1、第二节 系统的分析,系统分析是第二次世界大战末期提出的，起初被用于武器系统的分析研究，后来被应用于国防战略及国家安全政策的制定，1960年以后，行政机关和企业事业单位也逐渐采用系统分析方法，如今系统分析方法在各个领域得到了广泛的推广和应用,一、系统分析的含义,1.决策的方法决策方法有经验决策和科学决策；系统分析是一种科学决策的方法。,一、系统分析的含义,2.系统分析的含义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处理步骤和程序，或对原来的系统提出改进方案的过程，就是系统分析。,系统分析的显著特点：,是完整地而不是零星地处理
2、问题，考虑各种主要变化因素及其相互的影响，全面地思考和解决完问题。,案例分析汉字激光照排系统,一、系统分析的含义,王选教授,激光照排机,激光照排机的工作原理是将计算机处理的文字图形信号通过激光扫描的方式在胶片上成像。,二、系统分析的一般步骤,系统分析的出发点为了发挥系统的整体功能，目的是寻求解决问题的最佳决策，而生产和生活中的一些问题，往往存在着许多相互关联和一些不确定的因素，所以最佳决策只是在若干方案中寻求的相对令人满意的方案。,二、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,案例分析 田忌赛马,二、系统
3、分析的一般步骤,战国时代，齐王常与他的大将田忌赛马，双方约定每场各出一匹马，分三场进行比赛。齐王的马有上、中、下三等，田忌的马也有上、中、下三等，但每一等都比不上齐王同等的马，于是田忌屡赛屡输。一日，田忌的宾客、对军事颇有研究的孙膑给田忌出了一个主意，结果以二比一赢了齐王。,田忌赛马,田忌的赛马共有6种方案：,在以上各方案中，齐王与田忌的赛马结局有以3：0赢的，也有以2：1赢的，但只有一种情况是田忌以2：1取胜于齐王的，孙膑正是把这种方案推荐给了田忌，就是上述方案3。,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
4、看当前。,三、系统分析的主要原则,案例分析 丁谓修复皇宫,想一想丁谓修复皇宫的方案为什么会成为我国古代运用系统思想和方法的著名范例？,本案例是讲解系统整体性的一个著名案例，丁谓运用了系统分析的基本方法。首先着眼于系统整体，要先分析整体，再分析部分；先看全局，后看局部；先看全过程，再看某一阶段；先看长远，再看当前。把烧砖、运输建筑材料和处理废墟三项繁重的工程任务看成一个整体中的相关部分，加以协调处理，从而找到获得最佳效果的方案，节省了大量劳力、费用和时间,一举三得。,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。
5、,三、系统分析的主要原则,试解释“三三进九不如二五一十”的道理。,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。黄金分割法也称0.618法。,“黄金分割”具有很高的使用价值，其中最著名的例子就是优选学中的“0.618”法，该方法于70年代在我国得以推广，并取得了很大的成就。在社会主义市场经济中，科学严谨的方法往往能有事半功倍。在经济、金融中已得到广泛应用，形成“用科学的方法指导实践，在实践中验证科学”的良性循环。 我国著名数学家华罗庚在应用优选法应用做出杰出贡献。,1、“两面针”牙膏：采用优选法科学生产大幅度降低铝材消耗，每年节约铝材几吨；结果打了3年
6、漂亮仗. 2、著名数学家华罗庚教授在他晚年时，在全国讲学，介绍他的优选法。当时广东有5个水泥厂，经过优选法的改良，生产出6个水泥厂的产量，少建1个水泥厂，这个贡献就很大。这就是说知识、健康带来的财富，可以估算的和不可估算的都是很巨大的。 3、优选法使得新西兰培育出世界上最好的肉牛和奶牛。为了发展羊毛和肉类生产，新西兰采用先进的培育技术，改进当地羊只的品种，使其具有国外引进种群的特殊优点,如在炼钢时需加入某种元素来增加钢材强度，若将试验点取在这一元素用量区间的0.618处，获得理想用量的试验次数将大大减少。实验证明，对一个因素的问题，用优选法做16次试验，就可达到“对分法”做2000余次试验的效
