資源簡介

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第四節 系統設計的基本方法
第三章 系統與設計
學習目標
1．通過簡單的系統設計案例的分析,初步學會簡單系統設計的基本方法。
2．確定一個生活或生產中的簡單對象,根據設計要求完成系統的方案設計。
一、系統的設計
連鎖店的貨物配送系統
遠程視頻會議系統
企業資產的管理設計系統
室內裝修設計
假期旅游行程設計
個人形象設計
……
在日常生活和生產實踐中，我們經常需要對各種各樣的系統進行一定的設計。如：
1、系統設計含義：
是指對需設計的系統進行調查分析、籌劃研究、評價實施、運行改善等，直到完成一個能協調工作的實際系統的過程。
系統設計是在系統分析的基礎上，設計出滿足預定目標的系統的過程。它既包含了
對某個系統進行技術設計本身的內容，同時又需要運用系統的思想和方法對其設計過程進行分析、設計。
2、系統設計的原則
（2）設計好系統中的每一個元素或子系統
（3）設計好各元素或子系統之間的協調關系
案例1：封殺三菱帕杰羅汽車事件
案例2：大亞灣核電站配套工程抽水蓄能電站
（1）以實現系統整體效果最優為目的
封殺三菱帕杰羅汽車事件 ，說明了什么問題？
三菱V31、V33 帕杰羅越野車是日本主要為出口中國而設計的車型。目前國內正在使用的三菱V31、 V33車至少有72000多輛。經組織專家分析和實驗室鑒定，檢驗檢疫部門認定：日本三菱帕杰羅越野車Ｖ３１、Ｖ３３型在設計上存在嚴重問題，車后部的"感載閥"在車內坐上人并在顛簸的路上行駛時會壓低磨擦到后軸制動油管，經長期反復磨擦，造成后軸制動油管被嚴重磨損直至出現漏洞，使制動液流出，造成剎車失靈。這是涉及行車安全的嚴重質量問題！
為確保人身安全，根據《中華人民共和國進出口商品檢驗法》及其實施條例和《進口商品安全質量許可制度實施細則》的規定，特公告如下： 　　1）自公告之日起，吊銷日本三菱帕杰羅V31、V33越野車的進口商品安全質量許可證書(證書號：97MV 2491和99MV 7582)，禁止其進口。 　　2）為確保安全，所有三菱帕杰羅V31、V33應盡快去三菱汽車特約維修站檢修并更換后制動油管，凡未經檢修并更換改進設計的制動油管的日本三菱帕杰羅V31、V33越野車暫停使用。 　　3）日本三菱公司提供了44家為三菱帕杰羅V31、V33越野車用戶免費檢修并更換后制動油管的特約維修站地址。
這一事件說明： 　　(1)沒有設計好汽車制動系統中的后軸制動油管；
　　 (2)沒有設計好汽車懸掛系統中的感載閥。
2、系統設計的原則
（2）設計好系統中的每一個元素或子系統
（3）設計好各元素或子系統之間的協調關系
案例1：封殺三菱帕杰羅汽車事件
案例2：大亞灣核電站配套工程抽水蓄能電站
（1）以實現系統整體效果最優為目的
廣州抽水蓄能電站是為大亞灣核電站安全、經濟運行而配套建設的電站，因為，核電設備只有在較穩定的滿負荷或接近滿負荷下運行才是經濟、安全，可靠的．但實際用戶用電每日出現高峰和低谷，這就需要發電、供電設備不斷調整頻率和工作狀況．大型抽水蓄能電站就是一種配合主電站而建立的一種水蓄能發電站．電網負荷低時，利用剩余電力把下水庫的水抽到上水庫，將電能變成水的勢能蓄積起來，當用電高峰時，上水庫水推動蓄能電站水輪機發電機組發電，通過500千伏出線并入廣東電網，電站綜合效率為76%． 　　核電站容量大，總成本低，自動化程度高，因而抽水蓄能電站與核電站的配套運行既科學又經濟。
案例2：大亞灣核電站配套工程抽水蓄能電站
3、系統設計應考慮的主要問題
（1）系統設計的目的與要求：
要從整體出發，以系統整體性能的最優為目的
（2）不同行業的系統設計有著不同的技術要求。
案例3：遠程視頻會議系統
網絡技術支持
多媒體技術支持
案例4：人物形象設計
第60屆戛納電影節海報設計
人物形象設計需要審美能力和化裝技巧等
（3）系統各部分之間的相互聯系與相互作用：
要依據系統的環境適應性，既要考慮當前，又要考慮長遠。
（4）系統設計方案的優化：
首先從系統整體考慮優化，統籌兼顧，再在此基礎上完善各部分的設計。
為坐落在山里的村莊策劃一個筑路工程設計方案，需要籌劃：資金分配、人員調配、地質勘探、路向選擇、材料購置、施工進度等。
從系統設計的思路出發，怎樣理順這些關系？
案例5：筑路工程的系統設計
用系統的觀點理順各種關系，分別從筑路方案的總體目標、路線規劃方案的選擇、方案的優化作出思考。
