(精品)1、系统的设计 (3).ppt

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1、一、系统分析的含义一、系统分析的含义：为了发挥系统的功能，实现系统的目标，运用为了发挥系统的功能，实现系统的目标，运用科学的方法对系统加以周祥的科学的方法对系统加以周祥的考察、分析、比较、考察、分析、比较、试验试验，并在此基础上拟订一套有效的处理步骤和程，并在此基础上拟订一套有效的处理步骤和程序，或对原有的系统提出改进方案的过程序，或对原有的系统提出改进方案的过程。二、系统分析的一般步骤二、系统分析的一般步骤 1、明确问题，设立目标、明确问题，设立目标 2、收集资料，制定方案、收集资料，制定方案 3、分析计算，评价比较、分析计算，评价比较 4、检验核实，作出决策、检验核实，作出决策三、系统分析

2、的主要原则三、系统分析的主要原则 整体性原则、科学性原则、综合性原则整体性原则、科学性原则、综合性原则四、系统的优化四、系统的优化 指在给定的条件（或约束条件）下，根据系统指在给定的条件（或约束条件）下，根据系统的优化目标，采取一定的手段和方法，使系统的目的优化目标，采取一定的手段和方法，使系统的目标值达到最大化（或最小化）。标值达到最大化（或最小化）。小小 结结复习复习系统的分析系统的分析温故知温故知新新第三章第三章第三章第三章系统与设计系统与设计系统的设计系统的设计 在日常生活和实践中，我们经常需要面在日常生活和实践中，我们经常需要面对各种各样的设计，例如：对各种各样的设计，例如：家庭室内

3、装修设计家庭室内装修设计假期旅游行程设计假期旅游行程设计个人形象设计个人形象设计班级管理系统设计班级管理系统设计学校田径运动会竞赛日程表设计等等学校田径运动会竞赛日程表设计等等引言：引言：例如：例如：连锁店的货物配送的设计连锁店的货物配送的设计货物配送的目的是什么？货物配送的目的是什么？用最少的时间、最短的路程把货送到目的地。用最少的时间、最短的路程把货送到目的地。怎样做到合理货物配送呢？怎样做到合理货物配送呢？（1 1）调查都有哪些连锁店，这些连锁店的位置都处）调查都有哪些连锁店，这些连锁店的位置都处在什么地方、通过什么路线才能够到达。在什么地方、通过什么路线才能够到达。（2 2）设计通向连

4、锁店的路线图，计算货物按不同路线）设计通向连锁店的路线图，计算货物按不同路线配送时所需的时间，制定出几种路线方案。配送时所需的时间，制定出几种路线方案。（3 3）配送车按照制定的路线行驶）配送车按照制定的路线行驶,计算行车时计算行车时间间,观察道路的状况。观察道路的状况。（4 4）对行车路线的实际情况进行比较后，对路线进行）对行车路线的实际情况进行比较后，对路线进行优化，最后确定行车路线。优化，最后确定行车路线。（5 5）送货车在运行一段时间后，可以对不合适的行车）送货车在运行一段时间后，可以对不合适的行车线路进行调整不断完善。线路进行调整不断完善。一、系统的设计一、系统的设计1 1、什么是系

5、统设计？、什么是系统设计？对需要设计的系统进行调查分析、筹划研究、对需要设计的系统进行调查分析、筹划研究、评价实施、运行完善，直到完成一个协调工作评价实施、运行完善，直到完成一个协调工作的实际系统的过程的实际系统的过程就是就是系统设计。系统设计。系统的设计是在系统分析的基础上，设计出满足系统的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。预定目标的系统的过程。它既包含了对某个系统进行技术设计本身的内容，它既包含了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同时又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。点火子系统点火子系统传

6、动子系统传动子系统制动子系统制动子系统排气子系统排气子系统汽车系统汽车系统空调子系统空调子系统照明子系统照明子系统信号子系统信号子系统仪表子系统仪表子系统步入主题步入主题 假如你是一个汽车设计师，让你来设计一辆假如你是一个汽车设计师，让你来设计一辆满足现代人需求的汽车，你在设计时首先应该考满足现代人需求的汽车，你在设计时首先应该考虑什么问题？又会按照怎样的顺序来设计呢？虑什么问题？又会按照怎样的顺序来设计呢？分组讨论：分组讨论：假如你是一个汽车设计师，让你来设计一辆假如你是一个汽车设计师，让你来设计一辆满足现代人需求的汽车，你在设计时首先应该考满足现代人需求的汽车，你在设计时首先应该考虑什么问

