Устройство для выбора оптимальных решений методом главного критерия

Изобретение относится к области специализированной вычислительной техники, а именно - к устройствам для выбора оптимальных решений, и может найти применение при выборе оптимальных решений из ряда возможных вариантов как при проектировании, так и в процессе эксплуатации различных больших и сложных систем. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей устройства для определения оптимальных решений, заключающееся в определении лучшего варианта на основе метода главного критерия. Устройство содержит элементы памяти показателей, блоки сравнения, ключи, элементы ИЛИ, индикаторы. 1 ил.

 

Изобретение относится к области специализированной вычислительной техники, а именно - к устройствам для выбора оптимальных решений, и может найти применение при выборе оптимальных решений из ряда возможных вариантов как при проектировании, так и в процессе эксплуатации различных больших и сложных систем.

Известно "Устройство для выбора оптимальных решений" [1], содержащее датчики оцениваемой ситуации и важности параметров, блоки установки весовых коэффициентов, схемы обобщения первого и второго уровней, логические и пороговые схемы, исполнительный блок. Недостатками этого устройства являются сравнительно большая сложность его построения и малые функциональные возможности.

За прототип изобретения принято "Устройство для выбора оптимальных решений" [2], содержащее в своем составе четыре элемента памяти показателей, два блока выбора минимума, два вычитателя, два делителя, сумматор, анализатор величины сигнала и три индикатора. Это устройство осуществляет сравнительную оценку на основе метода справедливого компромисса двух вариантов, каждый из которых задан значениями двух частных показателей, имеющих одинаковую важность.

Из отмеченного следует, что основным недостатком устройства-прототипа является ограниченность его функциональных возможностей, заключающаяся в том, что с его помощью нельзя осуществить выбор оптимального варианта в случае, если рассматриваемая пара вариантов описывается совокупностью ранжированных по важности более чем двух частных показателей, т.е. в случае, когда наиболее приемлемым является метод главного критерия.

Сущность метода главного критерия состоит в следующем [3].

Рассматриваются два варианта какой-либо сложной системы, каждый из которых задан совокупностью из М (М>=2) строго упорядоченных (ранжированных) по важности показателей.

Сравнение вариантов осуществляется путем попарного сопоставления их однотипных параметров. При этом в первую очередь сравниваются их первые, наиболее важные показатели, и лучшим признается тот вариант, у которого значение этого показателя будет большим. Если же величины первых показателей обоих вариантов окажутся одинаковыми, переходят к сравнению значений вторых показателей, и лучшим признается тот вариант, у которого значение второго показателя будет большим. Если же значения и вторых показателей окажутся равными между собой, то переходят к сравнению значений третьих показателей, и т.д. до тех пор, пока не будет выявлено первое превосходство показателя очередного параметра одного варианта над показателем соответствующего параметра другого варианта; вариант, сравниваемый показатель которого будет большим, и признается лучшим вариантом. Если же значения всех показателей сравниваемых вариантов окажутся попарно равными между собой, то такие варианты признаются эквивалентными, т.е. равноценными между собой.

Как уже было отмечено выше, устройство-прототип в силу ограниченности своих функциональных возможностей не позволяет осуществлять выбор лучшего варианта на основе метода главного критерия.

Целью данного изобретения является расширение функциональных возможностей устройства для определения оптимальных решений, заключающееся в осуществлении определения лучшего варианта на основе метода главного критерия.

Указанная цель в заявляемом устройстве достигается благодаря дополнительному введению в его состав элементов памяти показателей общим количеством М (М>=2) в каждой группе, М блоков сравнения, ключей, образующих две группы по (М-1) ключу в каждой, и двух элементов ИЛИ при соответствующей схеме соединения их между собой и с остальными элементами устройства.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием дополнительных элементов при соответствующем схемном решении. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого устройства с другими аналогичными техническими решениями показывает, что наличие в подобных устройствах элементов памяти показателей и индикаторов известно. Однако благодаря дополнительному введению в состав устройства блоков сравнения, ключей и элементов ИЛИ, а также увеличению количества элементов памяти показателей при соответствующем схемном соединении их между собой и с другими элементами устройства, появляются новые свойства заявляемого устройства, проявляющиеся в расширении его функциональных возможностей, а именно в осуществлении определения лучшего (оптимального) варианта на основе метода главного критерия. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "существенные отличия".

