系统工程-第3讲-系统模型与模型化概述课件.ppt

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1、系统工程SystemsEngineering系统模型与模型化2021/10/1第三讲系统模型与模型化1.基本概念及意义模型--对现实系统抽象表达的结果。应能反映（抽象或模仿）出系统某个方面的组成部分（要素）及其相互关系。2021/10/1第三讲系统模型与模型化1.基本概念及意义模型化——构建系统模型的过程及方法。注意：兼顾到现（真）实性和易处理性。意义及特点：1）对系统问题进行规范研究的基础和标志；2）经济、方便、快速、可重复，“思想”“政策”试验；3）经过了分析人员对客体的抽象，因而必须再拿到现实中去检验。2021/10/1第三讲系统模型与模型化2.模型的分类1）概念模型：通过人们的

2、经验、知识和直觉形成，例如思维模型、字句模型和描述模型；2）符号模型：用符号来代表系统的各种因素和它们之间的关系，例如结构模型和数学模型；3）类比模型：用一组参数来表示实际系统的另一组参数；4）仿真模型：利用计算机运算对系统进行仿真；5）形象模型：把现实系统的尺寸进行改变，例如物理模型和图像模型；2021/10/1第三讲系统模型与模型化3.建模的一般过程（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；2021/10/1第三讲系统模型与模型化3.建模的一般过程（5）估计模型参数；（6）模型试运行；（7）对模型进行实验研究；

3、（8）对模型进行必要修正。2021/10/1第三讲系统模型与模型化4.管理科学与工程常用到的建模方法（1）ISM（InterpretativeStructuralModeling）；（2）SS（StateSpace）；（3）SD（SystemDynamics）；（4）CA（ConflictAnalysis）;（5）MAS（MultiAgentSimulation）（6）Others（遗传算法、神经网络、Petri网、复杂网络、社会网络……）2021/10/1第三讲系统模型与模型化5.解释结构模型（一）系统结构模型化基础1)概念结构→结构模型→结构模型化→结构分析2)系统结构表达及分析方

4、法集合表达方式有向图表达方式矩阵表达方式2021/10/1第三讲系统模型与模型化5.解释结构模型例1：某系统由七个要素（S1，S2，…，S7）组成。经过两两判断认为：S2影响S1，S3影响S4，S4影响S5，S7影响S2，S4和S6相互影响。这样，该系统的基本结构可用要素集合S和二元关系集合Rb来表达，其中：S={S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7}Rb={（S2，S1），（S3，S4），（S4，S5）（S7，S2），（S4，S6），（S6，S4）}2021/10/1第三讲系统模型与模型化有向图2021/10/1第三讲系统模型与模型化有向图2021/10/1第三讲系统模型与模型化

5、对应的可达矩阵2021/10/1第三讲系统模型与模型化5.解释结构模型建立反映系统问题要素间层次关系的递阶结构模型，可在可达矩阵M的基础上进行，一般要经过区域划分、级位划分、骨架矩阵提取和多级递阶有向图绘制等四个阶段。这是建立递阶结构模型的基本方法。2021/10/1第三讲系统模型与模型化区域划分即将系统的构成要素集合S，分割成关于给定二元关系R的相互独立的区域的过程。首先以可达矩阵M为基础，划分与要素Si（i=1，2，…，n）相关联的系统要素的类型，并找出在整个系统（所有要素集合S）中有明显特征的要素。有关要素集合的定义如下：区位划分2021/10/1第三讲系统模型与模型化可达集R（

6、Si）：系统要素Si的可达集是在可达矩阵或有向图中由Si可到达的诸要素所构成的集合，记为R（Si）。其定义式为：R（Si）={Sj

7、Sj∈S，mij=1，j=1，2，…，n}i=1，2，…，n区位划分2021/10/1第三讲系统模型与模型化有向图2021/10/1第三讲系统模型与模型化先行集A（Si）：系统要素Si的先行集是在可达矩阵或有向图中可到达Si的诸要素所构成的集合，记为A（Si）。其定义式为：A（Si）={Sj

8、Sj∈S，mji=1，j=1，2，…，n}i=1，2，…，n区位划分2021/10/1第三讲系统模型与模型化有向图2021/10/1第三讲系统模型与模型化共同集C（S

9、i）：系统要素Si的共同集是Si在可达集和先行集的共同部分，即交集，记为C（Si）。其定义式为：C（Si）={Sj

10、Sj∈S，mij=1，mji=1，j=1，2，…，n}i=1，2，…，n区位划分2021/10/1第三讲系统模型与模型化可达集、先行集、共同集关系示意图2021/10/1第三讲系统模型与模型化起始集B（S）和终止集E（S）。系统要素集合S的起始集是在S中只影响（到达）其他要素而不受其他要素影响（不被其他要素到达）的要素所构成的集合