Лекции и КР. по Системному Анализу

Ц3 = обеспечить проведение посевной компании в регионе в установленные сроки.

Данная задача не имеет жестких ограничений. Дефицит высо-

коквалифицированных кадров может быть ликвидирован за счет увеличения сроков по другим ремонтным работам.

Для решения проблемы сформулируем следующие варианты решений:

А1 – вести ускоренный ремонт установки с учетом досрочной поставки оборудования;

А2 – вести ускоренный ремонт НПЗ при условии, что оборудо-

вание не будет поставлено и для ремонта установки необходимо снять людей с других работ;

А3 – вести ускоренный ремонт при условии несвоевременной поставки оборудования и привлечения для ремонта старого обору-

дования работников ВИНК.

Оценка предпочтений решений произведена в порядковой шкале. Для каждой цели и ситуации произведена ранжировка аль-

тернативных вариантов решений. Результаты оценки предпочтений представлены в табл. 13.

В достижении цели Ц1 при ситуации С1 наиболее предпочти-

тельным является решение Р1, поскольку досрочное получение обо-

SaveStud171 .Su

рудования позволяет НПЗ успешно решить проблему ускоренного ремонта. В ситуации С2 для достижения цели А1 наиболее предпоч-

тительно решение Р3. Это очевидно, поскольку расчет на досрочное получение оборудования в данной ситуации неверен. В достижении цели А2 в ситуации С1 наименее предпочтительным является реше-

ние Р2, поскольку выполнение ремонта АВТ-6 своими силами неиз-

бежно приведет к срыву других ремонтных работ. В достижении цели Ц3 при ситуации С1 все решения равноценны, поскольку по-

зволяют обеспечить своевременное выполнение посевных работ. В

ситуации С2 решение Р1 не обеспечивает своевременное окончание посевных работ, поэтому оно менее предпочтительно.

Рассмотрим выбор эффективных решений. Сравнение рангов по строкам Р1, Р2, Р3 для всех целей и ситуаций показывает, что ре-

шение Р3 предпочтительнее решения Р2. Действительно, ранги ре-

шения Р3 для всех целей и ситуаций выше или равны (первый ранг наивысший) соответствующим рангам решения Р2. Сравнение ре-

шений Р1 и Р3 показывает, что они несравнимы: для одних целей и ситуаций решение Р1 предпочтительнее решения Р3, а для других наоборот. Таким образом, эффективными являются решения Р1 и Р3,

поэтому дальнейший выбор должен осуществляться из этих двух решений.

Из табл. 13 следует, что при достижении Ц1 в условиях ситуа-

ции С1 решение Р1 предпочтительнее, чем решение Р3. В ситуации С2, наоборот, Р3 предпочтительнее Р1. Учитывая, что вероятность

SaveStud172 .Su

ситуации С2 = 0,6, а вероятность ситуации С1 = 0,4, ЛПР приняло в качестве лучшего решение Р3.

При достижении цели Ц2 аналогичный анализ позволяет сде-

лать вывод также в пользу решения Р3.

При достижении цели Ц3 в ситуации С1 оба решения равно-

значны, а в ситуации С2 решение Р3 предпочтительнее Р1.

Таким образом, генеральный директор НПЗ выбирает решение Р3 – вести ускоренный ремонт АВТ-6 при условии несвоевременной поставки оборудования и привлечения для ремонта старого обору-

дования ремонтных бригад ВИНК.

5.2 Измерение предпочтений решений

Для осуществления выбора наилучшего решения необходимо дать оценку предпочтений альтернативных вариантов решений. Для обеспечения комплексной оценки предпочтений решений необхо-

димо сформулировать полное множество целей и конкретизировать их путем назначения показателей степени достижения. Многогран-

ность комплексной оценки вариантов решений требует привлече-

ния экспертов, что позволяет использовать коллективные знания и опыт специалистов и помогает ЛПР глубоко и критически осмыс-

лить свои предпочтения вариантов решений.

