《系統(tǒng)工程期末復(fù)習(xí)》課件

系統(tǒng)工程考試題型：1.簡答題2.計算題（60分）重點(問權(quán)重…是否還有其他方法，偏重于對其他方法的理解）3.案例分析題1精選課件ppt系統(tǒng)工程考試題型：1精選課件ppt第一章系統(tǒng)工程概述1.系統(tǒng)的定義2.系統(tǒng)的特點2011系統(tǒng)創(chuàng)新（制約系統(tǒng)創(chuàng)新的因素，18大）（案例分析應(yīng)用）①教育系統(tǒng)制約人才②現(xiàn)有教務(wù)各方面體系以科研論文為導(dǎo)向③創(chuàng)新條件【要素之間的協(xié)同作用,(案例分析應(yīng)用，結(jié)合系統(tǒng)和系統(tǒng)工程的概念分析，習(xí)近平提出xxx在系統(tǒng)工程)】4.系統(tǒng)思想發(fā)展延況（了解）5.系統(tǒng)工程發(fā)展過程（有幾個階段）6.系統(tǒng)工程的定義7.系統(tǒng)工程的綜合性（與其他工程和管理技術(shù)的區(qū)別）2精選課件ppt第一章系統(tǒng)工程概述2精選課件ppt1.系統(tǒng)的定義

系統(tǒng)是由兩個或兩個以上相互區(qū)別、相互依賴和相互制約的要素（或單元、組成部分）結(jié)合而成的具有特定功能、結(jié)構(gòu)和環(huán)境的有機整體。2.系統(tǒng)的特點（一般具備五大特征）①目的性：通常系統(tǒng)都具有某種目的。系統(tǒng)的目的就是系統(tǒng)要達到的終極形式。②多元性：系統(tǒng)由多個元素構(gòu)成，至少需要兩個元素。③整體性：系統(tǒng)是由相互聯(lián)系的各個部分組成的有機整體。④

相關(guān)性：（1）各個組成部分是相互聯(lián)系和制約的，這是系統(tǒng)內(nèi)部的相關(guān)性

（2）要素間的協(xié)同作用:系統(tǒng)中某一要素變化，其他要素也要作相應(yīng)的調(diào)整和改變

(3)系統(tǒng)與環(huán)境之間也具有相關(guān)性⑤層次性：系統(tǒng)具有層次結(jié)構(gòu)。

即系統(tǒng)由若干個子系統(tǒng)構(gòu)成，而系統(tǒng)與其它系統(tǒng)可構(gòu)成更大的系統(tǒng)。⑥環(huán)境適應(yīng)性：系統(tǒng)與環(huán)境的作用是相互的。

系統(tǒng)適應(yīng)外部環(huán)境的變化，以獲取生存和發(fā)展能力的性質(zhì)。

(1)系統(tǒng)不能脫離環(huán)境而存在。(2)環(huán)境的變化需要系統(tǒng)做出必要的調(diào)整。3精選課件ppt1.系統(tǒng)的定義3精選課件ppt2011系統(tǒng)創(chuàng)新（制約系統(tǒng)創(chuàng)新的因素，18大）（案例分析應(yīng)用）①教育系統(tǒng)制約人才②現(xiàn)有教務(wù)各方面體系以科研論文為導(dǎo)向③創(chuàng)新條件【要素之間的協(xié)同作用,(案例分析應(yīng)用，結(jié)合系統(tǒng)和系統(tǒng)工程的概念分析，習(xí)近平提出xxx在系統(tǒng)工程)】2011協(xié)同創(chuàng)新中心4精選課件ppt2011系統(tǒng)創(chuàng)新（制約系統(tǒng)創(chuàng)新的因素，18大）（案例分析應(yīng)用4.系統(tǒng)思想發(fā)展演化（了解）系統(tǒng)思想的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段階段一：“只見森林”階段（古代樸素的系統(tǒng)思想）階段二：“只見樹木”階段（機械論的系統(tǒng)思想）階段三：“先見森林，后見樹木”階段（科學(xué)的系統(tǒng)思想）階段一1)古代系統(tǒng)思想的運用(系統(tǒng)實踐)都江堰水利工程皇宮修復(fù)工程2）古代樸素的系統(tǒng)思想：人類很早就已經(jīng)有了“系統(tǒng)”的概念和系統(tǒng)思想的萌芽，這主要體現(xiàn)在對整體、組織、結(jié)構(gòu)、等級的認(rèn)識。我國樸素的系統(tǒng)思想國外樸素的系統(tǒng)思想3）古代樸素的系統(tǒng)思想總結(jié)直覺性；猜測性。5精選課件ppt4.系統(tǒng)思想發(fā)展演化（了解）系統(tǒng)思想的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段階段機械論的系統(tǒng)思想——自然科學(xué)從哲學(xué)中分化獨特的自然科學(xué)研究方法-還原論方法（分析-重構(gòu)的方法）形而上學(xué)機械論辯證的系統(tǒng)思想——19世紀(jì)上半葉科學(xué)三大發(fā)現(xiàn)內(nèi)容觀念：整體涌現(xiàn)觀念系統(tǒng)與環(huán)境共塑觀念相關(guān)觀念層次觀念動態(tài)(演化)觀念整體論與還原論相結(jié)合定性描述和定量描述相結(jié)合確定性描述和不確定性描述相結(jié)合局部描述和整體描述相結(jié)合系統(tǒng)分析與系統(tǒng)綜合相結(jié)合6精選課件ppt機械論的系統(tǒng)思想——自然科學(xué)從哲學(xué)中分化辯證的系統(tǒng)思想——1系統(tǒng)思想(總結(jié))運用系統(tǒng)思想來解決實際問題，其基本思想可概括為如下要點：①主動應(yīng)用系統(tǒng)概念；②系統(tǒng)分析-構(gòu)成和聯(lián)系(內(nèi)部聯(lián)系和外部聯(lián)系)；③系統(tǒng)綜合-整體涌現(xiàn)（整體思想和聯(lián)系思想是科學(xué)系統(tǒng)思想的核心與實質(zhì))④描述方法：定量和定性結(jié)合；局部和整體結(jié)合；確定性和不確定性結(jié)合；靜態(tài)和動態(tài)結(jié)合。7精選課件ppt系統(tǒng)思想(總結(jié))7精選課件ppt5.系統(tǒng)工程發(fā)展過程（有幾個階段）在國外的發(fā)展（大體可分為三個時期）（1）萌芽時期（1900-1956）（2）發(fā)展時期（1957-1964）（3）初步成熟時期（1965-現(xiàn)在）我國的發(fā)展情況開始于20世紀(jì)50年代后期，在公交系統(tǒng)中推廣運籌學(xué)。20世紀(jì)60年代初在導(dǎo)彈研制過程中采用了計劃評審法。20世紀(jì)60年代中期在化工、電力、煤油方面研究計算機最優(yōu)控制系統(tǒng)。20世紀(jì)70年代后期開始推廣系統(tǒng)工程，制定了長遠規(guī)劃，建立了研究所（室），培養(yǎng)了研究生。20世紀(jì)80年代在人口控制、能源規(guī)劃、城市交通、電力系統(tǒng)等方面開展系統(tǒng)工程的研究，并取得一些初步成果。8精選課件ppt5.系統(tǒng)工程發(fā)展過程（有幾個階段）在國外的發(fā)展（大體可分為三6.系統(tǒng)工程的定義

系統(tǒng)工程是處理系統(tǒng)問題的工程技術(shù)。它包含了開發(fā)、運行、革新系統(tǒng)所需思想、程序、方法的總和。7.系統(tǒng)工程的綜合性（與其他工程和管理技術(shù)的區(qū)別）主要表現(xiàn)在以下3方面：（1）研究對象的綜合性。

各門傳統(tǒng)的工程學(xué)一般都有特定的工程物質(zhì)對象，而系統(tǒng)工程的研究對象不是局限在某一特定方面，它可以把各種事物作為對象。（2）應(yīng)用學(xué)科的綜合性。解決問題時，一般工程學(xué)，應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等自然科學(xué)及控制論、信息論、某些工程技術(shù)等學(xué)科，而用系統(tǒng)工程方法解決問題還會應(yīng)用心理學(xué)、社會學(xué)、法學(xué)、經(jīng)濟學(xué)等知識。（3）評價考核的綜合性。

