系统的分析与设计资料

第三章系统与设计 第二节系统的分析 想一想 公交线路的设立 在人口规模很小的县城 设计者凭借经验 在上百万人口规模的大城市 要运用科学的方法进行综合分析和研究 找出最佳方案 决策方法 经验决策 科学决策 想一想 路口控制系统 车辆和行人都少的情况 司机自己控制行或停 车辆多的情况 红绿灯控制车辆的行或停 车辆和人都多的情况 红绿灯不仅控制车辆的行或停 还控制人的行或停 红绿灯控制行或停的时间是事先经过抽样统计的结果确定的 系统分析 科学决策 系统分析就是一种科学决策的方法 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 并在此基础上拟定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 这个过程就是系统分析 系统分析的出发点是 为了发挥系统的整体功能 系统分析的目的是 寻求解决问题的最佳决策 什么是系统分析 特点 完整地而不是零星地处理问题 考虑各种主要变化因素及其相互的影响 全面地思考和解决问题 作用 可以正确地提出整体目标 恰当地选择方案 科学地确定行动的方略 系统分析的一般步骤 系统分析的一般步骤可以描述为 明确问题设立目标 收集资料制定方案 分析计算评价比较 检验核实作出决策 系统分析的一般步骤 1 明确问题 设立目标 如 房子布线的例子中 首先要了解用电器的种类 规格 摆放位置 以后的扩展等信息 以及用户的要求 2 收集资料 制定方案 如 房子布线的例子中 要知道线路设计的方法 设计规范等信息 并且在此基础上指定多个备选方案 系统分析的一般步骤 3 分析计算 评价比较 如房子布线例子中 需要按照电器的功率计算电线的粗细 对线路的连接方案进行比较 选出最佳方案 4 检验核实 作出决策 如上例中 要征求用户的意见 对不满意的地方进行修改 直到用户满意为止 系统分析的一般步骤 案例分析 田忌赛马 系统分析的一般步骤 案例分析 田忌赛马 1 明确问题 设立目标 问题 跑马比赛 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 2 收集资料 制定方案 各种方案 田忌赛马战术分析 齐王 田忌 系统分析的一般步骤 案例分析 田忌赛马 4 检验核实 作出决策 选择合适的马的出场顺序 3 分析计算 评价比较 各种方案的比赛结果 系统分析的主要原则 运用系统分析的方法处理具体问题时 主要要遵循三大原则 整体性原则 科学性原则 综合性原则 系统分析的主要原则 1 整体性原则系统分析首先着眼于系统整体 要先分析整体 在分析部分 先看全局 后看局部 先看全过程 再看某一阶段 先看长远 再看当前 案例分析 丁谓修复皇宫 系统分析的主要原则 挖沟 取土 引水入沟 水道运输 填沟 处理垃圾 系统分析的主要原则 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 系统分析的主要原则 2 科学性原则 系统分析的主要原则 2 科学性原则 系统分析的主要原则 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 区别 整体性 目标内部的处理关系综合性 是目标与目标之间的关系 案例分析 孝襄高速公路 系统分析的主要原则 1 保护珍稀的银杏名贵树木 2 控制工程投资额度 坚持原设计不变 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 实现生物多样性 二 工程投资额度增加不大 可以基本坚持原设计不变 系统的优化 系统优化 是在给定的条件下 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 或最小 影响系统优化的意义 实现系统的最大化 就可以在一定资源条件下 取得最佳效果 而投入的人力 财力 物力达到最小 系统的优化 农业间作套种 约束条件 农作物的生长周期 气候等因素 手段和方法 不同农作物的套种 目标 高产高收 系统的优化 优化方法是为使系统达到最优的目标而提出的求解方法 系统优化的方法是多种多样的 但不论运用怎样的优化方法 都需要经过若干次的完善和验证 才能得到最优解或满意解 求解过程 数学模型 估算 试验 系统的优化 生产利润问题 系统的优化 优化的目标是 获得最大的利润 目标函数 设x1为每周生产桌子数 x2为每周生产桌子数 Smax 50X1 60X2 约束条件 1 4X1 6X2 600 2 20X1 18X2 400 3 X1 8 4 X2 5 我们列出了一个目标函数和四个约束条件 实际上我们已经建立了一个数学模型 系统的优化 生产利润问题 我们通过数学模型 计算出的目标值是每周获取的最大利润 所得到的就是最优解 每周生产桌子数量是X1 生产椅子的数量是X2 8张桌子13张椅子最大利润为1180元通用计算 我们得到的就是最优解 按每周8张桌子 13张椅子的方案生产就可以获得最大的利润 像这种系统优化叫做系统最优化 答案 系统的设计 一 系统设计的含义系统设计是在系统分析基础上 设计出满足预定目标的系统的过程 它既包含了对某个系统进行技术本身的内容 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 系统的设计 二 系统设计应考虑的主要问题1 系统设计的目的与要求系统设计要从整体出发 以系统整体功能的最优为目的2 系统各部分之间的相互联系与相互作用系统设计要运用系统的思想综合考虑和部分之间的关联 冲突问题 注重各部分的横向 纵向联系 系统的设计 二 系统设计应考虑的主要问题3 系统设计方案的优化首先从系统整体考虑优化 统筹兼顾 再在此基础上完善各部分的设计 系统的设计 三 系统设计一般步骤根据系统设计的目标 将系统分解为若干个子系统 确定各子系统的目标 功能及其相互关系 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等 练习 答案 A 赵明家要进行装潢 决定自己设计家里的用电系统 为了用电安全 便于使用和维护 赵明把用电系统分解成几个子系统 下列分解方案中合理的是A 照明子系统 空调子系统 插座子系统 安全保护子系统B 安全保护子系统 照明子系统 二孔插座子系统 三孔插座子系统C 日光灯子系统 照明子系统 空调子系统 插座子系统D 照明子系统 空调子系统 二孔插座子系统 三孔插座子系统 子系统之间都应该是并列而不是包含的关系 练习 如图所示是某公司的塑料清洗系统示意图 破碎过的废旧塑料在洗涤溶液中搅拌浸泡充分后 依次进入过滤设备 清洗机 漂洗机和脱水机进行处理 将污渍和残留洗涤剂都清除干净 为了提高干净塑料的清洁度 提出了以下优化措施 其中不合理的是A 提高过滤设备的过滤效果B 将清洗与漂洗合并C 在清洗与漂洗之间增加脱水环节D 在过滤与清洗之间增加粗洗环节 答案 B 练习 答案 C 练习 答案 C 王林家新买了一辆汽车 为了节省燃油 采取了下列系统优化措施 其中不正确的是A 合理使用汽车空调B 保持气压合适C 每次加油时将油箱加满D 减少不必要的负载 练习 如图所示是某电缆生产系统示意图 导线经放线设备后穿过模具 牵引设备将导线拉直并牵引导线 屏蔽层挤出机和绝缘层挤出机分别向模具中挤入屏蔽材