系統(tǒng)科學概論ism1方法

1、解釋結構模型Interpretative Structural Model(ISM)王 新 平課程網(wǎng)站 一、結構模型化技術要素、結構、功能ABCADCBDCBA關系2022/8/4XUST 管理學院 王新平1.結構模型a. 定義：結構模型就是應用有向連接圖來描述系統(tǒng)各要素間的關系，以表示一個作為要素集合體的系統(tǒng)的模型。S1S2S3S5S4節(jié)點：系統(tǒng)的要素 有向邊：要素間所存在的關系?？衫斫鉃椤坝绊憽薄ⅰ叭Q于”、“先于”、“需要”、“導致”或其它含義。b. 適用范圍 結構模型作為對系統(tǒng)進行描述的一種形式，正好處在自然科學領域所用的數(shù)學模型形式和社會科學領域所用的以文章表現(xiàn)的邏輯分析形式之間。因

2、此，它適合用來處理處于社會科學為對象的復雜系統(tǒng)中和比較簡單的以自然科學為對象的系統(tǒng)中存在問題。是一種以定性分析為主的模型，可以分析系統(tǒng)的要素選擇得是否合理，還可以分析系統(tǒng)要素及其相互關系變化時對系統(tǒng)總體的影響等問題。二、解釋結構模型（ISM) ISM是結構化模型技術的一種方法。1. 背景：美國J.華費爾特教授于1973年在進行復雜的社會經(jīng)濟系統(tǒng)的研究中開發(fā)的一種方法。其特點是把復雜的系統(tǒng)分解為若干子系統(tǒng)（要素），利用人們的實踐經(jīng)驗和知識，以及電子計算機的幫助，最終將系統(tǒng)構造成一個多級遞階的結構模型。2022/8/4XUST 管理學院 王新平使用的建模工具應用有向連接圖來描述系統(tǒng)各要素間的關系。

3、可用矩陣形式來描述有向連接圖描述的關系，以便通過邏輯演算用數(shù)學方法進行處理，進一步研究各要素間關系。使用鄰接矩陣來描述各節(jié)點兩兩之間的關系，Si與Sj有關系用 1表示，沒關系用 0表示。 使用可達矩陣來描述有向連接圖各節(jié)點之間，經(jīng)過一定長度的通路后可能到達的程度。2022/8/4XUST 管理學院 王新平2. ISM的工作程序計算機可達矩陣模型結構模型解釋結構模型分解建立要素明細表構思模型決策說明書要素對應關系具體化要素集合關系文件形式為學習的反饋比較2022/8/4XUST 管理學院 王新平ISM的工作程序1 組織實施ISM的小組;2 設定問題;3 選擇構成系統(tǒng)的要素;4 根據(jù)要素明細表作構

4、思模型，并建立鄰接矩陣和可達矩陣;5 對可達矩陣進行分解后建立結構模型;6 根據(jù)結構模型建立解釋結構模型。建立鄰接矩陣建立構思模型建立鄰接矩陣前，根據(jù)小組成員的實際經(jīng)驗，對系統(tǒng)結構先有一個大體的或模糊的認識，回答要素間的關系。2. 鄰接矩陣S1S2S3S5S4S62022/8/4XUST 管理學院 王新平建立可達矩陣A、定義：可達矩陣R是指用矩陣形式來描述有向連接圖各節(jié)點之間，經(jīng)過一定長度的通路后可能到達的程度。 若兩要素間能建立起通路，則在矩陣中以1表示；反之，則為0。 此處最長的通路為 2S1S2S3S5S4S62022/8/4XUST 管理學院 王新平B、獲得方法 1. 用鄰接矩陣加上單

5、位矩陣，最多經(jīng)過（n-1)次矩陣演算后能得到可達矩陣。即利用推移律 進行演算。 2. 用分析的方法有效地得到可達矩陣。 1）選擇要素Si : 從全體要素中選出一個既有輸出又有輸入的要素Si。 2）確定要素集合: Si與其它要素的關系可歸到以下幾種要素集合中。2022/8/4XUST 管理學院 王新平 A(Si)沒有回路的上位集B(Si)有回路的上位集C(Si)無關集，既不屬于A (Si) ，也不屬于B (Si)的要素集合。D(Si)下位集B(Si)SiC(Si)SiD(Si)SiA(Si)Si2022/8/4XUST 管理學院 王新平 A(Si)、B(Si) 、C(Si) 、D(Si)要素之間