一般工程學(xué)著眼于技術(shù)性能、結(jié)構(gòu)、效率等的合理和優(yōu)化。而系統(tǒng)工程則是從總體的最優(yōu)出發(fā)，考慮系統(tǒng)的功能、組織協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)、效果等問題。9精選課件ppt6.系統(tǒng)工程的定義9精選課件ppt第二章系統(tǒng)工程方法論1.霍爾“三維結(jié)構(gòu)”（重點掌握）2.切克蘭德“學(xué)習(xí)調(diào)查法”（重點掌握）3.以上兩者之間的聯(lián)系與區(qū)別4.并行工程的主要思想（展開說哦~~）5.WSR系統(tǒng)方法論的主要工作步驟6.錢學(xué)森的綜合集成工程——模型圖——“其實質(zhì)是….”10精選課件ppt第二章系統(tǒng)工程方法論10精選課件ppt1.霍爾“三維結(jié)構(gòu)”（重點掌握）七個階段和七個步驟三維結(jié)構(gòu)由時間維、邏輯維、知識維組成，如圖示：11精選課件ppt1.霍爾“三維結(jié)構(gòu)”（重點掌握）11精選課件ppt（1）時間維系統(tǒng)工程工作從規(guī)劃到更新的整個過程或壽命周期，按時間順序排列，用以表示系統(tǒng)工程的工作階段和進程。一般分為七個階段：規(guī)劃階段——謀求系統(tǒng)工程工作在總體上、戰(zhàn)略上、方針上的設(shè)想和規(guī)劃；設(shè)計方案——根據(jù)規(guī)劃提出具體的計劃方案；研制階段——實現(xiàn)系統(tǒng)的計劃方案，并作出較為詳細而具體的生產(chǎn)計劃；生產(chǎn)制造階段——生產(chǎn)出系統(tǒng)所需要的構(gòu)件及整個系統(tǒng)，并提出較為詳細而具體的安裝計劃；安裝階段（系統(tǒng)實施）——把系統(tǒng)安裝好，通過試驗運行作出較為具體的運行計劃；運行階段——系統(tǒng)投入運行，為預(yù)期用途服務(wù)；更新階段——系統(tǒng)經(jīng)過長時間運行后，改進舊系統(tǒng)，或取消舊系統(tǒng)，建立新系統(tǒng)。12精選課件ppt（1）時間維系統(tǒng)工程工作從規(guī)劃到更新的整個過程或壽命（2）邏輯維

SE在每個階段工作的工作步驟和邏輯順序，是運用系統(tǒng)工程方法進行思考、分析和解決問題。應(yīng)遵循的一般程序：明確問題——明確所要解決的問題及其確切要求，盡量全面收集和了解有關(guān)問題的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢；制定目標(biāo)及指標(biāo)——確定任務(wù)要求所欲達到的目標(biāo)或各目標(biāo)分量，組成評價指標(biāo)體系，以便據(jù)此對所有可供選擇的系統(tǒng)方案進行比較和評價；系統(tǒng)綜合——擬定解決問題和實現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或方案；系統(tǒng)分析——針對系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)和方案類型建立分析模型。初步分析系統(tǒng)各種方案的性能、特點，對預(yù)定任務(wù)能實現(xiàn)的程度以及在目標(biāo)和評價指標(biāo)體系下的優(yōu)劣次序；系統(tǒng)優(yōu)化——依據(jù)評價指標(biāo)體系生成并選擇各項政策、活動、控制方案和整個方案，盡可能達到最優(yōu)、次最優(yōu)或合理，至少令人滿意；決策——在分析、優(yōu)化、評價的基礎(chǔ)上作出裁決，選定行動方案；實施——不斷地修改、完善上述六個步驟，制訂詳細而具體的實施計劃，以便順利地轉(zhuǎn)入系統(tǒng)工程的下一階段。13精選課件ppt（2）邏輯維SE在每個階段工作的工作步驟和邏輯順序，（3）知識維：指為完成上述各階段和各步驟所需的各種專業(yè)知識、行業(yè)技能和素養(yǎng)。（霍爾把這些知識分為工程、醫(yī)學(xué)、建筑、商業(yè)、法律、管理、社會科學(xué)和藝術(shù)等）

邏輯維（步驟）時間維（階段）1明確問題2選擇目標(biāo)3系統(tǒng)綜合4系統(tǒng)分析5方案優(yōu)化6作出決策7付諸實施1.規(guī)劃階段a11a12a13a14a15a16a172.設(shè)計階段a21a22a23a24a25a26a273.研制階段a31a32a33a34a35a36a374.生產(chǎn)階段a41a42a43a44a45a46a475.安裝階段a51a52a53a54a55a56a576.運行階段a61a62a63a64a65a66a677.更新階段a71a72a73a74a75a76a77運用SE知識，把三維結(jié)構(gòu)中的六個時間階段和七個邏輯步驟結(jié)合起來，便形成所謂霍爾管理矩陣如下：代表一項具體的管理活動所用的知識或技術(shù)14精選課件ppt（3）知識維：指為完成上述各階段和各步驟所需的各種專業(yè)知識霍爾管理矩陣從三維視角上確定了系統(tǒng)問題的解決思路，使得每一階段都有自己的管理內(nèi)容和管理目標(biāo)，每一步驟都有自己的管理手段和管理方法，彼此相互聯(lián)系，再加上具體的管理對象，組成了一個有機整體?；魻柟芾砭仃嚳梢蕴嵝讶藗冊谀膫€階段該做哪一步工作，同時明確各項具體工作在全局中的地位和作用，從而使工作得到合理安排。把系統(tǒng)工程過程系統(tǒng)運用于大型工程項目，尤其是探索性強、技術(shù)復(fù)雜、投資大、周期長的“大科學(xué)”研究項目，可以減少決策上的失誤和計劃實施過程中的困難?；凇叭S結(jié)構(gòu)”模型的系統(tǒng)工程過程系統(tǒng)國內(nèi)外許多事例表明，運用科學(xué)的系統(tǒng)工程過程系統(tǒng)管理方法，決策的可靠性可提高一倍以上，節(jié)約時間和總投資平均在15%以上?；魻柸S結(jié)構(gòu)方法方法論主要針對結(jié)構(gòu)良好的硬系統(tǒng)－－硬系統(tǒng)工程方法論15精選課件ppt霍爾管理矩陣基于“三維結(jié)構(gòu)”模型的系統(tǒng)工程過程系統(tǒng)15精選2.切克蘭德“學(xué)習(xí)調(diào)查法”（重點掌握）系統(tǒng)工程常常把所研究的系統(tǒng)分為良結(jié)構(gòu)系統(tǒng)與不良結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，由于它們具有不同的特點，故分別采取不同的解決方法，如下表：定義特點解決的方法良結(jié)構(gòu)S偏重工程、機理明顯的物理型的硬S可用較明顯的數(shù)學(xué)模型描述，有較現(xiàn)成的定量方法可以計算出系統(tǒng)的行為和最佳結(jié)果。用“硬方法”求出最佳的定量結(jié)果，霍爾的三維結(jié)構(gòu)主要適用于此。不良結(jié)構(gòu)S偏重社會、機理尚不清楚的生物型的軟S較難用數(shù)學(xué)模型描述，因其加入了人的直覺和判斷，往往只能用半定量、半定性或者只能用定性的方法來處理問題。用“軟方法”求出可行的滿意解，常用德爾菲法、情景分析法、切克蘭德的“調(diào)查學(xué)習(xí)”法等。16精選課件ppt2.切克蘭德“學(xué)習(xí)調(diào)查法”（重點掌握）系統(tǒng)工程常常把所研究的切克蘭德的“調(diào)查學(xué)習(xí)”軟方法的核心不是尋求“最優(yōu)化”，而是“調(diào)查、比較、學(xué)習(xí)”，從模型和現(xiàn)狀比較中，學(xué)習(xí)改善現(xiàn)存系統(tǒng)的途徑。方法步驟如下：(1)認(rèn)識問題：收集與問題有關(guān)的信息。(2)根底定義：弄清關(guān)聯(lián)因素。初步弄清、改善與現(xiàn)狀有關(guān)的各種因素。(3)建立概念模型：在不能建立數(shù)學(xué)模型的情況下，用結(jié)構(gòu)模型或語言模型來描述系統(tǒng)影響因素的作用關(guān)系及其現(xiàn)狀。(4)改善概念模型：隨著分析的不斷深入和“學(xué)習(xí)”的加深，進一步用更合適的模型或方法改進上述概念模型。(5)比較：將概念模型與現(xiàn)狀進行比較，找出符合決策者意圖而且可行的改革途徑或滿意方案。(6)實施：實施提出的改革方案。17精選課件ppt切克蘭德的“調(diào)查學(xué)習(xí)”軟方法的核心不是尋求“最優(yōu)化”，而是“滿意解代替最優(yōu)解，價值觀方面的重要變化。概念模型代替數(shù)學(xué)模型，思路更加開闊。18精選課件ppt滿意解代替最優(yōu)解，價值觀方面的重要變化。概念模型代替數(shù)學(xué)模型3.霍爾“三維結(jié)構(gòu)”切克蘭德“學(xué)習(xí)調(diào)查法”

