系统设计的基本方法.ppt

第三单元 系统与设计 第四节 系统设计的基本方法,1、什么是系统设计？ 2、系统设计的基本原则有哪些？ 3、系统设计应考虑的主要问题有哪些？ 4、系统设计的一般步骤是什么？,学习目标：,连锁店的货物配送系统 远程视频会议系统 企业资产的管理设计系统 室内装修设计 假期旅游行程设计 个人形象设计 ,一、系统设计的定义,我们每个人都会在日常生活中遇到系统设计，系统设计运用的案例比比皆是。如：,系统设计：,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，直到完成一个能协调工作的实际系统的过程。,内涵解读：,系统设计,系统的设计,系统地设计,对某个系统进行技术设计,运用系统的思想和方法进行设计,二、系统设计的原则,1、以实现系统整体效果最优为目的。,2、设计好系统的每个元素和子系统,3、设计好各元素或子系统之间的协调关系,系统设计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分析、设计。因此除了遵守技术设计的一般过程、原则和标准外，还特别强调：,三、系统设计应考虑的主要问题,1.系统设计的目的与要求,2.系统各部分之间的相互联系与相互作用,3.系统设计方案的优化,理解：从系统的整体出发，以系统整体功能的最优为目的。 不同行业的系统设计有着不同的技术要求。,理解：运用系统的思想综合考虑各部分之间的关联、冲突问题，注重各部分的横向、纵向联系。依据系统的基本特性，既要考虑当前，也要考虑长远。,理解：从系统整体考虑优化，统筹兼顾，再在此基础上完善个部分的设计。,系统设计应考虑的主要问题：,问题探讨：筑路工程的系统设计,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？,系统设计的一般步骤,1.将系统分解为若干个小系统 2.确定各子系统的目标、功能及相互关系 3.对子系统进行技术设计和评价 4.对系统进行总体技术设计和评价,【参考答案】,（1）要实现筑路工程的总体目标是：经济、快速、安全、方便地选择路向。,（2）进行地质勘探，哪些路段适合筑路，哪些路段不适合筑路，哪些地段适合架桥，哪些地段要避开耕地。,（3）选择筑路技术方案，不同的地段实施不同技术方案，如公路要越过两座山坡，是穿隧道还是绕道行。,（4）进行资金合理的分配。,（5）考虑工期、人员、材料安排方案，合理安排人员，各段工程同时进行，实行并行施工，在不增加总资金的情况下，降低材料成本，减少材料的浪费，就近取材，就地取材，选择合理路线购置材料。 在不增加过多人工的前提下，提高工程进度，提高劳动生产率。,都江堰水利工程,公元前256年，战国时期秦国蜀郡太守李冰率众修建的都江堰水利工程，位于四川 成都平原西部都江堰市西侧的岷江上，距成都56公里。该大型水利工程现存至今依旧在灌溉田畴，是造福人民的伟大水利工程。其以年代久、无坝引水为特征，是世界水利文化的鼻祖。 这项工程主要由鱼嘴分水堤、飞沙堰溢洪道、宝瓶口进水口三大部分和百丈堤、人字堤等附属工程构成，科学地解决了江水自动分流（鱼嘴分水堤四六分水）、自动排沙（鱼嘴分水堤二八分沙）、控制进水流量（宝瓶口与飞沙堰）等问题，消除了水患。,号称“天府之国”的成都平原，在古代是一个水旱灾害十分严重的地方。岷江发源于四川北部的岷山，是汇入长江的重要支流之一。岷江口是长江中上游的分界点，岷江水流量大、流速湍急。每当春夏山洪暴发的时候，江水奔腾而下，从灌县进入成都平原，由于河道狭窄，古时常常引发洪灾，洪水一退，又是沙石千里。