Українська   English
ДонНТУ   Портал магистров

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

Введение

Целевое назначение службы ТОР можно фактически сформулировать так [1]: поддержание множества параметров, характеризующих техническое состояние оборудования, на уровне, предусмотренном нормативно-технической документацией, в течение всего периода использования оборудования по назначению за счет целенаправленных действий человека (группы людей) и орудий труда. В такой формулировке процесс технического обслуживания и ремонта полностью соответствует понятию управление. Следовательно, службу ТОР можно рассматривать как систему управления техническим состоянием оборудования (СУТС). Известно, что причиной отказа оборудования при его использовании по назначению является несвоевременное и некачественное проведение работ по техническому обслуживанию и ремонту. Следовательно, с точки зрения повышения эффективности работ по ТОР актуальным является управление техническим состоянием объекта в режиме Профилактика.

Служба ТОР является организационной системой, на всех иерархических уровнях которой, по определению [2], находятся активные элементы (люди). Понятно, что и руководство (центр), и исполнители, как элементы СУТС, имеют единое представление о целевом назначении службы ТОР, однако их представления о способах достижения глобальной цели в том или ином конкретном случае могут существенно отличаться в силу различия их намерений, предпочтений, мотиваций и т.п. Столкновение указанных представлений приводит к возникновению конфликта (конфликтной ситуации) [6–9], который может носить и скрытый характер. Известно, что упрощенной математической моделью конфликтной ситуации является игра [3]. Следовательно, решение поставленной задачи необходимо искать как решение игры, моделирующей взаимодействие центра и исполнителей в процессе их совместного функционирования. Для этого, в свою очередь, необходимо разработать и исследовать ряд моделей, одна из которых модель исполнителей.

Основу СППР составляет комплекс взаимосвязанных моделей с соответствующей информационной поддержкой исследования, экспертные и интеллектуальные системы, включающие опыт решения задач управления и обеспечивающие участие коллектива экспертов в процессе выработки рациональных решений. На рисунке 1 приведен архитектурно-технологическая схема информационно-аналитической поддержки принятия решений.

Архитектурно-технологическая схема СППР

Рисунок 1 – Архитектурно-технологическая схема СППР
(анимация: 4 кадра, 7 циклов повторения, размер - 652×157, 5,81 килобайт)

1. Актуальность темы

На любом предприятии, в любой организации принятием управленческих решений занимается человек (менеджер). Допустим, есть уже установленная численность персонала, менеджер знает о способностях каждого. При распределении между сотрудниками (исполнителями) заданий, поручений менеджер может быть субъективным в силу своих симпатий и антипатий, поэтому распределение обязанностей произойдет некорректным образом. Или же другой случай. В коллектив поступили новые работники, а менеджер не знает еще об их способностях, а СППР уже содержит в себе такие данные.

Другим важным аспектом является своевременный ремонт оборудования и его техническое обслуживание.

В силу этих причин является актуальным разработка системы поддержки принятия решений по управлению профилактиками объектов регулярно-периодического использования.

2. Цель и задачи исследования, планируемые результаты

Цель работы – повышение эффективности управления профилактическим обслуживанием объектов регулярно-периодического использования за счет исследования и разработки системы поддержки принятия решений, включающей в себя модели формирования плана проведения и организации выполнения профилактик в различных условиях.

Основные задачи исследования:

  1. Изучение особенностей функционирования службы технического обслуживания и ремонта оборудования.
  2. Управление профилактиками в условиях определенности и неопределенности.
  3. Разработка структуры и алгоритма работы СППР.

Объект исследования: система поддержки принятия решений по управлению профилактическим обслуживанием объектов регулярно-периодического использования.

Предмет исследования: модели формирования плана проведения и организации выполнения профилактик в различных условиях.

Методы исследования: системный анализ, теория управления, математическое моделирование.

В рамках магистерской работы планируется получение актуальных научных результатов, заключающихся в практическом применении СППР по управлению профилактиками объектов регулярно-периодического использования.

3. Обзор исследований и разработок

3.1 Модель исполнителя

Предварительно сделаем следующие предположения:

1. Полагаем, что каждый исполнитель обладает полными знаниями о технологии работы объекта (в бездефектном и дефектном состояниях) и его схемном или конструктивном исполнении.

2. Введено понятие обстановки x∈X, под которой понимается [2] состояние окружающей среды и поведение других исполнителей, работающих совместно с данным исполнителем. При этом окружающая среда – это пространство, непосредственно примыкающее к объекту, а параметрами ее состояния могут быть, например, температурный режим, стесненность рабочего пространства, наличие работающего оборудования, находящегося в непосредственной близости от объекта, и т.д. Поскольку здесь рассматривается модель одного исполнителя, то в качестве обстановки примем только состояние окружающей среды.

