【教学课件】第二节系统的分析.ppt

2008.4,复习回顾,1、什么是系统？,2、系统的基本特性,相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素(或部分)组成的具有特定功能的有机整体。,1、整体性：,2、相关性:,3、目的性:,4、动态性:,5、环境适应性:,2008.4,系统分析及其一般步骤,系统的优化,学习目标,1.初步掌握系统分析的基本方法。,2.掌握系统分析的一般步骤。,3.理解系统优化的意义，能结合实例分析影响系统优化的因素。,第二节系统的分析,2008.4,一、系统分析及其一般步骤,、系统分析的步骤,、什么是系统分析,、系统分析的主要原则,2008.4,你遇到过面临选择、面临决策的事情吗？,想一想,2008.4,每个人都会面临选择,面临决策。打个比方,放学回家,可供选择的道路比较多,小路较近,但道路比较窄;大路绕着远了点,可是路面宽阔。很多同学想也不想,就走小路吧。近呗!可如果有个人他开着一辆车,他会不会仍然做这种选择呢?万一小路上有什么东西堵着了,可就糟了。对于不同的交通工具,不同的道路,每个人的选择就不一样了。那么总该有一个比较合理或者科学的选择吧。这种选择就是决策。,决策方法有经验决策和科学决策，经验决策是人们惯用的方法，有时可能会导致失误；科学决策则可以最大限度地减少失误。,认识系统分析,系统分析就是一种科学决策的方法。,2008.4,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的处理步骤和程序，或对原有的系统提出改进方案的过程，就是系统分析,、什么是系统分析,2008.4,1.系统分析的涵义：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祥的考察、分析、比较、试验，并在此基础上拟订一套有效的处理步骤和程序，或对原有的系统提出改进方案的过程。2.系统分析的基本方法:系统分析的基本方法就是把一个任务放在系统的运行过程中加以考察，运用逻辑推理和分析计算，研究分析这个任务以及任务的各个因素，找出规律性，提出可行性方案，使系统整体达到理想的目的。.系统分析的特点:完整地而不是零星地处理问题，考虑各种主要变化因素及其相互的影响，全面地思考和解决问题。,、什么是系统分析,2008.4,系统分析的作用:借助于系统分析，可以正确地提出整体目标，恰当地选择方案，科学地确定行动的方略。,2008.4,系统分析方法的产生,系统分析是在第二次世界大战末期提出来的,起初被用于武器系统的分析研究，后来又被用于国防战略及国家安全政策的制定。上世纪60年代才逐步被行政及企业单位采用。,2008.4,2008.4,案例分析1,在人口规模很小的县城，道路状况简单，公共交通线路的决策也简单，设计者凭借经验，可以完成公交线路的设计。,综合考察全市的道路状况、人口密度的分布、不同区域的居民对公共交通的要求等，运用科学的方法进行综合分析和研究，就能找出城市公交线路规划设计的最佳方案。,在上百万人口规模的大城市，道路状况复杂，市民对交通的需求趋于多样化，这时若凭经验规划公交线路，容易顾此失彼，出现失误。,公交线路的设立:,2008.4,八百多年以前，一位聪明的工匠用泥做了些小字模而流传千古，他就是在中国家喻户晓的活字印刷术发明者毕昇。然而，毕昇的发明并未在中国得到推广运用。毕昇的活字印刷术，之所以在中国被束之高阁，除了封建制度的窒息和生产力落后的原因外，还有一个重要原因是中国汉字数量庞大，给印刷业的自动化带来了极大的困难。西方的拼音文字只有二三十个字母，加上各种大小的字体，印刷字模也不过一百多个；而汉字有5万多个，一个字就需要一个字模，且不说还有宋、楷、黑等不同类型的字体和大小不一的字号。每印一本书，都需要由排字工人从铅字库里费力地“捡字”。这些铅字模在使用后，通常还需经过熔化，再重新铸造成新的铅字。,案例分析2,汉字印刷排版系统的发展,2008.4,20世纪初，国外出现了一种利用照相原理来代替铅活字的排版技术，实际上是“西文打字机”加“照相机”。70年代国外的印刷业已经发生了翻天覆地的变化，激光照排机已经发展到了第四代，而我们的印刷业却还在汉字的“丛林里”艰难跋涉。