Использование метода экспертных оценок при анализе и выборе рациональных технических решений.

Большую роль в обеспечении надежности информации, получаемой при использовании методов экспертных оценок, имеет правильная организация экспертизы, которая включает следующие этапы:

• постановка проблемы, определение целей и задач экспертизы;

• отбор экспертов;

• обработка, анализ и интерпретация полученной информации.

При постановке проблемы происходит знакомство с ее историей и ее современным состоянием. Определение целей и задач экспертизы, их характера, условий, при которых те или иные из них приобретают решающее значение, выделение основных и второстепенных вопросов позволяет рационально организовывать проведение экспертизы.

Работа по подбору специалистов, участвующих в экспертизе, начинается с определения проблем, подлежащих решению. После этого составляется список компетентных лиц, который служит основой для выбора экспертов. Далее необходимо решить вопрос о численности экспертной группы. Точно рассчитать оптимальное число экспертов невозможно, однако, можно отметить, что при малом числе экспертов, на групповую оценку оказывает излишнее влияние индивидуальная оценка каждого из экспертов. При очень большом числе экспертов может снизиться достоверность групповой оценки вследствие уменьшения роли оригинальных мнений, сильно отличающихся от мнения большинства. Количество экспертов зависит от характера решаемой проблемы и от уровня их компетентности.

В зависимости от целей и задач экспертизы, выбирается метод опроса:

• индивидуальный;

• групповой;

• метод Делфи.

Индивидуальный методзаключается в том, что каждый эксперт дает оценку независимо от других, а затем рассчитывается средневзвешенная оценка.

Групповой метод основан на совместной работе экспертов и получении суммарной оценки в целом.

Метод Делфихарактеризуется следующими особенностями:

• осуществляется индивидуальный опрос анонимных экспертов;

• проводится несколько туров опроса, результаты этих туров сообщаются экспертам, что может рассматриваться как некоторая разновидность механизма обратной «связи»;

• согласованный ответ получается в результате статистической обработки ответов отдельных экспертов.

Важное место в подготовке экспертизы занимает представление цели и задачи экспертизы в форме вопросника, анкеты.

Анкета– это структурно организованный набор вопросов, каждый из которых логически связан с центральной задачей экспертизы. Все вопросы анкеты в зависимости от их содержания можно разделить на три группы:

• данные о самом эксперте;

• вопросы по содержанию исследуемой проблемы;

• вопросы, позволяющие оценить мотивы, побудившие эксперта дать те или иные ответы.

По форме вопросы могут быть:

• открытые (ответ может быть дан в любой форме и ничем не регламентируется);

• закрытые (в формулировке содержатся варианты возможных ответов, перечень альтернатив, из которых эксперт и выбирает то, что считает необходимым);

• полузакрытые, когда перечнем предусмотрена возможность любых дополнительных значений.

Следует иметь в виду, что в зависимости от характера вопроса ответ может содержать количественную оценку, быть сжатым и развернутым.

При оценке разрабатываемых устройств студенту рекомендуется использовать индивидуальный метод опроса экспертов.

О порядке обработки полученной от экспертов информации будет сказано ниже.

Остановимся на некоторых конкретных способах получения экспертных оценок приоритетов (значимости) сравниваемых предметов, объектов или явлений.

Самый простой способ – это использование метода попарного сравнивания объектов (предметов, явлений и т. д.), в результате которого эксперт поочередно оценивает важность каждого из них относительно остальных. Для этого необходимо построить матрицу, пример которой представлен в таблице 7. Объектом анализа в рассматриваемых ниже примерах является совокупность функций, выполняемых некоторой технической системой. В матрице на пересечении строки и столбца фиксируются номера тех функций, которые оказались более важными при попарном сравнении. Последняя графа матрицы содержит сведения о количестве предпочтений , полученных каждой функциейпо отношению ко всем остальным.

Таблица 7

Таблица 8

Значимость каждой функции (таблица 8) может быть определена как отношение:

(3)

Причем очевидно, .

Второй метод, который может быть использован для оценки весомостей сравниваемых объектов – это метод расстановки приоритетов. Сперва строится матрица смежности, отражающая результаты сравнения объектов с целью установления предпочтений (таблица 9). Далее в матрицу смежности вводится система количественных соотношений преимуществ. Каждый элемент этой матрицы Pпредставляется числом:

(4)

Матрица приобретает вид, представленный в таблице 10. Суммируя элементы матрицы Р по строкам, получаем вектор (матрицу-столбец) А (формула 5).

Таблица 9

Матрица смежности

Обозначение отношений:

– объектхуже

– объектлучше

= – знак равноценности объектов.

Таблица 10

Количественная оценка приоритетов (матрица F)

(5)

Произведение матриц F(таблица 10) иA(формула 5) дает вектор абсолютных значимостей объектов (в данном примере – функций) (формула 6):

(6)

Так, в рассматриваемом примере:

Расчетная относительная величина значимости каждого объекта находится как отношение:

(7)

причем очевидно, что:

В рассмотренном примере , и, следовательно,,,,,,.

