Особенности, характерные для конкретных процессов

В производственном комплексе каждая линия обработки может состоять не из одного станка - количество станков в каждой линии обработки может быть произвольным. Это обстоятельство приводит к необходимости установления в моделирующем алгоритме счетчика количества операций и логического оператора, проверяющего условие, что количество станков в одной линии обработки не больше заданного.

На том же принципе может быть построен моделирующий алгоритм для многоступенчатой сборки, когда изделие собирается из отдельных узлов, а каждый узел собирается из более мелких узлов и блоков и т.д., наконец, имеются узлы и блоки, которые собираются из отдельных деталей.

На первой ступени из отдельных деталей собираются узлы, а на второй ступени из узлов собираются изделия. Затем получаемые узлы представляются как отдельные детали, и полученный алгоритм приспосабливается для моделирования сборки изделия из отдельных узлов. Объединение таких алгоритмов и будет представлять собой моделирующий алгоритм для двухступенчатой сборки.

Аналогичным образом могут быть учтены и такие особенности производственного комплекса, как наличие параллельно работающих линий сборки или обработки – используются рассмотренные ранее моделирующие алгоритмы для каждой из параллельных линий, а для построения сводного алгоритма целесообразно воспользоваться приемами моделирования многоканальных или обобщенных систем массового обслуживания.

Основные блоки моделирующего алгоритма:

- моделирование собственно операции с учетом различных типов сбоев станка и соответствующего времени наладки и ремонта (с учетом случайных значений величин);

- обеспечение связи и синхронизации операции с другими актами производственного процесса (подача полуфабрикатов, регулирование операции и т.д.), а также управление самим процессом моделирования (фиксация и обработка результатов, переход к очередному полуфабрикату и т.д.). Эта часть алгоритма моделирует некоторую систему массового обслуживания.

Алгоритм управления операцией включается в общий моделирующий алгоритм в виде подалгоритма, учитывающего, при необходимости, надежность функционирования управляющих устройств.

Моделирующий алгоритм состоит из двух частей:

- моделирование собственно операции с учетом различных типов сбоев станка и соответствующего времени наладки и ремонта (с учетом случайных значений величин);

- обеспечение связи и синхронизации операции с другими актами производственного процесса (подача полуфабрикатов, регулирование операции и т.д.), а также управление самим процессом моделирования (фиксация и обработка результатов, переход к очередному полуфабрикату и т.д.). Эта часть алгоритма моделирует некоторую систему массового обслуживания.

Алгоритм управления операцией включается в общий моделирующий алгоритм в виде подалгоритма, учитывающего, при необходимости, надежность функционирования управляющих устройств.

Существуют задачи, для решения которых модели дискретных производственных процессов недостаточны, и весьма удобными схемами могли бы служить формальные схемы агрегатов и агрегативных систем.

Например, при моделировании и исследовании производственного процесса, имеющего дискретную часть, непрерывную часть и информационную систему управления. Для комплексного исследования такого производственного процесса в целом могут оказаться полезными математические схемы и методы моделирования агрегативных систем, так как не только дискретные производственные процессы, но и непрерывные, а также информационные системы являются частными случаями агрегативных систем.

9.3 Имитационное моделирование производственного процесса

Имитационное моделирование — это метод исследования, при котором изучаемая система заменяется моделью, с достаточной точностью описывающей реальную систему, с которой проводятся эксперименты с целью получения информации об этой системе. Экспериментирование с моделью называют имитацией (имитация — это постижение сути явления, не прибегая к экспериментам на реальном объекте).

К имитационному моделированию прибегают, когда необходимо сымитировать поведение системы во времени и невозможно построить аналитическую модель: в системе есть время, причинные связи, последствие, нелинейности, стохастические (случайные) переменные.

Имитационное моделирование — это частный случай математического моделирования.

При имитационном моделировании характерно воспроизведение явлений и процессов, описываемых математической моделью, с сохранением их логической структуры, последовательности чередования во времени, а иногда и физического содержания.

Реальный процесс и описывающий его моделирующий алгоритм должны быть близкими по составу и характеру информации, описывающей поведение реальной системы, и информации.

Логическая структура моделируемой системы адекватно отображается в модели, а процессы ее функционирования, динамика взаимодействия ее элементов воспроизводятся (имитируются) на модели. Поэтому построение имитационной модели включает структурный анализ моделируемой системы и разработку функциональной модели, отражающей динамические портреты моделируемой системы.

Достоинства имитационного моделирования применительно к промышленным объектам:

динамический характер отображения системы;

возможность учета случайных факторов и сложных зависимостей от них;

сравнительная простота введения модификаций в модель (поскольку ее структура аналогична функциональной и логической структурам системы);

возможность исследования системы на множестве модельных реализаций ее функционирования, т.е. проведения статистических экспериментов;

практически неограниченные возможности применения различных видов математического аппарата.

Имитация производственных процессов и хозяйственных решений позволяет выбрать наиболее приемлемые для различных условий внешней среды.

Моделирование производственного процесса состоит в имитации выполнения на элементах производства (оборудовании, участках) операций над продуктами (полуфабрикатами, заготовками, сырьем и т.д.) путем изменения вычисляемых значений соответствующих параметров элементов или продуктов. Значения некоторых параметров могут быть функциями времени. Элементы производства характеризуются, кроме того, состояниями (занят, исправен и т.д.). Передача продукта от одного элемента к другому моделируется передачей информации о его параметрах и изменением состояний элементов.

Каждый элемент производства отображается отдельной частью математической модели, т.е. общая модель разбивается на блоки, которые могут совпадать с частной математической моделью одной из подсистем технического объекта или моделью некоторого физического или технико-экономического расчета. Блоки связаны сравнительно небольшим числом передаваемых параметров. Обычно технический объект расчленяется на конечное число блоков, и каждый из них первоначально моделируется независимо от остальных.

Частные модели блоков затем связываются на основе фактической иерархии технического объекта.

Декомпозиция и связь блоков выполняются как в пространстве, так и во времени, и целиком зависят от задачи разработчика. При создании основ такой модели необходимо придерживаться следующего принципа: чем меньше количество элементов, с помощью которых можно для решения поставленной задачи описать действительность, тем совершеннее модель.

Типичные прикладные задачи, которые решаются методом имитационного моделирования: определение оптимальных заделов деталей и полуфабрикатов, оценка оптимальных объемов карманов и местных складов, определение узких мест, ограничивающих производительность оборудования, и другие.