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства для выбора оптимальных решений методом главного критерия. Составные части предлагаемого устройства обозначены следующим образом:

1 - элементы памяти показателей первой группы;

2 - элементы памяти показателей второй группы;

3 - блоки сравнения;

4 - ключи первой группы;

5 - ключи второй группы;

6 - первый элемент ИЛИ;

7 - второй элемент ИЛИ;

8 - первый индикатор;

9 - второй индикатор;

10 - третий индикатор.

Блоки сравнения 3 имеют по два входа и три выхода.

Ключи (4 и 5) имеют по два входа, один из которых информационный, а другой - управляющий, и по одному выходу.

Составные части, образующие предлагаемое устройство, соединены между собой следующим образом:

выходы первых элементов памяти (1 и 2) обеих групп подключены к соответствующим входам первого блока сравнения 3;

выход каждого последующего элемента памяти (1 и 2) каждой группы подключен к информационному входу соответствующего ключа (4 и 5) соответствующей группы;

выходы ключей (4 и 5) попарно подключены к соответствующим входам соответствующих блоков сравнения 3;

первые входы всех блоков сравнения 3 подключены ко входам первого элемента ИЛИ 6, выход которого подключен ко входу первого индикатора 8;

вторые выходы всех блоков сравнения 3 подключены ко входам второго элемента ИЛИ 7, выход которого подключен ко входу второго индикатора 9;

третьи выходы первых (М-1)-ых блоков сравнения подключены к управляющим входам соответствующих пар ключей (4 и 5) по одному из каждой группы;

третий выход М-го блока сравнения 3 подключен ко входу третьего индикатора 10.

Работает устройство для выбора оптимальных решений методом главного критерия следующим образом.

В процессе подготовки устройства к работе в каждый из элементов памяти показателей 1 первой группы записывается значение соответствующего показателя первого варианта, а в каждый из элементов памяти показателей 2 второй группы - значение соответствующего показателя второго варианта. Последовательность записи в элементы памяти показателей осуществляется в порядке убывания важности соответствующих частных критериев.

Работа устройства начинается с того, что на входы первого блока сравнения 3 поступают с первых элементов памяти показателей (1 и 2) обеих групп значения первых, наиболее важных, частных критериев сопоставляемых вариантов.

Если значение первого показателя первого варианта окажется большим, чем значение первого показателя второго варианта, то на первом выходе первого блока сравнения 3 появится выходной сигнал, который поступает на вход первого элемента ИЛИ 6, с выхода которого поступает на вход первого индикатора 8, обеспечивая тем самым его срабатывание и соответствующую сигнализацию.

Если же большим окажется значение первого показателя второго варианта, то выходной сигнал первого блока сравнения 3 появится на его втором выходе, и поступит он через второй элемент ИЛИ 7 на вход второго индикатора 9, вызывая его срабатывание и соответствующую сигнализацию.

Если же значения первых показателей обоих вариантов окажутся равными между собой, то появляется выходной сигнал на третьем выходе первого блока сравнения 3, который поступает на управляющие входы первой пары ключей (4 и 5) обеих групп, обеспечивая тем самым поступление значений вторых показателей со вторых элементов памяти (1 и 2) первого и второго вариантов на соответствующие входы второго блока сравнения 3.

И вновь, теперь уже если значение второго показателя первого варианта окажется большим, чем значение второго показателя второго варианта, то на первом выходе второго блока сравнения 3 появится выходной сигнал, который поступит на вход первого элемента ИЛИ 6, с выхода которого поступит на вход первого индикатора 8, обеспечивая тем самым его срабатывание и соответствующую сигнализацию.