Следует помнить, что эксперты должны только заполнить матрицы (таблицы 7 и 9), а все дальнейшие расчеты производятся при обработке всей полученной от экспертов информации.

Поскольку в экспертизе участвуют К экспертов, то расчетное значение весомости каждого можно определить как среднее значение:

(8)

где – значимостьi-го объекта, определеннаяk-м экспертом (). Такой подход предполагает, что компетентность всех экспертов одинакова. Если же это условие не соблюдается, то значениеможно определить по выражению:

(9)

где – вес, приписываемыйk-му эксперту.

К проблеме определения весов существует много различных подходов. Один из них – метод самооценки. Необходимая информация для этого содержится в ответах на вопросы анкеты.

При упрощенном подходе к решаемой проблеме можно предложить эксперту самому установить значение как число из промежутка.

Далее каждый эксперт делает оценку возможных вариантов технических решений с точки зрения наличия у них рассматриваемых функциональных свойств по десятибалльной шкале (таблица 11).

Таблица 11

*в таблице: №1 – разрабатываемое изделие, №№2, 3, …. - аналоги

По результатам этих оценок находится скорректированный с учетом значимости рассматриваемых функций суммарный балл каждого варианта системы:

. (10)

где – значимость функцииi, определеннаяk-м экспертом.

– оценка в баллах, данная экспертомkрассматриваемому варианту с точки зрения наличия у него свойства.

С учетом того, что в группе имеется Kэкспертов, окончательно для каждого варианта получается оценка в баллах:

. (11)

Результаты расчетов представляются в виде таблицы 12.

Таблица 12

После завершения прикладных НИР при условии положительных результатов, удовлетворяющих фирму с  точки зрения ее целей, ресурсов и рыночных  условий, приступают к  выполнению опытно-конструкторских работ (ОКР). ОКР - важнейшее звено материализации результатов предыдущих  НИР. Ее основная задача - создание комплекта конструкторской документации для серийного производства.

Основные этапы ОКР:

1) разработка ТЗ на ОКР;

2) техническое предложение;

3) эскизное проектирование;

4) техническое проектирование;

5) разработка рабочей документации для изготовления  и  испытаний опытного образца;

6) предварительные испытания опытного образца;

7) государственные (ведомственные) испытания опытного образца;

8) отработка документации по результатам испытаний.

Примерный перечень работ на этапах ОКР отражен в табл.13.

                                      Таблица 13

Примерный перечень работ на этапах ОКР

Этапы ОКР	Основные задачи и состав работ
Разработка ТЗ на ОКР	Составление проекта ТЗ заказчиком. Проработка проекта ТЗ исполнителем. Установление  перечня контрагентов и согласование с ними частных ТЗ. Согласование и утверждение ТЗ.
Техническое предложение (является основанием для корректировки ТЗ и выполнения эскизного проекта)	Выявление дополнительных или уточненных требований к изделию, его техническим характеристикам и показателям качества, которые не могут быть указаны в ТЗ: - проработка результатов НИР; - проработка результатов прогнозирования; - изучение научно-технической информации; - предварительные расчеты и уточнение требований ТЗ.
Эскизное проектирование (служит основанием для технического проектирования)	Разработка принципиальных технических решений: - выполнение работ по этапу технического предложения, если этот этап не проводится; - выбор элементной базы разработки; - выбор основных технических решений; - разработка структурных и функциональных схем изделия; - выбор основных конструктивных элементов; - метрологическая экспертиза проекта; - разработка и испытание макетов.
Техническое проектирование	Окончательный выбор технических решений по изделию в целом и его составным частям: - разработка принципиальных электрических, кинематических, гидравлических и других схем; - уточнение основных параметров изделия; - проведение конструктивной компоновки изделия и выдача данных для его размещения на объекте; - разработка проектов ТУ на поставку и изготовление изделия; - испытание макетов основных приборов изделия в натурных условиях.
Разработка рабочей документации для изготовления и испытания опытного образца	Формирование комплекта конструкторских документов: - разработка полного комплекта рабочей документации; - согласование ее с заказчиком и заводом-изготовителем серийной продукции; - проверка конструкторской документации на унификацию и стандартизацию; - изготовление в опытном производстве опытного образца; - настройка и комплексная регулировка опытного образца.
Предварительные испытания	Проверка соответствия опытного образца требованиям ТЗ и определение возможности его предъявления на государственные (ведомственные) испытания: - стендовые испытания; - предварительные испытания на объекте; - испытания на надежность.
Государственные (ведомственные) испытания	Оценка соответствия требованиям ТЗ и возможности организации серийного производства.
Отработка документации по результатам испытаний	Внесение необходимых уточнений и изменений в документацию. Передача документации заводу-изготовителю.

Проектирование - комплекс мероприятий, обеспечивающих поиск технических решений, удовлетворяющих заданным требованиям, их оптимизацию и реализацию в виде комплекта конструкторских документов и опытного образца (образцов), подвергаемого циклу испытаний на соответствие требованиям технического задания.