而灌县岷江东岸的玉垒山又阻碍江水东流，造成东旱西涝。,1.首先，李冰父子邀集了许多有治水经验的农民，对地形和水情作了实地勘察，决心凿穿玉垒山引水。当时凿山可没有我们今天这么方便，计算炸药量和埋放位置，把石头拉走就行了。按当时条件，只能用钢钎和铁锤，而采用这样的方式，凿开湔山至少需要三十年。李冰在这种情况下，居然想出了火烧水浇的方式，利用热胀冷缩的原理使岩石迸裂疏松，进而开凿。历经八年，终于在玉垒山凿出了一个宽20米，高40米，长80米的山口，取名为“宝瓶口”，把开凿玉垒山分离的石堆叫“离堆”,2.鱼嘴与金刚堤 宝瓶口引水工程完成后，虽然起到了分流和灌溉的作用，但因江东地势较高，江水难以流入宝瓶口，李冰父子又率领大众在离玉垒山不远的岷江上游和江心筑分水堰，用装满卵石的大竹笼放在江心堆成一个形如鱼嘴的狭长小岛。鱼嘴把汹涌的岷江分隔成外江和内江，外江排洪，内江通过宝瓶口流入成都平原。,3.二八分沙：在鱼嘴分流的地方，内江处于凹岸，外江处于凸岸，根据弯道的水流规律，表层水流流向凹岸，底层水流流向凸岸，因此随洪水而下的砂石大部分随底层水流流向外江 四六分水：在冬、春枯水季节，岷江水位较低，河流主流线多靠近河谷凹岸流去，分水堤将约十分之六的江水流入内江，十分之四的江水流入外江，保证了灌区的用水量，简称“四六分水”；夏、秋洪水季节，岷江水位相对升高，河流主流线相对变直，大部分江水流向凸岸，故分水堤又将十分之六的江水排入外江，十分之四的江水注入内江。 4.飞沙堰 为了进一步起到泄洪排沙的作用，在分水堰与离堆之间，又修建了一条长200米的溢洪道流入外江。一方面，在水量较大时，溢洪道自动泄洪，使多余的内江的水排入外江正流使内江不受洪灾。另一方面，河道利用江水直冲水底崖壁而产生的漩流冲力，将泥沙从河道侧面的飞沙堰排走，这样便不会淤塞内江和宝瓶口水道，故取名“飞沙堰”。,古时飞沙堰，是用竹笼卵石堆砌的临时工程；如今已改用混凝土浇铸，以保一劳永逸的功效。 工程完工后，前人还总结出了一套科学的维护制度，其中最精华的六个字广为人知深淘滩，低作堰。,四、系统设计的一般步骤,问题： 最近，汪航家的楼梯灯坏了，他每晚从学校回来，走在黑洞洞的楼梯里，什么都看不见。为此，他想用学过的知识，设计并制作一只简易的手电筒。,（一）设计目的与要求,（二）系统的设计,一只简易的手电筒：可照明，携带方便，使用安全。,手电筒的功能取决于它的各个组成要素，电源通过导线的连接驱动灯泡发光，这些要素缺少任何一个，手电筒都不能正常工作。选择合适的元器件，使它们相互匹配，并能达到设计要求。,1、子系统设计及功能确定,手电筒照明供电部分分为照明和供电两个子系统。照明子系统的要素是灯泡、导线，供电子系统的要素是电源和开关。,2、系统总体技术设计,方案C 设计一个自发电手电筒。 采用发电机代替干电池进行供电。手电筒系统由以下几部分组成： 手柄 齿轮组 发电机 小电珠 用手摇动手柄，使齿轮的转速加快，带动一个由电磁铁和线圈组成的发电机旋转，线圈在磁场中转动时将机械能转化为电能，输出电流，使小电珠发光。,方案A （1）设计一个简单的电路，画出电路图。 （2）根据电路图，选择元器件，如灯泡、干电池、导线等，并搭接电路。 （3）通过控制开关，使灯泡发光。,方案B 选择元器件为发光二极管及干电池、金属筒等，其他步骤参照方案A。,（三）系统的优化,（3）对子系统进行技术设计和评价；,可以概括为“总分总”。就是当我们要设计一个系统对象时，可以先将对象分解为一个子系统，