《系統(tǒng)的分析與優(yōu)化》PPT課件.ppt

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系統(tǒng)的分析,1、初步掌握系統(tǒng)分析的基本方法。2、理解系統(tǒng)優(yōu)化的意義,能結(jié)合實(shí)例分析影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素。,長江三峽大壩,三峽工程的設(shè)計(jì),三峽工程設(shè)計(jì)包括可行性研究、初步設(shè)計(jì)、單項(xiàng)工程技術(shù)設(shè)計(jì)、招標(biāo)設(shè)計(jì)、施工詳圖設(shè)計(jì)等5個(gè)階段。三峽工程的設(shè)計(jì)最早可以追溯到1919年，孫中山先生在《實(shí)業(yè)計(jì)劃》中提出了改善川江航運(yùn)條件，開發(fā)三峽水能資源的設(shè)想。最早提出可稱為開發(fā)計(jì)劃的，是美國墾務(wù)局設(shè)計(jì)總工程師薩凡奇。他1944年考察了三峽，編寫了一份《揚(yáng)子江三峽計(jì)劃初步報(bào)告》。三峽工程的前期設(shè)計(jì)研究工作始于20世紀(jì)50年代中期。中央在50年代初即考慮盡早修建三峽工程，用以解決長江防洪問題。但考慮到三峽工程規(guī)模巨大、技術(shù)復(fù)雜，中央采取了積極而又慎重的態(tài)度。1970年，中央決定先修建葛洲壩工程，為三峽工程做“實(shí)戰(zhàn)準(zhǔn)備”。1984年，國務(wù)院原則批準(zhǔn)了三峽工程150方案的可行性研究報(bào)告，并決定立即開始進(jìn)行施工前期準(zhǔn)備工作。后來由于有關(guān)部門和專家提出了一些不同的意見和建議，1986年黨中央、國務(wù)院決定組織重新論證。經(jīng)過近3年的補(bǔ)充論證工作，通過了14個(gè)專題論證報(bào)告。,系統(tǒng)分析,,,,,,,,什么是系統(tǒng)分析：為了發(fā)揮系統(tǒng)的功能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的目標(biāo)，運(yùn)用科學(xué)的方法對(duì)系統(tǒng)加以周詳?shù)目疾?、分析、比較、試驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上擬訂一套有效的處理步驟和程序，或?qū)υ械南到y(tǒng)提出改正方案的過程。出發(fā)點(diǎn)：為了發(fā)揮系統(tǒng)的整體功能。目的：尋求解決問題的最佳決策。特點(diǎn)：不是零星地處理問題，考慮各種主要變化因素及相互影響，全面地思考和解決問題。,,系統(tǒng)分析的步驟,,,,,,,,閱讀P78田忌賽馬案例分析，并回答如下問題：,1、田忌賽馬的目標(biāo)是什么？2、田忌賽馬涉及的賽馬及比賽規(guī)則是什么？3、田忌與齊王的三局賽馬可以有哪幾種方案？4、田忌賽馬中田忌勝率為多少？5、孫臏所出的主意為什么能使田忌贏了齊王？,系統(tǒng)分析的一般步驟,,,,,,,,,,,明確問題，設(shè)立目標(biāo)明確所要研究問題的性質(zhì)和范圍，提出所要達(dá)到的目標(biāo)，明確約束條件。,收集資料，制定方案收集相關(guān)資料，制定解決問題的各種備選方案，預(yù)計(jì)可能產(chǎn)生的各種結(jié)果,分析計(jì)算，評(píng)價(jià)比較對(duì)資料和數(shù)據(jù)做必要計(jì)算，進(jìn)行各子系統(tǒng)的分析，再進(jìn)行系統(tǒng)的整體分析，將各種方案進(jìn)行評(píng)價(jià)對(duì)比，選擇最佳方案,檢驗(yàn)核實(shí)，作出決策如果對(duì)方案不夠滿意，還可按上述程序反復(fù)進(jìn)行，直到獲得滿意的方案為止,目標(biāo)：使田忌能在賽馬中贏得比賽。