解釋結(jié)構(gòu)模型

1、解釋結(jié)構(gòu)模型系統(tǒng)是由許多具有一定功能的要素（如設(shè)備、事件、子系統(tǒng)等）所組成的， 各要素之間總是存在著相互支持或相互制約的邏輯關(guān)系。在這些關(guān)系中，又可以 分為直接關(guān)系和間接關(guān)系等。為此，開發(fā)或改造一個系統(tǒng)時，首先要了解系統(tǒng)中 各要素間存在怎樣的關(guān)系，是直接的還是間接的關(guān)系，只有這樣才能更好地完成 開發(fā)或改造系統(tǒng)的任務(wù)。要了解系統(tǒng)中各要素之間的關(guān)系，也就是要了解和掌握 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，建立系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型。結(jié)構(gòu)模型化技術(shù)目前已有許多種方法可供應(yīng)用，其中尤以解釋結(jié)構(gòu)模型法 （Interpretative Structural Modeling，簡稱 ISM）最為常用。3.2.1結(jié)構(gòu)模型概述一、解釋結(jié)構(gòu)模型

2、的概念解釋結(jié)構(gòu)模型（ISM）是美國華費爾特教授于1973年作為分析復(fù)雜的社會經(jīng) 濟系統(tǒng)有關(guān)問題的一種方法而開發(fā)的。其特點是把復(fù)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(gòu) 造成一個多級遞階的結(jié)構(gòu)模型。ISM屬于概念模型，它可以把模糊不清的思想、看法轉(zhuǎn)化為直觀的具有良好 結(jié)構(gòu)關(guān)系的模型，應(yīng)用面十分廣泛。從能源問題等國際性問題到地區(qū)經(jīng)濟開發(fā)、 企事業(yè)甚至個人范圍的問題等，都可應(yīng)用ISM來建立結(jié)構(gòu)模型，并據(jù)此進行系統(tǒng) 分析。它特別適用于變量眾多、關(guān)系復(fù)雜且結(jié)構(gòu)不清晰的系統(tǒng)分析，也可用于方 案的排序等。所謂結(jié)構(gòu)模型，就是應(yīng)用有向連接圖來描述系統(tǒng)各要素

3、間的關(guān)系，以表示一 個作為要素集合體的系統(tǒng)的模型，圖3-1所示即為兩種不同形式的結(jié)構(gòu)模型。圖3-1兩種不同形式的結(jié)構(gòu)模型結(jié)構(gòu)模型一般具有以下基本性質(zhì)：（1）結(jié)構(gòu)模型是一種幾何模型。結(jié)構(gòu)模型是由節(jié)點和有向邊構(gòu)成的圖或樹 圖來描述一個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。節(jié)點用來表示系統(tǒng)的要素，有向邊則表示要素間所存 在的關(guān)系。這種關(guān)系隨著系統(tǒng)的不同和所分析問題的不同，可理解為“影響”、“取決于”、“先于”、“需要”、“導(dǎo)致”或其他含義。（2）結(jié)構(gòu)模型是一種以定性分析為主的模型。通過結(jié)構(gòu)模型，可以分析系 統(tǒng)的要素選擇是否合理，還可以分析系統(tǒng)要素及其相互關(guān)系變化對系統(tǒng)總體的影 響等問題。（3）結(jié)構(gòu)模型除了可以用有向連接圖描述

4、外，還可以用矩陣形式來描述。 矩陣可以通過邏輯演算用數(shù)學(xué)方法進行處理。因此，如果要進一步研究各要素之 間關(guān)系，可以通過矩陣形式的演算使定性分析和定量分析相結(jié)合。這樣，結(jié)構(gòu)模 型的用途就更為廣泛，從而使系統(tǒng)的評價、決策、規(guī)劃、目標確定等過去只能憑 個人的經(jīng)驗、直覺或靈感進行的定性分析，能夠依靠結(jié)構(gòu)模型來進行定量分析。（4）結(jié)構(gòu)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(xué)領(lǐng)域所 用的數(shù)學(xué)模型形式和社會科學(xué)領(lǐng)域所用的以文章表現(xiàn)的邏輯分析形式之間。因 此，它適合用來處理處于以社會科學(xué)為對象的復(fù)雜系統(tǒng)中和比較簡單的以自然科 學(xué)為對象的系統(tǒng)中存在的問題，結(jié)構(gòu)模型都可以處理?？傊捎诮Y(jié)構(gòu)模型具有上述

