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課件42張PPT。國家體育館鳥巢原設計方案 “鳥巢”的設計寓意原始生命的孵化過程，是既能體現(xiàn)科技、人文、綠色奧運精神，又能與周圍自然環(huán)境良好地達成協(xié)調(diào)統(tǒng)一。預算總成本35億，超支13億以上。
經(jīng)過計算，發(fā)現(xiàn)“鳥巢”的超支部分和技術(shù)難度主要集中在活動蓋上。其不利因素有：一是影響了體育賽事的開放性和戶外特點；二是封閉場館會限制慶祝焰火的燃放和開幕式上的空中表演；三是帶來安全設計上的不可預測因素；四是容易發(fā)生故障，使得體育場本身和場內(nèi)草坪的維護費用加大；五是活動蓋機械力臂的大量用鋼，會對建筑周圍結(jié)構(gòu)帶來不穩(wěn)定因素。 “鳥巢”取消蓋子，并不影響設計風格和建好后的功能。
　　8月底，北京市規(guī)劃委員會負責人表示，根據(jù)專家反復研究論證，“鳥巢”原設計方案中的可開啟屋頂被取消，屋頂開口擴大，并通過鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，大大減少用鋼量。優(yōu)化調(diào)整后的方案可以確保工程造價控制在國家發(fā)改委要求的22.67億元內(nèi)，但其獨特的設計風格未受影響。設計方案的優(yōu)化調(diào)整已經(jīng)得到國際奧委會的理解。
“鳥巢”之所以在實施中發(fā)現(xiàn)問題，應該歸結(jié)為在選定前，沒有權(quán)威機構(gòu)針對可行性和工期、造價的先期審查、論證。按照建設慣例，一般的設計招標項目，尤其是大型項目在入圍后選定前就應當邀請權(quán)威機構(gòu)對設計方案的可行性進行論證，但北京奧運會多項工程的設計方案審查偏偏都放在了方案選定之后。
鳥巢圖片欣賞 我們做任何事情都希望達到最優(yōu)的效果。作為一個系統(tǒng)，通常會有這樣或那樣的問題。如：效果不佳；或是投入的人力、物力、財力不是最小；或是某種性能不理想等等。因此系統(tǒng)需要改善，需要優(yōu)化。 系統(tǒng)的優(yōu)化1、什么是系統(tǒng)的優(yōu)化 系統(tǒng)的優(yōu)化是指在給定的條件（或約束）下，根據(jù)系統(tǒng)的優(yōu)化目標，采取一定的手段和方法，使系統(tǒng)的目標值達到最大化（或最小化）。
思考：系統(tǒng)的優(yōu)化有什么意義呢？
　　　　系統(tǒng)優(yōu)化的意義就是以最小的投入，獲取系統(tǒng)的最佳效益或最佳功能。案例： 利潤問題 某家具廠要安排一周的生產(chǎn)計劃，產(chǎn)品是桌子和椅子。制作一張桌子需4m2木板及時性20小時的工時，制作一只椅子需6m2木板及18小時的工時，每周能擁有的木板是600m2，可利用的工時是400小時；每張桌子的利潤是50元，每只椅子的利潤是60元。按合同每周至少要交付8張桌子和5只椅子，并假定所有的產(chǎn)品都能夠銷售出去。
問：該廠每周生產(chǎn)桌子和椅子的數(shù)量分別是多少時，能獲得最大利潤？Smax=50x+60y
4x+6y≤600
20x+18y≤400
x≥8, y≥5設每周生產(chǎn)桌子X張，生產(chǎn)椅子Y張，則有：生產(chǎn)最優(yōu)方案8張桌子,13張椅子,最大利潤為1180元
通過計算，我們得到的就是最優(yōu)解，按每周8張桌子、13張椅子的方案生產(chǎn)就可以獲得最大的利潤，像這種系統(tǒng)優(yōu)化叫做系統(tǒng)最優(yōu)化。最優(yōu)化方法解決問題的一般步驟1、提出需要優(yōu)化的問題和目標，收集有關資料和數(shù)據(jù)。
2、分析影響系統(tǒng)優(yōu)化的各種因素，確定變量，建立有關約束條件，建立求解最優(yōu)化問題的有關數(shù)學模型，分析模型。
3、選擇合適的最優(yōu)化方法。
4、分析求解。
5、最優(yōu)解的驗證和實施。【案例分析】裝修施工的組織優(yōu)化
