《系统工程理论与方法》课程教学资源（PPT课件）Charpter 5 实用模型技术

5.1结构模型化技术 5.2主成分分析法 5.3聚类分析法 5.4预测模型技术 5.5系统仿真模型 第五章实用模型技术

总人口寿命死亡率出生率5.1结构模型化技术中5.1.1结构模型简介医疗水平结构模型就是应用有向连接图来描述系统各要素间的关系，以表示一个·结构模型是一种图形模型作为要素集合体的系统模结构模型是一种定性为主的模型型。·结构模型可以用矩阵形式描述从而使得定量与定性相结合结构模型比较适宜于描述以社会科学为对象的系统结构的描述

5.1 结构模型化技术 5.1.1 结构模型简介 结构模型就是应用有 向连接图来描述系统各要 素间的关系，以表示一个 作为要素集合体的系统模 型。 总人口 寿命 死亡率 出生率 医疗水平 • 结构模型是一种图形模型 • 结构模型是一种定性为主的模型 • 结构模型可以用矩阵形式描述， 从而使得定量与定性相结合 • 结构模型比较适宜于描述以社会 科学为对象的系统结构的描述

总人口期望寿命死亡率出生率5.1.2图的几个概念医疗水平结构模型就是应用有向连接图来描述系统各要素间的关系，以表示一个有向连接图作为要素集合体的系统模·链型。·回路邻接矩阵（图中各节点之间的关系）可达矩阵（图中各节点经过一定长度通路可到达程度）

5.1.2 图的几个概念 结构模型就是应用有 向连接图来描述系统各要 素间的关系，以表示一个 作为要素集合体的系统模 型。 总人口 期望寿命 死亡率 出生率 医疗水平 • 有向连接图 • 链 • 回路 • 邻接矩阵（图中各节点之间的关系） • 可达矩阵（图中各节点经过一定长度通路可到达程度）

解释结构模型法的工作程序成立一个实施解释结构模型法的小组5.1.3解释结构模型法设定问题选择构成系统的要素解释结构模型法（ISM）是分建立邻接矩阵和可达矩阵析复杂的社会经济系统有关问题的一种行之有效的方法，其对可达矩阵进行分解之后建立系统的结构模型特点是把复杂的系统分解为若根据结构模型建立解释结构模型千子系统或要素，利用人的实践经验和知识，以及电子计算机的帮助，最终将系统构成一个多级递阶的结构模型

5.1.3 解释结构模型法 解释结构模型法(ISM)是分 析复杂的社会经济系统有关问 题的一种行之有效的方法，其 特点是把复杂的系统分解为若 干子系统或要素，利用人的实 践经验和知识，以及电子计算 机的帮助，最终将系统构成一 个多级递阶的结构模型。 解释结构模型法的工作程序 • 成立一个实施解释结构模型法的小组 • 设定问题 • 选择构成系统的要素 • 建立邻接矩阵和可达矩阵 • 对可达矩阵进行分解之后建立系统的结构模型 • 根据结构模型建立解释结构模型

1.邻接矩阵建立A=(ai）S,~S，即S,与S和S和S,互有关系，a=a=15.1.4建立邻接矩阵和可SxS，即S与S和S和S均无关系，a=a=0达矩阵SS即S与S无关，S和S有关，a=0a,=1

5.1.4 建立邻接矩阵和可 达矩阵 1.邻接矩阵建立A=(aij) Si～Sj，即Si与Sj和Sj和Si互有关系, aij= aji=1 Si×Sj，即Si与Sj和Sj和Si均无关系, aij= aji=0 SiSj，即Si与Sj无关，Sj和Si有关，aij= 0aji=1

可达集：与要素S有关的要素集合定义为要素S的可达集，用R（S）表示，由可达矩中第S行中所有矩阵元素为1的列所对应的要素集合。（从行看列为1）前因集：将要素S的要素集合定义为要素S的前因集5.1.5有向连接图用A（S.）表示，由可达矩阵中第S列中的所有矩阵无素一结构模型的建立为1的行所对应的要素组成。（从列看行为1）最高级要素集：一个多级递阶结构的最高级要素集，是指没有比它再高级别的要素可以到达。其可达集R（S）中只包含它本身的要素集.而前因集中，除包含要素S本身外，还包括可以到达它下一级的要素。若R（S）=R（S）)nA（S)则R（S）即为最高级要素集

5.1.5 有向连接图 —结构模型的建立 • 可达集：与要素SI有关的要素集合定义为要素SI的可 达集，用R(SI )表示，由可达矩阵中第SJ行中所有矩阵 元素为1的列所对应的要素集合。（从行看，列为1） • 前因集：将要素SJ的要素集合定义为要素SJ的前因集， 用A(SJ )表示，由可达矩阵中第SJ列中的所有矩阵无素 为1的行所对应的要素组成。（从列看，行为1） • 最高级要素集：一个多级递阶结构的最高级要素集， 是指没有比它再高级别的要素可以到达。其可达集 R(SI )中只包含它本身的要素集,而前因集中，除包含要 素SJ本身外，还包括可以到达它下一级的要素。 若R(SI )=R(SI )∩A(SJ ), 则R(SI )即为最高级要素集

