通用技术第二册第三章系统与设计 第三节.ppt

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1、 系统分析与系统优化系统分析与系统优化学习目标学习目标1.1.初步掌握系统分析的基本方法。初步掌握系统分析的基本方法。2.2.理解系统优化的意义，能结合理解系统优化的意义，能结合实例分析影响系统优化的因素。实例分析影响系统优化的因素。通用技术通用技术技术与设计技术与设计2一、什么是系统分析 1 1、系统分析的含义、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科学的方法对系统加以周详的考察、分析、比较、周详的考察、分析、比较、试验试验，并在此基础上拟定一套有效处理步骤和程，并在此基础上拟定一套有效处理步骤和程序，或对原来的系

2、统提出改进方案的过程，就是序，或对原来的系统提出改进方案的过程，就是系统分析。系统分析。系统分析是一种科学决策的方法。系统分析是一种科学决策的方法。系统分析系统分析=系统思想系统思想+分析方法分析方法阅读阅读P85小资料，想一想丁谓修复皇宫的方案小资料，想一想丁谓修复皇宫的方案为什么会成为我国古代运用系统思想和方法为什么会成为我国古代运用系统思想和方法的著名范例？的著名范例？丁谓运用了系统分析的基本方法。把烧砖、丁谓运用了系统分析的基本方法。把烧砖、运输建筑材料和处理废墟三项繁重的工程运输建筑材料和处理废墟三项繁重的工程任务看成一个整体中的相关部分，加以协任务看成一个整体中的相关部分，加以协调

3、处理，从而找到获得最佳效果的方案，调处理，从而找到获得最佳效果的方案，节省了大量劳力、费用和时间，一举三得。节省了大量劳力、费用和时间，一举三得。阐明问题阐明问题 确定目标确定目标 明确分析对象的性质明确分析对象的性质和范围，分析系统运行和范围，分析系统运行的约束条件。确定系统的约束条件。确定系统要达到的总体目标要达到的总体目标。分析研究分析研究 制定方案制定方案 分析系统的结构组成及分析系统的结构组成及互相关系、系统内部与外互相关系、系统内部与外部环境（包括制约条件）部环境（包括制约条件）的关系，提出可行性方案。的关系，提出可行性方案。对方案确定的系统进行定对方案确定的系统进行定量分析。量分

4、析。评价比较评价比较 确认最佳方案确认最佳方案 对系统性能指标、运对系统性能指标、运行效果等进行分析评价。行效果等进行分析评价。比较各方案，选择最比较各方案，选择最佳方案。佳方案。二、系统分析方法的一般步骤二、系统分析方法的一般步骤田忌赛马田忌赛马战术战术的的系统分析系统分析1 1：阐明问题，确定目标：阐明问题，确定目标问题：跑马比赛，问题：跑马比赛，目标：取得比赛胜利，目标：取得比赛胜利，约束条件：三匹马参加比赛，每匹马比赛一次。约束条件：三匹马参加比赛，每匹马比赛一次。2 2：分析研究，：分析研究，制定方案制定方案选择合适的马的出场顺序。选择合适的马的出场顺序。3 3：评价比较，确定最佳方

5、案：评价比较，确定最佳方案 田忌与齐王的三局赛马可以有哪几种方案？田忌与齐王的三局赛马可以有哪几种方案？田忌田忌齐王齐王比分比分方案一方案一 上马上马上马上马 中马中马中马中马 下马下马下马下马方案二方案二 上马上马上马上马 下马下马中马中马 中马中马下马下马方案三方案三 中马中马上马上马 上马上马中马中马 下马下马下马下马方案四方案四 中马中马上马上马 下马下马中马中马 上马上马下马下马方案五方案五 下马下马上马上马 上马上马中马中马 中马中马下马下马方案六方案六 下马下马上马上马 中马中马中马中马 上马上马下马下马0 _ 31 _ 21 _ 21 _ 21 _ 22 _ 12 _ 1 三、