3. Считаем, что по мере накопления опыта у исполнителя вырабатываются свои процедуры восстановления работоспособности, то есть некоторые стереотипы (в хорошем понимании этого слова). Причем, каждый такой стереотип можно рассматривать как индивидуальную норму в том смысле, что исполнитель сам сформировал действия, которые он считает необходимым реализовать в той или иной ситуации. Важно при этом отметить, что индивидуальная норма не выходит за рамки требований, установленных на конкретном предприятии и признанных всеми (например, требований безопасности). С учетом сказанного полагаем, что у каждого исполнителя сформировалась своя последовательность операций по обслуживанию k-го элемента объекта, то есть процедуру Akn можно представить в виде:

Akn = <akn1,akn2,…,aknj,…>
(3.1)

При этом заметим, что для каких-то фиксированных ситуаций порядок следования операций также строго фиксирован, что позволяет рассматривать процедуру (3.1) как кортеж. В общем же случае последовательность операций при выполнении процедуры Akn может меняться в зависимости от конкретной обстановки, учитывая присущее человеку свойство адаптации.

4. Для определения времени t°k выделим на оси времени t интервал (t°k1, t°k2) границами которого являются минимальное время выполнения процедуры Akn, обусловленное физическими возможностями исполнителя t°k1, и время выполнения указанной процедуры, установленное нормативными документами на данный объект t°k2 [4].

Вначале рассмотрим детерминированный случай. Полагаем, что n-му исполнителю известна конкретная обстановка x ∈X при которой он должен будет восстановить работоспособность k-го элемента объекта.

Получив задание, n-й исполнитель, как активный элемент системы, планирует свое будущее поведение при восстановлении работоспособности k-го элемента объекта. Для этого он мысленно проигрывает процедуру Akn, занимая при этом по отношению к этому проигрыванию позицию стороннего наблюдателя. Этот процесс называется авторефлексией [4]. При этом исполнитель не только формирует программу своего поведения, но и проводит самооценку, то есть устанавливает для себя время t°kn, которое он предполагает затратить на выполнение процедуры Akn. При этом рассуждения исполнителя можно представить так [4]: Я уже выполнял процедуру Akn в подобных условиях и знаю, что мне понадобится время, не меньшее, чем t°k1, но и не большее, чем t°k2; эту процедуру я реализую за промежуток времени, примерно, от τ°k1 до τ°k2.

Поскольку интервал (t°k1, t°k2) устанавливается самим n-м исполнителем, то можно утверждать, что этот интервал полностью соответствует его возможностям и предпочтениям. Следовательно, указанный интервал можно рассматривать в качестве нормы n-го исполнителя [4]. При этом функция принадлежности переменной t°kn к понятию (терму) Норма будет равна:

(3.2)

Таким образом, n-й исполнитель позиционирует себя как специалист, нормой поведения которого при обслуживании k-го элемента объекта в условиях определенности является выполнение процедуры Akn за промежуток времени от τ°kn1 до τ°kn2.

Теперь предположим, что n-му исполнителю неизвестна обстановка, при которой он должен будет восстановить работоспособность k-го элемента объекта. Но, поскольку рассматривается конкретный объект обслуживания, то с полной уверенностью можно утверждать, что, как минимум, граничные значения обстановки являются априори известными. Более того, можно утверждать, что xmin ∈ X (наиболее благоприятные условия) и xmax ∈ X (наименее благоприятные условия) являются постоянными величинами. Тем самым имеем классическую задачу принятия решений в условиях интервальной неопределенности.

Известно, что единственным объективным решением данного класса задач является так называемый гарантированный результат, то есть результат, который может быть получен при наихудших условиях.

Будем полагать, что n-й исполнитель также придерживается указанного принципа. Далее положим, что временной интервал (t°k1, t°k2) охватывает все возможные ситуации, связанные с обстановкой. И, наконец, учтем, что при определении оценок τ°kn исполнитель рассуждал так: Я уже выполнял процедуру Akn в подобных условиях .... Тем самым можно предположить, что интервал (τ°kn1, τ°kn2) является постоянной величиной, но смещается в пределах интервала (t°k1, t°k2) в зависимости от обстановки.

