34第四节系统设计的基本方法.ppt

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1、第四节第四节 系统设计的基本方法系统设计的基本方法第三章第三章 系统与设计系统与设计学习目标1通过简单的系统设计案例的分析通过简单的系统设计案例的分析,初步初步学会学会简单系统设计的基本方法简单系统设计的基本方法。2确定一个生活或生产中的简单对象确定一个生活或生产中的简单对象,根根据设计要求完成据设计要求完成系统的方案设计系统的方案设计。一、系统的设计一、系统的设计 在日常生活和生产实践中，我们经常在日常生活和生产实践中，我们经常需要对各种各样的系统进行一定的设计。需要对各种各样的系统进行一定的设计。货物配送系统货物配送系统远程视频会议系统远程视频会议系统室内装修设计室内装修设计假假期期旅旅游

2、游行行程程设设计计1、系统设计含义系统设计含义： 是指对需设计的系统进行调查分析、筹划是指对需设计的系统进行调查分析、筹划研究、评价实施、运行改善等，直到完成一研究、评价实施、运行改善等，直到完成一个能协调工作的实际系统的过程。个能协调工作的实际系统的过程。 系统设计是在系统分析的基础上，设计出系统设计是在系统分析的基础上，设计出满足预定目标的系统的过程。满足预定目标的系统的过程。它既包含了它既包含了对某个系统进行技术设计本身的内容，同时又对某个系统进行技术设计本身的内容，同时又需要运用系统的思想和方法对其设计过程进行需要运用系统的思想和方法对其设计过程进行分析、设计。分析、设计。梦幻客机梦幻

3、客机A380 空客空客A380A380为什么能成为为什么能成为一架优秀、成功的客机，这一架优秀、成功的客机，这样一个复杂的系统又是如何样一个复杂的系统又是如何设计完成的呢？设计完成的呢？ 1、 A380是优秀的民用客机，出色的满足了服务于远是优秀的民用客机，出色的满足了服务于远程、大批量乘客航线的设计要求。程、大批量乘客航线的设计要求。2、A380合理的解决了机身重量、机身强度、载重量合理的解决了机身重量、机身强度、载重量、能耗等元素之间的矛盾，让其各个子系统合理融洽的、能耗等元素之间的矛盾，让其各个子系统合理融洽的结合在一起。结合在一起。3、A380尽可能的利用了机内空间，增加载客量，运尽可

4、能的利用了机内空间，增加载客量，运用多项节能技术，减少能源消耗，满足了航空公司对经用多项节能技术，减少能源消耗，满足了航空公司对经济效益的追求。济效益的追求。4、 A380可以动态调整座舱数，增加货运空间，非常可以动态调整座舱数，增加货运空间，非常灵活机动。灵活机动。5、A380的机舱配备了的最先进的机上娱乐系统，电的机舱配备了的最先进的机上娱乐系统，电影、游戏和电视节目一应俱全。机舱内的空气，每三分影、游戏和电视节目一应俱全。机舱内的空气，每三分钟更换一次，钟更换一次，220个舷窗让机舱内享受更多的自然光个舷窗让机舱内享受更多的自然光 ，是最舒服的客机。，是最舒服的客机。6、A380有很强的

5、可改性，可以根据客户的个性化有很强的可改性，可以根据客户的个性化需求，衍生新的子机种，具有极好的适应性和扩展性。需求，衍生新的子机种，具有极好的适应性和扩展性。关于关于A380实现基本功能实现基本功能原则原则综合处理原则综合处理原则追求效益的最追求效益的最大化及最优化大化及最优化原则原则动态调整原则动态调整原则人性化设计原人性化设计原则则战略性思考，战略性思考，稳定适应、可稳定适应、可持续发展原则。持续发展原则。 分析有关分析有关A380A380的材料，的材料，讨论讨论A380A380系统之所以优系统之所以优秀，是因为它的设计遵秀，是因为它的设计遵循了哪些原则？循了哪些原则？1 1、实现基本功