6、系统分析的主要原则三、系统分析的主要原则1 1、整体性原则整体性原则:系统分析首先要着眼于系统系统分析首先要着眼于系统整体，要先分析整体，再分析部分；先看全局，后整体，要先分析整体，再分析部分；先看全局，后看局部；先看全过程，再看某一阶段；要考虑长远，看局部；先看全过程，再看某一阶段；要考虑长远，不能只顾眼前。不能只顾眼前。丁谓修复皇宫丁谓修复皇宫2 2、科学性原则科学性原则:系统分析要尽可能运用科学系统分析要尽可能运用科学方法和数学工具进行定量分析，使决策的过程和结方法和数学工具进行定量分析，使决策的过程和结果更具有说服力。果更具有说服力。优选法（黄金分割法）优选法（黄金分割法）3 3、综合

7、性原则综合性原则系统分析总是为实现系统目标服务的。当系统系统分析总是为实现系统目标服务的。当系统存在若干个目标时，应将目标排出优先次序，首先存在若干个目标时，应将目标排出优先次序，首先选取最优的目标，然后尽可能在不损害第一个目标选取最优的目标，然后尽可能在不损害第一个目标的前提下完成下一个目标。的前提下完成下一个目标。即：要综合分析，统筹兼顾，不可顾此失彼，即：要综合分析，统筹兼顾，不可顾此失彼，因小失大。因小失大。你认为孝襄高你认为孝襄高速公路的设计应该综合考虑哪些目标？速公路的设计应该综合考虑哪些目标？孝襄高速公路孝襄高速公路目标目标1 1：保护珍稀名贵的银杏林。：保护珍稀名贵的银杏林。目

8、标目标2 2：控制工程投资额度、坚持：控制工程投资额度、坚持原设计不变。原设计不变。孝襄高速公路抱着洛阳银杏园绕了个圈，好处孝襄高速公路抱着洛阳银杏园绕了个圈，好处有：一是有利于保护我国珍稀物种银杏树，实现生有：一是有利于保护我国珍稀物种银杏树，实现生物多样性；二是在当前国内外心血管疾病呈增加趋物多样性；二是在当前国内外心血管疾病呈增加趋势，治疗心血管疾病的中药银杏供不应求的情况下，势，治疗心血管疾病的中药银杏供不应求的情况下，有利于保护和开发银杏的药物资源；三是保住了当有利于保护和开发银杏的药物资源；三是保住了当地百姓的致富资源。地百姓的致富资源。湖北省的孝襄高速公路总投资额达湖北省的孝襄高

9、速公路总投资额达72亿元人民币，是亿元人民币，是“十五十五”期间该期间该省投资规模最大、建设里程最长的省投资规模最大、建设里程最长的一条高速公路。按照设计方案，孝一条高速公路。按照设计方案，孝襄高速公路要穿越占地面积达襄高速公路要穿越占地面积达19km2的的“洛阳银杏保护区洛阳银杏保护区”，2万多棵树龄在百年以上的古银杏树万多棵树龄在百年以上的古银杏树将面临毁灭性的破坏。银杏树的成将面临毁灭性的破坏。银杏树的成长周期特别长，移栽成活率极低，长周期特别长，移栽成活率极低，一旦被毁损，势必破坏当地的生物一旦被毁损，势必破坏当地的生物多样性。如果更改最初的设计方案，多样性。如果更改最初的设计方案，绕

10、避保护区绕避保护区1.4 km，工程指挥部就，工程指挥部就要为此增加投资要为此增加投资4200万元。万元。四、系统的优化四、系统的优化系统的优化是指在给定的条件下，通过一定的手段系统的优化是指在给定的条件下，通过一定的手段和方法，使系统获得更佳功能或更佳效益的过程。和方法，使系统获得更佳功能或更佳效益的过程。实现系统的最优化，就可以在一定资源条件下，取实现系统的最优化，就可以在一定资源条件下，取得最佳的效果，而投入的人力、物力、财力达到最小。得最佳的效果，而投入的人力、物力、财力达到最小。例：例：水稻种植系统的优化水稻种植系统的优化约束条件约束条件是对系统的功能起着限制作用、并是对系统的功能起

