Общие требования по выполнению контрольной работы

По дисциплине «Управление техническими системами» студенты-заочники выполняют одну контрольную работу, состоящую из двух частей. Задачей контрольной работы является закрепление знаний по дисциплине. Задание на выполнение работы обуславливается вариантом выполнения. Номер варианта определяется двумя последними цифрами номера по списку в журнале на момент выдачи задания (уточняется при выдаче задания на установочной сессии).

После того, как установлены конкретные цели системы, необходимо определить наиболее эффективные способы достижения этих целей. При этом очевидно, что достичь цели можно несколькими способами или их комбинациями. Например, сократить число отказов автобусов на линии можно обновив парк, приобретая более надёжные автобусы, улучшив обслуживание и ремонт автомобилей, подняв заинтересованность водителей и ремонтных рабочих в безотказной работе автобусов на линии и т.п.

Для выявления всех возможных технологических способов достижения поставленных целей определяется ряд альтернатив или их комбинаций, которые находятся в определенных иерархических взаимосвязях и по-разному влияют на достижение генеральной цели системы.

Цели системы и способы их решения целесообразно систематизировать в форме Дерева целей или Дерева систем. Подробно эти методики разобраны в пособии [1].

При принятии решений, их сравнении необходимо определить – как конкретное мероприятие Дерева систем может повлиять на изменение целевого показателя, т.е. насколько реализовав мероприятие можно достигнуть цели. Например, как приобретение нового диагностического оборудования повлияет на коэффициент технической готовности автопарка и получаемую прибыль? Как повышение квалификации персонала скажется на безотказности автомобиля?

Контрольная работа

В зависимости от объема и характера имеющейся информации решения принимаются в условиях определённости, риска и неопределённости.

При принятии решения в условиях определённости, когда объём и характер имеющейся информации достаточен для проведения точных расчетов – решения о принятии или отклонении мероприятий, как правило, принимается на основе экономического показателя «окупаемости капиталовложений» после составления Бизнес-плана.

В большинстве случаев информации для точных, однозначных расчётов недостаточно. Но решения принимаются и в подобных условиях. В тех случаях, когда действие факторов на систему мы можем ОЦЕНИТЬ, например, при помощи теории вероятности или экспертного опроса – считается, что такие решения принимаются в условиях РИСКА.

Когда действие факторов НЕИЗВЕСТНО – считается, что решения принимаются в условиях НЕОПРЕДЕЛЁННОСТИ.

Пример принятия решения в условиях ОПРЕДЕЛЕННОСТИ рассматривается в задаче №2 «Системный анализ инженерно-технической службы».

Примером принятия решений в условиях РИСКА является задача №1.

Задача 1. Взаимодействие дерева целей (ДЦ) и дерева систем (ДС)

Пример расчёта задачи №1

При принятии решений, их сравнении необходимо определить, как конкретное мероприятие ДС может повлиять на изменение целевого показателя, т.е. достижение поставленной перед системой цели Ц°. Речь идет о вкладе этого мероприятия (подсистемы) в достижение цели. Например, как новое диагностическое оборудование повлияет на коэффициент технической готовности автомобилей и получаемую предприятием прибыль? Как повышение квалификации персонала скажется на безотказности автомобилей?

Рассмотрим это на примере, приведенном на рисунке, на котором показано взаимодействие двухуровневых дерева целей и дерева систем. Необходимо оценить вклад подсистем С¹₀₁, С¹₀₂, С¹₀₃ и С¹₀₄ в достижение генеральной цели дерева целей (Ц°).

Рис 1. Схема взаимодействия дерева целей (ДЦ) и дерева систем (ДС).

Ц° - цель высшего уровня; Ц¹_01-03 - Цели первого уровня; С° - система высшего уровня; С¹_01-04 - системы первого уровня.

А - дуги (r) ДЦ - вклад подцелей в генеральную цель Ц°;

Б - дуги (а) - вклад подсистем в подцели;

В - дуги () - вклад подсистем в реализацию Ц° (С°);

а - вклад подсистем ДС в реализацию подцелей ДЦ;

r - веса подцелей 1-го уровня или их вклад в достижение целей высшего уровня.

