系统工程第11讲_决策分析方法
系统工程理论与实践第11期讲解
1999年11月系统工程理论与实践第11期水力采煤生产管理专家模拟系统α孟祥瑞(淮南工业学院资源开发与管理工程系,安徽淮南232001摘要:结合大屯煤电公司孔庄煤矿的具体条件,在全面系统分析的基础上,总结大量专家经验,以高产高效为总体目标,将生产管理中的主要内容建成知识库,利用面向对象的方法,将专家系统与模拟系统集成构建专家模拟系统.根据不同生产目标,得出可靠性较高的决策值,部分结果应用于生产实际,效果明显.关键词:水力采煤;高产高效;生产管理;专家模拟系统Expert Si m u lati on System of H ydrau lic M in ingP roducti on M anagem en tM EN G X iang2ru i(H uainan In stitu te of T echno logy,H uainan232001Abstract:Con sidering realities of Kongzhuang Coal M ine,D atun Coal E lectricityCompany,the paper sum s up a large amoun t of expert’s experience on the basis of over2all system atic analysis,tak ing h igh degree of p roducti on and efficiency as the generalgoal,develop ing know ledge2base abou t con ten ts of p roducti on m anagem ent.M ean2w h ile,by m ean s of ob ject2o rien ted p rogramm ing,expert si m u lati on system is in tegratedby expert system and si m u lati on system.M uch mo re reliab le decisi on s are m ade acco rd2ing to differen t p roducti on ob jects.A nd po sitive effects are m ade after som e resu lts be2ing app lied in p ractice.Keywords:hydrau lic m in ing;h igh p roducti on and h igh efficiency;p roducti on m anage2m en t;expert si m u lati on system1引言水力采煤生产管理问题是一个复杂的、非线性、半结构化或非结构化问题.作为面对复杂多变的客观地质条件,工作地点分散且移动频繁,时空关系转变很快,机械化程度较高、生产连续性很强的水采工艺来讲,其系统的综合生产能力最终将受到薄弱环节的制约.在矿井这一复杂的大系统中,采掘生产系统是其核心部分,它的正常运转关系到煤炭生产正常、稳定和持续地进行.对于综采、高档普采等机械化采煤工艺,国内外许多学者已从不同侧面对采掘生产管理进行了大量研究,并把计算机技术引进推广,优化理论与方法亦应用到设计研究和生产管理中.但对水力采煤生产系统研究却很少,对诸多系统参数的确定,系统分析和生产计划制订等,长期以来凭借经验类比和传统的决策方法.通过紧密结合大屯煤电公司孔庄矿生产实际,在进行全面系统分析的基础上,总结大量专家经验,以高产高效为总体目标,将生产管理中主要内容建成知识库,利用面向对象的方法,将专家系统和模拟系统集成为专家模拟系统,解决水采领域半结构化或非结构化问题.根据不同产量目标,得出可靠性较高的决策值,为现场应用提供有价值的参考依据.α2水力采煤生产管理专家模拟系统ESS 的建造211系统结构本系统采用面向对象程序设计思想开发而成,以水力采煤高产高效为父类对象,包括采垛参数、落煤时间、落煤能力、产量进尺预测、顶板及瓦斯管理五个子类对象.对象既是知识的基本元素,又是问题求解的独立单元.各种类型的求解机制分布于各对象,通过对象之间的信息传递完成整个问题求解过程.在专家系统运行中,调用模拟系统,通过系统模拟检验专家系统的输出结果,从而构成整个专家模拟系统(Ex 2pert Si m u lati on System ,简称“ESS ”.1对象的表示整个系统以对象的层次结构为中心,该结构既是知识源,也是工作存储区,同时又是问题求解单元的集合.系统将问题求解中涉及的概念、实体等表示为对象,如图1所示.图1对象的层次结构与对象的组成类1类2实例方法规则槽子类超类类名落煤时间采垛参数落煤能力水力采煤高产高效各对象以它们之间的超类、子类和实例的关系形成一个层次网络.对象的各个“槽”记录着对象的有关属性,涉及该对象的操作记录在“方法”中,对象的有关规则记录在“规则”中.“槽”和“方法”中的内容都具有继承性.系统采用多重继承的方式,即一个对象可以有多个超类,采用多重继承可以更大程度地提高信息共享.例如,水采生产管理中很重要的一个内容是确定合理的采垛参数,它既需要定量计算,也需要有关专家经验,能够根据煤层条件及设备参数选择合理的采垛尺寸.对象的层次结构表示如图2所示.图2采垛参数对象的层次结构18~2016~1814~1612~147m 6m 5m 4m 70~7565~7060~65开采眼间距冲采角最小掐枪步距采垛参数每个对象的方法和规则都封装在对象之中,对象中方法的启动只能通过对象之间的信息传递.对象中涉及的方法可以是规则推理,也可以是任何求解功能,如对关系数据库dBA SE 或Foxbase 的访问,模拟神经网络,以及用户编程定义的过程等.由于对象的封装性,各类型的求解操作不会互相干扰.2方法和规则的表示方法是一个程序块封装在对象之中,其编写格式为:24系统工程理论与实践1999年11月functi on :(类型(方法{参数}{语句}end (方法名方法的类型分“Pub lic ”和“P rivate ”.前者表示该方法可被子类对象调用,后者只能由本对象调用.语句部分就是方法的定义体.为定义方法,系统提供了一种程序设计语言O ECL ,以供使用.系统开始工作时,在第一个对象中查找方法“m ain ”并执行之.如果有多个方法需要执行,则方法名应为“m ain 1”,“m ain 2”,...,系统按顺序执行之.方法类型“P rivate ”一般与“a _demon ”或“m _demon ”槽对应,由方法求值后再返回槽为“a _demon ”的属性.从目前用于专家系统的知识表达的方法来看,基于规则的表示是一种最常用的方式.一个对象中可以列有多条规则,规则的形式为:ru le :[规则名]if 前提子句then 结论子句其中,规则名可以省略,不同的规则也可以有相同的规则名.前提子句有两种型式:型式1:[and ](对象is (对象名型式2:[and ]属性of (对象(关系(值型式1的前提子句中,对象为规则变量,前提子句的功能是将对象名赋给该变量.规则变量以问号“?”开头的是局部变量,其值只在该规则的执行过程中有效.型式2的前提子句中,对象可以是具体的对象名,也可以是规则变量,该变量的值由型式1的前提子句赋予.关系可以是“is ”或“isn’t ”表示是与不是.若对象的属性值为数字,关系还可为“=”、“>”、“<”、“<>”.值可以有多个,彼此之间用“o r ”连接.值既可以是数字和词汇,也可以是规则变量.3数据库的建立及访问专家系统中最重要的组成部分之一是数据库,它既可作为独立的对象,也可用来收集关于咨询过程获取的数据信息,记录中间结果.利用dBA SE 或Foxbase ,首先建立了原始生产记录表(见表1,故障时间表(见表2和统计表(见表3及可靠度计算表(见表4.