Конспект лекций case cals. Конспект_САСТ-2. Конспект лекций по дисциплине case и cals технологии по направлению подготовки
 Скачать 3.53 Mb.
|
|
Х-^К остается неизвестной, то стараются использовать подход на базе систем искусственного интеллекта (экспертных систем). Возможности практического решения задач дискретного математическо- го программирования (ДМП) изучаются в теории сложности задач выбора, где показано, что задачи даже умеренного размера, относящиеся к классу NP- полных задач, в общем случае удается решать только приближенно. Поэтому большинство практических задач структурного синтеза решают с помощью приближенных (эвристических) методов. Это методы, использующие специфические особенности того или иного класса задач и не гарантирующие получения оптимального решения. Часто они приводят к результатам, близким к оптимальным, при приемлемых затратах вычислительных ресурсов. Представление множества альтернатив Решению проблем упорядочения и описания множества альтернатив и свя- зей между ними в конкретных приложениях посвящена специальная область знания, которую по аналогии с наукой описания множеств животных и растений в биологии можно назвать систематикой. Простейший способ задания множества А – явное перечисление всех аль- тернатив. Семантика и форма описания альтернатив существенно зависят от приложения. Для представления таких описаний в памяти ЭВМ и доступа к ним используют информационно-поисковые системы (ИПС). Каждой альтернативе в ИПС соответствует поисковый образ, состоящий из значений атрибутов i х и ключевых слов вербальных характеристик. 230 Явное перечисление альтернатив при представлении множества альтерна- тив возможно лишь при малой мощности А. Поэтому в большинстве случаев ис- пользуют неявное описание А в виде способа (алгоритма или набора правил Р) синтеза проектных решений из ограниченного набора элементов Э. Поэтому здесь А =< Р, Э >, а типичный процесс синтеза проектных решений состоит из следующих этапов: 1) сформирование альтернативы A i (это может быть выбор из базы данных ИПС по сформированному поисковому предписанию или генерация из Э в соот- ветствии с правилами Р); 2) оценка альтернативы по результатам моделирования с помощью мо дели Мод; 3) принятие решения (выполняется ЛПР – лицом, принимающим решение, или автоматически) относительно перехода к следующей альтернативе или пре- кращения поиска. Для описания множеств Р и Э используют следующие подходы. 1. Морфологические таблицы и альтернативные И-ИЛИ-деревъя. 2. Представление знаний в интеллектуальных системах – фреймы, семан- тические сети, продукции. 3. Генетические методы. 4. Базы физических эффектов и эвристических приемов, применяемые при решении задач изобретательского характера. 12 КВАЛИМЕТРИЯ В современной науке об управлении сформулированы пять необходимых и достаточных условий обеспечения успешности любой работы. Их можно пред- ставить в виде следующей схемы (рис.12.1). 231 Рис.12.1. Необходимые и достаточные условия успешности любой работы Четыре из этих пяти условий (знать, уметь, успевать, стимулировать) в ме- тодологическом плане обеспечить относительно легко. Во всех отраслях материального производства есть справочники норми- ровщика, с помощью которых подсчитывается число людей, необходимое время и орудия труда, нужные для выполнения определенной работы (условие "успе- вать"). В других тарифно-квалификационных справочниках указываются требо- вания, с учетом которых для каждой успешно производимой работы могут быть подобраны нужные исполнители (условие "уметь"). Сравнительно несложно обеспечить и условие "знать" – для этого нужно только четко поставить задачу исполнителям работы. Наконец, для соблюдения условия "стимулировать" в распоряжении любого руководителя имеется достаточно широкий спектр стиму- лирующих воздействий на подчиненных: материальных и моральных, положи- тельных ("пряник") и отрицательных ("кнут"). Применительно к условию "оценивать" возникают определенные пробле- мы. Оценивать нужно результаты работы, а работа характеризуется тремя пара- метрами – количеством, затратами и качеством. Численное оценивание количе- ства и затрат не представляет принципиальных трудностей. По-иному обстоит дело с параметром "качество". Даже при оценке просто- го труда рабочего есть трудности: далеко не всегда качество такого труда можно оценивать с помощью показателя процента брака. При количественном оценива- нии умственного, интеллектуального труда проблем еще больше. 