第三讲 系统模型与
模型化
?概述
?解释结构模型（ ISM）
?状态空间模型（ SS）
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。
概述
? 模型化 —— 构建系统模型的过程及方法。
要注意兼顾到现实性和易处理性。
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,,思想, 或, 政策,
试验；
? 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。
概述
2.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）
类比模型 A5
概述 —— 模型的 分类 与模型化的基本方法
B—— 分析模型 B1[通常用数学关系式表达 ]
仿真模型 B2[主要基于“计算机导向” ]
博弈模型 B3[主要基于“人的行为导向” ]
判断模型 B4[基于专家调查的判断 ]
C—— 结构模型 C1
数学模型 C2
仿真模型 C3
概述 —— 模型的 分类 与模型化的基本方法
D—— 实体模型 D1（实物模型 D11;模拟模型 D12）
抽象模型或符号模型 D2（ 数学模型 D21;
结构模型 D22；
仿真模型 D23;
…… ）
概述 —— 模型的 分类 与模型化的 基本方法
模型化的基本方法,
? 机理法或分析方法（ A22,B1,B3,C2,D21）
? 实验方法：拟合法 ——,理论”导向
经验法 ——,数据”导向
（ A22,B1,C2,D21）
模拟法 ——,计算机”或“实物”导
向
（ A3,A4,B2,C3,D1,D23）
? 专家法或老手法（ A21,B4,C1,D22）
? ……
概述
3.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）模型试运行；
（ 7）对模型进行实验研究；
（ 8）对模型进行必要修正。
几种典型的系统模型
1,ISM（ Interpretative Structural Modeling）
2,SS （ State Space）
3,SD （ System Dynamics）
4,CA （ Conflict Analysis）
5,新进展 —— 软计算或“拟人”方法（人工神经
网络、遗传算法等）；
新型网络技术（ Petri网等）；
……
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.系统结构表达及分析方法
理解系统结构的概念 （ 构成系统诸要素间的
关联方式或关系 ） 及其有向图 （ 节点与有向弧 ）
和矩阵 （ 可达矩阵等 ） 这两种常用的表达方式 。
系统结构模型化基础
比较有代表性的 系统结构分析方法 有,关
联树 （ 如问题树, 目标树, 决策树 ） 法, 解释
结构模型化 （ ISM） 方法, 系统动力学 （ SD）
结构模型化方法等 。
本部分要求大家主要学习和掌握 ISM方法
（ 实用化方法, 规范方法 ） 。
（二） ISM实用化方法
设定
问题
、形
成意
识模
型
找出
影响
要素
要素
关系
分析
（关
系图
）
建立可
达矩阵
(M)和缩
减
矩阵
（ M/）
矩阵
层次
化处
理
(ML/)
绘制
多级
递阶
有向
图
建立
解释
结构
模型
分析
报告
比较 /
F 学习
初步分析 规范分析 综合分析
ISM实用化方法原理图
? ISM实用化方法举例
（三） 建立递阶结构模型的规范方法
模型化
?概述
?解释结构模型（ ISM）
?状态空间模型（ SS）
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。
概述
? 模型化 —— 构建系统模型的过程及方法。
要注意兼顾到现实性和易处理性。
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,,思想, 或, 政策,
试验；
? 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。
概述
2.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）
类比模型 A5
概述 —— 模型的 分类 与模型化的基本方法
B—— 分析模型 B1[通常用数学关系式表达 ]
仿真模型 B2[主要基于“计算机导向” ]
博弈模型 B3[主要基于“人的行为导向” ]
判断模型 B4[基于专家调查的判断 ]
C—— 结构模型 C1
数学模型 C2
仿真模型 C3
概述 —— 模型的 分类 与模型化的基本方法
D—— 实体模型 D1（实物模型 D11;模拟模型 D12）
抽象模型或符号模型 D2（ 数学模型 D21;
结构模型 D22；
仿真模型 D23;
…… ）
概述 —— 模型的 分类 与模型化的 基本方法
模型化的基本方法,
? 机理法或分析方法（ A22,B1,B3,C2,D21）
? 实验方法：拟合法 ——,理论”导向
经验法 ——,数据”导向
（ A22,B1,C2,D21）
模拟法 ——,计算机”或“实物”导
向
（ A3,A4,B2,C3,D1,D23）
? 专家法或老手法（ A21,B4,C1,D22）
? ……
概述
3.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）模型试运行；
（ 7）对模型进行实验研究；
（ 8）对模型进行必要修正。
几种典型的系统模型
1,ISM（ Interpretative Structural Modeling）
2,SS （ State Space）
3,SD （ System Dynamics）
4,CA （ Conflict Analysis）
5,新进展 —— 软计算或“拟人”方法（人工神经
网络、遗传算法等）；
新型网络技术（ Petri网等）；
……
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.系统结构表达及分析方法
理解系统结构的概念 （ 构成系统诸要素间的
关联方式或关系 ） 及其有向图 （ 节点与有向弧 ）
和矩阵 （ 可达矩阵等 ） 这两种常用的表达方式 。
系统结构模型化基础
比较有代表性的 系统结构分析方法 有,关
联树 （ 如问题树, 目标树, 决策树 ） 法, 解释
结构模型化 （ ISM） 方法, 系统动力学 （ SD）
结构模型化方法等 。
本部分要求大家主要学习和掌握 ISM方法
（ 实用化方法, 规范方法 ） 。
（二） ISM实用化方法
设定
问题
、形
成意
识模
型
找出
影响
要素
要素
关系
分析
（关
系图
）
建立可
达矩阵
(M)和缩
减
矩阵
（ M/）
矩阵
层次
化处
理
(ML/)
绘制
多级
递阶
有向
图
建立
解释
结构
模型
分析
报告
比较 /
F 学习
初步分析 规范分析 综合分析
ISM实用化方法原理图
? ISM实用化方法举例
（三） 建立递阶结构模型的规范方法