5、這些基本性質(zhì)，通過結(jié)構(gòu)模型對復(fù)雜系統(tǒng)進行 分析往往能夠抓住問題的本質(zhì)，并找到解決問題的有效對策。同時，還能使由不 同專業(yè)人員組成的系統(tǒng)開發(fā)小組易于進行內(nèi)部相互交流和溝通。二、實施結(jié)構(gòu)模型法的人員組成為了更好地推行結(jié)構(gòu)模型法，使其能達到預(yù)期的效果，需要有各方面人員的 配合，因為結(jié)構(gòu)模型的建立和分析本身就是一個復(fù)雜的系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)模型主要以定 性分析為主，使用者的能力和積極性不同，其效果也必然不同。一般說來，在實施結(jié)構(gòu)模型法時，需要有三種角色的人員參加，即掌握建模 方法的專家、協(xié)調(diào)人和參與者。（1）方法技術(shù)專家。一方面，他需要對所使用的結(jié)構(gòu)模型法有深入的、本 質(zhì)的理解，除掌握方法的基本原則以及使用時應(yīng)

6、具備什么條件等知識外，還要熟 悉在使用過程中如何才能順利進行，當出現(xiàn)問題時如何去正確處理它們；另一方 面，能用較為通俗的語言和方式向參與者等進行介紹，使參與者等能夠主動配合 工作。（2）協(xié)調(diào)人。結(jié)構(gòu)模型法應(yīng)用的成功與否，在很大程度上取決于該角色所 起作用的好壞。作為協(xié)調(diào)人，一方面必須具備個人和群體創(chuàng)造過程以及激勵機制 等方面的知識，同時，對于參與者可能提出的問題所涉及的領(lǐng)域有足夠的知識， 從而能成功地引導(dǎo)他們增強理解、調(diào)查和交流；另一方面，要對結(jié)構(gòu)模型法有足 夠的認識，能促使參與者與方法技術(shù)專家成功地進行聯(lián)系?？傊?，在這里協(xié)調(diào)人 不僅僅是一個信息的傳遞者，而是要起到“綜合器”和“催化劑”的作用

7、。（3）參與者。參與者掌握著與問題有關(guān)的信息和知識，這些信息和知識構(gòu) 成整個應(yīng)用的基礎(chǔ)。充當該角色的是那些能夠從結(jié)構(gòu)模型法的應(yīng)用中受益的人。 舉行一次結(jié)構(gòu)模型討論會的一個目的在于參與者分享不同觀點和知識的欲望，使 他們之間能相互受益，并獲得綜合和交流思想的機會,從而對現(xiàn)有問題有更廣泛、 更深入的理解。對于參與者來說，另一個目的是發(fā)展一種與小組外人士進行思想 交流的工具，以分享他們當前對問題所擁有的知識。這三種角色的相互關(guān)系如圖3-2所示。由圖3-2可知，角色2與角色1和角 色3的重疊部分，表明協(xié)調(diào)人必須具備關(guān)于結(jié)構(gòu)模型法和有關(guān)分析問題這兩方面 的足夠知識，從而才能有效地充當角色2。.角色1 角

8、色2 角色3圖3-2角色的相互關(guān)系如圖3-3所示，當角色2和角色1之間有很大重疊部分時，即意味著可以由 一個人同時充當角色1和角色2。當然，如果能分別由不同的人來充當角色1和 角色2則更為可取，因為只有這樣，角色2才能受到應(yīng)有的重視。角色1 角色2 角色3圖3-3角色相互關(guān)系作為另外一個例子，如圖3-4所示，表示參與者與所使用的結(jié)構(gòu)模型法的方 法論有一個很大的距離，在這種情況下，需要更熟練的協(xié)調(diào)人?？梢妳f(xié)調(diào)人的角 色非常重要。圖3-4角色相互關(guān)系三、ISM的工作程序一般說來，實施ISM的工作程序有：（1）組織實施ISM的小組。小組成員的人數(shù)一般以10人左右為宜，要求小 組成員對所要解決的問題都

9、能持關(guān)心的態(tài)度，同時還要保證持有各種不同觀點的 人員進入小組。如有能及時做出決策的負責人加入小組，則更能進行認真且富有成效的討論。（2）設(shè)定問題。由于小組的成員有可能站在各種不同的立場來看待問題， 這樣，在掌握情況以及分析的目的等方面也較為分散，如不事先設(shè)定問題，那么 小組的功能就不能充分發(fā)揮。因此，在ISM實施準備階段，對問題的設(shè)定必須取 得一致的意見，并以文字形式做出規(guī)定。（3）選擇構(gòu)成系統(tǒng)的要素。合理選擇系統(tǒng)要素，既要憑借小組成員的經(jīng)驗， 還要充分發(fā)揚民主，要求小組成員把各自想到的有關(guān)問題都寫在紙上，然后由專 人負責匯總整理成文。小組成員據(jù)此邊討論、邊研究，并提出構(gòu)成系統(tǒng)要素的方 案，經(jīng)

