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第三节
系统的设计
二、系统设计应考虑哪些问题？
1、系统设计的目的与要求
(1)系统设计要从整体出发，以系统整体功能的最优为目的。
一、系统设计的含义
系统设计是在系统分析基础上,设计出满足预定目标的系统的过程。
（2）不同行业的系统设计有着不同的技术要求。
网络技术支持
多媒体技术支持
案例1：远程视频会议系统
案例2：人物形象设计
第60届戛纳电影节海报设计
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。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！
3、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。
2、系统各部分之间的相互联系与相互作用
二、系统设计应考虑哪些问题？
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？
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。
【参考答案】
交通诱导系统
设计目标：引导人们避开堵车路段，行走更准确的路线，使行车更加安全快捷，进而缓解堵车现象。
1、将系统分解成子系统
2、确定各子系统的目标、功能及相互关系
信息收集系统
信息处理系统
信息显示系统
3、对子系统进行技术设计和评价
交通诱导屏
4、对系统进行总体技术设计和评价等。
三、系统设计的一般步骤有哪些？
一、 将系统分解成子系统，
二、确定各子系统相互关系，
三、对子系统进行技术设计和评价，
四、对系统进行总体技术设计和评价等。
抢车位
是谁乱停的破车？！
唉！没有车位了，又白进一趟！
停车引导系统分解为哪几个子系统呢？各子系统作用是什么？
3、车位引导系统
4、寻车、取车系统
1、车库引导系统
请同学们思考能否自己设计出一个停车引导系统？
2、停车管理系统
车库引导系统
停车管理系统
车位引导系统
寻车、取车系统
立体车库 机械车库 立体停车 智能停车系统动画
PSH五层梳齿式停车设备3D演示动画
二、简单系统的设计的实现
手电筒照明供电部分的设计
系统设计多用于比较复杂的社会系统工程、经济系统工程、规划系统工程、生态系统工程、能源生态系统工程等方面。
最近，王丹家的楼梯灯坏了，她每晚从学校回来，走在黑洞洞的楼梯里，什么都看不见。为此，她想用学过的知识，设计并制作一只简易的手电筒。下面是她的设计过程。
设计要求：可照明的手电筒，携手方便，使用安全。
设计分析：
1、可把手电筒照明供电部分分为照明和供电两个子系统。照明子系统的要素是灯泡、导线，供电子系统的要素是电源和开关。
2、手电筒的功能取决于它的各个组成要素，电源通过导线的连接驱动灯泡发光，这些要素缺少任何一个，手电筒都不能正常工作
3、选择合适的元器件，使它们相互匹配，并能达到设计要求。
设计方案：
方案A
（1）设计一个简单的电路，画出电路图。
（2）根据电路图，选择元器件，如灯泡、干电池、导线等，并搭接电路。
（3）通过控制开关，使灯泡发光。
方案B
选择元器件为发光二极管及干电池、金属筒等，其他步骤参照方案A。
方案C
设计一个自发电手电筒。
采用发电机代替干电池进行供电。手电筒系统由以下几部分组成：
手柄→ 齿轮组→ 发电机→ 小电珠
用手摇动手柄，使齿轮的转速加快，带动一个由电磁铁和线圈组成的发电机旋转，线圈在磁场中转动时将机械能转化为电能，输出电流，使小电珠发光。
方案制作：
方案C不需要使用于电池，所以对环境不产生污染。王丹同学决定采用方案C制作一只手电筒。
王丹利用发电机与电动机工作过程相反的原理，大胆地提出设想：当给玩具电动机输入动力使它旋转时，电动机中的线圈在磁场中切割磁感线，能不能输出电流呢？为此，她设计并动手做了一个简单的小试验。
试验目的：测试玩具电动机能否改装为发电机。
试验准备：玩具电动机、小电珠、粗棉线。
试验过程：
（1）在电动机相应的接口上连接一个小电珠。
（2）在电动机的转轴上十几圈棉线。
（3）用力快速抽动棉线，使电动机的转子迅速转动，观察小电珠是否发光，如图所示。
试验总结：当外力使电动机转子迅速旋转时，转子线圈中产生感生电流，小电珠发光。由此可见，玩具电动机经改装后可以发电。
试验获得成功后，王丹同学开始动手制作“自发电手电筒”。为了使小电珠持续发光，她用带手摇柄的齿轮箱代替用手抽动棉线。当摇动手柄时，经齿轮箱变速后，带动玩具电动机转子高速转动，从而使小电珠能够持续发光。
由手柄、传动装置、发电机、小电珠组成的照明系统——一只能发光、可携带、无须电池的手电筒就制作成功了。
思考:
1、王丹同学在设计和制作时可能会遇到哪些问题？如何解决？
2、你能想出其他的设计方案，或对上述三个设计方案中的一个进行改进吗？
