Технічне переоснащення машинобудівного підприємства шляхом підвищення якості одержання й обробки експертних оцінок на основі згортки часткових критеріїв з нечіткими мірами важливості та компетентності методом інтерпретації слабко узгоджених матриць.
Аннотация к работе
Для прийняття рішень проводяться технічні наради, під час яких фахівці виконують спрощений функціонально-вартісний аналіз (ФВА) наявних вузлів, їхніх функцій і вартості реалізації цих функцій; переоснащення шляхом вибору альтернатив, коли устаткування підлягає заміні на аналогічне або краще, коли вибирається постачальник або конкретна технологія проведення капітального ремонту або переоснащення. В обох випадках на цей час відсутні математичні моделі й інформаційні технології, що дозволяють забезпечити якісну підтримку прийняття рішень, автоматизувати обробку отриманих експертних даних таким чином, щоб була досягнута необхідна достовірність результатів оцінювання. Необхідність урахування великої кількості відомостей, експертний характер підтримки прийняття рішень в умовах невизначеності, великий ризик при виборі альтернативи переоснащення вимагають адекватного інформаційного забезпечення процесів формування, одержання й обробки експертних оцінок. розробити інформаційні, логічні, математичні моделі для формалізації процесу прийняття рішень технічного переоснащення машинобудівного підприємства; розробити методи і алгоритми одержання й обробки експертних оцінок, розробити програмне забезпечення для створення системи інформаційної підтримки процесу прийняття рішень і автоматизації її етапів.Питаннями отримання й обробки експертних оцінок в умовах невизначеності, підвищення достовірності таких оцінок і обґрунтованості прийнятих на їх основі рішень займалися: у дальньому зарубіжжі - Ф.С. Визначено необхідну функціональність програмного комплексу (ПК) для підтримки прийняття рішень щодо розвитку основних фондів машинобудівного підприємства, перелік моделей, методів, алгоритмів, які вимагають розробки й розвитку, наступної реалізації та використання у складі алгоритмічного забезпечення ПК. Тоді функцією, що буде мінімізуватися при адаптації, є наступна залежність: , (1) де - випадковий дрейф екстремуму у просторі параметрів, що адаптуються (у предметній області цей дрейф відповідає змінам стану устаткування, ринкової вартості ресурсів, видаткових матеріалів і запасних частин, і т.п.); - випадковий дрейф градієнта функції (зміна цілей і обмежень виробничої діяльності); - модель перешкоди з дисперсією, що залежить від часу, яка описує погрішність оцінювання змін середовища й параметрів альтернатив (обєктів або заходів ТПМП), та залежить від стану приладів у ланцюгах зворотних звязків (у тому числі від складу та компетентності робочих груп у випадку експертного оцінювання факторів). Аналіз такої схеми дозволив обмежити розгляд предметної області та визначити задачі моделювання й управління виробничим середовищем з урахуванням витрат на технічне переоснащення і його продуктивність. Теорія нечіткої міри в запропонованій інформаційній технології обробки експертних оцінок і підтримки прийняття рішень використовується для виконання згортки оцінок всіх експертів у відповідності до ступеня їхньої компетентності (мірою довіри до їхніх рішень).Розроблено модель функції, що мінімізується при адаптації, яка враховує випадковий дрейф екстремуму функції у просторі параметрів, дрейф градієнта функції (зміна мети і обмежень виробничої діяльності), перешкоди у вигляді випадкового процесу з дисперсією, що залежить від часу (погрішність оцінювання зміни середовища та параметрів альтернатив). Удосконалено метод проведення функціонально-вартісного аналізу технологічного устаткування на основі попарних порівнянь альтернатив з формалізацією результатів системного аналізу обєкта технічного переоснащення у вигляді діаграми SADT і нечіткої когнітивної карти взаємовпливу вузлів устаткування і реалізованих функцій. Розроблено інформаційну технологію одержання й обробки експертних оцінок з використанням згортки часткових критеріїв оцінювання варіантів ТПМП і ступенів компетентності експертів на основі теорії нечіткої міри. Розроблено метод інтерпретації слабко узгоджених матриць оцінок, отриманих під час оцінювання альтернатив технічного переоснащення, на основі інтерпретації окремих рядків таких матриць із використанням відстані Кемені між ранжируваннями і згортки з нечіткою мірою для збереження відомостей про нечіткі переваги експертів. Економічний ефект складає 3-8 % від обєму випуску продукції ПАТ «Новокраматорський машинобудівний завод» і ПАТ «Енергомашспецсталь» на устаткуванні, для якого виконано технічне переоснащення з використанням запропонованих методів, алгоритмів та компонентів.
