通用技術《系統(tǒng)與設計》課件概況

通用技術《系統(tǒng)與設計》課件概況第一頁，共18頁。系統(tǒng)的含義Ⅰ

由相互聯(lián)系、相互作用、相互依賴和相互制約的若干要素或部分組成的具有特定功能的整體，稱為系統(tǒng)(system)。什么是系統(tǒng)？第二頁，共18頁。系統(tǒng)的含義Ⅰ第三頁，共18頁。系統(tǒng)的含義Ⅰ1、至少有兩個或者兩個以上的要素(部分)才能組成系統(tǒng)；2、要素(部分)之間相互聯(lián)系、相互作用，按照一定方式形成一個整體；3、這個整體具有的功能是各個要素(部分)的功能中所沒有的。構成一個系統(tǒng)具備的條件是什么呢?第四頁，共18頁。系統(tǒng)的基本特性-整體性Ⅱ整體性是系統(tǒng)最基本特性，也是觀察和分析系統(tǒng)最基本的思想和方法。系統(tǒng)是一個整體，它不是要素的簡單相加，系統(tǒng)的整體功能是各要素在孤立狀態(tài)下所沒有的。任何一個要素發(fā)生變化或出現(xiàn)故障，都會影響其他要素或整體的功能發(fā)揮。思考：以下案例體現(xiàn)了系統(tǒng)的什么特性？20世紀60年代末美國的“阿波羅”登月計劃把載人飛船送上月球，飛船和運載火箭共有700多個零件，這些零件很一般，沒有一個是新研制的，但正是這些一般的零件按照一定的結構成了能把人送上月球的性能優(yōu)異的登月飛船。第五頁，共18頁。系統(tǒng)的基本特性-相關性Ⅱ小明近期很納悶：因為他經常發(fā)現(xiàn)電腦機箱的聲音不正常，其次電腦運行速度有時會變得很慢，且時?？C，有時甚至還會出現(xiàn)死機情況；小明為了查明真現(xiàn)，他拆開了電腦機箱才發(fā)現(xiàn)原來電腦CPU的風扇壞了。請分析小明發(fā)現(xiàn)的問題故障反映了系統(tǒng)的什么特性？相關性：是指組成系統(tǒng)的要素之間或系統(tǒng)整體與部分之間的相互作用、相互聯(lián)系。整體性：不能離開整體去分析系統(tǒng)中的任何一個組成部分。第六頁，共18頁。系統(tǒng)的基本特性-目的性Ⅱ以上三個系統(tǒng)之間的區(qū)別是什么？任何系統(tǒng)都具有某種目的，都要實現(xiàn)一定的功能，這是區(qū)別不同系統(tǒng)的標志。第七頁，共18頁。系統(tǒng)的基本特性-動態(tài)性Ⅱ任何一個機械傳動系統(tǒng)的零件之間都會有磨損，為了保持系統(tǒng)的性能，必須定期給零件添加潤滑劑或更換零件；在防空作戰(zhàn)中，雷達天線二十四小時轉動搜索目標，使火炮系統(tǒng)在工作過程，能隨時機動靈活地監(jiān)測敵機路線的變化；任何系統(tǒng)都是一個動態(tài)的系統(tǒng)，處在運動變化和發(fā)展之中，以上案例反映了系統(tǒng)的動態(tài)性，動態(tài)性是系統(tǒng)的內在特性。第八頁，共18頁。系統(tǒng)的基本特性-環(huán)境適應性Ⅱ一種高檔轎車的底盤能根據(jù)道路的情況自動升降，當行駛在平坦的公路上時，能夠降到最低，以降低重心，提高高速行駛的穩(wěn)定性，當行駛到路況較差的路面時，底盤能自動升高，以保證底盤不與路面碰撞，這種特性反映了系統(tǒng)的什么特性？外界環(huán)境的變化引起系統(tǒng)特性的改變，并相應地引起系統(tǒng)功能和系統(tǒng)內各部分相互關系的變化，系統(tǒng)只有具有對環(huán)境的適應能力，才能保持和恢復系統(tǒng)原有的特性。第九頁，共18頁。系統(tǒng)分析的一般步驟Ⅰ