В основе моделирования лежит учет различных возмущающих факторов: нарушение режима синхронизации (очереди полуфабрикатов, простои станков и т.д.), выход из строя элементов оборудования и их ремонт, периодическая наладка оборудования.

Применительно к имитационному моделировании математические модели можно классифицировать по следующим основным признакам.

• По характеру изменения состояний объекта:

- дискретные модели, в которых объект изменяет свое состояние в фиксированные моменты времени, а на интервалах между ними не изменяет состояние. Например, состояние систем массового обслуживания, определяемое количеством заявок в системе, изменяется в моменты окончания обслуживания и поступления новых заявок;

- непрерывные модели, в которых состояние объекта изменяется в каждый момент времени моделирования. Например, изменение температуры в моделях термодинамики и др.

• По способу определения состояний исследуемого объекта:

- детерминированные, когда состояние объекта в заданный момент времени однозначно определяется начальными условиями и входными воздействиями на объект;

- вероятностные (стохастические), когда состояние объекта в заданный момент времени невозможно определить однозначно, возможно определение только распределения вероятностей возможных состояний объекта при заданных распределениях вероятностей начальных условий и входной информации. Например, работоспособное состояние автомобиля в некоторый момент времени определяется длительностью его эксплуатации, качеством обслуживания, однако имеет вероятностную природу (время безотказной работы одинаковых автомобилей различно).

• По способу представления внутренних процессов в объекте:

- аналитические модели;

- имитационные модели.

Для аналитического моделирования характерно то, что процессы функционирования элементов объекта записываются в виде некоторых математических соотношений (алгебраических, интегродифференциальных и т. п.) или логических условий.

Для имитационного моделирования характерно воспроизведение на ЭВМ процесса функционирования элементов объекта с сохранением их взаимосвязей, последовательности и алгоритмов.

9.3 Модели непрерывного производственного процесса

В непрерывных производственных процессах фигурируют компоненты сырья или исходных продуктов, которые в твердом, жидком или газообразном состоянии непрерывным потоком поступают к технологическим установкам; аналогичный вид имеют компоненты готовой продукции, выходящие из соответствующих технологических установок.

Кроме того, непрерывные производственные процессы, строго говоря, не могут быть расчленены на отдельные производственные операции, а должны рассматриваться как постоянно действующие преобразования компонентов сырья в компоненты готовой продукции (в химической, целлюлозно-бумажной, пищевой и других областях промышленности).

Если при моделировании дискретных производственных процессов преобладал принцип моделирования «по особым состояниям», характерный для систем массового обслуживания, то в случае непрерывных производственных процессов ведущее значение принадлежит принципу «по ∆t».

Основной идеей построения моделирующего алгоритма для непрерывных производственных процессов является последовательный переход от одного состояния процесса к следующему за ним через интервал времени ∆t. Сведения о состояниях процесса в различные моменты времени фиксируются и используются затем для оценки искомых величин.

Предположим, что рассматриваемый непрерывный производственный процесс реализуется на некоторой установке (оборудовании), характеризующейся параметрами γ_к, к = 1, 2, ..., k* (например, емкость пли весовая вместимость резервуаров, сечения входных, промежуточных и выходных отверстий, объемы промежуточных бункеров, силовые и энергетические характеристики приводов и т. д.).

К установке поступают т компонент сырья с интенсивностями прихода μ_i i= 1, 2, ..., m (единицы веса или объема в единицу времени), и параметрами a_i1, a_i2, ..., a_iri. Установка выдает п компонент готовой продукции с интенсивностями выхода ν_j, j = 1, 2, ..., п, и параметрами сборочной установки β_j1, β_j2, . . . , β_jlj.

Процесс, происходящий в установке, характеризуется параметрами (реагирования)

δ_s, s = 1, 2, ..., s*.

При этих обозначениях математическим описанием процесса могут служить соотношения

ν_j = ν_j (μ_i, a_i, γ_к, δ_s, β_j),

β_j1 = β_j1 (μ_i, a_i, γ_к, δ_s, ν_j), (1)

. . . . . . . . . . . . . . . . . .

β_jlj = β_jlj (μ_i, a_i, γ_к, δ_s, ν_j),

описывающие зависимость каждого из параметров ν_j, β_j компонент готовой продукции от параметров сырья, установки и процесса.

Все величины, фигурирующие в этих соотношениях, могут быть функциями времени, а сами соотношения – явно зависеть от времени t.

Кроме того, эти соотношения могут быть случайными в том смысле, что каждой совокупности значений аргументов ставится в соответствие не одно определенное значение параметра, входящего в левую часть соотношений, а закон распределения вероятностей для значений этого параметра.

В некоторых случаях эти соотношения могут быть дополнены рядом соотношений весового или объемного баланса, например, сумма количеств поступающих компонент сырья равна сумме выдаваемых количеств компонент продукции; сумма количеств поступающих компонент сырья равна сумме емкостей резервуаров или бункеров и т.д. Однако соотношения количественного баланса не всегда нужны, поскольку в процессе могут фигурировать неучитываемые отходы.

Формализованная схема процесса управления.

Рассмотренная схема приспособлена для учета технологических факторов при описании непрерывного производственного процесса, но в явном виде не учитывает факторов управления производством. Чтобы ослабить значение этого обстоятельства, к приведенным соотношениям (1) добавляются операторы или алгоритмы переработки информации, свойственные процессу управления производством.

Эти соотношения рассматриваются отдельно от модели технологической части процесса и выносятся в особую формализованную схему. При этом возникает проблема взаимодействия обеих формализованных схем, Для ее разрешения в первую очередь необходимо согласовать выходы схемы управления со входами технологической схемы.

Это достигается выделением специальных параметров управления из числа параметров, фигурирующих в математическом списании технологической части модели. В самом деле, управление непрерывным производственным процессом сводится к регулированию количества и свойств сырья, поступающего к установке (параметры a_iri и интенсивности прихода μ_i) регулированию условий протекания процесса (параметры δ_s), а иногда - изменению параметров γ_к установки, реализующей непрерывный производственный процесс, или регулированию количества и свойств готовой продукции (параметры отбора компонент продукции - интенсивностями выхода ν_j, j = 1, 2, ..., п, и параметрами сборочной установки β_j1, β_j2, . . . , β_jlj).

Выделенные таким образом параметры управления можно разбить на группы, соответствующие оперативному управлению установкой, оперативному управлению группой установок или предприятием в целом, текущему и перспективному планированию и т. д.

Производственные процессы, представляющие практический интерес, как правило, не относятся ни к дискретному, ни к непрерывному типам.

