第二章 系统分析方法
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系统分析第二章系统分析ppt一、模型与模型化简介模型化模型化就是为描述系统的构成和行为,对实体系统的各种因素进行适当筛选,用一定方式(数学、图像等)表达系统实体的方法。
------构模的过程3.模型(化)的地位与作用3.模型(化)的地位与作用地位:4.模型的分类概念模型:通过人们的经验、知识和直觉形成的。
形式上分为思维、字句或描述的。
5.建立模型的一般原则①建立方框图6.建模的基本步骤①明确建模的目的和要求;②对系统进行一般语言描述;③弄清系统中的主要因素及其相互关系;④确定模型的结构;⑤估计模型的参数;⑥实验研究;⑦必要修改。
7.模型化的基本方法(4)老手法:2、系统结构的表达方式二元关系的性质二元关系的集合系统结构的表达方式有向连接图:图的基本的矩阵表示,描述图中各节点两两间邻接的关系,记作A。
矩阵A的元素aij定义:汇点:矩阵A中元素全为零的行所对应的节点。
在可达矩阵中存在两个节点相应的行、列元素值分别完全相同,则说明这两个节点构成回路集,只要选择其中的一个节点即可代表回路集中的其他节点,这样就可简化可达矩阵,称为缩减可达矩阵,记作Mˊ。
(1)区域分解:将系统元素分成相互独立的子系统(2)级位分解:对各子系统元素进行分级(3)提取骨架矩阵(4)画有向图将M分级重新排列实现某一可达矩阵M、具有最小二元关系个数(“1”元素最少)的邻接矩阵叫做M的最小实现二元关系矩阵,即骨架矩阵,记作A’。
骨架矩阵(二)解释结构模型技术(ISM)(InteractiveStructureModeling)1.作用:主要描述系统构成元素之间的关联关系,主要适用于一些宏观问题的定性分析。
2.任务:通过构造解析将复杂的系统分解成条理分明、多级递阶的结构形式(结构图)ISM技术的基本思想:ISM技术的核心:通过各种创造性技术,提取问题的构成要素,利用有向图、矩阵等工具和计算机技术,对要素及其相互关系等信息进行处理,最后用文字加以解释说明,明确问题的层次和整体结构,提高对问题的认识和理解程度。
第二章系统模型与系统分析一、系统模型系统模型是指对一个系统进行抽象和描述,用以揭示其内部结构、运行规律和相互关系的方法和工具。
系统模型是系统分析的基础,通过构建系统模型可以更好地理解和分析系统的特性和问题。
1.系统模型的分类系统模型可以分为静态模型和动态模型两类。
静态模型描述了系统的结构和组成部分,包括系统的元素、关系和属性。
常用的静态模型方法有系统框图、数据流图和实体关系图等。
动态模型描述了系统的行为和变化过程,主要包括状态转换和信息流动。
常用的动态模型方法有状态转换图、时序图和活动图等。
2.系统模型的构建方法构建系统模型的方法有多种,常用的方法有层次分析法和系统动力学方法。
层次分析法是一种定性和定量相结合的分析方法,通过对系统进行层次划分,分析各层次元素的相互关系和影响程度,从而得出系统的总体性能。
系统动力学方法是一种动态系统建模和仿真的方法,通过建立差分方程或微分方程来描述系统的演化过程,在不同的时间段内模拟系统的运行过程和结果。
二、系统分析系统分析是指对一个系统进行全面深入地研究和分析,以了解其内部机制、运行规律和问题点,为系统的优化改进提供依据。
1.系统分析的步骤系统分析通常包括问题定义、数据收集、系统描述、模型建立、模型验证和模型求解等步骤。
问题定义阶段需要明确研究的目标和内容,确定问题的范围和界限。
数据收集阶段需要收集系统运行所需的数据和信息,包括实际运行数据和用户需求等。
系统描述阶段需要对系统进行全面的描述和分析,包括系统的功能、结构和性能等。
模型建立阶段需要根据系统描述构建数学模型,用以描述系统的运行过程和规律。
模型验证阶段需要对建立的模型进行验证和评估,确保模型的有效性和准确性。
模型求解阶段需要利用建立的模型进行仿真和优化,找出系统的优化方案和改进措施。
2.系统分析的工具和技术系统分析常用的工具和技术包括面向对象分析、数据流图、系统动力学、Petri网等。
面向对象分析是一种以对象和类为核心的分析方法,通过建立对象模型和类模型来描述系统的结构和行为,强调系统的模块化和可重用性。
2.4 故障类型和影响分析故障类型和影响分析FMEA( Failure Model and Effects Analysis )是对系统各组成部分、元件进行分析的重要方法。
系统的子系统或元件在运行过程中会发生故障,而且往往可能发生不同类型的故障。
例如,电气开关可能发生接触不良或接点粘连等类型故障。
不同类型的故障对系统的影响是不同的。
这种分析方法首先找出系统中各子系统及元件可能发生的故障及其类型,查明各种类型故障对邻近子系统或元件的影响以及最终对系统的影响,以及提出消除或控制这些影响的措施。
故障类型和影响分析是一种系统安全分析归纳方法。
早期的故障类型和影响分析只能做定性分析,后来在分析中包括了故障发生难易程度的评价或发生的概率。
从而把它与致命度分析( Critical Analysis ) 结合起来,构成故障类型和影响、危险度分析( FMEC)这样,若确定了每个元件的故障发生概率,就可以确定设备、系统或装置的故障发生概率,从而定量地描述故障的影响。
2.4.1 故障类型系统、子系统或元件在运行过程中,由于性能低劣,不能完成规定的功能时,则称为故障发生。
系统或元件发生故障的机理十分复杂,故障类型是由不同故障机理显现出来的各种故障现象的表现形式。
因此,一个系统或一个元件往往有多种故障类型。
表2-6 为一般机电产品、设备常见故障类型。
表2-6常见故障类型对产品、设备、元件的故障类型、产生原因及其影响应及时了解和掌握,才能正确地采取相应措施。
若忽略了某些故障类型,这些类型故障可能因为没有采取防止措施而发生事故。
例如,美国在研制NASA卫星系统时,仅考虑了旋转天线汇流环开路故障而忽略了短路故障,结果由于天线汇流环短路故障使发射失败,造成1亿多美元的损失。
掌握产品、设备、元件的故障类型需要积累大量的实际工作经验,特别是通过故障类型和影响分析来积累经验242分析程序故障类型和影响分析通常包括以下四方面:(1)掌握和了解对象系统;(2)对系统元件的故障类型和产生原因进行分析;(3)故障类型对系统和元件的影响;(4)汇总结果和提出改正措施。