系统模型与系统建模方法.ppt

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1、第四章系统模型与系统建模方法1第四章系统模型与系统建模方法第一节：系统模型的定义和分类第二节：系统建模方法概述第三节：解释结构建模方法第四节：IDEF0建模方法第五节：Petri网建模方法第六节：广义模型化方法2一、系统模型的定义（一）原型与模型1、原型——人们在现实世界里关心、研究或从事生产、管理的实际对象。在工程、科技、社会、经济等领域，常使用系统、过程等词来表示原型。比如机械系统,运输系统,钢铁冶炼过程,生产销售过程,计划决策过程第一节系统模型的定义和分类2、模型——原型的简化表示和近似反映。模型是

2、对实际系统的模仿和抽象，它反映了系统的结构、各部分之间的相互作用，描述了实际系统的物理本质与主要特征。模型是为了了解系统的结构和行为把被研究对象通过形象、归纳、演义、类比等方法，用适当的表现形式描述出来的仿制品。建筑模型、楼盘模型、分子模型、地球仪、图形、图表、曲线、都是模型。模型的基本特征由建模的目的所决定。例如，展厅里的飞机模型应在外观上逼真，但不一定会飞，而参加航模竞赛的飞机则要具有良好的飞行性能，外观上不必苛求；(二）模型有三个特征：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

3、因素构成；3.它表明了有关因素间的相互关系；5（三）模型化1、模型化的定义模型化就是为了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后，用一定方式（数学、图像等）表达系统实体的方法即建模过程2、模型化的本质、作用及地位1.本质：利用模型与原型之间某方面的相似关系，在研究过程中用模型来代替原型，通过对于模型的研究得到关于原型的一些信息。2.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。这种表达是简洁的、形式化的。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

4、的发现。③利用模型可以进行“思想”试验。3.地位：模型的本质决定了它的作用的局限性。它不能代替以客观系统内容的研究，只有在和对客体系统相配合时，模型的作用才能充分发挥。7实验、分析实际系统结论模型现实意义模型化解释比较图系统模型（化）的作用与地位8三、模型的分类模型类比仿真形象符号概念图像物理数学图示字句描述思维图模型分类9按表达形式分：即从模型的形式来划分1、物理模型▲实物模型——有形的几何等价品，可放大、缩小或复制。▲模拟模型——根据相似原理构造的模型，着重研究运动关系上的相似性。▲比例模型——将系统实

5、体按某一比例放大或缩小，这种比例改变后的实体模型称为比例模型2、概念模型：是以文字说明并辅以图表以表达概念的确示意图模型，召唤任务书、明细表、说明书按表达形式分：即从模型的形式来划分。3、数学模型：用数学语言对系统进行抽象与描述的模型▲图表模型（符号模型）——用图表形式表示系统结构或生产流程。▲解析模型——用解析式表示的模型，如状态空间模型▲逻辑模型——表示逻辑关系的模型，如方框图等▲网络模型——用网络图形来描述系统的组成元素及元素之间的相互关系，如网络计划模型，Petri网模型▲信息网络与数字化模型——这

6、是一类信息化与数字化的新的模型按对象区分（1）经济模型（2）社会模型（3）生态模型（4）工程模型按内涵区分：10类一、构造模型的一般原则1.考虑系统的结构性即建立方框图简化对系统内部相互作用的说明2.考虑信息相关性(简洁性)只包括与研究目的有关的那些信息3.考虑准确性(现实性)模型须充分立足于现实问题的描述上4.考虑结集性(强壮性)对现实问题变动的不敏感性，对问题的描述和解释具有一般性第二节系统建模方法概述二、系统建模的思考方法1.理论分析法:当所分析问题比较简单而足够清晰时，利用逻辑演绎方法,从公理、定律

7、导出系统模型；2.数值分析法：对于结构性质不很清楚的系统，针对反映系统功能或性质的数据进行分析，探讨系统的模型，有些数据是直接可得的已知数据，有些则需要通过专门的实验进行收集。3.情景分析法：设想未来行动所处的环境和状态，在此状态下预测相应的技术、经济和社会后果；4.老手法(Delphi):通过专家间启发讨论逐步完善对系统的认识；第二节系统建模方法概述三、建模的基本步骤①明确建模的目的和要求以便使模型满足实际要求，不致产生太大偏差；可采用IE的5W1H提问技术第二节系统建模方法概述155W1HWhat:任务

8、的对象是什么，研究什么问题Why:这个任务何以需要，为什么要研究该问题Who:决策者，行动者，所有者等关键主体是谁Where:系统的边界和环境如何，使用的场所在哪里When:分析的是什么时候的情况How:如何实现系统的目标状态，怎样解决问题案例：台湾省建立核电厂What要干什么？在研究台湾省核电厂的建立问题时，用SA法探讨在台湾建设核电厂的可行性如何Why为什么在台湾省建立核电厂？因为台湾省自产能源很少，历来靠岛