Система поддержки принятия решений

Оглавление.

1.  Перечислить основные  определения теории систем поддержки  принятия решений.

2.Определение области  применения СКПИР для проектирования  валов.

3.Описание программного  продукта ANSYS.

4.Перечисление элементов  СКПИР в программном продукте  указанном в пункте 3.

5.Список литературы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.  Перечислить основные определения теории систем поддержки принятия решений.

    Реальные ситуации, складывающиеся в общественной  жизни любой страны, и, в частности, в экономической сфере, отличаются  возрастающей сложностью задач, непрерывным изменением и неполнотой  данных об экономической конъюнктуре, высокой динамичностью процессов. В этих условиях интеллектуальные  возможности человека могут войти  в противоречие с объемом информации, который необходимо осмыслить  и переработать в ходе управления  разнообразными технологическими  и социальными процессами. Вследствие  этого возрастает опасность срыва  управления.

              Основой управления, как известно, является решение. НТР настолько  повысила уровень энерговооруженности  лиц, принимающих решения (ЛПР), что  ошибки от неверно принятых  решений могут привести не  только к экономической катастрофе  для отдельного предпринимателя  или отрасли, но и к глобальной  катастрофе для человечества.

             Действенным способом повышения  эффективности и качества управления  является овладение менеджерами  всех уровней методологией системного  анализа и принятия решений  на основе математических методов. При этом в роли интеллектуального  помощника человека выступает  компьютер. Чтобы наделить компьютер  “интеллектуальными” способностями, необходимо реальную экономическую  или управленческую задачу заменить  ее математическим аналогом, а  опыт и интуицию человека - его  моделями предпочтений. Именно эти  вопросы составляют предмет математической  теории принятия решений.

            Математическая теория принятия  решений в сложных ситуациях, которую часто называют теорией  принятия решений (ТПР), занимается  разработкой общих методов анализа  ситуаций принятия решений. При  помощи этих методов вся информация  о проблеме, включая сведения  о предпочтениях ЛПР и его  отношении к риску, а также  суждения ЛПР о возможных реакциях  других субъектов на принятые  им решения, используется для  получения вывода о том, какой  из вариантов решения является  наилучшим.

               Методологическую основу ТПР  составляют элементы научной  базы системного подхода. Системный  подход обобщает теоретические  посылки и методы социально-прикладных  и технических наук, а его концепции  и принципы составляют основу  для дальнейшего уточнения и  конкретизации в других науках. Принципы системного подхода  практически реализуются в элементах  научной базы системного анализа.

             Сам системный анализ - это совокупность  конкретных, имеющих практическую  направленность методических подходов, практических методов и алгоритмов, позволяющих реализовать теоретические  концепции и главные идеи системного  подхода в рамках социально-экономических  и технических проблем. Системный  подход и системный анализ  составляют базу таких научных  дисциплин, как теория управления  и ее социально-прикладная форма - менеджмент.

             Теория принятия решений ориентируется  на разработку и поиск оптимальных  результатов по достаточно сложным  проблемам, со значительным количеством  связей и зависимостей, ограничений  и вариантов решений. В связи  с этим использование системного  подхода в качестве методологической  базы разрешения подобных проблем  является совершенно необходимым.

            Принципиальная особенность системного  подхода состоит в рассмотрении  объекта управления как сложной  системы с многообразными внутрисистемными  связями между ее отдельными  элементами и внешними связями  с другими системами.

           Достоинством системного подхода  является возможность учета неопределенности  поведения элементов и системы  в целом, а также обеспечение  согласованности множества целей  при принятии решения, в частности, целей элементов подсистем с  общими целями системы (например, целей заводов и цехов, участков).

           Цель системного анализа заключается  в выяснении реальных целей  принимаемого решения, возможных  вариантов достижения этих целей, установлении условий появления  проблемы, ограничений и последствий  решения. Логический системный анализ  дополняется математическим анализом  системы. Характерными признаками  системного анализа являются  следующие:

· решения принимаются, как правило, относительно отдельных элементов системы, поэтому необходимо учитывать взаимосвязь элемента с другими и общую цель системы (т.е. реализовывать системный подход);

· анализ осуществляется по принципу - от общего к частному, сначала для всего комплекса проблем, а далее для отдельных составляющих;

· первостепенное значение имеют такие факторы, как время, стоимость, качество работы;

· нередко данные анализа ориентируют на выбор соответствующего решения;

· по отношению к логическим суждениям системный анализ является вспомогательным элементом;

· системный анализ позволяет выделить области, где принимаются логические суждения и определить значение каждого из возможных вариантов решения;

· широкое использование компьютеров на всех стадиях анализа проблемы и процесса принятия соответствующего решения.

При решении практических задач управления, в частности, задач принятия решений, ЛПР постоянно использует анализ и синтез, системный подход и конкретно-формальные методы.

            Функции, выполняемые ЛПР по организации  разработки (принятия) решения, заключаются  в следующем:

· управление процессом выработки решения;

· определение задачи, участие в ее конкретизации и выборе критериев оценки эффективности решения;

· окончательный выбор из имеющихся вариантов решения и ответственность за него;

· организация реализации разработанного решения исполнителями.

               В разработке сложных решений, требующих использования системного  анализа, принимают участие специалисты - системные аналитики (системотехники).

Кратко изложим функции системных аналитиков и руководителей в процессе выработки решений.

