Tchórzewski Seweryn
Wodarski Krzysztof
P
P
O
O
D
D
S
S
T
T
A
A
W
W
Y
Y
P
P
R
R
O
O
J
J
E
E
K
K
T
T
O
O
W
W
A
A
N
N
I
I
A
A
I
I
N
N
ś
ś
Y
Y
N
N
I
I
E
E
R
R
S
S
K
K
I
I
E
E
G
G
O
O
P
P
R
R
Z
Z
E
E
W
W
O
O
D
D
N
N
I
I
K
K
P
P
O
O
Ć
Ć
W
W
I
I
C
C
Z
Z
E
E
N
N
I
I
A
A
C
C
H
H
M
M
O
O
T
T
T
T
O
O
:
:
M
M
Y
Y
Ś
Ś
L
L
E
E
N
N
I
I
E
E
P
P
R
R
O
O
J
J
E
E
K
K
T
T
O
O
W
W
E
E
:
:
T
T
A
A
K
K
D
D
Ł
Ł
U
U
G
G
O
O
U
U
D
D
O
O
S
S
K
K
O
O
N
N
A
A
L
L
A
A
Ć
Ć
P
P
O
O
M
M
Y
Y
S
S
Ł
Ł
,
,
A
A
ś
ś
U
U
Z
Z
Y
Y
S
S
K
K
A
A
S
S
I
I
Ę
Ę
Z
Z
A
A
M
M
I
I
E
E
R
R
Z
Z
O
O
N
N
Y
Y
E
E
F
F
E
E
K
K
T
T
Z A B R Z E 2 0 0 0
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
2
Druk: Profil–Druk;
tel. 232-52-35
Ul. Dolnej Wsi 2, Gliwice
Skład: YETI Media
Przewodnik po ćwiczeniach
3
Spis
ć
wicze
ń
Lp.
Temat
Data
Podpis
Strona
Metody
heurystyczne
1
Burza mózgów
8
2
Superpozycja
12
3
Analiza połączeń
16
4
Morfologia
20
5
Algorytmizacja zadań
32
Optymalizacja w projektowaniu
6
Analiza matematyczna
45
7
Systematyczne przeszukiwanie
53
8
Programowanie dynamiczne
60
9
Programowanie sieciowe
71
Projektowanie a ekonomiczna efektywność inwestycji
10 Rachunek aktualizacji
87
11 Próg rentowności
100
12 Okres zwrotu nakładów, wartość
kapitałowa
109
Ocena końcowa:
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
4
Przewodnik po ćwiczeniach
5
M
M
E
E
T
T
O
O
D
D
Y
Y
H
H
E
E
U
U
R
R
Y
Y
S
S
T
T
Y
Y
C
C
Z
Z
N
N
E
E
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
6
Wprowadzenie do
ć
wicze
ń
od 1 do 4
Celem ćwiczeń od 1 do 4 jest przedstawienie ogólnych heurystycznych metod wspomagających
proces poszukiwania możliwych rozwiązań danego zadania w projektowaniu technicznym. Należy
podkreślić, że przedstawione metody znajdują także zastosowanie w innych rodzajach
projektowania, np. dla rozwiązywania problemów organizacyjnych, reklamowych i innych. Przed
przystąpieniem do koncypowania, czyli do poszukiwania zbioru rozwiązań, należy sformułować
zadanie projektowe. Zadanie projektowe jest często dane w postaci problemu projektowego. Dla
porządku należy przybliżyć oba te pojęcia [5],[16],[17]:
problem – to początkowa postać sformułowania potrzeby, która ma zostać zaspokojona w procesie
projektowania, zaś zadanie, to konkretny opis tego, co ma zostać rozwiązane w danym procesie
projektowania. Można przyjąć, że zadanie jest sformułowane za pomocą:
-
opisu wejść i wyjść projektowanego obiektu,
-
systemu wartości potrzebnych do oceny jego jakości,
-
zbioru wymagań i ograniczeń.
Formułowanie zadania projektowego jest pierwszym i ogromnie ważnym działaniem w procesie
projektowania. Jest bowiem oczywiste, że taki problem będzie rozwiązany, jaki został postawiony.
A zatem jakość rozwiązania zależy od jakości sformułowanego zadania projektowego.
Formułowanie zadania projektowego koncentruje się na następujących celach:
-
określeniu istoty potrzeby, jaka ma zostać zaspokojona przez wytwór projektowania (funkcje
obiektu), czyli określenie celu projektowania,
-
uogólnieniu i konkretyzacji potrzeby, w porównaniu ze sformułowaniem danym na początku,
-
poszerzeniem obszaru poszukiwań,
-
eliminacją wymagań pozornych,
-
transformacją zadania do takiej postaci, w której łatwiej jest rozwiązywalne lub transformacja
do postaci bardziej adekwatnej do potrzeby.
Przewodnik po ćwiczeniach
7
Proces formułowania zadania projektowego jest heurystycznym działaniem, które dotychczas nie
znalazło metod wspomagających. Można podać jedynie kilka zasad ułatwiających ten proces:
a)
zadanie powinno być sformułowane jak najogólniej,
b)
sformułowanie powinno być sformułowanie możliwie konkretnie,
c)
sformułowanie nie powinno implikować żadnego rozwiązania,
d)
zadanie powinno być sformułowane przez podanie funkcji, jaką obiekt ma pełnić, a nie za
pomocą jego nazwy,
e)
wygodne może okazać się określenie dwóch stanów, tzn. przed i po zaspokojeniu potrzeby.
Znajdowanie rozwiązań projektowych, dla postawionego problemu i zadania projektowego może
być wspomagane wieloma metodami heurystycznymi. Niniejszy skrypt przedstawia wybrane
metody heurystyczne, wspomagające proces poszukiwania możliwych rozwiązań danego zadania
w projektowaniu technicznym.
Ogólnym celem metod heurystycznych jest wspomaganie intelektualnego twórczego wysiłku
projektanta, a nie wyeliminowanie człowieka z procesu twórczego i automatyzacja tego procesu. To
wspomaganie osiąga się przez spowodowanie odpowiedniej postawy twórczej, w szczególności
przez:
-
pokonanie psychicznych i organizacyjnych barier w procesie twórczym,
-
stymulowanie i wykorzystanie podświadomej pracy mózgu,
-
umożliwienie wglądu w proces twórczy, jego rejestracja i kontrola,
-
oddzielenie procesu generowania pomysłów i ich oceny,
-
umożliwienie współpracy w grupie,
-
umożliwienie efektywnej pracy twórczej osobom o mniejszej wyobraźni, fantazji,
pomysłowości, zdolności kojarzenia i itp.
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
8
Ć
wiczenie nr 1
Burza mózgów. Metoda 635
Cel laboratorium:
Zastosowanie metody burzy mózgów w procesie projektowym. Zastosowanie metody 635 (jako
odmiany metody burzy mózgów) w procesie projektowym. Rozwiązywania problemu w grupie.
Znajdowania dużej liczby rozwiązań projektowych.
Burza mózgów
Istota metody
Burza mózgów – sprowadza się do znalezienia w stosunkowo krótkim czasie, przez zespół kilku lub
kilkunasto osobowy, rozwiązań dla postawionego problemu. Uczestnicy sesji burzy mózgów
formułują możliwie długą listę wariantów (pomysłów) rozwiązania z wyłączeniem krytyki
hamującej twórczą inwencję.
Grupę organizuje się doraźnie. Oprócz specjalistów z danej dziedziny mogą być laicy – ludzie
z „otwartą głową”. Do 6 osób, 40-60 minut, mentor grupy.
Zasady sesji realizacji:
1.
Pod żadnym pozorem nie jest dozwolona krytyka podawanych pomysłów.
2.
Prowadzący sesję może i powinien sam zgłaszać pomysły oraz zachęcać uczestników do
wykorzystywania wcześniej zgłoszonych pomysłów, np. przez ich modyfikację albo łączenie
w nowe całości.
3.
Efektem sesji powinna być duża liczba pomysłów, natomiast ich jakość nie jest w czasie sesji
w ogóle analizowana.
4.
Jeśli prowadzący sesję zauważa, że strumień zgłaszanych pomysłów maleje, może zastosować
inne znane techniki stymulacji: np. analogi synektyczne, biosocjację, itp.
Przewodnik po ćwiczeniach
9
Przebieg
ć
wiczenia
Sesja powinna mieć swobodną i nieoficjalną atmosferę. Wśród uczestników nie może osoby
o przytłaczającym autorytecie. Należy starać się o nastrój przyjemności i zabawy. Sekretarz (lub
magnetofon) rejestruje na bieżąco zgłaszane pomysły. Tym lepiej, im pomysłów jest więcej i im są
dziwniejsze i bardziej ekstrawagandzkie. Każda idea jest pożądana, ponieważ stymuluje innych
uczestników, a potem projektanta. Otrzymany zbiór pomysłów traktuje się jako „surowy” materiał
stymulujący projektanta do rozszerzania jego horyzontów i zbudowania pewnej przestrzeni
rozwiązań. Zbiór ten jest po sesji porządkowany i krytycznie analizowany (np. za pomocą metod
klasyfikacji, morfologii, drzewa rozwiązań).
Sesja może przebiegać w sposób spontaniczny, niekierowany, lub może być przeprowadzona przez
przewodniczącego, w pewnych kolejnych etapach, np.:
1.
stawianie i określenie zadania,
2.
generowanie pomysłów, ulepszanie pomysłów,
3.
porządkowanie i wartościowanie (wstępne) rozwiązań.
Metoda „635”
Metoda 635 jest odmianą burzy mózgów. Każdy z uczestników ćwiczenia powinien wygenerować
trzy rozwiązania dla zadanego problemu. Rozwiązania te muszą być zapisane na kartkach.
Następnie rozwiązania te są przekazywane kolejno innym uczestnikom sesji dla ich uzupełnienia,
wzbogacenia lub modyfikacji. Nazwa metody pochodzi stąd, że przy 6 uczestnikach, każda kartka
z 3 pomysłami jest uzupełniana przez 5 pozostałych uczestników.
Ć
wiczenie
1.
Każdy uczestnik musi wygenerować trzy rozwiązania zadanego problemu. Pomysły
uczestników muszą zostać zapisane w formularzu (5-10 minut).
2.
Po tym czasie uczestnicy zespołu wymieniają się formularzami,
3.
Uczestnicy sesji starają się rozwinąć i zmodyfikować otrzymane pomysły,
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
10
4.
Wymiana formularzy trwa tak długo, aż kartki przejdą przez ręce wszystkich członków
zespołu (około 20 minut).
Propozycje problemów do rozwi
ą
zania:
1.
urządzenie do odśnieżania ulic,
2.
zabezpieczenie garażu przed włamywaczami,
3.
urządzenie (lub sposób) do kontroli uiszczenia opłaty za przejazd w autobusach,
4.
zabezpieczenia samochodu przed złodziejami,
5.
ograniczenie ilości śmieci,
6.
transport osobowy w mieście,
7.
przechowywanie informacji,
8.
opakowania na żywność,
9.
sposób kontroli wykonywania czynności zawodowych przez pracowników,
10.
sposób zagospodarowania odpadów, np. starych opon itp.
Przewodnik po ćwiczeniach
11
Zadanie do wykonania
Znajdowanie rozwi
ą
za
ń
metod
ą
635
Problem:.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Propozycje rozwi
ą
za
ń
problemu
Rozwiązanie 1 :......................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Uwagi :...................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Rozwiązanie 2 :......................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
Uwagi :...................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Rozwiązanie 3 :......................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Uwagi :...................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
12
Ć
wiczenie nr 2
Superpozycja
Cel laboratorium:
Zastosowanie metody superpozycji w procesie projektowym. Rozwiązywania problemu w grupie.
Wykorzystanie metody analogii dla znajdowania rozwiązań projektowych.
Istota metody.
Metoda superpozycji jest metodą stymulacji myślenia twórczego, wymuszającą kojarzenie idei,
pomysłów, metod itp. po to, aby w ten sposób zwiększyć prawdopodobieństwo znalezienia nowej
idei pomysłu, rozwiązania, metody itp. Punktem startowym tej metody jest problem do rozwiązania
lub konkretna konstrukcja (czy metoda) do ulepszenia. Pierwszym krokiem jest wybranie na chybił
trafił kilku obiektów, można do tego użyć np. encyklopedii lub słownika, dowolnie wybierając
hasła, albo zaproponować dowolne elementy spośród widzianych w najbliższym otoczeniu.
Następnie należy wymienić kolejno różne cechy tych obiektów, (dotyczące budowy, właściwości
użytkowych, wyglądu, skojarzeń nimi wywołanych) zestawiając je z badanym problemem, próbując
znaleźć nowe skojarzenia, ukazujące badany problem w nowym świetle.
Przykład
Przedmiotem projektu jest lekka przenośna ścianka działowa używana do doraźnego dzielenia
pomieszczeń na mniejsze wnętrza. Celem jest określenie materiału, konstrukcji i sposobu montażu
ś
cianki.
Obiekty pomocnicze to: notes, żaluzja, papierosy, szklanka, wiatr, lampa kreślarska.
Opis obiektów:
Notes: papierowy, prostopadłościan, czarny w plastikowej folii, kieszonkowy, wiele warstw
papieru.
Przewodnik po ćwiczeniach
13
Rozwiązania: ścianka z papieru w ramkach (jak w Japonii), ścianka typu „plaster miodu”, rozwijana
z folii plastikowej.
śaluzja: podnoszona na sznurkach, z listewek, zawieszona na prętach, składana.
Rozwiązania: można w całości przejąć ideę konstrukcyjną żaluzji.
Papierosy: okrągłe, niebezpieczne dla zdrowia, tytoń w rurce.
Rozwiązania: drewniane lub papierowe (plastikowe) elementy wypełniane materiałem izolacyjnym.
Szklanka: szklana, okrągła, przeźroczysta.
Rozwiązania; brak
Wiatr: ruch powietrza, zimno.
Rozwiązania: ścianka z elementów pneumatycznych lub mocowana na przyssawki.
Lampa kreślarska: światło, ciepło, mocowana imadełkiem do deski, na przegubach.
Rozwiązania: mocowana przez rozpór do podłogi i sufitu, składana przegubowo.
Zadanie do wykonania
Przykładowe problemy do rozwiązania:
1.
Zabezpieczenie garażu przed złodziejami.
2.
Zabezpieczenie roślin przed szkodnikami.
3.
Zabezpieczenie wejścia do domu.
4.
Zabezpieczenie samochodu przed kradzieżą.
5.
Dystrybucja towarów.
6.
Komunikacja między ludźmi – przepływ informacji.
7.
Oświetlenie pomieszczenia.
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
14
Zadanie:
należy znaleźć nowe rozwiązanie (materiał, konstrukcja, sposób montażu itp.) dla:
.................................................................................................................................................................
Obiekty pomocnicze:
1.
....................................................................................
2.
....................................................................................
3.
....................................................................................
4.
....................................................................................
5.
....................................................................................
ad 1. .......................................................................................................................................................
Cechy obiektu: .......................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Rozwiązanie: ..........................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
ad 2. .......................................................................................................................................................
Cechy obiektu: .......................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Rozwiązanie: ..........................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Przewodnik po ćwiczeniach
15
.................................................................................................................................................................
ad 3. .......................................................................................................................................................
Cechy obiektu: .......................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Rozwiązanie:...........................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
ad 4. .......................................................................................................................................................
Cechy obiektu: .......................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Rozwiązanie: ..........................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
ad 5. .......................................................................................................................................................
Cechy obiektu: .......................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Rozwiązanie: ..........................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
16
Ć
wiczenie nr 3
Poszukiwanie nowych poł
ą
cze
ń
i nowych zale
ż
no
ś
ci
Istota tej metody to strukturalizacja zadania, tzn. podział zadania na elementy i określenie relacji
między tymi elementami.
W zależności od rodzaju zadania (czy to problem, czy zadanie projektowe, czy zadanie typu
ulepszania istniejącego obiektu) strukturę taką tworzy się „od nowa” lub stara się wykryć
obiektywnie istniejącą strukturę i ją zmienić. Należy podkreślić, że podział zadania jest czynnością
bardzo heurystyczną, tzn. w tym samym obiekcie można określić kilka różnych struktur, zależnie od
przyjętego kryterium podziału.
W metodzie tej uzyskuje się wynik wstępny, „surowy”, który podlega dalszej ocenie. Zależnie od
merytorycznej treści problemu projektant ocenia ten wynik, wprowadzając ewentualne dalsze
wymagania (lub ograniczenia) i sprawdza otrzymany wynik ze względu na inne wymagania,
których nie dało się sformalizować (np. wymagania estetyczne).
Jeśli otrzymane rozwiązanie nie może być z pewnych przyczyn zaakceptowane i nie możemy go
poprawić, odpowiednio korygujemy założenia początkowe.
Inną klasą zadań w których metoda może zostać zastosowana jest układanie planów lub
harmonogramów złożonych procesów, np. proces technologiczny montażu przyrządu
produkowanego w wielkich seriach (np. zegarek, aparat fotograficzny), sterowanie ruchem
wagonów, organizacja stanowisk w rozdzielni przesyłek na poczcie lub w banku.
Czynno
ś
ci realizowane w metodzie:
1.
Dany problem (albo obiekt) dzieli się na części: definiuje się elementy i definiuje się
relacje pomiędzy nimi.
2.
Zestawia się kolejno elementy każdy z każdym i badamy jakie relacje zachodzą między
nimi (lub jakie powinny zachodzić) , używając katalogu relacji (np. relacje funkcjonalne,
typologiczne, relacje kolejności itp.)
3.
Jeśli relacji nie ma – wprowadza się je i analizuje, co to może dać?
Przewodnik po ćwiczeniach
17
4.
Jeśli relacje są – usuwa się i analizuje skutek, ewentualnie zmienia się rodzaj relacji.
Zadania do wykonania
Ć
wiczenie pokazuje iteracyjny charakter procesu projektowego, tzn. wielokrotne analizowanie
i doskonalenie zadania projektowego. Co istotne, powyższa metoda umożliwia rozwiązanie zadań
przez ich strukturalizację, tzn. podział zadania na elementy i określenie relacji między tymi
elementami.
Przebieg
ć
wiczenia:
1.
Wyróżnienie poszczególnych elementów w obiekcie (minimum 6-7).
2.
Tworzenie macierzy relacji pomiędzy elementami.
3.
Przedstawienie macierzy relacji w postaci grafu połączeń.
4.
Przekształcenie grafu połączeń w szkic rozwiązania lub obiektu.
Wybór obiektu do analizy spo
ś
ród nast
ę
puj
ą
cych propozycji:
Hurtownia
Firma transportowa
Firma komputerowa
Firma projektowa
Hurtownia materiałów budowlanych
Ośrodek szkoleniowy dla menedżerów
Ośrodek odnowy biologicznej
Salon kosmetyczny
Restauracja szybkiej obsługi
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
18
Zadanie:
należy znaleźć rozmieszczenie pomieszczeń dla wybranego przykładu - .............................................
Wyró
ż
nienie elementów (pomieszcze
ń
)
Lp.
Nazwa pomieszczenia
Oznaczenie
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Macierz relacji pomi
ę
dzy elementami (pomieszczeniami)
Oznacze.
Liczba
punktów
-
-
-
-
-
-
-
-
Przewodnik po ćwiczeniach
19
Graf poł
ą
cze
ń
pomi
ę
dzy elementami
Przekształcenie grafu poł
ą
cze
ń
I
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
20
Przekształcenie grafu poł
ą
cze
ń
II
Projekt obiektu (rozmieszczenia elementów - pomieszcze
ń
)
Przewodnik po ćwiczeniach
21
Ć
wiczenie nr 4
Morfologia
Cel laboratorium:
Zastosowanie metody morfologicznej w procesie projektowym. Znalezienie nowych rozwiązań dla
problemu, który już miał wcześniej rozwiązanie, ale uznaje się je za niezadowalające. Poszerzenie
obszaru poszukiwań i wzbogacenie rozwiązań dopuszczalnych. Znalezienie pewnej systematyki
zbioru rozwiązań dopuszczalnych, tzw. morfologii.
Szczegółowe cele metody:
a)
stworzenie warunków obligujących twórcę do pełnego rozpoznania wymagań i ograniczeń
i możliwie kompletnego sformułowania zadania,
b)
zapobieżenie jednostronności i tendencyjności prowadzenia poszukiwań,
c)
stworzenie warunków umożliwiających znalezienie nowych rozwiązań.
