第三章系统与设计预案.ppt

案例 球队比赛： 一场篮球比赛赢了，赢球是依赖优秀的队员还是差劲的队员？ “木桶理论”，认为整体的功能取决于最弱的部分，也就是说，赢球靠的是表现差劲的队员。 以上的这些究竟是怎么回事？ 我们身边存在哪些系统？ 新课导入 整体性 中国女排夺取五连冠后，世界排联抽取各国女排中的最强队员，组成国际明星队与中国女排较量，可是被中国女排打败。本来，从单个运动员情况看，明星队的球员实际水平都在中国女排之上，但为什么会落败？其奥秘何在？ 整体性 非各个要素的简单相加，例：一支球队。 整体性 目的性 汽车车速过快或过慢都会格外耗油，两者之间有个最适当的速度，即经济速度。你能解释其中的道理吗？ 相关性 过度发展畜牧业，导致绿洲变成荒漠。 这种变化说明什么？ 环境适应性 雷鸟是一种寒带鸟类，它栖息的地方没有天然的隐蔽场所。冬季和夏季之前，它会完全更换新羽，与大地的装束一致。这又是为什么？ 层次性 银河系——太阳系——地球——月亮 这说明系统具备什么特性？ 动态性 德国大数学家高斯在小学读书的时候，老师在课堂上出了一道数学题：1+2+3+4+……100=？ 高斯很快就说出答案“5050”，为什么他能够这么快？ 案例一：鸟巢 我们再来看2008奥运会的主会场“鸟巢”，“鸟巢”采用是什么结构？ 鸟巢使用的主要材料是？ 鸟巢采用是大跨度重型钢结构体系，它在设计过程中也在不断的优化调整，其中有一项调整是取消了可开启屋盖、扩大了屋顶开孔，优化后的方案，减少用钢量1.2万吨，造价减少了约4亿元。 鸟巢去盖后，在哪方面得到改善？ 达芬奇设计的扑翼飞机 人们综合研究了鸟儿飞翔的条件，发现鸟儿除了有一对翅膀外，还有非常适合飞行的体形。 于是，人们就把研究集中到飞机的重量、结构上。 人类飞天梦的实现——第二步： 海斯勒和维林吉尔两位德国人，在前人的基础上，进一步采用了定量分析和定性分析相结合的方法。 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。 人类飞天梦的实现——第三步： 海斯勒、维林吉尔制造的“自行车”人力飞机 系统分析的基本方法 运用系统的思想和定性定量相 结合的方法，对系统进行分析， 就是系统分析的基本方法 系统方法的基本特点： 整体性 综合性 最优化 系统分析基本方法的主要步骤： 阐明问题 确定目标 明确分析对象的性 质和范围，分析系统 运行的约束条件。 确定系统要达到的 总体目标 分析研究 制定方案 分析系统的结构 组成及相互关系、系 统内部与外部环境的 关系，提出可行性 方案。 对方案确定的系 统进行定量分析。 评价比较 确定最佳方案 对系统性能指 标、运行效果等进行 分析评价。 比较各方案， 选择最佳方案。 案例：阿拉斯加原油输送方案 任务：由阿拉斯加东北部的普拉德霍湾油田向美国本土运输油田。 阐明问题： 分析研究： 环境：油田处于北极圈内，海湾常年处于冰封状态，陆地最低气温达-50 C。 当前采用的一般方案： 1、由海路用油船运输 2、用带加温系统的油管输送 处理策略： 考虑到安全和供油的稳定性，暂时把方案2作为参考方案作进一步的细致研究。 同时继续考虑新的方案。 提出方案3： 把含10％－20％氯化钠的海水加到原油中去，使在低温下的原油成乳状液，仍能畅流，这样就可以用普通的输油管道运送了。 提出方案4： 将地下石油蕴涵的天然气转化为甲醇加到原油中，降低原油的熔点，增加流动性，从而用普通的管道就可以同时输送原油和天然气，仅管道铺设费就可以节省近60亿美金。 评价比较： 综合各方案优、缺点，以及成本、安全性等，确定第4种方案为最终方案。 反思： 如果仅仅在前面3个方案上优化，无论如何都得不到方案4的巨大效益。分析人员运用其专业知识，将石油中的原油和天然气的运输作为一个整体进行系统分析，获得了成功，体现了系统分析的实际价值。 实践运用1：丁渭修复皇宫 宋朝年间，京城发生一场大火，皇宫被烧成一片废墟。灾后，真宗皇帝命令丁渭主持修复工作。 排水 运输材料 引入河水 挖沟取土烧砖 瓦砾灰土 赵明同学家所在的街道一年内进行了三次施工，分别式电信部门铺设通讯线路、煤气公司埋煤气管道、市政部门维修下水道，重复施工，给市民带来极大的不便的同时，造成了人力、财力、资源的浪费。 实践运用2 ：道路施工问题 丁谓在修皇宫为什么能一举三得？公路施工为什么会带来不便？公路施工的问题怎样解决更为合理？ 国家体育馆鸟巢原设计方案 鸟巢图片欣赏 系统优化的意义：