高中通用技术3-2-2系统的优化课件苏教版必修.ppt

第二节第二节 系统的分析系统的分析 通用技术课程（苏教版）教学课件通用技术课程（苏教版）教学课件系统的优化系统的优化 第三章第三章 系统及其设计系统及其设计知识回顾系统的含义系统的含义系统的基本特性系统的基本特性 相互联系、相互作用、相互依赖和相相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素或部分组成的具有特定互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体。功能的有机整体。整体性、相关性、目的性、动态性整体性、相关性、目的性、动态性和环境适应性。和环境适应性。系统优化 是指在给定的条件（或约束条件）是指在给定的条件（或约束条件）下，根据系统的优化目标，采取一定下，根据系统的优化目标，采取一定的的手段和方法，使系统的目标值达到最手段和方法，使系统的目标值达到最大大化（或最小化）。化（或最小化）。不同的目标，对应着不同的优化不同的目标，对应着不同的优化结结果。果。案例分析案例分析（教材第（教材第8181页）页）农作物种植系统的优化农作物种植系统的优化农业间作套农业间作套种种目标：目标：实现增产、增收、提高土地的利用实现增产、增收、提高土地的利用率。率。条件：条件：农作物的生长特性、天气、气候。农作物的生长特性、天气、气候。手段：手段：利用农作物生长的季节差、时间差。利用农作物生长的季节差、时间差。约束条件：约束条件：农作物的生长特征、天气、气农作物的生长特征、天气、气候等候等 因素对农作物套种起着限制作用，因素对农作物套种起着限制作用，是不能人为调节的。是不能人为调节的。套种技术的套种技术的水平田间管理病虫害防治水平田间管理病虫害防治对产对产量有直接影响，并可以人为调节。所以，量有直接影响，并可以人为调节。所以，可以可以优化。优化。系统优化应考虑的三个要素 目标与目标函数目标与目标函数：目标与收益总和之间的关目标与收益总和之间的关系。系。约束条件：约束条件：对目标函数起限制作用，对目标函数起限制作用，不能不能人为人为 调节。调节。影响因素：影响因素：产生影响，产生影响，可人为调节可人为调节。数学模型数学模型：用数学公式或图表等描述客观用数学公式或图表等描述客观事物事物 的的特征模型特征模型。案例分析案例分析（教材第（教材第8181页）页）利润问利润问题题 三个要三个要素素约束条件约束条件材料、劳动力、合同。材料、劳动力、合同。影响因素影响因素椅子数量椅子数量11、桌子数量、桌子数量2 2。目标函数目标函数Smax=501+602Smax=501+602约束条件约束条件41+6260041+62600（材料）（材料）201+182400201+182400（工时）（工时）目标目标家具销售获取最大利润。家具销售获取最大利润。建立关建立关系系最优化方法最优化方法 为使系统达到最优的目标而提出为使系统达到最优的目标而提出的的求解方法。求解方法。实现系统的最优化，就可以在一定资源条件下，实现系统的最优化，就可以在一定资源条件下，取得最佳的经济效果，而投入的人力、物力、财力达取得最佳的经济效果，而投入的人力、物力、财力达到最小。到最小。系统优化的意义案例分析案例分析（教材第（教材第83页）页）装修施工的组织优化装修施工的组织优化 三个要三个要素素约束条件约束条件水电、木工、油漆依次序装水电、木工、油漆依次序装修。修。影响因素影响因素施工时间、装修队数量、设施工时间、装修队数量、设备数备数 量、管理能力。量、管理能力。你还能想到什么方案？你还能想到什么方案？综合分析各种方案，你认综合分析各种方案，你认为为最合理的方案是哪一种？最合理的方案是哪一种？目标目标对资源的利用是最为合理。对资源的利用是最为合理。案例分析案例分析阿拉斯加原油输送方阿拉斯加原油输送方案案 环境：环境：油田处于北极圈内，海湾常年处于冰油田处于北极圈内，海湾常年处于冰封状封状 态，陆地最低气温达态，陆地最低气温达-50-50。任务：任务：由阿拉斯加东北部的普拉德霍湾油田由阿拉斯加东北部的普拉德霍湾油田向美向美 国本土运输油田。国本土运输油田。方案方案1：由海路用油船运输。由海路用油船运输。方案方案2：用带加温系统的油管输送用带加温系统的油管输送。方案方案3：把含把含10102020NaclNacl的海水加到原油的海水加到原油中。中。方案方案4：天然气转化为甲醇加到原油中天然气转化为甲醇加到原油中。反思：反思：分析人员运用其专业知识，将石油中的原油分析人员运用其专业知识，将石油中的原油和天然和天然 气的运输作为一个整体进行系统分析，获得了气的运输作为一个整体进行系统分析，获得了成成 功，体现了系统分析的实际价值。功，体现了系统分析的实际价值。课堂小结课堂小结 系统优化的含义系统优化的含义 数学模型数学模型 最优化方法最优化方法 系统优化的意义系统优化的意义 系统优化的实现系统优化的实现 The end!