Istot
ą
metody jest:
a)
podział zadania (problemu) na podzadania (podproblemy), o mniejszym stopniu złożoności
(wielowymiarowości), na niższym poziomie w hierarchii ogólności,
b)
znajdowanie zbioru rozwiązań dla każdego z podzadań,
c)
myślowe kombinatoryczne składanie (agregacja) tych podrozwiązań i w ten sposób
uzyskiwanie zbioru rozwiązań całego problemu.
Procedura metody morfologicznej składa si
ę
z trzech etapów:
Po pierwsze - sformułowanie zadania – chodzi tu o zdefiniowanie zadania na podstawie danego
problemu. Ten etap występuje w każdej metodzie. Służy do rewizji poprawności sformułowania
problemu i przetransformowania go do nowej postaci tak, jak go rozumiemy i jak uważamy za
słuszne ze względu na zaistniałą potrzebę. Nowe sformułowanie powinno być ogólne (lecz nie
ogólnikowe), konkretne i pełne oraz adekwatne do rzeczywistej potrzeby.
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
22
Po drugie - wybór dziedziny rozwiązania i zakreślenie granic poszukiwanych rozwiązań –
istniejące w każdym indywidualnym przypadku ograniczenia powodują, że arbitralnie określa się
dziedzinę poszukiwań, a także wyznacza (choćby w sposób rozmyty) zakresy wartości
poszczególnych zbiorów.
Po trzecie - strukturalizacja zadania - określenie jego morfologii jest działaniem heurystycznym
i nie może być sformalizowane. Należy tu podzielić całe zadanie na istotne i niezależne podzadania.
Przykład
Aby metoda okazała się skuteczna, podział zadania musi być taki, aby poszczególne podproblemy
były jednocześnie niezależne ale związane. O niezależności podproblemów mówi się wtedy, kiedy
ż
adne z podrozwiązań dla jednego z podproblemu nie implikuje żadnego z podrozwiązań drugiego
podproblemu.
Jeżeli zadaniem jest znalezienie możliwych konstrukcji pojazdu drogowego, mając w pamięci
istniejące konstrukcje, np. samochodu, możemy zaproponować następujące morfologie:
P
1
– rozwiązanie podwozia,
P
2
- rozwiązanie nadwozia,
P
3
- rozwiązanie silnika,
P
4
- rozwiązanie układu kierowniczego, itd.
Możemy również zaproponować inną morfologię dla pojazdu:
P
1
– wnętrze pojazdu (różne warianty rozwiązania wnętrza,
P
2
– kształt i wygląd zewnętrzny,
P
3
– umiejscowienie silnika oraz pozostałych mechanizmów.
Pierwsza z morfologii przydatna byłaby dla konstruktora, druga zaś dla projektanta form oraz
stylisty.
Przewodnik po ćwiczeniach
23
Przykład – dla dobrego podziału
Zadaniem jest dobór materiału do wykonania stołu. Podzieliliśmy go na dwa podzadania: P
1
– dobór
materiału blatu, P
2
– dobór materiału nóg. Określamy następujące zbiory rozwiązań:
A
1
= {drewno, szkło, sklejka, marmur, tworzywo sztuczne, itd.},
A
2
= {drewno, metalowe pręty lub rurki, tworzywo sztuczne itd.}.
Przyjęty podział P = {P
1,
P
2
} jest niezależny (dobry), ponieważ każda kombinacja podrozwiązań jest
fizycznie możliwa.
Przykład – dla złego podziału
Należy znaleźć koncepcję masowego transporty węgla z Górnego Śląska do Świnoujścia. Zadanie
można podzielić na dwa podzadania:
P
1
– sposób transportu (droga), P
2
– środek transportu. Zaproponowano następujące rozwiązania
częściowe:
A
1
= {szosa, kolej, transport wodny},
A
2
= {ciężarówki, wagony, barki}.
W tym przypadku przyjęcie a
1
1
implikuje a
2
1
,
a przyjęcie
a
1
2
implikuje a
2
2
itd., zatem
zaproponowany podział <P
1
,P
2
> (czyli morfologia) jest nieodpowiedni, bo podrozwiązania są od
siebie zależne.
Sposoby znajdowania morfologii.
Metoda pyta
ń
heurystycznych.
W zależności od tego, jakie aspekty problemy przyjmiemy za kryterium jego podziału powstają
różne morfologie. Pomocne w zaproponowaniu morfologii może być jedno z następujących pytań:
czym obiekt (czy rozwiązanie) ma być ?
jakie części ma mieć ?
jakie mam mieć właściwości ?
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
24
jakie ma wykonywać funkcje ?
w jaki sposób ma realizować swoje przeznaczenia ?
Przykład
Dla samochodu osobowego można zaproponować następujące morfologie:
P = {P
1
, P
2
, P
3
, ...., P
m
}
Wynikające z postawienia pytań:
czym obiekt (czy rozwiązanie) ma być ?
P
I
= {środek transportowy, magazyn, mieszkanie campingowe, duma rodziny, itd.},
jakie części ma mieć ?
P
II
={dach, drzwi, silnik, oświetlenie, zawieszenie, itd.},
jakie ma wykonywać funkcje ?, w jaki sposób ma realizować swoje przeznaczenia?
P
III
= {szybkość, zwrotność, estetyka, komfort, osłona przed warunkami zewnętrznymi, itd.}.
W celu lepszego zrozumienia można jeszcze zaproponować przykłady różnych morfologii dla
mieszkania:
czym obiekt (czy rozwiązanie) ma być ?
P
I
= {schronienie przed warunkami zewnętrznymi (klimatycznymi), schronienie przed
innymi ludźmi (mój dom moim zamkiem [My Home Is My Castle]), magazyn rzeczy,
miejsce wypoczynku, sny, rozrywki, itd.},
jakie części ma mieć ?
P
II
={kuchnia, łazienka, spiżarka, pokój I, pokój II, itd.},
jakie mam mieć właściwości ?
P
III
= {zapewniać bezpieczeństwo, zabezpieczać odpowiedni standard – komfort (woda,
ogrzewanie, prąd, ...), itd.}.
Przewodnik po ćwiczeniach
25
Metoda klasyfikacji.
Innym sposobem zbudowania pełnej morfologii może być metoda klasyfikacji, której celem jest
stworzenie systematyki (uporządkowania według pewnej klasyfikacji) danego zbioru elementów.
Ten zbiór może być rezultatem np. sesji burzy mózgów. Metoda jest realizowana w następujących
krokach:
1.
Generujemy zbiór „p” elementów (do dwudziestu) wchodzących w skład rozwiązania
problemu P.
2.
Zapoznajemy się ze zbiorem elementów.
3.
Sortujemy elementy w różny sposób (zwykle na 3 do 6 grup), aż dojdziemy do
zadowalającego nas układu. Taka klasyfikacja powinna zapewniać spełnienie
następujących wymagań:
idea klasyfikacji (kryterium podziałów) odpowiada naszej potrzebie,
wszystkie elementy zostały sklasyfikowane,
istnieje co najwyżej kilka elementów, które równie dobrze mogą być przydzielone do
różnych grup,
liczba grup jest pod naszą kontrolą,
klasyfikacja zapewnia dobry punkt wyjścia do dalszych działań.
4.
Określamy wyraźnie, jakie jest kryterium podziału.
5.
Tworzymy brakujące grup tak, aby zbiór nazw grup był naszym zdaniem zbiorem
zupełnym.
Przykład
Jak ochronić warsztat samochodowy przed pożarem ?
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
26
1.
W wyniku burzy mózgów uzyskano następujące pomysły:
1)
piorunochron,
2)
beczka z wodą i skrzynia z piaskiem,
3)
niepalne materiały budowlane,
4)
„Precz z zapałkami”,
5)
załoga warsztatu jest jednocześnie strażą pożarną,
6)
automatyczne gaśnice,
7)
cały budynek nakryć kocem gaśniczym.
2.
Wstępnie klasyfikujemy według następujących grup:
Grupa I - 1, 4;
Grupa II - 3;
Grupa III - 2,5,6,7.
3.
Ujawniamy podział:
Grupa I i II – niedopuszczenie do powstania pożaru,
Grupa III – zmniejszenie skutków pożaru.
4.
Możemy więc wykryć oraz uzupełnić brakujące grupy i zaproponować następujący
podział:
Grupa I - likwidacja źródeł ognia: iskier, płomienia, itd.,
Grupa II - likwidacja materiałów palnych,
Grupa III - obniżenie temperatury otoczenia,
Grupa IV - szybkie gaszenie,
Grupa V - zmniejszenie skutków pożaru: fizycznych (lokalizacja maszyn i urządzeń)
oraz ekonomicznych (ubezpieczenie).
Przewodnik po ćwiczeniach
27
Podsumowanie:
Należy podkreślić, że metoda morfologiczna stanowi podstawową metodę poszukiwania rozwiązań
zadań inżynierskich (choć często inżynier nie wie o metodzie, postępując zupełnie intuicyjnie)
i dlatego warto poznać jej zasadę i właściwości.
Zaletą metody jest, że złożony wielowymiarowy problem zamieniony zostaje na szereg prostszych
problemów, przy czym podział ten może być hierarchicznie kontynuowany, aż dojdzie się do tak
niskiego poziomu ogólności pod-pod-zadań , że znalezienie dla nich rozwiązań nie jest trudne,
a umożliwia to:
a)
podział zadania (problemu) na podzadania (podproblemy), o mniejszym stopniu złożoności
(wielowymiarowości), na niższym poziomie w hierarchii ogólności,
b)
znajdowanie zbioru rozwiązań całego problemu,
c)
myślowe kombinatoryczne składanie (agregacja) tych podrozwiązań i w ten sposób
uzyskiwanie zbioru rozwiązań całego problemu.
Wadą metody jest, że dane jedno zadanie można dzielić różnie, zależnie od kryterium – a nie każdy
podział jest przydatny, przy czym brak jest reguł podziału. Niedogodnością metody jest również to,
ż
e twórca musi wyobrazić sobie a priori rozwiązanie już w momencie startu po to, aby mógł je
podzielić, albo przynajmniej wyrobić sobie jakiś pogląd choćby na strukturę zadania i strukturę
rozwiązania.
Dodatkowo, pełne rozpoznanie morfologii problemu umożliwia przejście od projektowania
koncepcyjnego do fazy projektowania technicznego (właściwego).
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
28
Zadania do wykonania
należy znaleźć nowe rozwiązanie dla:
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Pytania heurystyczne:
a) Czym obiekt (rozwi
ą
zanie) ma by
ć
?
b) Jakie ma mie
ć
cz
ęś
ci ?
c) Jakie ma mie
ć
własno
ś
ci i wła
ś
ciwo
ś
ci ?
d) Jakie ma wykonywa
ć
funkcje ?
e) W jaki sposób mo
ż
e realizowa
ć
swoje przeznaczenie ?
Ad 1. ......................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Ad 2. ......................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Przewodnik po ćwiczeniach
29
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Ad 3. ......................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Ad 4. ......................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Ad 5. ......................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
30
Metoda klasyfikacji
Elementy morfologiczne:
1. ..................................................................... 2. .....................................................................
3. ..................................................................... 4. .....................................................................
5. ..................................................................... 6. .....................................................................
7. ..................................................................... 8. .....................................................................
9. ..................................................................... 10. ...................................................................
Sortujemy elementy w odpowiednie grupy.
a) ............................................................................................................................................................
b) ............................................................................................................................................................
c) ............................................................................................................................................................
d) ............................................................................................................................................................
e) ............................................................................................................................................................
Uwagi:
Kryterium podziału (sposób sortowania) powinno odpowiadać określonej potrzebie.
Wszystkie elementy powinny być sklasyfikowane (przyporządkowane).
Może istnieć kilka elementów, które równie dobrze mogą być przydzielone do różnych grup
Okre
ś
lamy przyj
ę
ty podział grup oraz proponujemy brakuj
ą
ce grupy.
a) ............................................................................................................................................................
b) ............................................................................................................................................................
c) ............................................................................................................................................................
d) ............................................................................................................................................................
e) ............................................................................................................................................................
Przewodnik po ćwiczeniach
31
A
A
L
L
G
G
O
O
R
R
Y
Y
T
T
M
M
Y
Y
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
32
Ć
wiczenie nr 5
Algorytmizacja zada
ń
Cel laboratorium:
Zapoznanie z zasadami algorytmizacji zadań. Zastosowanie algorytmizacji w procesie
projektowym.
Definicja algorytmu
Najczęściej stosowanych definicje pojęcia algorytm są następujące:
•
(matem.) – dokładna recepta określająca proces obliczeniowy, który prowadzi od pewnych
danych początkowych do żądanego rezultatu,
•
zamknięty układ zależności logicznych, matematycznych lub obydwu razem, ustalający
dokładny przepis jakiegoś działania, mówiąc inaczej uporządkowany zbiór operacji, taki, że po
ich wykonaniu otrzymuje się rozwiązanie dowolnego zadania z określonej klasy zadań,
•
przepis umożliwiający osiągnięcie danego celu (np. przepis kucharski podający opis czynności
oraz składniki potrzebne do otrzymania żądanej potrawy, instrukcja obsługi jakiegoś
urządzenia technicznego, wyznaczanie pierwiastków trójmianu kwadratowego - opisane
językiem naturalnym: lista czynności przeznaczonych do wykonania na określonych obiektach,
której wykonanie jest uwieńczone wynikiem.
Nieco inaczej brzmi definicja algorytmu podana przez Roberta Kowalskiego, jednego
z współtwórców teorii programowania w logice [14]:
algorytm = logika + sterowanie
Przy czym przez logikę rozumie się tu związki logiczne zachodzące pomiędzy poszczególnymi
obiektami występującymi w programie, przez sterowanie natomiast — proces wnioskowania na
podstawie tych związków. Należy w tym miejscu dodać, że przyjmuje się, iż na program składają
się dwa elementy: algorytmy i struktury danych.
Przewodnik po ćwiczeniach
33
Opisując algorytm należy wziąć pod uwagę, iż charakteryzuje się następującymi właściwościami:
1.
ogólność - pozwala na rozwiązywanie określonej klasy zadań, a nie pojedynczego
przypadku (rozwiązywanie równań różniczkowych 2 rzędu, a nie konkretnego równania),
2.
skończoność - otrzymujemy rozwiązania po wykonaniu skończonej liczbie kroków
(operacji),
3.
określoność - wszystkie wykonywane operacje są jednoznaczne,
4.
efektywność - czas potrzebny na wykonanie algorytmu ulega skróceniu w przypadku dużej
powtarzalności procesu,
W przypadku gdy:
•
dane trzeba przetwarzać masowo,
•
przetwarzanie bez komputera trwałoby bardzo długo,
•
wykonywanie zadań powtarza się.
wskazane jest skorzystanie z komputera. Algorytm umożliwia wówczas sprawne opracowanie
programu realizującego opisane nim zadanie, a co za tym idzie skrócenie czasu realizacji całego
procesu.
Algorytm może być opracowany w różnej formie:
1.
Algorytm ogólny, który podaje kolejne etapy działania w ogólnym ujęciu - język formalny
(język naturalny lub notacja).
2.
Algorytm logiczny, który powstaje przez uzupełnienie algorytmu ogólnego zdarzeniami
logicznymi.
3.
Algorytm logiczno – matematyczny, który jest rozwinięciem algorytmu ogólnego lub
algorytmu logicznego o model matematyczny rozwiązywanego problemu (zazwyczaj jest
on podstawą do opracowania programu obliczeniowego).
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
34
4.
Schemat blokowy będący graficzną prezentacją algorytmu, w postaci bloków operacyjnych
lub linii ilustrujących przepływ sterowania
Najczęstszym zastosowaniem algorytmu jest tworzenie wszelkiego rodzaju instrukcji użytkowania
lub obsługi urządzeń. Równie istotnym zastosowaniem algorytmu jest przygotowanie, jako
schematy blokowe, do tworzenia oprogramowania komputerowego. Poza tym algorytmy mogą być
używane do rozwiązywania – przez uporządkowany, logiczny zapis etapów i warunków – różnych
problemów decyzyjnych.
Układanie algorytmu następuje zazwyczaj na drodze od ogółu do szczegółu i przechodzi trzy etapy:
a)
Powstaje ogólny algorytm lub schemat ideowy – słowny zapis procesu.
b)
Powstaje algorytm logiczny – jako rozwinięcie algorytmu ogólnego poprzez
oprzyrządowanie funkcjami decyzyjnymi.
c)
Powstaje algorytm logiczno – matematyczny, który umożliwia już wykonywanie obliczeń,
a tym samym programowanie.
Zasady stosowane przy tworzeniu algorytmów, w szczególności schematu blokowego procesu:
a)
Tworzenie algorytmu polega na takim rozłożeniu zadanego problemu na elementy, że
każdy czynnik mający wpływ na rozwiązanie zostanie wyodrębniony jako osobne pytanie,
na które można odpowiedzieć TAK lub NIE.
b)
Logiczną współzależność układa się w ciąg stanowiący zamkniętą całość. Nazywa się go
właśnie algorytmem, przy czym strzałki na jego schemacie wskazują drogę działania.
c)
Algorytm można ułożyć wyłącznie wtedy, gdy w wyniku analizy procesu decyzyjnego
wyodrębni się kompletny łańcuch pytań prowadzących do precyzyjnie określonych
wyników.
Wskazówki techniczne przydatne przy tworzeniu algorytmu:
a)
Unikać zbędnego przecinania się linii.
Przewodnik po ćwiczeniach
35
b)
Ogólny kierunek śledzenia algorytmu powinien być z góry w dół.
c)
Rozbudowa algorytmu w poziomie powinna odbywać się od strony lewej do prawej.
d)
Pytania i instrukcje powinny być w osobnych kratkach.
e)
Linie łączące kratki kończyć strzałkami. Stanowią one znaki potwierdzające kierunek
ś
ledzenia kroków w algorytmie.
f)
Ustalić kratki jednolite dla całego algorytmu (oznaczenia stosowane w algorytmach –
rys. 1)
Rys. 1. Oznaczenia stosowane w algorytmach wg PN-72/E-01226 „Przetwarzanie
danych. Symbole graficzne”.
Instrukcja
Dane, wyniki
Decyzja
Początek, koniec
Wyjście lub wejście z wyodrębnionych
fragmentów na tej samej stronie
Wyjście lub wejście z wyodrębnionych
fragmentów na różnych stronach
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
36
Przykłady podstawowych operacji w algorytmach przedstawiono na rysunku 2 (decyzja) oraz
rysunku 3 (pętla). Z kolei przykład algorytmu dla zadania matematycznego – obliczenie
pierwiastków równania kwadratowego przedstawiono na rysunku 4.
Przykład
Podajmy jeszcze jako prosty przykład algorytm obliczania pierwiastków równania kwadratowego.
Równanie kwadratowe ax
2
+ bx + c = 0 jest określone, jeśli dane są wartości współczynników a, b,
oraz c (w szczególności jeżeli a
≠
0). Rozwiązanie zadania sprowadza się wówczas do wyznaczenia
pierwiastków powyższego równania (algorytm ogólny), które w zależności od (elementy logiczne)
dają dwa, jedno lub brak rozwiązań w zakresie rzeczywistym (elementy matematyczne).
X max < X
?
TAK
NIE
X max = X
Rys. 2. Przykład operacji
logicznej w algorytmie
Wartość licznika
= 0
Koniec
pętli
?
Instrukcje
TAK
NIE
Zwiększyć wartość
licznika o 1
Rys. 3. Przykład p
ę
tli
w algorytmie
Przewodnik po ćwiczeniach
37
Na rysunku rys. 4 przedstawiono schemat blokowy ilustrujący algorytm rozwiązywania równania
kwadratowego.
Rys. 4. Algorytm obliczania pierwiastków równania kwadratowego
START
Dane: a, b, c
∆
= b
2
-4ac
Brak
rozwiązania
STOP
∆∆∆∆
> 0
?
