4,C1,D22） ……,3.建模一般過程 （1）明確建模目的和要求； （2）弄清系統(tǒng)或子系統(tǒng)中的主

51、要因素及其相互關(guān)系 ； （3）選擇模型方法； （4）確定模型結(jié)構(gòu)； （5）估計(jì)模型參數(shù)； （6）模型試運(yùn)行； （7）對(duì)模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究； （8）對(duì)模型進(jìn)行必要修正。,幾種典型的系統(tǒng)模型,ISM（Interpretative Structural Modeling）SS （State Space）SD （System Dynamics）CA （Conflict Analysis）新進(jìn)展——軟計(jì)算或“擬人”方法（人工神經(jīng)

52、 網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等）； 新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（Petri網(wǎng)等）； ……,二 解釋結(jié)構(gòu)模型(ISM),系統(tǒng)是由很多相互作用的要素組成的。研究一個(gè)系統(tǒng)，首先要知道系統(tǒng)中各要素的相互關(guān)系，也就是要知道系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)或建立系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型。結(jié)構(gòu)模型是表明系統(tǒng)各要素間相互關(guān)系的宏觀模型。一種最方便的辦法就是用圖的形式

53、表示這種關(guān)系。通常用網(wǎng)絡(luò)圖表示。網(wǎng)絡(luò)圖理論近幾年來(lái)有很大發(fā)展。由于它比較直觀，在系統(tǒng)分析中有廣泛的應(yīng)用。,1.鄰接矩陣和可達(dá)矩陣,鄰接矩陣特性：（1）全零的行所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為匯點(diǎn)，即系統(tǒng)輸出要素；（2）全零的列所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為源點(diǎn)，即系統(tǒng)的輸入要素；（3）對(duì)應(yīng)于每點(diǎn)的行中1的數(shù)目就是離開該點(diǎn)的線段數(shù)；（4）對(duì)應(yīng)于每點(diǎn)的列中1的數(shù)目就是進(jìn)入該點(diǎn)的線段數(shù)。,稱R=（A+I）n-1為可達(dá)矩陣。它表明了各點(diǎn)間經(jīng)長(zhǎng)度不大于n-1的通路的可達(dá)情況。

54、對(duì)于點(diǎn)數(shù)為n的圖，最長(zhǎng)的通路不能超過n-1.,可達(dá)矩陣R性質(zhì)：（1）如果R矩陣的所有元素為1，則表示從圖中任一節(jié)點(diǎn)出發(fā)，都可達(dá)到圖中任一其他節(jié)點(diǎn)。（2）如R陣不是所有元素為1，表示該圖不是強(qiáng)連接圖。（3）圖的層次化。（4）骨架矩陣。（5）最短通路矩陣。,二 解釋結(jié)構(gòu)模型(ISM),對(duì)于復(fù)雜的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，難以用定量的解析模型表示時(shí),常用定性模型來(lái)描述，結(jié)構(gòu)模型是一種定性模型。在結(jié)構(gòu)模型中有代表性的是結(jié)實(shí)結(jié)構(gòu)模型(Interpr

55、etive Structural Modeling),這一種方法是美國(guó)Botteller研究所開發(fā)的。其特點(diǎn)是將復(fù)雜的問題分解成一系列的輔助問題,通過人和計(jì)算機(jī)的交互作用，把人的認(rèn)識(shí)和直覺送入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)按一定模式輸出結(jié)果，反饋給人去作比較、判斷、分析和決策，反復(fù)進(jìn)行，可使各個(gè)輔助問題的結(jié)構(gòu)關(guān)系逐步明確，并形成整體問題。,二 解釋結(jié)構(gòu)模型(ISM),比較有代表性的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析方法有：關(guān)聯(lián)樹（如問題樹、目標(biāo)樹、決策樹）法、解釋結(jié)構(gòu)模型化

