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系统分析的基本方法一般包括几个步骤,如图3-16所示:
阐明问题 确定目标:明确分析对象的性质和范围,分析系统运行的约束条件。确定系统要达到的总体目标。→.分析研究 制定方案:分析系统的结构组成及相互关系、系统内部与外部环境(包括制约条件)的关系,提出可行性方案。对方案确定的系统进行定量分析。→评价比较 确定最佳方案:对系统性能指标、运行效果等进行分析评价。比较各方案,选择最佳方案。
讨论与分析
试通过人力飞机设计的事例,归纳总结系统分析的基本原则。
表3-6 系统分析的基本原则
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讨论问题 |
系统分析的基本原则 |
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飞机的设计为什么要考虑其外形和质量? |
内部组成条件和外部条件相结合。 |
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设想1、设想2失败的主要原因是什么? |
局部与整体相结合。 |
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如果不抓住人做功的关键问题进行定量分析,人力飞机能飞起来吗? |
定性分析与定量分析相结合。 |
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碳纤维和聚酯膜都是成本很高的材料,为什么麦克格里迪要选用它们来加固机翼? |
当前目标与长远目标相结合。 |
参观与调查
调查几个使用不同种类能源的家庭,用系统分析的方法比较使用不同能源的优劣。
小资料
丁谓修复皇宫
宋朝大中祥符年间,京城发生一场大火,皇宫被烧成一片废墟。灾后,真宗皇帝命丁谓主持修复皇宫工程。丁谓首先下令在皇宫前大街挖沟取土烧砖,没几天大街就成了一条宽大的水渠。接着,他又下令将汴水引入水渠,用竹筏和船把建筑材料运至宫门。皇宫修复完毕,水渠排水后,又把瓦砾灰土填入其中,复为大街。结果,不仅节省了大量资金,而且大大加快了工程进度。假如丁谓不是采取上述方案,而是先往城外运瓦砾灰土,再从城外取土烧砖,又从汴水经陆路运输建筑材料,那工程必旷日持久,耗费资金。丁谓把取土烧砖、运材、回填三者看成一个整体中的相关部份,并加以协调处理,从而找到获得最佳效果的方案。丁谓修复皇宫的方案,是我国古代运用系统思想和方法的著名范例。
拓展与应用
系统科学来源于人类长期的社会实践,它的发展大致分为3个阶段。
人类对系统的认识可以追溯到古代。人们早就在哲学,科学,军事,工程,天文历法等领域中,广泛进行系统的实践和系统的思维。在我国,闻名于世的儒家经典《周易》所描述的八卦,春秋末期大军事家孙武所著的《孙子兵法》,战国期间修筑的长城,还有成书于春秋战国时期的医学典籍《黄帝内经》等,无不闪烁着朴素的系统思想的光辉。在古希腊,德谟克利特(Democritus)最早提出和使用了“系统”一词。伟大哲学家、科学家亚里士多德提出了“整体大于它的各部分的总和”的观点。古代朴素的系统思想强调对自然界整体性、统一性的认识,但由于历史条件的局限,这种认识仍然是表面的、不完全的。
15世纪下半叶,由于近代科学的兴起,力学,天文学,物理学,化学以及生物学等学科逐渐从混为一体的哲学中分离出来,产生了研究自然界的独特的分析方法,即实验、解剖与观察等,把自然界的细节从总的自然联系中抽出来,分门别类地,深入地加以研究。这种方法对当时自然科学的发展起到了积极的促进作用,但与此同时,也形成了形而上学的思维方法,即撇开了事物的总体联系,只看到一些局部现象,而不能纵观全局。
20世纪40年代,现代系统科学理论通过两条线索建立起来。一条线索是美籍奥地利生物学家贝塔郎菲(von Bertalanffy)从生物学的角度,创立了一般系统论。一般系统论是运用逻辑和数学的方法,考察整体和各组分的属性、功能以及它们之间的相互制约关系,并采用最优化方法,协调部分和整体的关系,求得系统的最佳结果。一般系统论确立了不仅适用于生物领域,而且适合于其他学科的一般系统的原则和规律。但一般系统论阐述定量的结果较少。另一条线索是系统分析和系统工程方法的提出。它们是适应生产规模不断扩大,生产技术和管理模式日趋复杂的情况而产生的。最著名的是美国德兰公司倡导的系统分析方法。该方法以大量数学分析为手段,通过系统的途径,全面考察决策面临的问题,提出不同的目标和解决方案,供决策者选择,成为系统工程学的发端,20世纪60年代,美国的科学家霍尔(A.D.Hall)使系统工程形成比较完整的学科体系。1969年阿波罗登月计划成功,被公认为系统工程实践成功的典型例证。从而引起人们对系统工程的广泛关注,反过来引导人们从方法论方面对系统工程作更深入的理论总结。由此,系统论发展的两条线索就走到一起来了。
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