資源簡介

(共53張PPT)
經典結構的欣賞
第三單元 系統與設計
第二節 系統的分析
在日常生活中，每個人都會面臨選擇、面臨決策，那么決策方法有那些呢？
決策方法有經驗決策和科學決策；
系統分析是一種科學決策的方法。
這種為了發揮系統的功能，實現系統的目標，運用科學的方法對系統加以周詳的考察、分析、比較、試驗，并在此基礎上擬定一套有效的處理步驟和程序，或對原有的系統提出改進方案的過程，就是系統分析。
1.什么是系統分析
2.系統分析的顯著特點：
是完整地而不是零星地處理問題，考慮各種主要變化因素及其相互的影響，全面地思考和解決完問題。
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
對資料和數據做必要計算,進行各子系統的分析,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
3、系統分析的一般步驟
案例分析
田忌賽馬
田忌賽馬（1）
　　齊國的大將田忌，很喜歡賽馬，有一回，他和齊王約定，要進行一場比賽。 　　他們商量好，把各自的馬分成上，中，下三等。比賽的時候，要上馬對上馬，中馬對中馬，下馬對下馬。由于齊王每個等級的馬都比田忌的馬強得多，所以比賽了幾次，田忌都失敗了。 　　田忌覺得很掃興，比賽還沒有結束，就垂頭喪氣地離開賽馬場。這時，田忌抬頭一看，人群中有個人，原來是自己的好朋友孫臏。孫臏招呼田忌過來，拍著他的肩膀說： 　　“我剛才看了賽馬，齊王的馬比你的馬快不了多少呀。” 　　孫臏還沒有說完，田忌瞪了他一眼： 　　“想不到你也來挖苦我！” 　　孫臏說：“我不是挖苦你，我是說你再同他賽一次，我有辦法準能讓你贏了他。” 　　田忌疑惑地看著孫臏： 　　“你是說另換一匹馬來？” 　　孫臏搖搖頭說： 　　“連一匹馬也不需要更換。
田忌賽馬（2）
　　齊王屢戰屢勝，正在得意洋洋地夸耀自己馬匹的時候，看見田忌陪著孫臏迎面走來，便站起來譏諷地說： “怎么，莫非你還不服氣？” 　　田忌說：“當然不服氣，咱們再賽一次！”說著，“嘩啦”一聲，把一大堆銀錢倒在桌子上，作為他下的賭錢。 　　齊王一看，心里暗暗好笑，于是吩咐手下，把前幾次贏得的銀錢全部抬來，另外又加了一千兩黃金，也放在桌子上。齊王輕蔑地說：“那就開始吧！” 　　一聲鑼響，比賽開始了。 　　比賽的結果是三局兩勝，當然是田忌贏了齊王。 　　還是同樣的馬匹，由于調換一下比賽的出場順序，就得到轉敗為勝的結果。
田忌賽馬戰術的系統分析
1：明確問題，設立目標
問題：賽馬比賽，
目標：取得比賽勝利，
約束條件：三匹馬參加比賽，每匹馬比賽一次。
2：收集資料，制定方案
4：檢驗核實，作出決策
選擇合適的馬的出場順序。
3：分析計算，評價比較
孫臏所出的主意，為什么能使田忌贏得勝利？
田忌賽馬能轉敗為勝與馬、孫臏、田忌、齊威王這四個因素有關，他們是缺一不可的。
但主要是由于孫臏的原因。
田忌與齊王的三局賽馬可以有哪幾種方案？
田忌—齊王 比分
方案一 上馬—上馬 中馬—中馬 下馬—下馬
方案二 上馬—上馬 下馬—中馬 中馬—下馬
方案三 中馬—上馬 上馬—中馬 下馬—下馬
方案四 中馬—上馬 下馬—中馬 上馬—下馬
方案五 下馬—上馬 上馬—中馬 中馬—下馬
方案六 下馬—上馬 中馬—中馬 上馬—下馬
0 _ 3
1 _ 2
1 _ 2
1 _ 2
1 _ 2
2 _ 1
2 _ 1
智力小游戲：三個商人和三個怪獸準備過河，但是船每次最多允許兩人乘坐，空船不會行駛，且河岸的任意一側若怪獸數量多于商人數量，商人就會被吃掉。請你設計一個方案怎樣才能使商人順利過河？
運用系統分析的方法處理具體問題時要遵循系統分析的主要原則。
4、系統分析的主要原則
整體性原則
科學性原則
綜合性原則
1）整體性原則
系統分析首先著眼于系統整體，要先分析整體，在分析部分；先看全局，后看局部；先看全過程，再看某一階段；先看長遠，再看當前。
分析系統首先要著眼于系統整體：
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
1）整體性原則
宋真宗在位時，皇宮曾起火。一夜之間，大片的宮室樓臺殿閣亭榭變成了廢墟。為了修復這些宮殿，宋真宗派當時的晉國公丁謂主持修繕工程。
當時，要完成這項重大的建筑工程，面臨著三個大問題：
第一，需要把大量的廢墟垃圾清理掉；
第二，要運來大批木材和石料；
第三，要運來大量新土。
丁謂研究了工程之后，制訂了這樣的施工方案：
首先，從施工現場向外挖了若干條大深溝，把挖出來的土作為施工需要的新土備用，于是就解決了新土問題。
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船只運送木材石料，解決了木材石料的運輸問題。
最后，等到材料運輸任務完成之后，再把溝中的水排掉，把工地上的垃圾填入溝內，使溝重新變為平地。
簡單歸納起來，就是這樣一個過程：
挖溝（取土）→引水入溝（水道運輸）→填溝（處理垃圾）。
按照這個施工方案，不僅節約了許多時間和經費，而且使工地秩序井然，使城內的交通和生活秩序不受施工太大的影響，因而確實是很科學的施工方案。
丁謂在修復皇宮工程中，運用了整體的解決方案，使取土、運輸材料、處理垃圾三項繁重的任務協調起來，在總體上得到了最佳解決。