10、過若干次反復(fù)討論，最終求得一個較為合理的系統(tǒng)要素方案，并據(jù)此制定 要素明細表備用。（4）根據(jù)要素明細表構(gòu)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(jié)構(gòu)模型。（6）根據(jù)結(jié)構(gòu)模型建立解釋結(jié)構(gòu)模型。圖3-5所示即為ISM工作程序3 6步過程示意圖枸思模型化學(xué)的說為月反決策說明書文件形式小坦成埴曲5分解陣iff也要St地 合關(guān)素圖3-5 ISMT作程序圖3.2.2圖與矩陣分析在實際生產(chǎn)和生活中，人們?yōu)榱朔从呈挛镏g的關(guān)系，常常在紙上用點和線 來畫出各式各樣的示意圖。為便于介紹解釋結(jié)構(gòu)模型法，首先需要了解圖及其矩 陣表示的一些基本概念和基本知識。一、圖的基本概念圖論起源于瑞士數(shù)學(xué)家

11、歐拉于1736年為解決哥尼斯堡七座橋的問題而發(fā)表 的圖論方面的第一篇論文。德國的哥尼斯堡城有一條普雷格爾河，河中有兩個島, 島與河岸間有七座橋相連。一個人如何在每座橋只走一次的前提下走過這七座 橋，最終回到原出發(fā)點成了當?shù)鼐用駸嶂缘囊粋€問題。為了尋找答案，1736年 歐拉將這個問題抽象成了幾何圖形問題，并在他的論文中詳細論證了這是不可能 的。圖論發(fā)展到今天已經(jīng)有了相當長的歷史，隨著電子計算機技術(shù)的發(fā)展，圖論 應(yīng)用的領(lǐng)域正在不斷拓展。近年來，圖論被廣泛地應(yīng)用于運籌學(xué)、物理學(xué)、工程 技術(shù)、經(jīng)濟管理、交通運輸?shù)雀鱾€領(lǐng)域。在實際生產(chǎn)和生活中，人們?yōu)榱朔从呈?物之間的關(guān)系，常用點和線畫出各種示意圖，關(guān)于

12、建立結(jié)構(gòu)模型所需要的圖論方 面的有關(guān)知識主要有以下幾方面：（1）有向連接圖。所謂有向連接圖，就是指由若干節(jié)點和有向邊連接而成 的圖像，如圖3-6所示。由此可知，有向連接圖就是節(jié)點和有向邊的集合。圖3-6有向連接圖圖3-6中，設(shè)節(jié)點的集合為S，有向邊的集合為E，則有向連接圖可表示為:G = k, e其中，S=Si I i=1,2,3,4,5,e = fc, s S, s S, s S s S s S s S s J 12142325344553回路。當有向連接圖的兩個節(jié)點之間的邊多于一條時，該兩節(jié)點的邊就構(gòu)成了回路。如圖3-7所示，節(jié)點S2和S3之間的邊就構(gòu)成了一個回路。圖3-7回路圖環(huán)。一個節(jié)

13、點的有向邊若直接與該節(jié)點相連接，則就構(gòu)成了一個環(huán), 如圖3-8所示，節(jié)點S2的有向邊就構(gòu)成了一個環(huán)。圖3-8環(huán)圖（4）樹。當圖3-9中只有一個源點指只有有向邊輸出而無輸入的節(jié)點，如 圖3-9（a）所示或只有一個匯點指只有有向邊輸入而無輸出，如圖3-9（b） 所示的圖，稱為樹。樹圖也可用圖3-9（c）來表示，樹中兩相鄰節(jié)點間只有一 條通路與之相連，不允許有回路或環(huán)存在。圖3-9樹圖（5）關(guān)聯(lián)樹。在節(jié)點上帶有加權(quán)值W，而邊上有關(guān)聯(lián)值r的樹，稱為關(guān)聯(lián)樹, 如圖3-10所示。Wx 12W=0.3 x O.6OJ8 W=0.7 x 0,5-0 35 W-D.7 x n圖3-10關(guān)聯(lián)樹圖二、圖的矩陣表示法

14、（一）鄰接矩陣（Adjacency Matrix）這是圖的基本矩陣表示，它用來描述圖中各節(jié)點兩兩之間的關(guān)系。鄰接矩陣A的元素aj可以定義如下：rl SRS； R表示s,與5,.有關(guān)系0 S&Sj萬表示3與斗沒有關(guān)系有向連接圖如圖3-11所示圖3-11有向連接圖圖3-11所示有向連接圖的鄰接矩陣A可以表示如下:000000100010000010110000000000鄰接矩陣有如下特性:（1）矩陣A的元素全為零的行所對應(yīng)的節(jié)點稱為匯點，即只有有向邊進入 而沒有離開該節(jié)點。如圖3-11中的S1點即為匯點。（2）矩陣A的元素全為零的列所對應(yīng)的節(jié)點稱為源點，即只有有向邊離開而沒有進入該節(jié)點。如圖3-

