русс | укр

Языки программирования

ПаскальСиАссемблерJavaMatlabPhpHtmlJavaScriptCSSC#DelphiТурбо Пролог

Компьютерные сетиСистемное программное обеспечениеИнформационные технологииПрограммирование

Все о программировании


Linux Unix Алгоритмические языки Аналоговые и гибридные вычислительные устройства Архитектура микроконтроллеров Введение в разработку распределенных информационных систем Введение в численные методы Дискретная математика Информационное обслуживание пользователей Информация и моделирование в управлении производством Компьютерная графика Математическое и компьютерное моделирование Моделирование Нейрокомпьютеры Проектирование программ диагностики компьютерных систем и сетей Проектирование системных программ Системы счисления Теория статистики Теория оптимизации Уроки AutoCAD 3D Уроки базы данных Access Уроки Orcad Цифровые автоматы Шпаргалки по компьютеру Шпаргалки по программированию Экспертные системы Элементы теории информации

Структурная оптимизация систем, как процесс принятия решений


Дата добавления: 2013-12-23; просмотров: 2728; Нарушение авторских прав


Циклы проектирования и уровни оптимизации сложных технических систем

Общая технологическая схема принятия решений при многих критериях

Пример 3: выбрать рациональный вариант системы в условиях, когда ЛПР применяет минимальный критерий

Пример 2: Определить парето-оптимальные варианты системы, которая состоит из блоков А и В

Пример 1: определить Парето-оптимальные варианты системы

Приемы поиска Парето-оптимальных решений

{Kj} Единица измерения Направление экстремума S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10
K1 — масса K2 min
K2 — стоимость рубли min

Явно видно, что вариант S10 можно выбросить, т.к. S2 — дешевле. S6 — можно забраковать и оставить первый вариант, а остальные сравниваем с оптимальными (т.е. 3, 4 и т.д. с 1 и 2). Найдем граничные варианты в области компромисса: S1 и S2, причем варианты S6 и S10 необходимо отбраковать как худшие.

Определим Парето-оптимальные варианты системы.

S1, S2, S3, S4, S5, S7

S8, S0 выбросим

Произвести дальнейший отбор.

{Kj} Единица измерения Направление экстремума Блок A Блок B
A1 A2 A3 A4 A5 A6 B1 B2 B3 B4 B5
K1 — масса K2 min
K2 — стоимость рубли min

Определим Порето-оптимальные варианты системы S1, S3, S4

{Kj} Единица измерения Направление экстремума {Si}
S1 S2 S3 S4 S5 S6
K1 — вероятность отказа min 1,2⋅10-2 0,5⋅10-2 0,3⋅10-2 0,1⋅10-2 0,08⋅10-2 0,05⋅10-2
K2 — затраты ресурсов тысячи рублей min
Ограничения для системы K1 ≤ 1⋅10-2, K2 < 1 млн. руб.

Определим Парето-оптимальные варианты системы и матрицу потерь



Zji S2 S3 S4
K1 0,5 0,3 0,1
K2 0,4 0,6 0,9

minSi(maxKj(Zji)) = min{0,5; 0,6; 0,9} = 0,5

Т.е. рациональным является вариант системы S2.

Принятие решений является наиболее массовой операцией в процессе создания некоторой АСУ практически на всех ее этапах.

1. Оценка целесообразности разработки и предварительный выбор структуры АСУ.

2. Предварительный выбор технических решений.

3. Окончательный выбор структуры АСУ.

4. Окончательный выбор технических решений по построению п/с и АСУ в целом.

5. Окончательный выбор технических решений по созданию аппаратуры.

6. Окончательный выбор технических решений по разработке математического обеспечения.

7. Организация АСУ на базе выбранных технических решений.

8. Отладка, испытание и внедрение АСУ.

См. общее системное проектирование АСУ реального времени. Под редакцией В. А. Шабалина, М., радио и связь, 1984 г, стр.34-44.

Принятие решений при многих критериях базируются на принципе согласованного оптимизма В.Парето и представляет собой многошаговый интеративный процесс, который начинается с появлением проблемы и заключается реализацией решений.

Рис. 19.1 — Принятие решения

1. Сбор исходных данных и структуризация проблемы:

а) ограничение сложности

б) отображение ситуации

г) оценка ресурса

д) выявление взаимосвязей

2. Выявление и систематизация потенциальных возможных решений

3. » Просеивание» решений, выделение множества конкурирующих решений

4. Обоснование частных критериев для оценки конкурирующих решений

5. Построение логико-математической системной модели и ее верификации

6. Выбор рационального решения, которые должны быть:

а) единственным

б) своевременным

в) реализуемым

г) устойчивым

д) перспективным

В настоящее время в стадии становления находится новое научное направление, а именно т-я качества сложных систем, в частности АСУ различных уровней и назначения. В проблематику данного направления входят вопросы обеспечения качества систем на всех этапах их создания и развития. Современное представление о процессе проектирования сложных технических систем включает 3 характерных цикла:

1. внешнее проектирование

2. формирование облика системы

3. внутреннее проектирование

Первый цикл представляет конкретизацию целей и функций системы, а также представление требований к ее характерам качества.