表1原始生产记录表日期班次开始时间停枪时间停枪原因煤层号rq bc starti m e finish ti m e cause m list DC 2N 5.2N 5.2C 6N 23D 2date 日期型;C 2charactic 字符型;N 2num ber 数字型,以下同. 表2故障时间表高压泵溜槽水枪振动筛煤水仓信号电器顶板供水管路ybt lct sqt zct m ct xh t dbt glt N 6.2 N 6.2N 6.2N 6.2N 6.2N 6.2N 6.2N 6.2表3统计表班内检修时间落煤生产时间故障时间改面时间交接时间总计jxt l m t gzt gm t jjt to tal N 7.2N 7.2N 7.2N 7.2N 7.2N 8.2表4可靠度计算表名称平均故障时间平均运行时间可靠度nam e M TBM M TBF A i C 6N 8.4N 8.4N 6.434第11期水力采煤生产管理专家模拟系统44系统工程理论与实践1999年11月对数据库进行访问操作,则由以下函数实现:1openfile(〈文件〉,〈类型〉打开文件,文件的存取方式由类型指定.2clo sefile(〈文件〉关闭文件,结束访问.3getdata(〈关系数据库文件〉,〈字段名〉,〈记录号〉读取文件中由字段名和记录号指定的值,并返回之.4label(〈关系数据库文件〉,〈记录号〉若关系数据库文件中记录号指定的记录已被删除,则返回真,否则返回假.5listdb(〈文件名〉,〈字段名〉,〈记录号〉在窗口tex t0的当前光标位置上,显示文件中字段名和记录号指定的值.若〈字段名〉为all,则列出所有字段的值.6db length(〈关系数据库文件〉返回〈文件〉中的记录数目.212系统可靠度计算系统可靠性分析是生产管理中重要的一环,是进行有效落煤时间参数分析和提高水枪落煤能力的基础.其可靠度计算以对“生产原始记录表”数据库进行访问为基础,根据各种停枪原因及开、停枪时间点,分别自动统计出交接班时间、改面时间、检修时间及故障时间.然后计算出部件可靠度、系统有效度,并找出关键部件.水力采煤正规循环应是每班冲采一个或两个采垛或者两班冲采一个采垛,但由于采垛参数的不合理或因顶板冒落中途停采,造成临时换面冲采.对于改面时间的统计,只要停枪原因是由于改面或换面,就可以将下次开枪时间与本次停枪时间的差值累计.但要注意两点:一是两次停、开枪时间是否为同一班次,如果为不同班次,则为正常的两面交替开采,不属于因改面而造成的故障时间;二是在生产过程中,由于本班第一次开枪时间较晚,偶尔发生直到下班人员已到工作面但本班尚未停采的现象,这种现象亦算作改换面,只是不必停枪停泵.这一般发生在三个交接班的时间点,孔庄矿为0点、8点和16点.因此,统计改面时间的方法如下:ob ject:“ys.dbf”functi on:pub lic m ainopenfile(self,dbopenfile(“tjb.dbf”,dbpu t db length(selfin to numrepeat w ith i=1to numpu t getdata(self,班次,iin to bcpu t getdata(self,停枪时间,iin to ftpu t getdata(self,停枪原因,iin to cau seif(cau se=改换面and ft<>0.0and ft<>8.0and ft<>16.0thenpu t‘i’in to nex tpu t(nex t+1in to jpu t getdata(self,班次,jin to bc1pu t getdata(self,开始时间,jin to stif(bc1=bcthenpu t(st-ftin to gm tend ifend ifpu t (gm t +sum in to sum pu t (k +1in to kend repeat pu tdata (“tjb .dbf ”,sum ,改面时间,1pu tdata (“tjb .dbf ”,k ,改面次数,2clo sefile (self clo sefile (“tjb .dbf ”end m ain213产量进尺预测生产管理中一项重要内容是制订作业计划,而对产量与进尺的科学预测是制订生产作业计划的基础.根据研究结果,采用灰色马尔可夫预测模型对水采产量、进尺的预测较为适宜.为了将该方法应用到专家模拟系统中,首先将预测程序编译为执行文件G MM .EXE ,而后通过专家系统调用.生产历史数据记录在数据文件中,执行文件运行过程中访问该数据文件,而后输出相应预测结果.同时,考虑在煤矿生产中,地质条件的不确定性及对产量的决定性影响,在产量预测中会根据地质条件变化有一定的调整系数.灰色马尔可夫预测程序框图如图3所示.开始读取数据文件累加生成及矩阵运算Xδ(1(k +1生成模型及还原模型X δ(0(k +1残差检验误差e (k <ΕTF建立残差灰色模型状态划分计算状态转移概率矩阵输出预测值结束图3灰色马尔可夫预测程序框图数据文件根据不同采掘队分别建立,分别进行预测.一般的灰色预测是按现实时刻t =n 及过去的全体数据建模,其模型是连续的时间函数.从理论上讲,该模型可从初值一直延伸到未来任何一个时刻.不过对于现实的本征性灰系统,随着时间的推移,未来的一些扰动因素,如采矿中的煤层地质条件、设备参数变化等,将不断地相继进入系统造成影响,因此需动态地将每一个新得到的数据记入数据文件,重新建模重新预测,这便是所谓信息模型.但是,随着时间的变化,信息越来越多(如月产量月进尺每月一个信息,这样便要求计算机内存容量随着时间推移不断扩大,运算量不断增加,这从经济和技术上看显然是不合理的.此外,随着时间的推移,老的数据将越来越不适应新的情况,或者说老数据的信息意义将随时间推移而降低,因此每补充一个信息便去掉一个最老的数据,以维持数据的个数,显然是合理的.因此,所采用的数据模型是这种新陈代谢模型,具体体现在每个数据文件中,就是补充一个新数据,去掉一个老数据,用户操作较为简单方便,无须重复输入.同时,通过模糊评判矩阵计算,地质条件对产量的影响程度分为四个等级:好,一般,差,很差.其调整系数分别为1.2,1.0,0.9和0.75.214采垛参数及巷道布置优化优化采垛参数及巷道布置是以煤层条件、供水落煤设备参数和顶板稳定性为基础的,采垛参数的内容包括冲采角,最小移枪步距和工作面长度,其推理路径如图4所示.215落煤能力计算水枪生产落煤能力主要取决于现场设备参数对煤层地质条件的适应程度,其推理路径如图5所示.由此,可根据一定的产量目标及工艺水平,确定经济合理的落煤能力;亦可依当前设备状况和煤层条件,优化水枪落煤参数,以达到最佳落煤能力.216有效落煤时间参数分析影响有效落煤时间的因素主要有两大方面:一是生产系统设备可靠性;二是工艺之间的平衡.应从以54第11期水力采煤生产管理专家模拟系统图4采垛参数对象推理路径图最小移枪步距回采巷间距工作射程有效射程顶板允许暴露面积管子长度煤层裂隙水枪压力喷嘴直径顶板采深煤厚倾角漏斗式小阶段煤层条件落煤方法冲采角采垛参数图5落煤能力对象推理路径图顶板岩性采场周围情况采深煤厚夹矸脆韧性裂隙发育煤硬度矿压作用煤水比煤层条件喷嘴直径煤的水力破碎强度管阻泵压采场运输条件冲采流量水枪出口压力落煤能力下三个方面考虑提高水枪有效落煤时间:①提高每个部件可靠度从而提高整个系统有效度;②研究煤水平衡,确保煤水流畅通;③保证水采采掘平衡,从而保证退采正常进行.该对象层次结构如图6所示.图6落煤时间对象的层次结构图煤层条件掘进速度退采速度水平垂高采前掘采后掘掘进浆量冲采浆量煤水泵流量煤水仓容积煤水平衡采掘平衡系统可靠性落煤时间217顶板管理和瓦斯管理根据分析,顶板是目前孔庄矿水采生产管理最薄弱环节,瓦斯是影响水采安全生产的最不利因素.为此特在专家系统中建立一个对象,专门阐述顶板管理和瓦斯管理的定性分析、定量计算和专家经验.3“ESS ”组成及其功能311ESS 系统组成该专家模拟系统是水力采煤生产管理专家系统和模拟系统的集成,采用面向对象的程序设计的思想开发而成.