Пример экспертизы проекта ла методом маи
В качестве примера применения метода МАИ, рассмотрим экспертизу проектов ЛА, целью которой является их сравнительная оценка с позиций конструктивного совершенства.
Конструктивное совершенство – одна из обобщенных характеристик технического уровня ЛА, включающая в себя массовое, аэродинамическое, энергетическое и экологическое совершенство. Массовое совершенство Wm отражает уровень конструктивно-прочностной проработки ЛА. Чем при меньшей массе реализуются заданные технические характеристики целевого назначения, тем ЛА более технически совершенен и эффективен.
Массовое совершенство характеризуется величиной относительной массы конструкции, представляющей отношение массы конструкции к начальной массе:
mk/m0
Аэродинамическое совершенство Wa – интегральная характеристика аэродинамического сопротивления подъемной силы, аэродинамического качества, скорости и дальности полета ЛА. Чем выше аэродинамическое совершенство ЛА, тем при прочих равных условиях требуется меньшая тяга двигателей, меньший запас топлива для полет на заданное расстояние, тем, следовательно, меньше масса всего ЛА. В качестве обобщенного показателя аэродинамического совершенства для ЛА средней и большой дальности может быть принято k*V, характеризующее суммарные энергозатраты, необходимые для выполнения полета.
k – аэродинамическое качество;
V – крейсерская скорость полета
k = Cy/Cx в балансировочном режиме (когда mz = 0)
Энергетическое совершенство Wэн связано с расходом топлива, которое определяется с одной стороны уровнем потребных энергозатрат,, обусловленных траекторией движения ЛА, и с другой стороны совершенством двигательной установки, включающей характеристики топлива, массовые характеристики конструкции двигателя, его термодинамические качества.
В числе возможных показателей могут фигурировать удельный расход топлива, удельная тяга, относительная масса конструкции двигательной установки. В качестве обобщенного показателя энергетического совершенства будем рассматривать величину удельного расхода топлива:
Cуд = 3600 mт/Р
Mт – секундная масса израсходованного топлива
Р – тяга двигателя
Экологическое совершенство Wэк отражает влияние ЛА на окружающую среду. Негативное влияние ЛА проявляется воздействием двигателя на атмосферу, шумовое воздействие. Этот показатель оценивается экспертным путем.
Рассмотрим экспертизу конструктивного совершенства двух альтернативных проектов среднемагистрального самолета в сравнении с базовым образцом.
Обозначим базовый образец через альтернативу А, остальные проекты – Б и В. Исходные данные, необходимые для оценки конструктивного совершенства, представлены в следующей таблице:
Параметры |
ЛА |
||
А |
Б |
В |
|
|
76 |
75 |
80 |
|
22 |
21 |
28 |
|
0,29 |
0,28 |
0,35 |
|
17 |
17,5 |
16,5 |
|
935 |
940 |
860 |
|
15895 |
16450 |
14190 |
|
0,59 |
0,59 |
0,645 |
В соответствии с методикой экспертизы проектов технических систем на основе метода МАИ процедура оценки конструктивного совершенства проектов магистральных самолетов содержит 3 этапа:
1. Иерархическое представление задачи экспертизы.
Рассматриваемой задаче экспертизы соответствует трёхуровневая иерархия:
Цель экспертизы, оценка конструктивного совершенства проектов среднемагистральных самолетов.
Критерий показателей конструктивного совершенства.
Альтернативы для проекта и базовый образец СМС
2ой этап: Проведение парных сравнений.
На этом этапе строится матрица парных сравнений для сопоставления относительной важности критериев по отношению к цели (одна матрица) и 4 (для данного примера) матрицы парных сравнений для сопоставления относительной важности альтернатив по отношению к каждому из критериев.
Матрицы парных сравнений строятся на основе суждений экспертов (критерий по отношению к цели), а матрицы парных сравнений (альтернатив по относительно критериев) на основе объективных данных – параметры по безразмерной шкале.
Матрица критериев по отношению к цели:
1
1
1
3
0,3
1
1
1
3
0,3
1
1
1
3
0,3
⅓
⅓
⅓
1
0,1
ОС≈0
- веса критериев по отношению к цели.
А
Б
В
А
1
1/2
8
0,36
Б
2
1
9
0,59
В
1/8
1/9
1
0,05
ОС≈0,034
А
Б
В
А
1
1/3
8
0,3
Б
3
1
9
0,65
В
1/8
1/9
1
0,05
ОС≈0,086
А
Б
В
А
1
1
9
0,47
Б
1
1
9
0,47
В
1/9
1/9
1
0,06
ОС≈0
А
Б
В
А
1
1
2
0,4
Б
1
1
2
0,4
В
1/2
1/2
1
0,2
ОС≈0
Для каждой матрицы парных сравнений должно быть определено отношение согласованности (ОС) и вектор локальных приоритетов.
В данном примере все матрицы парных сравнений являются примерно согласованными, т.к. ОС≤0,1 выполняется для каждой матрицы.
3ий этап: Синтез глобальных приоритетов.
Для определения вектора глобальных приоритетов (
)
построим таблицу приоритетов и определим
вектор глобальных приоритетов.Проекты ЛА
вектор приоритетов
А
0,36
0,3
0,47
0,4
0,379
Б
0,59
0,65
0,47
0,4
0,553
В
0,05
0,05
0,06
0,2
0,068
Следовательно, сравнивая количественно компоненты вектора глобальных приоритетов можно выбрать лучшую альтернативу.
Такой альтернативой в рассматриваемом примере экспертизы является проект Б, который по конструктивному совершенству превосходит базовый образец А и проект В.