Второй цикл служит для корректной увязки требований внешнего проектирования с конструкторскими и технологическими возможностями внутреннего проектирования и состоит в выборе рациональной структуры из некоторого множества конкурирующих структур.

Третий цикл предполагает разработку выбранной структуры и ее реализацию в виде комплекса технических ф-в, принадлежащих системе требуемое качество.

Рис.19.2 — Циклы проектирования технических систем

Циклам проектирования соответствуют следующие уровни оптимизации систем:

1. Глобальная оптимизация, т.е. поиск прогрессивной технической идеи для создаваемой системы.

2. Структурная оптимизация, т.е. выбор рациональной структуры системы в рамках используемой технической идеи.

3. Параметрическая оптимизация, т.е. подбор наилучшей совместимости параметров для выбранной структуры систем.

Оптимизация системы последовательно на всех 3-х уровнях приводит к синтезу структуры, удовлетворяющей заданным требованиям по качеству.

Наибольший эффект в обеспечении качества системы дает глобальная оптимизация (Глушков, Мясников, Половинкин) 30-50%, наименьший эффект — параметрическая оптимизация 10-15%, структурная оптимизация занимает промежуточное положение 20-30%. Причем, степень оптимизации зависит весьма существенно от множества конкурирующих структур и их проработки по векторному критерию качества.

Необходимость структурной оптимизации обусловлена наличием сравнительно большой номенклатуры технических средств и способов, объединяя их в различные структуры, которые отличаются друг от друга рядом признаков, а именно, составом структурных элементов, технологией переработки информации, пространственным распространением элементов и др.

Анализ конкурирующих структур неизбежно связан с использованием многих критериев и выполняется в условиях неопределенности, т.е. в условиях неполноты информации в отношении создаваемой системы и внешней среды, взаимодействующей с ней. По этой причине проблема структурной оптимизации формируется как проблема многокритериального выбора рациональной структуры из некоторого множества конкурирующих структур в условиях неопределенности. Проблема структур оптимизации в такой постановке решается на основе методологии системного анализа.

Рис.19.3 — Уровни оптимизации систем

В процессе структурной оптимизации необходимо осуществлять целенаправленный поиск альтернативных структур, т.к. их случайный перебор обычно не приводит к успеху. При этом, чем больше альтернативных структур, тем с большей вероятностью можно гарантировать конечный результат, т.е. выбор наиболее рациональной структуры. Вместе с тем, большой объем альтернативных структур порождает проблему отсева (отбраковки) неперспективных структур, исходя из тех или иных ограничений и требований к системе.

Таким образом процесс структурной оптимизации — это процесс систематизации альтернативных структур с отсевом неперспективных структур и определение множества конкурирующих структур, из числа которых выбирается рациональная структура.

Метод ФСА (функционально-стоимостного анализа)

Метод предусматривает 2-хкритериальную оценку вариантов системы и включает в себя 5 основных операций:

1. построение модели эффективности

2. построение модели стоимости

3. вычисление обобщенного критерия

4. выбор рационального варианта

Поясним сущность метода на примере ВЦ с распределенной сетью терминалов. В этом случае возможно построить следующие модели:

1. Э = f(n)-коэффициент загрузки ‚– в зависимости от числа используемых терминалов.

2. Стоимость функции от n: С = f(n) — затраты на создание ВЦ в зависимости от числа используемых терминалов.

При построении моделей используется вся доступная объективная и субъективная информация. Выходные данные модели в соответствии с методом синтезируются в обобщенный критерий, позволяющий анализировать варианты системы. Базируясь на обобщенных оценках, ЛПР выбирает рациональный вариант системы.

Сложно в ФСА построить модель эффективности. В качестве обобщенного критерия Е можно использовать:

1. E = max Э при С = const — максимум эффективности при фиксированной стоимости.

2. E = min C при Э = const — минимум стоимости при фиксированной эффективности.

3. E = max Э/С — минимум удельной эффективности.

4. E = min C/Э — минимум удельной стоимости

5. E = max (w1Э + w2С) — максимум взвешенной суммы эффективности и стоимости.

Выбор обобщенного критерия Е осуществляется, как правило, на основе субъективных суждений ЛПР. 3 — применяется на практике наиболее часто (т.к. наиболее понятно; получаем число, которое никакого смысла не имеет; выбираем число с максимальным значением).



<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Принцип согласованного оптимума В.Парето | Методика многокритериального выбора рациональных структур


Карта сайта Карта сайта укр


Уроки php mysql Программирование

Онлайн система счисления Калькулятор онлайн обычный Инженерный калькулятор онлайн Замена русских букв на английские для вебмастеров Замена русских букв на английские

Аппаратное и программное обеспечение Графика и компьютерная сфера Интегрированная геоинформационная система Интернет Компьютер Комплектующие компьютера Лекции Методы и средства измерений неэлектрических величин Обслуживание компьютерных и периферийных устройств Операционные системы Параллельное программирование Проектирование электронных средств Периферийные устройства Полезные ресурсы для программистов Программы для программистов Статьи для программистов Cтруктура и организация данных


 


Не нашли то, что искали? Google вам в помощь!

 
 

© life-prog.ru При использовании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.

Генерация страницы за: 0.006 сек.