Чаще всего на практике производственные процессы состоят из нескольких дискретных и непрерывных частей. Например, могут быть случаи, когда все или некоторые технологические операции (подпроцессы) носят непрерывный характер, в то время как остальные (нетехнологические) производственные операции (транспортировка сырья и продукции, упаковка, проверка и т. д.) имеют дискретный характер.

В соответствии с формализованной схемой и соотношениями (1) характеристики процесса (например, интенсивности выхода ν_j и параметры сборочной установки β_j) зависят от его параметров (μ_i, a_i, γ_к, δ_s и т. д.). Некоторые из перечисленных параметров процесса являются параметрами управления и не могут быть заданы в виде исходных данных или начальных условий. Однако знание всех параметров оказывается необходимым условием для моделирования процесса.

Поэтому параметры управления должны быть заданы (как функции времени t) для всего интервала моделирования процесса, либо в модели должны присутствовать подалгоритмы, реализующие модель системы управления, по крайней мере в части выдачи управляющих команд в зависимости от состояний процесса и внешних воздействий (например, указаний руководящих и планирующих органов).

Практически моделирующие алгоритмы обычно содержат подалгоритмы, относящиеся как к технологической, так и к управляющей частям.

Реализация на ЭВМ моделирующего алгоритма, основанного на точном воспроизведении соотношений (1), наталкивается на значительные трудности в связи с отсутствием в общем случае точных методов решения соответствующих уравнений, содержащих нелинейные и стохастические зависимости. Поэтому, как правило, приходится прибегать к дальнейшим упрощениям и огрублениям постановки задачи и математической модели.

10 СИНТЕЗ МОДЕЛИ (ПРОЕКТА) СИСТЕМЫ

10.1 Проектирование системы как процесс создания (синтеза) ее модели

Системы создаются для решения той или иной проблемы, выполнения тех или иных потребностей – решения этих задач определяют цель функционирования системы.

Прежде, чем что-либо создать, необходимо построить и исследовать модель будущей системы – проект системы, на основании которой будет создаваться система.

Проектирование связано с понятием развития системы: в системе могут накапливаться противоречия, для разрешения которых необходима модернизация существующей или создание новой системы

В зависимости от конкретной задачи существуют различные определения понятия «проект».

В самом общем современном понимании: проект (англ. project) – это что-либо, что предполагается осуществить - разработка новой техники или технологии, создание (сооружение) объекта, реконструкция или создание предприятия, программа работ (образовательных, исследовательских, социальных, культурных, развития региона) и т.п.

Принятое узкое понимание: проект (англ. design) – документально оформленная модель будущей системы, достаточная для создания системы с заданными свойствами.

В крупных отраслях совокупность создаваемых объектов являются настолько сложной, что работа над ними осуществляется в составе Программ (программы развития авиационно-космической, машиностроительной, оборонной отраслей, топливно-энергетического комплекса, жилья, региона и др.).

Объектами проектирования могут быть системы или процессы (процессы управления, технологические процессы).

В соответствии с двумя видами задач системных исследований – анализом и синтезом – выделяют два вида модели – познавательную и предписывающую.

Познавательная модель создается для изучения свойств системы с известной структурой и функциями - осуществляется анализ функционирования системы, устанавливаются изменения параметров системы (зависимость выходных параметров от входных).

Познавательная модель является формой представления знаний и построение ее направлено на приближение модели к реальности, которую она отображает (построение модели адекватной реальности), – при обнаружении расхождения между моделью и реальностью модель изменяется так, чтобы приблизиться к реальности.

Предписывающая модель создается с целью построения новой системы с заданными свойствами или для выполнения готовой системой заданных действий (воспроизвести характеристики объекта, определяющие его поведение, реализующее цель создания новой системы) - осуществляется синтез системы.

Предписывающая модель является формой представления действий будущей системы, и построение ее направлено на приближение системы к модели – при обнаружении расхождения между реальностью и моделью, реальность (новая система с заданными свойствами) изменяется так, чтобы приблизиться к ее модели.

Различия между познавательной и предписывающей моделями: в познавательной - модель отражает реальность, в предписывающей – реальность отражает модель.

Проект системы представляет собой предписывающую модель системы – по этой модели должна быть создана система.

Пример предписывающей модели – правила дорожного движения, проекты систем.

Проект всегда имеет цель – достижение определенных результатов при решении какой-либо проблемы, удовлетворении возникших потребностей. При формировании цели определяются свойства будущей тсистемы и ее основные функции (исходное описание), обеспечивающие выполнение цели.

Проект представляет собой результат решения задачи синтеза – преобразование исходного описания (требуемые свойства системы) в модель, реализация которой обеспечит заданные свойства системы. При этом функциональное описание преобразуется в структурное - разбиение глобальной функции системы на подфункции (структурный синтез).

Основные задачи моделирования еще не созданной системы: синтез и анализ различных вариантов системы и выбор такого варианта, который удовлетворял бы заданному критерию оценки эффективности системы при принятых ограничениях и возможных изменениях внешней среды.

Для решения этих задач модель должна обеспечивать:

- возможность варьирования структуры и параметров системы (гибкость системы);

- оценивать эффективность различных вариантов системы при различных условиях применения;

- определять чувствительность характеристик системы к изменениям условий применения и внешней среды;

- моделировать возможные сценарии функционирования системы в будущих возможных условиях внешней среды, получение прогнозов эволюции системы во времени.

Адекватность предписывающей модели заданной цели (назначению) исследуются с помощью познавательной модели, возможные сценарии использования системы во внешней среде уточняется с помощью предписывающей модели.

Проектирование сложных систем с учетом будущих условий функционирования системы в изменяемой внешней среде вызвало необходимость анализа больших объемов информации и принятия адекватных решений.

Проектирование – процесс создания формализованного описания (модели) системы.

Цель проектирования - создание системы, которая удовлетворяет:

- заданным функциональным свойствам с учетом существующего уровня знаний, развития технологий, ограничений по стоимости системы;

- требованиям по продолжительности и стоимости самого процесса проектирования.

Проектное решение - промежуточное описание объекта, позволяющее определить дальнейшие направления работ (или окончание проектирования).

Проектные решения принимаются на всех этапах проектирования на основе опыта, интуиции, знания, ответственности лица, принимающего решение, с учетом получаемой в процессе проектирования (математического моделирования) новой информации

Какие требования выдвинуть к системе, какие технические решения необходимо в нее заложить, чтобы они обеспечивали максимальную эффективность. и при дальнейшей модернизации система оставалась эффективной? Что такое эффективная система?

