農(nóng)業(yè)工程系統(tǒng)論設(shè)計思想和方法研究

杜 海 梅

(山西農(nóng)業(yè)規(guī)劃設(shè)計研究院，山西 太原 030001)

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農(nóng)業(yè)工程系統(tǒng)論設(shè)計思想和方法研究

杜 海 梅

(山西農(nóng)業(yè)規(guī)劃設(shè)計研究院，山西 太原 030001)

介紹了農(nóng)業(yè)工程系統(tǒng)論的概念和基本思想，分析了農(nóng)業(yè)工程設(shè)計中系統(tǒng)分析和系統(tǒng)綜合的關(guān)系，并探討了農(nóng)業(yè)工程設(shè)計中的系統(tǒng)優(yōu)化措施，使農(nóng)業(yè)工程的設(shè)計過程更加高效、科學(xué)、規(guī)范。

農(nóng)業(yè)工程設(shè)計，系統(tǒng)論，系統(tǒng)優(yōu)化

0 引言

隨著我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟形勢持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，農(nóng)業(yè)工程項目的發(fā)展進入一個以現(xiàn)代化技術(shù)裝備為基礎(chǔ)，涵蓋農(nóng)業(yè)、工業(yè)、休閑觀光旅游業(yè)等多領(lǐng)域、多學(xué)科的系統(tǒng)工程項目，農(nóng)業(yè)工程設(shè)計正在以現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)園區(qū)的建設(shè)為主要設(shè)計任務(wù)，它集中了現(xiàn)代化設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、規(guī)?；竽琉B(yǎng)殖、沼氣生產(chǎn)、農(nóng)副產(chǎn)品加工、物流、農(nóng)業(yè)實訓(xùn)基地、農(nóng)業(yè)觀光采摘園、農(nóng)業(yè)科研開發(fā)等多元素、多變量、多功能的技術(shù)要求，現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)園區(qū)的建設(shè)集中了農(nóng)產(chǎn)品科研開發(fā)、生產(chǎn)、銷售等多領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)、工業(yè)化裝備、現(xiàn)代化信息管理，成為現(xiàn)代化、規(guī)?；r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要基地。 作為農(nóng)業(yè)建筑工程師系統(tǒng)地研究現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)工程的設(shè)計過程，對現(xiàn)代化園區(qū)的建設(shè)具有十分重要的意義。然而由于我國農(nóng)業(yè)建筑工程師長期以來一直處于設(shè)計行業(yè)的弱勢，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范不夠完善，所掌握的技術(shù)領(lǐng)域、技術(shù)手段分散、不系統(tǒng)，計算機制圖設(shè)計又使部分設(shè)計簡單復(fù)制、模仿，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)工程設(shè)計質(zhì)量不高，附加值低下。因此掌握系統(tǒng)論設(shè)計思想和方法顯得極為迫切。

1 一般系統(tǒng)論的概念和基本思想

系統(tǒng)論是研究系統(tǒng)的一般模式、結(jié)構(gòu)和規(guī)律的學(xué)科。通常把系統(tǒng)定義為：由若干要素以一定結(jié)構(gòu)形式聯(lián)結(jié)構(gòu)成的具有某種功能的有機整體。在這個定義中包括了系統(tǒng)、要素、結(jié)構(gòu)、功能4個概念。系統(tǒng)論的基本思想方法，就是把所研究和處理的對象，當(dāng)作一個系統(tǒng)，分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，研究系統(tǒng)、要素、環(huán)境三者之間的互動關(guān)系和規(guī)律性，以實現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)化。把系統(tǒng)論應(yīng)用在農(nóng)業(yè)工程設(shè)計的概念中，源于農(nóng)業(yè)工程項目在設(shè)計的過程中，更多的融合了農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、現(xiàn)代化技術(shù)裝備的不斷進步和發(fā)展，更多的綜合了生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境要求，特別是近年來都市農(nóng)業(yè)、休閑農(nóng)業(yè)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)和以農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)為基礎(chǔ)的旅游業(yè)及農(nóng)莊概念的提出，把一個嶄新的、形式紛呈的農(nóng)業(yè)工程項目設(shè)計展現(xiàn)在工程設(shè)計人員的面前。工程設(shè)計人員只有努力學(xué)習(xí)，與時俱進，才能更加從容地面對農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)發(fā)展新的要求。

