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第三章
系统及其设计
知识回顾
石墨铅笔的铅笔芯以石墨与黏土按一定比例配制。石墨比例越大则笔芯越黑，而硬度越小；黏土的比例较大则颜色浅而硬度大。该事例主要体现了系统的（ ）
相关性
B. 环境适应性
C. 动态性
D. 目的性
A
知识回顾
如图所示的弹簧秤利用了弹性金属片的弹性进行称重。在秤盘上放置重物后秤盘位置降低，通过重量刻度尺可读出重物的重量。从系统的角度分析，下列说法 不正确的是（ ）
A. 弹性金属片、重量刻度尺、秤盘和底座共同构成了弹簧秤系统，体现了系统的整体性
B. 弹性金属片的弹性系数和重量刻度尺的刻度相互关联，体现了系统的相关性
C. 弹簧秤称量有一定范围，体现了系统的环境适应性
D. 长期使用后，弹性金属片的弹性会变差，体现了系统的动态性
C
任务一：探析系统分析的一般过程和基本方法
任务二：体验简单系统设计的过程
一、系统分析与设计
走入情境
在现实生活中，我们每个人都会面临各种各样的选择和决策。如选什么科目高考，上什么大学，做什么工种等等！
　　过来人根据他们平常生活中的经验，而做出决策。
　　但是每人的情况不同，并不是所有的经验都是有用的。
　如何才能更加科学的决策呢？
决策如何分类？
走入情境
经验决策
科学决策
经验决策是人们惯用的方法，有时可能会导致失误。
科学决策则可以最大限度的减少失误。
系统分析就是科学决策的基础
案例——田忌赛马
方案 ① ② ③
齐王：上 中 下；上 中 下；上 中 下
田忌：上 中 下；上 下 中；中 上 下
方案 ④ ⑤ ⑥
齐王：上 中 下；上 中 下；上 中 下
田忌：中 下 上；下 上 中；下 中 上
二、系统分析步骤
系统分析方法是指把要解决的问题作为一个系统，对各要素及其之间的关系综合分析，找出解决问题的答案。
十大步枪排名·
系统分析案例——中国95式步枪的设计
各性能分析比较 AK47 M16A2
制造材料／加工精度 传统／低 现代／高
枪身长 mm 1020 1000
弹匣容量 30 rds 20 / 30
口径，弹头重量 7.62 5.56mm， 3.56g
枪口初速 米/秒 710 975
弹 道 弯 直
直射距离 655
射击操作过程精度 低 高
有效射程 300 m 400 m
300（600）m枪弹的平均射弹散布 27cm
射击精度 低 高
枪口动能 1980 J 1765 J
子弹穿透力 强 弱
射速 发/分 900~1000 700~900
枪重 含空弹匣 4.3 kg 3.77 kg
故障率、可靠性 低、高 高、低
系统分析案例——中国95式步枪的设计
中国95 / 其它各小口径步枪性能PK的综合评价
各性能分析比较 M16A2 中国95
制造材料／加工精度 现代复合／高 高
枪身长 mm 1000 746
弹匣容量 20 / 30 :30发
口径，弹头重量 5.56mm， 3.56g 5.8mm， 4.15g
枪口初速 米/秒 975 969
弹 道 直 直
直射距离 655 680
有效射程 400 m 400米
300（600）m枪弹的平均射弹散布 27cm 15.5（39.6）c m
射击精度 低 高
枪口动能 1765 J 1912 J
600m远射2mm厚冷轧钢板加松木板复合目标的对比 击穿钢板后再入木86mm 击穿钢板后再入木140mm
子弹穿透力 弱 强
射速 发/分 700~900 650
枪重 含空弹匣 3.77 kg :3.25kg
故障率、可靠性 高、低 低 、 高
射击操作的人机关系 一般 很好
二、系统分析的一般过程
