西安交大系統(tǒng)工程課件6_習題課

1、1. 基本概念基本概念整體性等特性，問題為導向的方法，模型整體性等特性，問題為導向的方法，模型化的方法不同于其他學科?；姆椒ú煌谄渌麑W科。2. 模型模型（1）遞階結構模型）遞階結構模型 將一個復雜問題分成一定的層次，并表將一個復雜問題分成一定的層次，并表示出相關的關系，定性描述。比如改進因示出相關的關系，定性描述。比如改進因素分析。素分析?？偨Y總結（2）系統(tǒng)動力學模型（）系統(tǒng)動力學模型（SD） 定性和定量化模型。表示因果關系定性和定量化模型。表示因果關系（原因到結果），通過（原因到結果），通過DYNAMO語言對語言對非線性的、多因素的影響結果進行量化。非線性的、多因素的影響結果進行量化。與

2、預測曲線的區(qū)別是可以說出其機理。與預測曲線的區(qū)別是可以說出其機理。（3）系統(tǒng)評價）系統(tǒng)評價 采用逐對比較法給出方案的綜合評價采用逐對比較法給出方案的綜合評價值。值。對復雜系統(tǒng)則采用層次分析法給出綜合對復雜系統(tǒng)則采用層次分析法給出綜合評價值。評價值。（4）決策）決策決策樹決策樹考慮人的因素（效用理論）的決策樹?？紤]人的因素（效用理論）的決策樹。沖突分析沖突分析邏輯決策法。邏輯決策法。3 3、考試范圍、考試范圍 系統(tǒng)工程的基本概念系統(tǒng)工程的基本概念 ISMISM結構（實用方法）結構（實用方法） 系統(tǒng)動力學模型（流程圖、系統(tǒng)動力學模型（流程圖、DynamoDynamo方程）方程） 系統(tǒng)評價（關聯(lián)矩陣

3、法、層次分析法、模系統(tǒng)評價（關聯(lián)矩陣法、層次分析法、模糊評價法）糊評價法） 決策分析（效用表示的決策樹、沖突分析）決策分析（效用表示的決策樹、沖突分析） 各種方法在工作中可能的應用場合各種方法在工作中可能的應用場合4 4、習題課內(nèi)容、習題課內(nèi)容 概念題概念題 系統(tǒng)動力學題系統(tǒng)動力學題 系統(tǒng)評價題系統(tǒng)評價題 決策分析題決策分析題系統(tǒng)工程習題課系統(tǒng)工程習題課1. 1. 概念題概念題 整體性：任何一個要素不能脫離整體去研整體性：任何一個要素不能脫離整體去研究究, ,追求整體效果；追求整體效果； 層次性：可以分解為一系列子系統(tǒng)，并存層次性：可以分解為一系列子系統(tǒng)，并存在一定的層次；在一定的層次； 相關

4、性：組成系統(tǒng)的要素相互影響、相互相關性：組成系統(tǒng)的要素相互影響、相互制約、相互作用。例如：城市中的市政、制約、相互作用。例如：城市中的市政、交通、文化、衛(wèi)生、商業(yè)系統(tǒng)；交通、文化、衛(wèi)生、商業(yè)系統(tǒng)； 目的性：通常系統(tǒng)都具有某種目的目的性：通常系統(tǒng)都具有某種目的, ,要達要達到目的到目的, ,系統(tǒng)都具有一定功能系統(tǒng)都具有一定功能. . 環(huán)境適應性：系統(tǒng)與外界環(huán)境產(chǎn)生物質、環(huán)境適應性：系統(tǒng)與外界環(huán)境產(chǎn)生物質、信息和能量交換，外界環(huán)境變化必然引信息和能量交換，外界環(huán)境變化必然引起系統(tǒng)內(nèi)部各要素之間的變化。起系統(tǒng)內(nèi)部各要素之間的變化。 霍爾方法論（霍爾三維結構）：系統(tǒng)工程霍爾方法論（霍爾三維結構）：系統(tǒng)

