什么是建立模型

决策支持系统中模型与模型库：什么是模型和模型库（一）

By Amt 袁磊

一、 模型

所谓模型是以某种形式对一个系统的本质属性的描述，以揭示系统的功能、行为及其变化规律。一般的，人们认识和研究客观世界一般有三种方法：逻辑推理法、实验法和模型法。模型法是了解和探索客观世界的最得力、最方便、最有效的方法，它在客观世界和科学理论之间架起一座桥梁，通过这座桥梁可以分析研究系统的各个侧面。客观世界的实际系统是极其复杂的，它的属性是多方面的。但是，建立模型绝不能企图将所有这些因素和属性都包括进去，否则，模型不但不能解决实际问题，反而把问题搞复杂了，只能根据系统的目的和要求，抓住本质属性和因素，忽略非本质因素，准确地描述系统。因此，模型来源于实际，又高于实际，但比客观世界更简单、更抽象，它是认识问题的飞跃和深化，而且它又是认识客观世界的重要手段。

二、 模型特点

模型是客观世界的一个表征和体现，同时又是客观事物的抽象和概括，一般具有以下特点：

（1）、模型比现实世界容易操作，尤其一些参数值的改变在模型中操作比在实际问题中操作更容易；

（2）、有些实际问题，可能不能通过实验进行说明，但通过建立模型可以克服这种困难，而且模型比现实容易理解一些；

（3）、有些变量在现实中需要很长时间才能观察出它的变化情况，但用模型研究则很快看出变化规律，从而能最迅速抓住本质特征；

（4）、用模型研究变量之间的关系，可以节约时间，降低费用；

为了建立模型，首先应对所分析研究的对象有深入的了解和丰富的知识，并且要对外部环境的影响以及内部各要素之间的相互关系有较深的理解，再加上建模者的想象力、技巧和创造性，就会建立起我们所需要的模型。由于每个人观察和分析问题的能力不同，考虑问题的角度和观点也不尽相同，每个人的思维、逻辑活动都存在差异，所以，对同一问题不同的人所建立的模型也不会相同。这就是说，建立模型的方法也千变万化。由此可见，建立模型是一种创造性活动，要想获得建立模型的能力，必须通过自己的不断实践来达到。

建立模型的过程叫做模型化。模型化是完成系统分析的重要手段，如果模型不能反映系统的实际情况，系统分析和优化就失去了基础，系统决策就睡产生失误。

在建立模型时，要充分了解和研究本系统的特点和属性，尽量借鉴已有的标准模型，但不应把客观存在的系统去机械的套用现有的模型，这种做法往

往会造成不良后果。

三、 模型群和模型体系

1、 模型群

解决软科学所涉及的问题时，可利用的模型已达到100多个，但根据它们的功能和用途可分为若干模型群体，即模型群。具体的模型群有以下几种：

（1）、预测模型群：在这个模型群中，有关定性模型有特尔斐法、主观概率预测法、交叉影响矩阵法等；有关定量模型有回归预测、平滑预测、马尔可夫链预测等。在这些模型中还可以细分，如回归预测有一元回归、多元线性回归等；平滑预测有平均预测法、指数预测法等。

（2）、系统结构模型群：主要用来分析社会经济系统以及其他系统的结构，反映系统各要素之间的主要联系和关联作用，它们主要从宏观和结构上来描述和刻画系统的运行规律。系统结构模型、层次分析模型、投入产出模型、系统动力学模型等模型克服了其他模型过于理性化、经典化，过于依赖数据的缺点，它们充分考虑了人类认识现实世界抽象过程中的思维模式、逻辑推理以及因果规律所揭示的“行为”机制的重要性，并把人的主观因素考虑进去，把人的判断能力、经验与严格的逻辑推理结合起来。投入产出模型主要用于考虑社会经济系统的结构，反映各地区和各部门之间的技术经济联系。同时，投入产出模型也可以放在企业系统的微观管理上，主要适用定量的手段分析企业系统的结构及其各要素之间的关联。

（3）、数量经济模型群：主要包括以经济活动为核心的计量经济模型和经济控制论模型，但是也考虑了某些社会因素和环境因素，并对这些因素进行外生处理。生产函数模型和消费需求模型都属于这一模型群。

（4）、优化模型群：它是系统优化的主要手段和方法，主要包括线性规划、非线性规划、动态规划、目标规划和最优控制等方法。

（5）、不确定模型群：这一类模型主要用来解决和描述系统中的不确定因素和不确定概念，主要包括模糊数学模型、灰色模型和随机模型。

（6）、决策模型群：主要包括单目标风险性决策、多目标决策，还有一些不确定性决策方法等。

（7）、系统综合模型群：这一部分模型主要运用大系统分解协调原理对各个子系统的优化方案综合，并通过计算机仿真，生成若干总体优化方案。

模型群是对系统模型技术的高度概括和总结，也是对系统工程理论基础和科学方法在模型技术上的反应作了进一步的抽象和阐述。

2、 模型体系

模型体系是针对某一具体的系统，在利用模型技术分析、规划、评价该系统时，可应用不同模型群中的模型，也

可应用不同种类的模型，构成了解决这一系统问题的模型体系。

任何一个模型都是复杂的实际系统的简化与抽象，它所容纳的变量是有限的，所研究的关联作用与影响也只是局部的，所具有的功能也是有所侧重的，因此，单靠一个模型去详尽的描述社会经济系统这一重任是难以完成的。要完成这样的复杂任务，必须按照大系统的思路和观点建立一个有一组模型构成的比较完善的体系结构，这就是模型体系形成的客观基础。

模型体系应具有下列三个特点：

（1）、多层次性：任何一个系统都具有多层次性，社会经济系统更是如此，因而相应的模型体系也应当是多层次的。不同层次上的模型解决不同层次上的实际问题，但是，系统地各层次之间又存在着相互关联。

（2）、多形式：如上面所阐述的模型群，它们的理论基础和技术手段各不相同，各有优缺点，各有适用的场合。构成模型体系的模型必须是多种形式的，才能圆满的完成工作任务。

（3）、多功能：系统设计人员会在实践中发现决策者的要求有时是相当广泛的，很难用单个甚至是几个模型覆盖这一要求，需要构造一个多功能的模型体系，使之具有较大的针对性、灵活性和实用性。

建立多层次、多形式、多功能的模型体系是一项难度很高的工作，工作本身就是一项系统工程，因此，在建立模型体系的过程中，应该对已有的模型进行改造和移植，使模型的结构和参数适应变化的客观条件。