Системные аналитики:

· выявляют цели, в том числе посредством количественных методов;

· составляют перечень возможных целей и представляют его руководителю;

· определяют подходы к решению проблемы;

· выявляют и оценивают альтернативы решения проблемы;

· устанавливают причинно-следственные связи между факторами;

· выявляют тенденции изменений в развитии объектов;

· осуществляют выбор альтернатив и критериев оценки;

· проводят необходимые расчеты.

Руководитель (ЛПР):

· рассматривает состав целей (уточняет старые и оценивает новые);

· участвует в постановке задачи, выборе способов решения;

· учитывает объективные и субъективные факторы, влияющие на решение проблем;

· участвует в оценке степени риска при принятии решения;

· рассматривает данные анализа;

· контролирует своевременность подготовки решения.

Таким образом, несмотря на определяющую роль ЛПР в процессе выработки решения, в данном процессе часто задействована большая группа специалистов.

Объектом исследования ТПР является ситуация принятия решений, или так называемая проблемная ситуация (ПС).

              Предметом исследования ТПР выступают  общие закономерности выработки  решений в проблемных ситуациях, а также закономерности, присущие  процессу моделирования основных  элементов проблемной ситуации.

              Основным назначением ТПР является  разработка для практики научно  обоснованных рекомендаций по  организации и технологии построения  процедур подготовки и принятия  решений в сложных ситуациях  с применением современных методов  и средств (в первую очередь, компьютеров  и компьютерных систем).

                 В основе современной ТПР лежит  комплексная концепция принятия  решений, которая требует учета  всех существенных аспектов проблемной  ситуации и рациональной интеграции  как логического мышления и  интуиции человека, так и математических  и технических средств. Согласно  этой концепции принятие решения - это сознательный выбор из  ряда вариантов (альтернатив). Этот  выбор производит лицо, принимающее  решение. В роли ЛПР выступает  человек или коллектив, обладающие  правами выбора решения и несущие  ответственность за его последствия.

                Суть концепции принятия решений  состоит в том, что вначале  ЛПР (а при необходимости и  специалисты по проблемам принятия  решений) содержательно анализирует  возникшую социальную, экономическую  или др. проблему. В итоге этой  творческой логической деятельности и на основе личной интуиции ЛПР формулирует цель, достижение которой, по его мнению, разрешит проблему. Подробно разобравшись в существе цели и собственных предпочтениях, ЛПР формирует способы достижения цели и, наконец, принимает решение о том, какой из возможных способов, по его мнению, наилучший, то есть осуществляет обоснованный выбор.

                 Для принятия решения на научной  основе широко используются методы  такой прикладной научной дисциплины, как исследование операций. Однако  применение формальных методов  исследования операций может  быть начато только после формулировки  цели. В этом и состоит существенное  различие в предмете исследования  этих двух наук. Теория принятия  решений в качестве объекта  исследования берет проблему  и начинает с формулирования  цели. Промежуточными этапами являются  выбор наилучшего решения и  интерпретация его для практики. ТПР заканчивает применение своего  аппарата только после изучения  степени разрешения стоявшей  перед ЛПР проблемы и фиксации  практического опыта.

                 Применение же аппарата исследования  операций начинается только после  того, как цель задана, и заканчивается  отысканием оптимального решения, которое максимизирует (или минимизирует) целевую функцию, моделирующую степень  предпочтительности в смысле  достижения цели.

 

2.Определение области применения СКПИР для проектирования валов.

Валы и оси относятся к деталям общего назначения, которые применяются во всех без исключения машинах и механизмах, где есть относительное движение отдельных элементов механических систем. Общее количество таких деталей огромно, что и вызывает необходимость специального рассмотрения их расчета. Прежде чем перейти к подробному описанию расчета и проектирования этих специализированных объектов в модуле WinShaft системы APM WinMachine (рис. 1), напомним некоторые понятия и определения, которые крайне важны для корректного представления сути рассматриваемых вопросов.

 

Рис. 1. Конструкция вала с опорами и нагрузками в редакторе модуля WinShaft

 

Под валом понимают тело вращения ступенчатой формы, каждая точка которого в результате вращения нагружается переменной нагрузкой, циклически изменяющейся во времени. По этой причине валы имеют особый статус среди всей совокупности деталей машин. Это, как правило, очень ответственные детали, безопасность которых во многом определяет работоспособность узла либо машины в целом. Под работоспособностью, в свою очередь, понимают способность вала сохранять свои свойства и сопротивляться разрушению в течение определенного (оговоренного) времени. Невосполнение данного условия может привести как к разрушению самого вала, так и выходу из строя оборудования в целом, что порой влечет катастрофические последствия (рис. 2).

 

Рис. 2. Эпюра деформаций вала в вертикальной плоскости

 

Для валов, как правило, характерно усталостное разрушение, когда наибольшие местные напряжения вызывают появление усталостных трещин, которые увеличиваются по мере роста числа циклов нагружения и при достижении определенных линейных размеров вызывают разрушение вала (рис. 3). Рост усталостных трещин неизбежен, однако можно ограничить их линейные размеры величинами, безопасными с точки зрения прочности. Делается это путем выбора соответствующей геометрии вала, материала и механической обработки.

 

Рис. 3. График изменения коэффициента запаса усталостной прочности по длине вала, полученный в модуле WinShaft