5.1.6解释结构模型法（ISM）在科研技术装备管理职能作用分析中的应用西安飞机试飞研究院随着市场经济体制的建立和科研管理体制改革的深入以及科学技术的迅关键问题：科研技术装备管理未能有效发挥职能作用So导致因素猛发展，科研技术装备的管理问题日突出出来S对管理的地位认识不明确，思想不到位已成为制约科研管理水平提高，影响科研工作健2S2缺乏系统化全过程综合管理的思想康发展和科研管理体制深化改革的大问题。人们S.主管机构工作跟不上，管理中心作用不突出越来越深刻地认识到科研技术装备管理的重要性S各相关管理部门职责不明确、协调配合差和迫切性。因此，研究和探讨科研技术装备的管S.组织管理体系不健全，综合管理作用与职能受影响理已成为当前科研管理工作中的一项重要课题。S6管理人员素质跟不上工作发展的需要第一步：成立ISM小组AS.管理方法、手段不科学试飞院ISM小组由计划处、科技处、财务处Sx管理者参与高层管理力度受限、权威性差X国资处，计量室等部门十几位同志组成。其中包9So管理基础工作薄弱、信息传递不畅括了单位实际工作参与者，管理专家与主要管理10S10管理规章制度程序不健全部门的业务主管三部分人员11Su管理部门检查监督监控力度不够第二步：确定关键问题及导致因素12S12管理组织机构设置不合理（1）列举各导致因素的相关性

在科研技术装备管理职能作用分析中的应用 5.1.6 解释结构模型法(ISM) 西安飞机试飞研究院随着市场经济体制的建 立和科研管理体制改革的深入以及科学技术的迅 猛发展，科研技术装备的管理问题日渐突出出来， 已成为制约科研管理水平提高，影响科研工作健 康发展和科研管理体制深化改革的大问题。人们 越来越深刻地认识到科研技术装备管理的重要性 和迫切性。因此，研究和探讨科研技术装备的管 理已成为当前科研管理工作中的一项重要课题。 第一步：成立ISM小组； 试飞院ISM小组由计划处、科技处、财务处、 国资处，计量室等部门十几位同志组成。其中包 括了单位实际工作参与者，管理专家与主要管理 部门的业务主管三部分人员。 第二步：确定关键问题及导致因素 （1）列举各导致因素的相关性 关键问题：科研技术装备管理未能有效发挥职能作用 S0 导致因素 1 对管理的地位认识不明确，思想不到位 S1 2 缺乏系统化全过程综合管理的思想 S2 3 主管机构工作跟不上，管理中心作用不突出 S3 4 各相关管理部门职责不明确、协调配合差 S4 5 组织管理体系不健全，综合管理作用与职能受影响 S5 6 管理人员素质跟不上工作发展的需要 S6 7 管理方法、手段不科学 S7 8 管理者参与高层管理力度受限、权威性差 S8 9 管理基础工作薄弱、信息传递不畅 S9 10 管理规章制度程序不健全 S10 11 管理部门检查监督监控力度不够 S11 12 管理组织机构设置不合理 S12

5.1.7解释结构模型法（ISM（2）要素关系的分析SoSS4SoS10S,S3SSTS8S121STSo1S1S1SS4S.SeSTSxS.S10SuS12

5.1.7 解释结构模型法(ISM) （2） 要素关系的分析 S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S0 1 S1 1 1 S2 1 1 S3 1 1 S4 1 1 1 S5 1 1 1 1 S6 1 1 1 1 1 1 S7 1 1 1 S8 1 1 1 S9 1 1 1 S10 1 1 1 1 1 S11 1 1 S12 1 1 1 1 1 1 1

5.1.7解释结构模型法（ISM）（3）建立可达矩阵S2S3S4SSsSTSsSgS10S1SSS12000000000000S10000000000S0100100000000S(0000000000S100100000000S.0000000S10U1000000130000001100000000000S01010000000001S00011000110S1o010000000000S0100011011100S12

5.1.7 解释结构模型法(ISM) （3） 建立可达矩阵 S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 S1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 S2 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 S3 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 S4 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 S5 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 S6 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 S7 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 S8 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 S9 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 S10 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 S11 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 S12 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1

5.1.7解释结构模型法（ISM）第三步：对达矩阵进行级间划分并建立结构模型第一级：So寻找各级的最高级要素集一第一级的可达集与前因集SiRNAR(S,)A(S,)So000,1,2,3,4,5,6,7.8,9,10,11,12S10.11,62S20,22,63Ss0.33.4,5,7.8S440.3.44,10,12Ss50.3,55,10,12Se660.1,2.6,7,87ST0,3,76,7,128S.0,3,86,8,12So90,9,119,10,12Si01010,0,4,5,9,10Su110,115,9,11S1212120,4,5,7,8,9,12

5.1.7 解释结构模型法(ISM) 第三步：对达矩阵进行级间划分并建立结构模型 寻找各级的最高级要素集 ——第一级的可达集与前因集 第一级：S0 SI R(SJ ) A(SJ ) R∩A SO 0 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 0 S1 0,1 1,6 1 S2 0,2 2,6 2 S3 0,3 3,4,5,7,8, 3 S4 0,3,4 4,10,12 4 S5 0,3,5 5,10,12 5 S6 0,1,2,6,7,8 6 6 S7 0,3,7 6,7,12 7 S8 0,3,8 6,8,12 8 S9 0,9,11 9,10,12 9 S10 0,4,5,9,10 10, 10 S11 0,11 5,9,11 11 S12 0,4,5,7,8,9,12 12 12