Выбор показателей и критериев эффективности функционирования производственных систем
Понятие эффективности относят обычно к производственному процессу и его составным частям: разнообразным технологическим процессам, операциям по организации и управлению производством.
ПС выступают в качестве активного средства достижения цели упаковочного производства, и в этом случае понятие эффективности упаковочного технологического процесса отождествляется с понятием эффективности ПС.
Степень соответствия реального результата требуемому называется эффективностью технологического процесса, а способ использования ПС в технологическом процессе — стратегией.
Различают техническую и технико-экономическую эффективность. Техническая эффективность есть степень приспособленности системы к выполнению задачи, обусловленная техническими параметрами и надежностью ее элементов. Технико-экономическая эффективность есть способность системы получать определенный эффект с минимальными затратами ресурсов.
Показатель эффективности W(t) процесса функционирования ПС как разновидности операции есть мера степени соответствия реального результата процесса функционирования ПС требуемому.
Результатом процесса функционирования ПС является выпуск продукции нормального качества при минимальных затратах с получением максимальной прибыли. Для описания соответствия реального результата /операции требуемому У1? формально вводят числовую функцию на множестве результатов операции
Р = р(К(т/),ГП (6.3)
Которую называют функцией соответствия. Здесь V — стратегия достижения цели.
Введение в рассмотрение функции соответствия (6.3) позволяет принять математическое ожидание этой функции в качестве показателя эффективности W(v), т. е.
W(v)= M(p(F(w),rp). (6.4)
Если Y(И)и Ур не случайные переменные, то
W(i;) = p(}»,}^). (6.5)
Если результат К операции может быть описан единственной величиной)». то (6.4) и (6 5) определяют скалярные показатели эффективности. В противном случае приходится вводить векторный показатель эффективности:
W(v)=\ WM(v) Г, (6.6)
Где W(u) определяется по правилу (6 4) с подстановкой вместо Y(v),
Значений частных характеристик исхода Y{v), Yr>.
Скалярный показатель эффективности широко используется для оценки эффективности упаковочных машин и ПС, основным результатом процесса функционирования которых является выпуск упаковочной продукции определенного объема и качества с максимальным эффектом (максимальной прибылью).
Критерий эффективности /Сесть правило, позволяющее сопоставлять стратегии, характеризующиеся различной степенью достижения цели, и осуществлять направленный выбор стратегий из множества допустимых. Критерий эффективности вводится на основе оп — ределенной концепции рационального поведения. Существует три концепции рационального поведения систем (выработки решений): пригодности, оптимизации, адаптации.
(6-7) |
Согласно концепции пригодности рациональна любая стратегия v, при которой выбранный показатель эффективности принимает значение не ниже некоторого приемлемою уровня т. е.
W^W^vg V,
Где V— множество допустимых стратегий.
Если показатель эффективности W векторный, то неравенство (6.7) записывается для каждого частного показателя W(v) < Wp, входящего в состав векторного показателя.
(6.8) |
Концепция оптимизации считает рациональными те стратегии и, которые обеспечивают максимальный эффект в операции, т. е.
Щи*) = max W(v), VeV.
Использовать концепцию оптимизации можно в том случае, если комплекс условий проведения операции строго фиксирован, а показатель эффективности W(f) — скаляр.
Концепция адаптации предполагает возможность оперативного реагирования в ходе операции на поступающую текущую информацию об изменении комплекса условий проведения операции. Суть концепции адаптации заключается в изменении стратегий управления V (стратегия понимается в более широком смысле и включает способы изменения параметров и структуры системы) на основе не только априорной, но и текущей и прогнозной информации с целью достижения или сохранения определенного состояния системы при изменяющемся комплексе условий проведения операции.
Рациональной следует считать такую адаптивную стратегию v[t) из множества V(t, х), которая обеспечивает, например, выполнение условия
(v * (ОД) = max Wt ((v) ,т), u(0 е V(t,x), (6.9)
Где T— время; х — упреждение прогноза.
Запись означает, что показатель эффективности может меняться во времени.
Концепция адаптации приводит к целеустремленной и гибкой системе действий. Концепция представляется перспективной для выработки решений при проектировании ПС. Использование этой концепции для выбора варианта эксплуатации ПС требует своего исследования.
Концепция пригодности может быгь применена для выбора варианта ПС по частным показателям качества ПС, значения которых могут использоваться в модели выработки решений в задачах синтеза как ограничения.
Концепция оптимизации используется довольно широко для выбора варианта ПС но показателям их технико-экономическои эффективности.
В зависимости от вида функции соответствия в рамках концепции оптимизации выделяют следующие критерии оптимальности: критерий наибольшего результата; наибольшего среднего результата, наибольшей вероятной гарантии результата; наибольшего гарантированного результата.
Критерий наибольшего среднего результата получил преимущественное распространение. Это обусловлено адаптивностью показателя среднего результата, что в значительной мере облегчает его расчет. Однако показатель среднего результата не учитывает в явном виде требуемый результат. Ориентация на средний результат оправдана при массовом повторении операции.
Функционирование упаковочной ПС представляет собой массовый процесс выпуска упаковочной продукции, поэтому использование показателя среднего результата при синтезе подобных объектов вполне оправдано.
При существенном влиянии случайных факторов часто сам результат y(v) выбирают в качестве функций соответствия, т. е.
Тогда показатель эффективности есть математическое ожидание результата (средний результат), т. е.
W{v) = M[y(v)]. (6.11)
Критерий наибольшего среднего результата рекомендует выбирать в качестве оптимальной стратегию V*, для которой
V*:nraxM[y(v)], (6.12)