系统工程第三章系统模型与模型化

《系统工程第三章系统模型与模型化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三章系统模型与模型化1、了解系统模型及模型化的基本概念和类型；熟悉构造模型的一般原则、基本步骤和基本方法。2、掌握系统结构模型的基本思想及步骤。重点是系统结构的有向图表达、矩阵表达，运用解释结构模型技术建立递阶结构模型的规范方法和实用方法。3、清楚ISM(InterpretiveStructuralModeling)应用时的一般过程和应注意的问题。教学目的教学内容第一节概述第二节系统结构模型化技术第三节系统工程模型技术的新进展第一节概述一、模型及模型化的定义二、模型化的本质、作用和定位三、模型的分类四、构造模型的一般原则五、建模的一般

2、过程六、模型化的基本方法七、模型的简化一、模型及模型化的定义模型——现实系统的理想化抽象或简洁表示。应能反映（抽象或模仿）出系统主要组成部分（要素）、各部分之间的相互关系，以及在运用条件下的因果作用及相互关系。模型化——为描述系统的构成和行为，对实体系统的各种因素进行适当筛选，用一定方式(数学、图像等)表达系统实体的方法。简言之，构建系统模型的过程。模型的三个特征①它是现实世界部分的抽象或模仿；②它是由那些与分析的问题有关的因素构成；③它表明了有关因素间的相互关系。系统模型并不是对真实系统的完全复现。如果M能够用来回答关于系统（S)的问

3、题，并且在精度范围A之内，那么M就是系统A的模型。二、模型化的本质、作用及地位本质：模型与原型之间的相似关系，通过模型的研究获得原型的一些信息。相似关系是指两事物不论其自身结构如何不同，其某些属性是相似的。作用：①模型本身是人们对客体系统一定程度研究结果的表达。这种表达简洁、形式化。②模型提供了脱离具体内容的逻辑演绎和计算的基础，这会导致对科学规律、理论、原理的发现。③利用模型可以进行“思想”试验。模型研究具有经济、方便、快速和可重复的特点。地位：模型的本质决定了它的作用的局限性。它不能代替对客观系统内容的研究，只有在和对客体系统内容研

4、究相配合时，模型的作用才能充分发挥。模型是对客体的抽象，由它得到的结果，必须再回到现实中去检验。模型的本质所要研究的系统抽象AssumptionaboutthenatureofthesystemEntityEntityEntity模型RelationshipsRelationshipsRelationships所设想的行为（目标）性能度量建模的理由减小风险了解和表示知识解释“Whatif…”(首先必须解释”whatis….”)改进系统的日常运作图3-1模型的作用与地位实际系统模型化模型结论实验、分析现实意义比较解释三、模型的分类模型思维

5、描述字句图示数学物理图像概念符号形象类比仿真A类方法模型类别A概念模型A1思维或意识模型A11字句模型A12描述模型A13符号模型A2图表模型A21数学模型A22仿真模型A3形象模型A4模型A41模型A42类比模型A5图像物理A形象—物理模型—垃圾发电站形象——图像模型B类模型B分析模型B1通常用数学关系式表达仿真模型B2主要基于“计算机导向”博弈模型B3主要基于“人的行为导向”判断模型B4基于专家调查的判断C和D类模型C结构模型C1数学模型C2仿真模型C3D实体模型D1实物模型D11模拟模型D12抽象模型或符号模型D2数学模型D21结

6、构模型D22仿真模型D23仿真模型——飞机数字化制造maxZ=6x1+4x2s.t.2x1+3x2≤1004x1+2x2≤120x1，x2≥0产品/资源甲乙可利用的资源总量原材料（吨）23100加工时间（小时）42120单位利润（百元）64数学模型——线性规划资源优化模型一个企业需要同一种原材料生产甲乙两种产品，它们的单位产品所需要的原材料的数量及所耗费的加工时间各不相同，从而获得的利润也不相同（如表）。该企业应如何安排生产计划，才能使获得的利润达到最大？四、构造模型的一般原则1、建立方框图：简化系统内部相互作用；2、考虑信息的相关性：

7、只应包括系统中与研究目的有关的信息；3、考虑准确性：收集的用以建模的信息要准确；4、考虑结集性：将一些个别的实体组成更大实体的程度。图4－3工厂生产系统生产管理部门采购部门制造车间装配车间装运部门原料成品用户订货五、建模一般过程（1）明确建模目的和要求；（2）弄清系统或子系统中的主要因素及其相互关系；（3）选择模型方法；（4）确定模型结构；（5）估计模型参数；（6）模型试运行；（7）对模型进行实验研究；（8）对模型进行必要修正。六、模型化的基本方法序号模型化方法模型1分析法或机理法A22,B1,B3,C2,D212实验方法（模拟法、统计

8、数学分析、试验分析）A22,B1,C2,D213综合法（既重视试验数据，又承认理论价值）A3,A4,B2,C3,D1,D234专家法或老手法(Delphi)A21,B4,C1,D225辩证法（系统是一个对立