【正文】 輸出關系來表示。 整體與部分相對應，整體是各個部分綜合的產物。有的要素處于 中心地位 ，支配和決定著整個系統(tǒng)的行為，它們是 中心要素 ；還有一些要素處于 非中心、被支配 的位置，它們則屬于 非中心要素 。 在構成系統(tǒng)時，各種要素要形成一定的結構。系統(tǒng)的非中心要素中，有一些質量差的要素，但只要協(xié)調的好，就可以形成優(yōu)異的結構，從而形成質量較好的系統(tǒng)。 系統(tǒng)的性質除了決定于要素外，還決定于 聯(lián)系各要素之間的結構 ，結構的好壞直接是由要素之間的協(xié)調作用體現(xiàn)出來的。 系統(tǒng)的性質是由要素來決定的 ，有什么樣的要素就會有什么樣的系統(tǒng)。 系統(tǒng)的整體性可以表現(xiàn)為以下 3各方面： ① 判斷一個系統(tǒng)的優(yōu)劣，最終是看系統(tǒng)的整體功能如何 。 系統(tǒng)的可 綜合性 ： 系統(tǒng)具有 6個特性： 整體性、相關性（結構性和開放性）、動態(tài)性、層次性、目的性和環(huán)境適應性 。當然子系統(tǒng)還可能是由若干個更小的子系統(tǒng)組成的。由兩個或者兩個以上的要素組成的具有一定結構和功能的整體都可以看成是一個系統(tǒng)。大多數系統(tǒng)是自然系統(tǒng)與人工系統(tǒng)的復合系統(tǒng)。 輸出 ：通過邊界進入到環(huán)境的事物。 功能表明系統(tǒng)需要與環(huán)境發(fā)生關系。 （ 3） 邊界 ：系統(tǒng)所包含的要素的界限，結構表明須有確定邊界。 （ 2） 結構 ：系統(tǒng)各個要素相對穩(wěn)定的相互聯(lián)系、相互作用的方式。 系統(tǒng)包含了以下 6個基本概念： （ 1） 要素 ：又稱元素。 系統(tǒng)（ System）定義： 系統(tǒng)： 由相互之間有機聯(lián)系的要素組成，具有特定功能的整體。 系統(tǒng)思想 辯證唯物主義 運籌學 、 控制論 、 工程學 、 社會學 系統(tǒng)工程學 哲學思想 科學研究方法 實踐內容 1994年我國 《 系統(tǒng)科學大辭典 》 的系統(tǒng)（ System）定義： 系統(tǒng)是 由相互聯(lián)系、相互作用的要素組成的具有一定結構和功能的有機整體。 圖 13 都江堰 現(xiàn)代科學技術對于系統(tǒng)思想的發(fā)展有著重大的貢獻。將魚嘴分洪、寶瓶口引水、飛砂堰分洪排沙合三為一，具有灌溉、防洪、引水、排沙、航運、信息反饋等功能。 具有防御 、 通訊和保護交通的功能 ， 從 工程計算 、 建筑材料到施工管理均體現(xiàn)了系統(tǒng)思想 。 始建于公元前 7世紀楚國 ， 秦始皇 （ 公元前 221前 210） 時期有 30萬人連接了各國長城 ， 明代 （ 13681644） 萬歷年間又大規(guī)模修筑 。這些學說都把宇宙看作一個整體。 《 易經 》 試圖用 陰陽五行八卦論來說明統(tǒng)一的世界，或把五行（金木水火土）作為構成萬物的基本要素，或把八卦（從自然界中找出的 8種事物：天地雷風水火山澤）看作萬物之源。人類為了科學把握和研究某一事物，除了必須分析和研究該事物的特性和發(fā)展規(guī)律外，還必須研究和分析與該事物相關的事物之間的聯(lián)系和作用，這樣就形成了“系統(tǒng)”的概念。 “ 系統(tǒng)”這一概念來源于社會實踐，它不是人們憑空想象出來的，而是在人類長期的社會實踐中總結出來的 。 第一章 緒論 第一節(jié) 機械與機械系統(tǒng) 輸出 輸入 驅動 控制 變速 轉向 制動 支架 轉 動 自行車系統(tǒng) 一、系統(tǒng)的概念 系統(tǒng)的概念非常廣泛，可以舉出許多的例子。 