系統(tǒng)思維修養(yǎng)筆記

系統(tǒng)思維修養(yǎng)筆記系統(tǒng)思維修養(yǎng)的統(tǒng)一應(yīng)用構(gòu)架研討一、 統(tǒng)一的內(nèi)容構(gòu)架1、 問(wèn)題、對(duì)象/整體性系統(tǒng) 層次架構(gòu)性發(fā)展演化\環(huán)境適應(yīng)性2、 霍爾三維結(jié)構(gòu)+人文+社會(huì)二、 體現(xiàn)中國(guó)文化的“善思，多測(cè)和節(jié)儉”本質(zhì)文化的定義與人的素質(zhì)文化的內(nèi)容架構(gòu)A:三層、四項(xiàng)基本要素：思維模式、行為模式、表達(dá)模式和器物認(rèn)同與宗教習(xí)慣B：區(qū)別于知識(shí)中國(guó)講究中庸之道曾子曰：“十目所視，十手所指，其嚴(yán)乎！”系統(tǒng)思維一、系統(tǒng)定義與特征1、一般是指存在著由若干個(gè)相互區(qū)分，相互作用和依賴(lài)的事物組合而成的，具有特定功能并按一定規(guī)律運(yùn)動(dòng)著的有機(jī)整體。2、分類(lèi)：自然、人工或工程系統(tǒng)二、 按照經(jīng)典的要求1、 論語(yǔ)2、 古文觀(guān)止A.師說(shuō) B.原道 C.諫太宗十思疏3、 弟子規(guī)三、 結(jié)合現(xiàn)代條件------網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)思維學(xué)習(xí)內(nèi)容一、 關(guān)鍵詞 系統(tǒng)、思維、修養(yǎng)二、 俗語(yǔ)、成語(yǔ)一一大智若愚、福禍相依、南轅北轍三、 文化的定義與人的素質(zhì)文化的內(nèi)容何謂素質(zhì)？A.智商、情商 B.協(xié)商、學(xué)商、健商 C.修養(yǎng)四、 幾種典型的分形1、三分康托集1883年，德國(guó)數(shù)學(xué)家康托(G.Cantor)提出了如今廣為人知的三分康托集。三分康托集是很容易構(gòu)造的，然而，它卻顯示出許多最典型的分形特征。它是從單位區(qū)間出發(fā)，再由這個(gè)區(qū)間不斷地去掉部分子區(qū)間的過(guò)程三分康托集的構(gòu)造過(guò)程構(gòu)造出來(lái)的（如右圖）。其詳細(xì)構(gòu)造過(guò)程是：第一步，把閉區(qū)間0,1］平均分為三段，去掉中間的1/3部分段，則只剩下兩個(gè)閉區(qū)間［0,1/3］和［2/3,1］。第二步，再將剩下的兩個(gè)閉區(qū)間各自平均分為三段，同樣去掉中間的區(qū)間段，這時(shí)剩下四段閉區(qū)間：［0，1/9］，［2/9，1/3］，［2/3,7/9］和［8/9，1］。第三步，重復(fù)刪除每個(gè)小區(qū)間中間的1/3段。如此不斷的分割下去，最后剩下的各個(gè)小區(qū)間段就構(gòu)成了三分康托集。三分康托集的Hausdorff維數(shù)是0.6309。2、Koch曲線(xiàn)1904年，瑞典數(shù)學(xué)家柯赫構(gòu)造了“Koch曲線(xiàn)”幾何圖形。Koch曲線(xiàn)大于一維，具有無(wú)限的長(zhǎng)度，但是又小于二維，并且生成的圖形的面積為零。它和三分康托集一樣，是一個(gè)典型的分形。根據(jù)分形的次數(shù)不同，生成的Koch曲線(xiàn)也有很多種，比如三次Koch曲線(xiàn)，四次Koch曲線(xiàn)等。下面以三次Koch曲線(xiàn)為例，介紹Koch曲線(xiàn)的構(gòu)造方法，其它的可依此類(lèi)推。Koch三次Koch曲線(xiàn)的構(gòu)造過(guò)程主要分為三大步驟：第一步，給定一個(gè)初始圖形一一一條線(xiàn)段；第二步，將這條線(xiàn)段中間的1/3處向外折起；第三步，按照第二步的方法不斷的把各段線(xiàn)段中間的1/3處向外折起。