- •А. С. Малин, в. И. Мухин исследование систем управления
- •Введение
- •Часть 1.
- •Элемент системы
- •Связь, взаимодействие и структура системы
- •Понятие внешней среды
- •Понятия, определяющие функционирование системы
- •Состояние системы
- •Входы и выходы системы
- •Функционирование (движение) системы
- •1.3 Характеристика процессов системы
- •Понятие процессов системы
- •Формы входных и выходных процессов
- •Функции обратной связи
- •Функция ограничения системы
- •1.4 Классификация систем
- •Признаки классификации и классы систем
- •Классификация систем
- •Характеристика различных классов систем
- •1.5 Система управления
- •Понятие системы управления
- •Цель системы управления
- •Закон управления системой
- •Эффективность управления системой
- •Вопросы для повторения
- •Литература
- •2.Методологические основы исследования
- •Сущность системного подхода
- •2.2 Анализ систем управления
- •Понятие, цели и задачи анализа
- •Решение задач анализа систем управления
- •2.3 Синтез систем управления
- •Понятие, цели и задачи синтеза
- •Решение задач синтеза систем управления
- •2.4 Принципы анализа и синтеза систем управления
- •Принцип физичности и его постулаты
- •Принцип моделируемости и его постулаты
- •Принцип целенаправленности и его постулаты
- •2.5 Виды анализа и синтеза систем управления
- •Структурный анализ и синтез систем управления
- •Функциональный анализ и синтез систем управления
- •Параметрический анализ и синтез систем управления
- •2.6 Уровни исследования и структура показателей систем управления
- •Уровни исследования систем управления
- •Структура показателей систем управления
- •Оценка информативности показателей анализируемой системы управления
- •Вопросы для повторения
- •Литература
- •3.Особенности анализа и синтеза различных систем управления
- •3.1 Особенности анализа и синтеза технических систем управления
- •Особенности технических систем управления
- •Специфика анализа и синтеза технических систем управления
- •Основы синтеза новой технической системы управления
- •3.2 Особенности анализа и синтеза эргатических систем управления
- •Особенности эргатических (человеко-машинных) систем управления
- •Специфика анализа и синтеза эргатических систем управления
- •Типовые противоречия в процессе создания новых эргатических систем управления
- •Типовые противоречия, разрешаемые в процессе создания новых эсу
- •Содержание нововведений в зависимости от глубины реорганизации эсу
- •3.3 Особенности анализа и синтеза организационных систем управлениия
- •Особенности организационных систем управления
- •Методология анализа и синтеза организационных систем управления
- •Специфика анализа и синтеза организационных систем управления
- •Основные черты организационного управления
- •Основные требования к организационному управлению
- •Вопросы для повторения
- •Литература
- •4. Системный анализ и синтез проблемы
- •4.1 Обшая характеристика проблемы как системы
- •Понятие проблемы и проблемной ситуации
- •Классификация проблем
- •Представление проблемы как системы
- •Этапы решения проблемы
- •4.2 Исходная постановка (формулирование) проблемы
- •Цель постановки проблемы
- •Этапы постановки проблемы
- •4.3 Формирование целей и условия решения проблемы
- •Условия формирования целей
- •Выявление и систематизация подцелей
- •Последовательная декомпозиция целей
- •Установление условий решения проблемы
- •4.4 Структуризация проблемы и систематизация путей достижения целей
- •Основные понятия и этапы структуризации проблемы
- •Уточнение структуры системы
- •Критический анализ функционирования системы управления
- •Систематизация путей достижения целей, оценка их значимости
- •4.5 Выявление и выбор альтернатив решения проблемы
- •Этапы выделения альтернатив решения проблемы
- •Выбор альтернатив
- •4.6. Принятие решения и выбор оптимальных решений
- •Выявление и выбор вариантов решения проблемы (подпроблемы)
- •Выбор оптимальных решений
- •Вопросы для повторения
- •Литература
- •Часть 2
- •Методы, средства и уровни научного исследования
- •5.2 Методы эмпирического исследования
- •Наблюдение
- •Сравнение
- •Измерение
- •Эксперимент
- •5.3 Методы эмпирического и теоретического исследования
- •Абстрагирование
- •Анализ и синтез
- •Индукция и дедукция
- •Моделирование и использование приборов