11、着限制作用、并且是不能人为调节的因素。且是不能人为调节的因素。农作物的品种、生长周农作物的品种、生长周期、土壤肥耗、气候等因素。期、土壤肥耗、气候等因素。优化目标优化目标即系统效益最大化。即系统效益最大化。提高土地利用提高土地利用率和土地单位面积农作物收益总和之间的关系。率和土地单位面积农作物收益总和之间的关系。一、明确问题，设立目标一、明确问题，设立目标施工项目施工项目：教学楼装修：教学楼装修施工内容施工内容：教学楼：教学楼A、B、C栋，需要水电、木工、栋，需要水电、木工、油漆三个施工过程，每个施工过程需要油漆三个施工过程，每个施工过程需要3周时间周时间目标目标：组织装修，使装修工期和资源利

12、用最为合理。：组织装修，使装修工期和资源利用最为合理。二、收集资料，制定方案二、收集资料，制定方案方案一方案一：按照施工要求，从：按照施工要求，从A到到B到到C，依此进行施工，依此进行施工方案二：按照施工要求，方案二：按照施工要求，A、B、C栋同时进行施工栋同时进行施工方案三：按照施工要求，方案三：按照施工要求，A、B、C栋进行流水施工栋进行流水施工四、检验核实，确定方案四、检验核实，确定方案三、分析计算，评价比较三、分析计算，评价比较各种方案比较各种方案比较选择出最佳方案：选择出最佳方案：方案三方案三装修施工的组织优化装修施工的组织优化方方 案案 一一楼楼装修装修过程过程工工期期装修施工进度

13、（周）装修施工进度（周）369121518212427A水电水电3木工木工3油漆油漆3B水电水电3木工木工3油漆油漆3C水电水电3木工木工3油漆油漆3 方方 案案 二二楼楼装修装修过程过程工工期期装修施工进度（周）装修施工进度（周）369121518212427A水电水电3木工木工3油漆油漆3B水电水电3木工木工3油漆油漆3C水电水电3木工木工3油漆油漆3 方方 案案 三三楼楼装修装修过程过程工工期期装修施工进度（周）装修施工进度（周）369121518212427A水电水电3木工木工3油漆油漆3B水电水电3木工木工3油漆油漆3C水电水电3木工木工3油漆油漆3 楼装修装修过程过程工工期期装修施

14、工进度（周）装修施工进度（周）369121518212427A水电水电3木工木工3油漆油漆3B水电水电3木工木工3油漆油漆3C水电水电3木工木工3油漆油漆3 装修施工进度表装修施工进度表方 案 比 较施工特点施工特点工期工期施工队施工队设备、材料设备、材料现场管理现场管理方案一方案一方案二方案二方案三方案三依此施工依此施工27周周1投入少投入少简单简单平行施工平行施工 9周周3投入多投入多复杂复杂流水施工流水施工15周周1较多较多较简单较简单系统优化的基本原则1、系统的优化不仅要实现系统中每个元素和子系、系统的优化不仅要实现系统中每个元素和子系统的优化，还要达到系统整体的优化，强调提高统的优化

15、，还要达到系统整体的优化，强调提高系统的整体效益或功能。系统的整体效益或功能。2、系统优化的过程中，受一定的条件影响和约束，、系统优化的过程中，受一定的条件影响和约束，会造成系统与环境、系统组分之间的矛盾冲突，会造成系统与环境、系统组分之间的矛盾冲突，只有合理理解这些矛盾冲突，才能实现系统的优只有合理理解这些矛盾冲突，才能实现系统的优化。化。3、必须注意系统各组分之间、组分与整体之间的、必须注意系统各组分之间、组分与整体之间的连接状况，加强协调，才能提高系统的有序性和连接状况，加强协调，才能提高系统的有序性和整体的运行效果。整体的运行效果。4、系统的优化是一个不断验证、完善的过程。、系统的优化是一个不断验证、完善的过程。一、系统分析的含义 系统思想和分析方法相结合系统思想和分析方法相结合二、系统分析的基本方法一般步骤 1、阐明问题、阐明问题 确定目标确定目标 2、分析研究、分析研究 制定方案制定方案 3、评价比较、评价比较 确认最佳方案确认最佳方案三、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、系统的优化课堂小结