系统工程导论(常用方法).ppt
系统工程导论（常用方法）,王书宁,Tel:62783371(O),62788628(H),基本讲课内容,建模：解释性结构建模、主成分 因子、聚类,优化：K-T条件、复杂性、多目标 特殊方法、智能优化算法,决策：不确定环境下的决策 多目标决策,1、解释性结构建模方法,Interpretive StructuralModeling(ISM),1、微积分12、工程制图初步3、算法语言4、英语5、体育6、中国革命史通论27、体育28、军事理论9、普物实验110、体育3,本系的一些课程,11、当代资本主义12、普通物理实验113、电路原理114、工程数学15、数字电子技术基础16、体育417、普通物理实验218、工程基础19、体育520、电机与电力拖动基础,21、模拟电子基础22、计算机原理及应用123、电子技术课程设计24、中国特色社会主义建设概论25、计算机原理及应用226、信号与系统分析27、体育628、自动控制理论129、金工实习30、马克思主义哲学基础1,31、软件技术基础32、运筹学133、自动控制原理234、马克思主义哲学基础235、工程经济与管理36、过程检测及仪表37、计算机控制系统38、生产实习39、人工智能导论40、计算机仿真,例：工程数学对自动控制理论1有用,关系：某门课对另一门课有用,符号表示：,问题：,1、如何理清所有的关系？,2、如何表示所有的关系？,表示方法：（一组项目优劣关系）骨架图,国民收入,人均消费水平,吨水产值,吨能产值,全市总人口,市区人口,老龄人口比例,就业率,科技作用比例,大学生培养能力,人均居住面积,市区道路密度,公交客运量,电话普及率,货运量,综合环境污染指数,宏观经济发展,资源利用率,人口发展情况,科教发展水平,城市基础设施发展水平,环境质量水平,经济发展水平,社会发展水平,城市建设水平,城市综合发展,一个人际关系系统,任务：,确定系统的骨架图,问题的一般描述,给定 一组变量 一种关系（有传递性）,前提：,1.1、适合计算机处理的方法,基本数据,结果,计算机,（邻接矩阵）,（求可达矩阵，层次划分）,（骨架图）,1.1.1、有向图和邻接矩阵,1+1=11+0=10+1=10+0=0,11=110=001=000=0,矩阵乘矩阵加,邻接矩阵运算规则,A2的元素为1，相应变量间有二次通道A2的元素为0，相应变量间无二次通道,A3的元素为1，相应变量间有三次通道A3的元素为0，相应变量间无三次通道,=,Ak的元素为1，在相应元素间有k次通路Ak的元素为0，在相应元素间无k次通路,K不断增加，Ak会怎样？,结论,A4的非对角线上没有首次为1的元素,n个变量的邻接矩阵A，当k大于或等于n后，Ak的非对角线上不会有首次为1的元素。,结论,意义,研究变量间有无通道，只需看,在任何节点不重复，最长通道n-1,简单证明：,去掉环后的通道还是完整的通道,若通道长大于n-1，通道中必有环,只要变量间存在通道，R的相应元素为1若变量间不存在通道，R的相应元素为0,1.1.2、可达矩阵,结论,简单证明：,m为满足下式的最小正整数,推论,证明,若,1.1.3、层次划分,顶层,三层,二层,顶层,三层,除了彼此互通的变量，不达到其它变量,不达到其它变量（收点）,所达到的变量都是能够达到它的变量,E(i)表示变量i能达到的变量的集合F(i)表示能达到变量i的变量的集合,结论,变量i是顶层变量当且仅当其所达到的变量都是能够达到它的变量,人际关系系统的可达矩阵,E(1)=1,2,3,5,6,8 F(1)=1,4,6,7,否,E(2)=2,3,8 F(2)=1,2,3,4,6,7,8,否,是,E(3)=2,3,8 F(3)=1,2,3,4,6,7,8,否,是,是,E(4)=1,2,3,4,5,6,8 F(4)=4,7,否,是,是,否,否,是,是,否,是,否,否,是,1 4 6 7,1467,1 4 6 7,1467,E(1)=1,6 F(1)=1,4,6,7,是,1 4 6 7,1467,E(4)=1,4,6 F(4)=4,7,是,否,1 4 6 7,1467,是,否,是,否,顶层,四层,二层,三层,确定相邻两层变量间的关系,顶层,四层,二层,三层,确定各层变量间的关系,顶层,四层,二层,三层,没有其它变量达到它（发点）,能达到它的都是它能达到的变量,E(i)表示变量i能达到的变量的集合F(i)表示能达到变量i的变量的集合,结论,变量i是底层变量当且仅当能够达到它的变量都是其能达到的变量,层次定义可能与方法有关,第三层,第二层,不连通的情况,一二三层,五六七层,或,关于基本数据矩阵的讨论,只要基本数据矩阵正确，并且包含了邻接矩阵的全部信息，即可用前面的方法确定骨架图,但在这种情况下不能确定变量间有几次通道,1.2、适合手工处理的方法,选择参考变量将有关变量逐个和参考变量比较对有关变量分类逐步分析确定可达矩阵和骨架图,案例（72页）,1、选择项目1为参考变量,3、确定可达矩阵的部分元素,A B 1 C D,AB1 CD,4、确定对角块元素,最后，判断8能否达 7，9能否达 8,2）确定,3）确定,5、确定非对角块元素,比较11和9，13和7，15和13或17和11有效,最终可以直接得到骨架图,总是优先确定对角块,在确定非对角块时要利用对角块的内部结构,基本规则,组成小组界定问题筛选变量确定可达矩阵确定骨架图解释模型,应用ISM法的基本步骤,所考虑的变量间的关系应满足传递性,应用ISM法的基本前提,