兩者之間的聯(lián)系與區(qū)別相同點：問題導(dǎo)向注重程序及階段都屬于系統(tǒng)工程重要的方法論不同點：研究對象或應(yīng)用領(lǐng)域：工程系統(tǒng)（硬），社會經(jīng)濟管理系統(tǒng)（軟）基本方法：定量；定性或結(jié)合核心內(nèi)容或關(guān)鍵點：優(yōu)化分析；比較學(xué)習(xí)19精選課件ppt3.霍爾“三維結(jié)構(gòu)”切克蘭德“學(xué)習(xí)調(diào)查法”兩者之間的聯(lián)系4.并行工程的主要思想（展開說哦~~，俺覺得會考啦丫）約束信息和功能的并行性設(shè)計時同時考慮產(chǎn)品生命周期的所有因素，同時產(chǎn)生產(chǎn)品設(shè)計規(guī)格(或CAD文件)和相應(yīng)的制造和支持過程計劃。產(chǎn)品壽命周期所涉及的各功能領(lǐng)域工程活動并行交叉進行。集成性

要求實現(xiàn)產(chǎn)品及其過程的一體化并行設(shè)計，根本在于研究開發(fā)、

產(chǎn)品設(shè)計、過設(shè)計、制造裝配和市場的全面集成。協(xié)同性

指多學(xué)科并行工程小組協(xié)同工作，即產(chǎn)品全生命周期中各階段不

同領(lǐng)域技術(shù)人員(包括顧客和供應(yīng)商)的全面參與和協(xié)同工作?？茖W(xué)性

并行工程采用了迄今最為先進的開發(fā)工具、方法和技術(shù)，如CAD/CAP/CAM/CAE方法、全面質(zhì)量管理方法、MRP/ERP系統(tǒng)等。20精選課件ppt4.并行工程的主要思想（展開說哦~~，俺覺得會考啦丫）約束信5.WSR系統(tǒng)方法論的主要工作步驟主要工作步驟：1、理解領(lǐng)導(dǎo)意圖；

2、調(diào)查分析；

3、形成目標(biāo)；

4、方案模型；

5、協(xié)調(diào)關(guān)系；

6、提出建議。21精選課件ppt5.WSR系統(tǒng)方法論的主要工作步驟主要工作步驟：21精選課件

WSR系統(tǒng)方法論中常用的方法過程要素物理（原始問題）事理人理方法理解意圖了解領(lǐng)導(dǎo)在此問題上的最初想法收集有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)講話,了解領(lǐng)導(dǎo)對目標(biāo)的偏好，喜歡什么模型和評價標(biāo)準(zhǔn)了解哪些領(lǐng)導(dǎo)會參加決策，誰來使用這個結(jié)果頭腦風(fēng)暴法，討論分析會，認(rèn)知圖等調(diào)查分析通過現(xiàn)場調(diào)查和文件檢索，分析現(xiàn)有資源和約束條件了解問題背景和有關(guān)經(jīng)驗、知識弄清各種關(guān)系和必要的知識Delphi法，各種調(diào)查表，交叉影響分析，Kj法等形成目標(biāo)列出所有可行的目標(biāo)和約束在目標(biāo)中弄清它們的優(yōu)先次序和權(quán)重弄清各種目標(biāo)涉及到的人物頭腦風(fēng)暴法，目標(biāo)樹法等方案模型將各種目標(biāo)和約束數(shù)據(jù)化和規(guī)范化設(shè)計系列方案，選擇適當(dāng)?shù)哪Ｐ统绦蚝椭R盡量把領(lǐng)導(dǎo)的意圖放入模型中各種建模方法和工具協(xié)調(diào)關(guān)系協(xié)調(diào)所有模型、軟硬件、數(shù)據(jù)的關(guān)系，即技術(shù)協(xié)調(diào)協(xié)調(diào)模型和知識的合理性，即知識協(xié)調(diào)協(xié)調(diào)各方面的利益、觀點、關(guān)系，即利益協(xié)調(diào)沖突分析、和諧理論、亞對策等提出建議對各種物理設(shè)備和程序進行安裝、調(diào)式、驗證將各種術(shù)語變?yōu)橛脩裟芏拖矚g的語言盡量讓各方面易于接受、易于執(zhí)行各種統(tǒng)計圖表等22精選課件pptWSR系統(tǒng)方法論中常用的方法過程物理（原始問題）事理人理方6.錢學(xué)森的綜合集成工程——模型圖——“其實質(zhì)是….”

綜合集成工程是從整體上考慮并解決復(fù)雜巨系統(tǒng)問題的方法論。錢學(xué)森等人在研究解決開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)問題時，提出了“從定性到定量綜合集成方法”，這是系統(tǒng)工程思想的新發(fā)展。

其實質(zhì)是將專家群體、數(shù)據(jù)和各種信息與計算機仿真有機地結(jié)合，把各種學(xué)科的理論和人的經(jīng)驗與知識結(jié)合起來，發(fā)揮整體優(yōu)勢。23精選課件ppt6.錢學(xué)森的綜合集成工程——模型圖——“其實質(zhì)是….”24精選課件ppt24精選課件ppt第三章系統(tǒng)建模與系統(tǒng)分析1.系統(tǒng)建模主要方法+適用于哪些場合（ppt,書38）2.建模一般過程3.系統(tǒng)分析（SA）的定義4.系統(tǒng)分析的要素5.系統(tǒng)分析的程序、步驟（PPT上有一個圖）6.系統(tǒng)分析可以采用的方法（KJ法，魚刺法等）25精選課件ppt第三章系統(tǒng)建模與系統(tǒng)分析25精選課件ppt1.系統(tǒng)建模主要方法+適用于哪些場合（ppt,書38）①分析法（推理法）

對白箱S，深入研究S的內(nèi)部細節(jié)（結(jié)構(gòu)和函數(shù)關(guān)系），利用已知的定律和定理，經(jīng)過一定的分析和推理，得到S模型。②實驗法

