系统的优化 课件-2023-2024学年高中技术粤科版（2019）必修 技术与设计2

系统的优化2024通用技术技术备课组学习目标010302理解系统优化的意义探究系统优化的方法理解影响系统优化的因素通用技术01系统优化的意义一、系统优化的意义一、系统优化的意义思考：为什么对飞机燃油系统进行了改进，却引发了安全系统问题？改进的是燃油系统，而其他应急系统没有做出相应的改进和优化，导致飞机在遇到紧急情况时不能有效的做出反应，酿成悲剧。一、系统优化的意义以上案例中的设计，看似都实现了预定的目标和功能。可是，它们都不是最优的设计，轻则让人受伤，重则夺取性命，甚至在很多年后才发现给人类造成的危害。所以，设计不仅仅是设计，更是考虑到现在和未来的，一个最优化的系统。既然系统优化如此重要，同学们能清晰的说出系统优化的意义吗？一、系统优化的意义分析1、陶瓷窑炉通过什么关键技术设备的改进，实现了窑炉的优化？2、上述技术设备的改进有什么意义？阅读书本P102一、系统优化的意义1、由隧道窑进阶为辊道窑，使窑内温度均匀，大大缩短了制品烧成时间，提高了产量；2、减少了窑车等热耗设备，有效提高了热利用率，单位产品能耗节省了一半以上。关键技术改进实现窑炉优化系统的优化就是在给定条件下，通过一定的手段和方法，使系统获得更佳功能或更佳效益的过程。实现系统的最优化，就可以在一定资源条件下，取得最佳的效果，而投入的人力、物力、财力达到最小。一、系统优化的意义过河问题探究有3个传道士和3个食人者来到河边，打算乘一艘船从右岸到左岸。该船的最大负荷能力为2人。当传道士数量大于或等于食人者数量时，传教士安全，否则会被食人者吃掉。请分析系统的组成元素、限制条件和矛盾冲突，并寻找最优的解决办法。组成元素3个传道士3个食人者一艘船限制条件船的最大负荷能力为2人传道士数量≥食人者数量传道士数量与食人者数量冲突矛盾一、系统优化的意义一、系统优化的意义第一步的选择有五种：2个食人者

2个传教士

（左岸3个食人1个传教士）❌1个食人者1个传教士1个食人者❌1个传教士❌1、2个食人者

2食→1食（返）→2食→1食（返）→2传→1食1传（返）→2传→1食（返）→2食→1食（返）→2食

2、1个食人者1个传教士1食1传→1传（返）→2食→1食（返）→2传→1食1传（返）→2传→1食（返）→2食→1食（返）→2食

02影响系统优化的因素二、影响系统优化的因素既然系统优化对实际生产能提高效益，我们怎么样来分析影响系统优化的因素呢？阅读千烟洲立体生态农业案例（教材103页）,思考案例中系统优化的目的、约束条件和影响的因素。

视频二：立体生态农业这种山区生态农业模式，既有中、远期林果生产的收益，又有短期可收益的农、牧、渔业的发展，使当地的农业生产走上了可持续发展道路。该区域为亚热带季风气候，降水量大，丘陵山区耕作容易产生水土流失，因此丘上适宜发展林草；丘下坡度较小，地势相对平坦，土层深厚，不易产生水土流失，适宜发展耕作业。1）山地立体农业是利用山地的垂直地带性而发展不同的农业生产，主导因素是地形。（2）山上林草，利于保持水土，山下农田，主要从山下的地形、水源、土壤条件分析发展种植业的优势。二、影响系统优化的因素千烟洲立体生态农业案例中系统优化的目的、约束条件和影响的因素。1.系统优化的目的：2.系统优化的约束条件：3.影响系统优化的因素：改善生态环境，提高农业生产经济效益。亚热带红壤丘陵地区的地形、气候、生物生长习性等。直接影响生态环境和农业生产效益的因素。二、影响系统优化的因素03实践活动三、实践活动书本P106三、实践活动1．分析优化的目标和约束条件。（1）优化的目标是猪圈的围栏和隔栏的总长度达到最小值（Lmin）；（2）优化的约束条件是猪圈的总面积S=80m2。2．建立数学模型。设每排猪圈的长、宽分别为x和y（x，y≥0），猪圈的总面积（S）为

