系统论设计

阿波罗登月计划
❖ 300亿美元 ❖ 42万人 ❖ 2万家企业 ❖ 120所大学、研究所 ❖ 700万个零件
神州五号
神州六号
1 生态系统 2 城市交通系统 3 城市区域规划 4 电力供应系统 5 建筑设计 6 产品规划设计 7 视觉传达设计 8 人机系统设计
系统论的应用
工业设计系统
定义：
❖系统论采用逻辑和数学的方法综合考察整体和它 的各个部分的属性、功能，并在变动中调节整体 和部分的关系，选取各个部分的最佳结合方式， 借以达到整体上的最佳目标，比如最佳的经济效 果，最佳的工作效率等等。系统工程就是应用系 统论方法解决现代组织管理问题的科学，它对各 种复杂的系统进行规划、设计、制造、控制和管 理，研究和选取最佳方案。
1 整体性：二元素以上的集合 2 目的性：系统必须完成一种特定的功能 3 时序性：系统中各种层次结构有秩序的
工作 4 反馈性：根据系统输出功能的情况改变
控制过程以改变系统输入状态 5 动态平衡性：系统处于相对的稳定状
态，绝对地处于运动状态。
❖系统的分类
按照系统的反馈性，分为开环系统、闭环系统
系统论的形成和应用
❖ 综合性 系统是构成要素的综合体，对系统的研究必须从 它的机构、功能、成分……综合的考虑
❖ 最优性 系统论思想的目标。获得解决问题的最佳方案
系统分析和综合
❖系统分析 为使设计问题的构成要素和有关因素能够清晰的 显现，对系统的结构和层次关系进行分解，取得 必要的设计信息和线索。
❖系统综合 根据系统分析的结果，经过评价、整理、改善之 后，确定设计对象系统的基本方面，并优化出最 佳的综合方案。
第三节 系统分析方法
❖投入产出法（入出法） 美国通用电器公司发明的用于探求设想而 发明的分析方法。 首先确定期望的产出，然后决定投入，寻 求投入产出关系的设想。
例如：天黑灯自亮问题的分析 入：天黑 出：灯亮
探 讨 系 统 中 相 关 要 素 的 关 系
相关表法
❖ PERT法
（Program Evaluation and Review Technique）
❖ 在一定的环境条件下，人机系统包括人和机两个基本组成部分， 它们互相联系构成一个整体。下图为人机系统的模型。该图表明， 人机之间存在着信息环路，人机互相联系。这个系统能否正常工 作，取决于信息传递过程能否持续有效地进行。
❖ 人机系统设计主要解决的基本问题
1 人和机之间的分工 2 人机结合的形式 3 人机系统中，人使用的工具和机械 4 人机系统的评价
❖ 演绎法、归纳法
二 优化设计
❖ 在满足给定的条件下，设计出最佳的方案（合 理的参数、优越的性能、较低的成本……）
❖实验优化法 ❖数学优化法 ❖专家系统优化法 ❖模糊优化法
优化设计的方法
三 可靠性设计
❖ 可靠性是指系统的元素、部件等在规定的条件、 时间内能够正常工作的概率。
❖ 影响可靠性的因素 1 规定的功能 2 工作条件和外界的干扰 3 组成系统的结构和元件的质量
第四章 系统论设计思想和方法
ຫໍສະໝຸດ Baidu
第一节 系统论概述
❖什么是系统？ 由相互联系、相互作用的事物构成的，具有特定 功能的有序的集合体。 1）多个事物的集合体 2）构成元素互相作用、相互依存 3）某一事物是否是系统不是绝对的 4）一个系统包含子系统，子系统又包含子系统。
❖系统的三要素
输
系统
输
入
出
（转换）
❖系统的特点
❖ 人工系统 ❖ 机械系统 ❖ 全自动系统
1 人机系统的分工
❖ 在人机系统中，为了充分发挥人与机器各自的特 长，互补所短，恰当地分配人机任务，以达到人 机系统整体的最佳效能与总体功能。
第二节 系统论设计思想和方法
❖ 系统设计思想 从系统的观点出发，始终着重于从整体与部分之 间；整体对象与外部环境之间的相互联系、相互 作用、相互制约的关系中，综合地精确地考察对 象，以达到最佳处理问题的一种方法。其显著的 特征是整体性、综合性、最优性。
❖ 整体性 系统论思想的出发点。从事物的整体出发，着眼 于总体的利益，不能局限于个别子系统。
箭头线: 表示作业的过程，需要花费时间和 资源
虚箭头线：两个节点得先后顺序，无实际作 业，不需要花费时间和资源
❖ 规则： 1）箭头由左向右 2）节点编号由左向右增大，可以跳号，不 可以重复 3）符合实际的工作程序
❖ 步骤： 1）制定设计项目和整体计划 2）分析确定作业项目 3）构造结构网络 4）计算日程 5）配置资源 6）预算
1958年，美国海军特殊设计局（SPO),2个 月的时间里发明了PERT法，应用于波拉里斯舰 队计划，即原子能潜艇和中距离导弹的开发上。 运用PERT法，工期缩短了2年。为此，国防部 规定，所有的设计项目都采用这种方法。后来， 在民间企业中推广。
PERT法
❖ 基本图示符号： 圆圈: 一个事件的终了或者一个事件的开 始节点
❖奥地利生物学家 L.V.贝塔朗菲 （L.Von.Bertalanffy）创立的。他的论文 《关于一般系统论》，1945年发表，他的 理论到1948年在美国再次讲授“一般系统 论”时，才得到学术界的重视。确立这门科 学学术地位的是1968年贝塔朗菲发表的专著： 《一般系统理论——基础、发展和应用》该 书被公认为是这门学科的代表作。
四 人机系统设计
❖ 人机系统：人机系统作为一个完整的概念，表达了 人机系统设计的对象和范围，从而建立解决劳动主 体和劳动工具之间矛盾的理论和方法。系统中的人 是主要研究对象，但又并非孤立地研究人，它同时 研究系统的其他组成部分，并根据人的特性和能力 来设计和改造系统。
❖ 人机系统设计：人机系统设计是在环境因素适应的 条件下，重点解决系统中人的效能、安全、身心健 康及人机匹配优化的问题。
因果分析法
❖分析各个因素的相互关系以及影响，构建因果分 析图（鱼骨图） 1）确定问题的要点、分析的项目 2） 分析出大的原因 3）找出中、小原因 4）对关键的原因作出标记，进一步研究
第四节 系统论思想在工业设计中的应用
一 设计资料的分类 1）分析事物的性质，比较资料的异同 2）研究资料之间的关系，确定分类的标准 3）将相同相似的资料归类，整理为资料系统。