這樣無(wú)限的進(jìn)行下去，最終即可構(gòu)造出Koch曲線(xiàn)。其圖例構(gòu)造過(guò)程如右圖所示（迭代了6次的圖形）。3、 Julia集Julia集是由法國(guó)數(shù)學(xué)家GastonJulia和PierreFaton在發(fā)展了復(fù)變函數(shù)迭代的基礎(chǔ)理論后獲得的。Julia集也是一個(gè)典型的分形，只是在表達(dá)上相當(dāng)復(fù)雜，難以用古典的數(shù)學(xué)方法描述。Julia集4、 Julia集由一個(gè)復(fù)變函數(shù)（如左圖） 盡管這個(gè)復(fù)變函數(shù)看起來(lái)很簡(jiǎn)單，然而它卻能夠生成很復(fù)雜的分形圖形。 右圖為Julia集生成的圖形，由于c可以是任意值，所以當(dāng)c取不同的值時(shí)，生成的Julia集的圖形也不相同。分維作用分維，作為分形的定量表征和基本參數(shù)，是分形理論的又一重要原則。分維，又稱(chēng)分形維或分?jǐn)?shù)維，通常用分?jǐn)?shù)或帶小數(shù)點(diǎn)的數(shù)表示。長(zhǎng)期以來(lái)人們習(xí)慣于將點(diǎn)定義為零維,直線(xiàn)為一維,平面為二維,空間為三維,愛(ài)因斯坦在相對(duì)論中引入時(shí)間維，就形成四維時(shí)空。對(duì)某一問(wèn)題給予多方面的考慮，可建立高維空間,但都是整數(shù)維。在數(shù)學(xué)上，把歐氏空間的幾何對(duì)象連續(xù)地拉伸、壓縮、扭曲，維數(shù)也不變，這就是拓?fù)渚S數(shù)。然而，這種傳統(tǒng)的維數(shù)觀(guān)受到了挑戰(zhàn)。曼德布羅特曾描述過(guò)一個(gè)繩球的維數(shù)：從很遠(yuǎn)的距離觀(guān)察這個(gè)繩球，可看作一點(diǎn)（零維）;從較近的距離觀(guān)察，它充滿(mǎn)了一個(gè)球形空間（三維）;再近一些，就看到了繩子（一維）;再向微觀(guān)深入，繩子又變成了三維的柱，三維的柱又可分解成一維的纖維。那么，介于這些觀(guān)察點(diǎn)之間的中間狀態(tài)又如何呢？ 顯然,并沒(méi)有繩球從三維對(duì)象變成一維對(duì)象的確切界限。數(shù)學(xué)家豪斯道夫（Hausdoff）在1919年提出了連續(xù)空間的概念，也就是空間維數(shù)是可以連續(xù)變化的,它可以是整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)，稱(chēng)為豪斯道夫維數(shù)。記作Df,一般的表達(dá)式為:K=LDf,也作K=（1/L）-Df,取對(duì)數(shù)并整理得Df=lnK/lnL，其中L為某客體沿其每個(gè)獨(dú)立方向皆擴(kuò)大的倍數(shù),K為得到的新客體是原客體的倍數(shù)。顯然,Df在一般情況下是一個(gè)分?jǐn)?shù)。因此，曼德布羅特也把分形定義為豪斯道夫維數(shù)大于或等于拓?fù)渚S數(shù)的集合。英國(guó)的海岸線(xiàn)為什么測(cè)不準(zhǔn)？因?yàn)闅W氏一維測(cè)度與海岸線(xiàn)的維數(shù)不一致。根據(jù)曼德布羅特的計(jì)算，英國(guó)海岸線(xiàn)的維數(shù)為1.26。有了分維，海岸線(xiàn)的長(zhǎng)度就確定了。五、霍爾三維結(jié)構(gòu)霍爾的三維結(jié)構(gòu)模式的出現(xiàn)，為解決大型復(fù)雜系統(tǒng)的規(guī)劃、組織、管理問(wèn)題提供了一種統(tǒng)一的思想方法，霍爾的三維結(jié)構(gòu)模式因而在世界各國(guó)得到了廣泛應(yīng)用?；魻柸S結(jié)構(gòu)是將系統(tǒng)工程整個(gè)活動(dòng)過(guò)程分為前后緊密銜接的七個(gè)階段和七個(gè)步驟，同時(shí)還考慮了為完成這些階段和步驟所需要的各種專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能。