56、（ISM）方法、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)（SD）結(jié)構(gòu)模型化方法等。 本部分要求大家主要學(xué)習(xí)和掌握ISM方法（實(shí)用化方法、規(guī)范方法）。,（二）ISM實(shí)用化方法,初步分析,,,規(guī)范分析,綜合分析,ISM實(shí)用化方法原理圖,實(shí)施ISM步驟,*組成實(shí)施ISM小組。小組成員10人左右，他們應(yīng)持有不同的觀點(diǎn)；*設(shè)定問題。對(duì)某一復(fù)雜的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)問題，小組成員站在各自的立場(chǎng)上，掌握不同的情況，有不同的目的，因此要共同設(shè)定問題的

57、范圍、目標(biāo)、要求等；*選擇構(gòu)成問題的要素。小組成員可提出許多問題，經(jīng)歸納整理，應(yīng)使要素的數(shù)目適當(dāng)，一般以10~30項(xiàng)要素為宜，由問題的復(fù)雜程度來(lái)決定，不宜太多也不宜太少。每項(xiàng)要素表示有向圖中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)；,* 構(gòu)造有向圖，明確要素之間的關(guān)系。若i項(xiàng)要素與j項(xiàng)要素有關(guān)系，則結(jié)構(gòu)矩陣的i行j列元素為1，否則為0。這樣找到直接關(guān)系矩陣，即鄰接矩陣；同時(shí)可得一有向圖，并可在計(jì)算機(jī)上顯示出來(lái)，供小組討論。由鄰接矩陣又可得到可達(dá)矩陣，它包

58、含了直接和間接的關(guān)系； ISM法假定要素項(xiàng)目間存在轉(zhuǎn)移律，即：如i項(xiàng)目比j項(xiàng)目?jī)?yōu)先，j項(xiàng)目比k項(xiàng)目?jī)?yōu)先，則i項(xiàng)目必定比k項(xiàng)目?jī)?yōu)先，這樣就不必再比較i與k的關(guān)系，使建立結(jié)構(gòu)模型的提問減少。但成立轉(zhuǎn)移律就意味著項(xiàng)目間有順序，在優(yōu)先比較時(shí)不存在反饋（環(huán)），這在實(shí)際應(yīng)用時(shí)受到限制，因?yàn)閷?shí)際問題常存在反饋關(guān)系，使用時(shí)要注意。,*解釋結(jié)構(gòu)模型的意思，并交小組討論，如大家認(rèn)為需補(bǔ)充設(shè)定問題，可轉(zhuǎn)到步驟2，再重新構(gòu)造模型，重復(fù)上述步

59、驟。如認(rèn)為此模型已提出滿意的結(jié)論和對(duì)策，即可到此為止。 以上步驟中，較困難的是建立復(fù)雜問題的鄰接矩陣或可達(dá)矩陣，以得到有向圖。為此，采用分塊矩陣的方法處理，使復(fù)雜問題分解成若干子問題，逐個(gè)解決，然后再合成。這一過程大體分為三個(gè)階段。,第二階段是確定剩下的非對(duì)角線上的子塊；第三階段為用盡可能簡(jiǎn)單的有向圖來(lái)表示該可達(dá)矩陣。先找出強(qiáng)連接部分，將其歸為一個(gè)層次，其余部分，按輸入輸出關(guān)系分層次，輸出為高一級(jí)層次，輸入為低一級(jí)層次

60、。依次排序，可得出結(jié)構(gòu)圖。 初步得出的結(jié)構(gòu)圖需返回小組討論，研究其合理性和可用性，可修改初始假定關(guān)系，再進(jìn)行系統(tǒng)構(gòu)模。,ISM法的特點(diǎn)是：在構(gòu)造模型的過程中，有小組成員參加提問和討論，得出結(jié)構(gòu)圖后，又由小組研究和修改，反復(fù)進(jìn)行，直到全體成員認(rèn)可和理解。因此，這是一個(gè)定性與定量相結(jié)合的方法，應(yīng)用很廣泛。然而，從理論上看，它存在一個(gè)大問題，就是關(guān)于推移律的假定，這意味著項(xiàng)目關(guān)系必須是順序的或半順序的，不存在反饋，但如前所