15、11中的節(jié)點、4即為源點。（3）對應(yīng)每一節(jié)點的行中，其元素值為1的數(shù)量，就是離開該節(jié)點的有向 邊數(shù)。（4）對應(yīng)每一節(jié)點的列中，其元素值為1的數(shù)量，就是進入該節(jié)點的有向 邊數(shù)?？傊?，鄰接矩陣描述了系統(tǒng)各要素兩兩之間的直接關(guān)系。若在矩陣A中第i 行第j列的元素a ij=1 ,則表明節(jié)點Si于節(jié)點Sj有關(guān)系，也即表明從Si到 Sj有一長度為1的通路，Si可以直接到達Sj。所以說，鄰接矩陣描述了經(jīng)過長 度為1的通路后各節(jié)點兩兩之間的可達程度。（二）可達矩陣（Reachability Matrix）可達矩陣的建立可達矩陣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 通路后可以到達的程度?？?/p>

16、達矩陣R有一個重要特性，即推移律特性。當Si經(jīng)過長度為1的通路直 接到達Sk，而Sk經(jīng)過長度為1的通路直接到達Sj，那么，Si經(jīng)過長度為2的 通路必可到達Sj。通過推移律進行演算，這就是矩陣演算的特點。所以說，可 達矩陣可以應(yīng)用鄰接矩陣A加上單位矩陣I，并經(jīng)過一定的演算后求得。仍以圖3-11所示的有向連接圖為例，則有1010000000000 00L 00001000100010000000000100100101000000000101100001110000矩陣A描述了節(jié)點間經(jīng)過長度不大于1的通路后的可達程度。接著，設(shè)矩陣也即將A平方，并用布爾代數(shù)運算規(guī)則（即0+0=0, 0+1=1, 1

17、+0=1,11+1=1, 0 X 0=0, 0 X 1=0, 1 X 1=1)進行運算后，可得矩陣100000111000A =1110002111111100010100001矩陣A2描述了各節(jié)點間經(jīng)過長度不大于2的通路后的可達程度。一般地，經(jīng)過一次運算后可得：A 豐 A 豐 豐 A = A rWn-1式中，n矩陣階數(shù)。貝 IAr-1=（A+I）rT=R矩陣R稱為可達矩陣，它表明各節(jié)點間經(jīng)過長度不大于（r-1）的通路可以 到達的程度。對于節(jié)點數(shù)為n的圖，最長的通路其長度不超過（n-1）。本例中，經(jīng)過繼續(xù)運算，得矩陣A3有100000111000A =111000311111110001010

18、0001由上可知a3=a2所以r=a2可達矩陣的分解求出系統(tǒng)的可達矩陣后，要得到系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型，還需要對可達矩陣進行分 解。以圖3-12所示的系統(tǒng)有向連接圖為例，建立可達矩陣并對其進行分解。由圖3-12可得到鄰接矩陣A,0000000100000000000100000010000000000011000100000由于(A+I)A+I)2=(A+I)3,所以 M=(A+I) 2,即:100000011000000011110M二0001110000010000011101100001將從要素ni出發(fā)可以到達的所有要素集中起來，定義為要素ni的可達集合, 并用 R (ni)表示，即 R (ni

19、) =ni e N|mij=1。類似地，將所有到達要素ni的要素集合定義為要素ni的先行集，用A(ni) 表示，即 A (ni) = njeN|mij=1。區(qū)域劃分(兀1)。所謂區(qū)域劃分，就是把要素之間的關(guān)系分為可達與不可達，并且判斷哪些要素是連通的，即把系統(tǒng)分為有關(guān)系的幾個部分或子部分。首先，根據(jù)可達矩陣得到各個要素的R(ni)與A(ni),并計算 R (ni)AA (ni)。由上述可達矩陣M可以得到表3-1。表3-1可達集與先行集要素R (ni)A (ni)R (ni)AA (ni)111,2,7121,22,7233,4,5,63344,5,63,4,64,6553,4,5,6564,5

20、,63,4,64,671,2,777其次，求出滿足A (ni)=R (ni)AA (ni)的集合T,即求出底層要素的集合。由表3-1可知，T=3,7。再其次，找出與這些要素在同一部分的要素。如果兩要素ni， nj在同一 部分內(nèi)，則它們的可達集有共同的單元，即R (ni)AA (nj)?。否則，它們分別屬于兩個連通域。最后，根據(jù)ni，nj與共同集合T進行連通域劃分，ni, nj分屬于兩個連通 域。經(jīng)過n1劃分，得出最底層的要素為n3,n7，并由分部劃分可知，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可 分為連個連通域1,2,7與3,4,5,6。需要說明的是，在實際系統(tǒng)分析中，如果存在兩個以上的區(qū)域，則需重新研 究所判斷的關(guān)系是否