程序O EC .EXE 、知识库编译文件及模拟系统构成了ESS 的基本成分.ESS 包括的主要文件如表5所示.表5O KD .EXE 知识库开发系统O EC.EXE 推理系统W S .COM 文本编辑程序ANNB .EXE 神经网络模拟程序G MM .EXE 灰色马尔可夫预测程序JJ .DA T 掘进进尺数据文件CM .EXE 采煤产量数据文件H IGH PRO .CM P 水采高产高效知识库编译文件SYST E M .CM P 系统可靠度计算编译文件FORCA ST .CM P 产量进尺预测知识库文件YS .DBF 生产原始记录表数据库文件H EAD .DA T 标题文件GRA PH .DA T显示库文件3.2ESS 系统运行环境1I BM -PC 类微机及其兼容机;2U CDO S ,CCDO S ,WM 等中文操作系统.313ESS 系统功能“ESS ”可实现以下功能:1通过对“生产原始记录”数据库文件的访问,可自动计算系统部件可靠度和系统有效度,找出系统关键环节,进行系统有效度按重要度重新分配;2根据煤层条件及开采方法,优化采垛参数和采面巷道布置;3以水力采煤高产高效为总体目标,进行有效落煤时间参数分析,进行采掘平衡和煤水平衡的定量计算和定性分析,提出有效的平衡措施,确定合理的煤水仓容积和煤水泵流量,以及在一定掘进速度下的采掘面头比、合理退采速度等;4通过系统向用户提问,根据水采生产系统的设备参数及环节能力,核定水枪落煤能力,推荐合理落煤压力和合理流量值;5调用外部文件执行过程,运用灰色马尔柯夫预测方法,对产量、进尺进行精度较高的预测,为生产作业计划的制订提供科学依据;6对目前水采生产系统的最薄弱环节顶板的管理提出专家级的管理措施;7在对瓦斯涌出定量计算的基础上,确定其对产量、水枪有效落煤时间的约束程度,提出综合防治方法.4水力采煤生产管理专家模拟系统ESS 应用实例根据大屯煤电公司孔庄矿生产实际,应用ESS 进行水采高产高效的生产管理决策咨询.首先系统向用户提问,获取基本煤层地质条件和生产技术条件后,即可利用知识库中专家经验进行定性分析和定量计算.系统依次提问如表6所示.1请问目前开采深度为多少米?选择:<200,200-400,400-6002请选择所咨询的煤层号:选择:7#,8#,其它3您对水采年产量的期望是:选择:50万t,60万t,70万t,80万t4该矿水采面落煤方法是:选择:走向小阶段式,倾斜漏斗式5请问水采面回采顺槽长度为多少米?选择:80-100,100-120,60-80,120-140 6请问工作面煤水溜槽波度为多少?输入一个数.7该煤层裂隙发育情况是:选择:中等发育;发育;不发育8该煤层的脆韧性是:选择:较脆;脆;韧9请问煤层硬度普氏系数是多少?输入一个值.10煤层有无夹矸:选择:有;没有11请选择煤层顶板类别:选择:中等稳定;坚硬顶板;松软顶板12请问煤水提升方式是:选择:一次提升;分级提升在不同年产量(50万t a、60万t a、70万t a、80万t a的目标下,根据孔庄矿生产实际情况,利用“人2机”交互方式逐一回答系统提问,分别对7#、8#煤层的合理采垛参数、落煤能力及落煤时间提出建议.经过规则匹配和推理机推理,最后系统得出结论如表7所示.表7不同产量目标下的落煤时间及落煤能力分析计算表产量目标煤层落煤能力落煤压力合理流量落煤时间退采速度面头比煤水泵煤水仓507#1501453305.511.432.68#1301602703.07.411.2全矿1408.53.8510280607#160145350613.723.38#14018029048.881.5全矿150104.8530300707#1701453707.515.693.78#1451803005.010.161.8全矿16012.55.5560310807#1851603708.017.784.18#1501903005.511.121.9全矿17019013.56.0600330对于系统可靠度计算,需首先按照“生产原始记录表”逐日逐班输入计算机,以数据库文件形式保存.“ESS”系统通过对该数据库的访问,即可自动计算部件、系统可靠度,找出系统薄弱环节,并将部件故障时间、故障次数记入数据库文件中,以供查询.例如,我们将95年7月水采生产记录输入计算机,进入专家模拟系统后,操作“O EC PS”,经运算几秒后,给出结果为:1系统目前的最薄弱环节是顶板,其有效度是:0.8821;2系统有效度为:0.7561,其它各部件有效度分别如表8.部件名称有效度故障时间故障次数顶板0.8821131438高压泵0.9912795煤水仓0.96433315水枪0.9908814瓦斯0.9982131振动筛0.95654025煤水溜槽0.9913703信号电器0.9955312供水管路0.958841393非正常改面的时间及次数是:67m in,3次;4操作因素故障时间是:756m in;5本月工作天数是29d,有效落煤时间为:178.48h.现生产条件下合理采垛参数决策数据如表9,系统改造前后两时期可靠度计算对比如表10所示.表11为95年1~12月水采进尺预测值及拟合值,表12为95年1~12月水采产量预测值及拟合值.表9目前设备参数条件下合理采垛参数煤层冲采角(°最小移枪步距(m采垛斜长(m7#70~756.017.08#70~755.016.0表10系统改进前后两期可靠度计算表项目1994年6月~1995年6月1995年7月~1995年12月故障时间m in 次数可靠度故障时间m in 次数可靠度顶板7743 2490.8876155 2960.8999瓦斯157 40.997186 70.9971振动筛6012 1360.90572783 620.9630溜槽3107 1020.9481625 400.9778水枪523 290.9825872 270.9878煤水仓2643 360.97412701 440.9638信号287 80.9962392 120.9942高压泵3688 1060.97033230 980.9575供水管路1083 280.98281759 440.9761系统合计0.69310.7436表111995年1~12月水采进尺预测值及拟合值项目123456789101112预测值(m639788666813694839723866879768799937实际值(m630806634760634874768913854770774871相对误差%1.4-2.25.06.99.4-4.0-5.9-5.22.9-0.33.27.6表121995年1~12月水采产量预测值及拟合值项目123456789101112预测值(万t2.832.893.443.113.193.663.713.853.934.314.284.05实际值(万t2.992.633.563.273.373.573.953.673.824.394.143.76相对误差%-5.49.9-3.4-4.9-5.32.5-6.14.92.9-6.13.47.7参考文献:[1]洪允和1水力采煤1北京:煤炭工业出版社,19881[2]朱克强,黎志成1C I M S环境下综合生产计划专家模拟系统的研究1系统工程理论与实践,1994,14(3:30~351[3]邓聚龙1灰色预测与决策1武汉:华中理工大学出版社,19931(上接第40页从文献[1]表1、表4、表5及计算过程看,因素B i的层次总排序U(B i值的计算过程已考虑B i的上层V21、V2的权重因素.因而B i的层次总排序U(B i是B i 对最高层(目标层V的权重,而U(B i×F(B i则反映的是因素B1,B2,…,B6之中的某元素B i对最高层(目标层V的贡献.仍以B i为例(文献[1]表5.B1:0.060×0.70=0.042所得0.042是元素B1对最高层(目标层V的贡献,而不是对其上层元素V21的贡献.B i:66(U(B i×F(B i=0.216i=1所得到的0.216并不是V21的评价值F(V21,不可用于从V2i到V2的几何综合.