- •Исторический и логический методы научного познания
- •5.4 Методы теоретического исследования
- •Восхождение от абстрактного к конкретному
- •Идеализация
- •Формализация
- •Аксиоматический метод
- •5.5 Основные формы научного исследования
- •Проблема
- •Идея, принцип, закон
- •Гипотеза, предположение, математическая гипотеза
- •Классификация моделей
- •5.6 Фактологическое обеспечение исследования
- •Философские аспекты фактологического обеспечения исследования
- •Понятие факта
- •Сбор и анализ фактов
- •Особенности использования фактов в исследовании систем управления
- •Вопросы для повторения
- •Литература
- •Специфические методы исследования систем управления
- •6.1 Методы появления системной идеи
- •Сущность идеи
- •Первый цикл проявления идеи
- •Второй цикл проявления идеи
- •6.2 Эвристические методы исследования систем управления
- •Методы активизации технологии творчества
- •Ассоциативные методы
- •Метод "мозгового штурма"
- •Метод синектики
- •6.3 Формализованные методы исследования систем управления
- •Параметрический метод
- •Морфологический метод и его модификации
- •Комбинаторный метод
- •Методы логического поиска
- •Метод "букета проблем"
- •Методы поиска новых технических решений
- •6.4 Статистические методы анализа систем управления Сущность и область применения
- •Регрессионный анализ
- •Корреляционный анализ
- •Дисперсионный анализ
- •Ковариационный анализ
- •Метод временных рядов
- •Метод главных компонентов
- •Факторный анализ
- •6.5 Детерминированные методы анализа систем управления
- •Сущность и область применения
- •Инфлюентный анализ
- •6.6Cинтез систем управления методами оптимизации
- •Синтез систем управления методами безусловной оптимизации
- •Синтез систем управления с помощью многокритериальной оптимизации
- •6.7 Синтез систем управления методами математического программирования
- •Сущность и содержание математического программирования
- •Общая характеристика методов математического программирования
- •Методы решения задач линейного программирования
- •Методы решения задач нелинейного программирования
- •Методы решения задач дискретного (целочисленного) программирования
- •Методы динамического программирования
- •Методы стохастического программирования
- •6.8 Анализ и синтез систем управления с помощью математических теорий
- •Теория принятия решений
- •Теория массового обслуживания
- •Теория эффективности
- •Теория игр
- •Вопросы для повторения
- •Литература
- •7. Экспертные оценки решения проблем
- •7.1 Сущность и содержание метода экспертных оценок
- •Сущность метода экспертных оценок
- •Подготовка экспертизы
- •Проведение опроса экспертов
- •Виды и типы вопросов
- •7.2 Методы обработки информации, получаемой от экспертов
- •Сущность экспертного ранжирования
- •Метод непосредственной оценки
- •Перевод оценок в ранги
- •Оценка факторов
- •Метод последовательных сравнений
- •Метод парных сравнений
- •Матрица предпочтений для ранжирования с помощью парного сравнения
- •Матрица р: доля случаев, когда фактор I предпочтительнее фактора j
- •7.3 Метод Дельфи
- •Классический метод экспертных оценок Дельфи
- •Метод структуризации принятия решений
- •Показатели оценки элементов "дерева решений" на уровне подпроблем
- •Экспертные оценки целенаправленности тем научных исследований
- •7.4 Метод анализа иерархий
- •Сущность и содержание анализа иерархий
- •Средние согласованности матриц
- •Пример применения метода анализа иерархий
- •Покупка дома: матрица попарных сравнений для уровня 2, решение и согласованность
- •Покупка дома: матрицы попарных сравнений для уровня 3, решение и согласованность
- •Покупка дома: матрица глобальных приоритетов
- •Вопросы для повторения
- •Литература
- •Часть 1. 6
- •Часть 2 187
- •Исследование систем управления
- •144003, Г. Электросталь Московской обл., ул. Тевосяна, 25.
Экспертные оценки целенаправленности тем научных исследований
Темы научных исследований, у которых А̅jk =10, исключаются из дальнейшего рассмотрения для решения j-й подпроблемы.
Шаг 5. Вычисление показателя удельного веса (Кул.в.K) К-й темы для решения j-й подпроблемы (в долях единицы):
где А̅jk - групповая экспертная оценка целенаправленности К-й темы для решения j-й проблемы;
- общая суммарная оценка в баллах значений A̅jK для всех предложенных тем при решении подпроблемы.