總體目標：安全、快捷、經濟地完成筑路工程。
選擇好的路線方案：如公路要過兩座山坡，是修隧道還是繞道。
要考慮材料、人員的安排，如何降低成本，減少浪費，考慮天氣等因素，提高工程進度。
4、系統設計的一般步驟
（1）將系統分解為若干子系統
（2）確定各子系統的目標、功能及其相互關系
（3）對子系統進行技術設計和評價
（4）對系統進行總體技術設計和評價
二、系統設計的主要過程
案例6：編制《田徑運動會競賽日程表》
1、提出設計問題； 學校每年都舉行田徑運動會，如果你是學生會的體育部長，會如何組織編制好《學校田徑運動會競賽日程表》。
2、收集與分析相關資料（包括外部環境及約束條件） (1)學習競賽規程和田徑規則，了解運動會的期限、天數，作息時間，開、閉幕式(表演內容)的時間； (2)了解參賽單位人數、組別設置； (3)場地器材條件、跑道條數、跳躍和投擲場地及器材數量； (4)熟悉賽次的安排、錄取辦法、錄取名次、計分辦法； (5)掌握裁判員的人數和水平、等級情況。 (6)查閱學校前幾屆運動的相關資料。
3、確定設計目的； 編制好編排合理，符合競賽規程和學校實際的《學校田徑運動會競賽日程表》。
4、系統的設計（重點考慮：系統由哪些組分組成？系統各組分具有什么功能？各組分如何配合工作？如何解決矛盾沖突？） 具體講：競賽日程的編排視為一個系統，這個系統是系統結構與系統流程相輔相成的系統，要求系統結構合理，運行流程暢通。
A、競賽日程的編排原則 （1）比賽的間隔時間（最短）：200米及200米以下各項為45分鐘；200米以上至1000米各項為90分鐘；1000米以上各項目不在同一天；全能各單項間休息30分鐘（以最后一人結束比賽到下一項比賽第一人開始）。 （2）盡量不安排項目沖突。 （3）盡量照顧兼項之間的時間間隔，及格賽后間隔一天進行正式比賽。 （4）不同組別的同一田賽項目，一般不連續安排在同一單位。 （5）不同組別的同一徑賽項目，最好銜接進行。 （6）跨欄項目一般安排各單元的第一項，還可安排在長距離競走、跑之后進行。 （7）決賽時預計能破紀錄的項目，可分配到各個單元。 （8）同一時間不安排、兩個田賽長投項目。
（9）競走、長跑時最好不要安排標槍。 （10）撐竿跳高盡可能安排在上午。
（11）接力賽盡量安排在單元的最后。 （12）精彩的項目盡可能安排在開、閉幕式后或節假日。 （13）田賽項目注意場地的合理運用。 （14）最后一個單元盡量少安排項目。 （15）盡可能使田賽和徑賽同時結束。
B、競賽日程的編排方法 按競賽規程規定的比賽天數、單元、時間、組別和項目等，填寫競賽日程安排表，再根據競賽規程中的參賽單位、報名要求等預計各項賽次，然后先填全能項目，后排單項；單項中先排徑賽，后排田賽。
C、編排比賽秩序： （1）先排全能項目，其次是賽次多的項目，再排跨欄和其他徑賽項目。 （2）參閱兼項表進行核對，檢查有無兼項沖突。 （3）排完徑賽再排田賽，注意兼項和性質相關項目的先后順序。 （4）全部項目排好后，應詳細檢查，如有不妥之處，再進行調整。 　　編排出多個方案，從中篩選最佳方案。
5、系統的評價及優化 對《學校田徑運動會競賽日程表》進行反復研究、征集意見、調整修改。
例1：系統是由相互依存的若干個部分組成的、具有特定功能的有機整體。或者說，系統是由相互依存、相互作用的若干元素構成，并完成特定功能的統一體。系統有大有小，而且其結構、功能、行為和環境也不盡相同。請根據以上闡述，解釋為什么說班級就是一個系統。
（1）班級有多名同學組成。
（2）班級是由同學之間相互幫助、友好競爭等形成的一個整體。
（3）班級這個整體所形成的競爭力、凝聚力等是同學個體所沒有的。
例2：2007年10月24日，我國自行研制的“嫦娥一號”飛入太空。“嫦娥一號”和運載火箭共有幾百萬個零部件，把這些零部件按照一定的結構組合在一起就構成了性能優異的航天器，這主要體現了系統的（ ）
A. 環境適應性
B. 目的性
C. 整體性
D. 相關性
例3：用系統觀點解釋“木桶理論”這一現象，最恰當的是（ ）
Ａ．系統整體（木桶）的功能是各組成要素（木板）所沒有的
Ｂ．系統的某一要素（最短的木板），會影響整體的系統功能（盛水高度）
Ｃ．系統某要素發生變化或出現故障（板破壞），會影響其他要素的發揮（不能盛水）
Ｄ．系統是一個整體（桶），它不是各個要素（板）的簡單相加。

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