对A i,C i,D i亦类似.文献[1]给出的表1科技农业示范区开发效益综合评价指标体系,既有线性加权成分又有几何综合成分,是一种混合综合评价体系.其层次总排序U(i是下层元素对最高层(目标层的权重,在文献[1]设定的条件下,并不可直接用于计算中间层的评价值(文献[5].上层某元素V对其下层次相关子因素V i的层次单排序W(V i,是其子因素V1,V2,…,V n对上层某元素V的权重.下层次元素的层次单排序也不直接用于最高层(目标层的评价值计算.在文献[1]公式(3、(4中,用层次总排序U(i计算中间层次评价值,这是不正确的.513在几何综合法和混合综合法中,层次总排序U(i计算较复杂,若用层次单排序W(i从最底层起逐层向上计算,则步骤清晰.参考文献:[1]石金贵1科技农业示范区开发效益的综合评判方法1中国农业大学学报,1996,1(4:8~141[2]朱永达1农业系统工程1北京:农业出版社,19931[3]张崇甫等1统计分析方法及其应用1重庆:重庆大学出版社,19951[4]陈义华1数学模型1重庆:重庆大学出版社,19951[5]李德等1运筹学1北京:清华大学出版社,19821。
SE决策分析方法
★负效用
以货币为单位的期望收益值作为决策准则还有负效应引
起的弊端。
依人们的价值观,损失1万元要比赢得1万元的效用值大,
决策分析方法
27
称为“负效用”。
结论:
——需要一种能表述人们主观价值的衡量指标,
而且它能综合衡量各种定量和定性的结果;
——这样的指标没有统一的客观评定尺度,因人
‖
9.225万元
P(G)
P(B)
P(G)
P(B)
17.26万元
P(G/fg)
P(B/fg)
12.56万元
‖
11.505万元
P(B/fg)
-13.50万元
P(G/fb)
P(B/fb)
‖
预
测
费
P(G/fg)
6.30万元
P(G/fb)
P(B/fb)
24
45万元
-22.5万元
18万元
4.5万元
45万元
-22.5万元
困难或根本不可能。
另一类是抽样信息,这是一类不完全可靠的信息。通过
抽样所获得的信息,用统计方法来推断自然状态出现的概率,
据此来选择行动方案。
在多数情况下,也只可能获得这类信息。
18
决策分析方法
例2 P.147
益损值表
某家电公司由于原产品结 自然状态
构陈旧落后,产品质量差
而销路不广。为满足广大
概率
消费者日益增长的需要, 益损值
P( f b / G ) P(G ) 0.2 0.35
P(G / f b )
0.133
P( f b )
0.525
系统工程学
第四章 网络计划技术:网络计划技术是系
统管理的重要工具之一,是系统工程常 用的管理技术。它是利用网络图对计划 任务的进度、费用及其组成部分之间的 相互关系进行计划、检查和控制,以使 系统协调运转的科学方法。通过本章学 习,同学们能够了解了解网络计划技术知识
及其应用领域 ,掌握CPM,PERT,GERP的工 程实际应用。
资源能源问题、新农村建设、城镇化、社会保 障、应急管理等) 管理科学、经济科学、工程科学各种前沿问题 落实科学发展观 社会信息化变革 重大投资和大型项目管理 思维科学和生命科学
二、系统工程研究对象
(一)SE的研究对象是大规模复杂系统 该类系统的主要特点有:规模庞大、结构复杂、属性及目
标多样、一般为人机系统、经济性突出等。 (二)系统的概念
(三)系统的分类
自然系统与人造系统 实体系统与概念系统 动态系统与静态系统 封闭系统与开放系统
主要明确SE研究什么样的系统 问题?
三、SE的内容与特点 所谓SE,是用来开发、运行、革新一个大
规模复杂系统所需思想、程序、方法的综合 (或总称)。
SE强调以下基本观点: 1)整体性和系统化观点(前提) 2)总体最优或平衡协调观点(目的) 3)多种方法综合运用的观点(手段) 4)问题导向及反馈控制观点(保障)
《系统工程学》是工业工程专业以及管 理工程专业的基础课程之一。它的任务 是通过对本课程的学习,使学生熟悉系 统及系统工程的概念和内涵,了解国内 外系统工程的发展现状和趋势,掌握系 统工程的预测技术、分析方法、设计理 论、模型与仿真、决策分析,并引导学 生将系统工程的观点、思想、方法和原 理具体应用到工程机械的制造、规划和 管理以及路桥机械化施工等工程实践中。
逻辑 步骤 工作 活动 时间 项目
CMMI简明培训教材-18过程域
CMMI基础培训CMMI包括18个过程域:1评估2投标3合同评审、立项4总体计划(项目启动)5原形开发6需求分析7总体设计(概要设计)8详细设计9功能开发10代码走查11产品集成12集成测试13试运行(用户测试\上线运行)14初验15初验维护16终验17终验维护18结项报告在CMMI评级过程中,上面的18个过程域都必须提供证据,即所谓的PIID。
名词解释:PIID:Practice Instantiation Indicator Document实践的实施证据文档SR - Senior Management, PL - Project Lead, DEV - Developer, SQA, SCM. RM, SEPG随着人们对CMM研究的不断深入,其他学科也结合本系统的特点,陆续推出了自己的CMM 模型。
例如,人力资源能力成熟度模型、系统工程能力成熟度模型等等:(1)SW-CMM (Software CMM) 软件CMM(2)SE-CMM (System Engineering CMM) 系统工程CMM(3)SA-CMM (Software Acquisition CMM) 软件采购CMM(4)IPT-CMM (Integrated Product Team CMM) 集成产品群组CMM(5)P-CMM (People CMM) 人力资源能力成熟度模型CMMI三级18个过程域中属于项目管理类的过程域:A、PP\PMC\RSKM\VAL\SAMB、PP\IPM\PMC\RSKM\SAMC、RD\PP\IPM\PMC\RSKM\SAMD、REQA\PP\PMC\IPM\SAMREQM: Requirements Management(需求管理)PP: Project PlanningPMC: Project Monitoring and Control(项目监控)MA: Measurement and Analysis(度量分析)PPQA: Process and Product Quality Assurance(过程、产品质量保证)CM: Configuration ManagementRD: Requirements DevelopmentVER: Verification(文档评审、系统测试)VAL: Validation(项目验收、发布许可)TS: Technical Solution方案选择表PI: Product Integration(产品集成)OPF:Organizational Process Focus(组织过程焦点)OPD:Organizational Process Definition(组织过程定义)OT: Organizational Training(组织培训)IPM: Integrated Project Management(集成项目管理)RSKM: Risk ManagementDAR:Decision Analysis and ResolutionCMMI2级简述如果对项目的范围、规模、性质、任务、工作量、费用等都不了解的情况下,是不可能做出计划的,所以做好计划的第一步就是要把这些东西搞清楚。
软件工程课本讲解面向对象的OMT方法
化旳动态模型 + 细化旳功能模型。
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第11章 面向对象的OMT方法