Если с учетом всего сказанного положить, что наихудшим условиям соответствует некий интервал оценок (τ°kn3, t°k2)∈ (t°k1, t°k2), то нормой n-го исполнителя (гарантированным результатом) в условиях неопределенности является время

τ°kn∈(τ°kn1, τ°kn2)∈(τ°kn3, t°k2) | μN (τ°kn) = 1.
(3.3)

Следовательно, в условиях неопределенности n-й исполнитель позиционирует себя как специалист, нормой поведения которого при техническом обслуживании k-го элемента объекта является выполнение процедуры Akn за промежуток времени от τ°kn1 до τ°kn2, наиболее близко расположенный к правой границе интервала(t°k1, t°k2>).

Данные модели сформированы без учета типа исполнителя, то есть без учета его уровня самооценки. В то же время вполне обоснованно можно предположить, что n-й исполнитель характеризуется завышенной, заниженной или адекватной самооценкой. Понятно, что в случае завышенной самооценки интервал самооценок (τ°kn1, τ°kn2) будет смещен в сторону нижней границы интервала (t°k1, t°k2), а при заниженной самооценке – в сторону верхней границы интервала (t°k1, t°k2).

По определению, сделанному ранее, ремонтный персонал службы ТОР в структурной схеме СУТС представлен в виде блока выполнения управлении БВУ. Для формирования модели БВУ на данном этапе положим, что ремонтный персонал состоит исполнителей одного типа. С учётом модели любого n-го исполнителя и принятых обозначений модель БВУ для конкретной обстановки x ∈ X примет вид, представленный в таблице 3.1.


Таблица 1 - Модель БВУ


Исполнители
1 ... n ... N
Элементы
1 (τ°111,τ°112) ... (τ°1n1,τ°1n2) ... (τ°1N1,τ°1N2)
... ... ... ... ... ...
k (τ°k11,τ°k12) ... (τ°kn1,τ°kn2) ... (τ°kN1,τ°kN2)
... ... ... ... ... ...
K (τ°K11,τ°K12) ... (τ°Kn1,τ°Kn2) ... (τ°KN1,τ°KN2)

3.2 Модель центра

В теории управления организационными системами [5–8] под центром в общем случае понимают иерархическую структуру, осуществляющую руководство (управление) агентами (исполнителями), а участников этой иерархической структуры называют менеджерами. Поскольку на данном этапе не рассматривается функциональное взаимодействие всех менеджеров, входящих в состав руководства службы ТОР, то в качестве центра примем множество менеджеров M = {m1, …, mr, …, ms}, непосредственно выдающих задания исполнителям.

При формировании моделей менеджеров учтем следующее [9]:

  1. Каждый r-й менеджер, как и исполнитель, обладает полными знаниями о технологии работы объекта (в бездефектном и дефектном состояниях) и его схемном или конструктивном исполнении.
  2. Каждому r-му менеджеру, в отличии от исполнителей, может быть известна конкретная обстановка, то есть известно x ∈ X.
  3. Каждый r-й менеджер владеет знаниями о процедурах обслуживания любого k-го дефекта Ak.
  4. Каждый r-й менеджер имеет возможность контролировать результаты работы исполнителей.

Согласно работам [5–8] взаимоотношения центра и агентов в процессе их совместного функционирования моделируются с помощью трех иерархических игр Г1, Г2 и Г3. При этом известно, что у центра отсутствует собственный (не опосредованный агентом) результат деятельности, то есть результатом его деятельности является результат деятельности агента. Поэтому общим для указанных игр является стремление центра заставить агента выполнять именно те действия, которые наиболее выгодны центру, то есть всей системе в целом. Для этого центр, пользуясь своим правом первого хода, применяет различные виды управлений институциональное, мотивационное и информационное или их сочетание [5–8, 10].

Таким образом, при прочих равных условиях единственным действенным способом повышения эффективности работ по ТОР является получение правильного решения задачи о назначениях.

Положим, что и в рассматриваемой здесь задаче центр предлагает исполнителям сделать заявки на выполнение k-й работы. Количественной мерой таких заявок являются самооценки τ°kn, которые исполнители, как предполагается, сообщают центру. В результате центр получает информацию о модели БВУ (см. таблицу 1). При этом понятно, что указанная информация носит субъективный характер, так как сформирована самими исполнителями.

Обратимся теперь к приоритетам, которые, по сути, отражают ту репутацию, которая сложилась у центра о том или ином исполнителе. Репутация, несомненно, является расплывчатой (нечеткой) характеристикой исполнителя, поскольку при ее оценке используются такие градации (термы) как, например, низкая, средняя, высокая, очень высокая и т.п.

