Eksploatacja układów automatyki i robotyki,

systemy bezpieczeństwa

Temat pracowali :

Piotr Siedlaczek

Łukasz Pawelec

Dawid Jasiński

Karol Mikuła

1.Teoria wyboru

Zajmuje się rozwiązanie sytuacji, gdzie występuje przynajmniej dwa i więcej możliwości rozwiązania problemu przez człowieka. Najcześciej odgrywa ona ważną rolę w trakcie podejmowania decyzji, które mogę między innymi zwiększyć koszty projektowe lub wydłużenia jego czasu pracy. Jej zadaniem dla decydenta jest pomoc w podjęciu odpowiedniej decyzji ze względów ekonomicznych i/lub praktycznego w sytuacjach, gdzie liczba stawianych kryteriów jest zbyt obszerna. W toerii są zawarte takie dziedziny jak matematyka, statystyka, ekonomia, informatyka wraz z naukami humanistycznymi jak psychologia, zarządzanie, filozofia czy medycyna. W celu przeprowadzenia jest zbudowanie obszernej bazy informacyjnej, która ma wspomóc osobę do podjęcia decyzji.

Podstawowymi pojęciami w temacie jest decyzja, wybór, decydent, decyzja podejmowana w warunkacj pewności, decyzja podejmowana w warynkach ryzyka, decyzja podejmowana w warunkach niepewności. Celem stosowania przedstawionej teorii jest podejmowanie najkorzystniejszej decyzji, przykładem może być zakład produkcyjny gdzie celami jest obniżenie kosztów, zwiększenie jakości, wprowadzenia najkorzystniejszych technologi dla produkowanego elementu.

Wyjaśnienie pojęć podstawowych:

• Decyzja - podejmowanie przez człowieka lub instytucję akt postanowienia przy wyborze

• Wybór - jest to proces gromadzenia i przetwarzania informacji w celu wskazania jednego elementu ze zbioru, który spełnia określone wymagania i jest najlepszy ze względu na przyjęty system wartości

• Decydent - osoba bądź instytucja podejmująca decyzję

• Decyzja podejmowana w warunkach :

• pewności - każda decyzja pociąga za sobą określone, znane konsekwencje

• ryzyka - każda decyzja pociąga za sobą więcej niż jedną konsekwencję, znany jest zbiór możliwości konsekwencji i prawdopodobieństwa ich występowania

• niepewności - nie są znane prawdopodobieństwa występowania konsekwencji danej decyzji

2.Proces decyzyjny

Oznacza grupę logiczną powiązanych ze sobą operacji myślowych, które prowadzi do rozwiązanie problemu przez wybór jednego z wariantów. Zbudowany jest kolejno następujących faz po sobie:

• identyfikacja sytuacji decyzyjnej

• sformuowanie problemu decyzyjnego

• zbudowanie modelu decyzyjnego

• wyznaczenie decyzji dopuszczalnych i optymalnych

• podjęcie ostatecznej decyzji

• realizacja podjętej decyzji

Podczas realizacji decyzji wyboru oraz po jego dokonaniu potrzebna jest odpowiednia ilość informacji w celach weryfikacji czy podjęta ostateczna decyzja jest słuszna. Aby decyzję można było nazwać najkorzystniejszą, należy spełnić następujące kryteria identyfikujące zadane wymagania:

• Funkcjonalność

• Niezawodność

• Wymagania dynamiczne

• Wymagania ekonomiczne, estetyczne, prawne

• Wymagania formalne

• Wymgania technologiczne

• Wymagania eksploatacyjne

Sam wybór powinien być przeprowadzony jednoznacznie, przekonywująco oraz powtarzalnie. Wybór intuicyjny nie jest najefektywniejszą opcją wyboru. Schemat procesu decyzyjnego następuję kolejno po sobie:

• Sytuacja decyzyjna

• Decydent

• Uwarunkowanie

• Osobnicze sytuacje społeczne

• Decyzja

• Implementacja

• Efekt

Etapem procesu podejmowania decyzji jest rozpoznanie i charakterystyka sytuacji, sformuowanie problemu, określenie osiągnięcia celu oraz kryteria umożliwiających ocenę wyników. Problemami wymagające rozwiązania mogą być:

• powtarzalne lub precedensowe

• przewidywalne lub nieprzewidywalne

• proste lub złożone

Metoda rozwiązania problemu jest związana jest z typem modelu:

