книги из ГПНТБ / Сапрыкин Г.С. Исследование операций в энергетических расчетах учеб. пособие для слушателей фак. повышения квалификации преподавателей теплотехн. каф., аспирантов и студентов специальности 0305

Министерство высшего и среднего специального образования

РСФСР

CART !СКИЯ П0Л!ТГЕХШгГеС1СИ‘! ИНСТИТУТ

Г.С. Сапрыкин

ИССЛЕДОВАНИЕ ОПЕРАЦИЙ

В ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РАСЧЕТАХ

Учебное пособие для слуиателей факультета

повышения квалификации преподавателей теплотехнических кафедр, аспирантов и студентов' специальности СВ05 (

Одобрено советом Саратовского политехнического института

Саратов - 197^

I . ПРЕДМЕТ' ИССЛЕДОВАНИЯ ОПЕРАЦИЙ

По определению Т.Л. Саатн [ I ] " Исследование операций пред­ ставляет собой искусство давать плохие ответы на те практические

дование явлений окружающего нас мира, которые обусловлены и на­

ность применения.того или иного метода в каждом конкретном слу­ чае.

Исторически сам терцин ИСО возник в связи с привлечением группы ученых действительно к операционному исследованию воен - ной техники, военных операций. 6 1939-40 Г .г . в Англии коллек - тив ученых решил проблему использования радиолокаторов в систе­ ме противовоздушной обороны. После этого привлечение коллекти - вов ученых для решения военных задач стало широко лрактиковатьоя в ряде стран. В Англии их работа стала называться операцион­ ным исследованием, что отражало комплексный подход к решаемым задачам. При изучении названных радиолокационных установок учи­ тывался не только чисто технический аспект - их работа, но и эффективность. В США подобные работа получили известность под названиями: анализ операций, оценка операций, системный анализ,

4

системная оценка системные исследования, теория организационно­

го управления и исследование операций. Последний термин и полу­ чил наибольшее распространение.

Поэтому одно из первых определений ИСО было связано еще с военным делом [ 3 ] : " Исследование операций представляет собой научный метод, дающий в распоряжение военного командования или другого исполнительного органа количественные основания для принятия решений по действию войск или других организаций, на­ ходящихся под его управлением".

Учитывая, что процесс выбора решений совсем не обязательно связан с управлением войск, то под ИСО можно понимать " приме­ нение математических, количественных методов для обоснования решений во всех областях целенаправленной человеческой деятель­ н ости 4 ] " . Если же вместо математических, количественных ме­

тодов говорить о более общем математическом моделировании ; о получении оптимальных или близких fc ним решений и учитывать

практическую сторону их внедрения, то определение ИСО будет следующим [ 5 ] : " Исследованием операций называется теория ма­ тематических моделей принятия оптимальных решений я практика их использования " .

Таким образом, независимо от того, какой метод использует­

ся , всегда отыскивается оптимальное, или близкое к оптимально­ му решение. Поскольку целью ИСО является не создание всево з­ можных " ыетрдик " и не выпуск, пусть даже весьма объемистых,

научных отчетов', а улучшение качества функционирования систем, то результаты исследования должны быть внедрены. Очевидно, что

внедрением можно считать перенос методов решения задач нз од­ ной области деятельности человека в другие области. На стадии внедрения проверяются и окончательно оцениваются результаты исследований любого операционного проекта. Все это дало воз -

ния задач, связанных с управлением организованными (человеко-

5

н а у ч н о г о м е т о д а решения проблем. Не останавливаясь на "методах" обращения к сверхъестественному и к всемирно извест­

не существует, здравого смысла и интуиции становится недостаточ- - но. Чем больше вкладывается средств в мероприятие, чем больше возможный ущерб от неправильных решений при его проведении, тем ответственнее должны быть рекомендации, тем большее значение приобретают всевозможные математические, научные методы выбора решений, включая оценку риска в альтернативных ситуациях. В ра­ боте [ 8 ] проведен анализ опубликованных к тому времени немецких, английских н американских исследований по производству .распре­ делению и потреблению электроэнергии. Оказалось, что в зависи­ мости от решаемой задачи, с этой целью был использован аппарат

оптимизации размещения электростанций, транспорта, замены обо­ рудования, запасов топлива и запчастей и т .д .