В соответствии с методом парного сравнения положим, что центр имеет возможность отвечать на вопросы типа: Во сколько раз репутация i-го исполнителя превосходит репутацию j-го исполнителя?. Результаты ответов можно представить как некоторые коэффициенты превосходства [11]:

(3.4)

где αi - репутация i-го исполнителя; αj репутация j-го исполнителя.

Для численной оценки αij наиболее подходящей является "транзитивная" шкала типа [11]:

Обратим внимание, что принятые здесь высказывания типа, например, сильное превосходство являются вполне естественными для менеджеров.

В качестве базы для количественной оценки коэффициентов превосходства в работе [11] предлагается использовать αij = 1,5 или αij = 2. Поскольку ранее было принято, что все исполнители службы ТОР имеют примерно одинаковую квалификацию, то для формирования репутаций вполне подходящей является базовая оценка, равная 1,5.

Для каждого k-го элемента объекта введем следующие обозначения:

Считаем, что показатели репутации являются положительными относительными величинами, то есть 0 ≤ αkn ≤ 1, и потому для каждого k-го элемента имеет место равенство:

(3.5)

Кроме того, учтем, что

(3.6)

Итак, пусть r-й менеджер в результате попарного сравнения исполнителей высказал свое мнение в виде коэффициентов превосходства (αkij)r. В соответствии с формулами (3.4) и (3.6) определим

(3.7)

Затем, используя формулу (3.6), определяем αkjr>. Проведя такие вычисления для K дефектов и N исполнителей, получим модель репутаций, которую можно представить в виде таблицы 2.


Таблица 2 - Модель репутаций αykjr


Исполнители
1 ... n ... N
Элементы
1 α°11r ... α°1nr ... α°1Nr
... ... ... ... ... ...
k α°k1r ... α°knr ... α°kNr
... ... ... ... ... ...
K α°K1r ... α°Knr, ... α°KNr

Подобным образом строятся модели репутаций остальных (s - r) менеджеров, и, следовательно, модель центра есть s моделей репутаций.

Выводы

Проведен анализ назначения, основных показателей и организационной структуры службы технического обслуживания и ремонта. Разработаны структуры системы управления техническим состоянием оборудования и системы поддержки принятия решений. Проведен анализ задач управления профилактиками. Разработаны рефлексивные модели исполнителей и менеджеров, позволяющие обоснованию планировать организацию проведения профилактик объектов регулярно-периодического использования. Проведены алгоритмы работы основных элементов системы поддержки принятия решений.

Примечание

При написании данного реферата магистерская работа еще не завершена. Окончательное завершение: декабрь 2015 года. Полный текст работы и материалы по теме могут быть получены у автора или его руководителя после указанной даты.

Список источников

  1. Резников В.А., Суворова А.М. Качественные модели системы управления техническим состоянием оборудования // Искусственный интеллект. –2011. – № 1. – С. 229 - 235.
  2. Бурков В.Н., Коргин Н.А., Новиков Д.А. Введение в теорию управления организационными системами. – М.: Либроком, 2009. – 264 с.
  3. Садовин Н.С., Садовина Т.Н. Основы теории игр: Учебное пособие. Йошкар-Ола: Изд-во МарГУ, 2011. – 119 с.
  4. Резников В.А., Темник А.М. Нечёткая модель исполнителя системы технического обслуживания и ремонта в условиях определенности // Радiоелектроннi i комп’ютернi системи. – 2012. – № 4. – С. 201 - 205.
  5. Бурков В.Н., Новиков Д.А. Как управлять организациями: Учебное пособие для вузов. – М.: Синтег, 2004. – 400 с.
  6. Новиков Д.А. Теория управления организационными системами. – М.: МПСИ, 2005. – 584 с.
  7. Воронин А.А., Губко М.В., Мишин С.П., Новиков Д.А. Математические модели организаций: Учебное пособие. – М.: ЛЕНАНД, 2008. – 360 с.
  8. Бурков В.Н., Коргин Н.А., Новиков Д.А. Введение в теорию управления организационными системами. – М.: Либроком, 2009. – 264 с.
  9. Резников В.А., Сандул Ю.О. Модель организации профилактического обслуживания сложных технических объектов // Искусственный интеллект. – 2014. – № 4. – 151 с.
  10. Новиков Д.А. Институциональное управление организационными системами. – М.: ИПУ РАН, 2004. – 68 с.
  11. Черноруцкий И.Г. Методы принятия решений: Учебное пособие. СПб.: БХВ-Петербург, 2005. – 416 с.