6、能原则、实现基本功能原则系统设计的首要原则系统设计的首要原则2 2、综合处理原则、综合处理原则合理解决各子系统的冲突合理解决各子系统的冲突3 3、追求效益最大化原则、追求效益最大化原则系统设计追求的永系统设计追求的永恒目标恒目标4 4、动态调整原则、动态调整原则5 5、人性化设计原则、人性化设计原则6 6、稳定适应、可持续发展原则、稳定适应、可持续发展原则战略性的思战略性的思考考一、系统设计的一般原则一、系统设计的一般原则 空客空客A380A380是空客公司为了打破波音是空客公司为了打破波音747747在远程超大型宽体客机领域的垄断而设计的在远程超大型宽体客机领域的垄断而设计的一款全新的飞机，

7、具有大航程、大载客量的一款全新的飞机，具有大航程、大载客量的特点。特点。 空客空客A380A380采用了模块化设计，按照功能采用了模块化设计，按照功能和相互之间联系的紧密程度，将整个飞机系和相互之间联系的紧密程度，将整个飞机系统划分为动力、控制、航电、安全、机身等统划分为动力、控制、航电、安全、机身等多个子系统，由英国、德国、西班牙、法国多个子系统，由英国、德国、西班牙、法国等多个国家分别完成。等多个国家分别完成。 各个子系统必须首先通过各自的评价验各个子系统必须首先通过各自的评价验证，达到各自的设计目标才能真正成为飞机证，达到各自的设计目标才能真正成为飞机最终的组件。最终的组件。 所有组件完

8、成后在法国总装，然后进行所有组件完成后在法国总装，然后进行相关技术测试，并进行调试、优化，保证飞相关技术测试，并进行调试、优化，保证飞机的质量和安全。机的质量和安全。A380的设计历程的设计历程1、明确系统的、明确系统的基本功能基本功能2、将系统分解、将系统分解为若干子系统，为若干子系统，明确各子系统的明确各子系统的目标、功能及相目标、功能及相互关系。互关系。3、对子系统进、对子系统进行技术设计和评行技术设计和评价价4、对系统进行、对系统进行总体技术设计和总体技术设计和评价评价 分析有关分析有关A380A380设计过设计过程的资料，总结设计系程的资料，总结设计系统一般过程和基本方法统一般过程和

9、基本方法是什么？是什么？1、明确系统的基本功能、明确系统的基本功能2、将系统分解为若干子系统，明确各子、将系统分解为若干子系统，明确各子系统的目标、功能及相互关系。系统的目标、功能及相互关系。3、对子系统进行技术设计和评价、对子系统进行技术设计和评价4、对系统进行总体技术设计和评价、对系统进行总体技术设计和评价二、系统设计的一般方法二、系统设计的一般方法（1）系统设计的目的与要求：）系统设计的目的与要求： 要从整体出发，以系统整体性能的最优为目的要从整体出发，以系统整体性能的最优为目的（2）不同行业的系统设计有着不同的技术要求。）不同行业的系统设计有着不同的技术要求。 案例案例1：远程视频会议

10、系统：远程视频会议系统网络技术支持网络技术支持多媒体技术支持多媒体技术支持三、三、系统设计应考虑的主要问题系统设计应考虑的主要问题案例案例2 2：人物形象设计：人物形象设计第第6060届戛纳电届戛纳电影节海报设计影节海报设计人物形象设计需要人物形象设计需要审美能力和化装技审美能力和化装技巧等巧等（3）系统各部分之间的相互联系与相互作用：）系统各部分之间的相互联系与相互作用： 要依据系统的环境适应性，既要考虑当前，又要依据系统的环境适应性，既要考虑当前，又要考虑长远。要考虑长远。（4）系统设计方案的优化：）系统设计方案的优化： 首先从系统整体考虑优化，统筹兼顾，再在此首先从系统整体考虑优化，统筹