• deterministycznym - parametry są stałe i określone

• probabilistycznym - występowanie parametrów zmiennych

• strategicznym - występuje teoria gier

Poszukiwanie alternatywnych rozwiązań, sytuacji powinien być oparty na metodach np. matematycznych, geometrycznych, teori grafów oraz logiki rozmytej. W tym etapie decyzja powinna być podjęta jednostkowa lub grupowa, posiadająca dostateczną ilość informacji i danych. Jedno etapowy proces wyboru, gdzie decyzja wyboru jest jedna i ostateczna.

gdzie:

K - kryterium wyboru

W - zbiór wariantów

Ω - zbiór wymagań

d₀ - wariant najlepszy

I - dodatkowa informacja

D - decyzja

Występuje tutaj scenariusz automatyczny lub interaktywny. Pierwszy scenariusz wymaga wcześniejszego wyznaczenia wszystkich wariantów oraz kryteriów. Scenariusz interaktywny wprowadza informacje wstępne oraz pozwala na ich późniejszą zmianę, przez dodanie lub ujęcie ich w trakcie procesu. Składa się on z następujących faz:

• uświadomienie celu

• strukturyzacji

• dobierania informacji

• wyznaczanie rozwiązania wstępnego

• ocena rozwiązania

• adaptacja rozwiązania

• rekonstrukcja zadania

Wymagania i zbiór kryteriów powinien być jednoznaczny. Źródła informacji z jakich projektant może korzystać to:

• wiedza i doświadczenie z poprzednich projektów

• możliwość korzystania z badań zapożyczonych lub własnych

• rozmowy ze specjalistami

• badanie literatury

Wstępne kryteria powinny zostać podane wielokrotnej analizie, eliminując powtarzalność materiału. Celem tej analizy jest uzyskanie obszernej ilości informacji na tamat danego produktu, optymalna ilość kryteriów mieści się w przedziale od siedmiu do dziewięciu. Po przeprowadzonych badaniach wynika, że 20% najistotniejszych kryteriów wpływa aż na 80% jakości końcowego przedmiotu. W tym celu istotne jest uporządkowanie wymagań od najważniejszych do najmniej ważnych.

3. Metody analizy wielokryterialnej

Mają pomóc rozwiązać problem skomplikowane. Nie wszystkie problemy można rozwiązać za pomoca analizy jednokryterialne, w tym celu opraconowa metody modelowania sytuacji pomagającyh podjęcie decyzji.

Geometryczna metoda sieci pajęczej. Wykorzystywana jest w prezentacjach, gdzie celem jest przedstawienie przewagi jednego rozwiązania nad drugim. Metoda jest ograniczona do trzech kryteriów, gdzie wybieramy najlepszy wariant. W metodzie jest wykorzystany biegunowy układ współrzędnych o środku w punkcie 0 i liczbie osi odpowiadającej ilości kryteriów. Każda oś posiada wartość z przedziału <0,1>. Ocena wariantu to wyboru wartości na odpowiedniej osi. Następnie należy wykonać skalowanie zgodne z naszymi założeniami. Kojenym etapem jest utworzenie wielokąty, za którego pomocą jesteśmy wstanie wybrać największą lub najmniejszą powierzchnię odpowiedzialną za nasze rozwiązanie. Schemat przedstawiony dla metody sieci pająka został wstawiony poniżej.

Analiza hierarchizacyjna jest metodą rozkładu problemów złożonych na elementy prostsze. Wspomaga to ułatwienie decyzji decydentowi, a jej układ jest przedstawiony poniżej.

Wynikiem analizy jest ustalenie rankingu priorytetów. Najważniejszym aspektem jest ustawienie wartości dla ułatwienia wyboru, od 1 - wskaźnik jednakowy do 9 - przewaga wskaźnika nad innymi.

Metoda porównania parami polega na porównaniu każdego wariantu ze sobą i przypisaniu im wartości 1 gdy wariant w jest najlepszy lub 0 gdy wariant porównywany bardziej nas satysfakcjonuje. Najczęściej jest to wykonywane w tabeli dla przejrzystości i czytelności układu.

Aby uzyskać wynik należy dodać ze sobą wartości w wierszach. Przykład metody został przedstwiony poniżej.

Wariant	1	2	3	4	5	Suma
1	-	1	1	0	1	3
2	0	-	0	1	1	2
3	0	1	-	0	0	1
4	1	0	1	-	0	2
5	0	0	1	1	-	2

Tabela poniżej przedstawi nazwę metody, jej wady i zalety podczas korzystania z niej.