Для построения функции предпочтения решений необходимо вначале измерить предпочтительность решений по каждому показа-

телю достижения целей для каждой ситуации. В зависимости от ха-

рактера задачи измерение может производиться объективно или субъективно в количественных или качественных шкалах. При

SaveStud173 .Su

комплексной оценке, как правило, имеет место сочетание этих ви-

дов измерения, поэтому для части показателей определяются ран-

жировки решений, а для другой части – количественные объектив-

ные данные.

После оценки предпочтительности решений по каждому пока-

зателю и ситуации необходимо дать интегральную оценку, т.е. по-

строить функцию предпочтения. Для этого необходимо соотнести разнородные показатели степени достижения целей в общую оцен-

ку эффективности.

Пример 5.2.1. Выбор технологической схемы нефтехимиче-

ского производства. На ООО «Красный химик» выпускаются хи-

микаты-добавки для шинной, резинотехнической и легкой про-

мышленности. Производственная мощность предприятия лимити-

руется цехом получения готового (конечного) продукта. В этом це-

хе смонтированы 3 параллельные автономные технологические ли-

нии (включая около 20 единиц сложного громоздкого оборудова-

ния), на которых имеются потери готового продукта, в значитель-

ной мере используется ручной труд, санитарно-гигиенические ус-

ловия труда требуют применения специальной системы стимулиро-

вания.

Спрос на продукцию предприятия обусловили перспектив-

ность увеличения объема производства на имеющихся площадях: в

первый год в 1,5 раза; во второй год - в 2 раза превышающего дей-

ствующие мощности предприятия.

SaveStud174 .Su

Технико-экономические расчеты показали, что увеличение производственной мощности возможно при незначительных затра-

тах во всех звеньях технологической цепи, кроме цеха конечного продукта. Поэтому на соответствующем уровне управления было предложено решение: смонтировать в течение первого квартала бу-

дущего года в цехе готового продукта параллельно действующим линиям четвертую аналогичную технологическую линию без оста-

новки производства; подключить и поставить ее под нагрузку к на-

чалу второго квартала. Это решение было обеспеченно финансовы-

ми ресурсами, техническим проектом, оборудованием.

Однако руководству предприятия были известны научно-

исследовательские работы по новой технологии получения химика-

тов-добавок с использованием принципиально нового оборудова-

ния и зарубежный опыт. Более того, опытный образец нового обо-

рудования был уже изготовлен, но ни технология, ни оборудование не проходили опытно-промышленных испытаний в стране ни на одном продукте и в принципе отличались от зарубежных образцов.

Так возникла задача выбора оптимальной технологической схемы химического производства и реконструкции цеха конечного продукта.

Время для принятия решения Т. В распоряжении ЛПР имеется

3 месяца.

Ресурсы для принятия решения Rо. Логическое мышление,

опыт и интуиция ЛПР, эксперты-специалисты предприятия, норма-

тивные материалы, результаты НИОКР.

SaveStud175 .Su

Множество целей Ц включает:

Ц1- обеспечить увеличение производственной мощности пред-

приятия в следующем году в 1,5 раза по сравнению с имеющейся;

Ц2- обеспечить возможность увеличения производственной мощности предприятия в последующие годы не менее чем в 2 раза;

Ц3- обеспечить дальнейшее сокращение производственных от-

ходов и потерь готовой продукции;

Ц4- обеспечить улучшение качества продукции;

Ц5- обеспечить улучшение условий труда;

Ц6- минимизировать сроки монтажа оборудования;

Ц7- минимизировать затраты на монтаж оборудования;

Ц8- обеспечить снижение затрат на эксплуатацию оборудова-

ния.

Множество ограничений Г.