7、题？虑什么问题？一、系统的设计一、系统的设计2 2、系统设计应考虑的主要问题、系统设计应考虑的主要问题系统设计的目的与要求系统设计的目的与要求汽车设计目的汽车设计目的出行方便快捷；出行方便快捷；汽车设计要求汽车设计要求操作简单、行驶安全、经济环操作简单、行驶安全、经济环保、造形雅致美观等等。保、造形雅致美观等等。系统设计以整体目标为出发点，系统设计以整体目标为出发点，以系统整体功能的最优为目的。以系统整体功能的最优为目的。一、系统的设计一、系统的设计2 2、系统设计应考虑的主要问题、系统设计应考虑的主要问题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系统设计方案的优化系

8、统设计方案的优化 既要充分发挥汽车各子系统的个体优势，既要充分发挥汽车各子系统的个体优势，又要充分考虑各子系统之间的相互联系以及又要充分考虑各子系统之间的相互联系以及对汽车整体功能的影响。对汽车整体功能的影响。从系统整体出发，统筹兼顾，从系统整体出发，统筹兼顾，在此基础上完善各子系统的设计。在此基础上完善各子系统的设计。系统设计的目的与要求系统设计的目的与要求 在发生多起交通事故后，检验检疫部门组在发生多起交通事故后，检验检疫部门组织专家进行分析和实验室鉴定，认定：织专家进行分析和实验室鉴定，认定：日本三菱帕杰罗越野车日本三菱帕杰罗越野车、型在型在设计上存在严重问题，车后部的设计上存在严重问题

9、，车后部的“感载阀感载阀”在在车内坐上人并在颠簸的路上行驶时会压低磨擦车内坐上人并在颠簸的路上行驶时会压低磨擦到到后轴制动油管后轴制动油管，经长期反复磨擦，造成后轴，经长期反复磨擦，造成后轴制动油管被严重磨损直至出现漏洞，使制动液制动油管被严重磨损直至出现漏洞，使制动液流出，造成刹车失灵。这是涉及行车安全的严流出，造成刹车失灵。这是涉及行车安全的严重质量问题！重质量问题！案例：案例：封杀三菱帕杰罗汽车事件封杀三菱帕杰罗汽车事件 为确保人身安全，根据为确保人身安全，根据中华人民中华人民共和国进出口商品检验法共和国进出口商品检验法及其实施条及其实施条例的规定，特公告如下：例的规定，特公告如下：自公

10、告之日起，自公告之日起，吊销日本三菱帕杰吊销日本三菱帕杰罗罗V31V31、V33V33越野车越野车的进口商品安全质的进口商品安全质量许可证书，禁止量许可证书，禁止其进口。其进口。想一想：想一想：三菱帕杰罗汽车被封杀的原三菱帕杰罗汽车被封杀的原因是什么？因是什么？（2 2）没有设计好汽车制动系统中的后轴制动油管；）没有设计好汽车制动系统中的后轴制动油管；（1 1）没有设计好汽车悬挂系统中的感载阀；）没有设计好汽车悬挂系统中的感载阀；小结：小结：进行系统设计时，必需要设计好各要素或进行系统设计时，必需要设计好各要素或子系统的功能及子系统间的协调关系子系统的功能及子系统间的协调关系。1、总体目标：总

11、体目标：是安全、经济、快速地完成筑路工程。是安全、经济、快速地完成筑路工程。2、系统要素之间的关系：系统要素之间的关系：解决好工期、人员、材料的解决好工期、人员、材料的关联、冲突等问题。关联、冲突等问题。3、路向选择（设计方案）：路向选择（设计方案）：如修隧道还是造盘山公路。如修隧道还是造盘山公路。4、方案优化方案优化：降低材料成本，减少材料浪费，在不增：降低材料成本，减少材料浪费，在不增加过多人员的前提下，提高工程进度等。加过多人员的前提下，提高工程进度等。为座落在山里的村庄策划一个筑路工程设计方为座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、案，需要筹划

12、：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。路向选择、材料购置、施工进度等。从系统设计的从系统设计的思路思路出发出发，怎样理顺这些关系？，怎样理顺这些关系？分组讨论：分组讨论：假如你是一个汽车设计师，你在应该考虑完假如你是一个汽车设计师，你在应该考虑完刚才应该提到问题之后，应该按照什么样的步骤刚才应该提到问题之后，应该按照什么样的步骤来设计呢？来设计呢？一、系统的设计一、系统的设计3 3、系统设计的一般步骤、系统设计的一般步骤将系统分解为若干个小系统将系统分解为若干个小系统 确定各子系统的目标、功能及相互关系确定各子系统的目标、功能及相互关系 汽车大体划分为下列几个子系统：