7、果。,要在某种合金钢中加入某元素以提高它的强度，假如试验范围是每吨加入量为10002000g，那么究竟应加入多少？,人类很早就想实现“上天”的梦想，人们于是模仿鸟的外型和飞行动作进行尝试，但不管装上翅膀还是以人力驱动扑翼飞机，结果都以失败告终。吸取经验后，海斯勒和维林吉尔在别人的基础上采用科学的方法进行设计，取得了成功。他们抓住了人力飞机是依靠人做动力的关键，进行了分析计算。他们知道，一个强键的运动员连续做功的功率只能达到250W左右，同时他们还知道：P=k1v3 s=k2/v2得出以下结论：飞机的速度应很低，机翼面积应该很大；而且由于飞行速度低，即使飞机的结构稍大，也不会增加太大的阻力。于是
8、，他们参考了自行车车轮的构造原理，利用中央垂直管和牵引钢丝组成的机翼支撑结构，使面积很大的机翼并不太重。此外，他们还对飞机设计进行了许多细节的改进。1936年，他们的飞机飞到5米的高度，航行了45米，空中飞行时间达到20秒，终于实现了依靠人力“飞天”的梦想。,案例：人力飞机,人类很早就想实现“上天”的梦想，人们于是模仿鸟的外型和飞行动作进行尝试，但不管装上翅膀还是以人力驱动扑翼飞机，结果都以失败告终。吸取经验后，海斯勒和维林吉尔在别人的基础上采用科学的方法进行设计，取得了成功。他们抓住了人力飞机是依靠人做动力的关键，进行了分析计算。他们知道，一个强键的运动员连续做功的功率只能达到250W左右，
9、同时他们还知道：P=k1v3 s=k2/v2得出以下结论：飞机的速度应很低，机翼面积应该很大；而且由于飞行速度低，即使飞机的结构稍大，也不会增加太大的阻力。于是，他们参考了自行车车轮的构造原理，利用中央垂直管和牵引钢丝组成的机翼支撑结构，使面积很大的机翼并不太重。此外，他们还对飞机设计进行了许多细节的改进。1936年，他们的飞机飞到5米的高度，航行了45米，空中飞行时间达到20秒，终于实现了依靠人力“飞天”的梦想。,通过运用科学的方法海斯勒他们取得了成功。 可见系统分析还需要遵循科学性的原则。,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
10、彼，因小失大。,三、系统分析的主要原则,系统的优化是指在给定的条件（约束条件）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）。影响系统优化的因素是指对系统的目标函数产生显著影响，并且可以人为调节的因素。,四、系统的优化,案例分析 利润问题,四、系统的优化,约束条件,76 16 4760,为使系统达到最优的目标而提出的求解方法称为最优化方法。系统优化的方法是多样的，但无论运用怎样的优化方法，都需要经过若干次完善和验证，才能得出最优解或满意解。,四、系统的优化,完善、验证,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
11、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_。,一、系统分析的含义 二、系统分析的一般步骤 三、系统分析的主要原则 四、系统的优化,小 结,25、下图所示是某校要对三幢新建的教学楼A、B、C进行装修而采用的一种的装修施工的组织形式。 你认为这种施工方式合理吗？请说明理由。 请在图的右侧的空白处画出流水施工的组织方式。,（一）系统的设计,系统设计：在系统分析的基础上，设计出满足预定目标的系统的过程。,1系统的设计的涵义：,2系统设计应考虑的主要问题：,（一）系统的设计,（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
12、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。,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。,3系统设计的一般步骤：,（一）系统的设计,（1）将系统分解为若干子系统； （2）确定各子系统的目标、功能及其相互关系； （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，分析和确定各个子系统的目标、功能以及它们之间的相互关系和结构