三、 《 機械設計 》 課程不能代替 《 機械系統(tǒng)設計 》 四、 《 機械系統(tǒng)設計 》 屬現(xiàn)代設計方法 在進行內部系統(tǒng)設計時，傳統(tǒng)的設計方法，以改善零部件的特性為重點，對零部件的相互作用和影響重視不足 ，會出現(xiàn)設計良好的零部件組裝起來的機械產品技術性能和經濟效益不好的情況。 《 機械系統(tǒng)設計 》 是系統(tǒng)工程學在機械設計方面的分支 ，屬于現(xiàn)代設計方法。而 《 機械系統(tǒng)設計 》 從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，對機械系統(tǒng)的組成和設計進行分析，介紹機械系統(tǒng)的主要組成部分的設計方法和原理。經過近十年的發(fā)展，該課程對學生的就業(yè)起到了一定的作用。 開設 《 機械系統(tǒng)設計 》 課程的重要性和必要性 一、 《 機械系統(tǒng)設計 》 是機械設計制造及自動化專業(yè)的主干必修課之一 通過本課程的學習，使學生能從 整機的角度和系統(tǒng)的觀點 了解一般機械產品設計的規(guī)律和特點，擴大機械結構知識，增強機械設計能力，掌握機械產品設計的基本方法和技術，并結合課程設計和實驗等實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生具有開發(fā)設計性能良好的和有競爭力的機械產品的初步技能 。 把機器作為一個機械系統(tǒng)來加以研究 ，這也是 《 機械系統(tǒng)設計 》 這門課程的研究目的和方法。 例如，減速器的潤滑，軸承需要潤滑、傳動件需要潤滑，若潤滑不好就會干摩擦；若密封不好，潤滑油會外泄，外面雜質會進入內部等。 因為機器是由許多零部件有機結合而組成的，它可以分成許多組成部分： 原動部分 傳動部分 執(zhí)行部分 輔助裝置（如潤滑裝置、顯示及照明裝置） 操縱和控制裝置 組成機器的各個部分協(xié)調工作才能夠完成機器的功能。最終在機械設計課程設計中我們設計了減速器，為機械系統(tǒng)設計打下了基礎。 設計計算、結構設計和制圖技能、實驗技能、編制技術文件技能和 CAD應用技能等。 機械設計的一般知識、機械零件的主要類型、性能、結構特點、應用、材料和標準等。第一章 緒論 《 機械原理 》 、 《 機械設計 》 、 《 機械系統(tǒng)設計 》 的關系 《 機械原理 》 是研究各種機械的 組成原理 、機器中常用 機構的運動及動力性能分析與設計 、 機器動力學 等問題的一門主干技術基礎課。 《 機械設計 》 主要是 研究 通用機械零 (部 )件設計和選用方面的 基本知識、基本理論和基本方法 。 機械設計的基本原則、機械零件的失效形式、工作能力計算準則、受力分析、應力分析和提高零件強度的措施。 通過學習機械設計，達到了可以設計通用聯(lián)接零部件、傳動零部件和設計簡單機械裝置的目的。 學習完 《 機械設計 》 課程以后，同學們肯定會想 我們能設計出一臺真正的機器嗎 ？通過分析，大家就會發(fā)現(xiàn)，搞清楚通用零部件、機械傳動裝置和簡單機械的設計理論和設計方法，并 不等于已經具備設計機器的能力 。 孤立地看待機器的各個組成部分，片面地追求零部件的優(yōu)秀，看不到零部件之間以及各個組成部分相互之間的作用和關系，就會導致 優(yōu)質的零部件組裝不出性能良好的機器 。 所以光是把傳動件、軸承等設計得很好是不夠的。 設計過程中，必須 把機器看成是各個部分和所有零部件之間相互關系和相互作用的整體 ，以 系統(tǒng)優(yōu)秀為最終目標 ，這樣才能設計出性能良好的機器。 