61、述，實(shí)際問題卻常存在反饋關(guān)系。同時(shí)，ISM法決定結(jié)構(gòu)過程中，常采用兩兩項(xiàng)目的關(guān)系符號(hào)，而復(fù)雜社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中項(xiàng)目間的關(guān)系如何，常常是含糊的，判斷也常因人而異，有時(shí)僅看兩兩項(xiàng)目關(guān)系而不從整體考慮，得出結(jié)果也會(huì)有片面性，這是ISM法的一些不足之處。,§3 仿真模型,仿真模型又稱模擬分析（Simulation Analysis），是運(yùn)籌學(xué)中數(shù)學(xué)和解析模型的一項(xiàng)自然而合乎邏輯的發(fā)展。在不少解析模型中，都是建立一個(gè)決策模式來(lái)近似現(xiàn)實(shí)世界中

62、的環(huán)境，并且對(duì)得到的方程通過數(shù)字或數(shù)學(xué)處理產(chǎn)生一個(gè)答案，以供人們分析或決策。很自然會(huì)有那樣一些現(xiàn)實(shí)情況，由于問題的隨機(jī)性很復(fù)雜，以致很難甚至不可能用數(shù)學(xué)模式來(lái)描述。有時(shí)，能比較正確描述現(xiàn)實(shí)環(huán)境的數(shù)學(xué)模式非常繁瑣和復(fù)雜，或者有多項(xiàng)相互影響的隨機(jī)因素而難以求解。這時(shí)，模擬技術(shù)就成為解決問題的一種極為重要的方法了。,系統(tǒng)仿真概述,系統(tǒng)仿真就是根據(jù)系統(tǒng)分析的目的，在分析系統(tǒng)各要素性質(zhì)及其相互關(guān)系的基礎(chǔ)上，建立能描述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或行為過程的、且具有一

63、定邏輯關(guān)系或數(shù)量關(guān)系的仿真模型，據(jù)此進(jìn)行試驗(yàn)或定量分析，以獲得正確決策所需的各種信息。,系統(tǒng)仿真的實(shí)質(zhì),1）系統(tǒng)仿真是一種對(duì)系統(tǒng)問題求數(shù)值解的計(jì)算技術(shù)。尤其當(dāng)系統(tǒng)無(wú)法通過建立數(shù)學(xué)模型求解時(shí)，仿真技術(shù)能有效地來(lái)處理；2）仿真是一種人為的試驗(yàn)手段。它和現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的差別在于，仿真實(shí)驗(yàn)不是依據(jù)實(shí)際環(huán)境，而是作為實(shí)際系統(tǒng)映象的系統(tǒng)模型以及相應(yīng)的“人造”環(huán)境下進(jìn)行的。這是仿真的主要功能。3）仿真可以比較真實(shí)地描述系統(tǒng)的運(yùn)行、演變及其發(fā)展過程。

64、,系統(tǒng)仿真的作用,仿真的過程也是實(shí)驗(yàn)的過程，而且還是系統(tǒng)地收集和積累信息的過程。尤其是對(duì)一些復(fù)雜的隨機(jī)問題，應(yīng)用仿真技術(shù)常常是提供所需信息的唯一令人滿意的方法。對(duì)一些難以建立物理模型和數(shù)學(xué)模型的對(duì)象系統(tǒng)，可通過仿真模型來(lái)順利地解決預(yù)測(cè)、分析和評(píng)價(jià)等系統(tǒng)問題。通過系統(tǒng)仿真，可以把一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)分解成若干子系統(tǒng)以便于分析。通過系統(tǒng)仿真，能啟發(fā)新的思想或產(chǎn)生新的策略，還能暴露出原系統(tǒng)中隱藏的一些問題，以便及時(shí)解決。,系統(tǒng)仿真方法,系統(tǒng)仿真

65、的基本方法是建立系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型和量化分析模型，并將其轉(zhuǎn)換為（或作為）適合在計(jì)算機(jī)上編程的仿真模型，然后對(duì)模型進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。由于連續(xù)系統(tǒng)和離散（事件）系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型有很大差別，所以系統(tǒng)仿真方法基本上分為兩大類，即連續(xù)系統(tǒng)仿真和離散系統(tǒng)仿真方法。,在以上兩類基本方法的基礎(chǔ)上，還有一些用于系統(tǒng)（特別是社會(huì)經(jīng)濟(jì)和管理系統(tǒng)）仿真的特殊而有效地方法，如系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法、蒙特卡洛方法等。,1.偽隨機(jī)數(shù) 在差不多所有的模擬實(shí)驗(yàn)中，總是需