5、工程的一種方法論，由知識維、邏輯維、時間的一種方法論，由知識維、邏輯維、時間維組成，以系統(tǒng)優(yōu)化為核心，以邏輯維為維組成，以系統(tǒng)優(yōu)化為核心，以邏輯維為主的三維模型。邏輯維包括弄清問題、目主的三維模型。邏輯維包括弄清問題、目標設定、方案設計、模型優(yōu)化、決策實施。標設定、方案設計、模型優(yōu)化、決策實施。 切克蘭德方法論：系統(tǒng)工程的一種方法切克蘭德方法論：系統(tǒng)工程的一種方法論。邏輯維由問題現(xiàn)狀說明、弄清關聯(lián)論。邏輯維由問題現(xiàn)狀說明、弄清關聯(lián)因素、建立概念模型、改善概念模型、因素、建立概念模型、改善概念模型、比較學習、決策組成。比較學習、決策組成。 問題導向：系統(tǒng)工程的特征之一。系統(tǒng)問題導向：系統(tǒng)工程的特

6、征之一。系統(tǒng)分析過程中，從問題入手，尋找解決問分析過程中，從問題入手，尋找解決問題的方案。題的方案。 模型化模型化 - - 對實體系統(tǒng)的諸因素進行適當對實體系統(tǒng)的諸因素進行適當篩選后篩選后, ,為描述系統(tǒng)的構成和行為為描述系統(tǒng)的構成和行為, ,用一用一定方式定方式( (數(shù)學、圖像等數(shù)學、圖像等) )表達系統(tǒng)實體的表達系統(tǒng)實體的方法。方法。 解釋結構模型解釋結構模型- -由解釋性語言定性表示系由解釋性語言定性表示系統(tǒng)構成要素及其在本質上相互依賴、相統(tǒng)構成要素及其在本質上相互依賴、相互制約的關系和關聯(lián)情況的模型?；ブ萍s的關系和關聯(lián)情況的模型。 二階負反饋回路：含有兩個水準變量，二階負反饋回路：含有

7、兩個水準變量，由兩個原因結果相互作用形成的回路組由兩個原因結果相互作用形成的回路組成，極性為負。成，極性為負。 價值價值- -評價主體（及從事評價的個人或集評價主體（及從事評價的個人或集體）對某個評價對象（如待開發(fā)的系統(tǒng)）體）對某個評價對象（如待開發(fā)的系統(tǒng)）在理論上或實踐上所具有的作用和意義在理論上或實踐上所具有的作用和意義的認識或估計。的認識或估計。 系統(tǒng)評價系統(tǒng)評價- -評定系統(tǒng)的價值。評定系統(tǒng)的價值。 效用效用-決策人根據(jù)個人的性格特點以及當時決策人根據(jù)個人的性格特點以及當時的處境、決策對象的性質等因素，對于某的處境、決策對象的性質等因素，對于某種利益或損失有他自己獨有的感覺和反應，種利

8、益或損失有他自己獨有的感覺和反應，這種感覺和反應就叫做這種感覺和反應就叫做“效用效用” 。 效用值效用值-應用效用這個概念取衡量人們對同應用效用這個概念取衡量人們對同一期望值的主觀價值，就是效用值。一期望值的主觀價值，就是效用值。 效用值的必要性效用值的必要性-后果的多樣性后果的多樣性,，決策，決策者的價值觀者的價值觀,。 效用曲線效用曲線-在直角坐標系內(nèi)，用橫坐標表示在直角坐標系內(nèi)，用橫坐標表示益損值，用縱坐標表示效用值，將決策人益損值，用縱坐標表示效用值，將決策人對風險所抱態(tài)度對風險所抱態(tài)度(效用效用)與益損值的關系用曲與益損值的關系用曲線來描述，這種曲線就叫做該決策人的效線來描述，這種曲

9、線就叫做該決策人的效用曲線。用曲線。 偏好向量（優(yōu)先序）偏好向量（優(yōu)先序）- -各局中人根據(jù)各自的各局中人根據(jù)各自的價值觀，將可行結局集合中的各個結局按價值觀，將可行結局集合中的各個結局按其偏好程度順序排列的數(shù)組，稱為偏好向其偏好程度順序排列的數(shù)組，稱為偏好向量。量。3 3. .系統(tǒng)動力學題系統(tǒng)動力學題指出如下指出如下DYNAMODYNAMO方程方程書寫上的錯誤，書寫上的錯誤，畫出畫出改正后的改正后的DYNAMODYNAMO方程的流程圖方程的流程圖。L M.K=M.J+DTL M.K=M.J+DT* *(R1.JK-R2.(R1.JK-R2.KLKL) )N M=VN M=VC V=5000C