然而，我国自己的一项伟大发明引起了一场技术革命，彻底改变了印刷行业的命运，这便是“精密汉字照排系统”，北京大学王选教授的惊世之作。他的发明使中文印刷业告别了“铅与火”，大步跨进“光与电”的时代。他被公认是对中国印刷出版业的现代化作出最大贡献者之一，被人们赞誉为“当代毕昇”和“汉字激光照排之父”。,案例分析2,汉字激光照排系统,2008.4,王选教授,激光照排机,汉字激光照排系统,案例分析2,2008.4,王选教授做出越过当时国际流行的第二代、第三代照排机，直接上第四代激光照排系统的决策。如果选择前两种方案,技术难度小，容易实现,如果是激光照排,难度虽然大,但无疑将引起我国报业,出版印刷业等媒体领域一场深刻的革命。激光照排在技术上至少需要解决两大难题：一是汉字字型信息量大，要解决信息量压缩问题。二是汉字字型信息压缩后存入计算机，需要将其快速还原和输出。王选使用“轮廓描述方法”描述汉字字型，使字型信息量压缩为原来的1/50，达到当时最高水平，同时提出适合硬件实现，失真最小的高速还原汉字字型算法，使还原速度达到每秒250字，后又提至710字秒。事实证明，当时的方案决策是正确的。,2008.4,如何解决汉字的存储和输出:一是汉字字形信息量大,要解决字型信息量压缩问题;二是汉字字形信息压缩后存入计算机,需要将其快速还原和输出.,答:一是我国汉字印刷业的现状，二是市场的需求，三是王选本人良好的基础学科和计算机知识、背景以及我国具有的激光等技术基础,答：提高汉字的信息压缩技术和还原速度，使得我国的报业排版不再依赖国外技术。,在选题和确定技术途径时候、要注意中国国情，要仔细研究哪些事情应该做而且可能做好，哪些事在中国不应该做或不能做：如果只欣赏和坚持局部创新，而忽略整体上的大方向，有时会产生灾难性的后果。,思考：,你认为王选进行决策的依据主要有哪些？,在汉字照排方案的决策中，系统的整体目标是什么？,2008.4,在系统分析中，需要做出多种方案，然后分析不同的方案可能产生的结果，从中选择解决问题的最优方案。因此，系统分析的目的就是寻求一种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。,案例的启迪：,2008.4,如何运用系统分析帮助我们进行科学的决策和方案的设计？,关键是要把握好从整体目标出发进行系统分析，理清内部各种要素之间以及要素和整体之间的相互关系，设计出多种可选择的方案，再从各种方案中寻求比较满意的方案，加以改进,即：阐明问题、分析研究、评价比较,概括为三个阶段:,2008.4,人力飞机,案例分析3,2008.4,经过特殊改造的车尾装有一个由电风扇风叶改装的螺旋桨；其后轮两侧还安着两个装有小轮的支架，以确保其平衡；自行车后轮钢圈的右内侧布满了规则的齿轮；车后座上还安有由木头和塑料薄膜包装好的升降舵、方向舵，车座的正上方则支起了一个呈三角形的支架，支起宽约8米的机翼，而自行车车头也就成了人力“飞机”的“操纵间”。,2008.4,2008.4,2008.4,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,、系统分析的一般步骤,2008.4,明确所要研究问题的性质和范围，提出所要达到的目标，明确约束条件。,明确问题，设立目标,2008.4,搜集相关资料，制定解决问题的各种备选方案，预计各种产生的各种结果,收集资料，制定方案,2008.4,对资料和数据做必要计算，进行各子系统的分析，再进行系统的整体分析，将各种方案进行评价对比，选择最佳方案,分析计算、评价比较,2008.4,如果对方案不够满意，还按上述程序反复进行，直到获得满意的方案为止,检验核实、做出决策,2008.4,、系统分析的一般步骤,明确问题,设立目标明确所要研究问题的性质和范围,提出所要达到的目标,明确约束条件,收集资料,制定方案收集相关资料,制定解决问题的各种备选方案,预计可能产生的各种结果,分析计算,评价比较对资料和数据做必要计算,进行各子系统的分析,将各种方案进行评价对比,选择最佳方案,检验核实,作出决策如果对方案不够满意,还可按上述程序反复进行,直到获得满意的方案为止,2008.4,系统分析的基本程序,2008.4,田忌赛马（1）,齐国的大将田忌，很喜欢赛马，有一回，他和齐威王约定，要进行一场比赛。