Последовательность решения задачи:

1. Разметка ДЦ и ДС, которая включает:

1.1.Обозначение и нумерацию всех целей, подцелей, систем и подсистем – задач, стоящих перед предприятием и путей их решения.

1.2.Разметку дуг, связывающих цели и системы. Показывают направление влияния конкретных подсистем (факторов) ДС на определение подцели ДЦ. Например, подцель Ц¹₀₁ реализуется, т.е. на нее влияют подсистемы С¹₀₁ и С¹₀₂ , а на подцель Ц¹₀₂ влияют все четыре подсистемы (см. рис. 1).

1.3.Проведение количественной оценки влияния реализации мероприятий на решение задач и решения задач на достижение генеральной цели (Степень влияния или вклад можно оценить или определить следующим образом: экспертизой; с помощью математических моделей целевой функции (§ 6 [1]).

Анализ задач, стоящих перед предприятием, определение возможных путей их решения, разметка дуг, связывающих мероприятия и задачи, определение их КОЛИЧЕСТВЕННОЙ оценки – самая трудоёмкая часть метода. В рассматриваемом примере эти показатели являются исходными данными.

Если Ц° - повышение эффективности технической эксплуатации, то в качестве подцелей могут быть:

Ц¹₀₁ - уровень работоспособности автомобилей (коэффициент технической готовности - );

Ц¹₀₂ - уровень затрат на обеспечение работоспособности (оплату труда персонала, приобретение материалов и запасных частей);

Ц¹₀₃ - уровень воздействия технической эксплуатации на окружающую среду и персонал.

Если С° - это инженерно-техническая служба предприятия, то ее подсистемами могут быть:

С¹₀₁ - производственно-техническая база (введение новых постов, видов работ, механизации, инструмента и т.п.);

С¹₀₂ - персонал;

С¹₀₃ - подвижной состав;

С¹₀₄ - нормативно-техническое обеспечение ИТС.

2) Результаты разметки переносятся в функционально-системную матрицу (табл. 1). Строки этой матрицы показывают вклад каждой подсистемы в связанную с ней подцель.

Например, вклад подсистемы С¹₀₂ составляет:

в подцель Ц¹₀₁ : а₂₁=0,2

в подцель Ц¹₀₂ : а₂₂=0,2

в подцель Ц¹₀₃ : а₂₃=0,5

Причем сумма этих вкладов может не равняться единице.

Столбцы показывают вклад всех подсистем в конкретную подцель.

Так, вклады в подцель Ц¹₀₁ дают следующие подсистемы (рис. 1):

Последняя строка матрицы содержит «веса» подцелей при формировании генеральной цели Ц°, а именно: r⁰₀₁= 0,5; r⁰₀₂ = 0,3; r⁰₀₃ = 0,2.

Таблица 1

Функционально-системная матрица

Подсистема	Вклад а_km мероприятий k в реализацию задач Ц¹_ц,
Ц¹₀₁	Ц¹₀₂	Ц¹₀₃	Ц°
ПТБ	С¹₀₁	0,8	0,1	-	-
Персонал	С¹₀₂	0,2	0,2	0,5	-
ПС	С¹₀₃	-	0,3	0,5	-
Нормат. техн	С¹₀₄	-	0,4	-	-
Всего по Ц¹_ц	1,0	1,0	1,0	-
"Вес" подцели Ц¹_ц в цели Ц°, r⁰_0ц	0,5	0,3	0,2	1,0

Цепочки влияния С¹₀₁ и С¹₀₂ на генеральную цель приведены на рис.2.

3) Для каждой подсистемы определяется ее структурный вклад в достижение генеральной цели системы, т.е. Ц°.

Для этого используют данные функционально-системной матрицы, а в более сложных структурах ДЦ и ДС составляют цепочки влияния. При этом структурный вклад подсистемы в достижение генеральной цели ЦО определяется перемножением ее вклада в достижение подцели на вес этой подцели в генеральной цели Ц°.