232 Таким образом, их трех характеристик труда – количества, качества и за- трат – самой сложной, с точки зрения количественного оценивания, является ха- рактеристика "качество". Появляется объективная потребность в специальной науке, разрабаты- вающей методы количественного оценивания качества производственной дея- тельности и ее результатов (т.е. в квалиметрии). 12.1. Понятие качества продукции Качество – это совокупность свойств объекта, проявляющихся в процессе его использования (функционирования, применения, потребления, эксплуата- ции) по назначению. В XX веке появилась потребность в многочисленных методиках количест- венного оценивания качества. Как следствие, появилась потребность в специ- альной научной дисциплине – квалиметрии. Понятие качества продукции было закреплено законодательно. В между- народном стандарте ИСО 8402-84 “Качество. Словарь” качество продукции оп- ределено как совокупность характеристик объекта, относящихся к его способно- сти удовлетворять установленные и предполагаемые потребности. Отечественный ГОСТ 15467 – 79 дает такое определение: качество – сово- купность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с её назначением. Отсюда вытекает, что качество можно оценить через количественное из- мерение реальных свойств продукции и соответствующую, тоже количествен- ную, оценку тех потребностей, которым эти свойства должны удовлетворять. Степень удовлетворения совокупности важнейших свойств продукции потреб- ностям людей является количественным показателем качества продукции. Квалиметрия как научная дисциплина имеет две ветви: - теоретическая квалиметрия; 233 - прикладная квалиметрия. Теоретическая квалиметрия исследует общие вопросы методологии и про- блематику количественного оценивания качества не конкретных объектов (това- ров, услуг), а абстрактного математического понятия объект. Она базируется на математической теории исследования операций. Прикладная квалиметрия занимается разработкой прикладных методик оценки качества новых ранее не оценивавшихся объектов. 12.2. Методологические принципы квалиметрии 1. Квалиметрия обязана давать экономике методы достоверной количест- венной оценки качества различных объектов исследования. В отношении качества у производителей и потребителей разные интересы. Производитель часто не может создавать качественные товары, а продавать стремится по высокой цене. Потребитель заинтересован в качественной и деше- вой продукции. Задача квалиметрии - разрабатывать такие методики оценки ка- чества, которые учитывают интересы и производителя, и потребителя. 2. Приоритет в выборе определяющих показателей для оценки качества продукции всегда на стороне потребителя. При оценке качества используются показатели, которые характеризуют способность продукции удовлетворять определенные потребности в соответст- вии с её назначением. Продукция создается для сферы потребления. 3. Квалиметрическая оценка качества продукции не может быть получена без наличия эталона для сравнения - без базовых значений показателей опреде- ляющих свойств и качества в целом. Абсолютные значения отдельных показате- лей не имеют смысла. 4. Показатель любого уровня обобщения, кроме самого нижнего (исходно- го) уровня, определяется соответствующими показателями предшествующего иерархического уровня. 234 5. При использовании метода комплексной оценки качества продукции все показатели качества должны быть приведены к одной размерности или выраже- ны в безразмерных единицах измерениях. 6. При определении комплексного показателя качества каждый показатель отдельного свойства должен быть скорректирован коэффициентом его весомо- сти (значимости). 7. Качество целого объекта обусловлено качеством его составных частей. 8. При количественной оценке качества недопустимо использование взаи- мообусловленных и дублирующих показателей одного и тоже свойства. 9. Оценивается качество только той продукции, которая способна выпол- нять полезные функции в соответствие с её назначением. 