一种基于改进的解释结构模型法的系统模型构建方法技术方案

技术编号:13680090 阅读:101 留言:0更新日期:2016-09-08 07:59
本发明专利技术公开了一种基于改进的解释结构模型法的系统模型构建方法。使用本发明专利技术能够确保系统的解释结构模型能够准确、客观、充分的描述系统的现实结构和系统中各要素的关联关系,提高系统结构分析的效益,提升系统结构模型的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及系统工程管理
,具体涉及一种基于改进的解释结构模型法的系统模型构建方法
技术介绍
任何系统都是由多个有机联系、相互作用的要素组成的,是具有特定功能与结构的整体。结构即组成系统诸要素之间相互关联的方式。许多大型工程项目和现代企业都是大型复杂系统,具有要素及层次众多、结构复杂的特点。在研究和解决这类系统问题时,需要通过建立系统的结构模型,进行系统的结构分析,以获得对系统问题全面和本质的认识。结构模型是定性表示系统构成要素及其相互关联情况的模型。结构模型化是建立系统结构模型的过程,其内容一般包括:对系统目的和功能的认识,系统构成要素的选取,对要素间的联系及其层次关系的分析,系统整体结构的确定及其解释。该过程注重表现系统要素之间相互作用的性质,是准确认识把握复杂系统问题、建立问题相关的数学模型、进行定量分析的基础。解释结构模型法(Interpretative Structural Modeling,ISM)是一种系统工程建模方法,是最具特色的系统结构模型化技术。其特点是把复杂的系统分解为若干要素,利用实践经验和知识,将系统构建成一个多级递阶的结构模型。ISM的优势是可以把模糊的思想转化为有良好结构关系的模型,适用于变量众多、关系结构复杂的系统建模。ISM的基本思路是提取系统问题的构成要素,利用有向图、矩阵等工具,对要素及其相互关系等信息进行处理,明确问题的层次和整体结构,提高对问题的认知和理解程度。ISM建模过程中要对可达矩阵中的强连通要素进行缩减处理,即对各行与各列完全相同的要素,选择其中一个要素代表其他要素,不参与结构模型的构建。这样处理会产生以下问题:(1)在实际系统中,强连通要素中的各要素不一定可以被其中一个要素代表;(2)强连通要素中被缩减的要素不能参与结构模型的构建,该要素的级间关系,包括向上与可达要素的关系,向下与前因要素的关系被完全忽略。显然,由于要素被缩减,其对系统的影响关系也被忽略。该要素在系统中的作用和位置不能充分表达。最终会导致系统结构模型产生误差,不能充分客观地反映现实系统,违背系统建模与分析的初衷。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术提供了一种基于改进的解释结构模型法的系统模型构建方法,通过对强连通要素进行处理,使其保留其级间关系,充分反映其对整个系统的影响。一种基于改进的解释结构模型法的系统模型构建方法,采用如下步骤:步骤1:组建小组,定义为ISM小组:ISM小组的成员由与系统相关的组织和技术专家组成;步骤2:设定关键问题:从系统相关组织或工程项目的技术或管理需求出发,设定一个关于系统建模的目标与核心的关键问题;步骤3:分析确定构成系统的要素关系:通过需求分析与存在问题分析,选取导致关键问题的要素;并形成要素集合S={S1,S2,…,Si,…,Sj,…,Sn本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种基于改进的解释结构模型法的系统模型构建方法,其特征在于,采用如下步骤:步骤1:组建小组,定义为ISM小组:ISM小组的成员由与系统相关的组织和技术专家组成;步骤2:设定关键问题:从系统相关组织或工程项目的技术或管理需求出发,设定一个关于系统建模的目标与核心的关键问题;步骤3:分析确定构成系统的要素关系:通过需求分析与存在问题分析,选取导致关键问题的要素;并形成要素集合S={S1,S2,…,Si,…,Sj,…,Sn},每一个要素用对应的符号Si代表,n为要素的个数;步骤4:建立可达矩阵:ISM小组成员对要素集合S中的每个要素进行分析,判断要素集合S中的任意要素Si是否导致要素Sj发生;若发生,则可达值为1,;否则可达值为0;之后,根据获得的可达值,建立可达矩阵M0;步骤5:列出要素集合S中的任意要素,定义为要素Sj相对于要素集合中的任意要素,定义为要素Si的可达集R(Si),前因集A(Si)、共同集T(Si)、起始集B(Si)和终止集E(Si);步骤6:利用区域划分,检验步骤4中的所确定的要素之间的相关性是否正确:求解步骤5中获得的可达集和前因集的交集;若不为空集,则说明步骤4中的所确定的要素之间的相关性正确,执行步骤7;若为空集,则判定步骤4中的所确定的要素之间的相关性错误,返回步骤4,重新确定的要素之间的相关性;步骤7:层级划分:S71、将步骤5中求解得到的最高集E(Si)中包含的元素选出并从要素集合S中删除;按照要素S的下角标的大小依次排列,形成矩阵,并将矩阵定义为第LK级矩阵;S72、根据最高集要素的公式,获得要素集合S中剩余要素的最高级,并划分出下一集矩阵,直至将集合S中的所有要素均划分出为止;步骤8:强连通区域处理:根据步骤7中划分的层级LK,按照下角标K的大小顺序进行排列,重新建立可达矩阵M1;并在可达矩阵M1中挑选出所有强连通要素;将所有强连通要素的n阶方阵以其单位矩阵代替,得到新的保留强连通要素的三角可达矩阵M2;步骤9:建立结构模型:根据可达矩阵M2建立系统结构模型:首先根据K的个数,从上之下依次排列K行;每一行代表一层;之后,以步骤7中的层间划分为依据,将每一层LK中包含的要素在第K层对应的列举出;然后,根据可达矩阵M2的可达关系,以最下层作为起始层,对起始层中的要素向上层要素连接有向线段;最后,将所有出现的越级线段删除;步骤10:建立解释结构模型:根据步骤9建立的结构模型,将步骤3中设定的要素替代其对应的要素符号,完成解释结构模型;并根据获得的解释结构模型进行分析,依据此采取相应的解决措施。...

【技术特征摘要】
1.一种基于改进的解释结构模型法的系统模型构建方法,其特征在于,采用如下步骤:步骤1:组建小组,定义为ISM小组:ISM小组的成员由与系统相关的组织和技术专家组成;步骤2:设定关键问题:从系统相关组织或工程项目的...

【专利技术属性】
技术研发人员:周倜顾长鸿金柏冬吴伟仁刘鼎唐玉华张哲程海龙
申请(专利权)人:中国航天标准化研究所探月与航天工程中心
类型:发明
国别省市:北京;11

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