他们商量好，把各自的马分成上，中，下三等。比赛的时候，要上马对上马，中马对中马，下马对下马。由于齐威王每个等级的马都比田忌的马强得多，所以比赛了几次，田忌都失败了。田忌觉得很扫兴，比赛还没有结束，就垂头丧气地离开赛马场。这时，人群中有人招呼田忌过来。田忌抬头一看，原来是自己的好朋友孙膑。孙膑拍着他的肩膀说：“我刚才看了赛马，威王的马比你的马快不了多少呀。”孙膑还没有说完，田忌瞪了他一眼：“想不到你也来挖苦我！”孙膑说：“我不是挖苦你，我是说你再同他赛一次，我有办法准能让你赢了他。”田忌疑惑地看着孙膑：“你是说另换一匹马来？”孙膑摇摇头说：“连一匹马也不需要更换。”,案例分析4,2008.4,齐威王屡战屡胜，正在得意洋洋地夸耀自己马匹的时候，看见田忌陪着孙膑迎面走来，便站起来讥讽地说：“怎么，莫非你还不服气？”田忌说：“当然不服气，咱们再赛一次！”说着，“哗啦”一声，把一大堆银钱倒在桌子上，作为他下的赌钱。齐威王一看，心里暗暗好笑，于是吩咐手下，把前几次赢得的银钱全部抬来，另外又加了一千两黄金，也放在桌子上。齐威王轻蔑地说：“那就开始吧！”一声锣响，比赛开始了。比赛的结果是三局两胜，当然是田忌赢了齐威王。还是同样的马匹，由于调换一下比赛的出场顺序，就得到转败为胜的结果。,案例分析,田忌赛马（2）,2008.4,田忌赛马能转败为胜的主要原因：,田忌赛马能转败为胜与马、孙膑、田忌、齐威王这四个因素有关，他们是缺一不可的。但主要是由于孙膑的原因。,田忌赛马（3）,案例分析,思考：,1、田忌与齐王的三局赛马可有哪几种方案？2、孙膑所出的主意，为什么能使田忌赢得胜利？,2008.4,田忌赛马战术分析（4）,案例分析,2008.4,0：3,1：2,1：2,1：2,2：1,1：2,2：1,田忌赛马（）,田忌与齐王的三局赛马可能的几种方案一览：,案例分析4,2008.4,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,赢得赛马,6种比赛方案,1田上马-王上马 田中马-王中马 田下马-王下马 0：3,3田上马-王中马 田中马-王下马 田下马-王上马 2：1,2田上马-王下马 田中马-王上马 田下马-王中马 1：2,4,第3方案,第3方案,2008.4,田忌赛马战术分析(3),2008.4,运用系统分析的方法处理具体问题时，主要要遵循三大原则：,、系统分析的主要原则,科学性原则,整体性原则,综合性原则,2008.4,分析系统首先要着眼于系统整体：,整体性原则：,先看全局，后看局部,先分析整体，再分析部分,先看全过程，再看某一个阶段,先看长远，再看当前,2008.4,整体性原则：,2008.4,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，需要大量新土。,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。,当时，要完成这项重大的建筑工程，面临着三个大问题：,丁谓修复皇宫,案例分析5,2008.4,丁谓研究了工程之后，制订了这样的施工方案：,首先，在通衙大道上挖了若干条大深沟，把挖出来的土作为烧砖和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。,施工方案,案例分析5,2008.4,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。,丁谓修复皇宫,案例分析5,2008.4,决策者先看修复工程（系统）的全过程（整体），再看各部分工程，制定出施工方案，从而将各部分工程较好地协调起来。,丁谓修复皇宫,案例分析5,本案例系统分析的 整体性原则主要体现在：,2008.4,马上行动1,赵明同学家所在街道的人行道在一年内进行了三次施工，分别是电信部门铺设通讯线路、煤气公司预埋煤气管道、市政部门维修下水管道，结果重复施工，造成了人力和财力资源的浪费，同时也给市民带来了不便。,请分析这一事件的问题所在，你认为怎样处理更为合理？