对象模型化技术OMT 对象模型化技术把分析时搜集旳信息构造在三类
模型中,即对象模型、功能模型和动态模型。
这个模型化旳过程是一种迭代过程。
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第11章 面向对象的OMT方法
图11.4 三元关联 29
第11章 面向对象的OMT方法
角色为关联旳端点,阐明类在关联中旳作用和角 色。不同类旳关联角色可有可无,同类旳关联角色不 能省。角色旳表达如图11.5所示。
教师
讲授
课程
主讲
内容
图11.5 关联旳角色旳表达
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第11章 面向对象的OMT方法
2) 受限关联
受限关联由两个类及一种限定词构成,限定词是 一种特定旳属性,用来有效地降低关联旳重数,限定 词在关联旳终端对象集中阐明。
技术之上旳,OMT措施旳基础是开发系统旳3个模型,再 细化这3种模型,并优化以构成设计。对象模型由系统中 旳对象及其关系构成,动态模型描述系统中对象对事件旳响应及对 象间旳相互作用,功能模型则拟定对象值上旳多种变换及变换上旳
约束。
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第11章 面向对象的OMT方法
11.1.2 系统分析
分析旳目旳是拟定一种系统“干什么”旳模型,该模型经过 使用对象、关联、动态控制流和功能变换等来描述。分析过程是 一种不断获取需求及不断与顾客磋商旳过程。
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第11章 面向对象的OMT方法
3. 构造动态模型
构造动态模型旳环节如下: (1) 准备经典交互序列旳脚本。 (2) 拟定对象间旳事件并为各脚本安排事件跟踪。 (3) 准备系统旳事件流图。 (4) 开发具有主要动态行为旳各个类旳状态图。 (5) 检验状态图中共享事件旳一致性和完整性。 最终得到:动态模型 = 状态图 + 全局事件流图。
系统工程-决策分析课件
THANKS
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系统工程的应用领域
制造业
生产线的规划、设计和优化, 提高生产效率和产品质量。
能源
如核能、太阳能等新能源系统 的规划、建设和运营。
航空航天
如飞机、卫星等复杂系统的设 计、制造和测试。
交通运输
城市交通规划、物流系统优化 等。
信息技术
如软件工程、信息系统设计等 。
系统工程的基本原则
整体性原则
将系统视为一个整体,注重各组成部分之间 的相互关系和作用。
详细描述
决策的定义通常包括目标、条件、方案和选择等要素。决策可以分为不同的类型,如战 略决策、战术决策和操作决策等,也可以根据涉及的领域和范围分为个人决策和组织决
策。
决策过程
总结词
决策过程包括确定目标、收集信息、制 定方案、评估方案和选择最优方案等步 骤。
VS
详细描述
在决策过程中,首先ຫໍສະໝຸດ 要明确目标,然后 通过收集相关信息来了解问题的背景和条 件。接着,制定多个可能的方案,并对这 些方案进行评估和比较。最后,选择最优 方案并实施。
通过优化群决策的流程和方法,提高决策的效率和准确性。
决策支持系统
系统架构
01
构建决策支持系统的基本架构,包括数据层、模型层、应用层
等。
系统功能
02
根据实际需求,设计系统的各项功能,如数据查询、模型计算
、报表生成等。
系统实施
03
根据系统架构和功能要求,进行系统开发和实施工作,确保系
统的正常运行和效果。
决策分析方法
要点一
总结词
决策分析方法包括定性和定量两种方法。定性方法主要依 赖于经验和专业知识,而定量方法则通过数学模型和数据 分析来评估方案。
系统工程---第十、十一讲__多目标决策
二、目标准则体系的结构
(一)单层次目标准则体系
各个目标都属于同一层次,每个目标无须分解就可以用单准则给出定量评价。
图4-1 单层次目标准则体系
第一节 多目标决策的目标准则体系
(二)序列型多层次目标准则体系
目标准则体系的各个目标,均可以按序列分解为若干低一层次的子目标,各子目标又可以继续分解, 这样一层层按类别有序地进行分解,直到最低一层子目标可以按某个准则给出数量评价为止。
(三)非序列型多层次目标准则体系
某一层次的各子目标,一般不单是由相邻上一层次某子目标分解而成,各子目标也不能按序列关系分 属各类。相邻两层次子目标之间,仅按自身的属性建立联系,存在联系的子目标之间用实线连结,无实线 连结的子目标之间,不存在直接联系。这类目标准则体系称为非序列型多层次目标准则体系。
三、评价准则和效用函数
(二)判断矩阵的一致性检验
判断矩阵的一致性指标,记作
C.I. max m m 1
(5-17)
其中,m为判断矩阵的阶数,max为判断矩阵的最大特征值。一般来说,C.I 越大,偏离一致性越大,
反之,偏离一致性越小。另外,判断矩阵的阶数m越大,判断的主观因素造成的偏差越大,偏离一致性也
就越大。反之,偏离一致性越小。当阶数m≤2时, C.I= 0,判断矩阵具有完全的一致性。
在多目标决策中,制定了目标准则体系,不同的目标用不同的评价准则衡量。因此,必须将不同度量 单位的准则,化为无量纲统一的数量标度,并按特定的法则和逻辑过程进行归纳与综合,建立各可行方案 之间具有可比性的数量关系。
多目标决策中均可以由目标准则体系的全部结果值所确定。可行方案在每一个目标准则下,确定— 个结果值,对目标准则体系,就得到一组结果值,并经过各目标准则的效用函数,得出一组效用值。这 样,任何一个可行方案在总体上对决策主体的满意度,通过这些效用值按照某种法则并合而得,满意度 是综合评价可行方案的依据。
系统工程导论课后习题答案
什么是孤立系统、封闭系统和开放系统试分别举例说明。
答:a.如果系统与其环境之间既没有物质的交换,也没有能量的交换,就称其为孤立系统。
在孤立系统中,系统与环境之间是相互隔绝的,系统内部的能量和物质不能传至系统外,系统环境的能量也不能传至系统内,显然,客观世界是不存在这种孤立系统的;b.如果系统与其环境可以交换能量但不可以交换物质,称其为封闭系统。
例如一个密闭的容器,可以与外界交换能量,但不能交换物质,可看作为封闭系统;c.如果系统与环境之间既有换,又有物质交换,就称其为开放系统。
小至细胞、分子、大至生物、城市、国家等任何系统每时每刻都与环境进行着物质、能量及信息的交换,都是开放系统。
什么是系统自组织现象试描述一个具体的系统自组织现象。
答:系统中的元素在环境作用下,不依靠外力,发展形成有序结构的过程,称为系统自组织。
19世纪末化学家利色根发现,将碘化钾溶液加入到含有硝酸银的胶体介质中,在一定的条件下,所形成的碘化银沉淀物会构成一圈圈有规律间隔的环状分布,这种有序的环称为利色根环。
如激光的产生就是一个典型的自组织过程。
中国科学家对系统科学与技术有过哪些贡献答:中国科学院于1956年在力学研究所成立“运用组”,即后来“运筹组”的前身。
到1980年成立“系统科学研究所”,1980年成立“中国系统工程学会”,这些都标志着我国对系统工程研究发展的重视。
1986年钱学森发表“为什么创立和研究系统学”,又把我国系统工程研究提高到系统工程基础理论,从系统科学体系的高度进行研究。
我国学者钱学森于1989年提出“综合集成法”,是对系统工程方法论研究方面作出的新贡献。
如何全面正确理解系统的整体性和“1+1>2”表达式答:系统的首要特征就是其整体性,系统不是各孤立部分属性的简单叠加,它还具有各孤立部分所没有的新的性质和行为。
系统的整体性质有时通俗地表达为“1+1>2”,但实际情况是复杂的,也有可能等于2或小于2,这取决于系统的结构、各部分的属性及系统内协同作用的强弱。
安全系统工程课件:安全决策方法
对结果有10%以下的决定作用。”即“关键
的少数与次要的多数”原理。ABC方法在企业