Из цепочки влияния, рис. 2, табл. 1 и табл.2 видно, что система С¹₀₁ действует с весом а₁₁ =0,8 на подцель Ц¹₀₁ ; вес же самой подцели Ц¹₀₁ в генеральной цели Ц° равен r⁰₀₁ = 0,5. Таким образом, структурный вклад подсистемы С¹₀₁ через подцель Ц¹₀₁ в Ц° составляет:

Но подсистема действует на генеральную цель Ц° также через подцель Ц¹₀₂ с вкладом а₁₂ =0,1:

Рис. 2. Цепочки влияния С¹₀₁ и С¹₀₂ на- генеральную цель:

а - цепочка влияния подсистемы С¹₀₁ на Ц⁰;

б - цепочка влияния подсистемы С¹₀₂ на Ц⁰

4) Определяем общий вклад каждой из подсистем в генеральную цель Ц°. Для этого суммируем структурные вклады каждой подсистемы, располагаемые в соответствующих строках табл. 2. Для подсистемы С¹₀₁ общий вклад в Ц° равен

Результаты вписываем в последний столбец табл. 2.

5) Результаты расчетов для всех подсистем и подцелей сводим в таблицу вклада подсистем (табл.2).

Таблица 2

Таблица вклада подсистем

Подсистема	Структурный вклад подсистемы Ц¹_ц	Общие вклады подсистемы С¹_с в реализацию цели Ц°
Ц¹₀₁	Ц¹₀₂	Ц¹₀₃
С¹₀₁	0,4	0,03	-	0,43
С¹₀₂	0,1	0,06	0,1	0,26
С¹₀₃	-	0,09	0,1	0,19
С¹₀₄	-	0,12	-	0,12
"Вес" подцелей в цели Ц°, r⁰_ц	0,5	0,3	0,2	1,0

6) Производим проверку полученных результатов:

а) суммируем данные последнего столбца (табл. 2.): сумма вкладов всех подсистем в Ц° должна равняться единице, т.е.

или в примере:

б) суммируем данные столбцов по каждой цели, получаем при правильных расчетах веса подцелей. Так, для первой подцели вес равен

7) Подводим предварительные технические итоги проведённой оценки:

а) наибольшее влияние на генеральную цель Ц° имеет первая подсистема С¹₀₁, вес которой составляет 0,43 (43%). Поэтому при ограниченных общих ресурсах наибольший результат по улучшению целевого норматива ЦН⁰ можно получить, воздействуя на подсистему С¹₀₁;

б) если по условиям управления целесообразно использовать все подцели и при этом получить наибольший результат, то следует воздействовать через подсистему С¹₀₂, которая является многоканальной;

в) по влиянию на генеральную цель Ц° с первой подсистемой может конкурировать только комбинация из второй и третьей подсистем (суммарный вклад 0,26 + 0,19 = 0,45);

г) подсистема, С¹₀₄ является малоэффективной, т.к. ее вклад минимален и составляет 0,12, и она воздействует на достижение генеральной цели Ц° только через одну подцель Ц¹₀₂, т.е. является одноканальной.

8) Окончательная оценка эффективности мероприятий производится с учётом затрат на реализацию мероприятий.

Удельные затраты на реализацию мероприятий определяется по формуле

(1)

Где - затраты на реализацию i-го мероприятия;

- эффект от мероприятия.

Результаты расчетов по формуле 1 для всех подсистем (мероприятий) сводим в табл.3.

Таблица 3

Удельные затраты на реализацию мероприятий

Подсистема	Общие вклады подсистемы С¹_с в реализацию цели Ц°	Затраты на реализацию мероприятия, р.е.	Удельные затраты, р.е. / % эффекта
С¹₀₁	0,43	10 000	232,6
С¹₀₂	0,26	1 000	38,5
С¹₀₃	0,19	50 000	2 631,6
С¹₀₄	0,12		20,8

Вывод по работе: Наименьшие удельные затраты по достижению генеральной цели имеет четвёртое мероприятие С¹₀₄- нормативно-техническое обеспечение ИТС. В первую очередь мы будем реализовывать это мероприятие.

Последующая очерёдность реализация мероприятия С¹₀₂, С¹₀₁, С¹_03.