S=2xy-①求围栏与隔栏总长度的最小值，建立关系式

Lmin=4x+10y-②②式是系统优化的目标函数，即优化目标和变量之间的关系；x，y是决策变量，也就是影响系统优化的因素3．求解过程。

三、实践活动系统优化的要素：

优化目标：系统优化的目标要适度

约束条件：对系统优化起限制作用，不能人为调节

影响因素：对系统优化产生影响，可人为调节。系统优化的步骤：提出需要优化的问题和目标分析影响系统优化的因素选择合适的优化方法解决问题，优化系统进行验证和完善三、实践活动

现在有一个贫困村，国家拨款给村里面修一条公路，假设本项目由你来负责，你将怎样进行。三、实践活动按照系统优化的步骤进行优化提出需要优化的问题和目标

交通闭塞

、修建公路

分析影响系统优化的因素

路线、资源、人力、资金等选择合适的优化方法

勘测（路线）、预算（资源）、选择合适的筑路方法和计划（根据本村的人力、物力、财力）

解决问题，优化系统

进行验证和完善

条件校验：校验人力、物力、财力是否具备。合理分配，节约资源，促使优化指标和约束条件得以满足实施与调整：及时调整，计划与施工，再进入优化进程总结系统优化系统优化的意义影响系统优化的因素实现系统的最优化，就可以在一定资源条件下，取得最佳的效果，而投入的人力、物力、财力达到最小小试牛刀1、西安市的城市道路建设年年都有很大的投入，但是，随着私家车的不断增加，西安的道路反而变得越来越拥挤了。市政府对整个交通系统进行分析后，决定建设地铁。下列说法正确的是（）。A.有了地铁就能对交通系统实现优化B.因为地铁速度快，才实现对交通系统的优化C.因为地铁在地下运行，才实现对交通系统的优化D.必须与其他交通工具及基础设施配套，才能实现优化答案：D

解析：交通系统的优化不仅仅是地铁的建设，而是要多方面考虑影响的因素，例如：城市道路的路网优化建设、公交车辆在地铁口与没有地铁口的地方优化链接问题，地铁站和公交车站旁边的停车场的建设等问题。小试牛刀2、列车提速是对铁路运输系统的优化，以下说法正确的是（）A.只要有先进的机车引擎，就能提速B.只有全部使用“动车组”才能提速C.只有把铁路建设为“磁悬浮”才能提速D.不仅要有先进的机车，还需道路、桥梁、隧道等基础设施的配套改进答案：D解析：铁路运输系统的优化是由许多因素决定的，列车提速只是一个方面，如果道路弯道太多，列车的速度不能太高，不然容易出轨。所以道路桥梁、隧道等基础设施也要优化。小试牛刀3、手机从只有通话等简单功能发展到有摄像头、录音、播放MP3等功能，这种变化属于（）A.系统的改变B.系统的增加C.系统的优化D.系统的破坏答案：C解析：手机从只有通话功能，通过一定的手段和方法，增加了摄像头、录音、播放MP3等，使系统获得更佳功能的过程。这就是系统优化。小试牛刀4、系统的优化是在一定的条件下，使系统达到更理想、更佳的效果的过程。以下事例，不能使系统达到优化的是()A.为交通闭塞的某村修建一条公路B.为了提高槟榔产量，槟榔树种得越密越好C.利用农作物的生长季节差、时间差进行间作套种D.在耕地少的地区开发低丘缓坡，建立经济林基地答案：B解析：主要考虑的是槟榔树叶的光合作用，植物只有通过光合作用才能积累有机物，进行生长，而光合作用需要水，充足的光照，以及二氧化碳，因此树与树间行距离合理种植就可以保证充足的光照及空气流通提供给植物充足的二氧化碳。所以，不是槟榔树种得越密越好。小试牛刀5、家用轿车都有倒车雷达。倒车雷达的工作过程是:车尾的探头传感器接收超声波信号传递给控制器，控制器依据车体与障碍物间的距离和方位信息，控制蜂鸣器是否发岀警报。为提高该系统的性能，需对其进行优化，以下不属于影响该系统优化的因素是()A.探头的探测精度

B.障碍物和车之间的距离C.探头的数量