13、汽车大体划分为下列几个子系统：点火动力子系统、传动子系统、制动子系统、点火动力子系统、传动子系统、制动子系统、排气子系统、空调子系统、照明子系统、信号子排气子系统、空调子系统、照明子系统、信号子系统、仪表子系统系统、仪表子系统。汽车各子系统的功能汽车各子系统的功能 汽车汽车点火动力子系统点火动力子系统传动子系统传动子系统制动子系统制动子系统空调子系统空调子系统信号子系统信号子系统照明子系统照明子系统仪表子系统仪表子系统作用是产生高压电火花，点燃汽油机发动机汽缸内的作用是产生高压电火花，点燃汽油机发动机汽缸内的混合气，为汽车提供动力支持混合气，为汽车提供动力支持 作用是把引擎的动力传送到车轮上作

14、用是把引擎的动力传送到车轮上 作用是使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车作用是使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车 作用是为汽车提供空调服务作用是为汽车提供空调服务 包括汽车内外各种照明灯及其控制装置。用来保证夜间行车安全包括汽车内外各种照明灯及其控制装置。用来保证夜间行车安全 包括喇叭、蜂鸣器、闪光器及各种行车信号标识灯。用来保证包括喇叭、蜂鸣器、闪光器及各种行车信号标识灯。用来保证车辆运行时的人车安全车辆运行时的人车安全 汽车常用仪表有电流表、水温表、发动机机油压力表、燃油油汽车常用仪表有电流表、水温表、发动机机油压力表、燃油油量表及车速里程表，用来显示发动机和

15、汽车行驶中有关装置量表及车速里程表，用来显示发动机和汽车行驶中有关装置的工作状况的工作状况 汽车各子系统的功能和相互关系汽车各子系统的功能和相互关系一、系统的设计一、系统的设计3 3、系统设计的一般步骤、系统设计的一般步骤将系统分解为若干个小系统将系统分解为若干个小系统 确定各子系统的目标、功能及相互关系确定各子系统的目标、功能及相互关系 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 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 先设计汽车的各个子系统并进行评价。先设计汽车的各个子系统并进行评价。在各子系统设计的基础上对汽车整体进在各子系统设计的基础上对汽车整体进行设计，然

16、后评价行设计，然后评价。手电筒照明供电部分的设计手电筒照明供电部分的设计二、简单系统的设计实现二、简单系统的设计实现案例分析的几个步骤：案例分析的几个步骤：1、设计项目、设计项目(需求分析需求分析)2、设计要求、设计要求(目标和要求分析目标和要求分析)3、设计分析、设计分析(系统组成分析系统组成分析)4、设计方案、设计方案(具体方案具体方案ABC)5、方案评价、方案评价A A方案：结构简单，亮度高，发光效率低，电池易变质泄露方案：结构简单，亮度高，发光效率低，电池易变质泄露化学有毒物。化学有毒物。B B方案：结构简单，体积小，发光效率高，纽扣电池工作时方案：结构简单，体积小，发光效率高，纽扣电

17、池工作时间短，成本高。间短，成本高。C C方案：自发电不用电池，成本低，安全环保，体积略大，方案：自发电不用电池，成本低，安全环保，体积略大，原理较复杂。原理较复杂。6、设计优化、设计优化P88P88思考思考:1 1、王丹同学在设计和制作时可能会遇到哪些问、王丹同学在设计和制作时可能会遇到哪些问题？如何解决？题？如何解决？技术、设备、材料（合适的齿轮）、漏电等技术、设备、材料（合适的齿轮）、漏电等。拼凑合适的齿轮或改变传动方式。拼凑合适的齿轮或改变传动方式,做好线路的做好线路的绝缘。绝缘。2 2、你能想出其他的设计方案、你能想出其他的设计方案,或对上述三个方案或对上述三个方案中的一个进行改进吗

