Расчет оптимального варианта посудомоечной машины
Задание
Используя известные схемы компромиссов, определить лучший вариант по 5-ти локальным критериям:
А
- без учета приоритетов локальных критериев;
В -
с учетом приоритетов локальных критериев.
Предметная область состоит из множества различных моделей посудомоечных машин. Элементы предметной области обладают следующими характеристиками:
габариты;
установка;
возможность подключения к горячей воде;
объем памяти;
вместимость;
класс мойки;
сушка;
класс энергопотребления;
защита от протечек;
уровень шума;
таймер отсрочки запуска;
защита от детей;
цена и т. д.
Необходимо выбрать оптимальный вариант из 5-ти моделей посудомоечных машин производства компании Bosh:
- Bosh SMV 50E50 - 1;
Bosh SKS 40E02 - 2;
Bosh SRS 55M76 - 3;
Bosh SCE 53M25 - 4;
Bosh SRS 46T22- 5;
с учетом 5-ти локальных критериев:
) Количество программ - f1 - максимизировать;
) Количество загружаемых комплектов - f2 - максимизировать;
) глубина (мм) (т. к. место, где планируется разместить машину, ограничено) - f3 - минимизировать;
) высота (мм) - f4 - минимизировать;
) цена (руб.) - f5 - минимизировать;
Решение
Данная задача относится к классу многокритериальных задач принятия решений
, в котором принимаемое решение описывается совокупностью критериев:
,
,…,
- локальные критерии
Кроме того, каждый из этих критериев характеризуется своим коэффициентом относительной важности:
,
,…,
.
т.
е. мы можем сказать, что совокупность локальных или частных критериев , где q=
образует интегральный или векторный
критерий оптимальности принимаемого решения
F= {}
В
свою очередь коэффициенты относительной важности , где q=1..k,
образуют вектор важности
={
}
В нашем задании в пункте А
приоритет локальных критериев учитываться не будет, а в пункте В
- будет.
Задача
заключается в том, чтобы найти оптимальное значение =(
,
,…,
) - n-мерного
вектора стратегий управления из области допустимых значений
.
Каждый локальный критерий характеризует одно какое-либо качество принимаемого решения (разрешение, стоимость, скорость печати и т. д.)
Совокупность этих локальных критериев образует интегральный критерий, различный для каждого типа машины. И с помощью интегрального критерия можно проводить сравнения различных типов принтеров или качества принимаемого решения.
Формально
оптимальное решение может быть условно записано
следующим образом:
=
(
)=opt[
(
),
] (1)
x∈
В
этом соотношении, вернее в этой формальной записи критерия оптимальности, - это оптимальное значение
интегрального критерия,
- оптимальное значение управляемых
параметров задачи, opt - оператор оптимизации, который
определяет выбранный принцип оптимизации,
- вектор важности.
Область
допустимых значений можно разбить на две
непересекающиеся подобласти:
) - область, в
которой качество принимаемого решения может быть улучшено по одному или
нескольким локальным критериям без ухудшения хотя бы одного из оставшихся локальных
критериев;
) - область
компромиссов, в которой улучшение решений по одному или нескольким локальным
критериям обязательно приводит к снижению значения одного или нескольких
оставшихся критериев. В этом случае для того, чтобы выбрать окончательно
какой-либо вариант, мы должны найти некоторый компромисс, поэтому говорят, что
эти два варианта лежат в области компромисса.
Таким образом, первый этап принятия решения - это разбиение области допустимых значений на область согласия и область компромиссов. Это разбиение позволяет существенно сократить число рассматриваемых вариантов.
Далее необходимо задаться некоторой схемой компромисса, или, иначе говоря, раскрыть смысл оператора opt в выражении (1).
В
дальнейшем нам будет удобнее от допустимого пространства управляющей
воздействий перейти к
допустимому пространству локальных критериев
, тогда
расписанная выше модель может быть формализована следующим образом, то есть
(2)
Представим наши данные в виде таблицы:
Варианты моделей |
Локальные критерии |
||||
|
|||||
1 |
5 |
12 |
55 |
82 |
18300 |
2 |
4 |
6 |
50 |
45 |
12000 |
3 |
5 |
9 |
60 |
85 |
17600 |
4 |
5 |
8 |
50 |
60 |
21700 |
5 |
4 |
9 |
60 |
85 |
18800 |
- Нормализация локальных критериев
- Свертка локальных критериев
- Принцип равномерности
- Принцип справедливой уступки
- Принцип равномерности
- Принцип равенства
- Принцип квазиравенства
- Принцип максимина
- Принцип справедливой уступки
- Принцип абсолютной уступки
- Принцип относительной уступки
- Принцип выделения одного оптимизируемого критерия
- Принцип последовательной уступки