系统的设计教学.pptx

系统的设计是在系统分析的基系统的设计是在系统分析的基础上，设计出满足预定目标的系统础上，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的过程。它既包含了对某个系统进行技术设计本身的内容，同时又需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要运用系统的思想和方法对其设计过程进行分析、设计。过程进行分析、设计。系统设计的目的与要求系统设计的目的与要求 系统设计要从整体出发，以系统整体功能的系统设计要从整体出发，以系统整体功能的最优为目的。最优为目的。系统各部分之间的相互联系与相互作用。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各部分系统设计要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、之间的关联、冲突问题，注重各部分的横向、纵向联系。纵向联系。系统设计方案的优化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。此基础上完善各部分的设计。用系统的观点理顺各种关系，分别从筑路方案用系统的观点理顺各种关系，分别从筑路方案的总体目标、路线规划方案的选择、方案的优化作的总体目标、路线规划方案的选择、方案的优化作出思考。出思考。1 1、总体目标：安全、总体目标：安全、经济经济、快速地完成筑路工程。、快速地完成筑路工程。2 2、要选择好筑路技术设计方案，如做好有关环境的、要选择好筑路技术设计方案，如做好有关环境的地质勘探，地质勘探，遇到山坡时是穿隧道还是选择绕行等。遇到山坡时是穿隧道还是选择绕行等。3 3、要考虑施工的工期、人员的调配、材料的分期采、要考虑施工的工期、人员的调配、材料的分期采购和储存。购和储存。4 4、要考虑、要考虑如何降低材料的成本和消耗如何降低材料的成本和消耗、在不增加人工的、在不增加人工的前提下前提下提高工程进度等。提高工程进度等。将系统分解为若干子系统将系统分解为若干子系统确定各子系统的目标、功能及相互关系确定各子系统的目标、功能及相互关系对子系统进行技术设计和评价对子系统进行技术设计和评价对系统进行技术总体设计和评价对系统进行技术总体设计和评价室内住宅电气系统的设计室内住宅电气系统的设计4 4、简单系统的设计的实现、简单系统的设计的实现 系统设计多用于比较复杂的社会系统工程、系统设计多用于比较复杂的社会系统工程、经济系统工程、规划系统工程、生态系统工程、经济系统工程、规划系统工程、生态系统工程、能源系统工程、交通运输系统工程、农业系统工能源系统工程、交通运输系统工程、农业系统工程、工业及企业系统工程、军事系统工程等方面程、工业及企业系统工程、军事系统工程等方面手电筒照明供电部分的设计手电筒照明供电部分的设计案例分析：手电筒照明供电部分的设计案例分析：手电筒照明供电部分的设计设计分析：设计分析：可把手电筒照明供电部分分为照明和供电两个子系统。照明可把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。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。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。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。选择合适的元器件，使它们相互匹配，并能达到设计要求。设计要求：可照明的手电筒，携带方便，使用安全。设计要求：可照明的手电筒，携带方便，使用安全。方案方案A A（1 1）设计一个简单的电路，画出电路图。）设计一个简单的电路，画出电路图。（2 2）根据电路图，选择元器件，如灯泡、干电池、）根据电路图，选择元器件，如灯泡、干电池、导线等，并搭接电路。导线等，并搭接电路。（3 3）通过控制开关，使灯泡发光。）通过控制开关，使灯泡发光。设计方案：设计方案：方案方案B B选择元器件为发光二极管及干电池、金属筒等，其选择元器件为发光二极管及干电池、金属筒等，其他步骤参照方案他步骤参照方案A A。方案方案C C设计一个自发手电筒。采用发电机代替干电池进行供电。手电系统有以下几个部分组成：手柄手柄齿轮组齿轮组发电机发电机小电珠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C不需要使用干电池，所以对环境不产生污染。案例分析：室内住宅电器系统的设计案例分析：室内住宅电器系统的设计设计要求：设计要求：1 1、用电负荷：、用电负荷：2 2、照明和各种家用电器使用安全、方便，相互之间、照明和各种家用电器使用安全、方便，相互之间影响小，便于维修。影响小，便于维修。设计分析：设计分析：设计的目标是方便住户使用，满足住户的舒适和设计的目标是方便住户使用，满足住户的舒适和审美要求，便于日后维修，遵守审美要求，便于日后维修，遵守民用建筑照明设民用建筑照明设计规范计规范，确保室内电器线路的安全。，确保室内电器线路的安全。户内配电系统有电源配电箱和若干个回路组成，户内配电系统有电源配电箱和若干个回路组成，它们构成了室内电器线路系统的子系统。