5. Методика багатокритеріальної оцінки технологічних систем

Математична модель (ММ) багатокритеріальної задачі

Системний підхід до обґрунтування рішень часто викликає необхідність застосовувати для оцінки альтернативних варіантів декілька критеріїв. У багатьох випадках рішення повинно відповідати декільком критеріям, що суперечать один одному (продуктивність - якість, рівень механізації - затрати паливо-мастильних матеріалів, втрати урожаю - затрати на виконання робіт), тобто зміна характеристик системи з метою покращення одного з них викликає погіршення іншого. Побудова єдиної шкали для оцінки всієї сукупності критеріїв, що мають різний фізичний зміст, викликає значні труднощі.

У загальному вигляді математична модель (ММ) багатокритеріальної задачі описується виразом:

MM = T, S,U, L, H, Y;

де

Для пошуку кращого рішення необхідно множину варіантів S представити у просторі критеріїв U зі шкалами оцінок L і відповідно до правила вирішення Y впорядкувати цю множину, використовуючи систему пріоритетів Н.

У інженерній діяльності застосовують методи багатокритеріального вибору рішення із множини можливих варіантів.

Одним із методів багатокритеріального вибору є метод відстані до цілі. Суть його полягає в порівнянні J-го варіанту вихідної множини альтернативних варіантів з ідеалізованим варіантом.

За ідеалізований варіант приймають умовний варіант, якому приписуються кращі значення критеріїв з вихідної множини альтернативних варіантів. При цьому необхідно зауважити, що формування множини прийнятих критеріїв необхідно здійснювати при однаковому напрямку покращення всіх критеріїв. Пояснимо це на прикладі (табл.4).

Таблиця 4.

Вихідна множина альтернативних варіантів та критеріїв

У нашому прикладі умова покращення всіх критеріїв в одному напрямку не дотримується, бо покращення продуктивності W спрямоване у бік її зростання, а витрата палива G та прямі експлуатаційні затрати С - у бік зниження.

Для забезпечення умови введемо критерії Fg = 1/G та Fс = 1/С, тобто обернені відповідно до витрати палива та прямих експлуатаційних затрат. Такі критерії характеризують розмір площі, що обробляється при затраті одиниці палива та одиниці коштів, а їх покращення, як і продуктивність, спрямовані у бік зростання.

У випадку, коли всі критерії мають однакову значущість, для кожного j‑го варіанту вихідної множини альтернатив визначається показник відстані до цілі за формулою:

де

З вихідної множини альтернатив вибирається варіант, що знаходиться найближче до ідеалізованого варіанту, для якого m = 0.

У випадку коли критерії нерівноцінні, то визначають значущість критеріїв, використовуючи метод розставлення пріоритетів. Коефіцієнт значущості критеріїв розраховують при забезпеченні умови еi =1, наступним чином.

При попарному порівнянні критеріїв у відповідних комірках матриці (таблиця 5) проставляють коефіцієнти переваг. Якщо критерій в i-й стрічці має перевагу над критерієм в j-у стовпчику, то коефіцієнт приймають рівним - 1,5; при їх однаковій значущості - 1,0, а при меншій - 0,5.

Таблиця 5.

Матриця визначення значущості критеріїв

Коефіцієнти значущості lі визначають за формулою:

де

тобто,

Пояснимо це на прикладі (табл.12.2), у якому критерій К1 та критерій К2 рівнозначні, а критерій К3 домінує над критеріями К1 та К2, тобто

К1 = К2 í К3.

Тоді, для 1-ї стрічки матриці:

P1J = K11еK1+K12еK2+K13еK3 =1,0´2,5 + 1,0´2,5 + 0,5´4,0 =7,0.

Для 2-ї стрічки матриці:

Р2J = K21еK1 + K22еK2 + K23еK3 = 1,0´2,5 + 1,0´2,5 + 0,5 ´4,0 = 7,0.

Для 3-ї стрічки матриці:

Р3J = K31еK1 + K32еK2 + K33еK3 = 1,5´2,5 + 1,5´2,5 + 1,0´4,0 = 11,5.

Тоді коефіцієнти значущості критеріїв будуть рівні:

1 = 7,0/25,5 = 0,27;

2 = 7,0/25,5 = 0,27;

3 = 11,5/25,5 = 0,46.

Визначивши коефіцієнти значущості критеріїв, розраховують відстань до цілі для заданої множини альтернативних варіантів:

де

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9