《3.2 系统分析及优化》课件

§3.2系统的分析1、系统的分析2、系统的优化3.2系统分析及优化一、系统分析的含义

为了发挥系统的功能，实现系统的目标，运用科学的方法对系统加以周详的考察、分析、比较、试验，

并在此基础上拟定一套有效处理步骤和程序，或对原来的系统提出改进方案的过程，就是系统分析。一、系统分析决策的方法

决策方法有经验决策和科学决策；系统分析是一种科学决策的方法。案例分析：汉字激光照排系统王选教授激光照排机系统分析的一般步骤

系统分析的出发点为了发挥系统的整体功能，目的是寻求解决问题的最佳决策，

最佳决策只是在若干方案中寻求的相对令人满意的方案。系统分析的一般步骤可以描述为：明确问题设立目标收集资料制定方案分析计算评价比较检验核实作出决策案例分析田忌赛马系统分析的主要原则

运用系统分析主要要遵循三大原则：

整体性原则、科学性原则、综合性原则。1.整体性原则

系统分析首先着眼于系统整体，要先分析整体，再分析部分；先看全局，后看局部；先看全过程，再看某一阶段；先看长远，再看当前。案例分析

丁谓修复皇宫丁谓修复皇宫1

宋真宗在位时，皇宫曾起火。一夜之间，大片的宫室楼台殿阁亭榭变成了废墟。为了修复这些宫殿，宋真宗派当时的晋国公丁谓主持修缮工程。完成这项重大建筑工程，面临着三个大问题：第一，需要把大量的废墟垃圾清理掉；第二，要运来大批木材和石料；第三，要运来大量新土。丁谓修复皇宫2丁谓研究了工程之后，制订了这样的施工方案：首先，从施工现场向外挖了若干条大深沟，把挖出来的土作为施工需要的新土备用，于是就解决了新土问题。第二步，从城外把汴水引入所挖的大沟中，于是就可以利用木排及船只运送木材石料，解决了木材石料的运输问题。最后，等到材料运输任务完成之后，再把沟中的水排掉，把工地上的垃圾填入沟内，使沟重新变为平地。丁谓修复皇宫3简单归纳起来，就是这样一个过程：挖沟（取土）→引水入沟（水道运输）→填沟（处理垃圾）。

按照这个施工方案，不仅节约了许多时间和经费，而且使工地秩序井然，使城内的交通和生活秩序不受施工太大的影响，因而确实是很科学的施工方案。

丁谓在修复皇宫工程中，运用了整体的解决方案，使取土、运输材料、处理垃圾三项繁重的任务协调起来，在总体上得到了最佳解决。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。阅读优选法

优选法是快速寻找最佳方案的科学方法。具体的优选法有很多，如黄金分割法、分数法、对分法等，这里只介绍黄金分割法。

黄金分割法也称0.618法，以技术试验为例，先把整个试验范围看做1，然后在整个试验范围的0.618处选点做第一次试验，再在倒过来的0.618处选点做第二次试验，比较两次试验的结果，去掉效果差的那个点以外的试验范围部分；参阅P79

3.综合性原则

系统分析总是为实现系统目标服务的。当存在多个目标时，需要综合分析，统筹兼顾，不可顾此失彼，因小失大。孝襄高速公路1：保护珍稀的银杏名贵树木。2：控制工程投资额度、坚持原设计不变。

孝襄高速公路抱着洛阳银杏园绕了个圈，好处有：一、是有利于保护我国珍稀物种银杏树，实现生物多样性。三、是保住了当地百姓的致富资源。

系统的优化是指在给定的条件使系统达到更理想、更佳效果的过程。实现系统的最优化，就可以在一定资源条件下，取得最佳的经济效果，而投入的人力、物力、财力达到最小。

系统的优化【案例分析1】

浙江天台县高速噪音超标80%，66户村民告上法庭核心事件：上三高速建成通车已有6年，6年来车流日增，在接近高速天台出口处，距离高速公路10米左右就有一排民房，这就是天台县桥下村。村民说，高速上车来车往的声音太大了，这几年来他们最大的愿望是能睡个安稳觉。于是，他们将高速公路公司告上法庭。

隔音墙作用的本质是改变噪音的传播途径，以达到改善污染的目的。

又如：建筑材料的改进也是一项优化技术，以往建筑物的墙体多采用实心砖，现在采用了空心砖，在保证强度、隔热隔音效果的同时，节省了材料。

系统优化的意义就是以最小的投入，获取系统的最佳效益或最佳功能。

为使系统达到最优的目标而提出的求解方法称为最优化方法。

系统优化的方法是多样的，但无论运用怎样的优化方法，都需要经过若干次完善和验证，才能得出最优解或满意解。数学模型估算、试验最优解满意解完善、验证

约束条件

是对系统的功能起着限制作用、并且是不能人为调节的因素。线性规划目标函数

是系统目标与系统中的某些元素之间的关系。

案例分析利润问题约束条件【案例分析3】

在江边一侧有A、B两个工厂，它们到江边的距离分别是2km和3km，设两工厂沿江方向的距离是3.5km，现在要在江边修建一个码头，使得两厂的产品能够顺利过江，问码头应建在什么位置，才能使运输路线最短？码头？

根据要求可画出下图，在江边DE上求一点C，使C到A、B两厂的距离之和为最短。过A点作关于直线DE的对称点A1，连接A1B与DE相交于C，这一点既为所求的码头的地点。根据相似三角形原理，求得DC=1.4km，码头建在与A厂到江边垂直距离位置相距1.4km处，运输路线最短。

从“为江边码头选址”这个例子，可以看出优化仅仅靠定性的分析是远远不够的，还需要更多的定量计算才行。数学模型为：Smin=AC+BC二、影响系统优化的因素

是指对系统的目标函数产生显著影响，并且可以人为调节的因素。