∆∆∆∆
= 0
?
a
b
x
2
2
∆
+
−
=
a
b
x
2
1
∆
−
−
=
a
b
x
x
2
2
1
−
=
=
TAK
NIE
TAK
NIE
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
38
Zadania do wykonania
należy znaleźć algorytm dla następującego problemu:
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Algorytm ogólny:
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Algorytm Logiczny:
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Przewodnik po ćwiczeniach
39
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Schemat blokowy:
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
40
Przewodnik po ćwiczeniach
41
O
O
P
P
T
T
Y
Y
M
M
A
A
L
L
I
I
Z
Z
A
A
C
C
J
J
A
A
A
A
P
P
R
R
O
O
J
J
E
E
K
K
T
T
O
O
W
W
A
A
N
N
I
I
E
E
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
42
Wprowadzenie do
ć
wicze
ń
od 6 do 9
Z zagadnieniem optymalizacji mamy do czynienia, gdy stajemy wobec problemu, który może dać
wiele rozwiązań (minimum dwa). Poszukujemy wówczas, takich wartości parametrów bądź
czynników projektowych, które zapewniają uzyskanie minimalnej lub maksymalnej wartości
wybranej cechy rozwiązania projektowego, przy równoczesnym spełnieniu wszystkich warunków
ograniczających nałożonych na rozwiązanie projektowe.
Celem ćwiczenia jest przypomnienie podstawowych wiadomości z zakresu rozwiązywania
problemów optymalizacyjnych. W szczególności omówione zostaną następujące zagadnienia:
wskazanie funkcji celu dla analizowanego zadania, budowa modelu optymalizacyjnego,
zdefiniowanie ograniczeń wpływających na uzyskanie rozwiązania oraz weryfikacja otrzymanego
wyniku.
Podstawowe poj
ę
cia i definicje
-
optymalizacja - działalność której celem jest uzyskanie najlepszego rezultatu w danych
warunkach i przy określonych kryteriach oceny; najlepszy rezultat będziemy nazywali
optymalnym,
-
funkcja celu - ściśle określony punkt widzenia problemu, inaczej mówiąc jest to kryterium
w oparciu o które dokonujemy optymalizacji,
-
zmienne decyzyjne - wielkości, o których możemy decydować,
-
ograniczenia - ustalenie zakresu zmienności optymalizowanych parametrów,
-
model optymalizacyjny - reprezentacja badanego procesu w postaci sformalizowanej -
matematycznej, graficznej.
Przykłady
Projektujemy stację pompowania wody. Do dyspozycji mamy oferty kilku różnych producentów.
Naszym zadaniem jest przeanalizowanie parametrów technicznych oraz ekonomicznych które
umożliwiły by najlepszą pracę układu pod względem wydajności, kosztu pracy, itd.
Przewodnik po ćwiczeniach
43
Innym przykładem może tutaj być problem doboru silnika do projektowanego samochodu. Do
dyspozycji mamy dwie alternatywy: pierwszą jest skonstruowanie silnika dokładnie pod nasze
wymagania, w drugiej zaś zakładamy, iż nie będziemy konstruować nowego napędu, a jedynie
skorzystamy z istniejących rozwiązań własnych lub też oferty różnych producentów. W obu
przypadkach musimy jednak wziąć pod uwagę czynniki takie jak: gabaryty silnika, potrzebną moc,
możliwość współpracy z projektowanymi elementami wyposażenia pojazdu, koszt zakupu
(produkcji) i instalacji, itd. Przeanalizowanie tych czynników może w efekcie końcowym dać nam
zbiór rozwiązań, bądź też jedno końcowe rozwiązanie zaspokajające naszą potrzebę.
Przebieg analizy optymalizacyjnej:
Należy zauważyć, iż proces optymalizacji jest silnie sformalizowany oraz powtarzalny. Umożliwia
to, dla konkretnych problemów, budowanie modeli optymalizacyjnych na komputerach, a co za tym
idzie obniża koszty całego przedsięwzięcia oraz ułatwia przeanalizowanie wielu wariantów w
krótkim okresie czasu. Sam proces optymalizacji przebiega zwykle według następującego
schematu:
a)
Sformułowanie zadania optymalizacyjnego. To pierwszy etap procesu. Jest jego
najważniejszą częścią, gdyż od przyjętych na tym etapie założeń dotyczących opisu problemu,
zależy realizacja całego procesu. Określamy tutaj jaki parametr jest w naszym przypadku
funkcją celu, to jest tą wielkością względem której dokonujemy analizy.
b)
Budowa modelu matematycznego. Od poprawności zbudowanego na tym etapie modelu
zależy, czy uzyskane wyniki będą poprawne. Istotne jest tutaj zachowanie proporcji pomiędzy
dokładnością odwzorowania zjawiska, a szeroko rozumianymi kosztami jego budowy.
Dokonujemy tutaj również określenia jakie czynniki w jaki sposób ograniczają model,
powodując zawężenie obszaru poszukiwania rozwiązania optymalnego.
c)
Wybór metody matematycznej rozwiązania modelu. Kolejna część procesu, polegająca na
wskazaniu metody, która pozwoli na rozwiązanie problemu. Należy podjąć decyzję, czy
skorzystamy z istniejących już rozwiązań, czy też należy opracować zupełnie nową metodę
(metodami rozwiązywania problemów optymalizacyjnych zajmują się badania operacyjne).
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
44
d)
Rozwiązanie modelu. Najbardziej oczywista część procesu optymalizacji. Polega na
tradycyjnym (papier i długopis) lub też wspomaganym komputerowo (obecnie coraz
powszechniejszym) rozwiązaniu zadania.
e)
Weryfikacja uzyskanego rozwiązania. Badamy, czy wskazane w trakcie analizy operacyjnej
rozwiązanie jest poprawne z formalnego punktu widzenia. Ponadto należy rozważyć, czy nie
jest niezbędne poszerzenie zbioru dopuszczalnych rozwiązań o wartości w zakresie <+
ε
,-
ε
> lub
<+x %, -x %>.
Przewodnik po ćwiczeniach
45
Ć
wiczenie nr 6
Analiza matematyczna
Cel
ć
wiczenia
Przedstawienie związku pomiędzy optymalizacją a projektowaniem, a także przypomnienie
podstawowych wiadomości z zakresu badań operacyjnych, to jest: poszukiwania funkcji celu dla
analizowanego zadania, rozwiązania w oparciu o przyjęte ograniczenia, konstruowania modelu
optymalizacyjnego.
Przykład
Określić wymiary puszki na olej o pojemności 1 litra, tak by ilość zużytego materiału była
najmniejsza. Możemy wykonać puszkę w formie walca.
Sformułowanie zadania optymalizacyjnego.
Funkcją celu dla naszego zadania jest powierzchnia puszki na olej, przy czym będziemy dążyć do
uzyskania odpowiedzi na pytanie: przy jakich parametrach możemy uzyskać minimalną
powierzchnię tej puszki ?
Zmienne decyzyjne naszego zadania to: wymiary puszki r - promień podstawy i h - wysokość
walca.
Budowa modelu matematycznego.
Modelem optymalizacyjnym naszego zadania jest równanie opisujące powierzchnię walca:
F=2
π
r(r+h) (6.1).
Znając objętość walca
V =
π
r
2
h
oraz podstawiając za V objętość zbiornika wynoszącą 1 litr
mamy:
1=
π
r
2
h (6.2),
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
46
oraz:
2
π
r
1
h
=
(6.3).
Podstawiając z kolei (6.3) do wzoru na powierzchnię walca (6.1) otrzymujemy ten wzór w postaci:
F=2
π
r
)
π
r
1
(r
2
+
(6.4),
co daje następnie:
F=2
π
r
2
2
π
r
r
2
π
+
(6.5).
Ostatecznie formuła określająca wielkość powierzchni puszki w zależności od promienia podstawy
przyjmuje postać:
F = 2
Π
r
2
+
r
2
(6.6).
Wybór metody rozwi
ą
zania modelu.
Najprostszym sposobem znalezienia optymalnej wielkości puszki, w naszym przypadku, jest
wskazanie w oparciu o analizę matematyczną – analizę pochodnej funkcji - ekstremum funkcji
(6.6). Mamy więc:
F’ = 4
Π
r -
2
2
r
(6.7)
Chcąc zbadać czy dana funkcja posiada ekstremum (minimum lub maksimum) analizujemy
pierwszą pochodną naszej funkcji (przyrównujemy ją do zera). Ma ona następującą postać:
0 = 4
Π
r -
2
2
r
(6.8)
Przewodnik po ćwiczeniach
47
Otrzymujemy wówczas:
3
1
π
)
2
(
r
−
=
(6.9)
Analizując otoczenie miejsca zerowego pochodnej otrzymujemy:
F (r)
3
1
)
2
(
−
∏
<
∧
r
F (r)
F (r)
3
1
)
2
(
−
∏
>
∧
r
F’ ⇒
↓
F’=0
F’ ⇒
↑
Oznacza to, iż w „r” funkcja posiada ekstremum - minimum, będące poszukiwaną wielkością.
Podstawiając „r” do wzoru na wysokość puszki - „h” (6.3) otrzymujemy:
π
)
π
2
(
h
3
2
=
(6.10)
a więc wymiary puszki o minimalnej powierzchni wynoszą:
3
1
π
)
2
(
r
−
=
(6.11)
π
)
π
2
(
h
3
2
=
(12)
natomiast powierzchnia puszki wynosi:
)
)
(2
π
)
2
((
F
3
4
3
1
π
π
+
=
(6.13)
co jest szukaną minimalną powierzchnią puszki.
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
48
Weryfikacja uzyskanego rozwi
ą
zania.
Weryfikowanie uzyskanych rezultatów jest niezbędnym składnikiem procesu optymalizacyjnego.
Otóż okazuje się, iż niektóre rozwiązania otrzymane w wyniku procesu nie spełniają naszych
oczekiwań, np. w przypadku gdyby analizowana przez nas wcześniej funkcja w ekstremum nie
posiadała minimum a maksimum. Wówczas wartościami spełniającymi nasze kryterium
(minimalizacja powierzchni puszki) byłyby krańce analizowane przedziału zmienności funkcji.
W naszym przypadku weryfikacja zadania polega na wykonaniu wykresu ilustrującego przebieg
funkcji, co zostało przedstawione poniżej, co ilustruje poniższy rysunek:
Rys. 5. Przebieg funkcji F(r) dla rozpatrywanego przypadku
Rys. 6. Przebieg funkcji F(r) w przypadku gdy r
extr
≠≠≠≠
r
opt
Uzyskany
rezultat
poszukiwania
ekstremum
r
F
r extr
r op 1
r op 2
Poszukiwane
minimum
r
F
r opt
Przewodnik po ćwiczeniach
49
W przypadku gdyby wykres przybrał postać jak przedstawiono na rysunku 2 wówczas oznaczałoby
to, iż szukane poszukiwane rozwiązanie znajdowało by się na krańcach przedziału.
Zadania do wykonania
Zadanie 1
Określić wymiary puszki na olej o pojemności 1 litra, tak by ilość zużytego materiału była
najmniejsza. Puszka jest prostopadłościanem o podstawie kwadratu. Analizowana puszka jest
alternatywą dla rozpatrywanej wcześniej puszki o kształcie walca - należy stwierdzić, które
z rozwiązań jest dla nas korzystniejsze.
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
50
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
Przewodnik po ćwiczeniach
51
Zadanie 2
Poniższe zadanie jest rozwinięciem wcześniej omawianych problemów.
Przedsiębiorstwo „Opakowania na życzenie” otrzymało zamówienie na 50 000 opakowań
o pojemności 1 litr. Odbiorcy jest obojętne jakiego kształtu są opakowania (walec czy
prostopadłościan), natomiast zażyczył sobie, aby całość zamówionego towaru dostarczyć do jego
siedziby. Firma podjęła się realizacji zamówienia i wynajęła ciężarówkę mogącą przewozić
8 kontenerów o wymiarach 1,25 x 0,9 x 1,1 m.(a x b x h) i zgodziła się na opłatę w wysokości 3,15
zł/km. Odległość od producenta opakowań do odbiorcy wynosi 370 km. Wskazać które
z rozwiązań - walec czy prostopadłościan, jest dla producenta korzystniejsze (koszt materiału
wynosi 8.30 zł/m
2
). Należy również wziąć pod uwagę, iż puszki w kształcie walca mogą zostać
załadowane do kontenera na trzy sposoby:
a)
denko puszki jest równoległe do dna kontenera,
b)
denko puszki jest równoległe do ścianki kontenera o podstawie „a”,
c)
denko puszki jest równoległe do ścianki kontenera o podstawie „b”.
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
52
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
Przewodnik po ćwiczeniach
53
Ć
wiczenie nr 7
Systematyczne przeszukiwanie
Cel laboratorium:
Optymalizacja problemu projektowego metodą systematycznego przeszukiwania. Utrwalenie
wiadomości z zakresu poszukiwania funkcji celu dla analizowanego zadania oraz rozwiązania
w oparciu o przyjęte ograniczenia.
Wprowadzenie
Problemem z którym często może mieć do czynienia osoba rozwiązująca zadania projektowe jest
lokalizacja obiektu(ów) w ustalonym otoczeniu (środowisku) np. lokalizacja hurtowni przy drodze,
lokalizacja szybów kopalni, położenie obiektów w istniejącej hali, itp. Pomocą w rozwiązaniu tego
zadania jest zbudowanie modelu – modelu alokacyjnego – który pomaga podejmować decyzje co do
podziału i rozmieszczenia określonych środków pomiędzy różne cele, tak aby zoptymalizować dany
system. Sprowadza się do przeanalizowania środowiska w którym ma być zlokalizowany obiekt
i wyznaczenia miejsc, które spełniają nasze przyjęte założenia, czemu z powodzeniem służą metody
programowania liniowego, nieliniowego, w liczbach całkowitych czy też metoda programowania
dynamicznego (najbardziej znane modele alokacyjne to model transportowy, model przydziałów
czy też model komiwojażera).
Poniższe ćwiczenie przybliża powyższe zagadnienie, wskazując sposób rozwiązania problemu
alokacyjnego metodą systematycznego przeszukiwania zbioru, dla prostego problemu alokacji
obiektu (ów) w ograniczonej przestrzeni istniejącego obiektu.
Przykład
Wskazać miejsce lokalizacji magazynu materiałów oraz półproduktów w hali produkcyjnej
z działającą linią technologiczną składającą się z pięciu stanowisk o zróżnicowanej wielkości.
Aby rozwiązać powyższe zadanie należy po pierwsze sformułować jaki problem projektowy mamy
rozwiązać. W naszym przypadku jest nim lokalizacja magazynu materiałów oraz półproduktów
w istniejącym środowisku – hali z funkcjonującym ciągiem technologicznym.
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
54
Kolejny krok to zdefiniowanie funkcji celu. Funkcją celu w naszym przypadku jest taka lokalizacja
magazynu, aby suma dróg z magazynu do punktów odbioru materiałów i półproduktów była
najmniejsza.
Realizacja zadania wymaga przyjęcia następujących ograniczeń:
a)
Trasa dostarczania materiałów może być prowadzona jedynie liniami prostymi przecinającymi
się pod kątem prostym,
b)
Trasa dostarczania materiałów nie może być zbieżna z trasą ciągu technologicznego (rys. 7),
c)
Trasa dostarczania materiałów może przecinać się z trasą ciągu technologicznego jedynie pod
kątem prostym,
d)
Wokół magazynu powinna być wolna "strefa transportowa",
e)
Wydawanie materiałów z magazynu odbywa się w jednym z jego rogów,
f)
Magazyn może przylegać swoją ścianą bądź ścianami do murów magazynu.
Ze względu na opisane wyżej ograniczenia rozwiązanie problemu optymalizacyjnego sprowadza się
do:
a)
Wyznaczenie lokalizacji magazynu - określenia miejsc, w których magazyn jest możliwy do
umiejscowienia - miejsca A, B, C.
b)
Określenia odległości pomiędzy punktem wydawania materiałów, a punktami odbioru
materiałów w poszczególnych stanowiskach. Droga transportu może być linią prostą, skośną
lub łamaną.
c)
Wpisania odległości do tablicy.
d)
Obliczenia sumy dróg dla poszczególnych lokalizacji (tablica - ostatnia kolumna).
e)
Wskazanie lokalizacji magazynu poprzez wskazanie rejonu o najmniejszej odległości pomiędzy
magazynem a punktami odbioru.
Przewodnik po ćwiczeniach
55
Rys 7. Przykład lokalizacji magazynu w hali produkcyjnej
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
56
Zadanie do wykonania
Zadanie 1
Proponowane miejsca lokalizacji magazynu:
1)....................................................................................
2)....................................................................................
3)....................................................................................
4)....................................................................................
Funkcja celu: ..........................................................................................................................................
Ograniczenia modelu: ............................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Model optymalizacyjny:.........................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Długości dróg magazyn - punkty odbioru materiałów na stanowiskach
Lokalizacja
Magazynu
Pkt. A Pkt. B Pkt. C Pkt. D Pkt. E Pkt. F Pkt. G Pkt. H Suma
1
2
3
4
5
6
7
Przewodnik po ćwiczeniach
57
Rozwi
ą
zanie
Lokalizacją o najniższej sumie dróg jest lokalizacja nr ............, o łącznej długości dróg wynoszącej
....................... jednostek
A
Plan hali produkcyjnej
B
C
D
E
F
G
H
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
58
Zadanie 2
Do rozwiązania jest następujące rozwinięcie poprzedniego problemu: czy powinniśmy zbudować
jeden magazyn o powierzchni 24 m2, czy też dwa lub trzy mniejsze ? Okres funkcjonowania
magazynu(ów) wynosi 5 lat. Koszt budowy magazynu wynosi 200 zł/m2 oraz dodatkowo 800 zł za
każdy magazyn. koszt użytkowania magazynu(ów) wynosi 2 zł/m2/mies., koszt transportu
materiałów do punktów odbioru: 2 gr/m, dostawa materiałów 2/zmianę (2 zmiany robocze na
dniówkę).
Rozwiązanie zadania 2 jest zbliżone do zadania 1. W pierwszej części dokonujemy lokalizacji
magazynów o różnych powierzchniach w planie hali produkcyjnej, a następnie określamy długości
dróg z magazynów do punktów odbioru. kolejnym krokiem jest określenie funkcji celu, budowa
modelu optymalizacyjnego oraz rozwiązanie go.
Funkcją celu umożliwiającą rozwiązanie problemu jest minimalizacja kosztów funkcjonowania
układu: magazyn(y) - transport części.
min - K(budowa - kb, utrzymanie - ku, transport -kt)
Zmiennymi decyzyjnymi są:
a)
Ilość oraz powierzchnia magazynów,
b)
Długość dróg transportu.
Model matematyczny naszego zadania jest następujący:
K = kb + ku + kt
gdzie:
koszt budowy: kb = (koszt stały budowy magazynu (800 zł) * ilość budowanych magazynów) +
koszt powierzchni magazynu (24 m2 * 200 zł/m2)
Przewodnik po ćwiczeniach
59
koszt użytkowania: ku = ilość czasu przez jaką będą użytkowane magazyny (5 lat * 12 miesięcy) *
koszt utrzymania 1 m2 magazynu ( 2 zł/m2)
koszt transportu: kt = suma dróg w danym wariancie * koszt transportu na odcinku drogi (2 gr/m) *
ilość kursów na zmianę (2 kursy) * liczba zmian w dniu (2 zmiany) * liczba dni roboczych
w roku (250 dni) * liczba lat (5 lat)
Wariant
Koszt budowy
Kb
Koszt utrzymana
Ku
Koszt transportu
Kt
Suma kosztu
ΣΣΣΣ
K
1 magazyn - a
- b
- c
2 magazyn - a
- b
- c
3 magazyn - a
- b
- c
Rozwi
ą
zanie.
Rozwiązaniem o najniższym koszcie funkcjonowania układu magazyn(y) punkty odbioru jest
wariant .......... w którym przyjęto, iż zostaną zbudowane ........ magazyny
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
60
Ć
wiczenie nr 8
Programowanie dynamiczne
Cel laboratorium:
Optymalizacja problemu projektowego metodą programowania dynamicznego. Utrwalenie
wiadomości z zakresu poszukiwania funkcji celu dla analizowanego zadania oraz rozwiązania
w oparciu o przyjęte ograniczenia.
Wprowadzenie
Programowanie dynamiczne jest jedną z technik matematycznych, którą można zastosować do
rozwiązywania takich problemów, jak: zagadnienia dyliżansu, zagadnienia finansowania inwestycji,
optymalizacja zapasów, alokacja zasobów, czy wymiana majątku trwałego. Warto przy tym
podkreślić, że programowanie dynamiczne należy traktować bardziej jako sposób podejścia do
rozwiązywania problemu niż jako pojedynczy uniwersalny algorytm. W dalszej części ograniczono
się do bliższego scharakteryzowania zagadnienia finansowania inwestycji oraz zagadnienia wyboru
trasy.
Zagadnienie finansowania przedsięwzięcia inwestycyjnego można scharakteryzować jako problem
alokacji określonego zasobu środków (w tym przypadku wyrażonego w jednostkach pieniężnych)
pomiędzy poszczególne zadania (programy inwestycyjne), tak aby osiągnąć maksymalny efekt.