,“马路切割师”,2008.4,这件事的原因在于电信部门、煤气公司、市政部门三家没有统一协调，造成了各自封闭的局面。各部分只根据自己的时间进行施工，没有从全局着眼，缺少整体统筹的观念，给市民带来了不便。好的处理方法是：三家协商，一次性解决问题。,“马路切割师”？,2008.4,科学性原则：,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,一方面：要有严格的工作步骤,2008.4,科学性原则,例如，在比较种稻是一年三季合算还是一年两季合算时，有人就提出“三三进九不如二五一十”，这就是最简单而且也是最实用的定量分析。当然，在处理复杂系统的分析和优化问题时，往往需要使用比较复杂的数学工具。,2008.4,科学性原则,2008.4,爱,科学性原则,2008.4,常见到不少食客在大排档吃田螺、石螺，一饱口福。可是，也有人边细嚼美味的螺肉，边“吐吐吐”地把吃进嘴巴里的泥巴、螺崽吐出来，埋怨螺肚泥巴螺崽多。客观地说，食客缺乏吃螺技巧固然有之，厨师未尽责任也是原因之一。有个流传很久的民间办法。先将田螺石螺放进盛满清水的盆子里，再把菜刀、锅铲等非不锈钢铁器插进螺堆。第二天就可以发现这些铁器上爬满了螺，不仅盆底沉下一层螺吐出来的泥巴，母螺还产下很多螺崽。如果清理干净后再重复处理，螺就继续吐泥下崽。这样，螺的肚子里便干净多了。为何铁器能催螺吐泥产崽，原因尚不清楚，但我知道这个办法有效，毕竟已流传几代人了。这种做法不见得麻烦，只是略为拖延一点资金回收时间罢了。我细细一想，三三得九，不如二五一十。假设不作吐泥加工的炒螺每碟售三元，卖了三蝶也只得九元收入，还未必得宠；但已作吐泥加工的售五元一蝶，卖两蝶就有十元收入，顾客还吃得既放心又开心。如此这般，何乐而不为呢？,螺的处理,2008.4,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，它是优选法的一种。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；,再在余下的范围内继续采用这种方法，再比较试验结果，这样逐渐缩小试验范围，迅速找到试验目标。,2008.4,例如，要在某种合金钢中加入某元素以提高它的强度，假设试验范围是每吨加入量为10002000g，那么究竟应加入多少？若用一般试验方法，每隔5g试验一次需要做200次，每隔10g试验一次需要做100次。若用0.618法，只需做11次，就可以找到最佳加入量了。,阅读:优选法,2008.4,综合性原则：,当系统存在若干个目标时，应将目标排出优先次序，首先选取最优先的目标，然后尽可能在不损害前一个目标的前提下完成下一个目标 即：统筹兼顾，不可顾此失彼，因小失大,2008.4,综合性原则,例如，工业生产既要求产量大，又要求质量好、成本低，如果片面强调一方面就会产生偏差；城市公交系统既要强化公共交通的安全，又要缩短车辆行驶的时间，实现社会效益和经济效益双丰收。,2008.4,系统分析还需要考虑设计方案出台所带来的后果。有的工厂在生产产品的同时，也向周围环境排放出“三废”，造成污染；毁林开荒虽然能收获农产品，但造成水土流失，贻害很大,某些情况下，综合若干方案的优点，会取得意外效果。现代医学采用中西医结合的方法攻克了很多疑难杂症；农业为了保水，可以配合地面水库、地下水库、土壤水库、绿色水库（山区造林种草，每亩地可蓄水20M3）等不同的方案综合进行。,综合性原则,2008.4,孝襄高速公路,湖北省的孝襄高速公路总投资额达72亿元人民币，是“十五”期间该省投资规模最大、建设里程最长的一条高速公路。,按照设计方案，孝襄高速公路要穿越占地面积达19km2的“洛阳银杏保护区”，2万多棵树龄在百年以上的古银杏树将面临毁灭性的破坏。银杏树的成长周期特别长，移栽成活率极低，一旦被毁损，势必破坏当地的生物多样性。,如果更改最初的设计方案，绕避保护区1.4km，工程指挥部就要为此增加投资4200万元。,根据以上内容，你认为孝襄高速公路的设计应该综合考虑哪些目标？,案例分析6,2008.4,1：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。