解释结构模型

3.2解释结构模型

系统是由许多具有一定功能的要素（如设备、事件、子系统等）所组成的，

各要素之间总是存在着相互支持或相互制约的逻辑关系。在这些关系中，又可以分为直接关系和间接关系等。为此，开发或改造一个系统时，首先要了解系统中

各要素间存在怎样的关系，是直接的还是间接的关系，只有这样才能更好地完成

开发或改造系统的任务。要了解系统中各要素之间的关系，也就是要了解和掌握系统的结构，建立系统的结构模型。

结构模型化技术目前已有许多种方法可供应用，其中尤以解释结构模型法（InterpretativeStructuralModeling,简称ISM）最为常用。

3.2.1结构模型概述

一、解释结构模型的概念

解释结构模型（ISM）是美国华费尔特教授于1973年作为分析复杂的社会

经济系统有关问题的一种方法而开发的。其特点是把复杂的系统分解为若干子系

统（要素），利用人们的实践经验和知识，以及电子计算机的帮助，最终将系统

构造成一个多级递阶的结构模型。

ISM属于概念模型，它可以把模糊不清的思想、看法转化为直观的具有良好

结构关系的模型，应用面十分广泛。从能源问题等国际性问题到地区经济开发、

企事业甚至个人范围的问题等，都可应用ISM来建立结构模型，并据此进行系

统分析。它特别适用于变量众多、关系复杂且结构不清晰的系统分析，也可用于方案的排序等。

所谓结构模型，就是应用有向连接图来描述系统各要素间的关系，以表示一个作为要素集合体的系统的模型，图3-1所示即为两种不同形式的结构模型。

图3-1两种不同形式的结构模型

结构模型一般具有以下基本性质：

（1）结构模型是一种几何模型。结构模型是由节点和有向边构成的图或树

图来描述一个系统的结构。节点用来表示系统的要素，有向边则表示要素间所存

在的关系。这种关系随着系统的不同和所分析问题的不同，可理解为“影响”、“取决于”、“先于”、“需要”、“导致”或其他含义。

（2）结构模型是一种以定性分析为主的模型。通过结构模型，可以分析系统的要素

选择是否合理，还可以分析系统要素及其相互关系变化对系统总体的影响等问题。

（3）结构模型除了可以用有向连接图描述外，还可以用矩阵形式来描述。

矩阵可以通过逻辑演算用数学方法进行处理。因此，如果要进一步研究各要素之间关系，可以

通过矩阵形式的演算使定性分析和定量分析相结合。这样，结构模型的用途就更为广泛，从而

使系统的评价、决策、规划、目标确定等过去只能凭个人的经验、直觉或灵感进行的定性分析，能够依靠结构模型来进行定量分析。

（4）结构模型作为对系统进行描述的一种形式，正好处在自然科学领域所用的数学

模型形式和社会科学领域所用的以文章表现的逻辑分析形式之间。因此，它适合用来处理

处于以社会科学为对象的复杂系统中和比较简单的以自然科学为对象的系统中存在的问题，

结构模型都可以处理。

总之，由于结构模型具有上述这些基本性质，通过结构模型对复杂系统进行分析往往能够

抓住问题的本质，并找到解决问题的有效对策。同时，还能使由不同专业人员组成的系统开发

小组易于进行内部相互交流和沟通。

二、实施结构模型法的人员组成

为了更好地推行结构模型法，使其能达到预期的效果，需要有各方面人员的配合，因为结构模型的建立和分析本身就是一个复杂的系统。结构模型主要以定性分析为主，使用者的能力和积极性不同，其效果也必然不同。

一般说来，在实施结构模型法时，需要有三种角色的人员参加，即掌握建模方法的专家、协调人和参与者。

（1）方法技术专家。一方面，他需要对所使用的结构模型法有深入的、本

质的理解，除掌握方法的基本原则以及使用时应具备什么条件等知识外，还要熟悉在使用过程中如何才能顺利进行，当出现问题时如何去正确处理它们；另一方面，能用较为通俗的语言和方式向参与者等进行介绍，使参与者等能够主动配合工作。

（2）协调人。结构模型法应用的成功与否，在很大程度上取决于该角色所

起作用的好坏。作为协调人，一方面必须具备个人和群体创造过程以及激励机制

等方面的知识，同时，对于参与者可能提出的问题所涉及的领域有足够的知识，

从而能成功地引导他们增强理解、调查和交流；另一方面，要对结构模型法有足

够的认识，能促使参与者与方法技术专家成功地进行联系。总之，在这里协调人不仅仅是一个信息的传递者，而是要起到“综合器”和“催化剂”的作用。

（3）参与者。参与者掌握着与问题有关的信息和知识，这些信息和知识构成整个应

用的基础。充当该角色的是那些能够从结构模型法的应用中受益的人。

举行一次结构模型讨论会的一个目的在于参与者分享不同观点和知识的欲望，使他们之间能相互受益，并获得综合和交流思想的机会，从而对现有问题有更广泛、更深入的理解。对于参与者来说，另一个目的是发展一种与小组外人士进行思想交流的工具，以分享他们当前对问题所拥有的知识。

这三种角色的相互关系如图3-2所示。由图3-2可知，角色2与角色1和角

色3的重叠部分，表明协调人必须具备关于结构模型法和有关分析问题这两方面的足够知识，从而才能有效地充当角色2。.

方法技

术专家协调人参与者

角色1 角色2 角色3

图3-2 角色的相互关系

如图3-3所示，当角色2和角色1之间有很大重叠部分时，即意味着可以由

一个人同时充当角色1和角色2。当然，如果能分别由不同的人来充当角色1和角色2则更为可取，因为只有这样，角色2才能受到应有的重视。

角色1 角色2 角色3

图3-3 角色相互关系

作为另外一个例子，如图3-4所示，表示参与者与所使用的结构模型法的方法论有一个很大的距离，在这种情况下，需要更熟练的协调人。可见协调人的角色非常重要。

角色1 角色2 角色3

图3-4 角色相互关系

三、ISM的工作程序

一般说来，实施ISM的工作程序有：

（1）组织实施ISM的小组。小组成员的人数一般以10人左右为宜，要求小

组成员对所要解决的问题都能持关心的态度，同时还要保证持有各种不同观点的

人员进入小组。如有能及时做出决策的负责人加入小组，则更能进行认真且富有