,收集信息：三等級(jí)的馬，賽三場；但對(duì)賽馬的出場順序不作限制。,方案比較：有6種方案,其中勝率為1/6。,作出決策：用下對(duì)上，上對(duì)中，中對(duì)下的方案。,系統(tǒng)的分析課堂練習(xí),,,,,,,,請(qǐng)按系統(tǒng)分析的一般步驟分析以下系統(tǒng):三個(gè)商人和三個(gè)仆人準(zhǔn)備過河，但是船只每次最多允許兩人乘坐，且河岸的任意一側(cè)若仆人數(shù)量多于商人數(shù)量，商人就會(huì)被打劫。請(qǐng)你考慮怎樣才能使六個(gè)人順利過河？,,系統(tǒng)分析的原則,,,,,,,,1.整體性原則系統(tǒng)分析時(shí)要著眼于系統(tǒng)整體，要先分析整體，再分析部分；先看全局，后看局部；先看全過程，再看某一個(gè)階段；先看長遠(yuǎn)，再看當(dāng)前。,系統(tǒng)分析的原則,,,,,,,,閱讀P79頁的案例分析并完成P79馬上行動(dòng),簡單歸納起來，就是這樣一個(gè)過程：挖溝（取土）→引水入溝（水道運(yùn)輸）→填溝（處理垃圾）。,按照這個(gè)施工方案，不僅節(jié)約了許多時(shí)間和經(jīng)費(fèi)，而且使工地秩序井然，使城內(nèi)的交通和生活秩序不受施工太大的影響，因而確實(shí)是很科學(xué)的施工方案。,丁謂在修復(fù)皇宮工程中，運(yùn)用了整體的解決方案，使取土、運(yùn)輸材料、處理垃圾三項(xiàng)繁重的任務(wù)協(xié)調(diào)起來，在總體上得到了最佳解決。,丁謂修復(fù)皇宮,系統(tǒng)分析的原則,,,,,,,,2.科學(xué)性原則系統(tǒng)分析一方面要有嚴(yán)格的工作步驟，另一方面盡可能地運(yùn)用科學(xué)方法和數(shù)學(xué)工具進(jìn)行定量分析，使決策的過程和結(jié)果更具說服力。,系統(tǒng)分析的原則,,,,,,,,1965年，湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院組織郴州地區(qū)農(nóng)業(yè)局、農(nóng)科所、考察耒陽仁義公社小麥生產(chǎn)，發(fā)現(xiàn)旱土缺磷，來不宜種小麥。1967~1973年，推廣江蘇、浙江等省在稻田種小麥）三熟）和桃源縣“稻一稻一麥”三熟制的經(jīng)驗(yàn)，年種小麥面積8萬畝，年總產(chǎn)480萬公斤，畝產(chǎn)不過60余公斤。有的農(nóng)民反映：種麥子“三三進(jìn)九”，種稻谷“二五得一十”，三季不如兩季。農(nóng)民不愿意在稻田里種小麥。1990年，全市小麥播種面積4.32萬畝，總產(chǎn)量380.4萬公斤，畝產(chǎn)88.1公斤。,優(yōu)選法,例如，要在某種合金鋼中加入某元素以提高它的強(qiáng)度，假設(shè)試驗(yàn)范圍是每噸加入量為1000~2000g，那么究竟應(yīng)加入多少？若用一般試驗(yàn)方法，每隔5g試驗(yàn)一次需要做200次，每隔10g試驗(yàn)一次需要做100次。若用0.618法，只需做11次，就可以找到最佳加入量了。,系統(tǒng)分析的原則,,,,,,,,3.綜合性原則系統(tǒng)分析總是為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)服務(wù)的。當(dāng)存在多個(gè)目標(biāo)時(shí)，需要綜合分析，統(tǒng)籌兼顧，不可顧此失彼，因小失大。,閱讀案例：孝襄高速公路思考：你認(rèn)為孝襄高速公路的設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮哪些目標(biāo)？