室内住宅电气系统的设计
在家庭装潢过程中，人们容易忽视住宅的室内电气线路的设计，从而导致装潢完成以后才发现有设计不合理之处，或住户对各条线路的走向、连接一无所知，出了故障也无法查出问题所在，无法检修。所以进行住宅室内电气线路的整体设计很重要。
杨辉是一名律师，最近买了一套面积为135m2的三室二厅的新房，即将进行装修。他要对室内电气线路进行系统设计。
设计要求：
1、用电负荷：照明用电负荷800W，娱乐用电（包括电视机、音响、电脑等）负荷约1500W，厨房用电（包括电饭煲、电冰箱、电热水器等）负荷约4500W，卫生间用电（洗衣机、排气扇等）负荷约1300W，空调用电约3000W。
2、照明和各种家用电器使用安全、方便，相互之间影响小，便于维修。
设计分析：
1、设计的目的是方便住户使用，满足住户的舒适和审美要求，便于日后维修，遵守《民用建筑照明设计规范》，确保室内电气线路的安全。
2、户内配电系统由电源配电箱和若干个回路组成，它们构成了室内电气线路系统的子系统。
3、当某一回路发生故障时，不影响其他回路的正常工作，如因电饭煲使用不当发生短路时，不至于影响室内照明回路的工作。
设计方案：
1、电源配电箱。
电源通过住宅的专用配电箱再进入房间。配电箱中应有短路、过载和漏电保护，具有过负载，过电压和漏电保护功能。在设计布线之前，先要根据住户提供的用电情况预测用电负荷，杨辉家用电负荷最大值约为11.1kW实际用电负荷应根据行业规范乘以一定的系数求得。
2、回路设计。
户内配电系统采用多回路形式，本例设计了照明回路、一般插座回路和空调回路。若住户有特别需要，回路的设计还可采取其他方法，如每个房间设为独立的照明回路，厨房、淋浴室设为独立回路等。
（1）导线与电器设备选择。
导线的选择主要是确定导线的型号和规格，原则是既能保证配电的质量与安全，又能节省材料，做到既经济又合理。电器设备是指电源配电箱、电表、控制开关、漏电保护开关及电源插座等，应根据住宅的负荷情况、安装要求、使用环境、设备的工作电压和工作电流等合理选择电器设备的型号和规格。
（2）线路布置。
照明线路的布置通常可以从两个方面考虑，一是具有使用价值，保证房间里光线充足亮，每个房间通常应合理安排一个主光源；二是体现一定的个性，合理设计、精心挑选风格独特的灯饰，以映衬家庭装饰的风格。
智能程度较高的住宅电气线路设计中还包括预埋电话线、有线电视信号线、视频线、网络线等，有的还包括消防系统的设计等。
在形成了住宅的电气线路设计方案后，绘制出线路走向位置尺寸图和线路布线图，编写《电气线路设计说明书》，并向住户反馈设计方案，根据住户的意见进行修正。
方案实施：
导线的敷设应根据电气设计的规定进行施工，隐蔽的电气线路还要在住户验收合格后才可走线。
电气线路工程完工后，由住户根据电气设计的安全性、功能性、舒适性和维修方便等方面进行验收评价或改进。
1、电源配电箱设计
2、强电回路设计
家居弱电综合布线之简单结果： A、各个房间可分别收看有线电视，共享AV(DVD或录像机等)及卫星电视节目； B、用户申请的ADSL专线(包括LAN)各个房间可分别使用及共同上网，可实现各个房间相互通话电话转接代接等功能； C、宽带点高速上网冲浪，多台电脑可同时上网，并可家庭内部联网传递信息及游戏，家庭的网络资源(如打印机，扫描仪等网络设备)共享，各个房间为将来的移动上网做了准备; D、为未来智能信息家电进入家庭预留了部分线路； E、各条线路极其灵活，可单独管理和设置，具有较强的可扩展空间。
3、电话、电视和网线等弱电回路设计
4、综合布线集成设计
结构化布线（Structured Cabling System）：是将建筑群内的若干种线路系统，包括电话系统、数据通信系统、报警系统和监控系统合为一种布线系统。
唉！没有车位了，又白进一趟！
车位指示系统分解为哪几个子系统呢？各子系统作用是什么？
2、计算机控制系统
4、停车引导系统
1、车位探测系统
请同学们思考能否自己设计出一个车位指示系统？
车位的探测系统
计算机控制系统
进出口显示系统
停车引导系统
3、显示系统
立体车库破解停车难
课堂小结
本节课主要内容有：
1)系统设计的原则。
2)系统设计的主要过程
3)运用系统设计的基本思想和方法，进行简单的系统设计。
练习提示
1、 评价项目 方案1 方案2 方案3
成本投入状况 少 少 多
实施的速度 快 快 慢
管理的可行性 可行 较可行 有经费可行
技术的先进性 一般 一般 先进
技术实现的可行性 可行 可行 可行
可能产生的负效应 职工人数增多 影响学生正常时间就餐 投入较慢
整体效果 可行 较可行 较可行
2、关键是运用系统的思想，设计分选设备中各个部分，使它们之间构成特定的关系，才能实现分选并达到的可调孔径的目的。
3、 运用系统的思想解决：
①应增加管道和集水设备；
②实现定时排水浇洒；
③当集水设备装满是，通过下水道排水。
Thank You!