這樣，就形成了由時(shí)間維、邏輯維和知識(shí)維所組成的三維空間結(jié)構(gòu)。其中，時(shí)間維表示系統(tǒng)工程活動(dòng)從開(kāi)始到結(jié)束按時(shí)間順序排列的全過(guò)程，分為規(guī)劃、擬定方案、研制、生產(chǎn)、安裝、運(yùn)行、更新七個(gè)時(shí)間階段。邏輯維是指時(shí)間維的每一個(gè)階段內(nèi)所要進(jìn)行的工作內(nèi)容和應(yīng)該遵循的思維程序，包括明確問(wèn)題、確定目標(biāo)、系統(tǒng)綜合、系統(tǒng)分析。優(yōu)化、決策、實(shí)施七個(gè)邏輯步驟。知識(shí)維列舉需要運(yùn)用包括工程、醫(yī)學(xué)、建筑、商業(yè)、法律、管理、社會(huì)科學(xué)、藝術(shù)、等各種知識(shí)和技能。三維結(jié)構(gòu)體系形象地描述了系統(tǒng)工程研究的框架，對(duì)其中任一階段和每一個(gè)步驟，又可進(jìn)一步展開(kāi)，形成了分層次的樹(shù)狀體系。下面將邏輯維的7個(gè)步驟逐項(xiàng)展開(kāi)討論，可以看出，這些內(nèi)容幾乎覆蓋了系統(tǒng)工程理論方法的各個(gè)方面。 如詞條附圖所示，霍爾三維結(jié)構(gòu)是由時(shí)間維、邏輯維和知識(shí)維組成的立體空間結(jié)構(gòu)。編輯本段霍爾三維結(jié)構(gòu)分析邏輯維(解決問(wèn)題的邏輯過(guò)程)運(yùn)用系統(tǒng)工程方法解決某一大型工程項(xiàng)目時(shí)，一般可分為七個(gè)步驟： 1.明確問(wèn)題霍爾的三維結(jié)構(gòu)模式由于系統(tǒng)工程研究的對(duì)象復(fù)雜，包含自然界和社會(huì)經(jīng)濟(jì)各個(gè)方面，而且研究對(duì)象本身的問(wèn)題有時(shí)尚不清楚，如果是半結(jié)構(gòu)性或非結(jié)構(gòu)性問(wèn)題，也難以用結(jié)構(gòu)模型定量表示。因此，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的最初階段首先要明確問(wèn)題的性質(zhì)，特別是在問(wèn)題的形成和規(guī)劃階段，搞清楚要研究的是什么性質(zhì)的問(wèn)題，以便正確地設(shè)定問(wèn)題，否則，以后的許多工作將會(huì)勞而無(wú)功。造成很大浪費(fèi)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者在問(wèn)題的設(shè)定方面提出了許多行之有效的方法，主要有：直觀(guān)的經(jīng)驗(yàn)方法。這類(lèi)方法中，比較知名約有頭腦風(fēng)暴法(BrainStorming)，又稱(chēng)智暴法、5W1H法、KJ法等，日本人將這類(lèi)方法叫做創(chuàng)造工程法。這一方法的特點(diǎn)是總結(jié)人們的經(jīng)驗(yàn)，集思廣益，通過(guò)分散討論和集中歸納，整理出系統(tǒng)所要解決的問(wèn)題。預(yù)測(cè)法。系統(tǒng)要分析的問(wèn)題常常與技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和外部環(huán)境的變化有關(guān)，其中有許多未知因素，這些因素可用打分的辦法或主觀(guān)概率法來(lái)處理。預(yù)測(cè)法主要有德?tīng)柗品?、情景分析法、交叉影響法、時(shí)間序列法等。結(jié)構(gòu)模型法。復(fù)雜問(wèn)題可用分解的方法，形成若干相關(guān)聯(lián)的相對(duì)簡(jiǎn)單的子問(wèn)題，然后用網(wǎng)絡(luò)圖方法將問(wèn)題直觀(guān)地表示出來(lái)。