系统分析 主要原则 优化 设计(共34张PPT)

湖北省的孝襄高速公路总投资额达72亿元人民币，是“十五” 期间该省投资规模最大、建设里程最长的一条高速公路 。
按照设计方案，孝襄高速公路要穿越占地面积达19km2的 “洛阳银杏保护区”，2万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多样性。
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。
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
在实际生活中，常遇到对系统中各个局部考虑得 很仔细，却忽略或减少考虑全局的事例，这样就很难 得到良好的效果。
丁谓修复皇宫
宋真宗在位时，皇宫曾起火。一夜之间，大片的宫室楼台 殿阁亭榭变成了废墟。为了修复这些宫殿，宋真宗派当时的晋 国公丁谓主持修缮工程。
当时，要完成这项重大的建筑工程，面临着三个大问题：
筹兼顾，再在此基础上完善各部 分的设计。
唉！没有车位了， 又白进一趟！
请同学们思考能否自己设计出这个 车位指示系统？
三、系统设计的一般步骤
主要包括：将系统设计分解为若 干子系统，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 和评价，对系统进行总体技术设计和 车评位价指等示。系统分解为哪几个子系统呢？
约束条件是对系统的功能起着限制作用、并且是不 能人为调节的因素。
【学生活动】 讨论：影响系统优化的因素是什么？
阅读：数学模型
用数学公式、图表等描述客观事物的特征模 型，称为数学模型。 现实世界的事物与数学模型的关系可表示为：
现实世界 的原型
分析
抽象 数学模型 分析 数学结论 对原型的分析 解释
最优化方法解决问题的一般步骤
优选法是快速寻找最佳方案的科学方法。具体的优选法有很 多，如黄金分割法、分数法、对分法等，这里只介绍黄金分割法。
黄金分割法也称0.618法，它是优选法的一种。以技术试验 为例，先把整个试验范围看做1，然后在整个试验范围的0.618 处选点做第一次试验，再在倒过来的0.618处选点做第二次试验， 比较两次试验的结果，去掉效果差的那个点以外的试验范围部分；
方案一 依此施工 27周 1
投入少 简单
方案二 平行施工 9周
9
投入多 复杂
方案三 流水施工 15周 3
较多 较简单
案例：装修施工的组织优化
优点： （1）工期____ （2）需要水电、木工和油漆各____个装修队同时 工作。 (3)相对于平行施工的方式,这种方式在施工时间内投 入的人力、施工设备、材料____。 在这一优化的案例中，影响优化的主要因素有哪些？
1、显示控制系统；
2、线路部分系统；
3、车位探测系统。
请同学们以小组（前后四位同学）为单 位，（用十五分钟）讨论设计一个车位指示系 统（参照课本P89案例分折），这个系统要求有 的功能：
1、显示停车场的结构，各个车位的位置；
2、显示各个停车位是否已泊车。
A B
污水处理中心
C 政府
南水北调
人跟水跑还是水跟着人跑呢 逐水而居
奋 斗 终 身 。 或许他 们已离 开我们 ,但他们 的精神 会永远 驻留在 人民心 中。 “ 人 民 公 仆 ”------牛 玉儒 。
风 雨 人 生 、 利弊得 失,他兢 兢业业 地遵循 着“位 卑未敢 忘忧国 ”的祖 训。为官一任, 他 给 我 们 留 下激情 燃烧的 背影,让 精神穿 越时代 长青。 他让活 着的人 肃然起 敬;他
如果更改最初的设计方案，绕避保护区1.4km，工程指挥部 就要为此增加投资4200万元。
根据以上内容，你认为 孝襄高速公路的设计应该综合 考虑哪些目标？
二、系统的优化
系统的优化是指在给定的条件下，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化（或最小化）。 或者说：从多种可行方案或技术手段中得 出最优的目标。
制作A椅子需要2m2的木板，100元的成本。 制作B椅子需要1m2的木板，200元的成本。 现在只能准备150m2木板和15000元成本.假设每 张A、B椅子都可赚100元，问该怎么生产？
S=100x+100y 2x+y≤150 100x+200y≤15000
二、系统的优化
目标函数是系统目标与系统中的某些元素之间的关系。