對允許實驗的黑箱或灰箱S，可以通過實驗方法測量其輸入和輸出，然后按照一定的辨識方法，得到S模型。③統(tǒng)計分析法

對不允許實驗的黑箱或灰箱系統(tǒng)，可采用數(shù)據(jù)收集和統(tǒng)計分析的方法來建造S模型。④類似法

依據(jù)不同事物具有的同型性，建造原S的類似模型。⑤混合法——上述幾種方法的綜合運用。26精選課件ppt1.系統(tǒng)建模主要方法+適用于哪些場合（ppt,書38）①分析（1）對象：比較簡單的白箱系統(tǒng)；（2）方法：利用自然科學(xué)的各種定理、定律（如物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)、電學(xué)的定理、定律）和社會科學(xué)的各種規(guī)律（如經(jīng)濟規(guī)律），經(jīng)過一定的分析和推理，可以得到S的數(shù)學(xué)模型。1.分析法例3-3：生產(chǎn)優(yōu)化安排的數(shù)學(xué)模型某化工廠生產(chǎn)A、B兩種產(chǎn)品，已知：生產(chǎn)A產(chǎn)品一公斤需耗煤9T，電力4000度和3個勞動日，可獲利700元；生產(chǎn)B產(chǎn)品一公斤需耗煤4T，電力5000度和10個勞動日,可獲利1200元。因條件限制，這個廠只能得到煤360T，電力20萬度和勞動力300個，問：如何安排生產(chǎn)（即生產(chǎn)A、B產(chǎn)品各多少？）才能獲利最多，請建立解決此問題的數(shù)學(xué)模型。27精選課件ppt（1）對象：比較簡單的白箱系統(tǒng)；1.分析法例3-3：生產(chǎn)優(yōu)化解：這是在一定條件求極值的數(shù)學(xué)問題，可運用數(shù)學(xué)中的線性規(guī)劃方法（運籌學(xué)方法）建立線性規(guī)劃模型。先將給出的數(shù)據(jù)整理成下表：

活動資源產(chǎn)品A生產(chǎn)（1公斤）產(chǎn)品B生產(chǎn)（1公斤）資源的限制煤（T）94360電力（千度）45200勞動日（個）310300獲利（百元）71228精選課件ppt解：這是在一定條件求極值的數(shù)學(xué)問題，可運用數(shù)學(xué)中的線性規(guī)劃方設(shè)生產(chǎn)A、B產(chǎn)品各為x1，x2公斤，則此問題變?yōu)榍髕1，x2滿足下列條件:9x1+4x2≦3604x1+5x2≦2003x1+10x2≦300x1≧0,x2≧0(1)使得總獲利最大：max7x1+12x2(2)

顯然(1)為約束條件，(2)為目標(biāo)函數(shù)，這是一個典型的線性規(guī)劃模型。29精選課件ppt設(shè)生產(chǎn)A、B產(chǎn)品各為x1，x2公斤，則此問題變?yōu)榍髕1，x2圖解法：9x1+4x2

=360x1x2408030609003x1+10x2

=3004x1+5x2

=200C(20,24)最優(yōu)生產(chǎn)計劃為：A產(chǎn)品：20公斤B產(chǎn)品：24公斤最大獲利為42800元目標(biāo)函數(shù)等值線：Z=7x1+12x230精選課件ppt圖解法：9x1+4x2=360x1x240803060（1）對象：用推理法難以建模的復(fù)雜的白箱系統(tǒng)；（2）方法：利用不同事物具有的同型性，建造原系統(tǒng)的類似模型。例3-4：機械系統(tǒng)的電路類似模型在機械阻尼系統(tǒng)與RC電路系統(tǒng)分別用推理法建造出數(shù)學(xué)模型（用微分方程描述的動力學(xué)方程）以后發(fā)現(xiàn)，它們具有同型性（即具有相似的數(shù)學(xué)描述并在參數(shù)上一一對應(yīng)，其運動也都具有振蕩的特性,也稱振蕩系統(tǒng)），因此，電路系統(tǒng)可以認(rèn)為是機械系統(tǒng)的一種類似模型，反之亦然。2.類似法31精選課件ppt（1）對象：用推理法難以建模的復(fù)雜的白箱系統(tǒng)；例3-4：機械系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型：M?d2x/dt2+D?dx/dt+Kx=F(t)L?d2q/dt2+R?dq/dt+(1/C)?q=E(t)變量及參數(shù)（屬性）：距離x電荷q速度dx/dt電流dq/dt外力F(t)電壓E(t)質(zhì)量M電感L阻尼系數(shù)D電阻R彈簧系數(shù)K電容C系統(tǒng)行為：機械振蕩電振蕩電路系統(tǒng)BE(t)CRL機械系統(tǒng)AKDXMF(t)電感的電壓與其電流的變化率成正比

阻尼的阻力與速度成正比

32精選課件ppt系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型：L?d2（1）對象：可實驗和不可實驗的黑箱和灰箱系統(tǒng)；（2）方法：通過實驗或者查閱歷史統(tǒng)計資料，找出系統(tǒng)的輸入和輸出數(shù)據(jù)，然后運用自控中的傳遞函數(shù)方法或其他的數(shù)學(xué)方法（如回歸分析、時序分析等方法），建立系統(tǒng)輸出與輸入之間的關(guān)系——系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。3.實驗法和統(tǒng)計分析法33精選課件ppt（1）對象：可實驗和不可實驗的黑箱和灰箱系統(tǒng)；3.實驗法和統(tǒng)糧食生產(chǎn)系統(tǒng)投入播種面積x1(t)有效灌溉面積x2(t)化肥投放量x3(t)氣候x4(t)……xn(t)產(chǎn)出糧食總產(chǎn)量y(t)通過實驗，可以找到糧食總產(chǎn)量y(t)與各種投入因素x1(t)，x2(t)……xn(t)之間的數(shù)量關(guān)系，構(gòu)造出數(shù)學(xué)模型y(t)=f(x1,x2…xn)或y(t)=a0+a1x1(t)+a2x2(t)+…+anxn(t)例3-5：建造一個糧食生產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

可實驗的灰系統(tǒng)34精選課件ppt投入播種面積x1(t)產(chǎn)出糧食總產(chǎn)量y(t)2.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）估計模型參數(shù)；（6）模型試運行；（7）對模型進行實驗研究；（8）對模型進行必要修正。35精選課件ppt2.建模一般過程（1）明確建模目的和要求；35精選課件pp3.系統(tǒng)分析（SA）的定義

SA是在對系統(tǒng)問題現(xiàn)狀及目標(biāo)充分挖掘的基礎(chǔ)上，運用建模及預(yù)測、優(yōu)化、仿真、評價等方法，對系統(tǒng)的有關(guān)方面進行定性與定量相結(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)的分析研究過程。

SA是SE的核心內(nèi)容、分析過程和基本方法。36精選課件ppt3.系統(tǒng)分析（SA）的定義SA是在對系統(tǒng)問題現(xiàn)狀及

4.系統(tǒng)分析的要素問題：

明確研究對象，了解與問題相關(guān)的要素，清楚問題現(xiàn)狀目的與目標(biāo)：目的是總體要求，目標(biāo)是目的的具體化（目標(biāo)樹法）可行方案：能實現(xiàn)S目標(biāo)及目的的各種可能途徑、措施和方法模型：對S的本質(zhì)描述，是方案的表達形式效果與費用：S達到目標(biāo)后所得到的結(jié)果，它既可用貨幣形式表示，

也可用其它指標(biāo)來評價（如功能、時間，社會）準(zhǔn)則：目標(biāo)的具體化、S價值的量度，以評價方案優(yōu)劣結(jié)論：SA得到的結(jié)果，具體形式有報告、建議或意見等37精選課件ppt4.系統(tǒng)分析的要素問題：明確研究對象，了解與問題相關(guān)的要5.系統(tǒng)分析的程序、步驟（PPT上有一個圖）38精選課件ppt5.系統(tǒng)分析的程序、步驟（PPT上有一個圖）38精選課件pp6.系統(tǒng)分析可以采用的方法（KJ法，魚刺法等）

是否要去看相對應(yīng)的案例呢？（問Teacher）5W1H法②目標(biāo)—手段分析法③因果分析法（魚刺法）④KJ法39精選課件ppt6.系統(tǒng)分析可以采用的方法（KJ法，魚刺法等）5W1H法391、任務(wù)的對象是什么?即要干什么?(What)2、怎樣才能解決問題?即如何干?(How)3、這個任務(wù)何以需要?即為什么這樣干?(Why)4、是以誰為對象的系統(tǒng)?即誰來干?(Who)5、它在什么時候和什么樣的情況下使用?即何時干?(When)6、使用的場所在哪里?即在何處干?(Where)一、5W1H法及其步驟（抓住問題的要點，找到解決問題的關(guān)鍵）40精選課件ppt1、任務(wù)的對象是什么?即要干什么?(What“5W1H”方法