13、组成，然后单独对每个子系统进行技术设计、评价及优化，然后对由完成的子系统作为构件的系统整体进行总体技术设计和评价。,1.遵守设计的一般过程、方法和原则（见技术与设计1P35P39） 2.遵守系统设计中特有的两条原则： （1）设计好系统中的每一个元素或子系统。 （2）设计好各元素或子系统之间的协调关系。,4.系统设计的基本方法要点：,（一）系统的设计,（二）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、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、农业系统工程、工业及企业系统工程、军事系统工程等方面。,案例分析：“室内住宅电气系统设计”,（二）简单系统
14、的设计的实现：,下面我们就对杨辉购买的一套135.6m2的三室二厅的新房室内电气线路进行系统的设计.,（二）简单系统的设计的实现：,（一）系统设计的目的与要求：,1分析室内照明的功能需求，书房、卧室、客厅、厨房、卫生间和凉台的照明要求是如何的？ 2系统组成部分之间的相互联系和作用：针对不同的照明需求来选择怎样的灯具？ 3如何计算家居总用电量？ 4室内照明的电线敷设的安全标准？ 5系统设计方案及其优化：,（二）简单系统的设计的实现：,（二）设计要求:,1.用电负荷:照明用电负荷800w，娱乐用电负荷1500w，厨房用电负荷1300w，空调用电负荷3000w。最大功率P=800w+1500w+13
15、00w+3000w=11100w 2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。,（二）简单系统的设计的实现：,（三）设计分析；,1设计的目的方便住户使用，满足住户的舒适和审美要求，便于维修，安装规范，确保室内电气线路的安全。 2室内配电系统由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。 3当某一回路发生故障时，不影响其他回路的正常工作。,（二）简单系统的设计的实现：,（四）设计方案：,1电源配电箱 电源通过住宅的专用配电箱再进入室内房间，配电箱中应有短路、过载和漏电保护，具有过负载、 过电压和漏电保护功能。每户应设置强弱电箱，配电箱内应设动作电流30MA的
16、漏电保护器，分路经过控开后，分别控制照明，空调，插座等。控开的工作电流应与终端电器的最大工作电流相匹配，一般情况下，照明10A，插座16A，柜式空调20A，进户40-60A。,（二）简单系统的设计的实现：,2电路的设计 杨挥家用电负荷最大值约为11.1kw，通过安全电流11.1kw/220v=21A,电流过大各线路必须采用单独的电路回路。室内配电系统采用多回路形式，本例设计有照明回路、插座回路、空调回路，对于厨房、浴室设立单独回路。,（二）简单系统的设计的实现：,3导线与电器设备选择 （1）导线:为了防火、维修及安全，最好选用有长城标志的“国标” 塑料或橡胶绝缘保护层的单股铜芯电线，线材槽载面
17、积一般是：照明用线选用1.5平方毫米，插座用线选用2.5平方毫米，空调用线不得小于4平方毫米，接线选用绿黄双色线，接开关线(火线)用红、白、黑、紫等任一种。但在同一家装工程中用线的颜色用途应一致。 （2）电器设备：电源配电箱、电表、控制开关漏电保护开关、电源插座、开关面板、插座的选材面板的尺寸应与预埋的接线盒的尺寸一致；表面光洁、品牌标志明显，有防伪标志和国家电工安全认证的长城标志；开关开启时手感灵活，插座稳固，铜片要有一定的厚度；面板的材料应有阻燃性和坚固性。,（二）简单系统的设计的实现：,（五）线路布置,1智能系统：在住宅电气线路设计中应预埋电话线、有线电视信号线、视频线、网络线，在客厅和
18、三间睡房预埋电话线、有线电视信号线、视频线、选择其中一间睡房作为书房，预埋网络线。 2照明回路：在睡房、客厅、饭厅、厨房、浴室、凉台室安装一个主光源吊灯，在睡房和客厅的墙壁上安装辅助光源壁灯。 3功能电路：厨房放置冰箱、电饭堡、电热水器，排气扇电源插座，浴室安装淋浴器、洗衣机的电源插座，睡房和客厅安装空调的电源插座，书房安装娱乐电视机、音响、电脑等的电源插座都是独立的电源回路。,（二）简单系统的设计的实现：,4线路布置图：在形成了住宅的电气线路设计方案后，绘制出线路走向位置尺寸图和线路布线图，编写电气线路设计说明书草拟布线图。,（1）划线。确定线路终端插座，开关，面板的位置，在墙面标画出准确的位置和尺寸。 （2） 开槽。 （3）电源线配线 （4） 埋设暗盒及敷设PVC电线管。 （5） 穿线。 （6） 安装开关，面板，各种插座，强弱电箱和灯具。 （7） 检查。 （8） 完成电路布线图，并向住户反馈设计方案，根据住户的意见进行修正。提交设计单位备案。,