让 天 空 成 为 雄鹰的 故乡! “铁 血 丹 心 ” -----方 永刚。 白 山 黑 水 、 高山海 岛,留下 他传播 的足迹 ;机关 厂矿、 军营学 校、街 道社区 、农村 乡 镇 ,留 下 他 宣讲的 声音。 作为一 名党的 理论工 ,方永刚 传播理 论的受 众达40多万人 次 ,他 用 心 搭 建了理 论与实 践的桥 梁,党与 群众的 桥梁。 “ 一 心 为 民 ”------周 国知 。 他 以 自 己 的 行动和 生命证 明:共产 党人只 要深深 扎根于 人民群 众中,真 正做 到“权 为 民 所 用 、 情为民 所系、 利为民 所谋” ,始终坚 持“立 党为公 、执政 为民”,就会永 远 赢 得 人 民 群众的 爱戴与 拥护。 他 们 用 不 朽 的信念 和无私 的奉献 向我们 诠释了 中国共 产 党 的 根 本 宗旨------全 心 全意为 人民服 务。正 是这样 一代又 一代的 共产
阅读：
系统工程
系统工程是指在系统思 想的指导下，综合应用自然 科学和社会科学中有关的先 进思想、理论、方法和工具， 对系统的结构、功能、要素、 信息和反馈等进行分析、处 理，解决实际问题，以达到 最优规划、最优设计、最优 管理和最优控制的目的。
小结
❖找出系统优化的重要因素。 ❖系统优化的一般步骤。
2.科学性原则
系统分析一方面要有严格的工作步骤，另一方面应尽可能 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 构更具说服力。
例如，在比较种稻是一年三季合算还是一年两季合算时， 有人就提出“三三进九不如二五一十”，这就是最简单而且也 是最实用的定量分析。当然，在处理复杂系统的分析和优化问 题时，往往需要使用比较复杂的数学工具。
三个聪明海盗抢夺了100枚金币，在如何分配上发生
了争议。于是定下规矩，三个人先后说一套分配方案，
得到其余半数人的同意就通过，否则会被喂鲨鱼。
如果你第一个说，你会定怎样的方案？
XX转 正 思 想 报 告 ： 学 习党 的根本 宗旨有 感 XX转 正 思 想 报 告 :学 习 党 的根本 宗旨有 感
尊 敬 的 党 组 织: 在 党 的 发 展 历史中 ,涌现出 了太多 优秀党 员。他 们不惜 个人的 一切,为实现共产主义
第一，需要把大量的废墟垃圾清理掉；
第二，要运来大批木材和石料；
第三，要运来大量新土。
赵明同学家所在街道的人行道在一年内进行了三次施工，分 别是电信部门铺设通讯线路、煤气公司预埋煤气管道、市政部门 维修下水管道，结果重复施工，造成了人力和财力资源的浪费， 同时也给市民带来了不便。
请分析这一事件的问题所在，你认为怎样处理更为合理？
系统分析是一种科学的决策方法
第四章 发现与明确问题
§3.2 系统的分析
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。
1.整体性原则 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，后看局部；先看全过程，再 看某一个阶段；先看长远，再看当前。
再在余下的范围内继续采用这种 方法，再比较试验结果，这样逐渐缩小 试验范围，迅速找到试验目标。
3.综合性原则
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，应将目标排除优先次序，首先选取最优先的目标，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。这就需要综 合分析，统筹兼顾，不可顾此失彼，因小失大。
1、提出需要优化的问题和目标，收 集有关资料和数据。
2、分析影响系统优化的各种因素， 确定变量，建立有关约束条件，建 立求解最优化问题的有关数学模型， 分析模型。
3、选择合适的最优化方法。 4、分析求解。 5、最优解的验证和实施。
教 学 设 计
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施工特点 工期 施工队 设备、材料 现场管理
第三节 系统的设计
学习目标： 通过简单系统的设计案例分析，让学 生明确系统设计应考虑的主要问题和 系统设计的一般步骤．
Hale Waihona Puke 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。