Общие сведения о системно-морфологическом подходе решения задач многокритериального оценивания

Библиографический список

1. Дмитриева, В.Ф. Физика / В.Ф. Дмитриева. М.: Высш. шк., 1993. 415 с.

2. Савельев, И.В. Курс общей физики / И.В. Савельев. Т.1. Механика. Молекулярная физика. М.: Наука, 1982. 432 с.

3. Зисман, Г.А. Курс общей физики / Г.А. Зисман, О.М. Тодес. Т.1. Механика, молекулярная физика, колебания и волны. М.: Наука, 1969. 340 с.

4. Фирганг, Е.В. Руководство к решению задач по курсу общей физики / Е.В. Фирганг. М.: Высш. шк., 1977. 351 с.

5. Чертов, А.Г. Задачник по физике / А.Г. Чертов, А.А. Воробьев. М.: Высш. шк., 1988. 527 с.

Содержание

Механика и элементы специальной теории относительности ………………2

Основы молекулярной физики и термодинамики …………………………..17

Библиографический список…………………………………………………...37

В качестве методики решения данной задачи используется системно-морфологический подход (СМП), который широко применяется при создании новой техники. При проектировании приборов СМП позволяет найти новые эффективные и конкурентоспособные технические решения не вследствие случайного озарения, а путем системного поиска, причем за минимальное время.

СМП основан на комбинировании альтернативами реализации различных морфологических (то есть наиболее существенных структурно-функциональных) признаков разрабатываемого изделия и принятия окончательного решения после их многокритериальной оценки. Процесс получения конкретного решения в соответствии с СМП разбивается на ряд последовательных этапов:

1. Определение области исследования.

2. Выбор основы для сравнения.

3. Оценка показателей качества.

4. Сужение области исследования.

5. Выбор окончательного решения.

СМП используется не только для выбора рационального варианта структуры прибора, но и при последующей проработке выбранного варианта, то есть на всех дальнейших этапах проектирования, в том числе при технологической подготовке производства и испытаниях.

Рассмотрим особенности выполнения отельных этапов СМП применительно к данной задаче.

Первый этап. В нашем случае область исследования ограничена: в задании все варианты возможной реализации системы известны – их четыре. При реальном проектировании систематизация и обобщение априорной информации о проектируемом изделии позволяет выявить множество морфологических признаков, каждый из которых может иметь несколько альтернатив реализации. Это дает возможность сформировать область исследований, включающую сотни и тысячи вариантов проектных решений. Многие из них явно неприемлемы, их сразу же отбрасывают. Но в распоряжении специалиста все же остается большое количество решений, которое при ином подходе могло бы остаться незамеченным.

Второй этап. Основа для сравнения вариантов решений в домашней работе определена пятью показателями качества, по которым следует принимать решение.

В практике реального проектирования для полного и всестороннего сравнения различных вариантов реализации нового изделия вводят в рассмотрение значительно больше критериев (порядка 25...30) – технических, экономических, технологических, производственных, эргономических и других. Наибольшую сложность при этом составляет задача их ранжирования с учетом конкретных условий создания и применения этого изделия, а также выявление коэффициентов их значимости.

В данной работе на этом этапе СМП необходимо определить количественные значения значимости показателей качества. Основой для их определения являются заданные ранговые соотношения показателей, которые учитывают конкретные условия использования системы в режиме эксплуатации, различные для каждого варианта задания.

Третий этап. Этап оценки показателей качества является очень ответственным, так как от точности и объективности определения этих показателей зависит правильность всех последующих решений. Особенностью этого этапа является то, что структура системы еще не определена, и точная количественная оценка показателей качества весьма затруднительна, а для некоторых показателей и невозможна. Таким образом, выбор лучшего варианта приходится делать в условиях априорной неопределенности.

В домашнем задании оценки показателей качества для всех вариантов заданы. По трем показателям (точность, надежность и стоимость) – количественные оценки, а по чувствительности и сложности реализации – даны ранговые оценки. Ранговые оценки определяют качество варианта, они показывают, какой вариант и по какому показателю лучше или хуже, но не говорят, насколько хуже или лучше. Чем выше ранговая оценка, тем хуже качество варианта.

Поскольку все оценки имеют разные размерности, их следует привести к единой безразмерной системе оценивания. Переход к безразмерной форме оценивания осуществляется путем нормирования. В качестве нормы – эталона – могут использоваться характеристики аналогов: лучшие, осредненные по отрасли или планируемые в перспективе. В данной работе в качестве эталона используется несуществующий вариант преобразователя, у которого все пять показателей являются лучшими среди рассматриваемых вариантов.

Четвертый этап. При реальном проектировании, когда в рассмотрение вводится множество вариантов, на этом этапе СМП отбирают около 10 лучших вариантов решений. Поскольку в домашней работе анализируются только 4 варианта реализации изделия, то этот этап исключается.

Пятый этап. Для выбора лучшего решения заданные варианты реализации изделия сравниваются по пяти показателям качества. При этом многокритериальную задачу сводят к однокритериальной, то есть пять показателей качества заменяют одним обобщенным – степенью совершенства. Лучшим является вариант, у которого самое высокое значение степени совершенства:

, (1)

где k_j (j = 1,2,3,4,5) – коэффициенты значимости j- го показателей качества, полученные на втором этапе;

– безразмерные оценки i -го варианта по j -ому показателю, полученные на третьем этапе.

Показатель степени совершенства h_i варьируется от 0 до 1. Он показывает, насколько рассматриваемый вариант близок к идеальному, то есть к 1. Чем выше значение этого показателя, тем лучше качество решения для заданных условий применения. Если же какие-либо варианты получают обобщенную оценку меньше 0,5, то они вряд ли заслуживают дальнейшего рассмотрения.

Дата добавления: 2014-01-11