Przyjmuje się przy tym następujące założenia:
a)
Efekt zastosowania każdego z programów inwestycyjnych nie zależy od tego, czy zostały
zastosowane równocześnie inne programy inwestycyjne.
b)
Zwrot nakładów inwestycyjnych jest mierzony w tych samych jednostkach.
c)
Nakłady inwestycyjne są liczbami całkowitymi.
d)
Funkcje określające związki między nakładami inwestycyjnymi a wysokością zwrotu nakładów
są niemalejące.
Przewodnik po ćwiczeniach
61
Nieco inny problem niesie ze sobą tzw. zagadnienie dyliżansu, polegające na poszukiwaniu
optymalnej drogi w sieci. Nazwa zagadnienia pochodzi od pewnego kupca amerykańskiego, który
transportował towary ze Wschodniego Wybrzeża USA na Wybrzeże Zachodnie, używając w tym
celu różnych połączeń realizowanych za pomocą dyliżansu. Oczywiście, chodziło o dobór takich
połączeń, aby transport odbywał się w miarę bezpiecznie, a miarą bezpieczeństwa na danej linii
były stawki pobierane przez towarzystwo ubezpieczeniowe. Rozwiązanie problemu wymagało
podzielenia całej trasy na etapy, a w każdym z etapów określenia miast etapowych oraz wszystkich
możliwych połączeń pomiędzy nimi.
Łatwo można sobie wyobrazić inne możliwości zastosowania tak sformułowanego zagadnienia do
szerokiej klasy problemów poszukiwania najkrótszej lub najdłuższej drogi w sieci (internet – wybór
trasy, rozdział środków inwestycyjnych, rozdział zadań produkcyjnych).
Oba wcześniej wymienione zagadnienia można rozwiązać stosując podejście charakterystyczne dla
programowania dynamicznego. Polega ono na podziale zagadnienia pierwotnego na podproblemy
lub etapy, a następnie na ich sekwencyjnym rozwiązywaniu, aż do znalezienia rozwiązania
optymalnego. Stosuje się przy tym, niezależnie od algorytmu, zasadę optymalności Bellmana,
w myśl której optymalne rozwiązanie zagadnień zakresu programowania dynamicznego ma tę
własność, że optymalne rozwiązanie dla k-tego etapu jest jednocześnie rozwiązaniem optymalnym
dla etapów k+1,..., N. Tak więc optymalne rozwiązanie dla etapu pierwszego stanowi optymalne
rozwiązanie dla całego problemu.
W związku z powyższą zasadą problem z zakresu programowania dynamicznego rozwiązuje się
rozpoczynając od poszukiwania rozwiązania dla ostatniego etapu (N), a następnie cofając się
poszukuje się rozwiązania dla etapu N-1. Uzyskane w ten sposób rozwiązanie dla etapów N-1 oraz
N jest optymalne bez względu na to, w jaki sposób osiągnięto etap N-1. Powtarzając w powyższy
sposób etap po etapie, dochodzimy do rozwiązania optymalnego dla pierwszego etapu, a więc i dla
całego problemu.
Powyższa zasada zostanie zilustrowana na przykładzie zagadnienia alokacji środków
inwestycyjnych.
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
62
Przykład
Przedsiębiorca Jerzy Płatek, posiadający kredyt inwestycyjny w wysokości 6 mln zł oraz halę
produkcyjną w Krakowie, postanowił zainstalować nowoczesne linie piekarnicze: francuską (F),
szwedzką (S) oraz polską (P). Dobowe zdolności produkcyjne linii (w tonach wyprodukowanego
pieczywa), w zależności od wysokości nakładów inwestycyjnych przeznaczonych na zainstalowanie
linii produkcyjnej danego typu, przedstawiono w tablicy 1.
Tablica 1
Nakłady (w mln zł)
0
1
2
3
4
5
6
Zdolności
produkcyjne
linii (w t/d)
F
0
6
12
12
12
15
20
S
0
5
8
11
14
17
18
P
0
4
15
15
15
15
16
Analiza rynku wykazała, że każda z linii produkcyjnych pozwala uzyskiwać jednakowe zyski
w przeliczeniu na 1 t pieczywa. Jerzy Płatek musi więc w tym przypadku podjąć decyzję dotyczącą
podziału kredytu pomiędzy poszczególne programy inwestycyjne, tak aby piekarnia osiągnęła
maksymalną, dobową zdolność produkcyjną.
UWAGA: Następuje tutaj pierwszy element analizy optymalizacyjnej – wskazana zostaje funkcja
celu oraz ograniczenia.
Funkcją celu jest więc taki rozdział środków inwestycyjnych, aby efekt w postaci wielkości
produkcji był maksymalny:
Σ
Z
p
(N
i
) ⇒ max,
(8.1)
gdzie:
Z
p
– zdolności produkcyjne,
N
i
– nakłady inwestycyjne.
Przewodnik po ćwiczeniach
63
Model matematyczny problemu sprowadza się zatem do prostej sumy zdolności produkcyjnych
z trzech linii w zależności od posiadanych środków inwestycyjnych i przyjmuje postać:
Z
p
= Z
p1
(N
1
) + Z
p2
(N
2
) + Z
p3
(N
3
) (8.2)
Rozwi
ą
zanie
Powyższy problem, należący do kategorii programowania dynamicznego, można rozwiązać za
pomocą procedury opisanej w kilku etapach.
Krok 1
Załóżmy, że jedynym możliwym rozwiązaniem jest zakupienie polskiej linii produkcyjnej
i zadajmy sobie pytanie dotyczące uzyskanej w ten sposób dobowej zdolności produkcyjnej
w zależności od zainwestowanej kwoty. Wyniki pokazano w tablicy 2.
Tablica 2
Nakłady [mln zł]
0
1
2
3
4
5
6
Zdolności produkcyjne linii P [t]
0
4
15
15
15
15
16
W tym przypadku jedynym sensownym rozwiązaniem jest zainwestowanie 6 mln zł w polską linię
produkcyjną w celu osiągnięcia zdolności produkcyjnej 16 t pieczywa na dobę. Rezultat ten
zapiszemy następująco:
P(6) = 16
co oznacza, że 6 mln zł zainwestowane w polską linię produkcyjną zapewnia produkcję 16 t
pieczywa na dobę. (Ponieważ niezależnie od poziomu produkcji mamy jednakowy zysk
jednostkowy, więc maksymalizacja produkcji dawać nam będzie maksymalizację zysku).
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
64
Krok 2
Załóżmy, że dostępne są dwa typy linii produkcyjnych: P oraz S i zadajmy sobie następujące
pytanie: jak należy podzielić kredyt inwestycyjny pomiędzy te dwa programy, aby uzyskać
maksymalną dobową zdolność produkcyjną?
W tym przypadku możliwe jest siedem wariantów podziału 6 mln zł kredytu, które dają następujące
dobowe zdolności produkcyjne:
P(6) + S(0) = 16 + 0 = 16,
P(5) + S(1) = 15 + 5 = 20,
P(4) + S(2) = 15 + 8 = 23,
P(3) + S(3) = 15 + 11 = 26,
P(2) + S(4) = 15 + 14 = 29,
P(1) + S(5) = 4 + 17 = 21,
P(0) + S(6) = 0 + 18 = 18.
W powyższej sytuacji należy więc zainwestować 2 mln zł w polska linię oraz 4 mln zł w szwedzką
linię, osiągając w ten sposób 29 t pieczywa na dobę.
Krok 3
Spróbujmy obecnie znaleźć optymalny podział kredytu pomiędzy linię P oraz S przy malejącej
kwocie nakładów inwestycyjnych:
A)
5 mln zł na linie P oraz S
P(5) + S(0) = 15 + 0 = 15,
P(4) + S(1) = 15 + 5 = 20,
Przewodnik po ćwiczeniach
65
P(3) + S(2) = 15 + 8 = 23,
P(2) + S(3) = 15 + 11 = 26,
P(1) + S(4) = 4 + 14 = 18,
P(0) + S(5) = 0 + 17 = 17.
W przypadku dysponowania kwotą 5 mln zł na linie P oraz S należy zainwestować 2 mln zł w linię
P oraz 3 mln zł w linię S i osiągnąć 26 t pieczywa na dobę. Rezultat zapiszemy w następujący
sposób:
P(2) + S(3) = 26.
B)
4 mln zł na linie P oraz S
P(4) + S(0) = 15 + 0 = 15,
P(3) + S(1) = 15 + 5 = 20,
P(2) + S(2) = 15 + 8 = 23,
P(1) + S(3) = 4 + 11 = 15,
P(0) + S(4) = 0 + 14 = 14.
W przypadku dysponowania kwotą 4 mln zł należy zainwestować po 2 mln zł w linie P oraz S:
P(2) + S(2) = 23.
C)
3 mln zł na linie P oraz S
P(3) + S(0) = 15 + 0 = 15,
P(2) + S(1) = 15 + 5 = 20,
P(1) + S(2) = 4 + 8 = 12,
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
66
P(0) + S(3) = 0 + 11 = 11.
W tym przypadku należy zainwestować 2 mln zł w linię P i 1 mln zł w linię S:
P(2) + S(1) = 20.
D)
2 mln zł na linie P oraz S
P(2) + S(0) = 15 + 0 = 15,
P(1) + S(1) = 4 + 5 = 9,
P(0) + S(2) = 0 + 8 = 8.
W tym przypadku należy zainwestować 2 mln zł w linię polską (P):
P(2) + S(0) = 15.
E)
1 mln zł na linie P oraz S
P(1) + S(0) = 4 + 0 = 4,
P(0) + S(1) = 0 + 5 = 5.
W tym przypadku należy zainwestować 1 mln zł w linię szwedzką (S):
P(0) + S(1) = 5.
A zatem w kroku 3 określiliśmy optymalne kombinacje nakładów na linie P oraz S.
6 mln zł
P(2) + S(4) = 29.
A)
5 mln zł
P(2) + S(3) = 26.
B)
4 mln zł
P(2) + S(2) = 23.
C)
3 mln zł
P(2) + S(1) = 20.
Przewodnik po ćwiczeniach
67
D)
2 mln zł
P(2) + S(0) = 15.
E)
1 mln zł
P(0) + S(1) = 5.
Krok 4
Konsekwentnie, w kroku 4 wystarczy rozpatrzyć wszystkie kombinacje podziału 6 mln zł kredytu
pomiędzy linię F oraz linię P + S. Zdolności produkcyjne w zależności od nakładów kredytowych
przedstawiono w tablicy 3.
Tablica 3
Krok
0
1
2
3
4
5
6
F (z tablicy 1)
0
6
12
12
12
15
20
P + S (z kroków 2 i 3)
0
5
15
20
23
26
29
Jak łatwo można zauważyć, możliwych jest siedem wariantów podziału 6 mln zł kredytu pomiędzy
linię F oraz linię P + S, dających następujące zdolności produkcyjne:
F(6) + (S + P)(0) = 20 + 0 = 20,
F(5) + (S + P)(1) = 15 + 5 = 20,
F(4) + (S + P)(2) = 12 + 15 = 27,
F(3) + (S + P)(3) = 12 + 20 = 32,
F(2) + (S + P)(4) = 12 + 23 = 35,
F(1) + (S + P)(5) = 6 + 26 = 32,
F(0) + (S + P)(6) = 0 + 29 = 29.
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
68
Tak więc maksymalną zdolność produkcyjną piekarni można uzyskać inwestując 2 mln zł w linię
francuską F oraz 4 mln zł w linię S i P. Aby uzyskać rozwiązanie ostateczne, wystarczy odszukać
w kroku 3 optymalny sposób podziału tych 4 mln zł pomiędzy linie S oraz P. W rezultacie
otrzymujemy rozwiązanie: 2 mln zł na linię F, 2 mln zł na linię P oraz 2 mln zł na linię S, co
zapewnia 35 t pieczywa na dobę.
Zadanie do wykonania
Firma „DOSKONAŁE OPROGRAMOWANIE Z REDMOND” zamierza zainwestować 8000 USD.
Oszacowano, iż analizowana inwestycja może przynieść zwrot w wysokości:
G
1
= x + 500,
G
2
= 1000 * 80
x
,
G
3
= 0,015 *
3
2
x
;
przy czym wynik końcowy jest kombinacją trzech wariantów, a „x” oznacza nakłady inwestycyjne
(w uproszczeniu podane z dokładnością do 1000 USD)
Wybrać optymalny wariant realizacji inwestycji, tak aby nakłady przyniosły maksymalną korzyść.
Rozwi
ą
zanie zadania:
1. Uzyskane efekty
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
G1
G2
G3
Przewodnik po ćwiczeniach
69
2. Analiza optymalizacyjna:
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
70
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
Przewodnik po ćwiczeniach
71
Ć
wiczenie nr 9:
Programowanie sieciowe
Cel laboratorium:
Optymalizacja problemu projektowego metodą sieciową CPM - COST. Utrwalenie wiadomości
z zakresu poszukiwania funkcji celu dla analizowanego zadania oraz rozwiązania w oparciu
o przyjęte ograniczenia.
Wprowadzenie
W trakcie procesu projektowania często mamy do czynienia z sytuacją, gdy konieczna jest
jednoczesna realizacja wielu czynności. Ich zgranie, w sposób umożliwiający najefektywniejsze
wykorzystanie posiadanych zasobów, jest często problemem od rozwiązania którego zależy
wykonanie całości zadania. Analiza siatek czynności (CPM - Critical Patch Method) jest jedną
z metod umożliwiających przede wszystkim ustalenie powiązań pomiędzy poszczególnymi
czynnościami analizowanego procesu, badanie czynności występujących na drodze krytycznej,
wykazywanie zapasu czasów itd., zaś metoda CPM-COST umożliwia dodatkowo badanie na
powiązanie analizy czasowej danego zadania z jej aspektami ekonomicznymi.
Optymalizacja przedsięwzięcia metodą CPM składa się z kilku etapów i polega na:
a)
wyodrębnieniu i zestawieniu wchodzących w jego skład czynności (zadań cząstkowych),
b)
ocenie parametrów poszczególnych czynności i zdarzeń (czasu, nakładów, zasobów),
c)
konstrukcji sieci zależności technologicznych,
d)
wyznaczeniu podstawowych charakterystyk sieci, dotyczących zarówno poszczególnych
czynności i zdarzeń, jak też całego projektu,
e)
wyznaczeniu tzw. ścieżki krytycznej.
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
72
Przy czym:
-
pod pojęciem przedsięwzięcia rozumiemy zorganizowane działanie zmierzające do osiągnięcia
wyznaczonego celu, zawarte w skończonym przedziale czasu oraz realizowane przez
skończoną wielkość zasobów (środki finansowe, zasoby ludzkie, środki techniczne),
-
pod pojęciem zdarzenia rozumiemy moment rozpoczęcia lub też zakończenia czynności
(przedstawiany zwykle w postaci koła lub innej figury geometrycznej),
-
czynnością nazywać będziemy dowolną wyodrębnioną część przedsięwzięcia, która
charakteryzuje się czasem trwania oraz zużywaniem środków, a przedstawiana jest w postaci
wektora,
-
czynnością pozorną nazwiemy taką czynność której czas realizacji oraz wykorzystanie
ś
rodków jest zerowe, a czynność ta służy jedynie do przedstawienia zależności pomiędzy
następowaniem czynności,
-
drogą albo ścieżką w sieci nazywamy ciąg czynności oraz zdarzeń umożliwiający przejście od
początku do końca sieci. W przypadku drogi o najdłuższym czasie przejścia mówimy o drodze
krytycznej, a jej zapas czasu wynosi zero.
Wyznaczenie drogi krytycznej umożliwia kontrolę całego procesu, a co za tym idzie kontrolę
dotrzymania terminu końcowego.
Przykład
Realizujemy proces projektowania budynku mieszkalnego obejmującego następujące czynności
składające się na całe przedsięwzięcie:
Przewodnik po ćwiczeniach
73
Tablica 4
Czynność
Czynności
poprzedzające
Czas
nominalny
realizacji
czynności t
n
Czas
graniczny
realizacji
czynności t
gr
Koszt
nominalny
realizacji
czynności K
n
Koszt
graniczny
realizacji
czynności K
gr
A
-
20
15
3500
6000
B
-
10
5
1000
1500
C
A
5
3
2000
2500
D
A
6
3
2000
3000
E
B
14
9
7000
10000
F
C, D
3
3
1000
1000
przy czym:
-
pod pojęciem normalnego czasu trwania - t
n
- czynności rozumiemy czas któremu odpowiadają
najniższe koszty wykonania K
n
,
-
czas graniczny - t
g
-, to najkrótszy możliwy ze względów technicznych i technologicznych czas
wykonania czynności przy koszcie granicznym K
g
Model sieciowy takiego przedsięwzięcia wygląda jak przedstawiono na rysunku poniżej. Tworzenie
takiego modelu podlega następującym regułom:
Rys 8. Model sieciowy przedsi
ę
wzi
ę
cia
1
2
3
4
5
6
7
a
20
b
10
c
5
f
3
d
6
e
14
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
74
a)
istnieje dokładnie jeden wierzchołek (zdarzenie) początkowy i jeden wierzchołek końcowy
(postulat ten można spełnić wprowadzając czynności pozorne),
b)
wierzchołki wektorów są uporządkowane , tzn. każdy poprzednik ma mieć numer mniejszy lub
wcześniejszą literę od następnika (co uniemożliwia wprowadzenie ścieżek cyklicznych lub
pętli),
c)
dwa zdarzenia są połączone tylko jedną czynnością; jeżeli kilka czynności poprzedza jedno
zdarzenie, wówczas należy wprowadzić czynności pozorne,
d)
każda czynność może być zrealizowana tylko jeden raz z prawdopodobieństwem równym jeden
podczas wykonywania przedsięwzięcia.
Jego uzupełnieniem jest opis ilościowy przedsięwzięcia charakteryzujący czasy trwania
poszczególnych czynności. W charakterystykach tych opisuje się następujące wielkości:
i – numer kolejnego zadania,
t – najwcześniejszy możliwy moment zaistnienia zdarzenia,
T – najpóźniejszy dopuszczalny moment zaistnienia zdarzenia,
L – zapas czasu.
Przedstawiane zwykle w postaci:
Analizę rozpoczynamy od określenia najwcześniejszego możliwego momentu zaistnienia zdarzenia
t
i
(wypełniamy lewą ćwiartkę). Przyjmujemy, iż najwcześniejszy moment rozpoczęcia zdarzenia 1
jest równy zero (t
i
= 0).Z kolei najwcześniejszy moment zaistnienia następnego zdarzenia „j” jest
równy sumie najwcześniejszego zdarzenia oraz czasu trwania czynności prowadzącej od zdarzenia
„i” do zdarzenia „j”. A więc w naszym przypadku:
t
2
= t
1
+t
a
= 0 + 20 = 20;
t
3
= t
1
+t
b
= 0 + 10 = 10.
i
t
T
L
Przewodnik po ćwiczeniach
75
Ponieważ realizacja niektórych zadań wymaga wykonania wcześniej kilku równolegle
realizowanych czynności, dlatego najwcześniejszym możliwym momentem zaistnienia zdarzenia t
n
jest taka wielkość która spełnia następującą zależność:
}
{
max
j
i
i
i
j
t
t
t
−
+
=
(9.1)
czyli:
t
5
= max{20+5; 20+6} = 26.
Wyznaczamy w ten sposób wszystkie najwcześniejsze momenty zaistnienia zdarzeń t
i
. Umożliwia
to stwierdzenie, iż najwcześniejszym możliwy czas realizacji całego przedsięwzięcia wynosi 29
jednostek czasu.
Wyznaczamy teraz najpóźniejszy dopuszczalny moment zaistnienia zdarzeń. Zaczynając od
ostatniego zdarzenia i poruszając się w kierunku przeciwnym do zwrotu strzałek. Przyjmujemy, iż
najpóźniejszy dopuszczalny termin zaistnienia zdarzenia końcowego jest równy najwcześniejszemu
możliwemu terminowi jego zaistnienia, tj. T
n
= t
n
. Wielkość tą wpisujemy w prawej ćwiartce
symbolu ostatniego zdarzenia. Możemy teraz określić najpóźniejsze dopuszczalne terminy realizacji
pozostałych zdarzeń poprzez odjęcie od najpóźniejszego dopuszczalnego terminu zdarzenia
następnego (j) czasu trwania czynności i-j. W przypadku, gdy do zdarzenia dochodzą co najmniej
dwie czynności wybieramy dla nich wielkość najmniejszą.