趙明同學家所在街道的人行道在一年內進行了三次施工，分別是電信部門鋪設通訊線路、煤氣公司預埋煤氣管道、市政部門維修下水管道，結果重復施工，造成了人力和財力資源的浪費，同時也給市民帶來了不便。
馬上行動
請分析這一事件的問題所在，你認為怎樣處理更為合理？
馬上行動
這一事件的原因在于，電信部門、煤氣公司、市政部門三家沒有統一協調，造成了各自封閉的局面。各部門只根據自己的時間進行施工。沒有從全局著眼，缺少整體統籌的觀念，給市民帶來了不便。好的處理辦法是，三家共同協商，一次性地解決問題。
2）科學性原則
系統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學工具進行定量分析，使決策的過程和結果更具說服力。
例如，在比較種稻是一年三季合算還是一年兩季合算時，有人就提出“三三進九不如二五一十”，這就是最簡單而且也是最實用的定量分析。當然，在處理復雜系統的分析和優化問題時，往往需要使用比較復雜的數學工具。
科學性原則
系統分析總是為實現系統目標服務的，當系統存在若干個目標時，應將目標排出優先次序，首先選取最優先的目標，然后盡可能在不損害第一目標的前提下完成下一個目標，這就需要綜合分析、統籌兼顧、不可顧此失彼，因小失大。
3)綜合性原則
例如，工業生產既要求產量大，又要求質量好、成本低，如果片面強調一方面就會產生偏差；城市公交系統既要強化公共交通的安全，又要縮短車輛行駛的時間，實現社會效益和經濟效益雙豐收。
目標函數：
約束條件：
影響因素：
目標與收益總和之間的關系
對目標函數起限制作用，不能人為調節
產生影響，可人為調節。
進行系統優化應考慮的三個要素
案例
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4平方木板及20小時工時，制作一張椅子需6平方木板及18小時工時；每周擁有木材板料600平方，可用工時400小時；每張桌子利潤50元，每只椅子利潤60元。按合同每周至少要交付8張桌子和5張椅子，假定所有產品都能銷售。問：該廠每周生產桌子和椅子的數量分別是多少時，能獲得最大利潤？
生產利潤問題
產品 需木料 需工時 利潤 計劃產量
桌子 4 20 50
椅子 6 18 60
受約束因素 約束內容
木料 最多600
工時 最多400個
桌子 至少8張
椅子 至少5把
利潤問題
目標：家具銷售獲取最大利潤
約束條件：材料、勞動力、合同
影響因素：桌子數量x1、椅子數量x2 。（決策變量）
三個要素
目標函數：Smax=50x1+60 x2
約束條件：4x1+6 x2≤600（材料）
20 x1+18 x2≤400（工時）
x1≥8 ， x2≥5（合同）
最優方案：
建立關系：
生產利潤問題
Smax=50X1+60X2
約束條件
（1）4X1+6X2≤ 600
（2）20X1+18X2≤ 400
（3）X1≥ 8
（4）X2≥ 5
我們列出了一個目標函數和四個約束條件，實際上我們已經建立了一個數學模型。
我們通過數學模型，計算出的目標值是每周獲取的最大利潤，所得到的就是最優解：每周生產桌子數量是X1、生產椅子的數量是X2）。
對于比較復雜的系統，人們對其特征了解不夠，所以需要運用一定的數學的手段描述它，進而找到合適的解決方案。
為使系統達到最優的目標而提出的求解方法稱為最優化方法。系統優化的方法是多樣的，有的運用數學模型求解，有的通過科學的估算、試驗等方法實現。但無論運用怎樣的優化方法，都需要經過若干次完善和驗證，才能得出最優解或滿意解。
系統的優化
數學模型
估算、試驗
最優解
滿意解
完善、驗證
一、明確問題，設立目標
施工項目： A、B、C三棟教學樓裝修
約束條件：依次分為水電、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，依此進行施工
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
四、檢驗核實，確定方案
三、分析計算，評價比較
各種方案比較
選擇出最佳方案：方案三
裝修施工的組織優化
方案一
樓 裝修
過程 工期 裝修施工進度（周）
3 6 9 12 15 18 21 24 27
A 水電 3
木工 3
油漆 3
B 水電 3
木工 3
油漆 3
C 水電 3
木工 3
油漆 3
■
■
■
■
■
■
■
■
■
方案二
樓 裝修
過程 工期 裝修施工進度（周）
3 6 9 12 15 18 21 24 27
A 水電 3
木工 3
油漆 3
B 水電 3
木工 3
油漆 3
C 水電 3
木工 3
油漆 3
■
■
■
■
■
■
■
■
■
方案三
樓 裝修
過程 工期 裝修施工進度（周）
3 6 9 12 15 18 21 24 27
A 水電 3
木工 3
油漆 3
B 水電 3
木工 3
油漆 3
C 水電 3
木工 3
油漆 3
■
■
■
■
■
■
■
■
■
方案比較
施工特點 工期 施工隊 設備、材料 現場管理
方案一
方案二
方案三
依次施工
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
在裝修施工的組織優化中，影響優化的主要因素有哪些？
影響優化的主要因素有施工時間、裝修隊伍數量、設備的數量、管理能力等。
實現系統的最優化，就可以在一定資源條件下，取得最佳的經濟效果，而投入的人力、物力、財力達到最小。
2）系統優化的意義
再見

展開更多......

收起↑