中得到广泛应用,已成为提高经济效益的重
2024年11月9日星期六12时28分42秒
第4页
单击此一处、编A辑BC母分版析标法题样式
ABC分析方法运用在安全管理上,就是应 用“许多事故原因中的少数原因带来较大的 损失”的法则,根据统计分析资料,按照不 同的指标和风险率进行分类与排列,找出其 中主要危险或管理薄弱环节,针对不同的危 险特性,实行不同的管理方法和控制方法, 以便集中力量解决主要问题。
2024年11月9日星期六12时28分42秒
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单击此一处、编A辑BC母分版析标法题样式
ABC分析法用图形表示即巴雷托图,见图5一 2所示。该图是一个坐标曲线图,其横坐标x为所 要分析的对象,如某一系统中各组成部分的故障 模式、某一失效部件的各种原因等,纵坐标即横 坐标所标示的分析对象的量值,如失效系统中各 组成部分事故相对频率、某一失效系统和部件的 各种原因的时间或财产损失等。
第22页
单击此处三编、辑决母策版树标法题样式
【例5-5】 在例5.4中提到的建厂方案的选择问题
,实际上10年以内产品销路状况是难以准确预
测出来的,通常可划分为几个阶段来分别预测
其概率,因而其建厂方案也因其产品产量的不
同而有许多种,所以就需要进行多次决策。假
如在原来两方案(建大厂和建小厂)的基础上
再考虑第三个方案:建小厂,如销路好,三年
A 决策树的结构
决策树结构如图5-3所示,图中符号说明如下:
方块□:表示决策点。从它引出的分支叫方案
分支,分支数即为提出的方案数。
圈○:表示方案结点(也称自然状态点)。从
决策分析技术与方法_第一章_
北京科技大学经济管理学院
1.3 硬科学决策与软科学决策
一、硬科学决策方法概述 (五)更新论
机器设备在运行期间,由于各种因素的影响, 会使其运行能力减弱。那么,在什么时间、选用什么 技术来改善这些设备的运行能力,使其恢复或接近初 始状态?对于这样一些问题的研究所形成的理论,就 是更新论。
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1.3 硬科学决策与软科学决策
三、管理决策的模式与程序
1978年诺贝尔经济学奖获得者、美国著名的经济学家、 决策学家西蒙有句名言:“决策贯穿管理的全过程,管理就是 决策”。西蒙认为科学合理的决策程序应包括参谋活动阶段、 设计活动阶段和选择活动阶段。
参谋活 动阶段 设计活 动阶段 选择活 动阶段
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1.1
决策科学的现状与发展
一、决策科学的现状
(一)决策的概念
不论是狭义的决策,还是广义的决策,其基本内涵 大致可概括为以下四点:
(1)决策总是为了达到一个预定的目标,没有目标也 就无从决策; (2)决策总是要付诸实施的,不准备实施的决策是多 余的; (3)决策总是在一定的条件下寻求目标优化,不追求 优化的决策是没有意义的; (4)决策总是在若干可行方案中进行选择,一个方案 就无从选择。
第一章 决策科学概述
决策问题举例:田忌赛马 首先要对原问题建立数学模型,对问题进行 规范化的描述,再用数学的方法对其求解。
1由田忌的 i 马 对 齐王的 j 马 xi j 0由田忌的 i 马不对齐王的 j 马 i 1(上), 2(中), 3(下) j 1(上), 2(中), 3(下)
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系统工程重点
计算公式
NPV I t Ot 1 r
t 0 n t
式中:NPV-净现值;It-第t年的现金流入量;Ot-第t年的现金流出 量;r-折现率;n-投资项目的寿命周期。 (2)净现值法的原理 净现值法所依据的原理是:假设预计的现金流入在年末肯定可以 实现,并把原始投资看成是按预定贴现率借入的,当净现值为正 数时偿还本息后该项目仍有剩余的收益,当净现值为零时偿还本 息后一无所获,当净现值为负数时该项目收益不足以偿还本息。 净现值法具有广泛的适用性,净现值法应用的主要问题是如何确 定贴现率,一种办法是根据资金成本来确定,另一种办法是根据 企业要求的最低资金利润来确定。
求根法
求和法 0.652 0.556 0.692 0.130 0.111 0.077 0.218 0.333 0.231
0.637 0.105 0.258
1.900 0.318 0.782
0.633 0.106 0.261
C1
C2
C3
C4
C5
v21 v22 v32 v11 v12 v31
P1
P2
P3
§5-4模糊评价法
了解模糊评价法的应用。
第六章 决策分析方法
§6-1 管理决策概述 决策分析主要是解决风险型和不确定型类型的问题。 重点掌握期望收益值的计算,关联树法的应用。
考试成绩占总成绩的70% 拟采用题型: 一、填空题(20%) ;二、选择题(10%) 三、判断题(10%);四、简答题(10%) 五、计算题(40%);六、论述题(10%) 考试时请自己携带计算器!
NAV NAV NAV (1 i )1 (1 i ) 2 (1 i ) n
《系统工程学》
1978年9月27日,钱学森、许国志、王寿 云在《文汇报》发表题为“组织管理的技 术——系统工程”的长篇文章;
从1978年起,西安交大、天津大学、清 华大学、华中理工大学、大连理工大学等国 内著名大学开始招收了第一批SE专业硕士研 究生;
及其应用领域 ,掌握CPM,PERT,GERP的工 程实际应用。
学习本课程的建议:
1.注重系统思考 2.坚持问题导向 3.采用系统化方法
教学要求:
上课及考核(闭卷考试)
教学参考书:
1. 《系统工程实用教程》姚德民,李汉铃哈尔 滨工业大学出版社1996
2. 《系统工程概论》夏绍伟 杨家本 杨振斌 清 华大学出版社1995
事行动
Operations Research)
Ⅱ
本世纪40年 美国研制原子弹的“曼 运用SE,并推动了其发展
代
哈顿计划”
1945年
美国空军建立兰德 (RAND)公司
曾经提出系统分析 (system analysis)概念, 强调了其重要性
40年代后 运筹学的广泛运用与发展、控制论的创立与应用、电子计算
一、系统工程的产生、发展及应用
(一)系统思想及系统理论的产生与发展 系统思想的发展经历了三个阶段,即:“只见森林(朴素
的系统思想)阶段——“只见树木”阶段——“先见森林,后见 树木”(科学的系统思想)阶段。
古代中国和古希腊在系统思想的产生与早期发展中具有突 出地位和贡献。
整体思想和联系思想是科学系统思想的核心与实质。 一般系统论、控制论、信息论、耗散结构理论、协同学及 自组织理论等是系统理论的重要内容和SE的理论基础。
Ⅵ 80年 SE在国际上稳定发展、在中国的研 代 究与应用达到高潮
《系统工程简明教程》(第三版) 汪应洛 第二章 系统工程基本分析方法
公司组织结构图
总经理 A
管理部长 B
制造部长 C 日本人
三、建模与预计后果
常见模型:结构模型、数学模型、仿真模型
• 国防科技大学的杜玠 教授将模型分为:
– 原样模型 – 相似模型 – 逻辑模型 – 数学模型
• 西安交通大学李怀祖 教授将模型分为 :
– 分析模型
• 仿真模型
– 博奕模型 – 判断模型
此外,还有许多其他模型分类方法,如按模型量化的 程度分定性模型〔递阶结构模型〕、定量模型〔状态 空间方程〕以及定性定量行相结合模型〔系统动力学〕 等。
x4/元
x5
5
2200以上 3以下
20以下 140以上
6
4
1900-2200
3-4
20-30
120-140
5
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3
1600-1900
4-5
30-40
100-120
4
2
1300-1600
5-6
40-50
80-100
