3.3.1 优化系统设计的方案 课件-2021-2022学年高中通用技术苏教版（2019）必修《技术与设计2》

第三节 系统设计的优化与实现 任务一 优化系统设计的方案 系统设计的实现是在系统设计分析的基础上，对所提出的多个方案进行比较、权衡和优化，最终形成满足预定目标的最佳系统及其物化的过程。 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得最大的利润，在最短的工期内完成最多的工程量，以最少的能耗生产最多的产品，在单位面积上尽可能提高农业产量等。 不同的地区，提高农作物产量的措施有所不同。例如，在新疆地区，在瓜田的沟壑里套种甜菜；在葡萄架下套种黄豆；4~6月种植60天成熟的四季豆；清田后，8月开始种冬萝卜或者冬白菜，11月收获等。 农作物种植系统的优化——农业间作套种。 目的：实现增产、增收、提高土地的利用率。 条件：农作物的生长特性、天气、气候。 手段：利用农作物生长的季节差、时间差。 约束条件：农作物的生长特征、天气、气候等因素对农作物套种起着限制作用，是不能人为调节的。 套种的技术水平、田间管理、病虫害防治对增产增收有直接影响，并可以人为调节，可优化。 1、系统优化的概念 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，使系统的目标值达到最大化（或最小化）。不同的目标，对应着不同的优化结果。 上例中，优化的目标是增产增收和提高土地的利用率，这一目标与土地的单位面积农作物收益总和之间的关系就称为目标函数。 目标函数是系统目标与系统中的某些元素之间的关系。 农作物的生长特性、天气、气候等因素对作物套种起到限制作用，并且是不能人为调节的，称为约束条件。 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。 套种的技术水平、套种的田间管理、病虫害防治等对套种的产量产值有直接影响，这些是增产增收的影响因素。 影响系统优化的因素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。 目标函数： 约束条件： 影响因素： 目标与收益总和之间的关系 对目标函数起限制作用，不能人为调节 产生影响，可人为调节。 进行系统优化应考虑的三个要素 利润问题 目标：家具销售获取最大利润 约束条件：材料、劳动力、合同 影响因素：每周生产桌子数量x1、椅子数量x2 。（决策变量） 三个要素 目标函数：Smax=50x1+60 x2 约束条件：4x1+6 x2≤600（材料）