10、 V=5000R1 R1.KL=E.K/ZR1 R1.KL=E.K/ZA E.K=Y-QA E.K=Y-QC Y=5000C Y=5000C Z=5C Z=5R R2.KJ=M.K/WR R2.KJ=M.K/WC W=5C W=5L Q.L=Q.J+DTL Q.L=Q.J+DT* *(R2.JK-0)(R2.JK-0)N Q=XN Q=XC X=1000C X=1000M - M - 學生人數(shù)，學生人數(shù)， Q - Q - 人材擁有量，人材擁有量， Y - Y - 期望擁有量，期望擁有量， Z - Z - 調(diào)整時間，調(diào)整時間， W - W - 從招生到畢業(yè)的時間。從招生到畢業(yè)的時間。 改正后的改

11、正后的DYNAMODYNAMO方程方程。L M.K=M.J+DTL M.K=M.J+DT* *(R1.JK-R2.(R1.JK-R2.JKJK) ) N M=VN M=VC V=5000C V=5000R R1.KL=E.K/ZR R1.KL=E.K/ZA E.K=Y-Q.KA E.K=Y-Q.KC Y=5000C Y=5000C Z=5C Z=5R R2.KL=M.K/WR R2.KL=M.K/WC W=5C W=5L Q.K=Q.J+DTL Q.K=Q.J+DT* *(R2.JK-0)(R2.JK-0)N Q=XN Q=XC X=1000C X=1000改正后的改正后的DYNAMODYNA

12、MO方程的流程圖方程的流程圖R1MR2QDYXVWZ4. 4. 系統(tǒng)評價系統(tǒng)評價 某公司下屬以企業(yè)為從國外引進一項先某公司下屬以企業(yè)為從國外引進一項先進技術，制定了兩個替代方案進技術，制定了兩個替代方案A1A1和和A2A2。為為此，由企業(yè)引進辦公室抽調(diào)此，由企業(yè)引進辦公室抽調(diào)1010位專家組成位專家組成一個評價小組，對兩個替代方案的綜合經(jīng)一個評價小組，對兩個替代方案的綜合經(jīng)濟效益進行評價，經(jīng)過濟效益進行評價，經(jīng)過1010位專家的討論結位專家的討論結果，決定采用層次分析法和模糊評價法對果，決定采用層次分析法和模糊評價法對此進行評價。并按照以下程序進行。此進行評價。并按照以下程序進行。4.1 4.

13、1 確定評價項目確定評價項目 經(jīng)過小組成員討論認為，引進一項先經(jīng)過小組成員討論認為，引進一項先進的技術其效益是多方面的，因此，應進的技術其效益是多方面的，因此，應該從各個方面來確定評價項目。而且認該從各個方面來確定評價項目。而且認為評價項目集是一個多級遞階結構，在為評價項目集是一個多級遞階結構，在經(jīng)過認真的討論和篩選后，最終確定經(jīng)過認真的討論和篩選后，最終確定1111個評價項目。個評價項目。評評價價項項目目序序號號評評價價項項目目名名稱稱1 12 23 34 45 56 67 78 89 91 10 01 11 11 12 2提提高高企企業(yè)業(yè)技技術術水水平平研研究究開開發(fā)發(fā)能能力力國國產(chǎn)產(chǎn)化化

14、水水平平產(chǎn)產(chǎn)品品競競爭爭能能力力技技術術人人員員素素質質提提高高企企業(yè)業(yè)經(jīng)經(jīng)濟濟效效益益節(jié)節(jié)匯匯、創(chuàng)創(chuàng)匯匯水水平平資資金金利利潤潤率率提提高高企企業(yè)業(yè)裝裝備備水水平平提提高高企企業(yè)業(yè)整整體體素素質質改改善善經(jīng)經(jīng)營營管管理理水水平平引引進進技技術術的的綜綜合合效效益益4.2 4.2 根據(jù)評價項目，應用解釋結構模型法建立評價項目的多根據(jù)評價項目，應用解釋結構模型法建立評價項目的多級遞階結構模型級遞階結構模型(1) 討論各級要素之間的關系討論各級要素之間的關系VAAAA1VVV2VVV3VVVV4VV5VAA6VV7V8V9VA10V1112(3)建立結構模型建立結構模型a去掉強連接去掉強連接111