12.3. Шкала порядка После оценивания объектов в шкале рангов, объекты можно только упоря- дочить в ряд, ранжированный по увеличению (или уменьшению) значения вели- чины. При этом оказывается невозможным определить, на сколько или во сколь- ко раз один объект по качеству отличается от другого. Получаем ранжированные ряды размеров: Q1< Q4< Q3< Q5< Q2 шкала возрастающего порядка, Q3> Q2> Q1> Q4> Q5 шкала убывающего порядка Пусть для двух объектов А и Б в результате оценивания получены сле- дующие значения показателей их качества К а =60 баллов, К б =40 баллов. Извест- но, что информативность шкалы не превышает возможности шкалы порядка. В этом случае было бы неправильным вычислять соотношения: К а - К б = 20 баллов; К а /К б = 1.5. Единственное правильное заключение, которое можно сделать: К а >К б, значит качество объекта А выше качества объекта Б. 235 С целью облегчения измерений по шкале порядка часто некоторые вы- бранные размеры фиксируют в качестве опорных (реперных). Например, знания, интенсивность землетрясений оценивают по реперным шкалам порядка. Репер- ным размерам присваиваются цифровые величины, называемые баллами. В квалиметрии оценки по шкалам порядка широко используются в соци- альный сфере, экономике, в области интеллектуального труда, в искусстве, в гу- манитарных и медицинских науках, т.е. там, где чисто количественные измере- ния затруднены или невозможны. Недостаток шкал порядка – они малоинформативны. Результат измерения – сам ранжированный ряд. Нельзя определить, во сколько раз один размер боль- ше или меньше другого. На основе шкалы порядка можно осуществить некоторые логические опе- рации. Например, если Q1>Q2, а Q2>Q3, то Q1>Q3. Если Q2>Q3, то Q1+Q2>Q3. Эта возможность логических операций по шкале порядка называется свойством транзитивности. Но на шкале порядка не могут быть выполнены какие-либо арифметические действия. Структурная схема измерений по шкале порядка при- ведена на рис.12.2. Q i Сопоставление Логическая Q i >Q j размеров операция Q i =Q j Q j (ранжирование) (выводы) Q i <Q j Рис.12.2. Структурная схема измерений по шкале порядка Шкала измерений, на которой фиксируются отличия (разница) сопостав- ляемых размеров, называется шкалой интервалов. На шкале интервалов значения самих измеряемых размеров остаются не- известными, так как на ней откладываются только разницы между сопоставляе- мыми параметрами. По данным шкалы интервалов можно определить не только то, что один размер больше или меньше другого, но и оценить, на сколько один размер отличается от другого. На этой шкале можно осуществлять арифметиче- 236 ские действия с интервалами: сложение и вычитание. Рассмотрим построение шкалы интервалов для размеров, образующих ранжированный ряд: Q1< Q2< Q3< Q4< Q5 (рис.3). Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 | | | | | Q - Q1 - Q2 0 + Q4 + Q5 Рис.12.3. Шкала интервалов для пяти размеров Математическая модель сравнения двух размеров: Q i -Q j = Q ij . С размером Q j сравниваются все другие размеры Q i Начало отсчета (нулевое значение величины) выбирается произвольно. Де- ление шкалы на равные части (градация шкалы) тоже не регламентируется. Гра- дация позволяет выразить результат измерения в числовой форме. Градация – установление масштаба по шкале интервалов. Измерение осу- Q ij . Градация служит еди- ницей измерения. Пример: измерение температур. Единица градации – градус. На шкале Цельсия за начало отсчета принята реперная точка – температура замерзания во- ды. Для сравнения выбран масштабный интервал от нуля до температуры кипе- ния воды. Этот интервал разделен на 100 градаций. Другой пример: интервальная шкала Рюмера. Реперная точка (нуль) – тем- пература замерзания воды. Интервал масштаба - тот же. Но он разделен на 80 градаций (градусов). 237 Шкала отношений - измерительная шкала, на которой отчитывается чис- ленное значение измеряемой величины N как математическое отношение опре- деленного размера Q i к другому размеру Q j : j i Q Q N . (12.1) Размер Q j выступает в качестве единицы измерения. N показывает, сколько размеров Q j укладывается в размере Q i . Часто используют одну узаконенную единицу измерения [Q]: Q Q N i . (12.2) В отличие от шкалы интервалов, шкала отношений не имеет отрицатель- ных значений. Со значениями N или Q возможны все математические действия. Эта шкала является наиболее совершенной и широко применяемой. Однако ее применять не всегда возможно. Например, время измеряют только по шкале ин- тервалов. 