3 2系統(tǒng)的分析ppt課件

1、3-2系統(tǒng)的分析,3.系統(tǒng)的基本特性,1.什么是系統(tǒng),由相互聯(lián)系、相互作用、相互依賴、相互制約的若干要素或部分組成的具有特定功能的有機(jī)整體，稱為系統(tǒng)。,按人類干預(yù)的情況 自然系統(tǒng)、人造系統(tǒng) 按內(nèi)容和要素的性質(zhì) 實(shí)體系統(tǒng)、抽象系統(tǒng) 按運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 靜態(tài)系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)系統(tǒng),溫故：,2.系統(tǒng)的類型,一、系統(tǒng)分析的含義,1.系統(tǒng)分析的含義是什么？ 運(yùn)用科學(xué)的方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析的方法過(guò)程。 例如：自行車剎車不靈是什么原因呢？,2.為什么要進(jìn)行系統(tǒng)分析？,為了減少設(shè)計(jì)決策的風(fēng)險(xiǎn),二、系統(tǒng)分析的主要原則,運(yùn)用系統(tǒng)分析的方法處理具體問(wèn)題時(shí)，主要要遵循三大原則： 整體性原則 科學(xué)性原則 綜合性原則,1.整體性原則,分析

2、系統(tǒng)首先要著眼于系統(tǒng)整體：,先分析整體，再分析部分,先看全局，后看局部,先看全過(guò)程，再看某一個(gè)階段,先看長(zhǎng)遠(yuǎn)，再看當(dāng)前,第一，需要把大量的廢墟垃圾清理掉；,第二，要運(yùn)來(lái)大批木材和石料；,第三，要運(yùn)來(lái)大量新土。,宋真宗在位時(shí)，皇宮曾起火。一夜之間，大片的宮室樓臺(tái)殿閣亭榭變成了廢墟。為了修復(fù)這些宮殿，宋真宗派當(dāng)時(shí)的晉國(guó)公丁謂主持修繕工程。,當(dāng)時(shí)，要完成這項(xiàng)重大的建筑工程，面臨著三個(gè)大問(wèn)題：,案例分析,丁謂研究了工程之后，制訂了這樣的施工方案：,首先，從施工現(xiàn)場(chǎng)向外挖了若干條大深溝，把挖出來(lái)的土作為施工需要的新土備用，于是就解決了新土問(wèn)題。,第二步，從城外把汴水引入所挖的大溝中，于是就可以利用木排及

3、船只運(yùn)送木材石料，解決了木材石料的運(yùn)輸問(wèn)題。,最后，等到材料運(yùn)輸任務(wù)完成之后，再把溝中的水排掉，把工地上的垃圾填入溝內(nèi)，使溝重新變?yōu)槠降亍?施工方案,簡(jiǎn)單歸納起來(lái)，就是這樣一個(gè)過(guò)程： 挖溝（取土）引水入溝（水道運(yùn)輸）填溝（處理垃圾）。,按照這個(gè)施工方案，不僅節(jié)約了許多時(shí)間和經(jīng)費(fèi)，而且使工地秩序井然，使城內(nèi)的交通和生活秩序不受施工太大的影響，因而確實(shí)是很科學(xué)的施工方案。,丁謂在修復(fù)皇宮工程中，運(yùn)用了整體的解決方案，使取土、運(yùn)輸材料、處理垃圾三項(xiàng)繁重的任務(wù)協(xié)調(diào)起來(lái)，在總體上得到了最佳解決。,趙明同學(xué)家所在街道的人行道在一年內(nèi)進(jìn)行了三次施工，分別是電信部門鋪設(shè)通訊線路、煤氣公司預(yù)埋煤氣管道、市政部門

4、維修下水管道，結(jié)果重復(fù)施工，造成了人力和財(cái)力資源的浪費(fèi)，同時(shí)也給市民帶來(lái)了不便。,請(qǐng)分析這一事件的問(wèn)題所在，你認(rèn)為怎樣處理更為合理？,原因：三個(gè)部門沒有統(tǒng)一協(xié)調(diào)，造成了各自封閉的局面。各部門只根據(jù)自己的時(shí)間施工，沒有從全局著眼，缺少整體統(tǒng)籌的觀念，給市民帶來(lái)了不便。,方法：三家共同協(xié)商，一次性地解決問(wèn)題。,下等蘋果 每斤賣三元錢,上等蘋果 每斤賣五元錢,我們會(huì)買哪一種蘋果？,三三得九，不如二五一十,2.科學(xué)性原則,系統(tǒng)分析一方面要有嚴(yán)格的工作步驟，另一方面應(yīng)盡可能地運(yùn)用科學(xué)方法和數(shù)學(xué)工具進(jìn)行定量分析，使決策的過(guò)程和結(jié)構(gòu)更具說(shuō)服力。,三三得九不如二五一十說(shuō)的是什么意思？,例如：在比較種稻是一年三