常用的方法有解釋結(jié)構(gòu)模型法(I5M法)、決策實(shí)驗(yàn)室法(DEMATEL法)、圖論法等。其中，用圖論中的關(guān)聯(lián)樹(shù)來(lái)分析目標(biāo)體系和結(jié)構(gòu)，可以很好地比較各種替代方案，在問(wèn)題形成、方案選擇和評(píng)價(jià)中是很有用的。多變量統(tǒng)計(jì)分析法。用統(tǒng)計(jì)理論方法所得到的多變量模型一般是非物理模型，對(duì)象也常是非結(jié)構(gòu)的或半結(jié)構(gòu)的。統(tǒng)計(jì)分析法中比較常用的有因子分析法、主成份分析法等，成組分析和正則相關(guān)分析也屬此類(lèi)。此外，還有利用行為科學(xué)、社會(huì)學(xué)、一般系統(tǒng)理論和模糊理論來(lái)分析，或幾種方法結(jié)合起來(lái)分析，使問(wèn)題明確化。建立價(jià)值體系或評(píng)價(jià)體系 評(píng)價(jià)體系要回答以下一些問(wèn)題:評(píng)價(jià)指標(biāo)如何定量化，評(píng)價(jià)中的主觀(guān)成分和客觀(guān)成分如何分離，如何進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，如何確定價(jià)值觀(guān)問(wèn)題等。行之有效的價(jià)值體系方法有以下幾種。效用理論。該理論是從公理出發(fā)建立的價(jià)值理論體系，反映了人的偏好，建立了效用理論和效用函數(shù)，并發(fā)展為多屬性和多隸屬度效用函數(shù)。費(fèi)用/效益分析法。多用于經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)評(píng)價(jià)，如投資效果評(píng)價(jià)、項(xiàng)目可行性研究等。風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)。在系統(tǒng)評(píng)價(jià)中，風(fēng)險(xiǎn)和安全性評(píng)價(jià)是一個(gè)重要內(nèi)容，決策人對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的態(tài)度也反映在效用函數(shù)上。在多個(gè)目標(biāo)之間有沖突時(shí)，人們也常根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)來(lái)進(jìn)行折衷評(píng)價(jià)。價(jià)值工程。價(jià)值是人們對(duì)事物優(yōu)劣的觀(guān)念準(zhǔn)則和評(píng)價(jià)準(zhǔn)則的總和。例如，要解決的問(wèn)題是否值得去做，解決問(wèn)題的過(guò)程是否適當(dāng)，結(jié)果是否令人滿(mǎn)意等。以生產(chǎn)為例，產(chǎn)品的價(jià)值主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的功能和質(zhì)量上，降低投入成本和增加產(chǎn)出是兩項(xiàng)相關(guān)的準(zhǔn)則。價(jià)值工程是個(gè)總體概念，具體體現(xiàn)在設(shè)計(jì)、制造和銷(xiāo)售各個(gè)環(huán)節(jié)的合理性上。3、系統(tǒng)分析不論是工程技術(shù)問(wèn)題還是社會(huì)環(huán)境問(wèn)題，系統(tǒng)分析首先要對(duì)所研究的對(duì)象進(jìn)行描述，建模的方法和仿真技術(shù)是常采用的方法，對(duì)難以用數(shù)學(xué)模型表達(dá)的社會(huì)系統(tǒng)和生物系統(tǒng)等，也常用定性和定量相結(jié)合的方法來(lái)描述。