21、正確。因為對無關(guān)的區(qū)域共同進行研究是沒有意義的，只能 夠?qū)Ω鱾€相關(guān)的區(qū)域進行系統(tǒng)分析。級間劃分(n2)。所謂級間劃分，就是將系統(tǒng)中的所有要素，以可達 矩陣為準則，劃分成不同級(層)次。由要素的可達集和先行集的定義可以得到這樣一個事實：在一個多級結(jié)構(gòu) 中，它的最上級的要素ni的可行集R(ni)，只能由ni本身和ni的強連接要素 組成。所謂兩要素的強連接是指這兩個要素互為可達的，一方面，在有向連接圖 中表現(xiàn)為都有箭線指向?qū)Ψ?。具有強連接性的要素稱為強連接要素；另一方面， 最高級要素ni的先行集也只能由ni本身和結(jié)構(gòu)中的下一級可能達到ni的要素 以及ni的強連接元素構(gòu)成。因此，如果ni是最上一級單元

22、，它必須滿足下述條 件：R (ni)= R (ni)DA (ni)用這一條件可以確定出結(jié)構(gòu)的最高一級要素。找出最高級要素后，即可將其 從可達矩陣中劃去相應(yīng)的行和列。接著，再從剩下的可達矩陣中尋找新的最高級 要素。依此類推，就可以找出各級所包含的最高級要素集合，若用L1, L2,， Lk表示從上到下的級次，則有k個級次的系統(tǒng)，級間劃分nk(n)可以用下式來 表示：nk(n)=L1, L2Lkkk若定義第0級為空集，即L0二?，則可以列出求nk (s)的迭代算法；Lk=nie N-L0-L1LK-1 lRk-1 (n i)=Rk-1 (ni) Ak-1 (ni) TOC o 1-5 h z 式中，

23、R (n.)和A (n.)分別是由N-L-L -L 要素組成的子圖求得的 k-1 i k-1 i01K-1可達集合和先行集合。即R (n ) = n eN-L -L L |m =1J-1ij01J-1ijA (n ) = n eN-L -L L |m =1J-1ij01j-1Ji由表3-1所示N-L后得到的R (n.)、A (n.)和日(n.)AA (n.)可知，n_、0iiii1七滿足R (n.) = A (n.)AR (n.),故七、分別為其連通域中的最高級要素。5iii15因此，L=1,5。再由N-L-L即去掉Lx L ,進行第二級劃分得到R(n.)、 101,01iA (n )和 R(

24、n )AA (n )，如表 3-2 所示。iii表3-2第二級劃分得到的可達集與先行集要素R (ni)A (ni)R (ni)AA (ni)222,7233,4,53344,63,4,64,664,63,4,64,672,777由表3-2可知，要素、n、氣滿足R (n.)=A(n.)AR (n.),故為該表 246111中的最高級，也是可達矩陣中的第二級要素，即L2=2,4,6。由N-L0-L1-L2得到R(n.)、A (n.)和入(n.)AR (n.),進行第三極劃分，得到結(jié)果如表3-3所 IIII示。表3-3第三級劃分得到的可達集與先行集要素R (ni)A (ni)R (ni)AA (ni

25、)33337777于是可知第三級要素集合L=3,7。3經(jīng)過三級劃分，可將M中的7個單元劃分在三級內(nèi)L=L1，L2, L3.通過級間劃分，可以得出按級間順序排列的可達矩陣M。1 5 2 4 6 3 71u o o o o o fl-5oi 0 0 0 0 0,21 0 1 0 0 0 DMr 二 L4I 1 0 1 t o oo 1 0 t o3o 0 0 1 J 1 07_1 0 E 0 o 0 1-（3）強連通塊劃分（n3）（雙向通道劃分）。在進行級間劃分后，每級要素 中可能有強連接要素。在同一區(qū)域內(nèi)同級要素相互可達的要素就稱為強連通塊。 經(jīng)過n3劃分，可以得到4、6為強連通塊。3.2.3解

26、釋結(jié)構(gòu)模型的建模步驟當參與系統(tǒng)分析的人員對各要素間相互關(guān)系認識不一致時，為了建立目標明 確錯綜復(fù)雜的大型系統(tǒng)模型，有時必須采用解釋結(jié)構(gòu)模型對各種意見進行整理和 統(tǒng)一。解釋結(jié)構(gòu)模型的具體建模步驟如下：步驟1：明確所研究問題的目標。步驟2：有關(guān)專家與系統(tǒng)分析人員一起討論，選擇確定有關(guān)要素。在一般情況下，首先根據(jù)小組成員的實際經(jīng)驗，對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)先有一個大體或 模糊的認識，從回答“SiRSj”開始，即回答要素Sj是否與Sj有關(guān)系。所謂有 無關(guān)系，可以根據(jù)不同對象系統(tǒng)等有不同的含義，例如，Sj是否影響Sj, Sj是 否取決于Sj, Sj是否導(dǎo)致Sj,Si是否先于Sj等等。步驟3：確定各要素之間的因果關(guān)系，