}
{
min
j
i
j
j
i
t
T
T
−
−
=
(9.2)
Na przykład:
t
5
= min{3+5; 3+6} = 8
Mając wyznaczone najpóźniejsze dopuszczalne oraz najwcześniejsze możliwe terminy zaistnienia
poszczególnych zdarzeń (T ora t) określamy zapas czasu jakim dysponujemy dla poszczególnych
zdarzeń:
L
j
= T
j
– t
j
. (9.3)
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
76
W przypadku, gdy zapas czasu dla czynności jest równy zeru (L
j
= 0), wówczas mamy do czynienia
z czynnością krytyczną. Wyznaczenie wszystkich zdarzeń krytycznych umożliwia z kolei
znalezienie ścieżki krytycznej, co daje mam możliwość planowania, koordynacji oraz kierowania
całym procesem w taki sposób, aby nie nastąpiło opóźnienie w realizacji całego zadania.
Równie istotnym co ilościowe, jest ekonomiczne ujęcie metody CPM. Jego realizacja umożliwia
kompresję sieci, a co za tym idzie skrócenie okresu realizacji przedsięwzięcia, co ma duże
znaczenie dla ewentualnego inwestora. Należy przy tym wziąć pod uwagę, iż skrócenia czasu
realizacji należy dokonać w taki sposób, aby koszty tego procesu były najniższe. Oznacza to, iż w
pierwszym rzędzie przyspieszać należy te czynności w których koszt przyspieszenia ich realizacji
będzie najniższy (oczywistym wydaje się przyjęcie założenia, iż przyspieszenie czynności wiąże się
ze wzrostem kosztu jej realizacji).
Zakładając, iż przyrost kosztów realizacji zadania jest liniowy (w zależności od czasu realizacji
zadania) możemy wyznaczyć średni gradient kosztu S:
gr
n
n
gr
t
t
K
K
S
−
−
=
(9.4)
Współczynnik ten określa przyrost kosztów wykonania zadania wynikający z skrócenia czasu
wykonania zadania o jednostkę czasu, przy czym:
-
t
n
- normalny czas trwania czynności, a rozumiemy przez to, czas któremu odpowiadają
najniższe koszty wykonania K
n
,
-
t
gr
- czas graniczny - najkrótszy możliwy ze względów technicznych i technologicznych czas
wykonania czynności przy koszcie granicznym K
gr
.
W naszym przypadku dla poszczególnych czynności współczynnik gradientu S wynosi
odpowiednio:
Przewodnik po ćwiczeniach
77
S(a) =
S(b) =
S(c) =
S(d) =
S(e) =
500
100
250
333
500
Sam proces kompresji polega na [3]:
a)
Wyznaczeniu ścieżki krytycznej.
b)
Wyznaczeniu gradientu kosztów S dla czynności leżących na ścieżce krytycznej.
c)
Wyeliminowaniu tych czynności dla których S=0.
d)
Skróceniu czasu realizacji czynności dla czynności o S = min (<0).
e)
Skróceniu czasu realizacji czynności dla kolejnych czynności (wraz z wzrostem wartości
gradientu S).
Uwagi:
-
skracanie czasu realizacji czynności ograniczone jest czasem granicznym t
gr
danej czynności,
-
może pojawić się nowa ścieżka krytyczna (w przypadku jeżeli na dotychczasowej drodze
krytycznej skrócimy realizację procesu o wielkość równą co najmniej zapasowi czasu jaki
mamy do dyspozycji w innych procesach składających się na całe zadanie).
Jeżeli wystąpią dwie lub więcej ścieżek krytycznych, wówczas skracanie czasu na wszystkich tych
ś
cieżkach jest dokonywane o tą samą wielkość czasu. Gdy wszystkie czynności leżące na
którejkolwiek drodze krytycznej osiągną czas graniczny wówczas uzyskujemy najkrótszy czas
realizacji zadania. Całkowite koszty przyspieszenia realizacji zadania są sumą wszystkich kosztów
skrócenia czasu realizacji czynności.
Poniżej przedstawiono wykres sieciowy zadania dla początkowych oraz skompresowanych czasów
realizacji poszczególnych zadań (rys. 9 oraz rys. 10).
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
78
Rys 9. Wykres sieciowy zadania – wyznaczenie drogi krytycznej
Rys 10. Wykres sieciowy zadania dla skompresowanego czasu realizacji zadania.
4
25
26
1
1
0
0
0
2
20
20
0
5
26
26
0
7
29
29
0
3
10
15
5
6
24
29
5
a
20
b
10
c
5
e
14
d
6
f
3
23
23
0
1
0
0
0
2
20
20
0
5
23
23
0
7
26
26
0
3
10
12
2
6
24
26
2
a
20
b
10
c
3
e
14
d
3
f
3
4
Przewodnik po ćwiczeniach
79
Zadania do wykonania
Zadanie 1
Wyznaczyć drogę krytyczną dla procesu przedstawionego w tablicy poniżej, a następnie dokonać
skrócenia czasu realizacji zadań. Narysować schemat sieciowy drogi krytycznej oraz schemat
sieciowy dla skompresowanego czasu realizacji zadania.
Czynność
Czynności
poprzedzające
t
n
t
gr
K
n
K
gr
S
A
-
7
4
200
300
B
-
3
2
500
800
C
-
6
2
400
800
D
A, B
9
5
1500
2500
E
A, B
8
6
800
900
F
D
5
4
500
700
G
E, C
5
5
200
200
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
80
Przewodnik po ćwiczeniach
81
Zadanie 2
Wyznaczyć drogę krytyczną dla procesu przedstawionego w tablicy poniżej, a następnie dokonać
skrócenia czasu realizacji zadań. Narysować schemat sieciowy drogi krytycznej oraz schemat
sieciowy dla skompresowanego czasu realizacji zadania.
Czynność
Czynności
poprzedzające
t
n
t
gr
K
n
K
gr
S
A
-
3
1
800
2000
B
-
8
4
1800
3000
C
A
6
5
1100
1200
D
B
3
2
600
800
E
B
2
1
400
500
F
C, D
9
7
2200
2600
G
E
3
3
900
900
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
82
Przewodnik po ćwiczeniach
83
E
E
K
K
O
O
N
N
O
O
M
M
I
I
C
C
Z
Z
N
N
A
A
E
E
F
F
E
E
K
K
T
T
Y
Y
W
W
N
N
O
O
Ś
Ś
Ć
Ć
I
I
N
N
W
W
E
E
S
S
T
T
Y
Y
C
C
J
J
I
I
A
A
P
P
R
R
O
O
J
J
E
E
K
K
T
T
O
O
W
W
A
A
N
N
I
I
E
E
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
84
Wprowadzenie do
ć
wicze
ń
od 10 do 12
Analiza projektu jest procesem, z którym spotykamy się:
-
w momencie uruchomienia projektu (faza przedinwestycyjna), aby pogłębiać jego analizę
i znaleźć rozwiązanie,
-
okresowo, w trakcie realizacji projektu, kiedy zmiany w otaczającym środowisku i poziomie
wiedzy, lub stwierdzenie poważnych rozbieżności w stosunku do tego co było przewidziane,
prowadzą do zrewidowania wcześniejszej analizy.
Analizy projektu dokonywane są głównie w kategoriach ekonomicznych i poprzez rachunek jego
rentowności. Dotyczyć to będzie porównania kosztów realizacji projektu i kosztów jego
eksploatacji (dla całego okresu życia przyjętego jako realistyczny) z korzyściami uzyskanymi dzięki
jego realizacji. Sprawia to oczywiście niekiedy pewne problemy, na przykład w sytuacji gdy
musimy określić wartość niezanieczyszczania środowiska naturalnego lub poziom satysfakcji
z rozwiązań administracyjnych.
Z punktu widzenia przedsiębiorcy kryterium decyzji inwestycyjnej jest zwrot zainwestowanego
kapitału czyli zysk.
Tak więc analiza rentowności inwestycji opiera się przede wszystkim na określeniu stosunku
między wielkością zysku i zainwestowanego kapitału. Zysk stanowi najbardziej syntetyczne
podsumowanie działalności z ekonomicznego punktu widzenia, a jednocześnie kryje w sobie
zachęty do dynamizowania produkcji, przyspieszenia sprzedaży poprzez skracanie cykli i do
poprawy wyników ekonomicznych różnymi sposobami, w tym zwłaszcza przez racjonalne
gospodarowanie.
Przy sporządzaniu rachunku należy zwrócić uwagę na porównywalność poszczególnych jego
elementów, a także różnych wariantów danego projektu inwestycyjnego w zakresie:
-
wzajemnej zależności nakładów i efektów;
-
wpływu rozwiązań lokalizacyjnych;
-
rozłożenia nakładów i efektów w czasie.
Przewodnik po ćwiczeniach
85
Dla sprawdzenia tego rodzaju wariantów do porównywalności, należy w rachunku uwzględnić
nakłady na inwestycje towarzyszące. Konieczność uwzględnienia w rachunku zasady
porównywalności wariantów z punktu widzenia rozłożenia nakładów i efektów w czasie wynika
z faktu, że warianty mogą różnić się:
-
długością okresu związanego z przygotowaniem i realizacją badanej inwestycji
(w szczególności długością okresu budowy);
-
długością okresu eksploatacji;
-
rozkładem nakładów i efektów w obu tych okresach.
Jeżeli zasada poszukiwania rozwiązań alternatywnych nie jest przestrzegana w procesie
opracowania projektu przedsięwzięcia inwestycyjnego, dokonany wybór może okazać się bardzo
kosztowny, jeżeli – z powodów niedostatecznych prac przygotowawczych – wybrany projekt trzeba
będzie odrzucić na rzecz jakiegoś rozwiązania alternatywnego.
Istnieje wiele różnorodnych kryteriów oceny rentowności projektów. Do najważniejszych z nich
należą:
-
okres zwrotu nakładów kapitałowych;
-
wartość zaktualizowana netto NPV;
-
wskaźnik wartości zaktualizowanej netto;
-
wewnętrzna stopa zwrotu;
-
próg rentowności inwestycji.
Przedmiotem niniejszego przewodnika nie jest ich szczegółowe i dokładne omówienie. W dalszej
części przewodnika podano jedynie ogólne zasady i podstawowe wzory obliczeń wartości tych
wskaźników. Niemniej jednak ważnym do odnotowania jest, że:
1.
Kryteria rentowności stanowią jedynie narzędzie pomocnicze w podejmowaniu decyzji. Byłoby
wielką pomyłką przydzielanie im magicznej władzy akceptacji lub odrzucenia jakiegoś
projektu tylko z powodu jego pozycji w stosunku do takiego to a takiego kryterium.
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
86
W rzeczywistości uzyskane rezultaty są różne w zależności od przyjętego kryterium, a
obliczenia są wykonywane na bazie wielu hipotez mniej lub bardziej niepewnych (ceny
surowców, ceny wyrobów finalnych, stopa dyskontowa itd...);
2.
Każde kryterium ma swoje precyzyjne znaczenie wypływające ze sposobu jego wyliczenia.
W zależności od rodzaju projektu, takie lub inne kryterium będzie miało większy lub mniejszy
ciężar gatunkowy: w projekcie o dużym ryzyku przestarzałości kryterium okresu zwrotu
nakładów kapitałowych będzie bardziej znaczące od wewnętrznej stopy zwrotu.
3.
Badania czułości kryteriów rentowności na zmiany wartości hipotez bazowych są zasadniczymi
dla wykrycia, które hipotezy są podstawowymi (najbardziej wpływowymi) i począwszy od
jakich wartości tych hipotez rentowność projektu może być wątpliwa. Badania te, na bazie
prawdopodobieństwa osiągnięcia tych wartości – kluczowych, pomagają w podjęciu decyzji
o realizacji projektu.
Przewodnik po ćwiczeniach
87
Ć
wiczenie nr 10:
Rachunek aktualizacji
Wprowadzenie
Oceniając efektywność inwestycji, dokonujemy porównań między bieżącymi nakładami
inwestycyjnymi, a przyszłymi dochodami z inwestycji. Zbilansowanie i porównanie wydatków
i efektów wymaga przeliczenia ich wartości na określony, dowolnie wybrany moment czasowy.
Rolę narzędzia sprowadzającego nakłady i efekty w rachunku inwestycji do porównywalności
czasowej pełni metoda rachunku aktualizacji. Metoda ta opiera się na analizie rachunku
oprocentowania i dyskonta, za pomocą którego dokonuje się bezpośredniego powiązania wartości
z czasem. U podstaw metody rachunku aktualizacji leży założenie, że wartość wydatków lub
wpływów jest funkcją czasu o charakterze wykładniczym. Wielkość zmiany wartości wydatków lub
wpływów w czasie, jest stymulowana przyjęciem określonej wielkości stopy procentowej. Zmiana
wartości kapitału w czasie może być dokonywana w dyskretnych przedziałach czasu lub ciągle
w czasie. W praktyce rachunku ekonomicznej efektywności inwestycji stosuje się rachunek
aktualizacji w odmianie dyskretnej.
Podstawowe założenia dla rachunku aktualizacji w odmianie dyskretnej są następujące:
a)
dyskretnym przedziałem czasu jest jeden rok.
b)
stopa procentowa wynosi r procent w skali roku.
c)
kwoty podlegające oprocentowaniu (wpływy lub wydatki) kumulowane są na końcu
każdego roku.
d)
odsetki są dopisywane do wartości wyjściowej na końcach dyskretnych przedziałów czasu.
Rachunek oprocentowania i rachunek dyskonta
Rachunek oprocentowania jest jedną z podstawowych metod służących analizie ekonomicznej
efektywności projektu. Umożliwia ona porównanie różnych rozwiązań możliwych do realizacji
w ramach jednego projektu. Wprowadzenie porównawczej metody wynika z faktu, iż oceniane
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
88
warianty rozwiązań mogą się różnić długością okresu realizacji i eksploatacji oraz rozkładem
nakładów i efektów.
Dyskontowanie jest odwrotnością oprocentowania i wyznacza aktualną wartość kapitału, która
wystąpi w przyszłości.
W rachunku aktualizacji stosowane są następujące oznaczenia:
k
o
- wartość początkowa kapitału zainwestowanego na oprocentowanie,
r - stopa procentowa,
O - kwota odsetek,
t - czas oprocentowania,
T – ilość dni w roku (banki przyjmują najczęściej 365 dni),
k
n
- wartość przyszła kapitału zainwestowanego na oprocentowanie,
Oprocentowanie proste
Kwota odsetek przy oprocentowaniu prostym zależy od wartości początkowej kapitału k
o
, stopy
procentowej r oraz czasu oprocentowania T według poniższego wzoru:
t
T
r
100
k
O
o
⋅
⋅
=
(10.1)
Przykład:
Przedsiębiorca ulokował w banku 5 maja 10 000 zł na okres 1 roku. Warunki lokaty określają,
ż
e w przypadku wcześniejszego podjęcia kwoty, zamiast stopy procentowej 15%, klientowi
przysługuje roczna stopa procentowa 9%. Przedsiębiorca zmuszony był pobrać ulokowaną w banku
kwotę 30 grudnia tego samego roku, wobec tego otrzymał odsetki w kwocie:
31
,
589
239
365
9
100
10000
t
T
r
100
k
O
o
=
⋅
⋅
=
⋅
⋅
=
zł
Przewodnik po ćwiczeniach
89
Oprocentowanie proste w okresie rocznym
Oprocentowanie proste stosowane jest w praktyce w okresie krótszym niż rok, co nie oznacza, ze
nie można go stosować dla okresów rocznych. W przypadku rocznego naliczania oprocentowania,
przyrost kapitału początkowego k
o
w kolejnych latach określimy następująco:
po pierwszym roku
)
r
1
(
k
r
k
k
k
0
0
0
1
+
=
⋅
+
=
(10.2)
po drugim roku
)
r
2
1
(
k
r
k
)
r
1
(
k
r
k
k
k
0
0
0
0
0
2
+
=
⋅
+
+
=
⋅
+
=
(10.3)
po n – tym roku
)
r
n
1
(
k
r
k
K
k
0
0
1
n
n
⋅
+
=
⋅
+
=
−
(10.4)
Przykład:
Ulokowana w banku kwota 10 000 zł na oprocentowanie roczne w wysokości 15% bez możliwości
kapitalizacji odsetek, po pięciu latach wyniesie:
17500
)
15
,
0
5
1
(
10000
)
1
(
0
=
⋅
+
=
⋅
+
=
r
n
k
k
n
zł
Oprocentowanie składane
Rachunek oprocentowania składanego polega na tym, że kwota odsetek w każdym okresie
obliczeniowym powiększa podstawę naliczania odsetek dla okresu następnego. Dla rocznego okresu
oprocentowania rachunek ten przedstawia się następująco:
po pierwszym roku
)
r
1
(
k
r
k
k
k
0
0
0
1
+
=
⋅
+
=
(10.5)
po drugim roku
2
0
1
1
1
2
)
r
1
(
k
)
r
1
(
k
r
k
k
k
+
=
+
=
⋅
+
=
(10.6)
po n - tym roku
n
n
r
k
k
)
1
(
*
0
+
=
(10.7)
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
90
Wyrażenie (1+r)
n
= b
n
nazywamy współczynnikiem oprocentowania
(załącznik 1). Korzystając
z współczynnika b
n
można obliczyć wartość końcową k
n
przy pomocy wzoru:
n
0
n
b
k
k
⋅
=
(10.8)
Przykład:
Kwota 10 000 zł ulokowana w banku, przy oprocentowaniu rocznym w wysokości 15%
i kapitalizacji rocznej odsetek, po pięciu latach wyniesie:
57
,
20113
)
15
,
0
1
(
10000
)
1
(
*
5
0
=
+
=
+
=
n
n
r
k
k
zł
Wzór na oprocentowanie składane można wykorzystać nie tylko do wyznaczenia wartości k
n
, ale
także w przypadkach, gdy chcemy uzyskać informacje dotyczące:
-
kwoty k
o
, jaką należy zdeponować w banku aby po okresie n lat oraz przy oprocentowaniu
rocznym r uzyskać kwotę k
n
,
-
okresu czasu, na jaki należy zdeponować w banku kwotę k
o
, przy oprocentowaniu rocznym r,
aby kapitał początkowy k
o
powiększył się do kwoty k
n
,
-
wysokości oprocentowania r , na jaką należy złożyć kapitał k
o
, tak aby po n latach wzrósł do
wartości k
n
.
Kapitał pocz
ą
tkowy
Zakładamy, że po n latach od aktualnej chwili musimy dysponować kwotą k
n
. Wiedząc, że
oprocentowanie roczne w wybranym banku wynosi r, chcemy wiedzieć jaką kwotę k
0
musimy
ulokować w banku, aby spełnić powyższe oczekiwanie. Wykorzystujemy w tym celu następujący
wzór:
n
n
0
)
r
1
(
W
W
+
=
(10.9)
Przewodnik po ćwiczeniach
91
Przykład:
Jaką kwotę musimy ulokować w banku, przy oprocentowaniu rocznym w wysokości 15%, jeżeli za
pięć lat chcemy dysponować kwotą 10 000 zł?
76
,
4971
)
15
,
0
1
(
10000
)
r
1
(
W
W
5
n
n
0
=
+
=
+
=
zł
Stopa procentowa
Aby obliczyć wysokość stopy procentowej, przy założonej kwocie k
0
oraz k
n
i okresie oczekiwania
n należy skorzystać ze wzoru:
1
k
k
r
n
0
n
−
=
(10.10)
Przykład:
Jaka powinna być wielkość stopy oprocentowania, aby po wpłaceniu 50 000 zł, po pięciu latach
uzyskać kwotę 120 000 zł ?
