Анализ и принятие решений

2.3. Альтернативы в инженерных решениях

Лица, принимающие решения, часто (к сожалению) не осознают важности составления списка альтернатив. Совершенно очевидно, что в конечном счете может быть выбрана не самая лучшая альтернатива из числа рассматриваемых. В этом смысле качество выбора ограничено качеством альтернатив. Исчерпывающий список имеющихся альтернатив оказывает большую помощь при принятии решений. Принятие решений есть выбор одной из альтернатив, и составление их списка является неотъемлемой частью это процесса. В некотором смысле составление списка альтернатив совершенно аналогично определению задачи при инженерном анализе. Когда альтернативы неопределенны, список их неполон или даже непродуман, принять решение невозможно. Однако когда альтернативы четко перечислены, задача больше не является неосязаемой. Теперь мы уже имеем совершенно конкретную задачу выбора одной из перечисленных альтернатив.

Составление списка альтернатив перед принятием решений в основном является творческим этапом. Здесь с успехом можно применять многие методы получения новых полезных идей, рассмотренные в гл. 1.

Имеется одна альтернатива, которая почти всегда, во всяком случае в самом начале, присутствует в любом списке. Это альтернатива - не принимать решения вообще. Иногда (и только иногда) оптимальным компромиссом будет отложить принятие решения, чтобы иметь больше времени для накопления новых фактов. Если же цель должна быть достигнута немедленно, то, разумеется, обычно нельзя от­кладывать принятия решений на неопределенно долгий срок.

2.4. Факторы, рассматриваемые при принятии инженерных решений

В любой задаче принятия инженерных решений по су­ществу можно выявить бесконечное множество факторов. Любая попытка составить их полный перечень или подробно их анализировать, сопряжена с опасностью опустить некоторые реальные и важные факторы. Различные факторы, подлежащие рассмотрению, можно разделить на три группы и затем привести примеры самого общего характера. Основными группами факторов являются: факторы, связанные с ресурсами, технические факторы и чисто человеческие факторы.

Под факторами, связанными с ресурсами понимают время, денежные средства и производственные возможности. Под производственными возможностями здесь подразумеваются такие разнообразные вещи, как наличие материалов, деталей, техническое и научное мастерство, организационные возможности и т. д. Для инженерных решений характерно, что без специального изучения или исследования информация о существенных сторонах таких факторов может оказаться недостаточно полной.

К техническим факторам относятся факторы, которые непосредственно связаны с инженерным анализом или выработкой требований к конструкции. Обычно технические факторы являются конкретными и выражаются количественно. Эти технические факторы часто определяют один из трех видов ограничений: функциональные, областные и экстремальные. Функциональным ограничением является точное задание рабочих характеристик, входных параметров или других ограничений. Функциональные ограничения всегда выражаются в виде равенства: например, “длина должна быть равна, 12 см” или “расход должен составлять 60 л/мин”.

Областные ограничения отличаются от функциональных лишь тем, что они выражаются неравенствами. Примерами областных ограничений являются: “длина должна быть меньше 12 ел*” или “расход должен быть больше 60 л/мин”.

Экстремальные ограничения требуют, чтобы некоторый параметр был как можно больше или как можно меньше. Они требуют, чтобы рассматриваемый параметр в определенном направлении имел наибольшее или оптимальное значение. Очевидно, что экстремальные ограничения приводят к проблемам оптимизации. Примерами экстремальных ограничений являются следующие: “длина должна быть как можно меньше” или “расход должен быть как можно больше”.

Кроме ресурсов и технических факторов, в ходе принятия инженерных решений важную роль играют чисто чело­веческие факторы. Эти факторы выражают не только требования политической или социальной целесообразности осу­ществления или достижения альтернативы, но и требования человеческой этики и морали. Для принятия правильного решения требуется не только техническая компетентность в оценке ресурсов и технических факторов, но и учет чисто человеческих факторов.

Существует несколько областей науки и техники, которые можно назвать наукой о принятии решений. Одной из них, название которой наиболее полно отражает существо вопроса, является теория полезности, представляющая собой попытку построения единой научной теории принятия решений. Однако эта теория еще настолько молода, что отдельные способы и методы принятия решений по-прежнему мало связаны друг с другом и, безусловно, заслуживают специального изучения. В числе этих более или менее независимых областей знания находятся теория оптимизации, теория вероятностей, математическая статистика и сама теория полезности. Каждой из этих научных дисциплин посвящена одна из последующих глав. Здесь дается лишь краткое описание каждой из них.

Оптимизация предполагает определение значений регулируемых параметров (при ограничениях), приводящих к экстремальному значению оптимизируемого параметра. Функция, выражающая оптимизируемый параметр, называется целевой функцией. Таким образом, элементами задачи оптимизации являются целевая функция, ограниче­ния и регулируемые параметры. Математические методы оптимизации описывают пути нахождения параметров, которые максимизируют (или минимизируют) целевую функцию при различных ограничениях.

Теорию вероятностей иногда называют наукой недостоверных выводов. Теория вероятностей дает (в определенных случаях) способ задания числовых значений степени неопределенности, которой можно характеризовать рассматриваемое конкретное событие. Совершенно очевидно, что редко решения принимаются при полном знании всех обстоятельств и что, следовательно, в современных условиях при принятии решений важно знать теорию вероятностей.

Математическая статистика имеет дело с числовыми данными или результатами наблюдений. Она занимается изучением того, каким образом осмыслить и обработать полученные данные и сделать правильные выводы. Вероятностные модели (теоретические распределения) используются как средство принятия статистических решений, и, таким образом, эти две дисциплины — теория вероятностей и математическая статистика — тесно связаны друг с другом.

Относительно новым приложением теории вероятностей и математической статистики, имеющим большое значение при инженерном проектировании, является теория надежности. Роль теории надежности все более возрастает в связи с ростом массового производства очень сложных машин (например, автомобилей) и с появлением потребности в сложных высоконадежных системах (например, пилотируемых космических аппаратов).

Наконец, в настоящее время ведутся интенсивные исследования в новой интересной области знаний, называемой теорией полезности. Хотя до сих пор эта теория находила применение главным образом в сфере административного управления, в торговле и военном деле, в будущем она может найти применение и при решении некоторых инженерных задач. Теория полезности дает способ измерения ценностей различного рода по единой шкале полезности. Теория принятия решений имеет дело с выбором стратегий с целью оптимизации вероятности получения максимального значения на шкале полезности.

 Скачать реферат