系統(tǒng)分析的主要內(nèi)容涉及以下幾方面。系統(tǒng)變量的選擇。用于描述系統(tǒng)主事?tīng)顟B(tài)及其演變過(guò)程的是一組狀態(tài)變量和決策變量，因此，系統(tǒng)分析首先要選擇出能反映問(wèn)題本質(zhì)的變量，并區(qū)分內(nèi)生變量和外生變量，用靈敏度分析法可區(qū)別各個(gè)變量對(duì)系統(tǒng)命題的影響程度，并對(duì)變量進(jìn)行篩眩。建模和仿真。在狀態(tài)變量選定后，要根據(jù)客觀(guān)事物的具體特點(diǎn)確定變量間的相互依存和制約關(guān)系，即構(gòu)造狀態(tài)平衡方程式，得出描述系統(tǒng)特征的數(shù)學(xué)模型。在系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)不清楚的情況下，可用輸入輸出的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得出關(guān)系式，構(gòu)造出系統(tǒng)模型。系統(tǒng)對(duì)象抽象成模型后，就可進(jìn)行仿真，找出更普遍、更集中和更深刻反映系統(tǒng)本質(zhì)的特征和演變趨勢(shì)。現(xiàn)已有若干實(shí)用的大系統(tǒng)仿真軟件，如用于隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng)的GPSS軟件，用于復(fù)雜社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)仿真的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)(SD)軟件等?？煽啃怨こ獭Ｏ到y(tǒng)可靠性工程是研究系統(tǒng)中元素的可靠性和由多個(gè)元素組成的系統(tǒng)整體可靠性之間的關(guān)系。一般講，可靠的元件是組成可靠系統(tǒng)的基礎(chǔ)，然而，局部的可靠性和整體可靠性間并非簡(jiǎn)單的對(duì)應(yīng)關(guān)系，系統(tǒng)工程強(qiáng)調(diào)從整體上來(lái)看問(wèn)題。在40年代，馮?諾依曼(VonNeumann)開(kāi)始研究用重復(fù)的不那么可靠的元件組成高度可靠系統(tǒng)的問(wèn)題，并進(jìn)行了可靠性理論探討。錢(qián)學(xué)森教授也提出，現(xiàn)在大規(guī)模集成電路的發(fā)展便元器件的成本大大降低，如何用可靠性較低的元器件組成可靠性高的系統(tǒng)，是個(gè)很有現(xiàn)實(shí)意義的問(wèn)題。近年來(lái)，己采用的可靠性和安全性評(píng)價(jià)方法有FTA或ETA等樹(shù)狀圖形方法。4、系統(tǒng)綜合系統(tǒng)綜合是在給定條件下，找出達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的手段或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。一般來(lái)講，按給定目標(biāo)設(shè)計(jì)和規(guī)劃的系統(tǒng)，在具體實(shí)施時(shí)，總與原來(lái)的設(shè)想有些差異，需要通過(guò)對(duì)問(wèn)題本質(zhì)的深入理解，作出具體解決問(wèn)題的替代方案，或通過(guò)典型實(shí)例的研究，構(gòu)想出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和簡(jiǎn)單易行的能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)要求的實(shí)施方案。