План
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Вывод
У дисертаційній роботі вирішена актуальна науково-технічна задача розробки і реалізації ефективного інформаційного забезпечення підтримки прийняття рішень технічного переоснащення машинобудівного підприємства шляхом підвищення якості одержання й обробки експертних оцінок на основі згортки часткових критеріїв з нечіткими мірами важливості та компетентності. При проведенні досліджень отримані наступні основні результати.
1. Процес переоснащення підприємства подано як рішення задачі адаптації технологічної системи. Розроблено модель функції, що мінімізується при адаптації, яка враховує випадковий дрейф екстремуму функції у просторі параметрів, дрейф градієнта функції (зміна мети і обмежень виробничої діяльності), перешкоди у вигляді випадкового процесу з дисперсією, що залежить від часу (погрішність оцінювання зміни середовища та параметрів альтернатив).
2. Процес ТПМП розглянуто як складну керовану систему з багатьма звязками. Отримано передавальну функцію каналу «Витрати на ТПМП» -«Продуктивність устаткування» шляхом ідентифікації моделі на основі реальних виробничих даних. Виявлені закономірності перетворення в організаційно-технічній системі підприємства використані у складі інформаційного забезпечення процесу ТПМП.
3. Удосконалено метод проведення функціонально-вартісного аналізу технологічного устаткування на основі попарних порівнянь альтернатив з формалізацією результатів системного аналізу обєкта технічного переоснащення у вигляді діаграми SADT і нечіткої когнітивної карти взаємовпливу вузлів устаткування і реалізованих функцій.
4. Розроблено інформаційну технологію одержання й обробки експертних оцінок з використанням згортки часткових критеріїв оцінювання варіантів ТПМП і ступенів компетентності експертів на основі теорії нечіткої міри.
5. Розроблено метод інтерпретації слабко узгоджених матриць оцінок, отриманих під час оцінювання альтернатив технічного переоснащення, на основі інтерпретації окремих рядків таких матриць із використанням відстані Кемені між ранжируваннями і згортки з нечіткою мірою для збереження відомостей про нечіткі переваги експертів.
6. Розроблено вимоги до ПК інформаційного забезпечення СППР, розроблена діаграма класів предметної області й ПК, запропоновано структурно-функціональний ряд реалізацій СППР із урахуванням можливості забезпечення сформульованих вимог. Компоненти ПК реалізовані у вигляді програмних модулів.
7. Проведено експериментальні дослідження в режимі імітаційного моделювання роботи алгоритмічного забезпечення і ПК (за допомогою мережі Петрі), що показали реалізованість функціональних можливостей інформаційної технології та досяжність поставлених у роботі задач. Проведено дослідне впровадження ПК за участю фахівців машинобудівного підприємства, під час якого підтверджена ефективність запропонованих розробок ІТ і методик. Показано, що якість обробки експертних оцінок збільшено на 7-15 %, розсіювання експертних оцінок знижено й, відповідно, достовірність результатів оцінювання підвищено на 10-14 %. Економічний ефект складає 3-8 % від обєму випуску продукції ПАТ «Новокраматорський машинобудівний завод» і ПАТ «Енергомашспецсталь» на устаткуванні, для якого виконано технічне переоснащення з використанням запропонованих методів, алгоритмів та компонентів.
8. Результати досліджень використані під час виконання науково-дослідної роботи за темою Н-3-07 у вирішенні завдань діагностики стану устаткування, а також у навчальному процесі кафедри «Автоматизовані системи управління» Донецького національного технічного університету і Відділеного структурного підрозділу Національного авіаційного університету Словянського коледжу Національного авіаційного університету.
СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ АВТОРОМ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Багрянова Л.В. Автоматизация поддержки принятия решений по модернизации оборудования / В.И. Кравченко, В.В. Зоненко, Л.В. Багрянова и др. // Вісник Донбаської державної машинобудівної академії. - № 1Е (6). - 2006. - С. 330-335.
2. Нечволода Л.В. Автоматизация управления развитием производственных фондов машиностроительного предприятия на основе информационных технологий / Л.В. Нечволода // Вісник Хмельницького національного університету. - Хмельницький, 2008. - №3. - Т. 2. - С. 255-259.
3. Нечволода Л.В. Информационные технологии и архитектура программного комплекса для автоматизации принятия решений по техническому переоснащению на машиностроительном предприятии / Л.В. Нечволода // Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: Обчислювальна техніка та автоматизація. - Донецьк, 2009. -Вип. 17 (148). - С. 104-111.
4. Нечволода Л.В. Разработка модели процесса металлообработки как объекта технико-экономического управления на машиностроительном предприятии / Л.В. Нечволода // Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: Обчислювальна техніка та автоматизація.- Донецьк, 2010. - Вип. 19 (171). - С. 90-96.
5. Нечволода Л.В. Управление процессом технического переоснащения машиностроительного предприятия как решение задачи адаптации технологической системы / Л.В. Нечволода // Новые технологии. - Кременчуг, 2010. - № 2. - С. 95-99.
6. Нечволода Л.В. Информационная технология обработки экспертных оценок для поддержки принятия решений в ходе технического переоснащения машиностроительного предприятия / Л.В. Нечволода // Системи обробки інформації. Зб. наук. праць. - Харків: ХУПС, 2010. - Вип. 6 (87). - С. 247-252.
7. Нечволода Л.В. Разработка методики снижения модельной ошибки при обработке результатов экспертного оценивания в ходе технического переоснащения машиностроительного предприятия / Ю.А. Скобцов, Л.В. Нечволода // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. - Хмельницький, 2010. - Вип. 1. - С. 162-167.
8. Нечволода Л.В. Разработка и исследование системы информационной поддержки принятия решений в ходе переоснащения электротехнического оборудования на машиностроительном предприятии / Л.В. Нечволода, О.В. Колот // Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: Електротехніка і енергетика.- Донецьк, 2010. - Вип. 10. - С. 89-95.
9. Нечволода Л.В. Автоматизированная система управления техническим переоснащеним машиностроительного предприятия / Л.В. Нечволода // Інтелектуальні системи в промисловості і освіті-2007: тези доповідей I міжнародної науково-технічної конференції. - Суми, 2007. - С. 152-153.
10. Нечволода Л.В. Узагальнений підхід до моделювання інформаційних технологій підтримки ухвалення рішень в ході процесу технічного переоснащення машинобудівного підприємства / Л.В. Нечволода // Компютерні науки та інформаційні технології: матеріали 4-ї МНТК. - Львів: ПП «Вежа і Ко», 2009. - С. 326-329.
11. Нечволода Л.В. Информационная технология обработки экспертных оценок при техническом переоснащении машиностроительного предприятия / Л.В. Нечволода // Research and technology - step into the future. Scientific & Research Journal of Transport and Telecommunication Institute (Riga). - 2009. - Vol. 4. - No 4. - P. 35-37.
12. Нечволода Л.В. Совершенствование информационной технологии обработки экспертных оценок при выработке стратегии технического переоснащения машиностроительного предприятия / Л.В. Нечволода // Стратегия качества в промышленности и образовании: материалы докладов VI конференции. Варна, Болгария, 2010. - Т.2. - Ч.2. - С. 587-590.
13. Нечволода Л.В. Процессы металлообработки и технического переоснащения как объекты информационного управления на машиностроительном предприятии / Л.В. Нечволода // Research and technology - step into the future. Scientific & Research Journal of Transport and Telecommunication Institute of TTI (Riga). - 2010. - Vol. 5. - No 2. - P. 30-31.
14. Нечволода Л.В. Совершенствование информационной технологии обработки экспертных оценок при выработке стратегии технического переоснащения машиностроительного предприятия / Л.В. Нечволода // Сучасна інформаційна Україна: матеріали доповідей конференції. Донецьк: ДІШІ, 2010. - Т.1. - С. 120-124.