Шаг 6. Вычисление значения коэффициента относительной значимости К-й темы для j-й подпроблемы и для проблемы в целом (K3Kj; K3K):
где KЗКj - относительная значимость К-й темы для j-й подпроблемы;
Kbj - коэффициент важности j-й подпроблемы при решении проблемы в целом (определяется на 10-м шаге первого этапа расчетов);
K3K - относительная значимость К-й темы для проблемы в целом.
Результаты расчета коэффициентов относительной значимости удобно представить в виде таблицы (см. табл. 7.15).
Таблица 7.15.
Таблица расчета коэффициентов относительной значимости
Этап 4. Расчет технико-экономических характеристик элементов третьего уровня "дерева решений"
Шаг 1. Проведение экспертного опроса и получение данных о длительности, стоимости, экономии, вероятности успешного завершения работ по каждой теме научных исследований.
Шаг 2. Вычисление усредненной экспертной оценки длительности выполнения К-й темы. Для этого необходимо все экспертные оценки упорядочить по оси времени. Средний член совокупности оценок, упорядоченной по оси времени, образует медиану, значение которой можно истолковать как показатель обобщенного мнения экспертов о длительности выполнения научных исследований. Затем следует определить значения нижнего и верхнего квартилей упорядоченной совокупности оценок. Этим следует определить значения нижнего и верхнего квартилей упорядоченной совокупности оценок. Эти значения выбираются так, чтобы 25% всех оценок были самыми ранними и 25% — наиболее поздними. Реалистическое время длительности научных исследований по теме определяется по формуле
где Тн — наиболее низкие оценки длительности;
Те — наиболее высокие оценки длительности.
Если Tpeaл и Тсред близки по значению, то Тсред принимается за оценку длительности выполнения работ по теме.
Шаг 3. Вычисление усредненной экспертной оценки стоимости выполнения работ по теме:
где Сiк — индивидуальные оценки стоимости К-й темы i-м экспертом.
Шаг 4. Вычисление усредненной экспертной оценки ожидаемой экономии:
где Эiк — оценка годовой экономии, ожидаемой от внедрения результатов исследований по К-й теме, данная i-м экспертом.
Шаг 5. Вычисление экспертной оценки вероятности успешного завершения К-й темы:
где PiK - оценка вероятности успешного завершения k-vl темы, данная i-м экспертом.
Шаг 6. Вычисление общего показателя (OK) экспертной оценки К-й темы. Это необходимо для сравнения и ранжирования элементов модели, с учетом количественных и качественных показателей. При расчете показателя ОK участвует коэффициент относительной значимости К-й темы, определенный на шаге 5 этапа 2 (К3H):
Эприв — ожидаемая экономия от результатов внедрения темы, приведенная к первому году внедрения, тыс. руб.;
Кприв — предполагаемые затраты на проведение работ, приведенные к первому году внедрения, тыс. руб.;
р̅ — средняя оценка вероятности получения результатов за данное время;
КЗН — коэффициент относительной значимости К-й темы для решения проблемы в целом;
ЕНП — норматив для приведения разновременных затрат;
С0 — затраты данного года, тыс. руб.;
Тср — длительность разработки (длительность ведения работ по теме).
Шаг 7. Ранжирование тем научных исследований в порядке убывания общего показателя оценки тем (ОК).
Темы, имеющие более высокий показатель ОК должны иметь преимущества при составлении тематического плана НПО в случае, если директивные ограничения (финансовые, трудовые) не позволяют включить в план все темы научных исследований, обеспечивающие комплексное решение проблемы. Кроме того, когда одно и то же должностное лицо рекомендуется большинством экспертов в качестве ответственного исполнителя по нескольким темам, то следует закреплять за ним работы с более высоким ОК.
Шаг 8. Выработка рекомендаций по распределению ресурсов между темами научных исследований может быть произведена по формуле
где SK — объем финансирования по K-й теме;
Soбщ - общий объем финансирования НИР и ОКР.
Итак, алгоритм построения модели "дерева решений" базируется на процедуре последовательного проведения нескольких туров независимых экспертных опросов, получения экспертных оценок и их обработки с использованием методов математической статистики и методов обработки экспертных оценок.