В [ б ] в с е задачи,решаемые ИСО,разбиты на два больших клас­ са : задачи тактические и стратегические. И хотя гравица между

этими задачами довольно условна, отмечается их различие во в р е ­

п е н н о м д и а п а з о н е , м а с ш т а б е и в ц е л е ­ в о м в е с е.

Чем долговременнее влияние результата решения задачи, тем ближе она по своему характеру к стратегическим.

Задача тем ближе к стратегической, чем больше система, на ко­ торую влияет ее решение. Наконец, целевой вес определяет страте -

гический характер задачи, если в ней достаточно.детализированы и промежуточные этапы проекта.

Различие общественного строя Советского Союза и капиталисти­ ческих стран нашло отражение в характере решаемых задач ИСО .

В нашей стране ре зно больше стратегических, больших задач (за ­

грузка станов, размещение предприятий, распределение средств между отраслями и т .д . -)» в капиталистических же странах реиеже

ления, 2) управления запасами, 3) замены , ч) массового обслужи­ вания ; 5) упорядочения и координации ; 6 ) .выбора маршрута,

7)конкурсные (состязательные) задачи , 8) поиска.

Вреальной действительности одни задачи сочетаются, пере -

плетаются с другими, "возникают" одна из другой.

Задачи первого класса решаются в энергетике, например, п^я

распределении нагрузок между отдельными энергоустановками на электростанции, между электростанциями в энергосистеме и т .д . Однако задача распределения нагрузок может быть решена после того, как определен объем ресурсов - в виде располагаемой мощ - пости, запасов топлива и т .д .

Одни результаты по распределению нагрузок будут получать­ ся в предположении, что оборудование может использоваться не­ прерывно. Однако, оборудование может находиться в вынужденном простое, могут наблюдаться перебои в снабжении какими-либо материалами. Если учесть эти обстоятельства, то-результата распределения нагрузки уже будут другими, а распределительная задача сведется уже к задаче массового обслуживания — ремонта и профилактики оборудования электростанций. При этом решается

вопрос о количестве ремонтных бригад, их составе и т .п .

В энергосистемах, да и на электростанциях, может быть установ­ лено разнотипное оборудование, которое имеет разную надежность, требует разного времени восстановления и затрат на ремонт.Поэтоыу перед ремонтной организацией возникает задача выбора

. (упорядочения) очередности обслуживания оборудования, который обеспечивал бы достижение установленного критерия, например,

минимального времени восстановления всей совокупности обору­ дования .В связи с этой задачей находится и задача координа­ ции последовательности работ по восстановлению каждой отдель­ ной единицы оборудования. В задачах координации ( сетевого . планирования) находятся скорости выполнения каждой из работ,

сроки начала и её окончания, оптимизирующие критерий, отио - сящийся ко всему комплексу работ.

7

При учете затрат на наладку оборудования и подготовку рабо­ чих длявыполненкя каждой работы решаться будет уже задача вы - бора маршрута. С учетом замен изношенного или поврежденного обо рудования С в большом интервале времени ) рассмотренные выше за

влияние на показатели системы получили название конкурсных .

В них изучаются ситуации, которые надо учитывать при анализе эф фективности работы оборудования. Такие задачи возникают.например,при’ использовании в энергосистеме топлив разных видов и раз личной цены, при изменении теплового потребителя и т .д .

Широкий диапазон.операционных задач требует вовлечения в ис

следования большого объема информации - технического, экономи­ ческого, социального характера, наконец, информации о возыож -

ное единым замыслом и направленное на достижение определенной цели [ Ч ] . Если существует возможность выбора каких-либо пара­

5) отыскание решений ; б) проверка модели и оценка решений ; 7) внедрение решения и контроль его правильности. Таким обра - зон, задачи,рассматриваемые ИСО, имеют структуру, представлен­ ную на рис. 1-Г .

Первая стадия - постановка задачн-является, возможно, наи­ более важной, так как не существует общих правил, справедли - вых во всех случаях. Постановка задачи определяет не только цель исследования, но часто и пути решения задачи. Вторая ста -- дия - определение законов,, которым подчиняется изучаемое явле­ ние; источником информации для этой стадии являются опублико­ ванные и неопубликованные работы, эксперименты, оценки,техни­ ко-экономические обоснования и т .д . Третья стадия дает воз -

8

такая проверка может быть проведена просмотром модели и догаческим анализом.

При, "умеренной" сложности задачи могут быть применены ана - литические методы решения; для решения задач большой размерно -

9