66、要用到服從某一分布規(guī)律的隨機(jī)統(tǒng)計(jì)數(shù)列。這個(gè)分布規(guī)律必須能充分地描述和代表實(shí)驗(yàn)中所包含的實(shí)際過程。并且，在同一個(gè)實(shí)際過程的模擬實(shí)驗(yàn)中，往往要重復(fù)多次地用這種隨機(jī)統(tǒng)計(jì)變數(shù)數(shù)列。,按照一個(gè)具體的分布規(guī)律產(chǎn)生符合要求的隨機(jī)數(shù)列的過程 :首先產(chǎn)生服從均勻分布的一個(gè)隨機(jī)數(shù)列；按照特定的分布規(guī)律，通過數(shù)學(xué)變換，把均勻分布隨機(jī)數(shù)列變到符合要求的隨機(jī)數(shù)列；在實(shí)驗(yàn)中按需要隨時(shí)調(diào)用所產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)；有時(shí)，為了重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，上述步驟要重復(fù)多次。,均勻分布

67、在模擬技術(shù)中是非常重要的，其重要性在于模擬實(shí)驗(yàn)用它作為從更復(fù)雜的分布產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)列的基礎(chǔ)。人們利用由此產(chǎn)生的多種隨機(jī)數(shù)加以綜合運(yùn)算，從而得出模擬所需要的一些結(jié)論。 一般情況下，在數(shù)字計(jì)算機(jī)上產(chǎn)生均勻隨機(jī)數(shù)的方式有三種:外部供給；通過一個(gè)隨機(jī)物理過程在內(nèi)部產(chǎn)生；利用數(shù)學(xué)遞推公式在內(nèi)部產(chǎn)生。,均勻分布隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生,一個(gè)產(chǎn)生均勻分布隨機(jī)數(shù)的發(fā)生器應(yīng)具有特性：產(chǎn)生出來(lái)的數(shù)字應(yīng)盡可能均勻分布；產(chǎn)生的速度要快；產(chǎn)生的過

68、程不應(yīng)占有過多的內(nèi)存；發(fā)生器應(yīng)有較長(zhǎng)的周期（即產(chǎn)生足夠多的隨機(jī)數(shù)之后才出現(xiàn)循環(huán)）；應(yīng)能產(chǎn)生另外一系列不同的隨機(jī)數(shù)，或者重新產(chǎn)生一系列隨機(jī)數(shù)；不應(yīng)退化到反復(fù)產(chǎn)生一個(gè)常數(shù)。,歷史上曾經(jīng)采用的三種產(chǎn)生偽隨機(jī)數(shù)的方法,1.平方取中法 開始時(shí)在發(fā)生器中選一個(gè)四位的數(shù)字作為種子。將它平方后取中間4位數(shù)字，作為第一個(gè)隨機(jī)數(shù)；再以它作為種子，平方取中后得到第2個(gè)隨機(jī)數(shù)。重復(fù)這一過程，得到一系列偽隨機(jī)數(shù)。 這

69、個(gè)方法今天已很少用，因?yàn)橥嘶煤芸?，一旦出現(xiàn)一個(gè)零后，后面就都是零，除非采取其他措施。此外，這個(gè)方法產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的速度很慢。2.乘積取中法這個(gè)方法同平方取中法類似，只是每次將上一個(gè)隨機(jī)數(shù)乘上一個(gè)常數(shù)K，以后再取中間的幾位數(shù)字。乘積取中法有一些特點(diǎn)：一是周期比平方取中法有改善，但還是不夠長(zhǎng)；二是隨機(jī)數(shù)的分布比平方取中法均勻；三是要退化。3.菲波那契法 這個(gè)方法產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的公式是，其中是任一指定的常數(shù)，表示前面的數(shù)被除后的