某地擬建一座核電廠，能源部、財政部和發(fā)展計劃委員會等有關(guān)部門就要針對核電廠的建設(shè)問題，擬定一份問題要點進行分析研究，并提出解決問題的答案。1、要干什么?在研究該省核電廠的建立問題時，就是用系統(tǒng)分析方法探討在該省建設(shè)核電廠的可行性如何。2、為什么在該省建立核電廠?因為該省自產(chǎn)能源很少，歷來靠從外省調(diào)進原油和煤炭發(fā)電，調(diào)進能源受經(jīng)濟、交通運輸?shù)扔绊懱螅瑫r也為了減少環(huán)境污染和在經(jīng)濟上求得更廉價的電力。3、何時建立為宜?電力是工業(yè)的先行官，要發(fā)展經(jīng)濟首先要發(fā)展電力工業(yè)。當(dāng)前世界屢發(fā)能源危機，因此，為保證經(jīng)濟的穩(wěn)定與發(fā)展，建設(shè)核電廠是刻不容緩的事情。例3-6：臺灣省核電建設(shè)的SA41精選課件ppt“5W1H”方法某地擬建一座核電廠“5W1H”方法

4、何處建廠為宜?從避開地震、斷裂、海嘯、流沙區(qū)而又有足夠冷卻水，遠離人口密集的中心城市而又比較接近用電地區(qū)等方面來看，選址該地區(qū)南部沿海為宜。5、由何單位承建?由核工業(yè)部門及電力公司負責(zé)建設(shè)，并請工程顧問公司提供各種技術(shù)方面的咨詢服務(wù)工作。6、如何進行?工程進度應(yīng)服從十年發(fā)電規(guī)劃，具體技術(shù)細節(jié)還須由工程顧問公司作進一步研后再提出。運用“5W1H”式的疑問句對開發(fā)任務(wù)提問，除上述問題外還能想出其它一些問題。在系統(tǒng)開發(fā)的各個階段，所要解決的問題應(yīng)從宏觀逐漸轉(zhuǎn)移到微觀，因此，對這些疑問的回答也要按照不同階段而改變。42精選課件ppt“5W1H”方法4、何處建廠為宜二、目標(biāo)—手段分析法（目標(biāo)樹法）將要達到的目標(biāo)和所需手段按照系統(tǒng)展開，一級手段等于二級目標(biāo)，二級手段等于三級目標(biāo)，依次類推，便產(chǎn)生了層次分明、相互聯(lián)系又逐漸具體化的分層目標(biāo)系統(tǒng)。在目標(biāo)分解過程中，要注意使分解的分目標(biāo)與總目標(biāo)保持一致，分目標(biāo)的集合一定要保證總目標(biāo)的實現(xiàn)。此法的實質(zhì)是運用效能原理不斷進行分析的過程。

43精選課件ppt二、目標(biāo)—手段分析法（目標(biāo)樹法）將要達到的目標(biāo)和所需手段按照目標(biāo)手段目標(biāo)手段目標(biāo)解決能源問題發(fā)展能源生產(chǎn)開發(fā)新能源節(jié)能資源勘探基地建設(shè)運輸太陽能生物能潮汐能綜合利用節(jié)能設(shè)備目標(biāo)—手段分析法44精選課件ppt目標(biāo)手段手段解決能源問題發(fā)展能源生產(chǎn)開發(fā)新能源節(jié)能資源基地太三、因果分析法（魚刺法）

利用因果分析圖（魚刺圖）來分析影響系統(tǒng)的因素，并從中找出產(chǎn)生某種結(jié)果的主要原因的一種定性分析方法。此法形象簡單，一目了然，問題越復(fù)雜越能發(fā)揮其長處，適宜于集體討論，統(tǒng)一意見和向領(lǐng)導(dǎo)機關(guān)匯報工作。45精選課件ppt三、因果分析法（魚刺法）利用因果分析圖（魚刺圖因果分析圖（魚刺圖）x2xix1x3xnyx21x23x12x14x13x11x32x31x33x34xn1xn3xn2xn4x22x24xij問題關(guān)鍵因素46精選課件ppt因果分析圖（魚刺圖）x2xix1x3xnyx21x23x12四、KJ法

一種直觀的定性分析方法。它的基本原理是：搜集問題相關(guān)信息，把一個個信息做成卡片，將這些卡片攤在桌子上觀察其全部，把有“親近性”的卡片集中起來合并，依次做下去，依據(jù)信息的相關(guān)性（“親近性”）逐漸合并成小組→中組→大組，然后畫出問題的整體結(jié)構(gòu)圖，分析其含義，取得對問題的明確認(rèn)識，最后求得問題整體的構(gòu)成。

它是從很多具體信息中歸納出問題整體含義的一種分析方法，故又稱信息卡片歸類法。

這種方法把人們對圖形的思考功能與直覺的綜合能力很好地結(jié)合起來，不需要特別的手段和知識，不論是個人或者團體能簡便地實行，因此，是分析復(fù)雜問題的一種有效的方法。

例：我國社會的老齡化問題分析47精選課件ppt四、KJ法一種直觀的定性分析方法。它是從很多具第四章解釋結(jié)構(gòu)的計算1.解釋結(jié)構(gòu)模型的計算（重點）2.主成分分析的原理3.主成分分析的要點4.主成分分析的2種求解方法（知道，不考過程，協(xié)方差矩陣、相關(guān)系數(shù)矩陣）5.聚類分析的種類（2種），及分別運用于哪些場合6.聚類分析的常用統(tǒng)計量（2種）48精選課件ppt第四章解釋結(jié)構(gòu)的計算48精選課件ppt1.解釋結(jié)構(gòu)模型的計算（重點）——P4549精選課件ppt1.解釋結(jié)構(gòu)模型的計算（重點）——P4549精選課件ppt50解析結(jié)構(gòu)模型就是應(yīng)用有向連接圖來描述系統(tǒng)各要素間的關(guān)系，以表示一個作為要素集合體的系統(tǒng)模型。它的基本理論是圖論，通過一些基本假設(shè)和圖、矩陣的有關(guān)運算，可以得到可達性矩陣；然后再通過人-機結(jié)合，分解可達性矩陣，使復(fù)雜的系統(tǒng)分解成多級遞階結(jié)構(gòu)形式。在總體設(shè)計、區(qū)域規(guī)劃、技術(shù)評估和系統(tǒng)診斷方面應(yīng)用廣泛。解析結(jié)構(gòu)模型（ISM）50精選課件ppt50解析結(jié)構(gòu)模型就是應(yīng)用有向連接圖來描述系統(tǒng)各要素間的關(guān)系，51一、幾個相關(guān)的重要數(shù)學(xué)概念節(jié)點（點）：要素邊：線（無向），表示節(jié)點間存在到達（影響）關(guān)系?。河邢蜻叄€無向圖與有向連接圖：節(jié)點和有向邊源點：表示沒有節(jié)點到達的點匯點：節(jié)點不能通往任何節(jié)點鏈：n+1個點和n條邊組成的一個序列回路：起點和終點重合的鏈環(huán)：單個點組成的鏈51精選課件ppt51一、幾個相關(guān)的重要數(shù)學(xué)概念51精選課件ppt52二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的集合表達1.系統(tǒng)組成：由多個相互聯(lián)系的要素構(gòu)成，相互聯(lián)系的基礎(chǔ)是兩

要素之間的二元關(guān)系；系統(tǒng)組成的集合表達。S=｛Si｝2.要素之間的關(guān)系（1）二元關(guān)系的表達式Rij及Rij的三種取值Si