10.2 Методология проектирования

Проектирование - творческий неформальный процесс выработки и принятия решений на всех стадиях, начиная от принятия решения о необходимости создания системы, выбора ее структуры и параметров.

Эти задачи определяют особенности модели – необходимость учета следующих факторов: сложность структуры и большое количество параметров системы, разнообразие и вероятностный характер воздействий внешней среды, неоднозначность поведения системы при различных условиях, неполнота и недетерминированность исходной информации.

Разнообразие состава системы, различные типы, виды и классы подсистем, многоэлементность, большое число внутренних и внешних связей делает невозможным создание единых формализованных методов проектирования. И, тем не менее, использование сложившейся методологии проектирования вносит в процесс определенную организованность.

Проектирование - никак не точная наука - не существует рецептов создания проектов.

Различают общую и специальную методологии проектирования.

Общая методология проектирования для всех типов систем основана на представлении процесса проектирования как процесса системных исследований, рассматривает методы построения процесса проектирования и методы представления объекта проектирования.

Методы построения процесса проектирования представляют процесс как систему, функционирующую в определенных внешних условиях и ограничениях (к тому же изменяющихся во времени).

Методы представления объекта проектирования включают методы и средства, позволяющие описать и представить сам объект проектирования и различные его свойства (описательная модель). Это методы математического, графического, алфавитно-цифрового представления объекта проектирования.

Специальная методология определяет проектные действия для конкретных типов систем на определенном этапе проектирования – основные типовые направления работ.

Методы специальной методологии – это множество методов решения проектных задач, возникающих при проектировании системы.

Специальная методология проектирования отражает сложившиеся методы проектирования конкретных типов систем, предполагает разделение процесса проектирования на неформализованные (поиск альтернатив, конструирование, принятие решений) и формализованные (проектные и поверочные расчеты) задачи, выделение эмпирических задач (физическое моделирование). Проектанту предоставляются различные средства и методы решения этих задач.

Первая, начальная задача проектирования – формулировка проблемы, задачи которой призвана решать проектируемая система, и выявление функциональных свойств системы, которые позволят решить возникшую проблему.

Проектируемая система выступает, с одной стороны, как часть системы более высокого уровня, с другой – как система для объектов более низкого уровня (подсистем).

Любой процесс проектирования имеет свою стратегию проектирования, логическую схему построения проекта и технологию проектирования.

10.3 Формирование концепции системы

Независимо от разбиения конкретной сложной системы на подсистемы при проектировании системы и каждой из подсистем необходимо выполнять внешнее проектирование (создание концепции системы - макропроектирование) и внутреннее проектирование (детальное описание системы - микропроектирование). Используемые при этом методы и средства моделирования могут существенно отличаться.

На этапе внешнего проектирования с помощью математической модели, устанавливающей связь критерия эффективности системы с ее основными проектными параметрами, формируется концепция системы и определяются ее основные проектные параметры, обеспечивающие максимальную эффективность системы.

Часто этапы проектирования трудно четко разграничить: может проходить параллельное выполнение некоторых этапов и неоднократное повторение пройденных этапов итеративным путем. Например, на каждом этапе может потребоваться уточнение как общей постановки задачи, так и частных.

Основной методологический принцип формирования концепции – системный подход. Пренебрежение системным подходом приводит к принятию безграмотных проектных решений порой с непоправимыми последствиями, всё более губительными по мере того, как у лиц, принимающих решение, появляются большие возможности. Примеров подобных последствий, к сожалению, предостаточно.

Системный подход при формировании концепции

С позиций системного подхода проектирование – это процесс перехода из исходного состояния (потребности, проблемы) в конечное (удовлетворение потребностей, решение проблемы) с учетом возможностей выполнения (обеспечений и ограничений).

Вход - потребности, выход - удовлетворенные потребности. Обеспечение - кадровый и научно-технический потенциал. Ограничения - финансовые, нормативно-правовые, этические, время, уровень технологий, внешнее окружение.

Основные принципы системного подхода при построении моделей на этапе внешнего проектирования:

- проектируемая система рассматривается как элемент системы более высокого уровня (выполняет задачи, поставленные системой более высокого уровня для решения своих проблем);

- модель строится как единое целое, все элементы, связи, действия системы подчинены достижению конечной цели (каждый компонент системы разрабатывается так, чтобы обеспечить системе достижение цели с максимальной эффективностью);

- строится иерархия моделей исходя из иерархического характера системы;

- обеспечивается совместное рассмотрение структуры системы и ее функций.

При системных исследованиях в процессе проектирования широко используются наработанные методы и процедуры других дисциплин: экономических, исследования операций, теории информации и др., они основываются на современных технологиях автоматизированного проектирования, имеющемся программном, методическом и информационном обеспечениях, развитие которых также стимулируется вновь возникающими потребностями проектирования новых сложных систем.

Схема формулировки проблемы и функциональных свойств системы:

- выделение системы из внешней среды и рассмотрение ее как элемента системы более высокого уровня;

- анализ задач, решаемых существующими системами;

- анализ изменения условий функционирования системы (изменение целей, условий внешней среды);

- формирование новых задач и функций системы.

Схема решения задачи синтеза системы:

- определение цели создания новой системы;

- выделение основных функций системы для выполнения поставленной цели, последовательность функций;

- разработка структуры системы - выделение подфункций системы и компонентов, которые могут их осуществлять;

- оптимизация параметров системы и каждого компонента исходя из наилучшего выполнения заданной цели системы (процесс проектирования системы).

Этапы синтеза объекта

Желаемое качество системы можно обеспечить:

- улучшением качества входящих в систему элементов (параметрический метод);

- изменением структуры системы (схемотехнический метод);

- уменьшением отрицательного влияния внешней среды (воздействием на внешние параметры).

Декомпозиция процесса и объекта проектирования предполагает блочно-иерархический подход к проектированию - переход от исходной обобщенной модели системы к иерархии детальных моделей.

Соответственно иерархии объектов проектирования строится и иерархия их моделей. Получение моделей процедура неформализованная - для каждого из элементов системы разрабатываются несколько моделей, описывающих различные его свойства. При различных исследованиях используются различные сочетания моделей.

Пример: колесо автомобиля. Необходимы отдельные модели для описания его состава, формы, тяговых, упругих, амортизирующих свойств, свойств, определяющих его грузоподъемность, влияние на управляемость и устойчивость движения и т.д.

