Теория технических систем (стр. 10 )

1.  Иерархические уровни описания технической системы.

2.  Постановка задачи проектирования ТС.

3.  Основные этапы проектирования ТС.

4.  Нисходящее и восходящее проектирование ТС.

5.  Внешнее и внутреннее проектирование ТС.

6.  Аспекты описаний проектируемых объектов.

7.  Унификация проектных решений и процедур.

8.  Требования к проектам новых технических систем.

9.  Основы системного подхода в проектировании ТС.

5 МЕТОДЫ И СПОСОБЫ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ

Процесс принятия решений сам по себе есть компромисс. Принимая решения, необходимо оценивать экономические факторы, техническую целесообразность и научную необходимость, а также учитывать социальные и чисто человеческие факторы. Принять правильное решение, – значит, выбрать такую альтернативу из числа возможных, в которой с учетом всех этих факторов будет оптимизирована общая ценность.

Часто бывает необходимо несколько поступиться одной из характеристик (например, надежностью) с тем, чтобы получить выигрыш в другой (например, в затратах). Задачей процесса принятия решений является отыскание альтернатив, представляющих собой компромисс при учете всех рассматриваемых факторов, как количественных, так и качественных.

Ситуацию, в которой происходит принятие решений, характеризуют следующие основные черты:

Наличие цели. Необходимость принятия решений диктуется наличием некоторой цели, которую необходимо достичь, например: выполнить задание, выбрать материал, выполнить новую работу и т. д. Если же цель не поставлена, то и не возникает необходимости принимать какое-либо решение.

Наличие альтернативных линий поведения. Решения принимают в условиях, когда существует несколько способов достижения цели.

Очевидно, что если существует лишь одна линия поведения, то выбора нет и решения принимать не требуется. С различными альтернативами могут быть связаны различные затраты

И различные вероятности успеха. Именно по этим причинам принятие решений часто сопряжено с неясностью и неопределенностью.

Учет существенных факторов. Решения принимаются в условиях действия большого числа факторов, которые, однако, различны для различных альтернатив. Это факторы экономического, технического, социального, личного и иного характера.

Итак, задача принятия решений возникает только в том случае, когда существует цель, которую нужно достичь, когда возможны различные способы ее достижения и когда имеется большое число факторов, определяющих ценность различных альтернатив или вероятность успеха каждой из них.

При инженерном проектировании необходимо принимать много решений. В некоторых случаях инженеру нужно уметь принимать решения в условиях неопределенности и затем продолжать движение дальше. Кроме того, приходится решать вопрос о том, стоит ли придерживаться однажды принятого решения или необходим его пересмотр.

Выбор методов и способов принятия проектных решений во многом зависит от вида описания объекта проектирования и полноты формализации связей его системной модели. Например, отображение, описывающее объект проектирования в виде статистической модели, может быть задано различными способами: графиками, таблицей, алгоритмом вычислений выходных переменных, функций и т. д. Отображение же, описывающее динамическую модель, может быть задано различными классами дифференциальных или разностных уравнений линейного или нелинейного типа. Разумеется, каждому виду описания модели соответствует свой способ решения. Если связи системных объектов формализовать не удалось или удалось только на уровне логического описания, то возможно при принятии решений использование только эвристических методов. При разработке математических моделей объекта проектирования следует применять вычислительные методы для получения оптимальных результатов.

Ниже приводятся способы решения проектных задач из арсенала эвристических методов, в которых учтены возможности максимального использования вычислительных средств. Обзор вычислительных методов принятия решений будет дан в следующем разделе.

5.1 Матрицы решений

Задача: найти метод обработки плоской поверхности заданного качества с требуемой производительностью из определенного материала с известным припуском.