系統(tǒng)綜合的過(guò)程常常需要有人的參與，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)和系統(tǒng)仿真可用于系統(tǒng)綜合，通過(guò)人機(jī)的交互作用，51人人的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，便系統(tǒng)具有推理和聯(lián)想的功能。近年來(lái)，知識(shí)工程和模糊理論已成為系統(tǒng)綜合的有力工具。5、系統(tǒng)方案的優(yōu)化選擇在系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和目標(biāo)函數(shù)已經(jīng)建立的情況下，可用最優(yōu)化方法選擇便目標(biāo)值最優(yōu)的控制變量值或系統(tǒng)參數(shù)。所謂優(yōu)化，就是在約束條件規(guī)定的可行域內(nèi)，從多種可行方案或替代方案中得出最優(yōu)解或滿(mǎn)意解。實(shí)踐中要根據(jù)問(wèn)題的特點(diǎn)選用適當(dāng)?shù)淖顑?yōu)化方法，目前應(yīng)用最廣的仍是線(xiàn)性規(guī)劃和動(dòng)態(tài)規(guī)劃，非線(xiàn)性規(guī)劃的研究很多，但實(shí)用性尚有待改進(jìn)，大系統(tǒng)優(yōu)化已開(kāi)發(fā)了分解協(xié)調(diào)的算法。組合優(yōu)化適用于離散變量，整數(shù)規(guī)劃中的分枝定界法，逐次逼近法等的應(yīng)用也很廣泛。多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題的最優(yōu)解處于目標(biāo)空間的非劣解集上，可采用人機(jī)交互的方法處理所得的解，最終得到滿(mǎn)意解。當(dāng)然，多目標(biāo)問(wèn)題也可用加權(quán)的方法轉(zhuǎn)換成單目標(biāo)來(lái)求解，或按目標(biāo)的重要性排序，逐次求解，例如目標(biāo)規(guī)劃法。決策"決策就是管理"，"決策就是決定"，人類(lèi)的決策管理活動(dòng)面臨著被決策系統(tǒng)的日益龐大和日益復(fù)雜。決策又有個(gè)人決策和團(tuán)體決策、定性決策和定量決策、單目標(biāo)決策和多目標(biāo)決策之分。戰(zhàn)略決策是在更高層次上的決策。在系統(tǒng)分析和系統(tǒng)綜合的基礎(chǔ)上，人們可根據(jù)主觀(guān)偏好、主觀(guān)效用和主觀(guān)概率做決策。決策的本質(zhì)反映了人的主觀(guān)認(rèn)識(shí)能力，因此，就必然受到人的主觀(guān)認(rèn)識(shí)能力的限制。近年來(lái)，塊策支持系統(tǒng)受到人們的重視，系統(tǒng)分析者將各種數(shù)據(jù)、條件、模型和算法放在決策支持系統(tǒng)中，該系統(tǒng)甚至包含了有推理演繹功能的知識(shí)庫(kù)，便決策者在做出主觀(guān)決策后，力圖從決策支持系統(tǒng)中盡快得到效果反應(yīng)，以求得到主觀(guān)判斷和客觀(guān)效果的一致。決策支持系統(tǒng)在一定條件下起到?jīng)Q策科學(xué)化和合理化的作用。但是，在真實(shí)的決策中，被決策對(duì)象往往包含許多不確定因素和難以描述的現(xiàn)象，例如，社會(huì)環(huán)境和人的行為不可能都抽象成數(shù)學(xué)模型，即使是使用了專(zhuān)家系統(tǒng)，也不可能將邏輯推演、綜合和論證的過(guò)程做到像人的大腦那樣，有創(chuàng)造性的思維，也無(wú)法判斷許多隨機(jī)因素。群決策有利于克服某些個(gè)人決策中主觀(guān)判斷的失誤，但群決策過(guò)程比較長(zhǎng)。為了實(shí)現(xiàn)高效率的群決策，在理論方法和應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)方面，許多人做了大量