15、1111111111111111111111111111111111111121110987654321121110987654321b元素元素1的多少進行排序，的多少進行排序，“1”少的上浮，少的上浮，“1”多的下沉多的下沉C從矩陣左上角開始，尋找最大單位矩陣從矩陣左上角開始，尋找最大單位矩陣1111111111111111111111111111111111111111432785111096112432785111096112d 畫出遞階結構模型圖畫出遞階結構模型圖121691053278411(4)建立解釋結構模型建立解釋結構模型提高企業(yè)提高企業(yè)裝備水平裝備水平提高企業(yè)提高企業(yè)整體素質

16、整體素質提高企業(yè)提高企業(yè)經(jīng)濟效益經(jīng)濟效益提高企業(yè)提高企業(yè)技術水平技術水平產(chǎn)品競爭產(chǎn)品競爭能力能力C1國產(chǎn)化水國產(chǎn)化水平平C2研究開發(fā)研究開發(fā)能力能力C3節(jié)匯、創(chuàng)節(jié)匯、創(chuàng)匯水平匯水平C4資金利潤資金利潤率率C5人員技術人員技術素質素質C6改善經(jīng)營改善經(jīng)營管理水平管理水平C7引進技術引進技術綜合效益綜合效益4.3 4.3 建立判斷矩陣建立判斷矩陣, ,確定評價項目權重確定評價項目權重提高企業(yè)技術水平（提高企業(yè)技術水平（B1），），提高企業(yè)經(jīng)濟效益（提高企業(yè)經(jīng)濟效益（B2），），提高企業(yè)裝備水平（提高企業(yè)裝備水平（B3），），提高企業(yè)整體素質（提高企業(yè)整體素質（B4）；）； 引進辦判斷矩陣引進辦判斷

17、矩陣A AB B1 1B B2 2B B3 3B B4 4W0C.I.B B1 111 1/ /3 31/210 0. .1 14 47 7B B2 231220 0. .4 42 29 90 0. .0 08 86 6 0 0. .1 10 0B B3 321/211/20 0. .1 19 94 4B B4 411/2210 0. .2 23 30 0 建立建立C1C1、C2C2、C3C3以及以及C6C6對對B1B1的判斷矩陣的判斷矩陣等等。據(jù)此等等。據(jù)此來計算來計算C1C1、C2C2、C3C3、C4C4、C5C5、C6C6、C7C7的權重（過程略）的權重（過程略）B B1 1B B2 2

18、B B3 3B B4 40.2810.3110.1690.239W Wj jC C1 10 0. .2 20 01 1C C2 20.377C C3 30.117C C4 40.060C C5 50.125C C6 60.113C C7 70.0474.4 4.4 確定評價尺度確定評價尺度非常必要（非常必要（1.01.0分）、很必要（分）、很必要（0.800.80分）、必要（分）、必要（0.500.50分）、分）、一般（一般（0.250.25分）。分）。 E=E=（1.00, 0.80, 0.50, 0.25)1.00, 0.80, 0.50, 0.25)評評 價價 項項 目目 集集 ( (F

19、 F) )C C1 1C C2 2C C3 3C C4 4C C5 5C C6 6C C7 7權權 重重0.2010 0. .3 33 37 70.1170.0600 0. .1 12 25 50 0. .1 11 13 30 0. .0 04 47 71 1. .0 00 02 21003740 0. .8 80 079 95 565350 0. .5 50 01044201評評 價價 尺尺度度0 0. .2 25 500100004.5 4.5 計算隸屬度矩陣計算隸屬度矩陣0.01.05.04.00.00.03.07.00.02.05.03.00.04.06.00.01.04.05.00.

20、00.00.09.01.00.01.07.02.01R0.02.05.03.02.04.04.00.00.03.03.04.00.02.04.04.00.03.04.03.00.01.06.03.00.00.05.05.02R4.6 4.6 確定評定向量確定評定向量0.0117 0.1206 0.6584 2093. 0 0 . 01 . 05 . 04 . 00 . 00 . 03 . 07 . 00 . 02 . 05 . 03 . 00 . 04 . 06 . 00 . 01 . 04 . 05 . 00 . 00 . 00 . 09 . 01 . 00 . 01 . 07 . 02 .