祝大家学习进步!系统的设计
知识目标：通过具体的系统设计案例分析，使学生初步掌握系统设计的基本方法。
能力目标：具备一定的系统设计和系统评价的能力。
情感目标：培养学生团队精神和认真学习、刻苦钻研、坚忍不拔的意志和毅力。
重点：1、系统设计的基本方法。
2、让学生会运用系统设计的知识进行简单的系统设计。
难点：1、掌握好系统设计基本方法中的系统设计。
2、确定一个任务，根据设计要求完成系统设计的方案设计。
探究式、任务驱动 教学媒体 多媒体电脑、视频演播器
教 学 过 程 设 计
教学过程 教学内容
一、复习旧课，导入新课
二、系统设计的基本方法
三、小结与练习
1、复习前面内容
2、导入新课[2’]
通过播放《路段塞车状况》的录像，激发学生学习兴趣，引导学生思考怎样改善道路的交通状况。
【录像内容】：
随着城市化进展的加快和汽车普及率的提高，城市交通拥挤日益加剧，交通环境逐渐恶化。相信每同学都遇到过塞车，在路上焦急等待的感觉，真是无故郁闷，特别是上下班、上学放学的高峰期，道路必然处于极度的繁忙和拥塞中。其中玉苍路、城中路、河滨路等更已成为人人头疼的塞车黑点，塞车到底是谁的错？
提出：要解决这个问题，需要用到系统设计的方法。下面我们来学习系统的设计。
一、系统设计的含义：系统设计是在系统分析基础上,设计出满足预定目标的系统的过程。 二、系统设计应考虑哪些问题？ [4’]
系统设计的目的与要求。
系统设计要从整体出发，以系统整体功能的最优为目的。
立交桥的设计可以让交通更加畅通，但是如果设计的时候没有以整体的目的为最优，而只考虑到局部的美观实用效果，就有可能造成整个交通系统的混乱。
不同行业的系统设计有着不同的技术要求。
远程视频会议系统需要网络和多媒体技术的支持，进行人物形象设计需要一定的审美能力和化妆技巧等。
系统各部分之间的相互联系与相互作用。
封杀三菱帕杰罗汽车事件 ，说明了什么问题？
相关材料：
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！
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、设计好各元素或子系统之间的协调关系。
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。
马上行动：筑路工程系统的设计
但是像我们灵溪镇内的道路已经很难改建了，那有没有什么办法可以缓解交通堵塞状况呢？设计交通诱导系统：引导人们避开堵车路段，行走更准确的路线，使行车更加安全快捷，进而缓解堵车现象。
那这个交通诱导系统应该如何设计呢？（思考，请学生回答）
三、设计与实践 [23’]
1、设计活动
请同学们运用系统设计的方法，设计如何改善东正路（含东门广场）、万寿路、市桥路、新芬路等路段交通状况的方案。
2、目的及要求
目的：
设计与实践活动目的是通过具体的设计活动，进一步理解和运用系统设计的基本思想和方法，进行简单的系统设计。
要求：
（1）编写设计说明书。设计说明书主要内容有：
①设计目的。
②对东正路（含东门广场）、万寿路、市桥路、新芬路等路段相关因素进行简要的定性分析。
③阐明重点考虑的因素及它们之间的关系。
④提出具体的可行的整改方案。
⑤简要描述设计方案实施的可行性及效果。
⑥、附上设计示意图。
（2）每4-5位同学为一小组，小组成员分工合作，相互讨论， 15分钟内完成。
3、检查各小组设计方案的完成情况，并给予适当的指导。
4、随机选取3-4个小组上台展示所设计的方案，师生给予评价。
改善东正路（含东门广场）、万寿路、市桥路、新芬路等路段交通状况设计方案评价标准：
评价标准 分值 得分
方案设计的创意 20
方案对因素的分析是否全面 20
方案实施的整体效果 20
方案实施的可行性 15
方案实施的成本 15
方案实施后可能产生的负效应 10
1、课堂小结 [2’]
本节课主要内容有：
1、系统设计的原则。
2、系统设计的主要过程
3、运用系统设计的基本思想和方法，进行简单的系统设计。
2、课外实践 [1’]
课后请同学们阅读教材86页的“设计与实践”，并按要求进行设计。
