系统工程结构模型课件.ppt

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1、1第三章系统模型与模型化2一、概述1.基本概念及意义模型——对现实系统抽象表达的结果。应能反映（抽象或模仿）出系统某个方面的组成部分（要素）及其相互关系。模型化——构建系统模型的过程及方法。要注意兼顾到现（真）实性和易处理性。3意义及特点：对系统问题进行规范研究的基础和标志；经济、方便、快速、可重复；经过了分析人员对客体的抽象，因而必须再拿到现实中去检验。42.模型的分类与模型化的基本方法模型的分类：A——概念模型A1（思维或意识模型A11;字句模型A12;描述模型A13）符号模型A2（图表模型A21;数学模型A22）仿真模型A3形象模型A4（物理模型A41;图像模型A42）

2、类比模型A55（1）对象：用推理法难以建模的复杂的白箱系统；（2）方法：利用不同事物具有的同型性，建造原系统的类似模型。例3-1：机械系统的电路类似模型在机械系统与电路系统分别用推理法建造出数学模型（用微分方程描述的动力学方程）以后发现，它们具有同型性（即具有相似的数学描述并在参数上一一对应，其运动也都具有振荡的特性），因此，电路系统可以认为是机械系统的一种类似模型，反之亦然。类似模型_类似法系统的数学模型：M•d2x/dt2+D•dx/dt+Kx=F(t)L•d2q/dt2+R•dq/dt+(1/C)•q=E(t)变量及参数（属性）：距离x电荷q速度dx/dt电流dq/dt

3、外力F(t)电压E(t)质量M电感L阻尼系数D电阻R弹簧系数K电容C系统行为：机械振荡电振荡电路系统BE(t)CRL机械系统AKDXMF(t)7概述——模型的分类与模型化的基本方法模型化的基本方法：分析法实验方法综合法专家法或老手法83.建模一般过程（1）明确建模目的和要求；（2）弄清系统或子系统中的主要因素及其相互关系；（3）选择模型方法；（4）确定模型结构；（5）估计模型参数；（6）对模型进行实验研究；（7）对模型进行必要修正。物流仿真方法物流仿真技法的应用－AutoMod仿真物流仿真技法的应用－绿色食品配送中心仿真演示物流仿真技法的应用－Haier配送中心出入库作业仿真

4、14常见的物流系统模型1、资源分配型模型2、存储论模型3、运输问题模型4、排队论模型5、任务分配型模型6、决策论模型7、网络计划模型8、其他模型15二.解释结构模型（ISM）（一）系统结构模型化基础1.概念结构→结构模型→结构模型化→结构分析2.系统结构的基本表达方式集合、有向图、矩阵16S={S1，S2，S3，……，Sn}二元关系：（Si，Sj）之间的关系Rij（简记为R）（影响、因果、包含、隶属以及比较关系）三种情况：注意：强连接关系：既有，又有二元关系具有传递性二元关系集合Rb（1）系统结构的集合表达17例：某系统由七个要素（S1，S2，…，S7）组成。经过两两判断认为

5、：S2影响S1，S3影响S4，S4影响S5，S7影响S2，S4和S6相互影响。这样，该系统的基本结构可用要素集合S和二元关系集合Rb来表达，其中：S={S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7}Rb={（S2，S1），（S3，S4），（S4，S5），（S7，S2），（S4，S6），（S6，S4）}18（2）系统结构的有向图表达有向图主要有节点和连接各节点的有向弧（箭线）组成。用节点表示系统的单元，单元之间的关系则用箭线来表示。132419例：一个孩子的学习问题1.成绩不好2.老师常批评3.上课不认真4.平时作业不认真5.学习环境差6.太贪玩7.父母常打牌8.父母不管9.朋友不

6、好10.给很多钱11.缺乏自信356789104121120邻接矩阵用来表示有向图中各单元之间的直接连接状态的矩阵A。设系统S共有n个单元S={s1,s2,…,sn}则其中（3）系统结构的矩阵表达21邻接矩阵的特点矩阵元素按布尔运算法则进行运算。与有向图一一对应。例：一个4单元系统的有向图和邻接矩阵。132422可达性矩阵若D是由n个单元组成的系统S={s1,s2,…,sn}的有向图，则元素为的n×n矩阵M，称为图D的可达性矩阵。可达性矩阵标明所有S的单元之间相互是否存在可达路径。23可达性矩阵的计算方法则24例：故25（二）ISM解释结构化模型技术26（1）建立递阶结构模型

7、的规范方法建立反映系统问题要素间层次关系的递阶结构模型，可在可达矩阵M的基础上进行，一般要经过区域划分、级位划分、骨架矩阵提取和多级递阶有向图绘制等四个阶段。这是建立递阶结构模型的基本方法。现以例3-1所示问题为例说明：某系统由七个要素（S1，S2，…，S7）组成。经过两两判断认为：S2影响S1，S3影响S4，S4影响S5，S7影响S2，S4和S6相互影响。这样，该系统的基本结构可用要素集合S和二元关系集合Rb来表达，其中：S={S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7}Rb={（S2，S1），（S3，