6、的集合關系SiB(Si)A(Si)C(Si)D(Si)2022/8/4XUST 管理學院 王新平3) 可達矩陣的推斷RAC、RAD、RBC、RBD元素全部為0 ；RAB中元素全部為0 ；RBB 、 RBA中元素全部為1 ；RCB中元素全部為0 ；RCD中元素全部為0 ；RDA 、 RDB中元素全部為1 ； A(Si) B(Si) Si C(Si) D(Si)A(Si) RAA 0 B(Si) 1Si 1 1 1 0 0C(Si) RCA 0 R CCD(Si) 1 R DC R DDA(Si)與C(Si) 不會有關系, RAC為0。R ABR ACR CBR BDR CDR ADR BCRBA

7、 RBBRDAR DBC(Si)SiA(Si)2022/8/4XUST 管理學院 王新平RAA 、 RCC 、 RDD 、 RDC 、 RCA 須進一步考慮。通過抽取子矩陣及利用可達矩陣的性質(zhì)，獲得自蘊涵方程。（參見系統(tǒng)工程理論方法及應用汪應洛主編）注意：在鄰接矩陣向可達矩陣的轉(zhuǎn)變過程及對自蘊涵方程的求解過程中，運用的是布爾運算法則。2022/8/4XUST 管理學院 王新平布爾運算法則 00=0 01=0 10=0 11=1 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=1ANDOR交并2022/8/4XUST 管理學院 王新平結構模型的建立有向圖的連接目的：對各要素的重要性作出層次劃分，顯現(xiàn)

8、出要素間的直接、間接關系，為對模型的分析做準備。1)級間劃分 將系統(tǒng)中的所有要素，以可達矩陣為準則，劃分成不同層次，以建立模型。步驟 ：a、 選要素Si ; b 、確定可達集、前因集; c 、用最高級要素集方法劃分等級; d 、得出按級間排序的可達矩陣; e 、 按排序后的可達矩陣作出結構模型。2022/8/4XUST 管理學院 王新平實施ISM的人員組成方法技術專家;(掌握建模方法)協(xié)調(diào)人;（具備激勵機制知識，能引導參與者增進理解、調(diào)查和交流）-屬于 “綜合器、催化劑”；參與者。（掌握有關的信息知識，是模型法實施的受益者） -P : 55-572022/8/4XUST 管理學院 王新平實施I

9、SM的人員組成方法技術專家 協(xié) 調(diào) 人參 與 者角色的相互關系角色1角色2角色32022/8/4XUST 管理學院 王新平可由一個人同時擔任方法技術專家 協(xié) 調(diào) 人參 與者角色2角色1角色3角色的相互關系2022/8/4XUST 管理學院 王新平實施ISM的人員組成方法技術專家 協(xié) 調(diào) 人參 與 者角色的相互關系2022/8/4XUST 管理學院 王新平ISM的缺陷-1應用ISM時，最大的問題是推移律的假設。但是實際問題中，各級要素間往往存在著反饋回路。我們總是把反饋回路簡化成遞階關系。這樣有利于分析，但影響了精度。2022/8/4XUST 管理學院 王新平因果關系 與 反饋回路總?cè)丝诔錾士側(cè)丝诔錾?+2022/8/4XUST 管理學院 王新平ISM的缺陷-2通過鄰接矩陣建立可達矩陣或直接建立可達矩陣來確定系統(tǒng)各要素間的邏輯關系，在一定程度上還要依賴人們的經(jīng)驗。關系是一個比較模糊的概念，有無關系的判斷也是比較主觀的。 2022/8/4XUST 管理學院 王新平ISM的缺陷-3需要三種人員參加；協(xié)調(diào)人的責任是重要的；很難找到勝任這三種角色的人。2022/8/4XUST 管理學院 王新平ISM