,系統(tǒng)的優(yōu)化,,,,,,,,《史記》中有這樣一個(gè)故事：有一天，齊王要田忌和他賽馬，規(guī)定每個(gè)人從自己的上、中、下三等馬中各選一匹來賽；并規(guī)定，每有一匹馬來比賽；并約定，每有一匹馬取勝可獲千兩黃金，每有一匹馬落后要付千兩黃金。當(dāng)時(shí)，齊王的每一等次的馬比田忌同樣等次的馬都要強(qiáng)，因而，如果田忌用自己的上等馬與齊王的上等馬比，用自己的中等馬與齊王的中等馬比，用自己的下等馬與齊王的下等馬比，則田忌要輸三次，因而要輸黃金三千兩。但是結(jié)果，田忌沒有輸，反而贏了一千兩黃金。這是怎么回事呢？,系統(tǒng)的優(yōu)化,,,,,,,,什么是系統(tǒng)的優(yōu)化？系統(tǒng)優(yōu)化是指在給定條件（或約束條件）下，根據(jù)系統(tǒng)的優(yōu)化目標(biāo)，采取一定的手段和方法，使系統(tǒng)的目標(biāo)值達(dá)到最大化（或最小化）。,系統(tǒng)的優(yōu)化,,,,,,,,,閱讀P81頁的案例分析，并了解以下內(nèi)容：系統(tǒng)優(yōu)化的目標(biāo)：目標(biāo)函數(shù)：約束條件：影響因素：,增產(chǎn)增收和提高土地利用率.,目標(biāo)與土地單位面積農(nóng)作物收益總和之間的關(guān)系.S目標(biāo)=F麥+F棉+F瓜F紅薯,生產(chǎn)特性、天氣、氣候.,套種技術(shù)水平、套種的田間管理，病蟲害防治等,系統(tǒng)的優(yōu)化,,,,,,,,某家具廠要安排一周的計(jì)劃，產(chǎn)品是桌子和椅子。制作一張桌子需4m2木板及20小時(shí)工時(shí)，制作一張椅子需6m2木板及18小時(shí)工時(shí)；每周擁有木材板料600m2，可用工時(shí)400小時(shí)；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(chǎn)品都能銷售，那么請(qǐng)對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，使利潤最大化。（１）系統(tǒng)的優(yōu)化目標(biāo)是什么？（２）系統(tǒng)的目標(biāo)函數(shù)是什么，？（３）受到哪幾個(gè)條件的約束？（４）還可能受到哪些因素的影響？,系統(tǒng)的優(yōu)化,,,,,,,,,家具廠利潤問題系統(tǒng)優(yōu)化分析:,優(yōu)化目標(biāo):Smax=50 x1+60 x2約束條件:材料:4x1+6x2=8,x2>=5影響因素:工時(shí):20 x1+18x2<=400,課堂小結(jié),,,,,,,,一、系統(tǒng)分析的含義二、系統(tǒng)分析的一般步驟三、系統(tǒng)分析的主要原則四、系統(tǒng)的優(yōu)化,系統(tǒng)分析的步驟,,,,,,,,系統(tǒng)分析,,,,,,,,北京奧運(yùn)會(huì)火炬設(shè)計(jì)理念來自“淵源共生，和諧共融”的“祥云”，希望通過傳達(dá)“天地自然，人本內(nèi)在，寬容豁達(dá)”的東方精神，借祥云之勢，傳播祥和文化，傳遞東方文明。設(shè)計(jì)主要通過以下4個(gè)方面?zhèn)鬟_(dá)這一基本理念：云紋漆紅人本科技。1．云紋———華夏文化的符號(hào)特征2．漆紅———千年的中國印象3．人本———細(xì)致的人文關(guān)懷4．科技———藝術(shù)與科技的完美結(jié)合祥云是祥瑞之云，激情之火，友誼之炬，和諧之旅！必將點(diǎn)燃中華五千年文明的再次輝煌！,板書,3.2系統(tǒng)的分析一、系統(tǒng)的分析1、概念2、系統(tǒng)分析的一般步驟3、系統(tǒng)分析的主要原則二、系統(tǒng)的優(yōu)化,