它们构成了室内电器线路系统的子系统。当某一回路发生故障时，不影响其他回路的正常当某一回路发生故障时，不影响其他回路的正常工作。工作。电器线路系统电器线路系统电电源源配配电电箱箱照照明明回回路路插插座座回回路路空空调调回回路路系系统统分分析析的的基基本本程程序序确定目标确定目标收集资料收集资料建立模型建立模型比较各方案的性能指标比较各方案的性能指标确定最优方案确定最优方案是否满意？是否满意？建议实施最优方案建议实施最优方案否否是是评价项目评价项目方案方案1方案方案2方案方案3成本投入状况成本投入状况少少少少多多实施的速度实施的速度快快快快慢慢管理的可行性管理的可行性可行较可行较可行可行有经费可行有经费可行技术的先进性技术的先进性一般一般一般一般先进先进技术实现的可行技术实现的可行性性可行可行可行可行可行可行可能产生的负效可能产生的负效应应职工人数职工人数增多增多影响学生正影响学生正常时间就餐常时间就餐投入较慢投入较慢整体效果整体效果可行可行较可行较可行较可行较可行对上节练习第一题中的若干方案进行分析对上节练习第一题中的若干方案进行分析p91方案方案1.在就餐时间增加食堂的窗口和工作人员。在就餐时间增加食堂的窗口和工作人员。2.不同年级学不同年级学生的下课时间错开生的下课时间错开10分钟。分钟。3.新建一个学生食堂。新建一个学生食堂。关键是运用系统的思想，设计分选设备中各个部分，使它们关键是运用系统的思想，设计分选设备中各个部分，使它们之间构成特定的关系，才能实现分选并达到的可调孔径的目之间构成特定的关系，才能实现分选并达到的可调孔径的目的。的。2 2、可调孔径的分选装置的改进设计、可调孔径的分选装置的改进设计在许多行业，常使用分选设备实现在许多行业，常使用分选设备实现物质的分类和筛选，并有自动分选物质的分类和筛选，并有自动分选和手动分选之分。右图是一个简单和手动分选之分。右图是一个简单的分选装置，现要进行改进设计。的分选装置，现要进行改进设计。设计要求：利用周边的材料或废弃设计要求：利用周边的材料或废弃物，运用系统的思想设计并制作简物，运用系统的思想设计并制作简易分选机，使筛选孔径的大小可调易分选机，使筛选孔径的大小可调节。节。运用系统的思想解决：运用系统的思想解决：应增加管道和集水设备；应增加管道和集水设备；实现定时排水浇洒；实现定时排水浇洒；当集水设备装满是，通过下水道排水。当集水设备装满是，通过下水道排水。3 3、高架桥或高楼雨水收集利用问题。、高架桥或高楼雨水收集利用问题。设计要求：在高架桥现有排水管道的基础上，增加必要的蓄设计要求：在高架桥现有排水管道的基础上，增加必要的蓄水管道或设施，使之能够收集雨水、定时排水并浇洒到桥下水管道或设施，使之能够收集雨水、定时排水并浇洒到桥下花坛的植物上，当雨水量过大时，还可通过相应的花坛的植物上，当雨水量过大时，还可通过相应的 途径排途径排出。出。利用系统设计的思路分析并提出解决问题的方案，有条件的利用系统设计的思路分析并提出解决问题的方案，有条件的可以进行设计方案的试验。可以进行设计方案的试验。系统与设计系统与设计系统的结构系统的结构系统的分析系统的分析系统的设计系统的设计什什么么是是系系统统构构成成系系统统必必备备三三个个方方面面的的条条件件系系统统分分类类系系统统基基本本特特征征系系统统分分析析的的含含义义系系统统分分析析应应遵遵循循的的原原则则系系统统分分析析的的一一般般步步骤骤系系统统优优化化的的含含义义影影响响系系统统优优化化的的因因素素系系统统设设计计的的含含义义系系统统设设计计应应考考虑虑的的问问题题简简单单系系统统的的设设计计的的实实现现 【本章内容梳理本章内容梳理】1.网箱养鱼是一种科学养鱼方法。它是利用网片装配成一定形状的箱体，设置在较大的水体中，通过网眼进行网箱内外水体交换，使网箱内形成一个适宜鱼类生活的活水环境。利用网箱养鱼，不仅提高了水面的利用率，而且提高了鱼产量。根据这个案例，选择恰当的答案 ()A增加系统的要素，就能使系统得到优化 B增加了网箱，其实是增加了系统的约束条件 C采用网箱养殖，系统的目标函数产生了显著的影响 D网箱养殖，是系统优化的必然选择C（1 1）人们往往希望汽车跑得又快又省油，但车速过快会格外耗）人们往往希望汽车跑得又快又省油，但车速过快会格外耗油，有个折衷的最适当的速度叫经济速度，最省油。油，有个折衷的最适当的速度叫经济速度，最省油。（2 2）过度发展畜牧业，导致绿洲变沙漠。）过度发展畜牧业，导致绿洲变沙漠。（3 3）“一个和尚挑水吃，两个和尚抬水吃，三个和尚没水吃一个和尚挑水吃，两个和尚抬水吃，三个和尚没水吃”（4 4）“三个臭皮匠凑成个诸葛亮。三个臭皮匠凑成个诸葛亮。”（6 6）人类的进化）人类的进化体现了系统的目的性。体现了系统的目的性。体现了系统的目的性。体现了系统的目的性。体现了系统的相关性。体现了系统的相关性。体现了系统的相关性。体现了系统的相关性。体现了系统的体现了系统的体现了系统的体现了系统的整体性整体性整体性整体性。体现了系统的整体性。体现了系统的整体性。体现了系统的整体性。体现了系统的整体性。体现了系统的环境适应性。体现了系统的环境适应性。体现了系统的环境适应性。体现了系统的环境适应性。2.2.2.2.下面的事例体现了系统的什么特性？下面的事例体现了系统的什么特性？下面的事例体现了系统的什么特性？下面的事例体现了系统的什么特性？