Nazwa metody	Wady	Zalety
Geomatryczna metoda sieci pajęczej	Liczba kryteriów ograniczona do trzech	Łatwość implemetacji użycia technik komputerowych Graficzne rozwiązanie Szybkość metody
Analiza hierarchizacyjna	Zebranie dużej ilości inforcji kontrowersyjne wybory skali istotności wskaźników	Graficzne rozłożenia problemu na czynniki pierwsze
Porównanie paramia	Brak gwarancji uzyskanai dobrego rozwiązania Duża ilość porównań Brak konsekwentości	Metoda uproszczona (brak wag, kodowania, itp.)

Metoda doboru według kryteriów została podzielona na trzy możliwości.

• Analiza par to zbudowanie macierzy m x m, gdzie m oznacza liczbę kryteriów. Następnie porównujemy metody do siebie oraz przypisujemy im wartości 1 - ważniejsza lub 0 - mniej ważna metoda. Wynikiem jest otrzymanie macierzy, której suma wierszy jest wskaźnikiem wadi danego kryterium.

• Burza mózgów polega na utworzeniu grupy osób, gdzie każda osoba posiada swoje zdanie. Przez swobodne wypowiedzi i możliwość dyskusji należy wybrać korzystne rozwiązanie. W metodzie główną rolę odgrywają czynniki psychologiczne.

• Opinia ekspertów jest zwróceniem się do osób posiadających wiedzą, która ma zapewnić poprawne rozwiązanie. Metoda jest dość efektywna, lecz minusem mogą być koszty z nia powiązane.

Matematyczna postać oceny syntetycznej, gdzie strategia podejmowania decyzji może przyjąć wiele postaci. Najpopularniejsze postaciami są:

• Strategia liniowa

gdzie:

v:i = 1:I - współczynnik wagi

• Strategia koniunkcyjna

gdzie:

a_i - stałe

Sposoby kodowania kryteriów, gdzie każde kryterium posiada własne wartości o różnych rzędach. Należy wykonać standaryzajcę przy pomocy narzędzi matematycznych w celu uzyskania dalszego rozwiązania. Rozróżnia się dwa sposoby kodowania:

• W stosunku do wartości średniej

Dla stymulanta

Dla dystymulanta:

gdzie:

x_srj - wartość średnia

s_j - odchylenie standartowe

• W stosunku do wartości maksymalnej

Dla stymulanta

Dla dystymulanta

gdzie:

x_jmax - maksymalna wartość odwrotności według j kryteriów

Tabela poniżej przedstawi nazwę metody, jej wady i zalety podczas jej korzystania.

Nazwa metody	Wady	Zalety
Strategia liniowa	Problem z uzyskaniem rozwiązania uniwersalnego	Liniowa zależność Prosta implementacja
Strategia koniunkcyjna	Nieliniowa zależność	Zwraca uwagę na uniwersalne rozwiązanie Jej modyfikacje mogą wprowadzić selekcyjne kryterium
Kodowanie w stosunku do wartości średniej	Zakres wielkości ujemnych	Wartość średnia punktem odniesienia
Kodowanie w stosunku do wartości maksymalnej	Nie uwzględnia wartości średniej	Nie wymaga odchylenia standardowego Daje wartości dodatnie

Rozwiązanie ogólnego zadania wyboru w postaci uproszczonego algorytmu

Wybór cech algorytmu

|

|

|

|

\/

Wagi kryteriów

|

|

|

|

\/

Miary liczbowe wariantów

|

|

|
|

\/

Kodowanie

|

|

|

|

\/

Obliczenie syntetycznych wskaźników

|

|

|

|

\/

Zestawienie wskaźników

4. Wnioski i podsumowanie

Podjęcie decyzji jest rzeczą skomplikowaną, szybkość podejmowania decyzji jest zależny od złożoności problemu. W pracy przedstawiono rodzaje możliwości ułatwiające podjęcia decyzji i eliminacji intuicji z procesu decyzynego. Można stwiedzić, że podjęte rozwiązanie za pomocą metod w pracy jest poprawnie uzasadniona, gdyż cały proces decyzyjny jest unormowany. Oczywiście wszytkiego rodzaju problemu w życiu codziennym czy w pracy można rozwiązać za pomocą przedstawionej teori wyboru.

---