R?Sj

（2）關(guān)系傳遞（一次、二次、t次傳遞、相互傳遞-強鏈接）（3）系統(tǒng)二元關(guān)系集合Rb=｛（Si,Sj）,…｝例子：書P4152精選課件ppt52二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的集合表達52精選課件ppt53例：一個孩子的學(xué)習(xí)問題1.老師常批評 2.成績不好 3.上課不認(rèn)真4.平時作業(yè)不認(rèn)真 5.太貪玩 6.學(xué)習(xí)環(huán)境差7.父母常打牌 8.父母不管 9.朋友不好10.缺乏自信一、幾個相關(guān)的數(shù)學(xué)概念3657894211053精選課件ppt53例：一個孩子的學(xué)習(xí)問題一、幾個相關(guān)的數(shù)學(xué)概念36578954例：溫帶草原食物鏈1.草 2.兔 3.鼠 4.吃草的鳥 5.吃草的昆蟲6.捕食性昆蟲7.蜘蛛8.蟾蜍9.吃蟲的鳥10.蛇11.狐貍12.鷹和貓頭鷹54精選課件ppt54例：溫帶草原食物鏈1.草 54精選課件ppt552、鄰接矩陣（直達矩陣）用來表示關(guān)系圖中各單元之間的直接連接狀態(tài)的矩陣A。設(shè)系統(tǒng)S共有n個單元S={s1,s2,…,sn}

則

其中55精選課件ppt552、鄰接矩陣（直達矩陣）55精選課件ppt56與關(guān)系圖一一對應(yīng)。矩陣元素按布爾運算法則進行運算。例1：見書42例2：一個4單元系統(tǒng)的關(guān)系圖和鄰接矩陣。132456精選課件ppt56與關(guān)系圖一一對應(yīng)。132456精選課件ppt573、可達性矩陣若要素si和sj之間存在著某種傳遞性的二元關(guān)系，即si經(jīng)過一定長度的通路可達到sj，，則稱si可以到達sj。所謂可達矩陣M，就是表示系統(tǒng)要素之間任意次傳遞性二元關(guān)系或兩個節(jié)點之間通過任意長的路徑可以達到的情況的方陣。57精選課件ppt573、可達性矩陣57精選課件ppt583、可達性矩陣

若D是由n個單元組成的系統(tǒng)S={e1,e2,…,en}的關(guān)系圖，則元素為的n×n矩陣M，稱為圖D的可達性矩陣。可達性矩陣標(biāo)明所有S的單元之間相互是否存在可達路徑。如從出發(fā)經(jīng)k段支路到達，稱到可達且“長度”為k。58精選課件ppt583、可達性矩陣58精選課件ppt59可達性矩陣的計算方法1.總體法則鄰接矩陣A和可達矩陣M都是布爾矩陣，它們的運算遵守布爾代數(shù)的運算法則：見書432.計算公式：可達矩陣M可用鄰接矩陣A加上單位陣I，經(jīng)過演算后求得設(shè)A1=(A+I)A2=(A+I)2=…Ar-1=(A+I)r-1如：A1≠A2≠…≠Ar-1≠

Ar

=Ar+1(r<n-1)則：M=Ar=(A+I)r

稱為可達矩陣，表明各節(jié)點間經(jīng)過長度不大于（n-1）的通路可以到達的程度（經(jīng)過通路長度r后，節(jié)點間所有可到達的關(guān)系）

對于節(jié)點數(shù)為n的圖，最長的通路其長度不超過（n-1）59精選課件ppt59可達性矩陣的計算方法設(shè)A1=(A+I)A2=(A+I60例：設(shè)有一系統(tǒng)S，其單元（要素）表示為節(jié)點，關(guān)系R表示為箭線，則可構(gòu)成有向連接圖，表示為圖3-5（書42），是一個有七個要素的系統(tǒng)，七個要素分別用七個節(jié)點表示，若已知兩兩要素之間的關(guān)系，則可畫上箭線，成為有向圖。寫出鄰接矩陣，并算出其可達矩陣。1234567圖3-560精選課件ppt60例：1234567圖3-560精選課件ppt6161精選課件ppt6161精選課件ppt6262精選課件ppt6262精選課件ppt63由上可知：A2=A3，說明再計算下去已沒有意義，因此A2就是反應(yīng)系統(tǒng)所有可達關(guān)系的可達矩陣，所以M=A2?？蛇_矩陣M有一個重要特性，即推移律特性，即當(dāng)Si經(jīng)過長度為1的通路直接到達Sj，而Sj經(jīng)過長度為1的通路直接到達Sk，那么Si經(jīng)過長度為2的通路必可到達Sk。行i表示第i個節(jié)點（要素）可到達其他節(jié)點的情況列j看，表示可到達節(jié)點j的所有節(jié)點63精選課件ppt63由上可知：A2=A3，說明再計算下去已沒有意義，因此A64

性質(zhì)：一般若ei到ej是可達的且“長度”為r（r為任意正整數(shù)r≤n)，，則Ar中第i行第j列上的元素等于1。對有回路系統(tǒng)來說，當(dāng)k增大時，Ak形成一定的周期性重復(fù)。對無回路系統(tǒng)來說，到某個k值，Ak=0。132464精選課件ppt64性質(zhì)：132464精選課件ppt65其他用于表達系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的矩陣縮減可達矩陣

在可達矩陣中存在兩個節(jié)點相應(yīng)的行、列元數(shù)值分別完全相同，則說明這兩個節(jié)點構(gòu)成回路集，只要選擇其中的一個節(jié)點即可代表回路集中的其他節(jié)點，這樣就可簡化可達矩陣，稱為縮減矩陣。

從上例式M中可以看出，節(jié)點S4、S6在M中的相應(yīng)行和列上，其元素分別完全相同，出現(xiàn)這種情況，說明S4和S6是一回路集。故可以縮減。骨架矩陣

對于給定系統(tǒng)，A的可達矩陣M是唯一的，但實現(xiàn)某一可達矩陣M的鄰接矩陣A可以有很多個。我們把實現(xiàn)M、具有最小二元關(guān)系個數(shù)的鄰接矩陣叫做M的骨架矩陣。（例如傳遞關(guān)系精簡等）65精選課件ppt65其他用于表達系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的矩陣縮減可達矩陣65精選課件ppt66（二）ISM工作過程原理圖設(shè)定問題、形成意識模型找出影響要素要素關(guān)系分析（關(guān)系圖）建立可達矩陣(M)矩陣層次化處理與和縮減矩陣?yán)L制多級遞階有向圖建立解釋結(jié)構(gòu)模型分析報告比較/F學(xué)習(xí)初步分析規(guī)范分析綜合分析ISM原理圖66精選課件ppt66（二）ISM工作過程原理圖設(shè)定問題、形成意識模型找出要素67建立反映系統(tǒng)問題要素間層次關(guān)系的遞階結(jié)構(gòu)模型，可在可達矩陣M的基礎(chǔ)上進行，一般要經(jīng)過區(qū)域劃分、級位劃分、骨架矩陣提取和多級遞階有向圖繪制等四個階段。這是建立遞階結(jié)構(gòu)模型的基本方法。現(xiàn)以書P46例3-1所示問題為例說明：與圖3-5對應(yīng)的可達矩陣（其中將Si簡記為i）為：（三）建立遞階結(jié)構(gòu)模型的規(guī)范方法67精選課件ppt67建立反映系統(tǒng)問題要素間層次關(guān)系的遞階結(jié)構(gòu)模型，可在可達矩6812345671234567M=68精選課件ppt6812369

區(qū)域劃分即將系統(tǒng)的構(gòu)成要素集合S，分割成關(guān)于給定二元關(guān)系R的相互獨立的區(qū)域的過程。首先以可達矩陣M為基礎(chǔ)，劃分與要素Si（i=1，2，…，n）相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)要素的類型，并找出在整個系統(tǒng)（所有要素集合S）中有明顯特征的要素。（1）有關(guān)要素集合的定義如下：1.區(qū)域劃分69精選課件ppt69區(qū)域劃分即將系統(tǒng)的構(gòu)成要素集合S，分70可達集R（Si）。系統(tǒng)要素Si的可達集是在可達矩陣或有向圖中由Si可到達的諸要素所構(gòu)成的集合，記為R（Si）。其定義式為：