1913
,
0
1
50000
120000
1
k
k
r
5
n
0
n
=
−
=
−
=
czyli 19,13%
Oprocentowanie składane z kapitalizacj
ą
odsetek w ci
ą
gu roku
Kapitalizacja odsetek, czyli dopisywanie odsetek do podstawy oprocentowania w rachunku
oprocentowania składanego może być dokonywane nie tylko na koniec roku, ale również m. razy w
ciągu roku. W takim przypadku stopę procentową dla każdego okresu kapitalizacji odsetek w ciągu
roku możemy wyznaczyć według wzoru:
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
92
m
r
r
m
=
(10.11)
Kapitał początkowy k
o
wyniesie:
po pierwszym okresie pierwszego roku:
+
+
=
m
r
1
m
r
k
k
k
0
0
)
11
(
(10.12)
po drugim okresie pierwszego roku:
2
0
0
0
)
1
(
)
1
(
)
12
(
m
r
1
k
m
r
m
r
1
k
m
r
1
k
m
r
k
k
k
+
=
⋅
+
+
+
=
+
=
(10.13)
po m - tym okresie, czyli na koniec pierwszego roku:
m
0
1
m
0
2
m
0
1
m
)
0
(
)
m
1
(
m
r
1
k
m
r
1
m
r
1
k
m
r
m
r
1
k
m
r
1
k
k
+
=
+
⋅
+
=
⋅
+
+
+
=
−
−
−
(10.14)
W następnych latach kapitalizacja odsetek również będzie dokonywana m razy w ciągu roku. Pod
koniec kolejnego roku kapitał początkowy wzrośnie do kwoty:
po drugim roku
m
m
m
r
k
k
2
0
2
1
*
+
=
(10.15)
po n – tym roku
m
n
m
n
m
r
k
k
⋅
⋅
+
=
1
*
0
(10.16)
Przewodnik po ćwiczeniach
93
Przykład:
Bank oferuje oprocentowanie roczne 13% oraz kwartalną kapitalizację odsetek czyli m = 4.
Zdeponowany w tym banku kapitał 10 000 zł po okresie dwóch lat wyniesie:
77
,
12915
4
13
,
0
1
10000
1
*
4
2
0
=
+
=
+
=
⋅
⋅
⋅
m
n
m
n
m
r
k
k
zł
Efektywna stopa procentowa
Efektywna stopa procentowa wynika z m.- krotnej kapitalizacji odsetek w ciągu roku, zaś jej
wartość możemy wyznaczyć z wzoru:
1
m
r
1
r
m
m
−
+
=
(10.17)
Przykład:
Oferowana przez bank efektywna stopa procentowa, przy nominalnej stopie procentowej r = 12%,
oraz miesięcznej kapitalizacji odsetek w ciągu roku wyniesie:
1268
,
0
1
12
12
,
0
1
1
m
r
1
r
12
m
m
=
−
+
=
−
+
=
zł,
czyli 12,68%
Dyskontowanie proste
Jeżeli k
n
jest kapitałem, którym będziemy dysponować w przyszłości, to jego aktualną wartość
obliczymy korzystając ze wzoru:
)
n
r
1
(
W
W
n
0
⋅
+
=
(10.18)
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
94
Przykład:
Ile wyniesie aktualna wartość 15 000 zł, po okresie trzech lat przy nominalnej stopie procentowej
20%?
9375
)
3
20
,
0
1
(
15000
)
n
r
1
(
W
W
n
0
=
⋅
+
=
⋅
+
=
zł
Dyskontowanie składane
Aktualną wartość kapitału obliczymy ze wzoru:
n
n
0
)
r
1
(
W
W
+
=
(10.19)
Współczynnik
n
n
)
r
1
(
1
a
+
=
(10.20)
nazywany jest współczynnikiem dyskontującym.
W obliczeniach praktycznych podany jest w postaci tablicy (załącznik 2).
Przykład:
Za dwa lata wartość nieruchomości wzrośnie do 2 000 000 zł. Aktualną wartość nieruchomości,
przy rocznej stopie procentowej 15% wyznaczymy w następujący sposób:
1512287
)
15
,
0
1
(
2000000
)
r
1
(
W
W
2
n
n
0
=
+
=
+
=
zł
Wartość kapitału zdyskontowaną na aktualny moment czasowy z kapitalizacją odsetek w ciągu n lat
i m. okresów w ciągu roku wyznaczymy ze wzoru:
m
n
m
n
0
m
r
1
W
W
⋅
⋅
+
=
(10.21)
Przewodnik po ćwiczeniach
95
Współczynnikiem dyskontującym w tym przypadku jest wyrażenie;
m
n
m
n
m
r
a
⋅
⋅
+
=
1
1
(10.22)
Przykład:
Jaką wielkość kapitału należy zdeponować w banku, który oferuje oprocentowanie 18% oraz
comiesięczną kapitalizację odsetek, aby po dwóch latach otrzymać kwotę 70 000 zł?
2
,
41582
12
18
,
0
1
70000
m
r
1
W
W
12
2
m
n
m
n
0
=
+
=
+
=
⋅
⋅
⋅
zł
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
96
Zadania do wykonania
Zadanie 1
Oblicz poniższe wartości używając równań, a następnie rozwiąż zadania przy pomocy tablic, aby
sprawdzić poprawność odpowiedzi.
a)
Podaj wartość przyszłą 5000 zł kapitalizowanych przez rok na 6%.
b)
Podaj wartość przyszłą 5000 zł kapitalizowanych przez 10 lat na 12%.
c)
Podaj wartość obecną 5000 zł należnych za rok przy 6% stopie dyskontowej.
d)
Podaj wartość obecną 5000 zł należnych za 10 lat przy 12% stopie dyskontowej.
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Zadanie 2
Oblicz sumę, do której urośnie 5000 zł w każdej z następujących sytuacji:
a)
12% odsetek kapitalizowanych półrocznie przez 5 lat,
b)
12% odsetek kapitalizowanych kwartalnie przez 5 lat,
c)
12% odsetek kapitalizowanych miesięcznie przez 5 lat.
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Przewodnik po ćwiczeniach
97
Zadanie 3
Oblicz wartość obecną 5000 zł należnych w przyszłości w następujących sytuacjach:
a)
Stopa nominalna 12%, kapitalizacja półroczna, dyskontowanie 5 lat wstecz,
b)
Stopa nominalna 12%, kapitalizacja kwartalna, dyskontowanie 5 lat wstecz,
c)
Stopa nominalna 12%, kapitalizacja miesięczna, dyskontowanie 5 lat wstecz.
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Zadanie 4
Która kwota jest warta więcej przy oprocentowaniu wynoszącym 14%:
a)
10 000 zł dzisiaj,
b)
20 000 zł należnych za 6 lat.
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
98
Zadanie 5
Podaj z przybliżeniem do 1 roku, jak długo trzeba czekać na podwojenie sumy 200 zł, jeżeli jest ona
złożona na rachunku przy następujących stopach procentowych:
a) 7%,
b) 10%
c) 18%
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Zadanie 6
Bank A płaci 7% odsetek kapitalizowanych rocznie na rachunkach terminowych. Bank B płaci 6%
odsetek kapitalizowanych kwartalnie.
a)
Opierając swój wybór na efektywnych stopach procentowych, w którym banku wolałbyś
złożyć swoje pieniądze?
b)
Czy fakt, że być może będziesz chciał wycofać pieniądze w ciągu roku, a nie po jego
upływie, będzie miał wpływ na wybór banku? Załóż, że fundusze muszą być zdeponowane
na rachunku przez cały okres kapitalizacji, abyś otrzymał odsetki.
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Przewodnik po ćwiczeniach
99
Zadanie 7
Firma Atlantic zainwestowała 4 mln dol. w celu wykarczowania działki i zasadzenia na niej
młodych drzew. Drzewa wyrosną za 10 lat i wówczas firma spodziewa się sprzedać ten las za 8 mln
dol. Jaka jest oczekiwana stopa dochodu firmy?
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Zadanie 8
Przedsiębiorca pewnej firmy obliczył, że po uruchomieniu nowej linii produkcyjnej osiągnie po
drugim roku produkcji przychód ze sprzedaży w ilości 10 000 zł. Ile wynosi aktualna wartość
przewidywanego przychodu przy nominalnej stopie procentowej 15%?
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
100
Ć
wiczenie nr 11:
Próg rentowno
ś
ci
Analiza progu rentowności stanowi niezwykle pomocny instrument zarządzania przedsiębiorstwem
w gospodarce rynkowej. Obejmuje ona badanie tzw. punktu wyrównania
(break even point -BEP),
w którym realizowane przychody ze sprzedaży dokładnie pokrywają poniesione koszty.
Przedsiębiorstwo nie osiąga wówczas zysku, ale też nie ponosi straty. Rentowność sprzedaży jest
równa zero, co oznacza, że firma osiągnęła próg rentowności.
Metoda analizy progu rentowności opiera się na podziale ogółu kosztów na stałe i zmienne. Stwarza
to pewne ograniczenie wykorzystania jej w przedsiębiorstwach prowadzących rachunek kosztów
oparty na innych zasadach. Pomimo to, jest ona coraz powszechniej stosowana.
Próg rentowności może być wyrażony ilościowo lub wartościowo. Może on ponadto informować,
jaką część zdolności produkcyjnej (lub przewidywanego popytu) trzeba wykorzystać, aby
ponoszone koszty zrównoważyć przychodami ze sprzedaży. Do wyznaczenia progu rentowności
możemy zastosować odpowiednie równania matematyczne lub posłużyć się metodą graficzną.
W obu przypadkach przyjmujemy następujące założenia upraszczające:
-
wartość produkcji w badanym okresie jest równa wartości sprzedaży,
-
koszty produkcji są funkcją wielkości produkcji,
-
stałe koszty produkcji są jednakowe dla każdej wielkości produkcji,
-
jednostkowe koszty zmienne są stałe i wskutek tego całkowite koszty zmienne produkcji
zmieniają się proporcjonalnie do wielkości produkcji,
-
jednostkowe ceny sprzedaży poszczególnych wyrobów nie ulegają zmianie z upływem czasu
i nie zmieniają się również wraz ze zmianą skali produkcji w całym badanym okresie; wartość
sprzedaży jest więc funkcją liniową jednostkowej ceny sprzedaży i ilości sprzedanych
wyrobów,
-
poziom jednostkowych kosztów zmiennych i stałych kosztów produkcji pozostaje
niezmieniony w całym badanym okresie.
Przewodnik po ćwiczeniach
101
Próg rentowno
ś
ci przy produkcji jedno asortymentowej
1
Na poziom tego progu rentowności wpływają wówczas następujące czynniki: wielkość produkcji
(sprzedaży), cena wyrobu, jednostkowe koszty zmienne, stałe koszty produkcji.
Znając ich wielkość tych czynników, możemy obliczyć:
-
wartość sprzedaży według równania:
S = P * c
(11.1)
gdzie:
S
- wartość sprzedaży,
P
- ilość sprzedanych wyrobów,
c
-jednostkowa cena sprzedaży,
-
poziom kosztów całkowitych według równania:
Kc = Ks + P * kz
(11.2)
gdzie:
Kc
- całkowite koszty produkcji,
Ks
- stałe koszty produkcji,
kz
- jednostkowe koszty zmienne,
- pozostałe oznaczenia jak we wzorze (11.1).
Próg rentowności znajduje się w punkcie, w którym wartość sprzedaży jest równa poziomowi
kosztów całkowitych, a więc:
S =
Kc, ⇒ P * c = Ks + P * kz
(11.4)
1
Ze względu na ograniczenie czasowe analizę problemu progu rentowności dla produkcji
wieloasortymentowej pozostawiamy do samodzielnego zbadania.
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
102
Gdzie wszystkie oznaczenia jak we wzorach powyżej. Przekształcając powyższe równanie
obliczymy próg rentowności w wyrażeniu:
-
ilościowym:
P
kz
c
Ks
BEP
=
−
=
(11.5)
gdzie:
BEP - próg rentowności w wyrażeniu ilościowym,
-
wartościowym:
c
*
BEP
c
*
kz
c
Ks
BEP'
=
−
=
(11.6)
gdzie:
BEP' - próg rentowności w wyrażeniu wartościowym,
-
jako stopień wykorzystania zdolności produkcyjnej (lub stopień zaspokojenia przewidywanego
popytu):
100
*
P
BEP
100
*
kz)
(c
*
P
Ks
'
BEP'
m
m
=
−
=
(11.7)
gdzie:
BEP" - próg rentowności (procentowy),
P
m
- maksymalna ilość sprzedanych wyrobów określona na podstawie zdolności
produkcyjnej lub prognozy popytu,
Na podstawie równań wartości sprzedaży oraz kosztów całkowitych możliwe jest również graficzne
wyznaczenie progu rentowności (rys. 11).
Schemat ten obrazuje ilościowy i wartościowy próg rentowności. Pozwala on również ocenić, jaką
część zdolności produkcyjnej należy wykorzystać dla osiągnięcia progu rentowności. Porównanie
Przewodnik po ćwiczeniach
103
krzywej wartości sprzedaży i kosztów całkowitych umożliwia ponadto ustalenie przewidywanego
poziomu zysku, w zależności od zrealizowanej wielkości sprzedaży. Przy pełnym wykorzystaniu
zdolności produkcyjnej zysk ten wyniesie:
Z
m
=
P
m.
* c - (Ks + P
m.
* kz)
(11.8)
gdzie:
Z
m
- poziom zysku przy pełnym wykorzystaniu zdolności produkcyjnej (lub pełnym
zaspokojeniu przewidywanego popytu),
- pozostałe oznaczenia, jak we wzorach (11.1), (11.2) i (11.7).
Sposób obliczania progu rentowności przy produkcji jednoasortymentowej zilustrujemy
przykładem.
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
104
Rys. 11. Graficzne wyznaczenie progu rentowno
ś
ci
Wartość sprzedaży
Koszty całkowite
Wielkość sprzedaży
Zdolność produkcyjna
(lub prognoza popytu)
BEP’
Ks
BEP
BEP’’
Pm
100%
Z
m
strata
S=P*c
zysk
Kc=Ks+P*kz
Przewodnik po ćwiczeniach
105
Przykład
Przedsiębiorstwo produkuje jeden wyrób. Koszty jednostkowe zmienne tego wyrobu wynoszą 440
tys. zł/szt. Przewiduje się, że przy cenie 580 tys. zł/szt. efektywny popyt wyniesie 24000 szt.
W ciągu roku. Stałe koszty funkcjonowania przedsiębiorstwa kształtują się na poziomie 1 330
mln zł rocznie.
Próg rentowności przedsiębiorstwa obliczony na podstawie równań (11.5), (11.6) i (11.7) wynosi:
9500szt.
440
580
1330000
BEP
=
−
=
BEP' = 9500x580 = 5510000 tys. zł
39,6%
100
*
24000
9500
'
BEP'
=
=
Obliczenie progu rentowności przedsiębiorstwa stwarza szerokie możliwości dalszej analizy.
Obejmuje ona przede wszystkim ocenę kształtowania się rentowności w przypadku zmian
poszczególnych czynników wpływających na jej poziom. Szczególne znaczenie ma przy tym
zbadanie:
-
jaki ewentualny spadek popytu na produkowane wyroby może doprowadzić do całkowitej
utraty rentowności przez przedsiębiorstwo,
-
jakie są możliwości zwiększenia zysku przedsiębiorstwa poprzez kształtowanie czynników
określających jego poziom.
Przedsiębiorstwo funkcjonujące w gospodarce rynkowej narażone jest stale na niebezpieczeństwo
spadku sprzedaży wyrobów na skutek zmian warunków rynkowych. Stąd celowe jest ustalenie tzw.
wskaźnika bezpieczeństwa, obrazującego wrażliwość przedsiębiorstwa na spadek popytu
zgłaszanego przez rynek na jego wyroby. Wskaźnik ten obliczymy na podstawie równania:
m
m
b
P
BEP
P
W
−
=
(11.9)
gdzie:
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
106
W
b
- wskaźnik bezpieczeństwa,
- pozostałe oznaczenia jak we wzorze (11.7).
Jeżeli do osiągnięcia progu rentowności konieczne jest zaspokojenie pełnego popytu, to W
b
= O
(zero). Oznacza to, że już w chwili obecnej przedsiębiorstwo nie osiąga zysku. Każdy spadek
popytu na produkowane wyroby przyniesie więc stratę. Z kolei im wyższy wskaźnik
bezpieczeństwa (W
b
→ 1), tym większy spadek popytu może ono przetrwać nie ponosząc strat.
Przykładowo W
b
= 0,5 oznacza, że nawet spadek popytu o 50% nie spowoduje straty, chociaż
zredukuje zysk przedsiębiorstwa do zera.
Ważną informacją dla bieżącego zarządzania przedsiębiorstwem jest również zbadanie
potencjalnych możliwości podniesienia jego rentowności. Możliwości te tkwią zarówno po stronie
przychodów ze sprzedaży, jak i po stronie kosztów.
Na podstawie danych przykładu 1 zbadamy, czy podniesienie ceny do poziomu 620 tys. zł/szt.
będzie dla przedsiębiorstwa opłacalne, jeżeli przyniesie spadek popytu do poziomu 20000 szt.
rocznie. Przy pełnym zaspokojeniu tego popytu przedsiębiorstwo osiągnie zysk:
Z’
m
= 2 0000 * 620 - (1 330 000 + 20000 * 440) = 2 270 000 tys. zł.
W sytuacji wyjściowej zysk realizowany przy sprzedaży 24 000 szt. Wyrobów wynosił 2 030 mln
zł, był więc niższy o 240 mln zł w stosunku do zysku osiągniętego po zmianie ceny, co uzasadnia
jej podwyższenie.
Możliwości podniesienia rentowności przedsiębiorstwa tkwią również w dążeniu do obniżenia
zarówno stałych, jak i zmiennych elementów kosztów. W każdym przypadku prowadzi to do
zwiększania poziomu realizowanego zysku.
Obniżenie poziomu kosztów nie tylko zwiększa rentowność przedsiębiorstwa, lecz przyczynia się
również, poprzez zmniejszenie progu rentowności, do rozszerzenia marginesu bezpieczeństwa.
Wzrost kosztów wywoła natomiast przeciwne skutki. Wskazuje to na potrzebę stałej kontroli
poziomu kosztów i szukania możliwości ich obniżenia.
Przewodnik po ćwiczeniach
107
Zadania do wykonania
Wyznaczyć wielkość progu rentowności produkcji dla poniższych danych
Sprzedaż w kraju -
1 800 000 szt/rok,
Sprzedaż na eksport -
750 000 szt/rok,
Zdolności produkcyjne -
2 850 000 szt/rok.
Cena zbytu:
Wariant 1
Jednostka
A
B
C
D
E
Cena zbytu na kraj
zł/szt
221,07
226,29
231,90
230,03
210,26
Cena zbytu na eksport
zł/szt
152,07
153,29
154,90
156,03
157,26
Wariant 2
Jednostka
A
B
C
D
E
Cena zbytu na kraj
zł/szt
211,07
215,29
233,90
245,03
190,26
Cena zbytu na eksport
zł/szt
155,10
155,68
157,30
158,35
159,58
Wariant 3
Jednostka
A
B
C
D
E
Cena zbytu na kraj
zł/szt
195,07
202,29
205,90
210,03
215,26
Cena zbytu na eksport
zł/szt
148,63
148,40
150,02
151,20
152,60
Koszt sprzeda
ż
y:
[mln. zł]
Wyszczególnienie
Udział kosztu
stałego w
koszcie ogółem
A
B
C
D
E
Amortyzacja
100%
28,655
27,743
42,004
39,155
34,640
Zużycie materiałów
30%
84,252
84,252
84,914
85,241
83,679
Energia
0%
34,945
34,420
33,531
33,260
33,260
Usługi
80%
76,749
75,662
75,124
74,147
70,815
Wynagrodzenia z narzutami
90%
229,272 220,102 213,319 206,228 195,748
Opłaty oraz podatki
35%
20,639
21,111
21,997
22,065
23,095
Ubezpieczenia
100%
15,091
13,929
14,181
13,067
12,072
Pozostałe koszty
80%
30,959
31,293
30,616
29,826
29,070
Razem
520,562
508,512
515,686 502,989
482,379
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
108
Wyznaczenie progu rentowno
ś
ci dla produkcji jednolitej metod
ą
analityczn
ą
:
Wyznaczenie progu rentowno
ś
ci dla produkcji jednolitej metod
ą
graficzn
ą
:
P(0) =
P(zp) =
Kc(0) =
Kc(zp) =
Sprzeda
ż
; [szt/d], [mln. szt]
K
o
s
z
t
s
p
rz
e
d
a
ż
y
,
w
a
rt
o
ś
ć
s
p
rz
e
d
a
ż
y
;
[m
ln
.
z
ł]
Wyszczególnienie
A
B
C
D
E
Koszt razem
mln zł
Wska
ż
nik udziału kosztów
stałych
%
Koszty stałe
mln zł
Koszty zmienne ogółem
mln zł
Koszty zmienne
jednostkowe
zł/szt
Jednostkowa cena
zł/szt
BEP
Przewodnik po ćwiczeniach
109
Ć
wiczenie nr 12:
Okres zwrotu nakładów, warto
ść
kapitałowa
OKRES ZWROTU NAKŁADÓW INWESTYCYJNYCH
Technika ta polega na określaniu czasu, w jakim następuje zrównanie przewidywanych nakładów
inwestycyjnych z nadwyżkami finansowymi, których uzyskania oczekuje się dzięki realizacji
danego projektu. Okres zwrotu nakładów inwestycyjnych można ustalić, kompensując stopniowo
ich wielkość kolejnymi corocznymi kwotami przewidywanych nadwyżek finansowych. Za bardziej
efektywne uważa się projekty, które zapewniają najkrótszy okres zwrotu nakładów inwestycyjnych.