27、用矢線連接成有向連接圖，初步構(gòu)思 系統(tǒng)模型。步驟4：建立鄰接矩陣，并據(jù)此建立可達矩陣。步驟5：對可達矩陣進行分解。即對可達矩陣進行區(qū)域劃分、級間劃分和強 連通塊劃分。步驟6：求縮減可達矩陣M。由于在要素中存在著強連通塊，而且構(gòu)成它的要素集中互相都是可達且互為 先行的，它們就構(gòu)成一個回路。從上一節(jié)可達矩陣M0中可以看出，第二級要素 n4與n6行和列的相應(yīng)元素完全相同，因此，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，這樣就可以簡化可達矩陣。簡化后的可達矩陣稱為縮減可 達矩陣。在n4和n6中選取n4為代表要素，則可得經(jīng)過排序的縮減可達矩陣M ：幾5 n2 nx n3 n710 0 0 0

28、0%0 1 0 0 0 0* M J10 10 0 0何二0 10 10 00 0 0 1 1 0壯1Li o i o o i步驟7：將矩陣中行列按級別重新排序并分塊，得到反映系統(tǒng)遞階結(jié)構(gòu)的結(jié) 構(gòu)矩陣。n步驟8：做出遞階有向圖。經(jīng)過上面的劃分，就可以構(gòu)成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型。圖3-13即為上節(jié)例子的系 統(tǒng)分級遞階結(jié)構(gòu)模型。圖3-13遞階有向圖至此，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型即告建成。步驟9：分析、討論。在這里，值得指出的是，對于一般工程系統(tǒng)來說，它是由許多要素根據(jù)一定 的工藝機理組合而成，這樣系統(tǒng)的鄰接矩陣不難得到。對于社會經(jīng)濟系統(tǒng)，一般 來說，可達矩陣容易得到。因為根據(jù)人們的實踐經(jīng)驗和直覺判斷，比較容易知道

29、要素門與氣有無關(guān)系，至于這種關(guān)系是直接的還是間接的，則不需十分清楚。 在這種情況下，可以通過對話形式先構(gòu)成可達矩陣，再經(jīng)過簡化和排序等處理后 即可得到結(jié)構(gòu)模型。然后，在結(jié)構(gòu)模型的要素上，填入相應(yīng)的要素名稱，即為解 釋結(jié)構(gòu)模型。3.2.4解釋結(jié)構(gòu)模型的應(yīng)用解釋結(jié)構(gòu)模型可以用于各種變量眾多、關(guān)系復(fù)雜而結(jié)構(gòu)不清晰的系統(tǒng)分析 中，范圍涉及社會生活的方方面面，如能源問題、人口問題、社會問題、經(jīng)濟問 題等。解釋結(jié)構(gòu)模型在企業(yè)科技創(chuàng)新體系構(gòu)建上的應(yīng)用影響科技創(chuàng)新能力的因素眾多，有不可控制的外部環(huán)境因素，有 可控制的系統(tǒng)內(nèi)部因素。這些因素直接或間接地影響著企業(yè)科技創(chuàng)新 的動機、目標、戰(zhàn)略和實施，最終將影響到企

30、業(yè)核心競爭力的提高。 如何在眾多的因素中理清相互之間的關(guān)系，找出諸因素相互影響、相 互依存的邏輯框架，以利于構(gòu)建科技創(chuàng)新的指標體系和提出提高企業(yè) 科技創(chuàng)新能力的具體措施，是至關(guān)重要的。本文將采用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型 化技術(shù)，用解釋結(jié)構(gòu)模型對科技創(chuàng)新體系做一定性描述。模型的應(yīng)用提出問題。如何在龐大復(fù)雜的科技創(chuàng)新系統(tǒng)中理清主要影響 因素與次要影響因素，以及這些因素是如何關(guān)聯(lián)的，它們對企業(yè)的最 終目的起著什么作用等，繼而在這個基礎(chǔ)上，才能設(shè)置適于企業(yè)科技 創(chuàng)新的評價指標及其權(quán)重。收集和整理問題的構(gòu)成要素。首先收集大量資料，對近年來 國有企業(yè)科技創(chuàng)新的進程進行了調(diào)查和研究。以企業(yè)為中心，從它的 內(nèi)外部考慮，找

