系统工程第三章系统模型与模型化.ppt
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1、3 系统模型与模型化,概述 解释结构模型(ISM) 状态空间模型(SSM),一.概述,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。,概述,模型化构建系统模型的过程及方法。 要注意兼顾到现实性和易处理性。 意义及特点: 对系统问题进行规范研究的基础和标志; 经济、方便、快速、可重复,“思想”或“政策”试验; 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。,概述,2.模型的分类与模型化的基本方法 模型的分类: 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
2、A21;数学模型A22) 仿真模型A3 形象模型A4(物理模型A41;图像模型A42) 类比模型A5,概述模型的分类与模型化的基本方法,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结构模型C1 数学模型C2 仿真模型C3,概述模型的分类与模型化的基本方法,D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; 结构模型D22; 仿真模型D23; ),概述模型的分类与模型化的基本方法,模型化的基本方法: 机理法或分析方法(A22,B1,B3,C2,D21) 实验
3、方法:拟合法“理论”导向 经验法“数据”导向 (A22,B1,C2,D21) 模拟法“计算机”或“实物”导向 (A3,A4,B2,C3,D1,D23) 专家法或老手法(A21,B4,C1,D22) ,概述,3.建模的一般原则 (1)建立方框图; (2)考虑信息相关性 ; (3)考虑准确性; (4)考虑结集性。,概述,4.建模的基本步骤 (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。,概述,5.模型的简化 (1)减少变量;
4、(2)改变变量性质 ; (3)合并变量; (4)改变函数关系; (5)改变约束条件。,几种典型的系统模型,ISM(Interpretative Structural Modeling) SS (State Space) SD (System Dynamics) CA (Conflict Analysis) ,二.解释结构模型(ISM),(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法,理解系统结构的概念(构成系统诸要素间的关联方式或关系)及其有向图(节点与有向弧)和矩阵(可达矩阵等)这两种常用的表达方式。,系统结构的基本表达方式,系统结构的基本表达
5、方式,系统结构的基本表达方式,系统结构的基本表达方式,系统结构的基本表达方式,系统结构的基本表达方式,系统结构的基本表达方式,系统结构的基本表达方式,系统结构的基本表达方式,系统结构的基本表达方式,系统结构的基本表达方式,系统结构的基本表达方式,系统结构模型化基础,比较有代表性的系统结构分析方法有:关联树(如问题树、目标树、决策树)法、解释结构模型化(ISM)方法、系统动力学(SD)结构模型化方法等。 本部分要求大家主要学习和掌握ISM方法(实用化方法、规范方法)。,(二)ISM实用化方法,初步分析,规范分析,综合分析,图2 ISM实用化方法原理图,(二)ISM实用化方法,(二)ISM实用化方
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