Przyjmuje się zatem założenie, ze im wcześniej zostaną wycofane zainwestowane kapitały, tym
mniejsze jest ryzyko związane z danym projektem. Jednocześnie zwolnione wcześniej kapitały
można przeznaczyć na finansowanie innych przedsięwzięć inwestycyjnych.
PRZYKŁAD
Spółka rozważa dwie alternatywy inwestycyjne w celu zwiększenia zysków. Pierwsza wymaga
nakładów inwestycyjnych w wysokości 28.000 tys. zł, a okres eksploatacji inwestycji wynosiłby
5 lat. Druga łączy się z koniecznością poniesienia nakładów 35.000 tys. zł, a okres eksploatacji
inwestycji wydłużyłby się do 7 lat. Przewidywana nadwyżka finansowa (zysk netto plus
amortyzacja) w poszczególnych latach eksploatacji rozpatrywanych obiektów i jej porównanie
z kalkulowanymi nakładami inwestycyjnymi przedstawia się jak w tablicy 5
Kalkulacja wskazuje, że obie alternatywy są opłacalne. Jednak w razie realizacji pierwszej
alternatywy zwrot nakładów inwestycyjnych nastąpiłby po upływie 3,5 roku. Dla drugiej
alternatywy przewidywany okres zwrotu wynosi 4 lata. Wobec tego z punktu widzenia kryterium
czasu zwrotu nakładów inwestycyjnych korzystniejsza jest alternatywa I.
Przedstawiona metoda jest łatwa do stosowania i cechuje się znaczną przejrzystością. Posługiwanie
się nią może jednak prowadzić do błędnej decyzji, gdyż nie uwzględnia ona faktu zmiennej wartości
pieniądza w czasie. Wydatki inwestycyjne są bowiem ponoszone do momentu zakończenia
inwestycji, natomiast oczekiwane nadwyżki finansowe, które mają być wygospodarowane dzięki
realizacji rozpatrywanych projektów, będą realizowane stopniowo. Im dłużej trzeba oczekiwać na
uzyskanie nadwyżki, tym mniejsza jest zatem jej aktualna wartość.
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
110
Tablica 5. Zwrotno
ść
nakładów inwestycyjnych w nominalnym uj
ę
ciu
Koniec
roku
Nakłady
Alternatywa I
Alternatywa II
Nadwyżka roczna
Nakłady
skompensowane
nadwyżką
Nadwyżka roczna
Nakłady
skompensowane
nadwyżką
0
-
28.000
-
35.000
1
8.000
- 20.000
8.000
- 27.000
2
8.000
- 12.000
8.000
- 19.000
3
8.000
- 4.000
9.000
- 10.000
4
8.000
+ 4.000
10.000
-
5
8.000
+ 12.000
18.000
+ 18.000
6
-
-
11.000
+ 29.000
7
-
-
4.000
+33.000
Razem
40.000
+ 12.000
68.000
+33.000
Powstaje zatem wątpliwość czy rozpatrywane projekty inwestycyjne zapewniają osiągnięcie z góry
zakładanej stopy zyskowności poniesionych nakładów, tj. czy preliminowane nadwyżki finansowe
pokryją nie tyko zwrot ale także koszt zaangażowanego kapitału ulokowanego w danych projektach.
Te niedoskonałości mogą być usunięte w razie zastosowania rachunku uwzględniającego
aktualizację wartości kalkulowanych nadwyżek finansowych (dyskonto), tj. sprowadzenia ich do
realnego poziomu, odpowiadającego poziomowi aktualnej wartości przewidywanych nakładów
inwestycyjnych.
AKTUALNA WARTO
ŚĆ
NADWY
ś
KI FINANSOWEJ NETTO
Metoda ta polega na konfrontacji przewidywanych na realizację projektów nakładów ze
spodziewanymi nadwyżkami finansowymi, ale po uprzednim sprowadzeniu ich wartości do
aktualnego poziomu, uwzględniając określony z góry koszt zaangażowania kapitału (postulowaną
zyskowność inwestycji). Już we wstępnej fazie kalkulacji trzeba zatem określić pożądaną stopę
oprocentowania (koszt) kapitałów niezbędnych na realizację inwestycji. Koszt tego oprocentowania
powinny pokryć oczekiwane nadwyżki finansowe niezależnie od zwrotu nakładów. Następnie –
przy zastosowaniu pożądanej stopy oprocentowania – dyskontuje się kwoty nadwyżek finansowych
Przewodnik po ćwiczeniach
111
preliminowanych na poszczególne lata uwzględniając rachunek procentu składanego. Obliczenia
można dokonywać na podstawie wzoru:
n
d
d
N
N
+
=
100
1
(12.1)
gdzie:
N – nadwyżka finansowa w nominalnej wysokości,
N
d
– nadwyżka finansowa preliminowana na dany rok po zdyskontowaniu (aktualna wartość
nadwyżki),
d – stopa oprocentowania, tj. kosztu (postulowanej zyskowności) kapitału (preliminowanych
nakładów inwestycyjnych).
Znacznym ułatwieniem jest posługiwanie się tablicami zawierającymi już gotowe obliczone
wskaźniki dyskonta kapitału na końcu podręcznika.
Posługując się tymi współczynnikami można ustalić zdyskontowane dla poszczególnych lat kwoty
nadwyżek według formuły:
N
d
= N x V
(12.2)
gdzie:
N
d
– zdyskontowana nadwyżka finansowa danego roku,
N – pierwotna kwota nadwyżki finansowej danego roku,
V – współczynnik dyskonta dla określonego roku przy danej stopie dyskonta.
PRZYKŁAD
Założenia wstępne są analogiczne jak w poprzednim przykładzie, ale przyjmuje się dodatkowo, że
opłacalne będą projekty zapewniające zwrot poniesionych nakładów przy stopie co najmniej 18%
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
112
rocznie. Wobec tego kalkulacja opłacalności obu rozpatrywanych uprzednio alternatyw
inwestycyjnych kształtuje się jak w tablicy 6.
Tablica 6. Nadwy
ż
ka finansowa netto dla rozpatrywanych wariantów inwestycji
Koniec
roku
Współczynnik
dyskonta dla
18%
Alternatywa I
Alternatywa II
Nadwyżki finansowe
nominalne
zdyskonto-
wane
nominalne
zdyskonto-
wane
1
0.847458
8.000
6.780
8.000
6.780
2
0.718184
8.000
5.745
8.000
5.745
3
0.608631
8.000
4.869
9.000
5.478
4
0.515789
8.000
4.126
10.000
5.158
5
0.437109
8.000
3.497
18.000
7.868
6
0.370432
-
-
11.000
4.075
7
0.313925
-
-
4.000
1.256
Razem nadwyżka
Nakłady inwestycyjne
40.000
-
25.017
28.000
68.000
-
36.360
35.000
Różnica
- 2.983
+ 1.360
Dane kalkulacji informują, że alternatywa pierwsza nie zapewnia pełnego zwrotu nakładów
inwestycyjnych przy postulowanej minimalnej stopie zyskowności zaangażowania kapitału. Zwrot
taki – nawet z pewną nadwyżką – zapewnia projekt drugi i wobec tego on może być realizowany.
Jak wynika z przykładu, przy posługiwaniu się metodą oceny projektów inwestycyjnych na
podstawie aktualnej wartości nadwyżki finansowej netto (ang. net present value – NPV), za
efektywne uznaje się alternatywy, przy których suma zdyskontowanych nadwyżek przekracza lub
co najmniej wyrównuje preliminowane nakłady początkowe.
Przewodnik po ćwiczeniach
113
Zadania do wykonania
Zadanie 1
Firma „Xon” rozważa zainwestowanie wolnych środków w trzy alternatywne przedsięwzięcia. Dla
poniżej przedstawionych wielkości nadwyżki finansowej w poszczególnych wariantach określić
okres zwrotu nakładów inwestycyjnych.
Wielko
ść
nakładów finansowych oraz nadwy
ż
ki finansowej
Rozwi
ą
zanie
Okres zwrotu nakładów:
Wariant 1 - ..................................
Wariant 2 - ..................................
Wariant 3 - ..................................
Nakłady
inwestycyjne
Rok
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Wariant 1
92 000
25 000
27 000 25 000
23 000
21 000
20 000
20 000 20 000
18 000
16 000
Wariant 2
48 000
10 000
11 000 12 000
13 000
14 000
15 000
15 000 15 000
15 000
15 000
Wariant 3
67 500
20 000
20 000 20 000
20 000
20 000
20 000
-
-
-
-
Nadwy
ż
ka roczna [zł]
Rok
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Wariant 1
Wariant 2
Wariant 3
Nakłady skompensowane nadwy
ż
k
ą
[zł]
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
114
Zadanie 2
Założenia wstępne jak powyżej.
Oprocentowanie nakładów inwestycyjnych: ................. %
Nadwy
ż
ka finansowa wynosi zatem:
Wariant 1 - ..................................
Wariant 2 - ..................................
Wariant 3 - ..................................
Nakłady
inwestycyjne
Rok
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Współczynnki
dyskonta dla
....... % - ai
0
Wariant 1
N * ai
ΣΣΣΣ
N
Wariant 2
N * ai
ΣΣΣΣ
N
Wariant 3
N * ai
ΣΣΣΣ
N
Przewodnik po ćwiczeniach
115
ZAŁ
Ą
CZNIK 1
ROK
1%
2%
3%
4%
5%
6%
7%
8%
10%
1
1,0100
1,0200
1,0300
1,0400
1,0500
1,0600
1,0700
1,0800
1,1000
2
1,0201
1,0404
1,0609
1,0816
1,1025
1,1236
1,1449
1,1664
1,2100
3
1,0303
1,0612
1,0927
1,1249
1,1576
1,1910
1,2250
1,2597
1,3310
4
1,0406
1,0824
1,1255
1,1699
1,2155
1,2625
1,3108
1,3605
1,4641
5
1,0510
1,1041
1,1593
1,2167
1,2763
1,3382
1,4026
1,4693
1,6105
6
1,0615
1,1262
1,1941
1,2653
1,3401
1,4185
1,5007
1,5869
1,7716
7
1,0721
1,1487
1,2299
1,3159
1,4071
1,5036
1,6058
1,7138
1,9487
8
1,0829
1,1717
1,2668
1,3686
1,4775
1,5938
1,7182
1,8509
2,1436
9
1,0937
1,1951
1,3048
1,4233
1,5513
1,6895
1,8385
1,9990
2,3579
10
1,1046
1,2190
1,3439
1,4802
1,6289
1,7908
1,9672
2,1589
2,5937
11
1,1157
1,2434
1,3842
1,5395
1,7103
1,8983
2,1049
2,3316
2,8531
12
1,1268
1,2682
1,4258
1,6010
1,7959
2,0122
2,2522
2,5182
3,1384
13
1,1381
1,2936
1,4685
1,6651
1,8856
2,1329
2,4098
2,7196
3,4523
14
1,1495
1,3195
1,5126
1,7317
1,9799
2,2609
2,5785
2,9372
3,7975
15
1,1610
1,3459
1,5580
1,8009
2,0789
2,3966
2,7590
3,1722
4,1772
16
1,1726
1,3728
1,6047
1,8730
2,1829
2,5404
2,9522
3,4259
4,5950
17
1,1843
1,4002
1,6528
1,9479
2,2920
2,6928
3,1588
3,7000
5,0545
18
1,1961
1,4282
1,7024
2,0258
2,4066
2,8543
3,3799
3,9960
5,5599
19
1,2081
1,4568
1,7535
2,1068
2,5270
3,0256
3,6165
4,3157
6,1159
20
1,2202
1,4859
1,8061
2,1911
2,6533
3,2071
3,8697
4,6610
6,7275
ROK
12%
14%
16%
18%
20%
25%
30%
35%
40%
1
1,1200
1,1400
1,1600
1,1800
1,2000
1,2500
1,3000
1,3500
1,4000
2
1,2544
1,2996
1,3456
1,3924
1,4400
1,5625
1,6900
1,8225
1,9600
3
1,4049
1,4815
1,5609
1,6430
1,7280
1,9531
2,1970
2,4604
2,7440
4
1,5735
1,6890
1,8106
1,9388
2,0736
2,4414
2,8561
3,3215
3,8416
5
1,7623
1,9254
2,1003
2,2878
2,4883
3,0518
3,7129
4,4840
5,3782
6
1,9738
2,1950
2,4364
2,6996
2,9860
3,8147
4,8268
6,0534
7,5295
7
2,2107
2,5023
2,8262
3,1855
3,5832
4,7684
6,2749
8,1722
10,5414
8
2,4760
2,8526
3,2784
3,7589
4,2998
5,9605
8,1573
11,0324
14,7579
9
2,7731
3,2519
3,8030
4,4355
5,1598
7,4506
10,6045
14,8937
20,6610
10
3,1058
3,7072
4,4114
5,2338
6,1917
9,3132
13,7858
20,1066
28,9255
11
3,4785
4,2262
5,1173
6,1759
7,4301
11,6415
17,9216
27,1439
40,4957
12
3,8960
4,8179
5,9360
7,2876
8,9161
14,5519
23,2981
36,6442
56,6939
13
4,3635
5,4924
6,8858
8,5994
10,6993
18,1899
30,2875
49,4697
79,3715
14
4,8871
6,2613
7,9875
10,1472
12,8392
22,7374
39,3738
66,7841
111,1201
15
5,4736
7,1379
9,2655
11,9737
15,4070
28,4217
51,1859
90,1585
155,5681
16
6,1304
8,1372
10,7480
14,1290
18,4884
35,5271
66,5417
121,7139
217,7953
17
6,8660
9,2765
12,4677
16,6722
22,1861
44,4089
86,5042
164,3138
304,9135
18
7,6900
10,5752
14,4625
19,6733
26,6233
55,5112
112,4554
221,8236
426,8789
19
8,6128
12,0557
16,7765
23,2144
31,9480
69,3889
146,1920
299,4619
597,6304
20
9,6463
13,7435
19,4608
27,3930
38,3376
86,7362
190,0496
404,2736
836,6826
n
r)
(1
+
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
116
ZAŁ
Ą
CZNIK 2
ROK
1%
2%
3%
4%
5%
6%
7%
8%
10%
1
0,9901
0,9804
0,9709
0,9615
0,9524
0,9434
0,9346
0,9259
0,9091
2
0,9803
0,9612
0,9426
0,9246
0,9070
0,8900
0,8734
0,8573
0,8264
3
0,9706
0,9423
0,9151
0,8890
0,8638
0,8396
0,8163
0,7938
0,7513
4
0,9610
0,9238
0,8885
0,8548
0,8227
0,7921
0,7629
0,7350
0,6830
5
0,9515
0,9057
0,8626
0,8219
0,7835
0,7473
0,7130
0,6806
0,6209
6
0,9420
0,8880
0,8375
0,7903
0,7462
0,7050
0,6663
0,6302
0,5645
7
0,9327
0,8706
0,8131
0,7599
0,7107
0,6651
0,6227
0,5835
0,5132
8
0,9235
0,8535
0,7894
0,7307
0,6768
0,6274
0,5820
0,5403
0,4665
9
0,9143
0,8368
0,7664
0,7026
0,6446
0,5919
0,5439
0,5002
0,4241
10
0,9053
0,8203
0,7441
0,6756
0,6139
0,5584
0,5083
0,4632
0,3855
11
0,8963
0,8043
0,7224
0,6496
0,5847
0,5268
0,4751
0,4289
0,3505
12
0,8874
0,7885
0,7014
0,6246
0,5568
0,4970
0,4440
0,3971
0,3186
13
0,8787
0,7730
0,6810
0,6006
0,5303
0,4688
0,4150
0,3677
0,2897
14
0,8700
0,7579
0,6611
0,5775
0,5051
0,4423
0,3878
0,3405
0,2633
15
0,8613
0,7430
0,6419
0,5553
0,4810
0,4173
0,3624
0,3152
0,2394
16
0,8528
0,7284
0,6232
0,5339
0,4581
0,3936
0,3387
0,2919
0,2176
17
0,8444
0,7142
0,6050
0,5134
0,4363
0,3714
0,3166
0,2703
0,1978
18
0,8360
0,7002
0,5874
0,4936
0,4155
0,3503
0,2959
0,2502
0,1799
19
0,8277
0,6864
0,5703
0,4746
0,3957
0,3305
0,2765
0,2317
0,1635
20
0,8195
0,6730
0,5537
0,4564
0,3769
0,3118
0,2584
0,2145
0,1486
ROK
12%
14%
16%
18%
20%
25%
30%
35%
40%
1
0,8929
0,8772
0,8621
0,8475
0,8333
0,8000
0,7692
0,7407
0,7143
2
0,7972
0,7695
0,7432
0,7182
0,6944
0,6400
0,5917
0,5487
0,5102
3
0,7118
0,6750
0,6407
0,6086
0,5787
0,5120
0,4552
0,4064
0,3644
4
0,6355
0,5921
0,5523
0,5158
0,4823
0,4096
0,3501
0,3011
0,2603
5
0,5674
0,5194
0,4761
0,4371
0,4019
0,3277
0,2693
0,2230
0,1859
6
0,5066
0,4556
0,4104
0,3704
0,3349
0,2621
0,2072
0,1652
0,1328
7
0,4523
0,3996
0,3538
0,3139
0,2791
0,2097
0,1594
0,1224
0,0949
8
0,4039
0,3506
0,3050
0,2660
0,2326
0,1678
0,1226
0,0906
0,0678
9
0,3606
0,3075
0,2630
0,2255
0,1938
0,1342
0,0943
0,0671
0,0484
10
0,3220
0,2697
0,2267
0,1911
0,1615
0,1074
0,0725
0,0497
0,0346
11
0,2875
0,2366
0,1954
0,1619
0,1346
0,0859
0,0558
0,0368
0,0247
12
0,2567
0,2076
0,1685
0,1372
0,1122
0,0687
0,0429
0,0273
0,0176
13
0,2292
0,1821
0,1452
0,1163
0,0935
0,0550
0,0330
0,0202
0,0126
14
0,2046
0,1597
0,1252
0,0985
0,0779
0,0440
0,0254
0,0150
0,0090
15
0,1827
0,1401
0,1079
0,0835
0,0649
0,0352
0,0195
0,0111
0,0064
16
0,1631
0,1229
0,0930
0,0708
0,0541
0,0281
0,0150
0,0082
0,0046
17
0,1456
0,1078
0,0802
0,0600
0,0451
0,0225
0,0116
0,0061
0,0033
18
0,1300
0,0946
0,0691
0,0508
0,0376
0,0180
0,0089
0,0045
0,0023
19
0,1161
0,0829
0,0596
0,0431
0,0313
0,0144