應(yīng)用系統(tǒng)論科學(xué)，將使設(shè)計思維方式發(fā)生深刻的改變。系統(tǒng)論的核心思想是系統(tǒng)的整體觀念，它反其道而行之，并不是一開始就想方設(shè)法靠近事物去解剖事物的各條脈絡(luò)，而是采取后退遠觀的姿態(tài)，以獲得對事物的整體概念，并看清楚事物內(nèi)外各要素之間的相互關(guān)系，以把握全局的心態(tài)再去接近具體問題。這樣一個以退為進的思想方法，是全面認(rèn)識事物的有效手段。

2 農(nóng)業(yè)工程設(shè)計是一個系統(tǒng)工程

我國20世紀(jì)70年代末興起的農(nóng)業(yè)工程設(shè)計以工業(yè)設(shè)計理論為平臺，以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)為基礎(chǔ)，參照工業(yè)和民用建筑技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，是一個真正意義上的邊緣綜合性學(xué)科，是一個典型的系統(tǒng)工程。

農(nóng)業(yè)工程設(shè)計以為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供可控、適宜環(huán)境的現(xiàn)代化技術(shù)裝備為基礎(chǔ)，以為社會提供現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)手段和優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品為目的。從宏觀上看，是一個以“人—機—環(huán)境—社會”為循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)調(diào)系統(tǒng)，每個領(lǐng)域內(nèi)又涉及多個方面和多種元素，這些元素互相聯(lián)系，互相制約組成一個有序的整體。從不同的層次、空間和時間的視角來講，又可分為多個子系統(tǒng)，比如：設(shè)計準(zhǔn)則系統(tǒng)、設(shè)計程序系統(tǒng)、設(shè)計管理系統(tǒng)、設(shè)計綜合評價系統(tǒng)等。從微觀的技術(shù)層面上分析不同的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)功能組合、不同地域、不同建設(shè)地點的自然環(huán)境分析系統(tǒng)、荷載組合分析系統(tǒng)、技術(shù)參數(shù)分析系統(tǒng)、主體結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)、環(huán)境自動控制系統(tǒng)、建設(shè)投資預(yù)算分析系統(tǒng)、運營系統(tǒng)的建立和維護系統(tǒng)等。每個系統(tǒng)又由多個更細(xì)化的系統(tǒng)組成，需要分析更多變量和更多元素，農(nóng)業(yè)工程設(shè)計是一個多層次多元素的大系統(tǒng)，設(shè)計師必須用系統(tǒng)的思想方法，從系統(tǒng)的整體性，各子系統(tǒng)和功能元素的相互關(guān)系和相互影響上綜合地研究設(shè)計問題，以期為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更加科學(xué)合理的設(shè)計產(chǎn)品。

3 農(nóng)業(yè)工程設(shè)計中系統(tǒng)分析和綜合

3.1 農(nóng)業(yè)工程設(shè)計系統(tǒng)分析和綜合的關(guān)系

我們在進行具體的設(shè)計時，首先應(yīng)用系統(tǒng)論的思想和方法，制定一個設(shè)計流程和開發(fā)流程(見表1，表2)，盡管每個項目的實施流程各不相同，但其設(shè)計原則和主要程序是一致的。

對于存在地形條件比較復(fù)雜的、自然條件比較極端、功能要求科學(xué)化、設(shè)計內(nèi)容非單一功能要求的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)工程設(shè)計建設(shè)項目來說，系統(tǒng)分析更是不可缺少的一個環(huán)節(jié)。

農(nóng)業(yè)工程設(shè)計系統(tǒng)化，主要有系統(tǒng)分析和系統(tǒng)綜合兩個方面。系統(tǒng)分析是系統(tǒng)綜合的前提，系統(tǒng)綜合是系統(tǒng)分析的目的，可通過圖1來理解兩者的關(guān)系。

在進行農(nóng)業(yè)工程設(shè)計時，對于設(shè)計人員來講每個項目都包含著不同學(xué)科的新技術(shù)、新問題。但是掌握了設(shè)計系統(tǒng)分析和綜合的基本過程，也就是掌握了設(shè)計的戰(zhàn)略高度，當(dāng)你深入研究每個項目的技術(shù)工藝，技術(shù)要點和技術(shù)路線，結(jié)合相應(yīng)的規(guī)范要求并分析它們之間的相互關(guān)系，相互影響，通過分析，抓住設(shè)計問題的關(guān)鍵，把不同領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為工程語言，明確設(shè)計任務(wù)和目標(biāo)。