二、開設 《 機械系統(tǒng)設計 》 是教育改革的成果 在機械設計制造及自動化專業(yè)代替各種機械專業(yè)，成為了機械類的主干專業(yè)后，以講述方案設計和總體設計，載荷特性和動力機選擇，執(zhí)行系統(tǒng)設計，傳動系統(tǒng)設計，操縱系統(tǒng)設計，控制系統(tǒng)設計及基礎設計為主要內容的《 機械系統(tǒng)設計 》 出現(xiàn)了。 《 機械設計 》 課程以 通用機械零部件和機械傳動裝置 為研究對象，不涉及到 機械系統(tǒng)的設計 ，也就是說， 不能解決整機設計的問題 。學習該課程后，學生具有較為寬廣的知識和視野，有較強的工作適應能力，有從事機械設計的基礎知識和基本技能，有對機械設計中的具體技術問題進行分析和設計的能力，還具有進行整機設計的初步能力。傳統(tǒng)的機械設計方法偏重內部系統(tǒng)設計， 對外部系統(tǒng)和內部系統(tǒng)的相互作用和影響重視不足 ，會出現(xiàn)設計良好的機械產品，在外部環(huán)境下使用，技術性能和經濟效益不好的情況。 機械系統(tǒng)設計方法強調 以系統(tǒng)的觀點進行設計 ，既重視內部系統(tǒng)的設計，又重視內部系統(tǒng)與外部系統(tǒng)的相互作用和影響；既重視零部件的設計，又重視零部件之間的相互協(xié)調和配合。在學校里，宿舍、班級、年級、學院、學校都是系統(tǒng)；在機械領域里，各種機械、機器、機組也是系統(tǒng)；在更大的范圍里，生物界、自然界、社會的各個階層也可以看成是系統(tǒng)。社會中的事物是復雜的，各事物之間是相互聯(lián)系和相互作用的。 圖 11 伏羲古太極圖 伏羲古太極圖 蘊涵了古代中國人的系統(tǒng)思想。戰(zhàn)國時的子思、孟子提出了 “天人合一”的思想 。 古希臘思想家亞里士多德提出了著名論點 “整體大于它的各部分的總和” 。 全長 6700公里 ， 是世界上最長的城墻建筑 。 圖 12 萬里長城 建于公元前 256前 251年，是世界上歷史最長的無壩引水工程。在 規(guī)劃、設計、施工、維護等方面都體現(xiàn)了系統(tǒng)思想 。系統(tǒng)思想從許多現(xiàn)代科學技術中吸取了營養(yǎng)和精華：從辯證唯物主義那里吸取了豐富的哲學思想；從運籌學、控制論、工程學、社會學那里獲得了科學研究的方法；通過系統(tǒng)工程學充實了豐富的實踐內容。 1986至 1998年汪應洛院士給出的系統(tǒng)定義： 系統(tǒng)是具有特定功能的、相互間具有有機聯(lián)系的許多要素構成的一個整體 。 系統(tǒng)特點： ① 系統(tǒng)由要素組成； ② 組成系統(tǒng)的要素之間是有機聯(lián)系的； ③ 系統(tǒng)應具有特定的功能。是系統(tǒng)的組成部分，又稱為子系統(tǒng)。 （ 5） 功能 ：系統(tǒng)整體在內部與外部的聯(lián)系中表現(xiàn)的作用和能力。 （ 4） 環(huán)境 ：存在于系統(tǒng)外與系統(tǒng)發(fā)生作用的各種因素的總體。 （ 6） 輸入 ：通過邊界進入到系統(tǒng)的事物。 劃分依據 系統(tǒng)類型 實例 系統(tǒng)起源 自然系統(tǒng) Natural systems 海洋系統(tǒng)，天體系統(tǒng)，生物系統(tǒng) 人工系統(tǒng) Artificial systems 工程系統(tǒng)，社會系統(tǒng)，管理系統(tǒng) 要素性質 物質系統(tǒng) Physical systems 礦藏系統(tǒng)，生物系統(tǒng)，技術系統(tǒng) 概念系統(tǒng) Conceptual systems 法律系統(tǒng)，文學系統(tǒng)，藝術系統(tǒng) 與時間關系 動態(tài)系統(tǒng) Dynamic systems 