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