11、兼顾，再在此基础上完善各部分的设计。基础上完善各部分的设计。 为坐落在山里的村庄策划一个筑路工程设计方案，需要筹划：资金分配、人员调配、地质勘探、路向选择、材料购置、施工进度等。 从系统设计的思路出发，怎样理顺这些关系？案例案例3：筑路工程的系统设计：筑路工程的系统设计 用系统的观点理顺各种用系统的观点理顺各种关系，分别从筑路方案的总关系，分别从筑路方案的总体目标、路线规划方案的选体目标、路线规划方案的选择、方案的优化作出思考。择、方案的优化作出思考。 总体目标总体目标：安全、快捷、：安全、快捷、经济地完成筑路工程。经济地完成筑路工程。 选择好的路线方案选择好的路线方案：如：如公路要过两座山坡

12、，是修隧公路要过两座山坡，是修隧道还是绕道。道还是绕道。 要考虑材料、人员的安要考虑材料、人员的安排，如何降低成本，减少浪排，如何降低成本，减少浪费，考虑天气等因素，提高费，考虑天气等因素，提高工程进度。工程进度。（1）将系统分解为若干子系统）将系统分解为若干子系统（2）确定各子系统的目标、功能及其）确定各子系统的目标、功能及其相互关系相互关系（3）对子系统进行技术设计和评价）对子系统进行技术设计和评价（4）对系统进行总体技术设计和评价）对系统进行总体技术设计和评价四、四、系统设计的一般步骤系统设计的一般步骤 案例案例4：编制：编制田径运动会竞赛日程表田径运动会竞赛日程表 1、提出设计问题、提

13、出设计问题； 学校每年都举行田径运动会，如果你学校每年都举行田径运动会，如果你是学生会的体育部长，会如何组织编制是学生会的体育部长，会如何组织编制好好学校田径运动会竞赛日程表学校田径运动会竞赛日程表。 马上行动马上行动 2、收集与分析相关资料（包括外部环境及约束、收集与分析相关资料（包括外部环境及约束条件）条件）(1)学习竞赛规程和田径规则，了解运动会的期限、学习竞赛规程和田径规则，了解运动会的期限、天数，作息时间，开、闭幕式天数，作息时间，开、闭幕式(表演内容表演内容)的时间；的时间；(2)了解参赛单位人数、组别设置；了解参赛单位人数、组别设置；(3)场地器材条件、跑道条数、跳跃和投掷场地及

14、场地器材条件、跑道条数、跳跃和投掷场地及器材数量；器材数量；(4)熟悉赛次的安排、录取办法、录取名次、计分熟悉赛次的安排、录取办法、录取名次、计分办法；办法；(5)掌握裁判员的人数和水平、等级情况。掌握裁判员的人数和水平、等级情况。(6)查阅学校前几届运动的相关资料。查阅学校前几届运动的相关资料。 3、确定设计目的、确定设计目的； 编制好编排合理，符合竞赛规程和学校实编制好编排合理，符合竞赛规程和学校实际的际的学校田径运动会竞赛日程表学校田径运动会竞赛日程表。 4、系统的设计（重点考虑：系统由哪些组分、系统的设计（重点考虑：系统由哪些组分组成？系统各组分具有什么功能？各组分如组成？系统各组分具

15、有什么功能？各组分如何配合工作？如何解决矛盾冲突？）何配合工作？如何解决矛盾冲突？） 具体讲：竞赛日程的编排视为一个系统，具体讲：竞赛日程的编排视为一个系统，这个系统是系统结构与系统流程相辅相成的这个系统是系统结构与系统流程相辅相成的系统，要求系统结构合理，运行流程畅通。系统，要求系统结构合理，运行流程畅通。5、系统的评价及优化、系统的评价及优化 对对学校田径运动会竞赛日程表学校田径运动会竞赛日程表进行反复研究、征集意见、调整修改。进行反复研究、征集意见、调整修改。 课堂练习1、系统分析的目的是：（ ）A、为了减少实验的失败 B、为了减少系统内子系统的要素 C、为了减少设计决策的风险 D、为了

