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1、第四章 系统模型第一节 模型的概念一、概念n模型就是对现实世界某些属性的抽象。n模型的特征：n模型是现实世界一部分的抽象或模仿n模型是由那些与问题有关的因素组成n模型表明了有关因素之间的关系二、模型的分类n图形与实物模型n分析模型n仿真模型n博弈模型n判断模型三、模型的构建n构建模型是指将现实世界中的原形概括 形成模型的过程：现实原型数学模型数学结论解释现实构建模型的一般原则n建立方框图n考虑信息的相关性n考虑信息的准确性n考虑信息的结集性构建模型信息的分类n可忽略其影响的因素n对模型起作用但不属于模型描述范围的 因素，这是系统环境的外部因素外生 变量、输入变量、自变量n模型所需研究的因素，这
2、是描述模型行 为的因素内生变量、输出变量、因变 量构建模型的基本步骤n形成问题n确定系统的特征因素n确定模型结构n构成数学模型n模型真实性检验第二节 结构模型一、结构模型简介n所谓系统的结构就是系统各要素之间相 互关系的描述。n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。示例总人口期望寿命死亡率 出生率医疗水平结构模型的特征n结构模型是一种图形模型n结构模型是一种定性为主的模型n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n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二、图的几个概念n有向连接图n链n回路n邻接矩阵n可达矩阵
3、有向连接图n有向连接图。有向连接图指由若干节 点和有向边连接而成的网络图，也就 是节点和有向边的集合。n用数学语言描述就是G S, EnG有向图；nS节点集合，SSii1, 2, , 5；nE有向边的集合，ES3, S1, S4, S1, S2, S3, S3, S2, S5, S3, S5, S4。链和回路n链：在图G中，如果由n1个顶点S0, S1, Sn和n条边e1, e2, , en组成一个序列，其中 每一条边ek如果和边ek1在一个端点Sk1相 连，和边ek1在另一个端点Sk相连，则这 样的序列称为链。S0称为链的起点，Sn称为 链的终点。n回路：如果一条链的起点和终点相同，那么 这
4、条链就称为闭链或回路。邻接矩阵可达矩阵n可达矩阵（Reachability Matrix）R是指用矩阵形式 描述有向连接图各节点之间，经过一定长度的通路 后可以到达的程度。n可达矩阵R有一个重要特性，即推移律特性。可达矩 阵可以应用邻接矩阵A加上单位矩阵I，并经过一定 的演算后求得，即当 Ar1 (AI)r1R矩阵R称为可达矩阵，它表明各节点之间经过长度 不超过n1的通路可以到达的程度。 三、解释结构模型法n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
5、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n成立一个实施解释结构模型法的小组n设定问题n选择构成系统的要素n建立邻接矩阵和可达矩阵n对可达矩阵进行分解之后建立系统的结 构模型n根据结构模型建立解释结构模型四、建立邻接矩阵和可达矩阵1.邻接矩阵建立A=(aij)nSiSj，即Si与Sj和Sj和Si互有关系, aij= aji=1nSiSj，即Si与Sj和Sj和Si均无关系, aij= aji=0nSiSj，即Si与Sj无关，Sj和Si有关，aij= 0aji=1总人口S1 出生率S2 死亡率S3 医疗水平S4 期望寿命S5 S1 0 0 0 0 0S2 1 0 0 0 0S3 1 0
6、0 0 1 S4 0 1 1 0 0S5 0 0 1 0 0总人口系统要素可达矩阵的构造n选择一个能够承上启下的要素Si,将其他 要素分为：nA(Si)-没有回路的上位集nB (Si)-有回路的上位集nC (Si)无关集nD (Si)-下位集Si与其他要素集合的关系可达矩阵的建立nR=(rij)n当 SiRSj则rij=1,否则rij=0建立的系统要素可达矩阵五、有向连接图结构模型的建立n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。n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
7、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。n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。n 若R(SI)=R(SI)A(SJ)， 则R(SI)即为最高级要素集。S1s2s3s4s5s6s7S8 S111101001 S201100000 S300100000 S401110000 S501101001 S601110100 S701110010 s801101001级间划分2.结构模型建立n主要分析层次之间要素之间的关系n
8、绘制系统的结构模型六、解释结构模型法(ISM)应用n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。 1.成立ISM小组n 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。 2. 确定关
9、键问题及导致因素， 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
10、S12要素关系的分析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 1建立的可达矩阵S0S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12 S01000000000000 S11100000000000 S21010000000000 S31001000000000 S41001100000000 S51001010000010 S61110001110000 S710010001
11、00000 S81001000010000 S91000000001010 S101000110001100 S11000000000010 S1210001101110013.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 SIR(SJ)A(SJ)RA SO00,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,120 S10,11,61 S20,22,62 S30,33,4,5,7,8,3 S40,3,44,10,124 S50,3,55,10,125 S60,1,2,6,7,866 S70,3,76,7,127 S80,3,86,8,128 S90,9
12、,119,10,129 S100,4,5,9,1010,10 S110,115,9,1111 S120,4,5,7,8,9,121212第一级：S0 第二级的可达集与前因集 n第二级S1，S2，S3，S11 SR(SI)A(SJ)RA S111,61 S222,62 S333,4,5,7,83 S43,44,10,124 S53,55,10,125 S61,2,6,7,866 S73,76,7,127 S83,86,8,128 S99,119,10,129 S104,5,9,101010 S11115,9,1111 S124,5,7,8,9,121212第三级的可达集与前因集 SIR(SI)A
13、(SJ)RAS444,10,124S555,10,125S66,7,866S776,7,127S886,8,128S999,10,129S104,5,9,101010S124,5,7,8,9,121212n第三级S4,S5,S7,S8,S9 第四级的可达集与前因集 n第四级S6，S10，S12； SIR(SI)A(SJ)RAS6666S10101010S12121212级间排序的可达矩阵 S0S1S2S3S11S4S5S7S8S9S6S10S12 S01000000000000 S11100000000000 S21010000000000 S31001000000000 S111000100
14、000000 S41001010000000 S51001101000000 S71001000100000 S81001000010000 S91000100001000 S61110000110100 S101000011001010 S121000011111001建立的结构模型解释结构模型对解释结构模型的分析 n 建立了解释结构模型后，可据此进行分 析。n科研技术装备管理职能作用问题是一个 具有四级(层)的多级递阶结构，最低一级 的导致因素有以下三个：n 管理人员的素质；n 管理组织机构的设置；n 管理规章制度与程序。管理人员的素质n 管理人员的素质跟不上工作发展的需要，表 现在对科研技术装备管理在科研管理工作中的 地位认识不明确和缺乏系统化全过程综合管理 的现代思想，并且还导致了不能很好地运用现 代管理方法和手段，不具有参与高层管理的能 力和在技术业务管理工作中的权威性。从而在 思想上、方法上和技术业务水平上直接影响了 单位技术装备管理职能作用的有效发挥。 管理组织机构设置n对一个复杂、多层次且涉及多部门的科研技术 装备管理工作来说，管理组织机构设置不当，
