Методика многокритериального выбора рациональных структур

Метод комплексной оценки структур

Метод служит для решения задач структурной многокритериальной оптимизации систем в процессе их проектирования или модернизации. Базируется на методологии системного анализа и представляет собой многошаговый итерактивный процесс, который начинается с формулировки целевого назначения системы и заканчивается выбором рациональной структуры. Этот процесс не поддается полной математической формализации и поэтому представляет собой сложную цель эвристических и формальных процедур. Сочетание эвристики и формализма образует системный метод, дисциплинирующий решение проектировщика и позволяющий решать широкий класс задач многокритериального выбора рациональной структуры.

Рис.19.4 — Комплексная оценка структур

Концептуальная схема метода включает следующие операторы:

Z — цель системы достигается в процессе функционирования при взаимодействии с внешней средой;

S — конкурирующие структуры, выявляемые в результате морфологического анализа;

K — частные критерии, характеризующие качество конкурирующих структур;

М — совокупность моделей, позволяющих оценить отдельные свойства конкурирующих структур;

W — векторные оценки, получаемые для конкурирующих структур по частным критериям;

Р — процедуры скаляризации, направленные на свертку векторных оценок по каждой из структур;

А — анализ структур, осуществляемый на основе обобщенных скалярных оценок в диапазоне условий;

R — решающее правило, определяющее выбор рациональной структуры в заданном классе условий.

Практическое применение метода требует расшифровки операторов с учетом особенностей конкретной системы. При этом выполняется 6 основных операций:

1. Определение множества конкурирующих структур исходя из целей и функций системы. Эта задача накрывает эти операторы (Z, F, S).

2. Отбор совокупности частных критериев, характеризующих качество конкурирующих структур (К).

3. Построение модели и отображение конкурирующих структур в матрицу векторных оценок (М, W).

4. Обоснование принципа оптимальности и свертка векторных оценок в обобщенные скалярные оценки (Р).

5. Анализ конкурирующих структур в диапазоне условий, в частности при различных воздействиях внешней среды (А).

6. Разработка решающего правила и выбор на его основе рациональной структурной системы (R).

Рассмотрим методику, которая реализует все операторы метода комплексной оценки структур (т.е. более подробно, чем сам метод).

Этап 1:

Определяется множество конкурирующих структур {S_i} = {S₁, S₂, ..., S_n}, из числа которых выбирается в дальнейшем рациональная структура. Для поиска структур могут быть использованы различные методы: мозговой атаки; дерево целей; морфологического ящика и др. На практике закрепился метод морфологического ящика (анализа). Морфологический анализ создаваемой системы позволяет систематизировать потенциально возможные структуры и определить множество конкурирующих структур.

Рис.19.5 — Множество конкурирующих структур