第二章系統(tǒng)分析與評(píng)價(jià)課件

第二章系統(tǒng)分析與評(píng)價(jià)系統(tǒng)分析概述系統(tǒng)分析的定義系統(tǒng)分析的要素系統(tǒng)分析的步驟系統(tǒng)的模型化系統(tǒng)模型的概念系統(tǒng)模型的分類與作用建立系統(tǒng)模型的原則和方法系統(tǒng)的評(píng)價(jià)系統(tǒng)評(píng)價(jià)的概念單目標(biāo)價(jià)值的系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法多目標(biāo)綜合價(jià)值評(píng)價(jià)方法一、系統(tǒng)分析概述1.系統(tǒng)分析的定義廣義：系統(tǒng)工程的同義語狹義：系統(tǒng)工程的一個(gè)邏輯步驟，即用科

學(xué)和數(shù)學(xué)方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行研究的一種方法。系統(tǒng)分析是應(yīng)用建模、優(yōu)化、仿真等技術(shù)對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)方面進(jìn)行定量

和定性的分析，為選擇最優(yōu)的系統(tǒng)方案提供決策依據(jù)的分析研究過程。系統(tǒng)分析的工具是電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分析的主要方法是最優(yōu)化方法，如：規(guī)劃論、圖論、排隊(duì)論等。系統(tǒng)分析2.系統(tǒng)分析的要素蘭德公司的系統(tǒng)分析人員，曾對(duì)系統(tǒng)分析所要解決的問題作過如下的論述：要明確系統(tǒng)希望達(dá)到的目的和目標(biāo)。確定要達(dá)到的目的和目標(biāo)所需的各種裝備和技術(shù)條件。要計(jì)算各種替代方案所需的費(fèi)用和能獲得的經(jīng)濟(jì)效益。建立各種替代方案及其相應(yīng)的模型。根據(jù)有關(guān)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等設(shè)計(jì)價(jià)值系統(tǒng)，確定評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。根據(jù)這些系統(tǒng)分析需要解決的問題，后來人們總結(jié)出系統(tǒng)分析的要素：目的和目標(biāo)、替代方案、模型、費(fèi)用和效益、評(píng)價(jià)準(zhǔn)則、結(jié)論系統(tǒng)分析要素結(jié)構(gòu)圖目標(biāo)模型A1A3A2A5A4研究可行方案效果（+）

+費(fèi)用（-）

-

評(píng)價(jià)準(zhǔn)則A1A2A4A5評(píng)

價(jià)A3結(jié)論3.系統(tǒng)分析的步驟界定問題確定目標(biāo)提出方案建立模型分析效果綜合評(píng)價(jià)決策滿意否是否二、系統(tǒng)模型化1.系統(tǒng)模型的定義系統(tǒng)模型是一個(gè)系統(tǒng)某一方面本質(zhì)屬性的描述，它以某種確定的形式（如：文字、符號(hào)、圖表、數(shù)學(xué)公式等）提供關(guān)于該系統(tǒng)的知識(shí)。注：對(duì)同一個(gè)系統(tǒng)根據(jù)不同的研究目的，可以建立不同的系統(tǒng)模型；另一方面，同一種模型也可以代表多個(gè)系統(tǒng)。例如：y

=k

x(k為常數(shù))幾何上：代表一條通過原點(diǎn)的直線代數(shù)上：代表比例關(guān)系設(shè)k=π，x代表直徑，則y

表示圓周長設(shè)k

表示彈性剛度，x表示伸長量，則y

表示彈簧力大小設(shè)k=a表示加速度，x=m

代表質(zhì)量，則y

表示物體所受外力的大小2.系統(tǒng)模型的特征系統(tǒng)模型反映著實(shí)際系統(tǒng)的主要特征，但它又高于實(shí)際系統(tǒng)而具有同類問題的共性。一般說來，一個(gè)適用的系統(tǒng)模型應(yīng)該具有如下三個(gè)特征：①它是現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的抽象或模仿；②它是由反映系統(tǒng)本質(zhì)或特征的主要因素構(gòu)成的；③它集中體現(xiàn)了這些主要因素之間的關(guān)系。3.系統(tǒng)模型的分類抽象模型實(shí)物模型原樣模型相似模型模擬模型圖式模型數(shù)學(xué)模型實(shí)體模擬模型計(jì)算機(jī)模擬模型系統(tǒng)種類繁多，作為系統(tǒng)的描述——系統(tǒng)模型的種類也是很多的。主要介紹常用的幾種系統(tǒng)模型及基本的分類法。模

