系统工程论文ISM

系统工程ISM论文

摘要：结构模型法是现代系统工程中广泛应用的一种分析方法，能够利用系统要素之间已知的关系，分析复杂系统要素间关联结构，揭示出系统内部结构。本次试验的目的是应用C语言编程实现解释结构模型(ISM)方法。为了举例说明，我们举我校食堂拥挤问题，来对编程进行检验，进而研究分析的思路和方法。

关键词：计算机；ISM；编程；C语言；食堂拥挤

1 引言

本次试验的目的是编写程序设计快速实现解释结构模型(ISM)方法解释信息工程技术大学理学院食堂拥挤问题的算法，使我们对系统工程解决社会经济等复杂性、系统性问题需要计算机的支持获得深刻的理解，进而懂得计算机应用的重要性！强化计算机实际应用能力。

近年来，随着我校整体规模的不断扩大，很多细节问题都成了师生们关注的焦点，尤其是学校食堂的问题日益成为师生们关心的重点。可以看到，食堂经常出现很长的排队情况。拟定用这个例子作为突破点，进行计算机的ISM方法实现，我们首先组建了一个ISM 研究小组，共四人，研究出现该拥挤问题的原因。经过小组成员及其他有关人员的讨论，我们初步整理出了问题构成的要素。

2ISM方法的编程实现

2.1 ISM的算法设计步骤

(1)信息工程大学食堂拥挤问题原因分析;

近年来，随着我校整体规模的不断扩大，很多细节问题都成了师生们关注的焦点，尤其是学校食堂的问题日益成为师生们关心的重点。

可以看到，食堂经常出现很长的排队情况。针对该拥挤问题，我们首先组建了一个ISM 研究小组，共四人，研究出现该拥挤问题的原因。经过小组成员及其他有关人员的讨论，我们初步整理出了问题构成的要素。

(2)选择构成食堂拥挤问题的要素;

在形成对食堂拥挤问题初步认识的意识模型基础上，本组成员进一步明确定义了影响食堂客源的各要素，系统共有11个要素所组成,见表1。

要素集合为A，表达式：A= {A1,A2,A3, (11)

表1 系统构成要素

(3)针对信息工程大学大食堂拥挤问题建立邻接矩阵和可达矩阵;

系统中这11个要素是有机的联系在一起的，而这些要素之间又是相互影响的，将这种影响关系用矩阵，即邻接矩阵来表示。矩阵的元素aij =1 表示要素Ai 对Aj 有直接影响，否则a ij =0。在本实验中，根据小组及相关人员分析之后，建立邻接矩阵如表2。

表2 邻接矩阵A

2.2 实验步骤

1．根据系统元素建立的邻接矩阵编程求出可达矩阵；

2．对可达矩阵编程求系统元素的前因集、后果集及其它们的交集，作出分级划分；

3．作出强连通与不连通子集划分。

邻接矩阵表2反映了要素之间的直接关系，同时，要素之间还存在着间接关系，要素Ai 影响A j,而A j又影响A k，则Ai就间接影响Ak。这种影响可能是通过一个中间要素，也可能通过多个中间要素。我们用可达矩阵M来表示这样的直接或者间接的要素之间的影响关系。矩阵的元素a ij =1表示要素A i 对Aj有直接或间接的影响，否则，a ij =0。具体结果如图表3。

表3 可达矩阵M

2.3 对可达矩阵进行分检整理;

根据可达矩阵,我们找出要素A i能够影响到的所有要素,组成可达集R(A i )和所有能够影响到A i的要素,组成前因集A (Ai) ,同时我们找出所有即能影响Ai又被Ai 影响的要素，组成交集S(Ai)。见表4

表4 可达集和前因集列表

区域内的级位划分，是确定区内各要素所处层次地位的过程。基本方法是找出整个系统要素集合中没有影响其他要素的要素，即最高级要素，将他们去掉，求剩下要素集合的最高级要素，依次类推，直到确定出最低一级的要素集合。最高级要素的定义式为：

L1 ={ A i︱A i∈A，R 0 (A i )∩A0 (A i )=R 0 (A i )，i= 1,2,…n }

通过运算，可以得到第一级元素为A1；二级元素A11；三级元素A3, A7,A8 A9 A10,；四级元素A6；五级元素A2, A5；六级元素A4。

2.4如果使用计算机应用软件，则给出详细的实现ISM的操作过程；

（1）建立系统要素关系表

（2）根据系统要素关系表，作相交有向图，建立领接矩阵

（3）通过矩阵运算求出系统的可达矩阵M

（4）对M进行区域分解与级间分解

（5）建立模型

2.5 课后应用实验课掌握的计算机知识给出小组论文中涉及的ISM算法。

之前，我们已经提到了ISM算法的步骤，针对本小组这次的实验，我觉得我们基本涉及的ISM算法有：

(1)设定信息工程技术大学食堂拥挤问题,明确ISM的分析目标;

(2)选择构成食堂拥挤问题的要素;

(3)针对信息工程技术大学大食堂拥挤问题建立邻接矩阵和可达矩阵;

(4)画图，建立解释结构模型。

2.6 部分算法：

void columchang(matrix pmat)

{／／n行n一1矩阵进行列变换，使得n+1行

n列矩阵第一行上仅有一个元素为非零．

int i，j，min，minloc，minsgn；／／min，minloc，minsgn：矩阵第一行上最小元素、位置、符号．

int divminexact；／／未知数的系数均能被最

小系数整除标志．

int notdivexacol；／／第一个不能被最小数整

除的未知系数下标．

int n，changcol，temp；／／交换列

n pmat一> paratotal；

／／找出第一行上绝对值最小的元素及所在

位置．

min= abs(pmat一> array_result[0][0])；

minloc = 0：

if(pmat一>array_result．[0][0]>0)minsgn

= 1；II1：正数．

else minsgn=0；／／0：负数．

for(i： 1；i

{

if(min>abs(pmat一>aray_result[0][i]))

{

min= abs(pmat一> array_result[0][i])；