系统设计方法

出处：按学科分类—工业技术 企业管理出版社《工程师手册》第253页（1413字）

1．系统设计构思

系统设计，是按所要求的目标或目的，运用最优化的方法建立一个最佳系统的过程。但在具体设计时，因为系统是由非常多的部分(要素或子系统)所组成，且往往具有复杂的结构；其影响面也大，目的和评价也要从多方面考虑，而作为要素，多数也将人包括在内，即使不包括，也必须考虑对环境造成的影响。因此，采用了外部设计和内部设计的思考方法，即在设计时要同时考虑直接对象及其周围的环境(社会等)，以便正确处理上述问题。前者称为内部系统，后者称为外部系统。两者之间必然又有联系又互为影响。内部设计必须满足外部系统对内部系统的作用(也称它为输入)，如用户对系统的要求(功能，经费，工期，尺寸等)和制约条件(环境，资金，材料，信息，技术，法律等)。内部系统对外部系统的作用(也称它为输入)，就是指在系统完成后社会上所受到的变化，包括从系统受到的利益和损害对其它系统的影响以及所波及的效果等。将内部系统和外部系统合在一起，称之为全系统。依据要实现的目标，应满足哪些要求，从所有的角度来探讨这些问题，这样，无论设计什么系统，如果能明确它在全系统中应起的作用，以及该全系统的使用目的和在什么环境下使用，就一定会设计出最佳系统。

2．系统的分解与综合

系统的分解，是将具有比较密切的结合关系的要素分组化。对整体来说，是归纳出相对独立，层次不同的子系统。综合，就是完成新系统的实践过程。系统的分解与综合，是系统设计的重要方法之一。不论多么大而复杂的子系统，如果分解为适当的若干子系统，就能以以往的经验和知识予以处理。然后，将这些子系统的特征和性能标准化，存入计算机或形成设计者的知识，以便于系统的设计。

系统的分解，依其目的和要求的不同，可按如下方法进行：

(1)按结构要素分。如船舶可分解为船体、发动机和装备索具等进行设计。

(2)按功能要求分。如设计系列产品系统，就可依功能要求(如温度、速度、范围等)分解后分别设计。

(3)按时间序列分。如设计系统的研制规划和顺序，就是从时间方面或信息方面来分解系统。

(4)按空间可进行平面分解和多级分解。

对系统设计来说，分解的概念是十分重要的，它直接影响系统设计的效果和周期。为此，必须遵守下列原则：

(1)分解要便于以后综合。如子系统数为n，则综合的方法就有2^n(n－1)／2种。如果分得太细，就很难得最佳综合。反之，如n小，综合虽然简单，但对子系统本身的定量处理就变得较为困难。

(2)要选择子系统间相互关系薄弱处分解。如果子系统间完全没有关系，可将该子系统作为独立单元，并进行个别处理。

(3)保持子系统间相互关系和子系统与整体间的关系完整。这样的关系可用图的形式给出。