型系統(tǒng)模型的另一種分類方法有時(shí)將系統(tǒng)模型分為物理模型、文字模型、和數(shù)學(xué)模型三大類。系統(tǒng)模型物理模型數(shù)學(xué)模型文字模型比例模型相似模型網(wǎng)絡(luò)模型圖表模型邏輯模型解析模型現(xiàn)

實(shí)實(shí)

體系

模統(tǒng)

型系統(tǒng)模型的其他分類方法分類原則模型種類1按建模材料不同抽象模型、實(shí)物模型2按與實(shí)體的關(guān)系形象、類似、數(shù)學(xué)3按模型表征信息的程度觀念性、數(shù)學(xué)、物理4按模型的構(gòu)造方法理論、經(jīng)驗(yàn)、混合5按模型的功能結(jié)構(gòu)、性能、評(píng)價(jià)、最優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)6按與時(shí)間的依賴關(guān)系靜態(tài)、動(dòng)態(tài)7按是否描述系統(tǒng)內(nèi)部特性黑箱、白箱8按模型的應(yīng)用場(chǎng)合通用、專用4.系統(tǒng)模型的作用直觀和定量經(jīng)濟(jì)上考慮（成本低）便于抓住問題的本質(zhì)特征便于優(yōu)化能夠模擬試驗(yàn)5.建立系統(tǒng)模型的主要方法直接分析法（推理法）系統(tǒng)模擬法數(shù)據(jù)分析法（統(tǒng)計(jì)分析法）試驗(yàn)分析法混合法三、系統(tǒng)的評(píng)價(jià)1.系統(tǒng)評(píng)價(jià)概述系統(tǒng)評(píng)價(jià)的復(fù)雜性系統(tǒng)評(píng)價(jià)的定義所謂系統(tǒng)評(píng)價(jià)，就是評(píng)定系統(tǒng)備選方案的價(jià)值，也就是利用模型和各種資料，根據(jù)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、

環(huán)境等方面的客觀要求，從系統(tǒng)整體出發(fā)，分析

對(duì)比各備選方案，權(quán)衡個(gè)方案的利弊得失，并考

慮成本與效益的關(guān)系，選出最佳方案的過程。2.系統(tǒng)評(píng)價(jià)的方法（1）單目標(biāo)價(jià)值評(píng)價(jià)方法a.模糊評(píng)分法（專家打分法）b.兩兩比較法0-1打分法0-4打分法多比例打分法備注：“良”得3分，“可”得2分，“差”得1分a.模糊評(píng)分法（專家打分法）操樣機(jī)Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ作者1差可差可良2良差差差可3可差良可差4可可良可可5差差可可可6可可良可可7差差可良可8可可可可良9良可良良良10差可可良良11可可差良可單目標(biāo)價(jià)值評(píng)價(jià)方法（續(xù)）aij=1, 當(dāng)方案i

比j

優(yōu)時(shí)；0, 當(dāng)方案i

比j

劣時(shí)；—, 當(dāng)方案i=j

時(shí)b.

兩兩比較法（1）0-1打分法設(shè)有n

種方案，排成一個(gè)n×n

的方陣，其元素為：0-1打分法實(shí)例方方案j案iⅠⅡⅢⅣⅤ得分Ⅰ—11013Ⅱ0—1012Ⅲ00—011Ⅳ111—14Ⅴ0000—0∑10b.