3
1
1000-1300
6-7
50-60
60-80
2
0
1000以下 7以上
60以上
60以下
1
逐比照较法
• 产生与开展
•
许多评价问题的评价对象属性多样、
结构复杂,难以完全采用定量方法或简单
归结为费用、效益或有效度进行优化分析
系统工程方法论
a21 a22 a23 a24 a25 a26 a27
3、研制阶段
a31 a32 a33 a34 a35 a36 a37
4、生产阶段
a41 a42 a43 a44 a45 a46 a47
5、运行阶段代表一项a5具1 体a得52管理a5活3 动a54 a55 a56 a57
6、更新阶段
a61 a62 a63 a64 a65 a66 a67
11
大家应该也有点累了,稍作休息
大家有疑问的,可以询问和交
12
第二节 综合集成工程
综合集成( Meta-Synthesis )工程就是 从整体上考虑并解决复杂问题得方法论。钱 学森等人在研究解决开放得复杂巨系统问题 时,提出了“从定性到定量综合集成方法”,这 就是系统工程思想得新发展。其实质就是将 专家群体、数据和各种信息与计算机仿真有 机地结合,把各种学科得理论和人得经验与知 识结合起来,发挥整体优势。
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第二节 综合集成工程
“工程技术层次”上得综合集成得基本步骤和要点:
(1)针对提出得实际问题,充分收集有关信息资料,调用有关方面得 统计数据,为研究工作做基础性准备; (2)请各方面有关专家对系统进行分析研究,明确问题得症结所在, 对系统做定性判断,确定系统建模思想; (3)以经验假设为前提,对系统进行定量表示,建立数学模型; (4)把与数学模型有关得数据、信息输入计算机,对系统做仿真模 拟试验,获得系统得定量数据资料; (5)组织专家群体对仿真结果进行分析评价、检验; (6)依据专家们得新见解、新判断,对系统模型做出修改,然后再仿 真,再分析评价,如此反复循环,直到结果符合实际系统得理论描述 。
规划阶段 方案阶段 研制阶段 生产阶段
运行阶段
更新阶段
决策分析方法概论
完全信息价值举例
某化工厂生产一种化工产品,据对统计资料的分析表明,该产品的次品率可以分 成五个等级(即五种状态),每个等级(状态)的概率如表所示。
通过进一步的分析可知,产品次品率的高低与该产品所用主要原料的纯度有关, 现在已知化工原料纯度高,则次品率低(如S1→0.02),反之,则次品率高(如 S5→0.20)。而化工原料的纯度高低,又与运输、保存日期等因素有关。为此, 工厂主管生产的部门建议在生产该产品前,先对该化工原料增加一道“提纯”工 序,通过提纯工序,能使全部原料处于S1状态,从而降低次品率。但增加提纯工 序就增加了工序费用。经过核算可知,每批原料的提纯费用为3400元。经估算, 在不同纯度状态下其益损值如下表所示。
➢ 方法
化多目标为单目标的方法(含系统评价中的加权和及各种确定目 标权重的方法)
重排次序法 目标规划法 层次分析法
6.2 风险型决策分析
风险型决策分析的基本方法
➢ 期望值法 ➢ 决策树法 ➢ 多级决策树
信息的价值
➢ 完全信息价值 ➢ 抽样信息价值
效用曲线的应用
6.2.1 风险型决策分析的基本方 法
决策树法举例
运用决策树法求解如下:
根据题意,绘制决策树如下
决策节点
状态节点
结果节点
决策树法举例
计算各行动方案的期望益损值,并将结果标注在相应的状态接点上, 如下图所示。
决策树法举例
将计算所得的各行动方案的益损期望值加以比较,选择其中最大的期 望值并标注在决策节点上方;在其余方案分枝上画上“||”符号, 表明这些方案被舍弃。如图所示。
通过计算比较后可知 方案A2的数学期望E(A2)=33.6万元,为最大,所以选择行动方案A2为最优 方案。即下一年的产品产量按中批量生产规模进行时,所获得的收益期望为 最大。
决策分析教学大纲
《决策分析》课程教学大纲课程代码:010332011课程英文名称:Decision Analysis课程总学时:24 讲课:24 实验:0 上机:0适用专业:工业工程专业大纲编写(修订)时间:2017.7一、大纲使用说明(一)课程的地位及教学目标本门课程是工业工程本科专业的基础选修课,其目的是使学生了解如何通运用科学的方法、依靠广泛的定量分析进行辅助决策,进而提高决策质量,减少决策的时间和成本。
本课程的教学要求学生掌握决策分析的基本概念、原理和方法,使学生在未来的管理实践工作中能够运用科学的决策分析技术解决生产实际问题。
(二)知识、能力及技能方面的基本要求(1)使学生了解决策分析的发展历史以及概念和分类,掌握风险型决策方法,多指标决策以及多指标风险型决策的基本概念和原理。
(2)使学生掌握发现问题、确定目标、确定评价标准、方案制定、方案选优和方案实施的决策优化过程。
(2)使学生能够把所学理论方法应用于企业生产管理决策的实际问题中。
(三)实施说明(1)在课堂教学过程中采用启发式、案例式及讨论问答等教学方式,启发学生独立思考,力图使学生在分析问题和解决问题的能力上有一定的提高。
(2)课堂教学采用多媒体与板书相结合,且突出重点,精讲难点,有针对性地解决理论和实践中经常遇到的典型问题。
(3)任课教师根据实际情况和教学需要,可以适当增减部分内容。
(四)对先修课的要求运筹学、系统工程(五)对习题课、实践环节的要求(1)对每一章后面的习题选取有针对性的作为课上练习,对这部分习题教师可以给予一定的提示和讲解,另一部分作为课后作业由学生自行完成;(2)从相关参考书中选取典型的习题作为课上练习或课后作业,目的是通过多做题来帮助学生理解和消化所学的知识,尤其是重点和难点。
(3)实践环节方面主要是通过以小组的形式进行案例讨论和针对案例建模进行上机求解的方式来提高学生解决实际问题的能力(六)课程考核方式1.考核方式:考查2.考核目标:考查学生对决策分析方法的掌握以及综合运用的能力。
系统工程(清华大学)
清华大学本科限选课程
钱学森
中国航天之父 中国火箭、导弹和航天技术的重要奠基人。
感动中国2008年度人物。
感动中国推选委员会阎肃: 大千宇宙 浩瀚长空,全纳入赤子心胸。 惊世两弹 冲宵一星,尽凝铸中华豪情,霜鬓不坠青云志。 寿至期颐 回首望去,只付默默一笑中。 钱学森先生引入“不太可靠的元件通过冗余技术可以 组成可靠的系统”的思想,开创了中国的航天领域研究, 是中国导弹航天技术跻身世界前沿。
中国春秋时期老子:“道生一、一生二、二生三、三生 万物” ……
清华大学本科限选课程
系统工程导论
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系统运动图
自然科学 (生物)
社会科学 (经济)
哲学 (西方)(东方) 东方系统方法论 (1990's)
一般系统理论(1945) 控制论(1948) 信息论(1948) 中国传统系统 思想(公元前 11世纪)、西 方传统系统思 想(公元前 600年)
3、皇宫修好后,把沟水排掉,用建筑垃圾、废弃
杂物填入沟中,恢复原来大街。
启示
皇宫修复全过程看成一个系统,并划分为若干并行 和交叉作业的子系统。蕴含了“系统工程”思想。
清华大学本科限选课程 系统工程导论 14
第二阶段:突然崛起
大体上形成于上世纪50、60年代 经典成功案例(美国)
北极星导弹核潜艇计划
鱼嘴岷江分水工程
飞沙堰分洪排沙工程
宝瓶口引水工程
清华大学本科限选课程
系统工程导论
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丁渭工程
北宋真宗时期(998-1022年),皇城失火,宫殿 被毁。皇帝任命丁渭负责修复皇宫。丁渭的方案是: 1、皇宫旧址前原有大街处挖一沟渠,挖沟的土烧 砖,解决部分建筑材料问题。 2、开封附近的汴水引入沟内,形成航道,从外地 运输沙石木料。