二是在当前国内外心血管疾病呈增加趋势，治疗心血管疾病的中药银杏供不应求的情况下，有利于保护和开发银杏的药物资源。三是保住了当地百姓的致富资源。,湖北省随州市洛阳镇,孝襄高速公路,案例分析6,2008.4,1、阐明问题任务：由阿拉斯加东北部的普拉德霍湾油田向美国本土运输油田。2、分析研究环境：油田处于北极圈内，海湾常年处于冰封状态，陆地最低气温达-50 C。当前采用的一般方案：方案1由海路用油船运输方案2用带加温系统的油管输送,阿拉斯加原油输送方案,案例分析7,2008.4,处理策略：考虑到安全和供油的稳定性，暂时把方案2作为参考方案作进一步的细致研究。同时继续考虑新的方案。提出方案3：把含1020氯化钠的海水加到原油中去，使在低温下的原油成乳状液，仍能畅流，这样就可以用普通的输油管道运送了。提出方案4：将地下石油蕴涵的天然气转化为甲醇加到原油中，降低原油的熔点，增加流动性，从而用普通的管道就可以同时输送原油和天然气，仅管道铺设费就可以节省近60亿美金。,阿拉斯加原油输送方案,案例分析7,2008.4,3、分析计算，评价比较综合各方案优、缺点，以及成本、安全性等，确定第4种方案为最终方案。反思：如果仅仅在前面3个方案上优化，无论如何都得不到方案4的巨大效益。分析人员运用其专业知识，将石油中的原油和天然气的运输作为一个整体进行系统分析，获得了成功，体现了系统分析的实际价值。,4、检验核实，作出决策,阿拉斯加原油输送方案,案例分析7,（4）,2008.4,怎么过河？,有一个农夫带着一条狼、一只羊和一筐白菜过河。如果没有农夫看管，则狼要吃羊，羊要吃白菜。但是船很小，农夫只能带一样东西过河。请你帮农夫解决问题？,案例分析,2008.4,1、农夫带着羊首先过河，农夫回来。2、农夫与狼过河，农夫与羊回来；3、农夫搬白菜过河，农夫回来；4、农夫与羊一起过河。说说你们对该系统分析的过程？,怎么过河？,案例分析,2008.4,统筹方法,统筹方法，是一种安排工作进程的数学方法。它的实用范围极广泛，在企业管理和基本建设中，以及关系复杂的科研项目的组织与管理中，都可以应用。怎样应用呢？主要是把工序安排好。比如，想泡壶茶喝。当时的情况是：开水没有；水壶要洗，茶壶茶杯要洗；火生了，茶叶也有了。怎么办？办法甲：洗好水壶，灌上凉水，放在火上；在等待水开的时间里，洗茶壶、洗茶杯、拿茶叶；等水开了，泡茶喝。办法乙：先做好一些准备工作，洗水壶，洗茶壶茶杯，拿茶叶；一切就绪，灌水烧水；坐待水开了泡茶喝。办法丙：洗净水壶，灌上凉水，放在火上，坐待水开；水开了之后，急急忙忙找茶叶，洗茶壶茶杯，泡茶喝。哪一种办法省时间？我们能一眼看出第一种办法好，后两种办法都窝了工。这是小事，但由此可以引出生产管理等方面的有用的方法来。,2008.4,作为一个系统，通常会有这样或那样的问题。如：效果不佳；或是投入的人力、物力、财力不是最小；或是某种性能不理想等等。因此系统需要改善，需要优化。,我们做任何事情都希望达到最优的效果。如希望以最小的成本获取最大的利润，以最短的工期完成更多的工程量，以最少的能耗生产更多的产品，在单位面积上尽可能提高农业产量等。,二、系统的优化,2008.4,什么是系统的优化：,是指在给定的条件（或约束条件）下，根据系统的优化目标，采取一定的手段和方法，使系统的目标什达到最大化（或最小化）,2008.4,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。,2008.4,P81农作物种植系统的优化 农业间作套种,案例分析,2008.4,【讨论：】影响增产增收有哪些因素？,套种的模式、套种的技术水平、套种的田间管理、病虫害防治等等。,以上就是影响系统优化的因素,可采取哪些提高农作物产量的措施？,2008.4,在现实生活中，由于受环境和条件的限制，不可能找出一切方案，也不可能对所有方案进行全面比较，漫无边际地去研究所有方案，无论在时间上还是人力上都不允许，运用科学的方法就更为重要，缺乏资料，缺少对资料的科学计算和分析，只靠拍脑袋无法寻找到最优方案。,对于比较复杂的系统，人们对其特征了解不够，所以需要运用一定的数学手段描述它，进而找到合适的解决方案。