18、中的一个进行改进吗?如方案如方案C C改进：小电珠发电效率不高，用改进：小电珠发电效率不高，用灯代替，手摇式改进成手压式的，减少体灯代替，手摇式改进成手压式的，减少体积等。积等。二、简单系统的设计实现二、简单系统的设计实现遥控车玩具车的设计遥控车玩具车的设计 1、设计项目、设计项目 请同学们根据刚才的学习和了解，以及实际感受，运用系统设计的方法，请同学们根据刚才的学习和了解，以及实际感受，运用系统设计的方法，设计一个简单系统设计一个简单系统遥控玩具车的设计遥控玩具车的设计2、设计目的及要求、设计目的及要求目的：目的：设计与实践活动的目的是通过具体的设计活动，进一步理解和运用系统设设计与实践活动

19、的目的是通过具体的设计活动，进一步理解和运用系统设计的基本思想和方法，进行简单的系统设计。计的基本思想和方法，进行简单的系统设计。要求：要求：遥控车控制简单精确，能够做到前进、后退、左转和右转遥控车控制简单精确，能够做到前进、后退、左转和右转 具备一定防冲撞能力具备一定防冲撞能力 3、设计分析、设计分析 4、设计方案、设计方案三、系统设计方案的评价三、系统设计方案的评价1、各小组展示自己的方案，说明方案的优点，各小组展示自己的方案，说明方案的优点，并进行自评。并进行自评。2、小组之间进行评价。、小组之间进行评价。3、教师进行评价。、教师进行评价。拓展提高拓展提高 1 1、设计项目、设计项目 请

20、同学们运用系统设计的方法，设计十字路口的交请同学们运用系统设计的方法，设计十字路口的交通灯控制系统。通灯控制系统。2 2、设计要求、设计要求 路口各个方向行驶的车辆不能够相互干扰冲突路口各个方向行驶的车辆不能够相互干扰冲突 尽可能增大直行车辆的通行时间尽可能增大直行车辆的通行时间 减少车辆拥塞得几率减少车辆拥塞得几率 交通灯控制系统设计交通灯控制系统设计一、一、系统设计含义系统设计含义 系统设计是在系统设计是在系统分析系统分析基础上基础上,设计出满足预定设计出满足预定目标的系统的过程。目标的系统的过程。二、二、二、二、系统设计应考虑的主要问题系统设计应考虑的主要问题1 1、系统设计的目的与要求

21、、系统设计的目的与要求2 2、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3 3、系统设计方案的优化、系统设计方案的优化三、系统设计的一般步骤三、系统设计的一般步骤1 1、将系统分解为若干子系统、将系统分解为若干子系统2 2、确定各子系统的目标、功能及相互关系、确定各子系统的目标、功能及相互关系3 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 4、对系统进行技术总体设计和评价、对系统进行技术总体设计和评价四、课堂小结四、课堂小结练练 习习 P91P91 某中某中学学设有有两个学两个学生食堂，正常情生食堂，正常情况况下每下每个个食堂食堂能容能容纳5005

22、00人就餐。近人就餐。近两两年，年，随随着着学学校校办学学规模的模的扩大，就餐人大，就餐人数随数随之增加，每之增加，每个个食堂就餐人食堂就餐人数达数达到到670670人左右，每到中午就餐人左右，每到中午就餐时间，学学生生们排排队等待就餐。等待就餐。如何减少学生就餐的排队时间？请提出解决这一问题如何减少学生就餐的排队时间？请提出解决这一问题的几种方案，并进行分析，填写下表。的几种方案，并进行分析，填写下表。方案方案1 1：在就餐：在就餐时间，增加食堂的窗口和工作人，增加食堂的窗口和工作人员。方案方案2 2：不同年：不同年级学学生的下生的下课时间错开开。方案方案3 3：新建一：新建一个学个学生食堂

23、。生食堂。方案方案4 4：加强工作人：加强工作人员的培的培训，提高工作效率。，提高工作效率。方案方案5 5：订餐。餐。评价项目评价项目方案方案1 1 增加增加食堂的窗口食堂的窗口方案方案2 2下下课时间错开开方案方案3 3 新建一新建一个学个学生食堂生食堂成本投入状况成本投入状况少少少少多多实施的速度实施的速度快快快快慢慢管理的可行性管理的可行性可行可行较可行较可行有经费可行有经费可行技术的先进性技术的先进性一般一般一般一般先进先进技术实现的可行技术实现的可行性性可行可行可行可行可行可行可能产生的负效可能产生的负效应应职工人数增加职工人数增加影响学生正常影响学生正常时间就餐时间就餐投入增加投入增加整体效果整体效果可行可行较可行较可行较可行较可行