31、出了影響科技創(chuàng)新能力的一些因素。接著通過進一步 的集體分析和篩選，最后歸納出現(xiàn)階段影響科技創(chuàng)新能力的16個主 要因素。其中企業(yè)內(nèi)部因素有10個，外部環(huán)境因素有6個。設(shè)立要素間的邏輯關(guān)系，形成意識(構(gòu)思)模型。要素間的 邏輯關(guān)系用v、a、x表示，將各要素畫成方格圖，如圖1 -1所示。(e)間（時怕B1 .斜竇惟力(a)aIm)1 a)3a-lL制造能力9【時g早3.市煬蓉銷能力flKVL裘筑JE念aCal5.科技巷理能力hla】hi日3】機艮工素質(zhì)(a&*L技木設(shè)備水平a&.資會沒人能力(a)aa9, J旦熾制度（町u10.人力貧ijff管理NIt攻篥耳境312.注棒環(huán)境d評13.技木環(huán)境14.

32、社會沸作環(huán)境Xis.市場及里浦環(huán)境1$.田內(nèi)外競單對手實力其中V表示方格圖中的行要素直接影響到列要素，a表示列要素 對行要素有直接影響，x表示行列兩要素相互影響。進而根據(jù)要素間 二元關(guān)系的傳遞性，邏輯推斷出要素間各次遞推的二元關(guān)系，并用帶 括號的標識符表示。（4）對意識模型進行處理，得到可達矩陣，再進一步得到骨架 矩陣。如圖1 -2所示。I 2 3 5 B G 4 12 M 11 13 IS圖1-2企業(yè)科技創(chuàng)新要素的縮減矩陣（5）繪制多級遞階有向圖，形成遞階結(jié)構(gòu)模型。根據(jù)縮減矩陣可 繪制多級遞階有向圖，形成五級的遞階結(jié)構(gòu)模型（圖1-3）。圖1-3企業(yè)科技創(chuàng)新遞階結(jié)構(gòu)模型建立解釋結(jié)構(gòu)模型。將圖1

33、-3轉(zhuǎn)換成具有啟發(fā)性且比較直觀和 易于理解的形式，即得到影響企業(yè)科技創(chuàng)新能力因素的解釋結(jié)構(gòu)模型（圖 1 -4）。圖1-4 影響企業(yè)科技創(chuàng)新能力因素的解釋結(jié)構(gòu)模型從圖1-4可以看出，16個影響企業(yè)科技創(chuàng)新能力的主要因素可分為5 級5類。其中第I類因素是影響企業(yè)科技創(chuàng)新能力的直接因素，它從 研發(fā)、制造、市場營銷三個方面揭示了從研發(fā)技術(shù)到技術(shù)轉(zhuǎn)化，再到 實現(xiàn)利潤的目標與過程的關(guān)系；第II類因素是企業(yè)進行研發(fā)與進行 制造的基礎(chǔ)因素，即人、財、物的投入及管理水平；第III類因素反 映了企業(yè)創(chuàng)新的內(nèi)在驅(qū)動因素和企業(yè)的人文素質(zhì)，它是企業(yè)創(chuàng)新的“軟支撐”；第IV類因素為環(huán)境因素，是企業(yè)創(chuàng)新的依存點；第V類 因

34、素為企業(yè)創(chuàng)新的外在驅(qū)動因素，是企業(yè)創(chuàng)新的出發(fā)點。這5類因素 相互關(guān)聯(lián)、相互促進，構(gòu)成了對企業(yè)科技創(chuàng)新能力影響的遞解結(jié)構(gòu)關(guān) 系，為企業(yè)進行科技創(chuàng)新決策提供了邏輯思路。二、企業(yè)科技創(chuàng)新體系解釋結(jié)構(gòu)模型的應(yīng)用說明科技創(chuàng)新的動因分析市場及經(jīng)濟環(huán)境對企業(yè)科技創(chuàng)新活動的推動。在改革開放初期，我國科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ) 水平低，科技進步?jīng)]有真正納入到企業(yè)的發(fā)展機制中去，科學(xué)研究活動和生產(chǎn)經(jīng)營之間缺乏 相互需求、共生共長的有機聯(lián)系。進入20世紀90年代，通過大力發(fā)展社會生產(chǎn)力，我國已 基本上告別了短缺經(jīng)濟，正在逐步向社會主義的市場經(jīng)濟體制過渡，這為企業(yè)科技創(chuàng)新的產(chǎn) 生和發(fā)展提供了市場環(huán)境。企業(yè)會按照市場經(jīng)濟運行的要求構(gòu)