兩兩比較法（續(xù)）aij=

3，aji=1,aij=

aji=2,當(dāng)方案i

比j

稍微優(yōu)越時(shí)；當(dāng)方案i、j同等優(yōu)越時(shí)時(shí)（2）0-4打分法設(shè)有n

種方案，排成一個(gè)n×n

的方陣，其元素為：aij=4，aji=0

,當(dāng)方案i

比j

顯著優(yōu)越時(shí)；0-4打分法實(shí)例方方案j案iⅠⅡⅢⅣⅤ得分Ⅰ—43029Ⅱ0—4138Ⅲ10—146Ⅳ433—313Ⅴ2101—4∑40多比例打分法實(shí)例方方案j案iⅠⅡⅢⅣⅤ得分Ⅰ—10.80.10.52.4Ⅱ0—0.90.30.61.8Ⅲ0.20.1—0.20.91.4Ⅳ0.90.70.8—0.83.2Ⅴ0.50.40.10.2—1.2∑10（2）多目標(biāo)價(jià)值綜合評(píng)價(jià)方法a.平均值法指標(biāo)Fj方案AiF1F2…Fn綜合評(píng)價(jià)值ViA1v11v12…v1nV1A2v21v22…v2nV2Amvv…vVb.加權(quán)法指標(biāo)FjF1

F2

…

Fn綜合評(píng)價(jià)值Vi權(quán)重aja1

a2

…

an方案AiA1

A2v11

v12v21

v22……v1nv2n實(shí)例評(píng)價(jià)值目標(biāo)性能成本

進(jìn)度

可靠性動(dòng)力消耗綜合評(píng)價(jià)值方案a1=0.4a2=0.3a3=0.1a4=0a5=0.2A1523850727852.8A2786446543461.8A3442256608045.8c.效益成本法在系統(tǒng)評(píng)價(jià)中，把所有的評(píng)價(jià)指標(biāo)分兩類：一類是效益，一類是成本。將個(gè)方案的效益與成本分別計(jì)算后，再比較效益/成本，就可以評(píng)價(jià)方案的優(yōu)劣。效益/成本愈大，方案愈好。例、某廠為擴(kuò)大生產(chǎn)，準(zhǔn)備新建一廠房。為此提出三個(gè)方案，如下表所示，請(qǐng)用效益成本法對(duì)三個(gè)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。序號(hào)指標(biāo)單位第1方案第2方案第3方案1造價(jià)萬元10086752建成年限年5433建成后需流動(dòng)資金萬元45.833.338.54建成后發(fā)揮效益時(shí)間年1010105年產(chǎn)值萬元2601962206產(chǎn)值利潤率%121512.5指標(biāo)單位方案1方案2方案3總利潤額萬元312294275全部投資額萬元145.8119.3113.5利潤高于投資的余額萬元166.2174.7161.5投資利潤率%214246242從表中可以看出，第二方案是最優(yōu)的。d.羅馬尼亞選擇法首先，標(biāo)準(zhǔn)化（即無量鋼化處理）。把表征各指標(biāo)的具體數(shù)值化為以100分為滿分的分?jǐn)?shù)。標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)，分別從各指標(biāo)去比較方案的得分，最好的方案得100分，最差的方案得1分，居中得方案按下式計(jì)算得分：其中，A—最好方案指標(biāo)值，B—最差方案指標(biāo)值，C—居中方案指標(biāo)值其次，根據(jù)各指標(biāo)的重要性確定權(quán)系數(shù)。最后，用加權(quán)平均法計(jì)算各方案的總分?jǐn)?shù)。選擇總分?jǐn)?shù)最大的方案為最優(yōu)方案。序號(hào)指標(biāo)第1方案第2方案第3方案權(quán)系數(shù)1造價(jià)156.4100402建成年限150.4100403建成后需流動(dòng)資金110058.8405年產(chǎn)值100138.1306產(chǎn)值利潤率110017.580從表中可以看出，第二方案是最優(yōu)的。7環(huán)境污染程度11006720補(bǔ)充作業(yè)某廠新建工程擬定了四個(gè)方案，各方案的主要指標(biāo)如下表所示，請(qǐng)分別用效益成本法和羅馬尼亞選擇法幫助該廠領(lǐng)導(dǎo)做出正確評(píng)價(jià)和選擇。（設(shè)評(píng)價(jià)方案應(yīng)著重考慮投資收