При формировании концепции (структурное проектирование) создается единая укрупненная модель всей системы, целью которой является приближенная сравнительная оценка эффективности альтернативных вариантов концепций (структуры и состава основных компонентов) для выбора наилучшей (нескольких). При этом игнорируется детальная структура системы и анализируется только общее поведение системы как единого целого, оцениваются ее интегративные характеристики и взаимодействие ее с внешней средой.

При детальном проектировании разрабатываются модели с целью создания эффективных подсистем. Причем используемые методы и средства моделирования зависят от того, какие конкретно обеспечивающие подсистемы разрабатываются: информационные, математические, технические, программные и т. д.

Основным здесь выступает принятая степень упрощения (при разработке матмоделей, выборе состава оптимизируемых параметров системы, определении ограничений) адекватная поставленной задаче - теория упрощений как основа теории систем к настоящему времени не сложилась - все определяет опыт и интуиция проектанта.

Исследование системы происходит с использованием математических моделей с соответствующей степенью упрощенности, с постепенным углублением и уточнением модели, декомпозицией ее на частные модели для конкретных исследований, композицией в общую и т.д.

Сложную систему чаще всего невозможно полностью и детально представить. Возникает проблема компромисса между простотой описания и необходимостью учета многочисленных и разноплановых характеристик системы.

Система любой степени сложности рассматривается, как целостная и организованная, состоящая из отдельных взаимосвязанных элементов, во взаимодействии с внешней средой, находящейся в непрерывном развитии. При этом рассматривается весь комплекс условий функционирования системы во внешней среде – технических, политических, социальных.

Модель системы на этапе внешнего проектирования создается по результатам выполнения следующих системных процедур.

Процесс проектирования можно представить как последовательное сжатие множества конкурирующих вариантов системы, исходная сложная задача заменяется на последовательность простых. Соответствующие процедуры последовательного анализа вариантов интерпретируются как процесс последовательного снятия неопределенностей.

В процессе анализа исследуются:

- необходимость и достаточность всех функций для решения задач системы;

- порядок выполнения функций и согласование всех входов и выходов;

- работоспособность подсистем и системы в целом в различных условиях функционирования;

- сроки разработки проекта и предполагаемые затраты на разработку проекта и эксплуатацию системы.

В результате анализа уточняются математические модели подсистем опорного варианта системы, на основании которых строится упрощенная математическая модель системы в целом. С помощью новой математической модели вновь решаются задачи синтеза и уточняются варианты структурно-функциональных схем системы, для каждого из которых затем снова решаются задачи анализа, и так до тех пор, пока не будет найден приемлемый вариант системы (определен облик системы).

Модель может быть сосредоточена на функциях системы (функциональная модель) или на ее объектах (модели данных).

Функциональная модель выделяет события в системе, представляет с требуемой степенью детализации систему функций, которые в свою очередь отражают свои взаимоотношения через объекты системы.

Модели данных выделяют объекты системы, которые связывают функции между собой и с их окружением и представляют собой подробное описание объектов системы, связанных системными функциями.

Значительная неопределенность информации на предварительных этапах проектирования приводит к рассмотрению «грубых», обобщенных параметров и многовариантных проектных решений – параллельной разработке нескольких вариантов системы. Сужение области неопределенности по мере выполнения проекта позволяет перейти к более детальному рассмотрению характеристик и отказаться от разработки параллельных вариантов.

Схема формирования концепции системы

Концепция системы - укрупненная структура системы, основные функции системы и подсистем, обеспечивающие выполнение цели.

Цель системы – желаемый результат функционирования системы, ее назначение исходя из решения проблемы системы более высокого уровня, - что нужно сделать для снятия проблемы.

Эффективность – свойство системы выполнить поставленную цель.

Критерии эффективности – те конкретные свойства системы (признаки), по которым оценивается эффективность.

Показатели эффективности – характеристики свойств системы, количественно выражающие степень выполнения поставленной задачи - численные значения критериев эффективности.

Задачи системы – действия (функции) системы, обеспечивающие выполнение цели.

Основные проектные параметры - параметры системы, которые непосредственно обеспечивают эффективность системы.

Схема формирования концепции:

- определение потребностей в системе как элементе системы более высокого уровня на основании анализа внешней среды и возможных условий применения системы;

- формулировка цели и требований к системе;

- формулировка основных функций системы, обеспечивающих выполнение поставленной цели;

- определение возможных путей создания системы (формирование функциональной структуры системы и основных ее подсистем).

В структуре системы учитываются только основные элементы, критичные при определении соответствия системы поставленным целям и при оценке эффективности системы.

Структура формируется на основании сравнительного анализа альтернативных вариантов системы, обеспечивающих решение проблемы с учетом внешней среды и неопределенностей будущего функционирования.

Исходя из сформулированных функций системы определяются основные требования к системе в результате выполнения следующих основных системных процедур: формирование понятия эффективности системы (цели, критерии, показатели эффективности), анализ внешней среды и условий функционирования системы, формирование требований к системе.

На основании выбранной концепции системы формируется ее технический облик –определяется перечень задач системы, ее структура и основные характеристики функциональных подсистем.

Типовые проектные процедуры формирования концепции

I. Формулировка потребностей в системе.

1.1. Анализ целей и задач, решаемых существующими системами, анализ условий их применения, определение потребностей в модернизации существующей или в создании новой системы.

1.2. Выделение системы из внешней среды и рассмотрение ее как элемента системы более высокого уровня.

II Формирование модели цели (понятия эффективности) системы.

2.1. Определение основных целей, назначения и задач системы:

- формулировка цели системы (иерархии целей) исходя из решения проблемы (задач) системы более высокого уровня;

- определение основных функций системы, обеспечивающих выполнение поставленной задач;

- определение особых условий и ограничений (стоимость, сроки и т.д.).

2.2. Формирование основных требований к системе:

- функциональные требования (к результатам выполнения основных операций);

- эксплуатационные требования.

2.3. Формирование состава критериев и показателей эффективности.

III. Анализ внешней среды и условий функционирования системы, прогнозы на весь период жизненного цикла системы.

3.1. Построение модели внешней среды:

- выявление определяющих параметров внешней среды: объекты функционирования (обслуживания), на которые направлены действия системы, природное окружение, состояние технологий на различных стадиях создания системы, экономическая осуществимость системы;

- анализ политической и экономической обстановки, человеческого фактора, возможных военных аспектов;

- анализ неопределенностей внешней среды и оценка их достоверности, выделение стохастических и нестохастических составляющих.

3.2. Анализ условий функционирования системы:

- прогноз условий функционирования и формирование возможных сценариев применения системы в различных условиях внешней среды;

- анализ неопределенностей функционирования системы, оценка их достоверностей, определение путей уменьшения неопределенностей;

- формирование ограничений на применение системы.