2008年08月15日電，2010年上海世博會主題館鋼結構工程工藝方案專家評審會于中冶寶冶建設成功舉行。本次會議匯集了來自國內知名高校、設計院、企業(yè)的資深學者、教授級高工及世博會主題館業(yè)主方、監(jiān)理方的專家代表。大家在會上進行了深入的方案研討和精湛的技術交流，堪稱一次高水平的論證會。第十頁，共18頁。系統(tǒng)分析的一般步驟Ⅰ什么是系統(tǒng)分析：為了發(fā)揮系統(tǒng)的功能，實現(xiàn)系統(tǒng)的目標，運用科學的方法對系統(tǒng)加以周詳?shù)目疾?、分析、比較、試驗，并在此基礎上擬訂一套有效的處理步驟和程序，或對原有的系統(tǒng)提出改正方案的過程。出發(fā)點：為了發(fā)揮系統(tǒng)的整體功能。目的：尋求解決問題的最佳決策。特點：不是零星地處理問題，考慮各種主要變化因素及相互影響，全面地思考和解決問題。第十一頁，共18頁。系統(tǒng)分析的一般步驟Ⅰ

明確問題，設立目標

明確所要研究問題的性質和范圍，提出所要達到的目標，明確約束條件。

收集資料，制定方案

收集相關資料，制定解決問題的各種備選方案，預計可能產生的各種結果

分析計算，評價比較

對資料和數(shù)據(jù)做必要計算，進行各子系統(tǒng)的分析，再進行系統(tǒng)的整體分析，將各種方案進行評價對比，選擇最佳方案

檢驗核實，作出決策

如果對方案不夠滿意，還可按上述程序反復進行，直到獲得滿意的方案為止目標：使田忌能在賽馬中贏得比賽。收集信息：三等級的馬，賽三場；但對賽馬的出場順序不作限制。方案比較：有6種方案,其中勝率為1/6。作出決策：用下對上，上對中，中對下的方案。第十二頁，共18頁。系統(tǒng)分析的主要原則Ⅰ北宋年間，丁謂負責修復火毀的開封皇宮。他的施工方案是：先將工程皇宮前的一條大街挖成一條大溝，將大溝與汴水相通。使用挖出的土就地制，令與汴水相連形成的河道承擔繁重的運輸任務；修復工程完成后，實施大溝排水，并將原廢墟物回填，修復成原來的大街。丁謂將取材、生產、運輸及廢墟物的處理用“一溝三用”巧妙地解決了。1.整體性原則

系統(tǒng)分析時要著眼于系統(tǒng)整體，要先分析整體，再分析部分；先看全局，后看局部；先看全過程，再看某一個階段；先看長遠，再看當前。第十三頁，共18頁。系統(tǒng)分析的主要原則Ⅰ要在某種合金鋼中加入某元素以提高它的強度，假設試驗范圍是每噸加入量為1000~2000g，那么究竟應加入多少？若用一般試驗方法，每隔5g試驗一次需要做200次，每隔10g試驗一次需要做100次。若用0.618法，只需做11次，就可以找到最佳加入量了。2.科學性原則系統(tǒng)分析一方面要有嚴格的工作步驟，另一方面盡可能地運用科學方法和數(shù)學工具進行定量分析，使決策的過程和結果更具說服力。第十四頁，共18頁。系統(tǒng)分析的主要原則Ⅰ全長243公里、總投資額達72億多元的孝襄高速公路，是湖北省“十五”期間投資規(guī)模最大、建設里程最長的一條高速公路。按照最初的設計方案，孝襄高速公路要穿越占地面積達19平方公里的“洛陽銀杏保護區(qū)”，21900多棵樹齡在百年以上的古銀杏樹面臨著毀滅性的破壞。初步設計方案出臺后，這21900多棵古銀杏樹的命運引起了孝襄高速公路建設指揮部的高度重視。總工程師張業(yè)紅說，銀杏樹的成長周期特別長、移栽成活率極低，一旦毀損，勢必破壞當?shù)氐纳锒鄻有?。建高速公路要講經濟效益，更要講生態(tài)效益、社會效益。在生態(tài)效益和投資效益發(fā)生矛盾的時候，作為建設者，寧肯多花錢，多投資，也要保護生態(tài)環(huán)境。為此，指揮部果斷決定：增加投資4200萬元，更改設計方案，繞避保護區(qū)1．4公里。3.綜合性原則

系統(tǒng)分析總是為實現(xiàn)系統(tǒng)目標服務的。當存在多個目標時，需要綜合分析，統(tǒng)籌兼顧，不可顧此失彼，因小失大。第十五頁，共18頁。簡單系統(tǒng)設計方案Ⅱ將系統(tǒng)分解為若干子系統(tǒng)

確定各子系統(tǒng)的目標、功能及其相互關系對子系統(tǒng)進行技術設計和評價

對系統(tǒng)進行總體設計和評價第十六頁，共18頁。系統(tǒng)優(yōu)化的意義Ⅰ某家具廠要安排一周的計劃，產品是桌子和椅子。制作一張桌子需4m2木板及20小時工時，制作一張椅子需6m2木板及18小時工時；每周擁有木材板料600m2，可用工時400小時；每張桌子利潤50元，每只