Если же большим окажется значение второго показателя второго варианта, то выходной сигнал второго блока сравнения 3 появится на его втором выходе, и поступит он через второй элемент ИЛИ 7 на вход второго индикатора 9, вызывая его срабатывание и соответствующую сигнализацию.

Если же значения и вторых показателей обоих вариантов окажутся равными между собой, то появится выходной сигнал на третьем выходе второго блока сравнения 3, который поступит на управляющие входы второй пары ключей (4 и 5) обеих групп, обеспечивая тем самым поступление значений третьих показателей первого и второго вариантов с третьих элементов памяти (1 и 2) на соответствующие входы третьего блока сравнения 3, и т.д.

Процесс выявления лучшего варианта будет проходить аналогично описанному выше до тех пор, пока не будет выявлено превосходство по какому-либо параметру одного варианта перед другим, в результате чего сработает соответствующий элемент индикации и сопоставление последующих показателей прекратится. Если же сравниваемые варианты окажутся идентичными между собой по всем М показателям, то после попарного сопоставления между собой всех М показателей обоих вариантов появится выходной сигнал на третьем выходе последнего, т.е. М-го блока сравнения 3, в результате чего произойдет срабатывание третьего индикатора 10, сигнализирующего об идентичности обоих вариантов.

Срабатыванием одного из индикаторов (8, 9 или 10) и завершается процесс сопоставления между собой сравниваемых вариантов, а следовательно и выбор из них наилучшего, т.е. оптимального.

Из приведенного описания работы предложенного устройства видно, что в нем, в отличие от прототипа, осуществляется сопоставление сравниваемых вариантов с целью выявления лучшего на основе метода главного критерия.

Следовательно можно сделать вывод, что цель, поставленная перед предлагаемым изобретением - расширение функциональных возможностей устройства для определения оптимальных решений, заключающееся в осуществлении определения лучшего варианта на основе метода главного критерия, - достигнута.

Предложенное устройство может найти применение на пунктах управления различными действующими сложными объектами и процессами, а также в проектных организациях, занимающихся их разработкой.

Технико-экономический эффект, обусловленный применением предложенного устройства, заключается в повышении оперативности и качества принимаемых решений при управлении соответствующими сложными объектами, а следовательно - в повышении эффективности их функционирования.

Количественная величина ожидаемого технико-экономического эффекта от использования предложенного устройства зависит в первую очередь от назначения, важности и сложности исследуемых объектов, - ее определение возможно только после внедрения предложенного устройства на конкретных объектах.

Источники информации

1. А.с. СССР №344443, МКИ G 06 F 15/18, 1972, БИ №21.

2. Патент РФ №2150743, МКИ G 06 G 7/122, 2000, БИ №16, (прототип).

3. Давлетшин Г.З. Методы многокритериальной оптимизации параметров технических систем. Оценка их качества. - Калининград Московской области: ЦНИИмаш, 1993, с.61.

Устройство для выбора оптимальных решений методом главного критерия, содержащее две группы элементов памяти показателей по два элемента в каждой группе и три индикатора, отличающееся тем, что в его состав дополнительно введены элементы памяти показателей общим количеством по М элементов (М>=2) в каждой группе, М блоков сравнения, имеющих по два входа и три выхода, две группы ключей по (М - 1) ключу в каждой группе, и два элемента ИЛИ, при этом выходы первых элементов памяти обоих групп подключены к соответствующим входам первого блока сравнения, выход каждого последующего элемента памяти каждой группы подключен к информационному входу соответствующего ключа соответствующей группы, выходы которых попарно подключены к соответствующим входам соответствующих блоков сравнения, первые выходы всех блоков сравнения подключены ко входам первого элемента ИЛИ, выход которого подключен ко входу первого индикатора, вторые выходы всех блоков сравнения подключены ко входам второго элемента ИЛИ, выход которого подключен ко входу второго индикатора, третьи выходы первых (М - 1) блоков сравнения подключены к управляющим входам соответствующей пары ключей по одному из каждой группы, а третий выход М-го блока сравнения подключен ко входу третьего индикатора.