R（Si）={Sj|Sj∈S，mij=1，j=1，2，…，n}i=1，2，…，n先行集A（Si）。系統(tǒng)要素Si的先行集是在可達矩陣或有向圖中可到達Si的諸要素所構(gòu)成的集合，記為A（Si）。其定義式為：

A（Si）={Sj|Sj∈S，mji=1，j=1，2，…，n}i=1，2，…，n共同集C（Si）。系統(tǒng)要素Si的共同集是Si在可達集和先行集的共同部分，即交集，記為C（Si）。其定義式為：C（Si）={Sj|Sj∈S，mij=1，mji=1，j=1，2，…，n}i=1，2，…，n70精選課件ppt70可達集R（Si）。系統(tǒng)要素Si的可達集是在可達矩陣或有向71系統(tǒng)要素Si的可達集R（Si）、先行集A（Si）、共同集C（Si）之間的關(guān)系如圖3-7所示：圖3-7可達集、先行集、共同集關(guān)系示意圖SiA（Si）C（Si）R（Si）回路要素71精選課件ppt71系統(tǒng)要素Si的可達集R（Si）、先行集A（Si）、共72起始集B（S）和終止集E（S）起始集是在S中只影響（到達）其他要素而不受其他要素影響（不被其他要素到達）的要素所構(gòu)成的集合，記為B（S）。B（S）中的要素在有向圖中只有箭線流出，而無箭線流入，是系統(tǒng)的輸入要素。其定義式為：

B（S）={Si|Si

∈S，C（Si）=A（Si），i=1，2，…，n}

如在于圖3-5所對應(yīng)的可達矩陣中，B（S）={S3，S7}。當(dāng)Si為S的起始集（終止集）要素時，相當(dāng)于使圖3-7中的陰影部分C（Si）覆蓋到了整個A（Si）（R（Si））區(qū)域。終止集是只被其他要素影響（到達），不影響（到達）其他要素的要素Si。72精選課件ppt72起始集B（S）和終止集E（S）終止集72精選課件ppt73（2）要區(qū)分系統(tǒng)要素集合S是否可分割，只要研究系統(tǒng)起始集B（S）中的要素及其可達集（或系統(tǒng)終止集E（Si）中的要素及其先行集要素）能否分割（是否相對獨立）就行了。利用起始集B（S）判斷區(qū)域能否劃分的規(guī)則如下：在B（S）中任取兩個要素bu、bv：如果R（bu）∩

R（bv）≠ψ（ψ為空集），則bu、bv及R（bu）、R（bv）中的要素屬同一區(qū)域。若對所有u和v均有此結(jié)果（均不為空集），則區(qū)域不可分。如果R（bu）∩

R（bv）=ψ，則bu、bv及R（bu）、R（bv）中的要素不屬同一區(qū)域，系統(tǒng)要素集合S至少可被劃分為兩個相對獨立的區(qū)域。73精選課件ppt73（2）要區(qū)分系統(tǒng)要素集合S是否可分割，只要研究系統(tǒng)起始集74

利用終止集B（S）判斷區(qū)域能否劃分的規(guī)則如下：

利用終止集E（S）來判斷區(qū)域能否劃分，只要判定“A（eu）∩

A（ev）”（eu、ev為E（S）中的任意兩個要素）是否為空集即可。區(qū)域劃分的結(jié)果可記為：∏（S）=P1，P2，…，Pk，…，Pm

（其中Pk為第k個相對獨立區(qū)域的要素集合）。經(jīng)過區(qū)域劃分后的可達矩陣為塊對角矩陣（記作M（P）)。74精選課件ppt74利用終止集B（S）判斷區(qū)域能否劃分的規(guī)則75

為對給出的與圖4-5所對應(yīng)的可達矩陣進行區(qū)域劃分，可列出任一要素Si（簡記作i，i=1，2，…，7）的可達集

R（Si）、先行集A（Si）、共同集C（Si），并據(jù)此寫出系統(tǒng)要素集合的起始集B（S），如表3-1所示：SiR（Si）A（Si）C（Si）B（S）123456711，23，4，5，64，5，654，5，61，2，71，2，72，733，4，63，4，5，63，4，671234，654，6737表3-1可達集、先行集、共同集和起始集例表A=C75精選課件ppt75為對給出的與圖4-5所對應(yīng)的可達矩陣76

因為B（S）={S3，S7},且有R（S3）∩

R（S7）={S3，S4，S5，S6}

∩{S1，S2，S7}=ψ，所以S3及S4，

S5，

S6，

S7與

S1，

S2分屬兩個相對獨立的區(qū)域，即有：

∏（S）=P1，P2={S3，S4，S5，S6}

∩{S1，S2，S7}。

這時的可達矩陣M變?yōu)槿缦碌膲K對角矩陣：OO34561273456127M（P）=P1P276精選課件ppt76因為B（S）={S3，S772.級位劃分區(qū)域內(nèi)的級位劃分，即確定某區(qū)域內(nèi)各要素所處層次地位的過程。這是建立多級遞階結(jié)構(gòu)模型的關(guān)鍵工作。設(shè)P是由區(qū)域劃分得到的某區(qū)域要素集合，若用L1，L2，…，Ll表示從高到低的各級要素集合（其中l(wèi)為最大級位數(shù)），則級位劃分的結(jié)果可寫出：∏（P）=L1，L2

，…，Ll。某系統(tǒng)要素集合的最高級要素即該系統(tǒng)的終止集要素。級位劃分的基本做法是：找出整個系統(tǒng)要素集合的最高級要素（終止集要素）后，可將它們?nèi)サ?，再求剩余要素集合（形成部分圖）的最高級要素，依次類推，直到確定出最低一級要素集合（即Ll）。77精選課件ppt772.級位劃分77精選課件ppt78

為此，令LO=ψ（最高級要素集合為L1，沒有零級要素），則有：L1={Si|Si∈P-L0，C0（Si）=R0（Si），i=1，2，…，n}L2={Si|Si∈P-L0-L1，C1（Si）=R1（Si），i<n}Lk={Si|Si∈P-L0-L1-…-Lk-1，Ck-1（Si）=Rk-1（Si），i<n}

（3-3）式（3-3）中的Ck-1（Si）和Rk-1（Si）是由集合P-L0-L1-…-Lk-1中的要素形成的子矩陣（部分圖）求得的共同集和可達集。經(jīng)過級位劃分后的可達矩陣變?yōu)閰^(qū)域塊三角矩陣，記為M（L）。78精選課件ppt78為此，令LO=ψ（最高級要素集合為L179如對例3-1中P1={S3，S4，S5，S6}進行級位劃分的過程示于表3-2中。要素集合SiR（S）A（S）C（S）C（S）=R（S）∏（P1）P1-L034563，4，5，64，5，654，5，633，4，63，4，5，63，4，634，654，6√L1={S5}P1-L0-L13463，4，64，64，633，4，63，4，634，64，6√√L2={S4，S6}P1-L0-L1-L23333√L3={S3}表3-2級位劃分過程表79精選課件ppt79如對例3-1中P1={S3，S4，S5，S6}進行級位劃80對該區(qū)域進行級位劃分的結(jié)果為：

∏（P1）=L1，L2

，L3={S5}，{S4，S6}，{S3}

同理可得對P2={S1，S2，S7}進行級位劃分的結(jié)果為：

∏（P2

）=L1，L2

，L3=

{S1}，{S2}，{S7}

這時的可達矩陣為：54631275463127M（L）=L1L2L3L1L2L30080精選課件ppt80對該區(qū)域進行級位劃分的結(jié)果為：

∏（P1）=L181

提取骨架矩陣，是通過對可達矩陣M（L）的縮約和檢出，建立起M（L）的最小實現(xiàn)矩陣，即骨架矩陣A’。這里的骨架矩陣，也即為M的最小實現(xiàn)多級遞階結(jié)構(gòu)矩陣。骨架矩陣的獲取共分三步，即：