12.4. Общие принципы процедуры оценки качества технических изделий Уровень качества продукции – относительная характеристика качества продукции, основанная на сравнении значений показателей качества оцени- ваемой продукции с базовыми значениями соответствующих показателей. Оценка уровня качества продукции состоит в установлении соответствия продукции мировому, региональному, национальному уровню качества или уровню качества отрасли. Соответствие оцениваемой продукции мировому или другому уровню устанавливается на основе сопоставления значений показателей качества продукции и базовых образцов. Оценка качества продукции производится для решения следующих основ- ных задач: 1. обеспечения и управления качеством; 2. аттестации продукции по категориям качества; 3. выбора наилучшего или оптимального варианта продукции; 238 4. планирования показателей качества создаваемой техники; 5. контроля качества; 6. анализа изменения уровня качества. При оценке качества продукции первоначально анализируется ситуация оценивания и устанавливается цель оценки. Обычно цель предопределяет метод аналитической оценки уровня качества продукции. Методика выбора метода оценки уровня качества описана в "Методических указаниях по оценке техниче- ского уровня и качества промышленной продукции" (РД 50–149–79) и в ГОСТ 22732-77 “Методы оценки уровня качества промышленной продукции. Основ- ные положения”. Последующий выбор базового образца регламентируют “Методические указания. Установление базовых образцов для оценки технического уровня и ка- чества промышленной продукции” (РД 50–451–84). После этого осуществляют выбор и обоснование номенклатуры (перечня) показателей качества для адекватной оценки интересующей продукции. Это де- лают в соответствии с ГОСТ 22851–77 “Выбор номенклатуры показателей каче- ства промышленной продукции. Основные положения”. Следующим и наиболее трудоемким является этап определения численных значений показателей качества оцениваемой продукции и базового образца. По- сле этого в соответствии с принятым методом оценивают уровень качества. Результаты определений всех показателей качества отражают в спе- циальной карте уровня по ГОСТ 2.116-84 “Карта технического уровня и качества продукции”. Данные карты анализируются по специальным методикам, учиты- вающим специфику изделий. На основе анализа делаются выводы о качестве оцениваемой продукции. Существует пять градаций технической продукции по уровню каче- ства. Таблица 12.1 Градация технической продукции по уровню качества 239 № п/п Градация качества продукции Качественная характеристика продукции 1 Градация П – превосходный (высший) уровень качества Превосходит лучшие мировые достижения, со- ответствует требованиям международных стандартов 2 Градация С - сред- ний уровень качест- ва Соответствует лучшим мировым достижениям и требованиям международных стандартов 3 Градация У - удов- летворительный уровень качества Удовлетворяет требованиям потребителей и имеет спрос, но уступает лучшим мировым достижениям; соответствует требованиям стандартов и технических условий; морально устарела и подлежит модернизации 4 Продукция низкого качества Морально устаревшая, но еще пользуется спросом и поэтому не снятая с производства; изготовлена без отступления от требований стандартов и технических условий; подлежит снятию с производства 5 Некачественная, бракуемая продук- ция Изготовлена с отступлением от требований стандартов и технических условий В общем виде оценка уровня качества продукции для принятия управлен- ческих решений состоит из следующих основных этапов: 1) Определение ситуации оценки и цели оценки уровня качества изделия. 2) Выбор номенклатуры показателей качества оцениваемых и ба- зового образцов, обоснование её необходимости и достаточности. 3) Выбор или разработка методов определения значений показа- телей качества. 4) Сопоставление фактических значений показателей качества с базовыми. 5) Оценка уровня качества и выработка рекомендаций для приня- тия управленческих решений. На рис. 12.4 приведена схема основных этапов процедуры оценки уровня качества продукции. |