3.3. Формирование основных функциональных и эксплуатационных требований к системе.

IV. Формирование облика системы

4.1. Формирование множества альтернативных вариантов системы, для каждого варианта:

- определение укрупненной структуры, основных функций системы и подсистем, определение состава основных параметров системы;

- разработка математических моделей системы и подсистем (установление зависимостей между основными проектными параметрами и показателями эффективности);

4.2. Выбор рациональных значений основных параметров системы в целом и ее подсистем для каждого альтернативного варианта системы; сравнительный анализ альтернативных вариантов системы.

4.3 Определение технических путей создания системы.

Оценка затрат на создание системы.

Определение путей развития системы.

4.4 Возможность адаптации системы к изменениям внешней среды в течение жизненного цикла системы.

V. Анализ инвестиционной привлекательности системы.

10.4 Эффективность системы

Понятие эффективности системы

Проектные параметры системы - изменяемые в процессе проектирования характеристики, описывающие облик системы.

Основные проектные параметры - те изменяемые параметры системы, которые непосредственно обеспечивают эффективность системы (формируются в процессе проектирования).

Эффективность – свойство системы выполнить поставленную задачу.

Критерии эффективности – те конкретные свойства системы (признаки), по которым оценивается эффективность (при сравнительной оценке вариантов, выборе наилучшего решения…).

Показатели эффективности – характеристики, количественно выражающие степень выполнения поставленной задачи и позволяющие судить об эффективности системы - численные значения критериев эффективности.

Иногда, когда отсутствуют естественные числовые характеристики, вводятся искусственные оценки типа баллов, которые проставляются экспертами.

Эффективность как свойство системы проявляется в системе более высокого уровня, которая для решения своих задач затрачивает определенные ресурсы (оборудование, материалы, энергию) на создание и эксплуатацию системы нижнего уровня. Эти затраты ресурсов системы более высокого уровня являются основанием для выбора наилучшей системы нижнего уровня.

Эффективность системы определяется для всего жизненного цикла системы с учетом ее развития (модернизации). Это влияет на выбор основных проектных параметров системы – система, параметры которой позволят провести модернизацию с наименьшими затратами является более эффективной.

Наиболее общий показатель для оценки затрат ресурсов – стоимость создания и эксплуатации системы.

Пример. Космическая система наблюдения Земли по отношению к отраслям хозяйства, социальным системам является системой нижнего уровня и ее эффективность оценивается по тому, как, какими затратами эта система обеспечивает выполнение поставленных перед ней целей системы более высокого уровня.

Между показателями и критериями эффективности нет четкого разделения (одни могут переходить в другие). Например - взаимосвязь эффективности по каким-то показателям и стоимости (бессмысленно требовать максимальную эффективность при минимальной стоимости).

Два эквивалентных варианта взаимосвязи эффективности и стоимости: затраченные ресурсы должны обеспечить наивысшую эффективность системы или требуемая эффективность должна быть обеспечена при минимальных затратах.

Экономическая эффективность системы – экономический результат (доход), приносимый системе верхнего уровня системой нижнего уровня, соотнесенный с суммарными затратами ресурсов системы верхнего уровня на создание, эксплуатацию и использование результатов функционирования системы нижнего уровня. Экономическая эффективность оценивается двумя показателями – доходом и затратами ресурсов.

Показателями эффективности могут быть:

- максимальный доход при заданном (в виде ограничения) ресурсе;

- минимальные затраты при заданном (в виде ограничения) доходе;

- максимальный доход на единицу затраченного ресурса.

Возможны показатели, использующие разность между доходом и затраченным ресурсом – максимальная прибыль, максимальная рентабельность (отношение прибыли к затратам).

Формирование модели цели системы

Выбор цели – первая, исключительно важная составляющая постановки задачи по выбору концепции системы. Цель, поставленная перед системой, непосредственно влияет на облик создаваемой системы, ее состав, структуру и характеристики.

Для терминов "цель, задача, эффективность, критерий, показатель эффективности" нет устоявшихся универсальных определений. Имеются только сложившиеся общие представления.

Цель системы – желаемый результат функционирования системы, ее назначение, определяемое заказчиком системы (основные решаемые задачи).

Цель определяется поставленной проблемой материального, экономического, социального, оборонного характера (повышение благосостояния, повышение эффективности производства, повышение обороноспособности …) – что надо сделать для снятия проблемы. Выбранная цель оценивается исходя из необходимых для ее достижения средств.

В общем случае цель указывает общее направление, в котором необходимо двигаться для достижения лучшего результата. При этом поставленная цель не должна быть противоречива. Цели «Сократить затраты и улучшить качество обслуживания» в общем случае могут быть противоречивы.

Модель цели – описание потребности в системе, назначения системы и требований к ней (на естественном языке).

Описание назначения состоит из трех составляющих:

- наименование действий системы, которые приводят к желаемому результату (например, наблюдение авиационными средствами, наблюдение Земли из космоса), характеристики действий (например, периодичность, время наблюдения);

- указание условий функционирования системы во внешней среде или объекта, на который воздействует система – объекта обслуживания (например, обнаружение пожаров, определение параметров атмосферы для решения какой-то задачи);

- указание особых условий и ограничений, при которых выполняется действие (поддержание структуры системы, срок эксплуатации, стоимость создания и эксплуатации).

Определение цели – сложный неформализуемый процесс, который требует проявления интуиции и творчества, выполнения качественного и количественного анализа возможных целей, корректировки, уточнения цели в процессе проектирования. Некоторые типовые работы, предшествующие определению целей: обзор проблемы, аналитические исследования подобных целей в других отраслях (например, при составлении какой либо программы развития региона, отрасли – проанализировать цели в подобных программах).

Описание цели формулируется в техническом задании (описание потребности в системе, назначения системы и требований к ней) в результате анализа политической и экономической обстановки, исследования целесообразных сфер и способов применения систем, возможностей реализации и затрат на создание системы, возможностей военного применения, стратегии и тактики применения.

Итеративный процесс формирования цели заканчивается одновременно с окончанием синтеза системы, и сущность его может быть охарактеризована термином «синтез цели системы».

Основные положения синтеза цели (неформализуемые, на интуитивном уровне).

Необходимо найти правильное соотношение между всеобъемлющей и узкой целью. Всеобъемлющая цель не даст возможности четко сформулировать задание на разработку, узкая цель не даст возможности четко определить характеристики системы.