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通过计算比较可知,方案A2的数学期望最大,为33.6万元,所以取A2方案
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2、决策树法
所谓决策树法,是利用树形图模型来描述决策分析问题, 并直接在树图上进行决策分析。 (1)绘制决策树:
“□”——表示决策节点,从它引出的分枝叫做分枝。 “○”——表示状态节点,从它引出的分枝叫做状态 分枝或概率分枝。 “△”——表示结果节点,即将不同行动方案在不同 自然状态下的结果注明在结果节点的右端。
方法 风险型决策问题是一般决策分析的主要内容。在基本方法
的基础上,应注意把握信息的价值及其分析和决策者的效用 观等重要问题。
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3、不确定型决策
条件:①存在决策者希望达到的明确目的(收益大或损 失小);②自然状态不确定,且其出现的概率不可知;③ 存在两个以上可供决策者选择的行动方案;④不同行动
方法:乐观法(最大最大原则)、悲观法(最小最大原则)、 等概率法(Laplace准则,也是一种特殊的风险型决策)、 后悔值法(Savage准则或后悔值最大最小原则)。
第六章 决策分析方法
本章主要内容
➢ 第一节 管理决策概述 ➢ 第二节 风险型决策 ➢ 第三节 不确定型决策
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第一节 管理决策概述
一、基本概念
决策是管理的重要职能。它是决策者对系统 方案所作决定的过程和结果,是决策者的行为和 职责。
决策者的决策活动需要系统分析人员的决策 支持。管理决策分析就是为帮助决策者在多变的 环境条件下进行正确决策而提供的一套推理方法、 逻辑步骤和具体技术,以及利用这些方法和技术 规范选择满意的行动方案的过程。
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决策树法的基本模型
33.6
决 策
中批生产A2
点
30.6 1
33.6 2
17.0 3
价 格 上 涨 ( 0.3 ) 40
价格不变(0.6) 32
价格下跌(0.1) -6
价 格 上 涨 ( 0.3 )
36
价格不变(0.6)
34
价格下跌(0.1)
24
价 格 上 涨 ( 0.3 )
20
价格不变(0.6)
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Байду номын сангаас
例2的损益表
益损值
行动方案
自然状态
概率
跌价θ1
0.1
按原有工艺生产
引进生产线A1 产量不变B1
(成功率0.8)
产量增加B2
自行设计A2 产量不变B1
16
价格下跌(0.1)
14
14
3、多级决策树
决策问题需要经过多次决策才能完成,则这种决策问题 就叫多级决策问题。 【例2】某化妆品公司决定对产品生产工艺进行改进,提出 两种方案以供选择:一是从国外引进一条自动化程度较高的 生产线;二是自行设计一条有一定水平的生产线。引进技术 的成功率为80%,自行设计的成功率为60%。若引进或自行 设计成功,可考虑是否增加产量;若失败,只能继续使用原 有工艺,产量不变。今后5年内该产品价格有三种状态。所 有预测数据如下表,用决策树法进行方案选择。
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4、对抗型决策
Wij=f(Ai,Bj) i=1,2,…,m; j=1,2,…,n Ai —— Bj ——
可采用对策论及其冲突分析等方法来分析解决。这类
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5、多目标型决策
由于系统工程所研究的大规模复杂系统一般具有属 性及目标多样化的特点,在管理决策时通常要考虑多个 目标,且它们在很多情况下又是相互消长或矛盾的,这 就使得多目标决策分析在管理决策分析中具有了日益重 要的作用。多目标决策的理论、方法与应用,在国际上 是最近二三十年才得到蓬勃发展的。目前分析该类决策 问题的方法已有不少,常用方法有:化多目标为单目标 的方法(含系统评价中的加权和及各种确定目标权重的方 法)、重排次序法、目标规划法及层次分析(AHP)方法等。
严格地来讲,确定型问题只是优化计算问题,而不属 于真正的管理决策分析问题。
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2、风险型决策
条件:①存在决策者希望达到的明确目标(收益大或损失小); ②存在两个以上不以决策者主观意志为转移的自然状态,但 决策者或分析人员根据过去的经验和科学理论等可预先估算 出自然状态的概率值P;③存在两个以上可供决策者选择的行 动方案;④不同行动方案在确定状态下的益损值可以计算出
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第二节 风险型决策分析
一、风险型决策分析的基本方法 1、期望值法
期望值是指概率论中随机变量的数学期望,我们把采取 的行动方案看成是离散随机变量。假设未来存在m个自然状 态,每个自然状态发生的概率为pi,行动方案在此状态下的 损益值为xi,则行动方案的损益期望值为
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【例1】某企业要生产一种新产品,其行动方案和自然状态如下
值函数,一般叫益损值、效用值。
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根据决策问题的基本模式,可划分决策问题的类型。
完全把握
θ 不完全把握
完全不把握
A
W
决策者
确定型决策 风险型决策 对自然不确定——不确定决策 对人的不确定——对抗型决策(对策) 政治、经济、军事、能源、人口、教育等决策 战略、战术等决策
定性、定量、模糊决策 单目标、多目标决策 隐式、显式决策
表:
益损值
行动方案
自然状态
概率
价格上涨θ1
0.3
价格不变θ2
0.6
价格下跌θ3
0.1
大批生产A1 中批生产A2 小批生产A3
40
32
-6
36
34
24
20
16
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这是面临三种自然状态和三种行动方案的风险型决策分析问题,其益损值如下:
方案A1: 方案A2: 方案A3:
E(A1)=0.3×40+0.6×32+0.1×(-6)=30.6万元 E(A2)=0.3×36+0.6×34+0.1×24=33.6万元 E(A3)=0.3×20+0.6×16+0.1×14=17.0万元
个人、群体决策
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三、几种基本决策问题的分析 1、确定型决策
条件:①存在决策者希望达到的明确目标(收益大或损失 小等);②存在确定的自然状态;③存在可供选择的两个 以上的行动方案;④不同行动方案在确定状态下的益损值
方法:在方案数量较大时,常用运筹学中的规划论等方 法来分析解决,如线性规划、目标规划。
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二、决策问题的基本模式和常见类型
决策问题的基本模式为:
式中:
i 1,2,…,m j 1,2,…,n
Ai ——决策者的第i种策略或第i种方案,属于决策变量,是决策者
的可控因素。
j ——决策者和决策对象(决策问题)所处的第j种环境条件或第j种
自然状态,属于状态变量,是决策者不可控制的因素。
Wij ——决策者在第j种状态下选择第i种方案的结果,是决策问题的价