3.2 農(nóng)業(yè)工程設(shè)計系統(tǒng)目標(biāo)的擬定

農(nóng)業(yè)工程設(shè)計系統(tǒng)分析和綜合是農(nóng)業(yè)工程設(shè)計的基本前提，

分析和綜合的目的在于設(shè)計確定一個明確的設(shè)計目標(biāo)，為所有農(nóng)業(yè)工程項目提供一個設(shè)計基準(zhǔn)。系統(tǒng)目標(biāo)的擬定的具體步驟如圖2所示。

4 農(nóng)業(yè)工程設(shè)計中的系統(tǒng)優(yōu)化

農(nóng)業(yè)工程的優(yōu)化設(shè)計是設(shè)計過程的最關(guān)鍵步驟。最有效的、最常用的方法就是專家系統(tǒng)優(yōu)化法，這種方法能夠集中農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域里最優(yōu)秀的技術(shù)人員，他們掌握著不同領(lǐng)域的較為先進的技術(shù)和方法，能夠提出切實可行的意見和建議。但是一直以來這個優(yōu)化過程常常發(fā)生在項目設(shè)計完成后，進入實施階段前的審核過程，絕大多數(shù)設(shè)計人員對這個過程并不很重視。專家的意見和建議對設(shè)計過程優(yōu)化不能產(chǎn)生重大影響。優(yōu)化設(shè)計方法是貫穿項目的規(guī)劃、設(shè)計構(gòu)思、建設(shè)、技術(shù)裝配、使用和維修、改造直到完成使用周期的全過程，是全過程優(yōu)化，而不是局部優(yōu)化，否則會造成因某一緩解的劣化而導(dǎo)致整個設(shè)計的失誤。

5 結(jié)語

農(nóng)業(yè)工程設(shè)計在建設(shè)行業(yè)處于比較弱勢的地位，行業(yè)主要領(lǐng)導(dǎo)也大多從事農(nóng)業(yè)或者畜牧業(yè)等，對農(nóng)業(yè)工程設(shè)計缺乏系統(tǒng)論的思想，這就要求農(nóng)業(yè)工程設(shè)計專業(yè)工程師要有更高的設(shè)計系統(tǒng)論思想，從戰(zhàn)略高度上整體把握，從技術(shù)細(xì)節(jié)上，從規(guī)范的掌握上，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)工程設(shè)計的系統(tǒng)分析、綜合和優(yōu)化。

當(dāng)前隨著農(nóng)村經(jīng)濟組織形式的合作化、規(guī)模化，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化，技術(shù)裝備的現(xiàn)代化，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)化，農(nóng)業(yè)工程設(shè)計所涉及的功能要素日趨復(fù)雜和多元化，簡單模仿和復(fù)制已經(jīng)不適應(yīng)農(nóng)業(yè)工程建設(shè)項目的需要。需要從農(nóng)業(yè)工程設(shè)計的自身規(guī)律出發(fā)，用系統(tǒng)論的思想和方法為指導(dǎo)，科學(xué)合理貫穿設(shè)計始終?？茖W(xué)和經(jīng)驗相結(jié)合。只有這樣才能使農(nóng)業(yè)工程設(shè)計過程更加高效，科學(xué)合理和規(guī)范，農(nóng)業(yè)工程師才能更好的為中國農(nóng)業(yè)工程建設(shè)服務(wù)。

[1] 王連成.工程系統(tǒng)論[M].北京：中國宇航出版社，2002.

[2] 簡召全.工業(yè)設(shè)計方法學(xué)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2011.

[3] 張福昌.設(shè)計概論[M].合肥：合肥工業(yè)大學(xué)出版社，2011.

Agricultural engineering design of the system on the design ideas and methods

Du Haimei

(ShanxiAcademyofAgriculturalPlanningandDesign，Taiyuan030001,China)

The paper introduces the concept and basic thoughts of the agricultural engineering system theory, analyzes the relationship between the systematic analysis and systematic integration in the agricultural engineering design, and explores the system optimal measures in the agricultural engineering design, so as to make the design process of the agricultural engineering more effective, scientific and regular.

agricultural engineering design, system theory, systematic optimization

1009-6825(2016)26-0017-02

2016-07-09

杜海梅(1964- )，女，高級工程師

TU262

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