氣象系統(tǒng)，生物系統(tǒng)，生產系統(tǒng) 靜態(tài)系統(tǒng) Static systems 建筑物，地圖 要素數量和結構 簡單系統(tǒng) Simple systems 原子系統(tǒng)，簡單工具 復雜系統(tǒng) Complex systems 生命系統(tǒng)，生產系統(tǒng)，社會系統(tǒng) 與外界的作用 孤立系統(tǒng) Island systems 宇宙飛船的密封倉 封閉系統(tǒng) Closed systems 外加磁 /電場中的磁 /電介質系統(tǒng) 開放系統(tǒng) Open systems 生命系統(tǒng)，經濟系統(tǒng)，社會系統(tǒng) 認識論 黑色系統(tǒng) Black systems 銀河系外遙遠星座，待設計產品 白色系統(tǒng) Whitening systems 可拆卸的機器，已解決的問題 灰色系統(tǒng) Grey systems 農業(yè)系統(tǒng)，人體系統(tǒng) 復合系統(tǒng) （ Compound systems）：幾種類型的系統(tǒng)互相重合和嵌套所組成的系統(tǒng)。 系統(tǒng)是可以 分解和綜合 的。 一個大的系統(tǒng)可以看成是若干個小的系統(tǒng) —子系統(tǒng)組成的。 系統(tǒng)的 可分性 ： 把一個大系統(tǒng)可以看成是若干個子系統(tǒng)按照一定的結構綜合而成的。 （ 1） 整體性 ：整體性是系統(tǒng)所具有的 最重要和最基本 的特性。 系統(tǒng)是由要素組成的，離開了要素就談不上系統(tǒng)。 系統(tǒng)的性質、功能和運動規(guī)律只有從整體上才能顯示出來。優(yōu)質的要素如果協(xié)調的不好，形成的結構可能不是最優(yōu)的，系統(tǒng)的整體功能也不會好。因此， 合理地選擇要素，處理好要素以及要素與系統(tǒng)之間的關系，對于系統(tǒng)的功能和性質是至關重要的 。在系統(tǒng)中，各要素處的地位不同，所起的作用也不相同。 ② 組成系統(tǒng)間的要素相互間必須有機地聯(lián)系 要素間有機聯(lián)系才能組成系統(tǒng)，而要素間的隨意組合，不能形成系統(tǒng)。 系統(tǒng)整體不等于部分和，表現(xiàn)出了系統(tǒng)的非加和性，即要素的相互作用具有非線性 。 （ 2） 相關性（ 包括結構性與開放性 ） ：組成系統(tǒng)的各個要素之間有機聯(lián)系、相互作用和相互影響所形成的特定關系就是相關性。 結構性又稱為系統(tǒng)內部的相關性 。 結構是功能的基礎，功能是結構的表現(xiàn)。 ?開放性 系統(tǒng)的開放性是指系統(tǒng)與環(huán)境發(fā)生交換關系的屬性。 環(huán)境選擇系統(tǒng)，系統(tǒng)也選擇環(huán)境。 輸入與輸出是表征系統(tǒng)開放性的兩個方面。開放性是在與環(huán)境的相互作用中實現(xiàn)的。 運動是系統(tǒng)的存在方式 。 系統(tǒng)的發(fā)展方式： 直線式、階段式、飛躍式和振蕩式 等。 系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在外界干擾和內部故障的作用下，能夠持續(xù)保持結構、功能和性質的恒定性和有序性。 系統(tǒng)抵抗干擾和故障以保存自身的屬性，又稱為整體穩(wěn)定性。 ② 由于系統(tǒng)的動態(tài)變化，就會出現(xiàn)這樣或那樣的時機可以利用。 ③ 要保持系統(tǒng)的穩(wěn)定有序狀態(tài)，必須 在動態(tài)中平衡系統(tǒng) 。 系統(tǒng)層次性的基本內容有 3點：