系统化设计.PPTVIP

第 1 节 系统 1. 系统定义 (1) 系统 (2) 技术系统 2. 系统的组成特性 （1） 有两个以上的元素组成; （2） 元素间存在着互相制约的有机联系，并保持一定的功能; （3） 由人工建造 的系统必须有明确的目的，每个零部件均是有 目的的、作用的。 3. 系统的组成要素 输入、输出、边界条件、元素 例：自行车作为一个系统来分析 1）输入: 骑行者和自身力 2）输出：骑行者和前进速度 3）边界条件： 使用者人和骑行环境 4）元素：各零部件 各零件通过一定的连接关系构成部件 4. 系统的特征 1）整体性：这是系统思维方式的基点和核心，系统看做是由许多子系统集合在一起组成的有机整体，整体功能不是个别元素的简单选加。不同性质、不同功能的子系统的有机联系、互相制约能使系统产生更高价值的整体功能。如： 自行车重的轴和轴承与飞机、飞船、火箭中的功能价值差别极大，同样元素与不同元素组合能构成不同功能系统，如齿轮副可以传动，他在减速机中是减速增扭而在齿轮泵中的功能是增压。 2）分解性：系统由元素组成，具有可分解性，可以认为系统是由较小的子系统组成的，而子系统又是由更小的二级子系统组成的，依此类推，直至最后为不可分的单位元素（即零件……） 3）目的性：任何系统的构成一定具有明确的功能，构成方式不同达到的目的亦不同，目的可能是一个或多个。 4）相关性：系统内的各元素之间具有互相依赖、互相制约、有机地联系在一起的特定关系。它决定了系统的特性。 5）环境适应性：系统自身不是孤立的，任何一个系统均与其所处的环境有密切的关系，即与环境进行能量、物质、信息三方面的交流，系统能适应环境的变化。 5. 系统的功能 1. 系统化方法在设计中的应用 1）系统化设计：是在设计过程中应用系统化的方法对复杂问题进行分析、综合，即应用系统的四个要素、元素、元素之间的关系、边界条件、输入和输出的原理，使复杂问题变为多个简单的小问题进行求解。 2）系统化分类方法在设计中的应用 在设计过程中，用系统分类的办法、提案、原理解法等进行系统的、有规律、次序的，按一定的方法分析，并编出资料，是设计师能很快地得到有关的信息。 2. 系统化的设计方法 1）一般步骤 2）设计中的问题 （一）确定总功能 （1） 明确总功能常用的方法： ① 抽象法：从抽象到具体的思维方法 ② 黑箱法一些复杂的系统和问题，人们难以一下子认识、模拟和控制，如一个不透明、不知其内部结构的黑箱。 黑想法的基本原则是不打开黑箱，它是一种利用外部观测，通过分析黑箱与周围环境的信息联系了解其功能提个醒，进一步寻求其内部机理及结构的方法。 （2）认识和分析黑箱的方法-孤立法／干预法／模型法 ①孤立法：把所研究的对象看做一个整体系统。将它从环境中孤立出来，把环境的影响看做输入，而将其对环境的作用看做是输,根据输入和输出的关系分析黑箱法的性能和特征。 ②干预法：主动输入端加上一直讯号，然后对输出端进行测试，从其变化中获取黑箱的性能和特征的信息。如：从人静止或活动后的心电图讯号可分析心脏的健康状态，对一个传动系统输入一定速度的回转运动，分析其输出的运动形式、速度、方向及其它特征即可综合出其功能结构。 ③模型法：以系统的输入、输出信息为依据，建立黑箱的模型，对系统功能进行分析和预测，此法可以在不了接具体结构的条件下作系统的功能模拟。如：电子计算机对人脑功能的模拟，人工心脏的设计。 （3）物料、能量、信号的传递和转换关系 （二）功能分析 在进行技术系统设计过程中，要制定方案就必须对系统的输入、输出之间及他们的子系统与子系统之间找到相互间的关系及连接方式、即进行系统的功能分析。为了实现对技术系统提出的任务而建立的输入和输出之间的关系就是功能。