第二节 系统分析的基本方法.ppt

第二节 系统分析的基本方法 一、系统的基本特征 1、系统具有整体性 （1）组分（元素）是构成系统整体的前提和基础，没有部分就没有整体；但系统的组分（元素）又是在系统整体规定下的部分，离开了整体，这些部分就失去了作为整体组成部分的意义。 1、系统具有整体性（系统最基本的特性） （2）系统不是各个组分（元素）的简单相加，系统的整体功能是各个组分（元素）在孤立的状况下所没有的。 2、系统具有目的性 系统都是以实现某种功能为目的的，这正是区别不同系统的标志。 系统的目的一般通过更具体的目标来体现，系统的多个目标有时不完全一致，甚至相互矛盾，这就需要协调，寻求平衡或折中的办法，从而收到整体最佳的效果。 （3）系统的整体性强调系统各组分之间、组分与整体之间的联系和协调。 3、系统具有相关性 系统内各组分（元素）之间存在着相互依赖和相互制约的特定关系，某一个组分（元素）的变化，会影响其他组分（元素）实现其功能。 4、系统具有环境适应性 任何系统都存在于一定的环境中，必然要与外界进行物质、能量和信息的交换，外界环境的变化会相应地引起系统功能和内部组分（元素）的变换。系统具有适应环境的变化，保持原有功能的特性。 5、系统具有层次性 系统无论大小，都可以分解为一系列的子系统，并存在一定的层次结构。系统各个层次具有独自的功能，他们通过相互联系、相互作用共同完成系统的整体功能。 二、系统分析的基本方法 （一）系统思想 【案例1】 高斯在读小学时如何求1+2+3+4+……+100的和？ （二）系统分析的基本方法 【案例】人力飞机的发明：利用人力实现飞行 （三）系统分析的步骤 【案例】：阿拉斯加原油输送方案1、阐明问题任务：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。 2、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： 方案1：由海路用油船运输? 方案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。3、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。 第三章 系统与设计 黑格尔有一个生动的比喻“譬如一只手，如果从身体上割下来，按照名称虽然仍然可以叫做手，但按照实质来说，已不是手了” 美国“阿波罗”计划中的飞船和运载火箭是由700多万个零件组成。这些零件都很普通，甚至没有一个是新研制的，为什么能实现把人送上太空的功能？ 例如骑车下陡坡的时候，行车速度和安全要求产生矛盾，就得通过刹车这种折中的办法去协调，以保证自行车更好地到达目的地。 两辆新购的同一品牌的自行车，用同样的零部件组装起来，但骑起来也会有不同的感觉，其中很主要的原因是，装配工艺的好坏造成了车子零部件之间的配合与协调的好坏，直接影响了自行车的整体运行效果。 “木桶理论”认为，木桶的盛水量取决于最短的那一块木板的长度。 一招不慎，满盘皆输 飞机在空中飞行时，时常受到大气对流的影响而产生颠簸，当飞机的检测装置接收到这一信号后，经过控制器的调节，能在很短的时间内调整好飞行状态，克服大气对流对飞机飞行的影响，保持平稳飞行。这个现象说明了系统具有环境适应性。 系统的基本特性，特别是整体性和相关性，归纳了分析解决问题的基本原则，构成了系统的基本思想。 【案例2】田忌赛马 ? 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，于是田忌屡赛屡败。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，结果田忌以二比一赢了齐王。 设想1和设想2都没有综合考虑设计制造人力飞机这个系统里的各个因素，只是着重考虑其中的一两个因素，所以失败。设想3通过定性与定量结合，正是运用了系统分析的基本方法，分析研究了影响人力飞机飞行的各个因素，找出规律性，提出可行性方案，使人力飞机实现了“飞天”的理想目的。 阅读课本P82－P84，想一想在设计制造人力飞机时，设想1和设想2为什么会失败？而设想3又为什么会成功？ 运用系统的思想和定