Всеобъемлющая цель – создать систему наблюдения Земли, узкая цель – создать систему наблюдения Земли с какой-то одной выбранной характеристикой (например, оперативностью доставки данных - нет возможности определить остальные характеристики – аппаратуру, высоту орбиты…).

Всеобъемлющая цель – создать самолет, узкая цель – создать самолет с самой большой дальностью полета (нет возможности определить остальные характеристики – грузоподъемность…).

Цель нельзя заменять средствами выполнения цели.

Строительство больницы – не цель улучшения медицинского обслуживания населения района, а средство. Возможно, улучшение медицинского обслуживания можно достичь другими, более эффективными средствами, чем строительство больницы.

Смешение целей.

Операция прошла успешно, но пациент умер. Внешне красивое здание может быть непригодно для использования из-за внутренней планировки.

Смешение целей могут быть причинами экологических бедствий (Байкал, поворот рек).

Изменение цели со временем.

Изменение цели со временем может происходить не только по форме, в силу все большей конкретизации действительных целей, но и по содержанию – вследствие изменения объективных условий и/или субъективных установок, влияющих на выбор цели. Сроки старения целей различны и зависят от многих причин. Цели более высоких уровней долговечнее. В социальных системах сроки достижения целей высших уровней часто формулируются как интересы будущих поколений, сроки целей нижних уровней связаны с действиями ближайшего будущего.

Иерархия целей соответствует иерархической структуре системы. Благодаря согласованности и взаимной подчиненности своих целей, все подсистемы работают целенаправленно для достижения общей цели системы. Однако это не простое сложение целей – реализация каждой из подцелей приводит в целом к достижению качественно новой цели высшего уровня (интегративное свойство системы). Каждая цель характеризуется критерием эффективности.

Графическое представление целей – дерево целей. Нижний уровень – возможность представления цели в численном виде.

Цели нижнего уровня представляют собой неизбыточный набор, конкретизирующий исходную общую цель. Более мелкое деление может привести к потере набора целей свойства неизбыточности, поскольку влияние каждой мелкой цели на общую цель может оказаться пренебрежительно малым.

Схема формирования цели как составной части синтеза системы: составление сценариев функционирования системы, построение дерева целей, выявление взаимосвязей между целями и задачами одного уровня и разных уровней.

На основании целей системы формируются требования и ограничения к характеристикам системы.

Предварительные требования и ограничения к системе подвергаются детальному анализу: с учетом стоимости, с учетом скрытых факторов. Например, может предусматриваться использование компонентов системы, которые выпускаются или будут разработаны внутри страны, даже если в других странах такие компоненты дешевле. В этом случае приходится тратить больше средств вследствие политического ограничения (использование проекта для развития национальной экономики). Эти требования и ограничения уточняются и детализируются по мере расширения наших представлений о системе в ходе проектирования.

Среди требований выделяются основные, "ведущие требования", в наибольшей степени определяющие эффективность системы. Это функциональные и эксплуатационные требования, условия и ограничения.

Функциональные требования – это требования к результатам выполнения целевых операций, определяющих эффективность системы, и требования, обусловленные характеристиками объектов, на которые направлены действия системы (объектов обслуживания).

Эксплуатационные требования – это требования к операциям, обусловленные характеристиками объектов обслуживания, и требования к технической готовности системы (требования к операциям по поддержанию структуры системы – требования к безотказной работе компонентов системы, требования к восстановлению или замене отказавших компонентов системы).

Требования, обусловленные особыми условиями и ограничениями: требования к сроку службы системы, к стоимости создания и эксплуатации, ограничения по основным факторам внешней среды (в том числе политических, социальных).

Под сроком службы понимается календарное время эксплуатации до наступления предельного состояния системы, обусловленное моральным (моральное устаревание), техническим (невосстанавливаемость), экономическим (затраты на ремонт) факторами. Срок службы зависит от затрат на создание системы.

В структуре системы учитываются только основные элементы, критичные при определении соответствия системы поставленным целям и при оценке эффективности системы.

Задача выбора оптимального облика системы решается при декомпозиции ее на две задачи: структурную и параметрическую оптимизации (синтез и анализ системы).

Выбор критериев и показателей эффективности

Выполнение заданной цели неизбежно связано с затратами материальных, энергетических и других ресурсов, необходимых для создания и эксплуатации системы. Свойства системы, обеспечивающие выполнение цели, отражают эффективность системы (качество выполнения поставленной цели) и соответствующие этой цели затраты. Поэтому, применительно к задачам проектирования, критерий должен соотносить цель со свойствами системы, обеспечивающими ее выполнение.

Различают общий критерий эффективности – признак, по которому оценивают эффективность всей системы, и локальный критерий – признак, по которому оценивают выполнение конкретной задачи подсистемой. Чем подробнее иерархия целей, тем легче установить количественные значения критериев.

Основные принципы выбора критериев эффективности:

- критерий должен быть согласованным с моделью цели – необходимость строгого соответствия между целью, поставленной перед системой, и критерием эффективности (трудности выбора критериев чаще всего встречаются при нечетко поставленной задаче),

- неизбыточность - критерий должен соответствовать масштабу исследований,

- максимально полный учет всех факторов, определяющих эффективность системы.

- минимальная размерность набора критериев

- непротиворечивость частных критериев общему.

Критерии-заместители – критерии, которые косвенно характеризуют цель, но не являются средством непосредственного измерения для этой цели (комфортность пассажиров).

Например, цель службы скорой помощи – «доставка больного в больницу в наилучшем состоянии, возможном при данных обстоятельствах». Поскольку эта цель не имеет очевидного критерия, можно принять три критерия-заместителя: «время реагирования», "объем помощи на месте", «время доставки в больницу».

Многие критерии настолько широко и привычно используются, что уже не считаются критериями-заместителями. Например, «прибыль» – критерий-заместитель критерия «благосостояние» (но не все можно измерить деньгами, например, условия работы в коллективе). Или «доля участия в рынке» – заместитель критериев престиж, получение будущих прибылей.

Основные требования к показателям эффективности:

- должен быть простым и наглядным, иметь ясный физический смысл, позволяющий четко интерпретировать результаты исследований,

- обеспечивать вычисление оценки соответствующего требования к системе,

- быть чувствительным к проектным параметрам вариантов системы.

В структуре системы учитываются только основные элементы, критичные при определении соответствия системы поставленным целям и при оценке эффективности системы.

Задача выбора оптимального облика системы решается при декомпозиции ее на две задачи: структурную и параметрическую оптимизации (синтез и анализ системы).