35、造企業(yè)的運行機制，市場經(jīng)濟 的競爭機制推動經(jīng)濟向更高層次的科技領(lǐng)域發(fā)展。(2 )國內(nèi)外競爭對手的實力對企業(yè)科技創(chuàng)新活動的推動。如何贏得市場，在競爭中占得 主動位置，科技創(chuàng)新是獲勝的關(guān)鍵。在市場經(jīng)濟條件下，企業(yè)參與市場競爭主要依靠兩個手 段：價格競爭和非價格競爭。采取價格競爭無論是降低成本，還是提高質(zhì)量，在現(xiàn)代社會中 都主要靠運用先進科學(xué)技術(shù)，依靠不斷進行科技創(chuàng)新來實現(xiàn)。經(jīng)濟的發(fā)展，消費層次的提高， 使得購買者的注意力并不僅僅停留在商品價格上，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使得企業(yè)與消費者能夠 更有效地從商品自身構(gòu)造(包括質(zhì)量、功能、商標、包裝、服務(wù)等)上區(qū)別競爭商品。外部因素分析(1)政策環(huán)境。這些基本政策

36、包括產(chǎn)業(yè)政策，稅收政策，政府訂貨及補貼政策等。政策 環(huán)境不僅決定企業(yè)科技創(chuàng)新的方向，而且也是企業(yè)進行人力資源管理的生命。企業(yè)應(yīng)該在政 策的允許范圍內(nèi)，積極主動地開展科技創(chuàng)新活動，變消極等待為主動追求。(2 )法制環(huán)境。上述政策因素對企業(yè)的創(chuàng)新行為有著直接的影響，但一般說來，政府主 要是通過制定一些法律法規(guī)來間接地影響企業(yè)的活動。為了促進和指導(dǎo)企業(yè)科技創(chuàng)新活動的 發(fā)展，國家頒布了專利法、商標法、著作權(quán)法、技術(shù)成果轉(zhuǎn)化法、企業(yè)法、知 識產(chǎn)權(quán)保護法和科學(xué)技術(shù)成果獎勵條例等法律。此外，國家還有對工業(yè)污染程度的規(guī) 定，衛(wèi)生要求，產(chǎn)品安全要求的規(guī)定等。這些法律法規(guī)對企業(yè)的科技創(chuàng)新活動既有鼓勵促進 和保護成

37、果的作用，也有一定的約束和限制的作用。(3 )技術(shù)環(huán)境。技術(shù)環(huán)境是企業(yè)進行科技創(chuàng)新活動時進行規(guī)模選擇、方向選擇和時機選 擇的主要依據(jù)，這里的技術(shù)包括產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)和管理技術(shù)。技術(shù)環(huán)境主要從兩方面影響企業(yè) 的創(chuàng)新活動。一方面，技術(shù)革新為企業(yè)創(chuàng)造了機遇。另一方面，新技術(shù)的出現(xiàn)也使企業(yè)面臨 挑戰(zhàn)。技術(shù)進步會使社會對企業(yè)產(chǎn)品和服務(wù)的需求發(fā)生重大變化。競爭對手的進步可能使本 企業(yè)產(chǎn)品或服務(wù)陳舊過時，從而失去競爭力。(4)社會協(xié)作環(huán)境。協(xié)作環(huán)境為企業(yè)科技創(chuàng)新的發(fā)展提供可靠的服務(wù)，尤其是關(guān)鍵的核 心技術(shù)可以充分發(fā)揮高等院校和科研院所的人才優(yōu)勢與信息優(yōu)勢，也可以借助于技術(shù)咨詢和 中介服務(wù)機構(gòu)。同發(fā)達國家相比，我

38、國現(xiàn)有的創(chuàng)新系統(tǒng)中的中介機構(gòu)和技術(shù)咨詢服務(wù)體系還 很薄弱，難以為企業(yè)科技創(chuàng)新能力的提高提供良好的社會協(xié)作環(huán)境。我們應(yīng)當學(xué)習(xí)和借鑒國 外的有益經(jīng)驗，創(chuàng)造性地發(fā)展和推動各種中介服務(wù),并不斷提高服務(wù)質(zhì)量，完善和提高中介服 務(wù)機構(gòu)的功能。企業(yè)內(nèi)部因素分析(1)企業(yè)組織制度。企業(yè)組織制度是最基礎(chǔ)同時也是最重要的企業(yè)制度之一，它是對企 業(yè)的內(nèi)部機構(gòu)設(shè)置、經(jīng)營管理權(quán)劃分、各部門之間的關(guān)系處理進行安排的制度。企業(yè)在進行 科技創(chuàng)新的同時，也要進行組織制度的創(chuàng)新，科技創(chuàng)新和制度創(chuàng)新在企業(yè)創(chuàng)新活動中始終是 相輔相成的。一個合理完善的組織制度，是可以促使領(lǐng)導(dǎo)作出重大的科技創(chuàng)新決策。組織制 度連同決策層意識可以影響企業(yè)的科技