3.3任务一: 优化系统设计的方案课件-2024-2025学年苏教版（2019）高中通用技术必修二

任务一 优化系统设计的方案 1 走进情境：停车场系统问题 2 走进情境：停车场系统问题 马路 非机动车道 侧边道路 绿化带 墙 3 走进情境：停车场系统问题 4 走进情境：停车场系统问题 5 知识讲解：改造→优化 系统的优化是指在给定的条件（或约束条件下），根据系统优化的目标，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）。 1 优化目标 3 影响因素 （对优化目标有影响，可以人为调节） （不能人为调节） 缓解停车场出入口的拥堵现象 出入口的数量和位置、驾驶员是否收到提示信息等 整个停车场的面积、两侧商铺的位置、周边道路的情况等 2 约束条件 6 系统的优化是指在给定的条件（或约束条件下），根据系统优化的目标，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）。 可用于确立目标函数 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 起限制作用， 并且是不能人为调节的因素 1 优化目标 3 影响因素 2 约束条件 知识讲解：改造→优化 7 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20h的工时，制作一把椅子需6m2木板及18h的工时；每周能使用的木材板料是600㎡，可利用的工时是400h;每张桌子的利润是50元，每把椅子的利润是60元。按合同每周至少要交付8张桌子和5把椅子，并假定所有产品都能够销售出去。那么，该厂每周生产桌子和椅子的数量分别为多少时，获得的利润最大？ 案例分析：利润问题 优化目标 设x1为每周生产桌子数，x2为每周生产椅子数，则 约束条件 目标函数：S=50x1+60x2 ① 4x1+6x2≤600（材料） ② 20x1+18x2≤400（工时） ③ x1≥8且x2≥5（合同） ④ 决策变量 影响优化的因素 x1、x2 8 数学模型 最优解 满意解 估算、试验 完善、验证 知识讲解：系统优化方案 9 方案1 马上行动：校园雨水的收集与利用系统的优化 屋面雨水 收集子系统 一楼供水 子系统 自来水补 水子系统 雨水净化与 储存子系统 溢水 子系统 雨水 不足 供水 雨水 过多 雨水 观赏水池 三楼供水 子系统 四楼供水 子系统 二楼供水 子系统 地面雨水 收集子系统 自来水补 水子系统 雨水净化与 储存子系统 溢水 子系统 雨水 不足 供水 雨水 过多 雨水 观赏水池 绿地2 绿地1 绿地3 10 马上行动：校园雨水的收集与利用系统的优化 屋面雨水 收集子系统 地面雨水 收集子系统 观赏水池 供水子系统 绿地供水 子系统 楼房供水 子系统 自来水补 水子系统 中水处理 子系统 溢水子系统 雨水不足 供水 雨水过多 雨水 方案2 11 马上行动：校园雨水的收集与利用系统的优化 屋面雨水 收集子系统 地面雨水 收集子系统 观赏水池 供水子系统 绿地供水 子系统 楼房供水 子系统 自来水补 水子系统 中水处理 子系统 溢水子系统 雨水不足 供水 雨水过多 雨水 水力发电 子系统 方案3 12 马上行动：校园雨水的收集与利用系统的优化 方案 优点 缺点 方案1 方案2 方案3 13 马上行动：校园雨水的收集与利用系统的优化 优点 缺点 简单易行 投入两套子系统，重复建设 两个系统独立运行 各自发挥功能 不能相互补水 成本较高 方案1 14 马上行动：校园雨水的收集与利用系统的优化 优点 缺点 统一处理、调配使用 附加设施把低处的水泵到高处 两个系统共同收集雨水 中水处理系统 方案2 15 马上行动：校园雨水的收集与利用系统的优化 优点 效益最大化 水力发电子系统 发电、供水 缺点 把地面水泵到高处 方案3 16 马上行动：校园雨水的收集与利用系统的优化 17 屋面雨水 收集子系统 地面雨水 收集子系统 观赏水池 供水子系统 绿地供水 子系统 楼房供水 子系统 自来水补 水子系统 中水处理 子系统 溢水子系统 太阳能发 电子系统 水泵 雨水 雨水不足 供水 雨水过多 马上行动：校园雨水的收集与利用系统的优化 18 可以人为调节 课堂小结 系统优化方案 系统的优化 约束条件 影响因素 不能人为调节 数学模型 满意解 估算、试验 最优解 完善、验证 19 作业练习 1.美国阿拉斯加原油运输问题，思考：请用系统的框图模型分别表达教材中四种不同的运输方案，并通过系统分析，说一说哪种方案更加合适，谈谈你的观点。 2.有人说：“系统的优化，不能简单地把各方案中的优点集中在一个方案中，这样做往往会适得其反。”如何理解这句话？ 20 新录音 8 com.apple.VoiceMemos (iPhone Version 16.3 (Build 20D47)) 新录音 10 com.apple.VoiceMemos (iPhone Version 16.3 (Build 20D47)) 新录音 11 com.apple.VoiceMemos (iPhone Version 16.3 (Build 20D47)) $$