《系统的分析与优化》PPT课件.ppt

系统的分析,1、初步掌握系统分析的基本方法。 2、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。,长江三峡大坝,三峡工程的设计,三峡工程设计包括可行性研究、初步设计、单项工程技术设计、招标设计、施工详图设计等5个阶段。三峡工程的设计最早可以追溯到1919年，孙中山先生在实业计划中提出了改善川江航运条件，开发三峡水能资源的设想。最早提出可称为开发计划的，是美国垦务局设计总工程师萨凡奇。他1944年考察了三峡，编写了一份扬子江三峡计划初步报告。 三峡工程的前期设计研究工作始于20世纪50年代中期。中央在50年代初即考虑尽早修建三峡工程，用以解决长江防洪问题。但考虑到三峡工程规模巨大、技术复杂，中央采取了积极而又慎重的态度。1970年，中央决定先修建葛洲坝工程，为三峡工程做“实战准备”。1984年，国务院原则批准了三峡工程150方案的可行性研究报告，并决定立即开始进行施工前期准备工作。后来由于有关部门和专家提出了一些不同的意见和建议，1986年党中央、国务院决定组织重新论证。经过近3年的补充论证工作，通过了14个专题论证报告。,系统分析,什么是系统分析： 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详的考察、分析、比较、试验，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正方案的过程。 出发点：为了发挥系统的整体功能。 目的：寻求解决问题的最佳决策。 特点：不是零星地处理问题，考虑各种主要变化因素及相互影响，全面地思考和解决问题。,系统分析的步骤,阅读P78田忌赛马案例分析，并回答如下问题：,1、田忌赛马的目标是什么？ 2、田忌赛马涉及的赛马及比赛规则是什么？ 3、田忌与齐王的三局赛马可以有哪几种方案？ 4、田忌赛马中田忌胜率为多少？ 5、孙膑所出的主意为什么能使田忌赢了齐王？,系统分析的一般步骤,明确问题，设立目标 明确所要研究问题的性质和范围，提出所要达到的目标，明确约束条件。,收集资料，制定方案 收集相关资料，制定解决问题的各种备选方案，预计可能产生的各种结果,分析计算，评价比较 对资料和数据做必要计算，进行各子系统的分析，再进行系统的整体分析，将各种方案进行评价对比，选择最佳方案,检验核实，作出决策 如果对方案不够满意，还可按上述程序反复进行，直到获得满意的方案为止,目标：使田忌能在赛马中赢得比赛。,收集信息：三等级的马，赛三场；但对赛马的出场顺序不作限制。,方案比较：有6种方案,其中胜率为1/6。,作出决策：用下对上，上对中，中对下的方案。,系统的分析课堂练习,请按系统分析的一般步骤分析以下系统: 三个商人和三个仆人准备过河，但是船只每次最多允许两人乘坐，且河岸的任意一侧若仆人数量多于商人数量，商人就会被打劫。请你考虑怎样才能使六个人顺利过河？,系统分析的原则,1.整体性原则 系统分析时要着眼于系统整体，要先分析整体，再分析部分；先看全局，后看局部；先看全过程，再看某一个阶段；先看长远，再看当前。,系统分析的原则,阅读P79页的案例分析并完成 P79 马上行动,简单归纳起来，就是这样一个过程： 挖沟（取土）引水入沟（水道运输）填沟（处理垃圾）。,按照这个施工方案，不仅节约了许多时间和经费，而且使工地秩序井然，使城内的交通和生活秩序不受施工太大的影响，因而确实是很科学的施工方案。,丁谓在修复皇宫工程中，运用了整体的解决方案，使取土、运输材料、处理垃圾三项繁重的任务协调起来，在总体上得到了最佳解决。,丁谓修复皇宫,系统分析的原则,2.科学性原则 系统分析一方面要有严格的工作步骤，另一方面尽可能地运用科学方法和数学工具进行定量分析，使决策的过程和结果更具说服力。,系统分析的原则,1965年，湖南省农业科学院组织郴州地区农业局、农科所、考察耒阳仁义公社小麦生产，发现旱土缺磷，来不宜种小麦。19671973年，推广江苏、浙江等省在稻田种小麦）三熟）和桃源县“稻一稻一麦”三熟制的经验，年种小麦面积8万亩，年总产480万公斤，亩产不过60余公斤。有的农民反映：种麦子“三三进九”，种稻谷“二五得一十”，三季不如两季。农民不愿意在稻田里种小麦。1990年，全市小麦播种面积4.32万亩，总产量380.4万公斤，亩产88.1公斤。,优选法,例如，要在某种合金钢中加入某元素以提高它的强度，假设试验范围是每吨加入量为10002000g，那么究竟应加入多少？若用一般试验方法，每隔5g试验一次需要做200次，每隔10g试验一次需要做100次。若用0.618法，只需做11次，就可以找到最佳加入量了。,系统分析的原则,3.综合性原则 系统分析总是为实现系统目标服务的。当存在多个目标时，需要综合分析，统筹兼顾，不可顾此失彼，因小失大。,阅读案例：孝襄高速公路 思考：你认为孝襄高速公路的设计应综合考虑哪些目标？,系统的优化,史记中有这样一个故事：有一天，齐王要田忌和他赛马，规定每个人从自己的上、中、下三等马中各选一匹来赛；并规定，每有一匹马来比赛；并约定，每有一匹马取胜可获千两黄金，每有一匹马落后要付千两黄金。 当时，齐王的每一等次的马比田忌同样等次的马都要强，因而，如果田忌用自己的上等马与齐王的上等马比，用自己的中等马与齐王的中等马比，用自己的下等马与齐王的下等马比，则田忌要输三次，因而要输黄金三千两。但是结果，田忌没有输，反而赢了一千两黄金。这是怎么回事呢？,系统的优化,什么是系统的优化？ 系统优化是指在给定条件（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，使系统的目标值达到最大化（或最小化）。,系统的优化,阅读P81页的案例分析，并了解以下内容： 系统优化的目标： 目标函数： 约束条件： 影响因素：,增产增收和提高土地利用率.,目标与土地单位面积农作物收益总和之间的关系. S目标=F麦+F棉+F瓜F红薯,生产特性、天气、气候.,套种技术水平、套种的田间管理，病虫害防治等,系统的优化,某家具厂要安排一周的计划，产品是桌子和椅子。制作一张桌子需4m2木板及20小时工时，制作一张椅子需6m2木板及18小时工时；每周拥有木材板料600m2，可用工时400小时；每张桌子利润50元，每只椅子利润60元。按合同每周至少要交付8张桌子和5张椅子。假定所有产品都能销售，那么请对生产系统进行优化，使利润最大化。 （）系统的优化目标是什么？ （）系统的目标函数是什么，？ （）受到哪几个条件的约束？ （）还可能受到哪些因素的影响？,系统的优化,家具厂利润问题系统优化分析:,优化目标:Smax=50x1+60x2 约束条件: 材料: 4x1+6x2=8,x2=5 影响因素: 工时: 20x1+18x2=400,课堂小结,一、系统分析的含义 二、系统分析的一般步骤 三、系统分析的主要原则 四、系统的优化,系统分析的步骤,系统分析,北京奥运会火炬设计理念来自“渊源共生，和谐共融”的“祥云”，希望通过传达“天地自然，人本内在，宽容豁达”的东方精神，借祥云之势，传播祥和文化，传递东方文明。 设计主要通过以下4个方面传达这一基本理念：云纹漆红人