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1、第二节 系统分析与优化一、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。一、系统分析的含义n组成:1、柄2、格3、身思考:剑和刀的区别在哪里?思考:剑和刀的区别在哪里?刀身为什么是弯的?青龙偃月刀和丈八蛇矛能否改进?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
2、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、系统分析的一般步骤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,再看当前。三、系统分析的主要原则案例分析丁谓修复皇宫三、系统分析的主要原则挖沟取土,解决土源; 引水入沟,运输建材; 废土建沟,处理垃圾 沈括沈括 梦溪笔谈梦溪笔谈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。三、系统分析
3、的主要原则人类很早就想实现“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,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
4、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,同时他们还知 道:P=k1v3 s=k2/v2得出以下结论:飞机的速度应
5、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
6、的条件使系统 达到更理想、更佳效果的过程。实现系统 的最优化,就可以在一定资源条件下,取 得最佳的经济效果,而投入的人力、物力 、财力达到最小。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,并且可以认为调节 的因素。四、系统的优化四、系统的优化案例分析建造隔音墙改善车流噪音污染 系统环境建造隔音墙增加组分,抵御环境影响如果把民居学校视为系统明确问题车流躁音污染 确定目标:收集资料、制定方案实地勘察、测量,收集有关资料和数据 制定修建隔音墙的方案:高度、强度、 结构、外型、材料、成本等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