分析：根據(jù)裝修的施工流程、資源利用、空間等要求進行分析，可以得到依次施工和平行施工兩種方案，思考各自的特點。 一、明確問題，設立目標施工項目：教學樓裝修 施工內(nèi)容：教學樓A、B、C棟，需要水電、木工、油漆三個施工過程，每個施工過程需要3周時間目標：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，依次進行施工。方案二：按照施工要求，A、B、C棟同時進行施工。方案三：按照施工要求，A、B、C棟進行流水施工。方 案 一■
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■方 案 二■
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■方 案 三■
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■裝修施工進度表四、檢驗核實，確定方案根據(jù)分析，確定可以三方案進行施工。三、分析計算，評價比較選擇出最佳方案：方案三依此施工27周1投入少簡單平行施工 9周3投入多復雜流水施工15周1較多較簡單思考在這一優(yōu)化的案例中，影響優(yōu)化的主要因素有哪些？
施工時間、裝修隊和設備的數(shù)量等
制約優(yōu)化的主要條件有哪些？
水電、木工、油漆的施工順序不可改變
【案例分析】：浙江天臺縣高速噪音超標80%，66戶村民告上法庭
“6年來，他們最大的愿望就是睡個安穩(wěn)覺”；高速公路越來越忙，就是聲音大得受不了；天臺66戶村民狀告上三高速；新的問題需要我們智慧的回應和解答。 核心事件：上三高速建成通車已有6年，6年來車流日增，在接近高速天臺出口處，距離高速公路10米左右就有一排民房，這就是天臺縣橋下村。村民說，高速上車來車往的聲音太大了，這幾年來他們最大的愿望是能睡個安穩(wěn)覺。于是，他們將高速公路公司告上法庭。天臺縣橋下村位于上三高速天臺出口處，一共有250戶人家，房子多是80年代造的。 2000年底，上三高速公路通車，剛好在橋下村旁邊經(jīng)過。
五六十戶村民的家，與高速公路的距離在50米以內(nèi)，最近的距離才10米。車輛增多產(chǎn)生的噪音讓大家越來越無法忍受。陳立廣家是一棟2層小樓，最外面的窗戶距高速公路10米左右。
噪音的危害 190分貝 導致死亡
　　140分貝 歐盟界定的導致聽力完全損害的最高臨界點
　　139分貝 卡卡、梅西球迷的吶喊聲
　　130分貝 火箭發(fā)射的聲音
　　125分貝 噴氣式飛機起飛的聲音
　　120分貝 在這種環(huán)境下呆超過一分鐘即會產(chǎn)生暫時耳聾
　　110分貝 螺旋漿飛機起飛聲音、搖滾音樂會的聲音
　　105分貝 永久損聽覺
　　100分貝 氣壓鉆機聲音、壓縮鐵錘捶打重物的聲音
　　90分貝 嘈雜酒吧環(huán)境聲音、電動鋸鋸木頭的聲音
　　85分貝及以下 不會破壞耳蝸內(nèi)的毛細胞
　　80分貝 嘈雜的辦公室、高速公路上的聲音
　　75分貝 人體耳朵舒適度上限
　　70分貝 街道環(huán)境聲音
　　50分貝 正常交談聲音
　　20分貝 竊竊私語 Ⅰ類標準適用于以居住、文教機關為主的區(qū)域。
Ⅱ類標準適用于居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)及商業(yè)中心區(qū) 　　
Ⅲ類標準適用于工業(yè)區(qū)。 　　
Ⅳ類標準適用于交通干線道路兩側(cè)區(qū)域。 1、問題——車道附近車流污染嚴重
影響附近人群健康，消除或減輕噪音污染成為優(yōu)化學校等大環(huán)境系統(tǒng)的重要課題。選擇合適的優(yōu)化方法
怎樣改善噪音的污染，優(yōu)化村民所處環(huán)境（系統(tǒng)）？
選擇合適的優(yōu)化方法減小噪音原則：
一、 聲源處減弱
二、傳播過程中減弱
三、接收處減弱 1、給機器上足潤滑油，即防止產(chǎn)生噪音，又能保護機器。
2、加強綠化，在繁雜的公路兩旁植樹造林，形成屏障。
3、密閉聲源，在聲源處建造隔聲墻，防止噪聲直接向外傳播。
4、在耳朵處加塞隔音裝置，如好的耳塞。選擇合適的優(yōu)化方法建造隔音墻問題：
1、隔音墻的高度、長度如何考慮？