0,0068
0,0033
0,0017
20
0,1037
0,0728
0,0514
0,0365
0,0261
0,0115
0,0053
0,0025
0,0012
-n
r)
(1
+
Przewodnik po ćwiczeniach
117
ZAŁ
Ą
CZNIK 3
ROK
1%
2%
3%
4%
5%
6%
7%
8%
10%
1
1,0000
1,0000
1,0000
1,0000
1,0000
1,0000
1,0000
1,0000
1,0000
2
2,0100
2,0200
2,0300
2,0400
2,0500
2,0600
2,0700
2,0800
2,1000
3
3,0301
3,0604
3,0909
3,1216
3,1525
3,1836
3,2149
3,2464
3,3100
4
4,0604
4,1216
4,1836
4,2465
4,3101
4,3746
4,4399
4,5061
4,6410
5
5,1010
5,2040
5,3091
5,4163
5,5256
5,6371
5,7507
5,8666
6,1051
6
6,1520
6,3081
6,4684
6,6330
6,8019
6,9753
7,1533
7,3359
7,7156
7
7,2135
7,4343
7,6625
7,8983
8,1420
8,3938
8,6540
8,9228
9,4872
8
8,2857
8,5830
8,8923
9,2142
9,5491
9,8975
10,2598
10,6366
11,4359
9
9,3685
9,7546
10,1591
10,5828
11,0266
11,4913
11,9780
12,4876
13,5795
10
10,4622
10,9497
11,4639
12,0061
12,5779
13,1808
13,8164
14,4866
15,9374
11
11,5668
12,1687
12,8078
13,4864
14,2068
14,9716
15,7836
16,6455
18,5312
12
12,6825
13,4121
14,1920
15,0258
15,9171
16,8699
17,8885
18,9771
21,3843
13
13,8093
14,6803
15,6178
16,6268
17,7130
18,8821
20,1406
21,4953
24,5227
14
14,9474
15,9739
17,0863
18,2919
19,5986
21,0151
22,5505
24,2149
27,9750
15
16,0969
17,2934
18,5989
20,0236
21,5786
23,2760
25,1290
27,1521
31,7725
16
17,2579
18,6393
20,1569
21,8245
23,6575
25,6725
27,8881
30,3243
35,9497
17
18,4304
20,0121
21,7616
23,6975
25,8404
28,2129
30,8402
33,7502
40,5447
18
19,6147
21,4123
23,4144
25,6454
28,1324
30,9057
33,9990
37,4502
45,5992
19
20,8109
22,8406
25,1169
27,6712
30,5390
33,7600
37,3790
41,4463
51,1591
20
22,0190
24,2974
26,8704
29,7781
33,0660
36,7856
40,9955
45,7620
57,2750
ROK
12%
14%
16%
18%
20%
25%
1
1,0000
1,0000
1,0000
1,0000
1,0000
1,0000
2
2,1200
2,1400
2,1600
2,1800
2,2000
2,2500
3
3,3744
3,4396
3,5056
3,5724
3,6400
3,8125
4
4,7793
4,9211
5,0665
5,2154
5,3680
5,7656
5
6,3528
6,6101
6,8771
7,1542
7,4416
8,2070
6
8,1152
8,5355
8,9775
9,4420
9,9299
11,2588
7
10,0890
10,7305
11,4139
12,1415
12,9159
15,0735
8
12,2997
13,2328
14,2401
15,3270
16,4991
19,8419
9
14,7757
16,0853
17,5185
19,0859
20,7989
25,8023
10
17,5487
19,3373
21,3215
23,5213
25,9587
33,2529
11
20,6546
23,0445
25,7329
28,7551
32,1504
42,5661
12
24,1331
27,2707
30,8502
34,9311
39,5805
54,2077
13
28,0291
32,0887
36,7862
42,2187
48,4966
68,7596
14
32,3926
37,5811
43,6720
50,8180
59,1959
86,9495
15
37,2797
43,8424
51,6595
60,9653
72,0351
109,6868
16
42,7533
50,9804
60,9250
72,9390
87,4421
138,1085
17
48,8837
59,1176
71,6730
87,0680
105,9306
173,6357
18
55,7497
68,3941
84,1407
103,7403
128,1167
218,0446
19
63,4397
78,9692
98,6032
123,4135
154,7400
273,5558
20
72,0524
91,0249
115,3797
146,6280
186,6880
342,9447
r
1
r)
(1
n
−
+
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
118
ZAŁ
Ą
CZNIK 4
ROK
1%
2%
3%
4%
5%
6%
7%
8%
10%
1
1,0000
1,0000
1,0000
1,0000
1,0000
1,0000
1,0000
1,0000
1,0000
2
0,4975
0,4950
0,4926
0,4902
0,4878
0,4854
0,4831
0,4808
0,4762
3
0,3300
0,3268
0,3235
0,3203
0,3172
0,3141
0,3111
0,3080
0,3021
4
0,2463
0,2426
0,2390
0,2355
0,2320
0,2286
0,2252
0,2219
0,2155
5
0,1960
0,1922
0,1884
0,1846
0,1810
0,1774
0,1739
0,1705
0,1638
6
0,1625
0,1585
0,1546
0,1508
0,1470
0,1434
0,1398
0,1363
0,1296
7
0,1386
0,1345
0,1305
0,1266
0,1228
0,1191
0,1156
0,1121
0,1054
8
0,1207
0,1165
0,1125
0,1085
0,1047
0,1010
0,0975
0,0940
0,0874
9
0,1067
0,1025
0,0984
0,0945
0,0907
0,0870
0,0835
0,0801
0,0736
10
0,0956
0,0913
0,0872
0,0833
0,0795
0,0759
0,0724
0,0690
0,0627
11
0,0865
0,0822
0,0781
0,0741
0,0704
0,0668
0,0634
0,0601
0,0540
12
0,0788
0,0746
0,0705
0,0666
0,0628
0,0593
0,0559
0,0527
0,0468
13
0,0724
0,0681
0,0640
0,0601
0,0565
0,0530
0,0497
0,0465
0,0408
14
0,0669
0,0626
0,0585
0,0547
0,0510
0,0476
0,0443
0,0413
0,0357
15
0,0621
0,0578
0,0538
0,0499
0,0463
0,0430
0,0398
0,0368
0,0315
16
0,0579
0,0537
0,0496
0,0458
0,0423
0,0390
0,0359
0,0330
0,0278
17
0,0543
0,0500
0,0460
0,0422
0,0387
0,0354
0,0324
0,0296
0,0247
18
0,0510
0,0467
0,0427
0,0390
0,0355
0,0324
0,0294
0,0267
0,0219
19
0,0481
0,0438
0,0398
0,0361
0,0327
0,0296
0,0268
0,0241
0,0195
20
0,0454
0,0412
0,0372
0,0336
0,0302
0,0272
0,0244
0,0219
0,0175
ROK
12%
14%
16%
18%
20%
25%
30%
35%
40%
1
1,0000
1,0000
1,0000
1,0000
1,0000
1,0000
1,0000
1,0000
1,0000
2
0,4717
0,4673
0,4630
0,4587
0,4545
0,4444
0,4348
0,4255
0,4167
3
0,2963
0,2907
0,2853
0,2799
0,2747
0,2623
0,2506
0,2397
0,2294
4
0,2092
0,2032
0,1974
0,1917
0,1863
0,1734
0,1616
0,1508
0,1408
5
0,1574
0,1513
0,1454
0,1398
0,1344
0,1218
0,1106
0,1005
0,0914
6
0,1232
0,1172
0,1114
0,1059
0,1007
0,0888
0,0784
0,0693
0,0613
7
0,0991
0,0932
0,0876
0,0824
0,0774
0,0663
0,0569
0,0488
0,0419
8
0,0813
0,0756
0,0702
0,0652
0,0606
0,0504
0,0419
0,0349
0,0291
9
0,0677
0,0622
0,0571
0,0524
0,0481
0,0388
0,0312
0,0252
0,0203
10
0,0570
0,0517
0,0469
0,0425
0,0385
0,0301
0,0235
0,0183
0,0143
11
0,0484
0,0434
0,0389
0,0348
0,0311
0,0235
0,0177
0,0134
0,0101
12
0,0414
0,0367
0,0324
0,0286
0,0253
0,0184
0,0135
0,0098
0,0072
13
0,0357
0,0312
0,0272
0,0237
0,0206
0,0145
0,0102
0,0072
0,0051
14
0,0309
0,0266
0,0229
0,0197
0,0169
0,0115
0,0078
0,0053
0,0036
15
0,0268
0,0228
0,0194
0,0164
0,0139
0,0091
0,0060
0,0039
0,0026
16
0,0234
0,0196
0,0164
0,0137
0,0114
0,0072
0,0046
0,0029
0,0018
17
0,0205
0,0169
0,0140
0,0115
0,0094
0,0058
0,0035
0,0021
0,0013
18
0,0179
0,0146
0,0119
0,0096
0,0078
0,0046
0,0027
0,0016
0,0009
19
0,0158
0,0127
0,0101
0,0081
0,0065
0,0037
0,0021
0,0012
0,0007
20
0,0139
0,0110
0,0087
0,0068
0,0054
0,0029
0,0016
0,0009
0,0005
1
r)
(1
r
n
−
+
Przewodnik po ćwiczeniach
119
ZAŁ
Ą
CZNIK 5
ROK
1%
2%
3%
4%
5%
6%
7%
8%
10%
1
0,9901
0,9804
0,9709
0,9615
0,9524
0,9434
0,9346
0,9259
0,9091
2
1,9704
1,9416
1,9135
1,8861
1,8594
1,8334
1,8080
1,7833
1,7355
3
2,9410
2,8839
2,8286
2,7751
2,7232
2,6730
2,6243
2,5771
2,4869
4
3,9020
3,8077
3,7171
3,6299
3,5460
3,4651
3,3872
3,3121
3,1699
5
4,8534
4,7135
4,5797
4,4518
4,3295
4,2124
4,1002
3,9927
3,7908
6
5,7955
5,6014
5,4172
5,2421
5,0757
4,9173
4,7665
4,6229
4,3553
7
6,7282
6,4720
6,2303
6,0021
5,7864
5,5824
5,3893
5,2064
4,8684
8
7,6517
7,3255
7,0197
6,7327
6,4632
6,2098
5,9713
5,7466
5,3349
9
8,5660
8,1622
7,7861
7,4353
7,1078
6,8017
6,5152
6,2469
5,7590
10
9,4713
8,9826
8,5302
8,1109
7,7217
7,3601
7,0236
6,7101
6,1446
11
10,3676
9,7868
9,2526
8,7605
8,3064
7,8869
7,4987
7,1390
6,4951
12
11,2551
10,5753
9,9540
9,3851
8,8633
8,3838
7,9427
7,5361
6,8137
13
12,1337
11,3484
10,6350
9,9856
9,3936
8,8527
8,3577
7,9038
7,1034
14
13,0037
12,1062
11,2961
10,5631
9,8986
9,2950
8,7455
8,2442
7,3667
15
13,8651
12,8493
11,9379
11,1184
10,3797
9,7122
9,1079
8,5595
7,6061
16
14,7179
13,5777
12,5611
11,6523
10,8378
10,1059
9,4466
8,8514
7,8237
17
15,5623
14,2919
13,1661
12,1657
11,2741
10,4773
9,7632
9,1216
8,0216
18
16,3983
14,9920
13,7535
12,6593
11,6896
10,8276
10,0591
9,3719
8,2014
19
17,2260
15,6785
14,3238
13,1339
12,0853
11,1581
10,3356
9,6036
8,3649
20
18,0456
16,3514
14,8775
13,5903
12,4622
11,4699
10,5940
9,8181
8,5136
ROK
12%
14%
16%
18%
20%
25%
30%
35%
40%
1
0,8929
0,8772
0,8621
0,8475
0,8333
0,8000
0,7692
0,7407
0,7143
2
1,6901
1,6467
1,6052
1,5656
1,5278
1,4400
1,3609
1,2894
1,2245
3
2,4018
2,3216
2,2459
2,1743
2,1065
1,9520
1,8161
1,6959
1,5889
4
3,0373
2,9137
2,7982
2,6901
2,5887
2,3616
2,1662
1,9969
1,8492
5
3,6048
3,4331
3,2743
3,1272
2,9906
2,6893
2,4356
2,2200
2,0352
6
4,1114
3,8887
3,6847
3,4976
3,3255
2,9514
2,6427
2,3852
2,1680
7
4,5638
4,2883
4,0386
3,8115
3,6046
3,1611
2,8021
2,5075
2,2628
8
4,9676
4,6389
4,3436
4,0776
3,8372
3,3289
2,9247
2,5982
2,3306
9
5,3282
4,9464
4,6065
4,3030
4,0310
3,4631
3,0190
2,6653
2,3790
10
5,6502
5,2161
4,8332
4,4941
4,1925
3,5705
3,0915
2,7150
2,4136
11
5,9377
5,4527
5,0286
4,6560
4,3271
3,6564
3,1473
2,7519
2,4383
12
6,1944
5,6603
5,1971
4,7932
4,4392
3,7251
3,1903
2,7792
2,4559
13
6,4235
5,8424
5,3423
4,9095
4,5327
3,7801
3,2233
2,7994
2,4685
14
6,6282
6,0021
5,4675
5,0081
4,6106
3,8241
3,2487
2,8144
2,4775
15
6,8109
6,1422
5,5755
5,0916
4,6755
3,8593
3,2682
2,8255
2,4839
16
6,9740
6,2651
5,6685
5,1624
4,7296
3,8874
3,2832
2,8337
2,4885
17
7,1196
6,3729
5,7487
5,2223
4,7746
3,9099
3,2948
2,8398
2,4918
18
7,2497
6,4674
5,8178
5,2732
4,8122
3,9279
3,3037
2,8443
2,4941
19
7,3658
6,5504
5,8775
5,3162
4,8435
3,9424
3,3105
2,8476
2,4958
20
7,4694
6,6231
5,9288
5,3527
4,8696
3,9539
3,3158
2,8501
2,4970
r
*
r)
(1
1
r)
(1
n
n
+
−
+
Podstawy Projektowania Inżynierskiego
120
ZAŁ
Ą
CZNIK 6
ROK
1%
2%
3%
4%
5%
6%
7%
8%
10%
1
1,0100
1,0200
1,0300
1,0400
1,0500
1,0600
1,0700
1,0800
1,1000
2
0,5075
0,5150
0,5226
0,5302
0,5378
0,5454
0,5531
0,5608
0,5762
3
0,3400
0,3468
0,3535
0,3603
0,3672
0,3741
0,3811
0,3880
0,4021
4
0,2563
0,2626
0,2690
0,2755
0,2820
0,2886
0,2952
0,3019
0,3155
5
0,2060
0,2122
0,2184
0,2246
0,2310
0,2374
0,2439
0,2505
0,2638
6
0,1725
0,1785
0,1846
0,1908
0,1970
0,2034
0,2098
0,2163
0,2296
7
0,1486
0,1545
0,1605
0,1666
0,1728
0,1791
0,1856
0,1921
0,2054
8
0,1307
0,1365
0,1425
0,1485
0,1547
0,1610
0,1675
0,1740
0,1874
9
0,1167
0,1225
0,1284
0,1345
0,1407
0,1470
0,1535
0,1601
0,1736
10
0,1056
0,1113
0,1172
0,1233
0,1295
0,1359
0,1424
0,1490
0,1627
11
0,0965
0,1022
0,1081
0,1141
0,1204
0,1268
0,1334
0,1401
0,1540
12
0,0888
0,0946
0,1005
0,1066
0,1128
0,1193
0,1259
0,1327
0,1468
13
0,0824
0,0881
0,0940
0,1001
0,1065
0,1130
0,1197
0,1265
0,1408
14
0,0769
0,0826
0,0885
0,0947
0,1010
0,1076
0,1143
0,1213
0,1357
15
0,0721
0,0778
0,0838
0,0899
0,0963
0,1030
0,1098
0,1168
0,1315
16
0,0679
0,0737
0,0796
0,0858
0,0923
0,0990
0,1059
0,1130
0,1278
17
0,0643
0,0700
0,0760
0,0822
0,0887
0,0954
0,1024
0,1096
0,1247
18
0,0610
0,0667
0,0727
0,0790
0,0855
0,0924
0,0994
0,1067
0,1219
19
0,0581
0,0638
0,0698
0,0761
0,0827
0,0896
0,0968
0,1041
0,1195
20
0,0554
0,0612
0,0672
0,0736
0,0802
0,0872
0,0944
0,1019
0,1175
ROK
12%
14%
16%
18%
20%
25%
30%
35%
40%
1
1,1200
1,1400
1,1600
1,1800
1,2000
1,2500
1,3000
1,3500
1,4000
2
0,5917
0,6073
0,6230
0,6387
0,6545
0,6944
0,7348
0,7755
0,8167
3
0,4163
0,4307
0,4453
0,4599
0,4747
0,5123
0,5506
0,5897
0,6294
4
0,3292
0,3432
0,3574
0,3717
0,3863
0,4234
0,4616
0,5008
0,5408
5
0,2774
0,2913
0,3054
0,3198
0,3344
0,3718
0,4106
0,4505
0,4914
6
0,2432
0,2572
0,2714
0,2859
0,3007
0,3388
0,3784
0,4193
0,4613
7
0,2191
0,2332
0,2476
0,2624
0,2774
0,3163
0,3569
0,3988
0,4419
8
0,2013
0,2156
0,2302
0,2452
0,2606
0,3004
0,3419
0,3849
0,4291
9
0,1877
0,2022
0,2171
0,2324
0,2481
0,2888
0,3312
0,3752
0,4203
10
0,1770
0,1917
0,2069
0,2225
0,2385
0,2801
0,3235
0,3683
0,4143
11
0,1684
0,1834
0,1989
0,2148
0,2311
0,2735
0,3177
0,3634
0,4101
12
0,1614
0,1767
0,1924
0,2086
0,2253
0,2684
0,3135
0,3598
0,4072
13
0,1557
0,1712
0,1872
0,2037
0,2206
0,2645
0,3102
0,3572
0,4051
14
0,1509
0,1666
0,1829
0,1997
0,2169
0,2615
0,3078
0,3553
0,4036
15
0,1468
0,1628
0,1794
0,1964
0,2139
0,2591
0,3060
0,3539
0,4026
16
0,1434
0,1596
0,1764
0,1937
0,2114
0,2572
0,3046
0,3529
0,4018
17
0,1405
0,1569
0,1740
0,1915
0,2094
0,2558
0,3035
0,3521
0,4013
18
0,1379
0,1546
0,1719
0,1896
0,2078
0,2546
0,3027
0,3516
0,4009
19
0,1358
0,1527
0,1701
0,1881
0,2065
0,2537
0,3021
0,3512
0,4007
20
0,1339
0,1510
0,1687
0,1868
0,2054
0,2529
0,3016
0,3509
0,4005
1
-
r)
(1
r
*
r)
(1
n
n
+
+
Przewodnik po ćwiczeniach
121
Literatura
[1]
Bellman R.E., Dreyfus S. E.: „Programowanie dynamiczne”; Państwowe Wydawnictwa
Ekonomiczne, W-wa, 1967.
[2]
Bień W.: Ocena efektywności finansowej spółek prawa handlowego”; Finans – Servis, W-wa,
1997 r.
[3]
Bladkowski S.: „Metody sieciowe w planowaniu i organizacji pracy”; PWE, Warszawa,
1970 r.
[4]
Burton C., Michael N.: „Zarządzanie projektem – jak to robić w twojej organizacji”;
Wydawnictwo Astrum, Wrocław, 1999 r.
[5]
Dietrych J.: „Projektowanie i konstruowanie”; WNT, W-wa, 1974 r.
[6]
Duraj J.: „Analiza ekonomiczna przedsiębiorstwa”; PWE, W-wa, 1993 r.
[7]
Flak W., Henzel H., Krotka W., Marcinek K., Stosur E., Walica H.: „Vademecum inwestora”;
GIPH, 1996 r.
[8]
G.H. Mitchell: „Badania operacyjne”; Wydawnictwa Naukowo – Techniczne, W-wa, 1977 r.
[9]
Jachna T., Sierpińska M.: „Ocena przedsiębiorstwa według standardów światowych”;
Wydawnictwo Naukowe PWN, wydanie I, W-wa, 1993 r.
[10]
Jędrzejczyk Z., Kukuła K., Skrzypek J., Walkosz A.: „Badania operacyjne w przykładach i
zadaniach”; Wydawnictwo Naukowe PWN, wydanie III, W-wa, 1999 r.
[11]
Jones J. Ch.: „Metody projektowania”; WNT, W-wa, 1977 r.
[12]
Karbownik A.: „Podstawy projektowania kopalń – część I: Ocena rozwiązań projektowych”;
Skrypty Uczelniane Politechniki Śląskiej nr 1318, Gliwice, 1986 r.
[13]
Karbownik A.: „Podstawy teorii projektowania”; Skrypty Uczelniane Politechniki Śląskiej nr
1364, Gliwice, 1987 r.
[14]
Kowalski R.: „Logika w rozwiązywaniu zadań”; WNT, W-wa, 1989 r.
[15]
MCSP
UNIDO:
„Poradnik
przygotowania
analizy
przemysłowych
projektów
inwestycyjnych”; Biuro UNIDO w W-wie, 1989 r.
[16]
Tarnowski W.: „Metody koncypowania – Heurystyczne metody poszukiwania rozwiązań
projektowych”; Skrypty Uczelniane Politechniki Śląskiej nr 1277, Gliwice, 1986 r.
[17]
Tarnowski W.: „Podstawy projektowania technicznego”; seria Wspomaganie Komputerowe
CAD/CAD, WNT, W-wa, 1997 r.