,2008.4,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。,目标函数是系统目标与系统中的某些元素之间的关系。,农作物的生长周期、气候等因素。,提高土地利用率与土地单位面积农作物收益总和之间的关系。,2008.4,某家具厂要安排一周的生产计划，产品是桌子和椅子。制作一张桌子需4m2木板及时性20小时的工时，制作一只椅子需6m2木板及18小时的工时，每周能拥有的木板是600m2，可利用的工时是400小时；每张桌子的利润是50元，每只椅子的利润是60元。按合同每周至少要交付8张桌子和5只椅子，并假定所有产品都能够销售出去。问：该厂每周生产桌子和椅子的数量分别是多少时，能获得最大利润？,Smax=50 x1+60 x2 目标函数4 x1+6 x2 600 20 x1+18 x2 400 x18,x2 5,设每周生产桌子x1张，生产椅子x2张，则有：,约束条件,案例分析,生产利润问题,2008.4,阅读：数学模型,用数学公式、图表等描述客观事物的特征模型，称为数学模型。现实世界的事物与数学模型的关系可表示为：,2008.4,生产利润问题,案例分析,2008.4,答 案：,桌子x1=8张椅子x2=13张最大利润为1180元通过计算，我们得到的就是最优解，按每周8张桌子、13张椅子的方案生产就可以获得最大的利润，像这种系统优化叫做系统最优化。,生产利润问题,2008.4,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。,完善、验证,2008.4,最优化方法解决问题的一般步骤,1、提出需要优化的问题和目标，收集有关资料和数据。2、分析影响系统优化的各种因素，确定变量，建立有关约束条件，建立求解最优化问题的有关数学模型，分析模型。3、选择合适的最优化方法。4、分析求解。5、最优解的验证和实施。,2008.4,小练习：,在江边一侧有A、B两个厂，它们到江边的距离分别是2km和3km，设两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？,2008.4,求解过程：根据要求可画出上图，在江边DE上求一点C，使C到A、B两厂的距离之和为最短。数学模型为：Smin=AC+BC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。,2008.4,系统分析,一、明确问题，设立目标,施工项目：教学楼装修,施工内容：教学楼A、B、C栋，需要水电、木工、油漆三个施工过程，每个施工过程需要3周时间,目标：组织装修，使装修工期和资源利用最为合理。,二、收集资料，制定方案,方案一：按照施工要求，从A到B到C，依此进行施工,方案二：按照施工要求，A、B、C栋同时进行施工,方案三：按照施工要求，A、B、C栋进行流水施工,三、分析计算，评价比较,各种方案比较,选择出最佳方案：方案三,四、检验核实，确定方案,根据分析，确定按照方案三进行施工。,装修施工的组织优化,案例分析,2008.4,方案一,案例分析,2008.4,方案二,案例分析,2008.4,方案三,案例分析,2008.4,装修施工的组织优化,案例分析,2008.4,装修施工的组织优化,案例分析,2008.4,1.在依次施工和平行施工方式的基础上,是否有其他施工方式?若有,请完成P83表格填写,并分析其特点:（1）工期_（2）需要水电、木工和油漆各_个装修队同时工作。（3）相对于平行施工的方式,这种方式在施工时间内投入的人力、施工设备、材料_。2.综合以上施工组织方式的特点,你认为采用哪种方式,装修工期和资源利用最为合理?3.在这一优化的案例中，影响优化的主要因素有哪些？,装修施工的组织优化,案例分析,15天,较短,1,较少,流水施工方式,主要有施工时间、装修队和设备的数量等,2008.4,阅读：系统工程,系统工程是指在系统思想的指导下，综合应用自然科学和社会科学中有关的先进思想、理论、方法和工具，对系统的结构、功能、要素、信息和反馈等进行分析、处理，解决实际问题，以达到最优规划、最优设计、最优管理和最优控制的目的。,2008.4,一、二、,1.,2.,3.,1.),3.),2.),课堂回顾：,