2、隔音墻的墻體結(jié)構(gòu)、外形怎么考慮？
3、隔音墻墻體選用何種材料？
4、隔音墻改善噪音效果如何評價？1、隔音墻的高度、長度如何考慮？隔音墻的隔音效果，高度與長度是兩個關鍵，隔音墻只要能阻隔道路和受體的視線，至少就能減少5分貝的音量，而且每增加1米，能減少1.5分貝。隔音墻的高度、長度如何考慮？而長度方面，不能跟受體的寬度剛剛好，必須與最近受體的垂直距離為準，向左右兩邊延伸4倍距離的長度，才能防止聲音從兩端流進受體。 2、隔音墻的墻體結(jié)構(gòu)、外形怎么考慮？單側(cè)直板式；
雙側(cè)直板式：
帶折檐式：屏障內(nèi)側(cè)加襯吸聲結(jié)構(gòu)。隔聲效果好，保護的范圍比直板式的大；
全封閉式：用于向空間發(fā)展的居民區(qū)穿越高層建筑群的公路上，隔聲效果>25dB，保護面積可以覆蓋整個居民區(qū)，但造價較高。
生態(tài)隔音墻：傳統(tǒng)的聲障墻常用的材料有金屬板、玻璃板、混凝土板、木板和塑料板等。這類剛性的、表面平滑的聲障墻，隔音效率一般都較差，只2～5分貝。為了提高其隔音效率，常用的方法是將其表面加糙(如將表面加工成“破碎形狀”)，或采用粗糙的“木材混凝土”等措施。采取這些改進措施之后, 聲障墻的效率可提高30%～50%， 即隔音效率可達7分貝左右。3、隔音墻墻體選用何種材料？聲屏障的地上部分即屏蔽層可采用磚墻、薄鋼板、鋁合金、玻璃鋼、聚碳酸脂塑料等耐老化，抗腐蝕材料；聲屏障的地下部分即基礎則以混凝土及鋼材為主。
為了有效的阻止噪聲穿過隔音墻，聲屏障的材料必須堅硬且具有一定的密度（最少20公斤/平方米）。高速公路隔音墻高架路上的隔音墻系統(tǒng)優(yōu)化的意義修建隔音墻，以較小的投入，獲得了好的治理噪音污染的效益，使社會環(huán)境大系統(tǒng)的整體得以優(yōu)化。
系統(tǒng)被改善了，就是系統(tǒng)被優(yōu)化了。獲得系統(tǒng)的最佳效益或最佳功能，就是系統(tǒng)優(yōu)化的意義。思考
我校設有一個學生食堂，近兩年，隨著學校辦學規(guī)模的擴大，就餐人數(shù)隨之增加，每到中午就餐時間，學生們排著長隊等待就餐。
如何減少學生就餐排隊時間？請?zhí)岢鼋鉀Q這一問題的幾種方案，運用系統(tǒng)分析方法選擇一種經(jīng)濟、最有效可行、最容易實現(xiàn)的辦法。從中選擇方案，制定最適宜方案 1:增加窗口和食堂人員 2:分時段就餐 3:增加一個食堂 4:增加食堂的面積 5:提前分發(fā)好飯菜 6:提倡學生回家吃 7:增加就餐座位 8:提供飯盒打包 9:學生兩人一組,分工合作 10:分批到兩個食堂就餐 11:外賣服務 12:限制就餐時間(15分鐘) 13:提高食堂人員素質(zhì) 14:送餐上門服務 系統(tǒng)優(yōu)化
系統(tǒng)優(yōu)化是指在給定條件（或約束條件）下，根據(jù)系統(tǒng)的優(yōu)化目標，采取一定的手段和方法，使系統(tǒng)的目標值達到最大化（或最小化）。
優(yōu)化目標
系統(tǒng)效益最大化。
什么是影響系統(tǒng)優(yōu)化的約束條件？
指對系統(tǒng)的目標函數(shù)起著限制作用，并且不可以人為調(diào)節(jié)的因素。
什么是影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素？
指對系統(tǒng)的目標函數(shù)產(chǎn)生顯著影響，并且可以人為調(diào)節(jié)的因素。系統(tǒng)優(yōu)化的目標、 約束條件、影響因素一、系統(tǒng)分析的含義
為了發(fā)揮系統(tǒng)功能，經(jīng)過分析，擬定最有效的步驟和程序。
二、系統(tǒng)分析的基本方法一般步驟
1、闡明問題 確定目標
2、收集資料 制定方案
3、分析研究 評價比較
4、檢驗核實 確認最佳方案
三、系統(tǒng)分析的主要原則
整體性原則、科學性原則、綜合性原則
四、系統(tǒng)的優(yōu)化本節(jié)小結(jié)

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