21、 0047. 0113. 0125. 0060. 0117. 0337. 0201. 011WRS 0226. 0 2583. 0 4974. 0 2217. 0 0 . 02 . 05 . 03 . 02 . 04 . 04 . 00 . 00 . 03 . 03 . 04 . 00 . 02 . 04 . 04 . 00 . 03 . 04 . 03 . 00 . 01 . 06 . 03 . 00 . 00 . 05 . 05 . 0047. 0113. 0125. 0060. 0117. 0337. 0201. 022WRS4.7 4.7 計算優(yōu)先度計算優(yōu)先度7992. 025. 05

22、0. 080. 000. 10117. 01206. 06584. 02093. 011TESN7544. 025. 050. 080. 000. 10226. 02583. 04974. 02217. 022TESN5.5.決策分析（沖突分析導論）決策分析（沖突分析導論） 經(jīng)濟合同糾紛案例經(jīng)濟合同糾紛案例5.1 5.1 背景背景19831983年，年，x x廠支援廠支援y y廠，合同：廠，合同：y y廠盈利，廠盈利，x x廠提成。三年后，廠提成。三年后，未履行合同。未履行合同。x x廠：（廠：（1 1）堅持合同）堅持合同 （2 2）撤出機械）撤出機械y y廠：（廠：（1 1）報假成本）報假成

23、本 （2 2）履行合同）履行合同5.2 5.2 建模建模 時間點：時間點：19831983年年 局中人：局中人： x x廠和廠和y y廠廠 行動：行動： x x廠：堅持合同廠：堅持合同 撤出機械撤出機械 y y廠：報假成本廠：報假成本 履行合同履行合同 結局的表達：結局的表達： 二進制二進制表示表示“0”“0”表示不行動；表示不行動； “1” “1”表示行動。表示行動。 十進制表示十進制表示323222121020 xxxxq撤撤 回回 機機 械械0101010101010101X02 20 0堅堅 持持 合合 同同0011001100110011X12 21 1報報 假假 成成 本本0000

24、111100001111X22 22 2履履 行行 合合 同同0000000011111111X32 23 30123456789101112131415 不可行結局：不可行結局：x x廠廠3 3，7 7，1111，1515； y y廠廠1212，1313，1414，1515。 優(yōu)先序的確定：最有利的結局排在左邊優(yōu)先序的確定：最有利的結局排在左邊, ,最不利的結局排最不利的結局排在右邊在右邊 x x廠廠撤撤出出機機械械100001100X02 20 0堅堅持持合合同同011100000X12 21 1報報假假成成本本000100101X22 22 2履履行行合合同同110010000X32 2

25、3 39102681504 y廠廠撤出機械撤出機械000000111X02 20 0堅持合同堅持合同001110000X12 21 1報假成本報假成本011000010X22 22 2履行合同履行合同000101001X32 23 304610281595.3 5.3 穩(wěn)定性分析穩(wěn)定性分析假定：假定： 每個人都將不斷朝著對自己有利的方向改每個人都將不斷朝著對自己有利的方向改變其策略變其策略 局中人在決定自己的選擇時都會考慮到其局中人在決定自己的選擇時都會考慮到其他局中人可能的反應及對本人的影響他局中人可能的反應及對本人的影響 平衡結局是能被所有局中人共同接受的結平衡結局是能被所有局中人共同接受

26、的結局。局。(1)(1)確定單方面改進確定單方面改進( (UI)UI) 假設某一局中人不改變其策略，而另一假設某一局中人不改變其策略，而另一局中人單方面改變其策略使自己的處境更局中人單方面改變其策略使自己的處境更好，則形成單方面改進，即對于局中人好，則形成單方面改進，即對于局中人A A而而言，考慮結局言，考慮結局q,q,如果如果A A可以通過改變自己的可以通過改變自己的策略使策略使q q變到變到q1,q1,且且q1q1優(yōu)于優(yōu)于q q，則稱對于則稱對于A A，q q存在單方面改進存在單方面改進q1q1，記作記作UIUI。x x廠廠撤出機械撤出機械100001100X02 20 0堅持合同堅持合同011100000X12 21 1報假成本報假成本000100101X22 22 2履行合同履行合同110010000X32 23 391026815049926261015y廠廠撤撤出出機機械械000000111X02 20 0堅堅持持合合同同001110000X1