16、减少设计过程的不确定因素。 C课堂练习 2、系统的基本特性包括（ ）A、整体性、先进性、相关性、目的性、动态性B、整体性、可靠性、目的性、动态性、环境适应性C、整体性、相关性、目的性、动态性、环境适应性D、整体性、开放性、实用性、可靠性、动态性C 3、泰坦尼克号游轮，在当时该游轮各项技术性能是世界最先进的。但是为什么触冰后会沉没？请从系统的结构的角度理解，它主要反映了系统对（ ）的基本特性。 A、整体性 B、相关性 C、目的性； D、环境适应性 D课堂练习 4、宇宙飞船由上百万个部件组成，这些部件本身很普通，但是这些部件按照一定的结构就构成了能将人类送上太空的飞船，这主要体现了系统（ ） A、

17、目的性 B、动态性 C、整体性 D、相关性C课堂练习 5、家庭装修时，在厨房预埋水管和电线时，就要考虑好哪里是烹饪区、哪里是储物区，再决定水管和电线的设计。这体现了系统的哪个特性（ ） A、相关性 B、环境适应性 C、动态性 D、整体性A课堂练习 6、一堆沙子、钢筋、水泥等等材料散放在一起没什么意义，但是如果将它们按照一定的结构形式造成一座桥梁，就具有了交通的功能，这个案例说明系统最基本的特性是：（ ） A、目的性 B、动态性 C、整体性 D、适应性C课堂练习 7、合金钢材料中，碳含量的高低影响着钢的强度、硬度和韧性，从而影响钢的耐磨性。碳含量高，则硬度高、韧性差；碳的含量低、则硬度低、耐磨性

18、差。这反应了系统的什么基本特性（ ） A、相关性 B、环境适应性 C、动态性 D、整体性A课堂练习8、“丢卒保车”、“一招不慎，全盘皆输”是我们日常生活中的常用语言，它们主要反映了系统基本特性中的（ ） A、整体性 B、相关性 C、动态性 D、目的性A 9、飞机在空中飞行时，时常受到大气对流的影响而产生颠簸，当飞机的检测装置接收到这一信号后，经过控制器的调节，能在很短的时间内调整好飞行状态，克服大气对流对飞机飞行的影响，保持平稳飞行。这个现象说明了系统的什么基本特性？（ ） A、整体性 B、相关性 C、环境适应性 D、动态性C 10、明同学家所在街道的人行道路在一年内进行了铺设通讯线路、煤气管

19、道、下水管道修理三次施工，给市民带来了生活的不便，这说明对于道路的改造不符合系统设计的（ ）原则 A、整体性原则 B、动态性原则 C、综合处理的原则 D、人性化设计的原则A 11、系统设计应考虑的主要问题是（ ） 系统设计的目的 系统设计的要求 系统各部分之间的相互联系和相互作用 系统设计方案的优化 A、 B、 C、 D、A12、2009年6月27日上海市一幢在建13层楼房整体倒覆（如图所示），调查组专家应用科学方法对水泥和钢筋等关键材料作了定量分析。这体现了系统分析的 A.整体性原则B.综合性原则C.科学性原则D.相关性原则C 13、运用系统分析的方法处理具体问题时要遵循哪些原则（ ）A、整体性原则、相关性原则、局部原则B、整体性原则、目的性原则、相关性原则C、整体性原则、科学性原则、综合性原则D、整体性原则、科学性原则、动态性原则C课堂练习14、下面哪一句日常用语没有反映系统整体性？（ ） A丢卒保车 B春捂秋冻 C一招不慎，全盘皆输 D三个小皮匠顶个诸葛亮B课堂练习 15、农作物种植系统的优化一般采用间作套种的方法。在间作套种系统中不属于约束条件的是（ ） A、作物的生长特性 B、天气 C、季节气候 D、病虫害 D