Опытный проектировщик часто сразу находит решение, но если эту задачу приходится решать неоднократно, то целесообразно сформировать так называемую матрицу решения данной задачи. Она представляет собой матрицу коэффициентов на пересечении столбцов критериев (входных параметров) со стоками вариантов решений (факторов решений)

Предположим, что в результате анализа поставленной задачи выбраны и критерии и факторы решения, которые заносят в табл. 5.1 (вариант 1): критерии – в заголовках столбцов, варианты решений – в заголовках строк. Каждому критерию в зависимости от его относительной важности для принятия решения назначается весовой коэффициент, имеющий значение от 0 до 1. Сумма всех весовых коэффициентов должна быть равна 1. Каждый же вариант в зависимости от его близости к критериям решений получает соответствующее число баллов (от 0 до 10). Заметим, что при рассмотрении критерия себестоимости обработки, варианты решения, требующие больших затрат, получают меньшее число баллов. Затем число баллов умножается на весовые коэффициенты, и произведение записывают в нижней части клетки.

Построчно вычисляется сумма, которая помогает определить наилучший вариант. В табл. 5.1 (вариант 1) факторы решения В и Г имеют наибольшее значение суммы произведений, следовательно, эти методы позволяют перейти на следующие этапы проектирования. Для выбора одного из факторов можно составить подматрицу решения этих двух вариантов, используя, например, критерий возможности применения серийно выпускаемого оборудования.

Таблица 5.1 – Матрица определения принципа действия станка для обработки плоской поверхности. Вариант 1 (вариант 2)

Факторы решения	Входные параметры	Сумма баллов	Место
Производи-тельность 0.2(0,4)	Точность 0.3(0,2)	Качество поверхности 0.4(0,2)	Себестоимость 0.1(0,2)
А. Торцовое фрезерование	10 2,0(4,0)	4 1,2(0,8)	5 2,0(1,0)	8 0,8(1,6)	6 (7,8)	3 (1)
Б. Строгание	5 1,0(2,0)	5 1,5(1,0)	5 2,0(1,0)	7 0.7(1,4)	5,2 (5,4)	4 (3)
В. Торцовое шлифование	2 0,4(0,8)	8 2,4(1,6)	10 4,0(2,0)	4 0,4(0,8)	7,2 (5,2)	1 (4)
Г. Протягива-ние	8 1,6(3,2)	8 2,4(1,6)	7 2,8(1,4)	3 0,3(0,60)	7,1 (6,8)	2 (2)

В нашем примере предпочтение тогда будет отдано методу торцового шлифования.

Совершенно ясно, что исключительно важное значение для точности данных, на основе которых принимается окончательное решение, имеет правильный выбор значений весовых коэффициентов и числа баллов. Следовательно, выбор коэффициентов и числа баллов должен проводиться на основе максимально возможного объема информации при полном понимании решаемой задачи и полном проявлении здравого смысла. Например, если для нашей задачи превалирующим критерием является производительность, то проектировщик должен изменить весовые коэффициенты, не меняя числа баллов. В результате суммы произведений в табл. 5.1 (вариант 2) изменяется, и предпочтительным может оказаться вариант А – фрезерование торцовое.

Введение матриц решений позволяет решать задачи типа выбора принципа действия ТС в диалоговом режиме.

5.2 Таблицы принятия решений (таблицы соответствий)

В процессе проектирования Т-систем и ТС приходится очень часто пользоваться информацией в виде нормалей и руководств, концентрирующих практический и теоретический опыт предприятий или отрасли. Для автоматической или автоматизированной обработки в этом случае можно рекомендовать применение таблиц принятия решений (ТПР). По своей структуре ТПР напоминают матрицы решений – в заголовки строк заносятся варианты решений, а в заголовки столбцов – входные параметры. Существенным отличием является вариантность критериев, что позволяет использовать ТПР для решения большого круга проектных задач с различными значениями входных параметров.

Рассмотрим методику построения и применения ТПР на примере выбора технологического маршрута обработки элементарной поверхности деталей – гладкого внутреннего цилиндра. ТПР для данного варианта процесса приятия решений показана в виде табл. 5.2.

Таблица 5.2 – Таблица принятия решений по выбору маршрута обработки элементарной поверхности (внутренний цилиндр)

01	02	03	04	05	06	07	08	09	10	11	12	13
01	‘	0	‘	0	‘	0	0	1	0	‘	0	0
02	1	0	0	‘	‘	0	0	1	0	1	0	0
03	1	0	1	0	0	1	0	1	0	‘	0	0
04	0	1	1	0	0	1	0	1	0	1	0	0

Обозначение столбцов: