通用技术第二册第三章系统与设计_第四节（25张幻灯片）

(共26张PPT)
第四节 系统设计的基本方法
第三章 系统与设计
学习目标
1．通过简单的系统设计案例的分析,初步学会简单系统设计的基本方法。
2．确定一个生活或生产中的简单对象,根据设计要求完成系统的方案设计。
一、系统的设计
连锁店的货物配送系统
远程视频会议系统
企业资产的管理设计系统
室内装修设计
假期旅游行程设计
个人形象设计
……
在日常生活和生产实践中，我们经常需要对各种各样的系统进行一定的设计。如：
1、系统设计含义：
是指对需设计的系统进行调查分析、筹划研究、评价实施、运行改善等，直到完成一个能协调工作的实际系统的过程。
系统设计是在系统分析的基础上，设计出满足预定目标的系统的过程。它既包含了
对某个系统进行技术设计本身的内容，同时又需要运用系统的思想和方法对其设计过程进行分析、设计。
2、系统设计的原则
（2）设计好系统中的每一个元素或子系统
（3）设计好各元素或子系统之间的协调关系
案例1：封杀三菱帕杰罗汽车事件
案例2：大亚湾核电站配套工程抽水蓄能电站
（1）以实现系统整体效果最优为目的
封杀三菱帕杰罗汽车事件 ，说明了什么问题？
三菱V31、V33 帕杰罗越野车是日本主要为出口中国而设计的车型。目前国内正在使用的三菱V31、 V33车至少有72000多辆。经组织专家分析和实验室鉴定，检验检疫部门认定：日本三菱帕杰罗越野车Ｖ３１、Ｖ３３型在设计上存在严重问题，车后部的"感载阀"在车内坐上人并在颠簸的路上行驶时会压低磨擦到后轴制动油管，经长期反复磨擦，造成后轴制动油管被严重磨损直至出现漏洞，使制动液流出，造成刹车失灵。这是涉及行车安全的严重质量问题！
为确保人身安全，根据《中华人民共和国进出口商品检验法》及其实施条例和《进口商品安全质量许可制度实施细则》的规定，特公告如下： 　　1）自公告之日起，吊销日本三菱帕杰罗V31、V33越野车的进口商品安全质量许可证书(证书号：97MV 2491和99MV 7582)，禁止其进口。 　　2）为确保安全，所有三菱帕杰罗V31、V33应尽快去三菱汽车特约维修站检修并更换后制动油管，凡未经检修并更换改进设计的制动油管的日本三菱帕杰罗V31、V33越野车暂停使用。 　　3）日本三菱公司提供了44家为三菱帕杰罗V31、V33越野车用户免费检修并更换后制动油管的特约维修站地址。
这一事件说明： 　　(1)没有设计好汽车制动系统中的后轴制动油管；
　　 (2)没有设计好汽车悬挂系统中的感载阀。
2、系统设计的原则
（2）设计好系统中的每一个元素或子系统
（3）设计好各元素或子系统之间的协调关系
案例1：封杀三菱帕杰罗汽车事件
案例2：大亚湾核电站配套工程抽水蓄能电站
（1）以实现系统整体效果最优为目的
广州抽水蓄能电站是为大亚湾核电站安全、经济运行而配套建设的电站，因为，核电设备只有在较稳定的满负荷或接近满负荷下运行才是经济、安全，可靠的．但实际用户用电每日出现高峰和低谷，这就需要发电、供电设备不断调整频率和工作状况．大型抽水蓄能电站就是一种配合主电站而建立的一种水蓄能发电站．电网负荷低时，利用剩余电力把下水库的水抽到上水库，将电能变成水的势能蓄积起来，当用电高峰时，上水库水推动蓄能电站水轮机发电机组发电，通过500千伏出线并入广东电网，电站综合效率为76%． 　　核电站容量大，总成本低，自动化程度高，因而抽水蓄能电站与核电站的配套运行既科学又经济。
案例2：大亚湾核电站配套工程抽水蓄能电站
3、系统设计应考虑的主要问题
（1）系统设计的目的与要求：
要从整体出发，以系统整体性能的最优为目的
（2）不同行业的系统设计有着不同的技术要求。
案例3：远程视频会议系统
网络技术支持
多媒体技术支持
案例4：人物形象设计
第60届戛纳电影节海报设计
人物形象设计需要审美能力和化装技巧等
（3）系统各部分之间的相互联系与相互作用：
要依据系统的环境适应性，既要考虑当前，又要考虑长远。
（4）系统设计方案的优化：
首先从系统整体考虑优化，统筹兼顾，再在此基础上完善各部分的设计。
为坐落在山里的村庄策划一个筑路工程设计方案，需要筹划：资金分配、人员调配、地质勘探、路向选择、材料购置、施工进度等。
从系统设计的思路出发，怎样理顺这些关系？
案例5：筑路工程的系统设计
用系统的观点理顺各种关系，分别从筑路方案的总体目标、路线规划方案的选择、方案的优化作出思考。
总体目标：安全、快捷、经济地完成筑路工程。
选择好的路线方案：如公路要过两座山坡，是修隧道还是绕道。
要考虑材料、人员的安排，如何降低成本，减少浪费，考虑天气等因素，提高工程进度。
4、系统设计的一般步骤
（1）将系统分解为若干子系统
（2）确定各子系统的目标、功能及其相互关系
（3）对子系统进行技术设计和评价
（4）对系统进行总体技术设计和评价
二、系统设计的主要过程
案例6：编制《田径运动会竞赛日程表》
1、提出设计问题； 学校每年都举行田径运动会，如果你是学生会的体育部长，会如何组织编制好《学校田径运动会竞赛日程表》。
2、收集与分析相关资料（包括外部环境及约束条件） (1)学习竞赛规程和田径规则，了解运动会的期限、天数，作息时间，开、闭幕式(表演内容)的时间； (2)了解参赛单位人数、组别设置； (3)场地器材条件、跑道条数、跳跃和投掷场地及器材数量； (4)熟悉赛次的安排、录取办法、录取名次、计分办法； (5)掌握裁判员的人数和水平、等级情况。 (6)查阅学校前几届运动的相关资料。
3、确定设计目的； 编制好编排合理，符合竞赛规程和学校实际的《学校田径运动会竞赛日程表》。
4、系统的设计（重点考虑：系统由哪些组分组成？系统各组分具有什么功能？各组分如何配合工作？如何解决矛盾冲突？） 具体讲：竞赛日程的编排视为一个系统，这个系统是系统结构与系统流程相辅相成的系统，要求系统结构合理，运行流程畅通。
A、竞赛日程的编排原则 （1）比赛的间隔时间（最短）：200米及200米以下各项为45分钟；200米以上至1000米各项为90分钟；1000米以上各项目不在同一天；全能各单项间休息30分钟（以最后一人结束比赛到下一项比赛第一人开始）。 （2）尽量不安排项目冲突。 （3）尽量照顾兼项之间的时间间隔，及格赛后间隔一天进行正式比赛。 （4）不同组别的同一田赛项目，一般不连续安排在同一单位。 （5）不同组别的同一径赛项目，最好衔接进行。 （6）跨栏项目一般安排各单元的第一项，还可安排在长距离竞走、跑之后进行。 （7）决赛时预计能破纪录的项目，可分配到各个单元。 （8）同一时间不安排、两个田赛长投项目。
（9）竞走、长跑时最好不要安排标枪。 （10）撑竿跳高尽可能安排在上午。
（11）接力赛尽量安排在单元的最后。 （12）精彩的项目尽可能安排在开、闭幕式后或节假日。 （13）田赛项目注意场地的合理运用。 （14）最后一个单元尽量少安排项目。 （15）尽可能使田赛和径赛同时结束。
B、竞赛日程的编排方法 按竞赛规程规定的比赛天数、单元、时间、组别和项目等，填写竞赛日程安排表，再根据竞赛规程中的参赛单位、报名要求等预计各项赛次，然后先填全能项目，后排单项；单项中先排径赛，后排田赛。
C、编排比赛秩序： （1）先排全能项目，其次是赛次多的项目，再排跨栏和其他径赛项目。 （2）参阅兼项表进行核对，检查有无兼项冲突。 （3）排完径赛再排田赛，注意兼项和性质相关项目的先后顺序。 （4）全部项目排好后，应详细检查，如有不妥之处，再进行调整。 　　编排出多个方案，从中筛选最佳方案。
5、系统的评价及优化 对《学校田径运动会竞赛日程表》进行反复研究、征集意见、调整修改。
例1：系统是由相互依存的若干个部分组成的、具有特定功能的有机整体。或者说，系统是由相互依存、相互作用的若干元素构成，并完成特定功能的统一体。系统有大有小，而且其结构、功能、行为和环境也不尽相同。请根据以上阐述，解释为什么说班级就是一个系统。
（1）班级有多名同学组成。
（2）班级是由同学之间相互帮助、友好竞争等形成的一个整体。
（3）班级这个整体所形成的竞争力、凝聚力等是同学个体所没有的。
例2：2007年10月24日，我国自行研制的“嫦娥一号”飞入太空。“嫦娥一号”和运载火箭共有几百万个零部件，把这些零部件按照一定的结构组合在一起就构成了性能优异的航天器，这主要体现了系统的（ ）
A. 环境适应性
B. 目的性
C. 整体性
D. 相关性
例3：用系统观点解释“木桶理论”这一现象，最恰当的是（ ）
Ａ．系统整体（木桶）的功能是各组成要素（木板）所没有的
Ｂ．系统的某一要素（最短的木板），会影响整体的系统功能（盛水高度）
Ｃ．系统某要素发生变化或出现故障（板破坏），会影响其他要素的发挥（不能盛水）
Ｄ．系统是一个整体（桶），它不是各个要素（板）的简单相加。