Определяется контрольными цифрами плана, финансовым и материально-техническим обеспечением. Множество альтернатив-

ных решений А включает:

А1 - смонтировать на свободных площадях цеха готового про-

дукта, параллельно трем действующим, четвертую технологиче-

скую линию с аналогичным оборудованием и существующей тех-

нологией;

А2 - смонтировать параллельно трем действующим четвертую технологическую линию с новым оборудованием и новой техноло-

гией для отработки режима, отладки агрегата, качественных пока-

зателей готового продукта и выхода на устойчивый промышленный

SaveStud176 .Su

выпуск. При положительных результатах эксперимента заменить по очереди все три действующих технологические линии на новые;

А3 - остановить одну действующую технологическую линию и установить вместо нее новое оборудование, т. е. будут параллельно работать две старых и одна новая технологическая линии.

Все альтернативные решения являются допустимыми. Для ка-

ждого из альтернативных решений был рассчитан экономический эффект (позитивный или негативный) при достижении каждой це-

ли. ЛПР определил вероятность достижений эффекта априорно, что позволило рассчитать ожидаемый эффект.

Экономические последствия решений приведены в табл. 14, в

которой со значением "+" учитываются доходы (в тыс.усл.ден.ед.)

предприятия от реализации соответствующей технологической схемы, "−" − расходы.

Таблица 14

Экономические последствия решений

SaveStud177 .Su

Выбор оптимального решения ЛПР производит по критерию максимальной средней (ожидаемой) полезности (эффективности).

Анализ табл.14 показывает, что по критерию максимальной ожи-

даемой эффективности оптимальным является решение А3 − выпус-

кать химикаты-добавки в цехе готового продукта на параллельно работающих двух старых и одной новой технологических линиях.

5.3. Методы решения многоцелевых и многоситуационных проблем

Определение множества эффективных решений составляет важный этап в последовательной процедуре выбора решений и ос-

новывается на использовании принципа Парето. Как правило, при-

менение этого принципа дает возможность определить не одно, а

некоторое подмножество эффективных решений. Поэтому понятие оптимального решения не обязательно означает единственное ре-

шение.

Пример 5.3.1.Выбор источника химического сырья.

Потребности страны в азотных удобрениях неуклонно возрас-

тают. Основным источником сырья для их производства является природный газ, который подвергается высокотемпературной кон-

версии с последующим выделением водорода. Запасы природного газа ограничены. Таким образом, проблема заключается в выборе и

SaveStud178 .Su

обосновании новых источников химического сырья для частичной или полной замены природного газа.

Т - 1 год;

R - логическое мышление, опыт и интуиция ЛПР, эксперты АН РФ, НИИ, ЛАНО и ГОУ ВПО СПбГИЭУ;

С - доопределяющие С0, включают:

С1- будут в основном использоваться новые источники сырья Р1= 0,6;

С2- будут в основном использоваться имеющиеся источники сырья Р2= 0,4.

Ц - включают:

Ц1- увеличить объем производства азотных удобрений;

Ц2- снизить себестоимость производства удобрений;

Ц3- улучшить условия труда при производстве удобрений.

Г - включают:

Г1- требование неизменности удельного расхода электроэнер-

гии на производство удобрений;

Г2- требования по охране окружающей Среды.

А - включают:

А1- использовать в качестве сырья для производства азотных удобрений водород, полученный электролизом воды за счет ис-

пользования "пиковых" нагрузок АЭС;

А2- использовать водород, полученный термическим разложе-

нием воды в реакторах;

SaveStud179 .Su

А3- использовать в качестве сырья для производства азотных удобрений окислы азота, полученные из дымовых газов теплоэлек-

тростанций;

А4- использовать окислы азота, полученные прямым окисле-

нием атмосферного азота в плазмотроне;

А5- использовать в качестве источника сырья для производст-

ва удобрений каменный уголь;

А5- продолжить использование природного газа.

В данной задаче сформулировано конечное число гипотез, це-

лей и решений. Измерение предпочтений решений осуществляется по каждой цели и ситуации. Результаты измерений представляются в виде табл. 15.

Таблица 15

Здесь fhij - оценка предпочтения Аi-го решения по достижению цели Ц в ситуации Сj.

ЛПР определил свои предпочтения на множестве решений по каждой цели для всех ситуаций. Результаты измерений предпочте-

ний решений в порядковой шкале даны в табл. 16.

SaveStud180 .Su