Проблемы многокритериальности

При проектировании может оказаться необходимым анализировать несколько критериев: набор количественно измеримых целей на нижнем уровне иерархии целей системы не сводится к одной цели; каждая цель не обязательно характеризуется единственным критерием.

Если критерии, характеризующие систему, являются противоречивыми – возникает задача многокритериального выбора (в условиях, как определенности, так и неопределенности).

Например, необходимо найти рациональный вариант облика системы, качество которой оценивается по критериям: стоимость, надежность, время выполнения задачи.

Основные принципиальные трудности решения многокритериальных задач связаны с выбором принципа оптимальности (определяющего правила выбора рационального решения) и с выбором принципа учета приоритета, позволяющего отдавать предпочтение более важным критериям.

В общем случае задача многокритериальной оптимизации формулируется как задача одновременной оптимизации некоторой совокупности показателей. Строго математическая задача в такой постановке смысла не имеет, так оптимумы отдельных показателей достигаются при разных значениях критериев: необходимо применение математических методов принятия решений совместно с методами оптимизации. Как правило, критерии противоречивы: повысить значение одного удается только за счет некоторого снижения значения другого.

Здесь вступают в противоречие одни из основных свойств системы – универсальность и специализация. Эти свойства являются проявлением противоположных тенденций: с одной стороны – стремление сократить количество разнотипных систем с целью снижения затрат на их создание и эксплуатацию, с другой – повышение эффективности выполнения каждого отдельного задания. В процессе проектирования определяется рациональное сочетание этих свойств.

Наилучшая эффективность системы для одной из целей (одного показателя эффективности) приводит к уменьшению эффективности для других целей (показателей). Такое уменьшение эффективности характеризует уровень универсальности системы при выполнении отдельных целей и с расширением области целевого применения увеличивается, достигая недопустимо больших значений на границе этой области.

Естественным путем повышения целевой эффективности системы является использование системы не на всей возможной, а на некоторой более узкой области применения. Это характеризует другое важное свойство системы – специализацию. Предельный случай, "абсолютная специализация" – сужение до одного наиболее эффективно выполняемого задания.

Решение многокритериальных задач требует проведения модификаций понятия оптимальности, применение различных способов свертки критериев, многовариантной оптимизации в широком диапазоне изменений исходных требований и ограничений, оценки чувствительности полученных решений к их изменениям, выделение паретовских множеств с их последующим сужением за счет дополнительной информации, и т.д.

Основные классы многокритериальных задач принятия решений.

Задачи выбора решения на множестве целей. Имеется несколько целей, каждая из которых должна быть учтена при выборе рационального решения. Здесь качество решения необходимо оценивать с разумных точек зрения по различным составляющим качества, которые и образуют векторный критерий эффективности. Все частные критерии оптимальности противоречивы и имеют различные масштабы измерения.

Пример: найти рациональный вариант космического аппарата, качество которого оценивается по критериям стоимости, массы полезной нагрузки, надежности, времени функционирования. При проектировании каждый КА оценивается векторным критерием.

Задачи оптимизации на множестве объектов. Имеется несколько объектов, качество функционирования каждого из которых оценивается самостоятельным критерием. Тогда качество функционирования всей совокупности объектов системы оценивается по векторному критерию.

Пример: найти оптимальный вариант системы разнотипных носителей для создания орбитальной группировки. Каждый тип носителя характеризуется частным критерием оптимальности, например, стоимостью вывода единицы полезного груза.

Задачи оптимизации на множестве условий. Заданы варианты условий, в которых предстоит функционировать системе, причем, качество функционирования существенно зависит от условий. Качество функционирования системы для каждого варианта условий оценивается частным критерием, а для всего множества – векторным. Если условия задаются не дискретно, а виде сплошного спектра, вектор эффективности может быть бесконечномерным.

Задачи эффективности в динамике или на множестве этапов. Качество решения оценивается для каждого момента времени (этапа) частным критерием, для всего заданного периода – векторным критерием.

Пример: оптимальное движение по траектории, которая разбита на этапы. Качество прохождения каждого участка оценивается по своему критерию, качество прохождения траектории в целом – по векторному критерию.

Задачи оптимизации на множестве вариантов постановок задачи. Здесь неопределенность, связанная с неполнотой постановки задачи или неопределенность формализации подменяется неопределенностью, связанной с понятием многокритериальности. В действительности реальна лишь одна из компонент векторного критерия, но неизвестно, какая из них конкретно.

Существующие способы многокритериальной оптимизации можно разбить на две группы: введение дополнительных гипотез, позволяющих свести задачу многокритериальной оптимизации к однокритериальной (свертывание показателей), и сокращение множества вариантов решений методами неформального анализа (задачи принятия решений).

Способы сведения многокритериальной задачи к однокритериальной.

В исследовании операций выработаны некоторые способы решения многокритериальных задач, и выбор конкретного способа зависит от постановки задачи и дополнительных гипотез. Это:

- сведение многокритерильной задачи к однокритериальной;

- многократное решение прямой задачи оценки эффективности;

- выделение паретовских множеств (принцип отбора рациональных решений);

- сокращение множества вариантов решений методами неформального анализа (задачи принятия решений) и др.

Наиболее распространенным на практике является переход от нескольких показателей к одной целевой функции – свертывание показателей на основе использования дополнительной объективной информации (об объективных свойствах системы) и субъективной информации (введение весовых коэффициентов об относительной важность показателей эффективности ограничений – "перенос произвола из одной инстанции в другую").

Пример – бальная система оценки качества. Упорядочение частных критериев с помощью коэффициентов отражает относительный вклад каждого из них в обобщающий критерий.

Упорядочение точек в многомерном пространстве в принципе не может быть однозначным и полностью определяется видом упорядочивающей функции, роль которой играет суперкритерий (обобщенный критерий). Идея такого упорядочивания в многомерном пространстве заложена в некоторых бальных системах.

При свертывании частные критерии в большинстве случаев неравнозначны между собой. Здесь возможно выделение основного, главного критерия, а остальные критерии рассматриваются как сопутствующие, или задаются в виде ограничений, причем, даже не в виде жестких, а в виде неравенств (например, только в виде верхних или нижних границ).

Если различия между значимостью критериев не слишком сильные, может быть применен метод уступок. В этом случае частные критерии упорядочиваются в порядке убывания их важности. Ищется альтернатива, по первому, наиболее важному критерию. Затем определяется уступка, т.е. величина, на которую мы согласны уменьшить достигнутое значение самого важного критерия

Дата добавления: 2014-08-04; просмотров: 537; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!