系统分析的出发点是为了发挥系统的整体功能。
一般过程
三、系统分析方法---建模
框图模型
框图模型：
用一个个封闭的小框图代表系统的各个要素或子系统，在框图内或框图边注明要素或子系统的名称，按照系统的结构模式把它们排列安置于适当位置，用无向线段或有向线段把这些小框图连接起来，以表示系统的基本结构框架，再用无向线段或有向线段表示系统与环境的联系，这样形成的图形就叫系统的框图模型。
概念框图模型：
三、系统分析方法---建模
框图模型
三、系统分析方法---建模
框图模型
（1)该火力发电站系统按功能可以划分为：燃烧系统、汽水系统、电力系统。燃烧系统将煤炭中蕴含的化学能通过燃烧释放出来，转化成热能；汽水系统利用煤炭燃烧所产生的热能将水加热，产生蒸汽，然后将蒸汽的热能转化成机械能；汽轮机带动发电机发电，将机械能转化成电能。
（2)该火力发电站系统中节能的环节是“加热器”给回水加热部分。从汽轮机的某些中间级引出部分做过功的蒸汽，用来加热锅炉的给水，减少了排汽在冷凝机中的热损失，使蒸汽的热量得到了充分的利用，提高了整个循环的热效率。
三、系统分析的主要原则
1.整体性原则
2.科学性原则
3.综合性原则
原则:
｛
三、系统分析的主要原则
1.整体性原则
整体性原则 系统分析首先要着眼于系统整体，要先分析整体，再分析部分；先看全局，后看局部；先看全过程，再看某一个阶段；先看长远，再看当前。
三、系统分析的主要原则
1.整体性原则
丁谓修复皇宫
北宋真宗年间，皇城失火，宫殿被烧毁，大臣丁谓主持了皇宫修复工程。他采用了这样一套施工方案：
1. 先在需要重建的大道上就近取土烧砖.
2. 取土后的深沟中引入汴水，形成人工河。
3. 水路运输建筑材料，从面加快了工程进度。
4. 皇宫修复后，又将碎砖废土填入沟中，重修大道。
丁谓在皇宫修复工程的建设施工中，运用了整体的解决方案，使烧砖、运输建筑材料和处理废物三项繁重的工程任务协调起来，在总体上得到了最佳解决，一举三得，节省了大量劳力、费用和时间。
讨论：丁谓所采用的方案为什么能一举三得？
三、系统分析的主要原则
2.科学性原则
系统分析一方面要有严格的工作步骤，另一方面应尽可能地运用科学方法和数学工具进行定量分析，使决策的过程和结果更具说服力。
案例：抗压桥模主跨处最大设计荷载的推算法
三、系统分析的主要原则
3.综合性原则
系统分析总是为实现系统目标服务的。当系统存在若干个目标时，应将目标排出优先次序，首先实现最优先的目标，然后尽可能在不损害第一个目标的前提下完成下一个目标。
这就需要综合分析，统筹兼顾，不可顾此失彼，因小失大。
含油量高达55%，极品美味佳肴！
捡了芝麻丢了西瓜
案例：古井盐与天燃气同步开采技术
三、系统分析的主要原则
练习
校园内车辆频繁进出，给学生带来很大的安全隐患，于是学校决定新建停车场，既要考虑学生安全，又要照顾职工停车方便，还不能影响家长车辆通行，这体现了系统分析的（ ）
A. 科学性原则 B. 整体性原则
C. 综合性原则 D. 可持续发展原则
C
三、系统分析的主要原则
练习
如图所示为住宅电气线路系统，主要由照明线路、空调线路、插座线路等系统构成。下列说法中不正确的是（ ）
A．照明线路、插座线路、空调线路等子系统构成了住宅电气线路系统，体现了系统的整体性B．住宅电气系统设计中应将电线埋人电线管中，便于后期维护体现了系统的动态性C．电气线路设计中应电线前应预测计算住户的用电负荷，体现了系统分析的科学性原则D．照明线路布置应先考虑住宅照明效果，再考虑每个房间个人喜好，体现系统分析综合性原则
D
整体性原则
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