Тема 5 Состав и выбор методов исследования систем управления.

Классификация методов исследования. Теоретические методы исследования систем управления – метод линейного программирования, метод точечной интерполяции, метод Монте-Карло. Графические методы – диаграммы Исикавы, Парето, разброса, «радиационного» вида, графики круговой, ленточный, Z-образный, гистограммы. Метод «дерева» целей. Сущность основных эмпирических методов исследования. Морфологический анализ. Квалиметрические методы.

Формально-логические методы исследования. Общенаучные методы исследования – эмпирические (основаны на практической деятельности). Специальные методы исследования. Комплексно-комбинированные методы исследования. Классификация – процесс субъективный.

Основные базовые теоретические методы исследования – формализации (отображение объектов изучения в знаковой форме), аксиоматизации (на базе исходных утверждений, не требующих доказательства, образуют производные понятия и выводят другие аксиомы), идеализации (мысленное создание несуществующих в действительности объектов и наделение их гипотетическими свойствами), восхождения от абстрактного к конкретному (получение результатов на базе перехода от логического изучения абстрактно расчленённого объекта к целостному конкретному его познанию).

Метод линейного программирования – позволяет проводить расчёты по различным критериям оптимизации выбираемых действий; для достижения целей выбирают вариант с минимальными затратами, но всегда присутствуют ограничения, налагаемые на систему управления (надёжность, наличие финансовых средств), поэтому необходимо решать задачи оптимизации.

Метод точечной интерполяции – применяют для определения максимумов и минимумов каких-либо функций (затрат, прибыли, эффектов, качества, конкурентоспособности и т. п.):

- достижение заданного уровня исследуемого параметра при минимуме аргумента;

- достижение максимально возможного значения функции при заданных допустимых величинах аргумента;

- достижение при минимуме величины аргумента максимально возможного значения функции.

Для определения оптимальной величины исследуемой функции с необходимой степенью точности достаточно трёх-четырёх точек аргумента, в этом случае для описания кривой можно воспользоваться указанным методом.

Метод Монте-Карло – расчётный численный способ решения исследовательских задач математического характера на основе моделирования случайных величин и формализованного описания неопределённости; применяют для анализа рисков различных проектов, используя компьютерные пакеты программ.

Причинно-следственные диаграммы Каору Исикавы – общепринятые факторы делят на причины, причинные факторы – на обсуловливающие факторы, и т. д., определяют весовые показатели; правила:

- сохраняется анонимность высказываний;

- младшие высказываются первые;

- время проведения экспертизы ограничено;

- за найденное решение автор должен получить вознаграждение.

Диаграмма Парето – принцип построения: составляющие, по которым проводят анализ, объединяют в три группы: А – три фактора, которые превосходят все остальные, и располагают их в порядке убывания; В – три последующих фактора, которые превосходят все остальные, и располагают их в порядке убывания; С – остальные; последние – “прочие”; в группе А контроль должен быть наиболее жёстким, в группе С контроль должен быть наиболее упрощённым.

Контрольные карты Шухарта – это разновидность графика; отличается от него наличием линий, называемых контрольными границами, или границами регулирования, границы обозначают ширину разброса, образующегося в обычных условиях данного процесса; если все точки графика входят в область, ограниченную контрольными границами, то процесс протекает в относительно стабильных условиях; если точки выходят за границы, то процесс разладился и следует принимать меры; виды карт – (X-R)–карты (оценивают количественные показатели), P-карты (оценивают качественные показатели); на контрольной карте по горизонтальной оси откладывается время или номер выборки единиц продукции или пробы, а по вертикали – выборочное значение параметра продукции для очередной выборки.

Метод «дерева» целей позволяет выявить количественные и качественные взаимосвязи и отношения между целями, увязать разные уровни целей с конкретными средствами и сроками достижений. Подцели и связи между ними характеризуются количественно:

- КОВ (коэффициент относительной важности);

- КВП (коэффициент взаимной полезности).

Виды «деревьев»: простые и циклические. Правила построения «дерева»:

- каждая цель расчленяется не менее, чем на две цели;

- декомпозиция на каждом уровне осуществляется по одному классификационному признаку;

- каждая цель должна быть субординационна к другим целям;

- каждая цель должна быть адресной;

- для каждой цели должно быть ресурсное обеспечение;

- полнота редукции цели.

Классификационные признаки декомпозиции – параметрический, объектный, технологический, временной.

Морфологический анализ соединяет методы классификации и обобщения; декомпозиция осуществляется не простая, а с выделением элементов по принципам функциональной значимости и роли, т. е. определяется влияние элемента на общую проблему.

Квалиметрия – область деятельности, связанная с количественной оценкой качества продукции; в экспертных оценках шкалирование; применяют одну из трёх шкал:

- шкалу уровней (с принятой величиной уровня сравниваются все остальные величины );

- шкалу порядка (результатом оценки качества является ранжированный ряд сравниваемых величин ( );

- шкалу отношений (сравнение величины с эталоном по принципу .

Показатели качества – количественно или качественно установленные конкретные требования к свойствам (характеристикам) объекта; по значимости – основные, дополнительные; по размерности отраженных величин – абсолютные, относительные, приведенные, безразмерные; по стадии определения – проектные, производственные, эксплуатационные, прогнозируемые

Единичный показатель – относится к одному свойству, комплексный – относится к нескольким свойствам, интегральный – отношение суммарного полезного эффекта от эксплуатации или потребления продукции к суммарным затратам на её создание и эксплуатацию или потребление.