5、季合算還是一年兩季合算時(shí)，有人就提出“三三進(jìn)九不如二五一十”，這就是最簡(jiǎn)單而且也是最實(shí)用的定量分析。當(dāng)然，在處理復(fù)雜系統(tǒng)的分析和優(yōu)化問(wèn)題時(shí)，往往需要使用比較復(fù)雜的數(shù)學(xué)工具。,三五知己在大排檔吃夜宵，桌上一盤炒田螺，幾瓶啤酒，一聊就是半天?？墒?，有人邊細(xì)嚼美味的螺肉，邊“吐吐吐”地把吃進(jìn)嘴巴里的泥巴、螺崽吐出來(lái)，埋怨田螺肚里，泥巴螺崽多。有一個(gè)流傳很久的民間辦法。先將田螺 放進(jìn)盛滿清水的盆子里，再把菜刀、鍋鏟等非不銹鋼鐵器插進(jìn)田螺堆。第二天就可以發(fā)現(xiàn)這些鐵器上爬滿了田螺，不僅盆底沉下一層田螺吐出來(lái)的泥巴，母田螺還產(chǎn)下很多螺崽。如果清理干凈后再重復(fù)處理，田螺就繼續(xù)吐泥下崽。這樣，田螺的肚子里便干凈

6、多了。其實(shí)這種做法也不見得麻煩，只是略為拖延一點(diǎn)資金回收時(shí)間罷了。 三三得九，不如二五一十。假設(shè)不作吐泥加工的炒田螺每碟售三元，賣了三蝶也只得九元收入，還未必得寵；但已作吐泥加工的售五元一蝶，賣兩蝶就有十元收入，顧客還吃得既放心又開心。如此這般，何樂(lè)而不為呢？,田螺的處理,問(wèn)：火藥的成分配比，火藥是多種成分組成的系統(tǒng)，其配比為什么不能隨意？,火藥爆炸是一種化學(xué)反應(yīng)，服從化學(xué)反應(yīng)規(guī)律，如果沒有正確的配比，反應(yīng)就會(huì)不充分甚至不發(fā)生，影響爆炸效果，同時(shí)浪費(fèi)藥品。所以火藥成分的配比中包含了科學(xué)道理，如果違反科學(xué)規(guī)律會(huì)導(dǎo)致失敗。,3.綜合性原則,系統(tǒng)分析注重研究系統(tǒng)各部分之間的相互聯(lián)系和相互作用，既注重

7、研究各部分之間的橫向聯(lián)系，也注重研究各部分之間的縱向聯(lián)系。 它的基本思路是：綜合分析綜合,有一個(gè)農(nóng)夫帶一條狼、一只羊和一筐白菜過(guò)河。 如果沒有農(nóng)夫看管，則狼要吃羊，羊要吃白菜。 但是船很小，只夠農(nóng)夫帶一樣?xùn)|西過(guò)河。,請(qǐng)你幫農(nóng)夫解決難題？,如何過(guò)河？,1.系統(tǒng)的優(yōu)化目的是什么： 是在給定的條件（或約束條件）下，根據(jù)系統(tǒng)的優(yōu)化目標(biāo)，采取一定的手段和方法，使系統(tǒng)的目標(biāo)值達(dá)到最大化（或最小化）。,三、系統(tǒng)的優(yōu)化,2.系統(tǒng)優(yōu)化的意義是什么？ 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最大化，就可以在一定資源條件下，取得最佳效果，而投入的人力、財(cái)力、物力達(dá)到最小。,兩種拖把哪種好？,3.進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化應(yīng)考慮的三個(gè)要素,目標(biāo)與目標(biāo)函數(shù)：目標(biāo)

8、與收益總和之間的關(guān)系,約束條件：對(duì)目標(biāo)函數(shù)起限制作用，不能人為 調(diào)節(jié),影響因素：產(chǎn)生影響，可人為調(diào)節(jié),優(yōu)化的目標(biāo)是：獲得最大的利潤(rùn),目標(biāo)函數(shù)：,（設(shè) X1 為 每周生產(chǎn)桌子數(shù)， X2 為 每周生產(chǎn)椅子數(shù)）,Smax=50X1+60X2,約束條件:,（1）4X1+6X2 600,（2）20X1+18X2 400,（3）X1 8,（4）X2 5,我們列出了一個(gè)目標(biāo)函數(shù)和四個(gè)約束條件，實(shí)際上我們已經(jīng)建立了一個(gè)數(shù)學(xué)模型。,優(yōu)化方法是為使系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)的目標(biāo)而提出的求解方法。,系統(tǒng)優(yōu)化的方法是多種多樣的，但不論運(yùn)用怎樣的優(yōu)化方法，都需要經(jīng)過(guò)若干次的完善和驗(yàn)證，才能得到最優(yōu)解或滿意解。,求解過(guò)程：,數(shù)學(xué)模型

9、,估算、試驗(yàn),裝修施工的組織優(yōu)化,一、明確問(wèn)題，設(shè)立目標(biāo),施工項(xiàng)目：教學(xué)樓裝修,施工內(nèi)容：教學(xué)樓A、B、C棟，需要水電、木工、油漆三個(gè)施工過(guò)程，每個(gè)施工過(guò)程需要3周時(shí)間,目標(biāo)：組織裝修，使裝修工期和資源利用最為合理。,二、收集資料，制定方案,方案一：按照施工要求，從A到B到C，依此進(jìn)行施工,方案二：按照施工要求，A、B、C棟同時(shí)進(jìn)行施工,方案三：按照施工要求，A、B、C棟進(jìn)行流水施工,各種方案比較。,三、檢驗(yàn)核實(shí)，確定方案,根據(jù)分析，確定按照方案三進(jìn)行施工。,四、分析計(jì)算，評(píng)價(jià)比較,選擇出最佳方案：方案三,方案一, ,方案二, ,方案三, ,方案比較,依此施工,27周,1,投入少,簡(jiǎn)單,平行施工,9周,3,投入多,復(fù)雜,流水施工,15周,1,較多,較簡(jiǎn)單,案例：裝修施工的組織優(yōu)化,優(yōu)點(diǎn)