1、建立縮減矩陣：對經(jīng)過區(qū)域和級位劃分后的可達矩陣，檢查并去除各層次中的強連接要素（行或列相同），得到可達矩陣M（L）的縮減矩陣M’（L）

如對原例M（L）中的強連接要素集合{S4，S6}作縮減處理（把S4作為代表要素，去掉S6）后的新的矩陣為：543127543127M’（L）=L1L2L3L1L2L3003.提取骨架矩陣81精選課件ppt81提取骨架矩陣，是通過對可達矩陣M（L）的822.剔除超級二元關(guān)系：去掉M’（L）中已具有鄰接二元關(guān)系的要素間的超級二元關(guān)系，得到經(jīng)進一步簡化后的新矩陣M’’（L）。如在原例的M’（L）中，已有第二級要素（S4，S2）到第一級要素（S5，S1）和第三級要素（S3，S7）到第二級要素的鄰接二元關(guān)系，即S4RS5、

S2RS1和S3RS4、

S7RS2，故可去掉第三級要素到第一級要素的超級二元關(guān)系“S3R2S5”和“S7R2S1”，即將M’（L）中3→5和7→1的“1”改為“0”，得：543127543127M’’（L）=L1L2L3L1L2L30082精選課件ppt822.剔除超級二元關(guān)系：去掉M’（L）中已具有鄰接二元關(guān)系833.剔除環(huán)（自身到達）：進一步去掉M’’（L）中自身到達的二元關(guān)系，即減去單位矩陣，將M’’（L）主對角線上的“1”全變?yōu)椤?”，得到經(jīng)簡化后具有最小二元關(guān)系個數(shù)的骨架矩陣A’。如對原例有：543127543127A’=M’’（L）-I=L1L2L3L1L2L30083精選課件ppt833.剔除環(huán)（自身到達）：進一步去掉M’’（L）中自身到達84

根據(jù)骨架矩陣A’，繪制出多級遞階有向圖D（A’），即建立系統(tǒng)要素的遞階結(jié)構(gòu)模型。繪圖一般分為如下三步：分區(qū)域從上到下逐級排列系統(tǒng)構(gòu)成要素。同級加入被刪除的與某要素（如原例中的S4）有強連接關(guān)系的要素（如S6），及表征它們相互關(guān)系的有向弧。按A’所示的鄰接二元關(guān)系，用級間有向弧連接成有向圖D（A’）。4.繪制多級遞階有向圖D（A’）84精選課件ppt84根據(jù)骨架矩陣A’，繪制出多級遞階有向85

原例的遞階結(jié)構(gòu)模型：以可達矩陣M為基礎(chǔ)，以矩陣變換為主線的遞階結(jié)構(gòu)模型的建立過程：

M→M（P）→M（L）→M’（L）→M’’（L）→A’→D（A’）S1S2S7S3S4S5S6第1級第2級第3級區(qū)域劃分級位劃分強連接要素縮減剔出超級關(guān)系去掉自身關(guān)系繪圖（塊三角）（區(qū)域塊三角）（區(qū)域下三角）結(jié)束85精選課件ppt85原例的遞階結(jié)構(gòu)模型：S1S2S7S3S4S5S6第86例4-15162374圖4-5例4-1有向圖86精選課件ppt86例4-15162374圖4-5例4-1有向圖887西安飛機試飛研究院隨著市場經(jīng)濟體制的建立和科研管理體制改革的深入以及科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，科研技術(shù)裝備的管理問題日漸突出出來，已成為制約科研管理水平提高，影響科研工作健康發(fā)展和科研管理體制深化改革的大問題。人們越來越深刻地認(rèn)識到科研技術(shù)裝備管理的重要性和迫切性。因此，研究和探討科研技術(shù)裝備的管理已成為當(dāng)前科研管理工作中的一項重要課題。

六、解釋結(jié)構(gòu)模型法(ISM)應(yīng)用87精選課件ppt87西安飛機試飛研究院隨著市場經(jīng)濟體制的建立和科研管理體制改88

試飛院ISM小組由計劃處、科技處、財務(wù)處、國資處，計量室等部門十幾位同志組成。其中包括了單位實際工作參與者，管理專家與主要管理部門的業(yè)務(wù)主管三部分人員。

1.成立ISM小組88精選課件ppt88試飛院ISM小組由計劃處、科技處、財務(wù)處、國資處，計量89

關(guān)鍵問題：科研技術(shù)裝備管理未能有效發(fā)揮職能作用S0

導(dǎo)致因素1

對管理的地位認(rèn)識不明確，思想不到位S12

缺乏系統(tǒng)化全過程綜合管理的思想S23

主管機構(gòu)工作跟不上，管理中心作用不突出S34

各相關(guān)管理部門職責(zé)不明確、協(xié)調(diào)配合差S45

組織管理體系不健全，綜合管理作用與職能受影響S56

管理人員素質(zhì)跟不上工作發(fā)展的需要S67

管理方法、手段不科學(xué)S78

管理者參與高層管理力度受限、權(quán)威性差S89

管理基礎(chǔ)工作薄弱、信息傳遞不暢S910

管理規(guī)章制度程序不健全S1011

管理部門檢查監(jiān)督監(jiān)控力度不夠S1112

管理組織機構(gòu)設(shè)置不合理S122.確定關(guān)鍵問題及導(dǎo)致因素，列舉各導(dǎo)致因素的相關(guān)性89精選課件ppt89關(guān)鍵問題：科研技術(shù)裝備管理未能有效發(fā)揮職能作用S090

要素關(guān)系的分析

S0S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12S01

S111

S21

1

S31

1

S41

11

S51

1

1

1

S6111

111

S71

1

1

S81

1

1

S91

1

1

S101

11

11

S11

1

S121

11

111

190精選課件ppt90要素關(guān)系的分析

S0S1S2S3S4S5S6S791

S0S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12S01000000000000S11100000000000S21010000000000S31001000000000S41001100000000S51001010000010S61110001110000S71001000100000S81001000010000S91000000001010S101000110001100S11000000000010S121000110111001建立的可達矩陣91精選課件ppt91

S0S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S923.對達矩陣進行區(qū)域與級間劃分并建立結(jié)構(gòu)模型

由于起始集的各要素的可達要素不存在交集，故為單區(qū)域系統(tǒng)92精選課件ppt923.對達矩陣進行區(qū)域與級間劃分并建立結(jié)構(gòu)模型由于起始93SIR(SJ)A(SJ)R∩ASO00,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,120S10,11,61S20,22,62S30,33,4,5,7,8,3S40,3,44,10,124S50,3,55,10,125S60,1,2,6,7,866S70,3,76,7,127S80,3,86,8,128S90,9,119,10,129S100,4,5,9,1010,10S110,115,9,1111S120,4,5,7,8,9,121212第一級：S0

尋找各級的最高級要素集

——第一級的可達集與先行集C93精選課件ppt93SIR(SJ)A(SJ)R∩ASO00,1,2,3,4,94第二級S1，S2，S3，S11

SR(SI)A(SJ)R∩AS111,61S222,62S333,4,5,7,83S43,44,10,124S53,55,10,125S61,2,6,7,866S73,76,7,127S83,86,8,128S99,119,10,129S104,5,9,101010S11115,9,1111S124,5,7,8,9,121212第二級的可達集與先行集94精選課件ppt94SR(SI)A(SJ)R∩AS111,61S222,6295SIR(SI)A(SJ)R∩AS444,10,124S555,10,125S66,7,866S776,7,127S886,8,128S999,10,129S104,5,9,101010S124,5,7,8,9,121212第三級S4,S5,S7,S8,S9第三級的可達集與先行集95精選課件ppt95SIR(SI)A(SJ)R∩AS444,10,124S596第四級S6，S10，S12；

SIR(SI)A(SJ)R∩AS6666S10101010S12121212第四級的可達集與先行集96精選課件ppt96SIR(SI)A(SJ)R∩AS6666S101010197

S0S1S2S3S11S4S5S7S8S9S6S10S12S01000000000000S11100000000000S21010000000000S31001000000000S111000100000000S41001010000000S51001101000000S71001000100000S81001000010000