Прийняття рішень в умовах невизначеності та ризику

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РОЗДІЛ II. АНАЛІЗ ТА ПРИЙНЯТТЯ  РІШЕНЬ В УМОВАХ

НЕВИЗНАЧЕНОСТІ І РИЗИКУ НА ПИКЛАДІ ДІЯЛЬНОСТІ

КОЛЕКТИВНОГО ГОСПОДАРСТВА "АТЛАНТ"

2.1. Складання матриці  попарних порівнянь (МПП), обчислення індексів узгодженості та пошук векторів локальних пріоритетів на Колективному господарстві "Атлант".

 

Колективне господарство “Атлант ” Буринського району організоване в 1987 році на базі колгоспу ім. Леніна. В 2008 р. відбулася реструктуризація Колективного господарства “Атлант  ”  шляхом забезпечення всім членам КГ права вільного виходу з КГ разом  з земельними частками (паями) і майновими  паями. На сьогодні реформування повністю проведено, всі члени господарства мають земельні частки та майнові  паї, розмір яких залежить від професії, стажу робітника, розміру заробітної плати.

Колективне господарство “Атлант ”  організовано з метою  забезпечення населення обласного  центру овочами протягом всього року.

Для розвитку овочівництва господарство має багато передумов. Розташоване підприємство недалеко від райцентра, має з ним гарний зв’язок дорогами з твердим покриттям. Розташування земель поряд водосховища  дає можливість розвивати землеробство.

Найближча залізнично станція  Путивль знаходиться в 5 км від  господарства.

В теперішній час господарство має 10,9 га теплиць для вирощування  овочів, з них 8,6 га теплиць зимових  під склом и 2,3 га весняних теплиць  блочного типу. Обслуговують теплиці 2 бригади.

Серед обслуговуючих виробництво  можна виділити механічну майстерню. Для зберігання продукції збудовані 2 склади. З метою безпосередньої переробки продукції на місцях її виготовлення на території господарства розташований консервний цех, що надає  можливість отримувати не лише свіжі, але й консервовані овочі, натуральні соки. Але останній рік у зв’язку  з відсутністю грошових коштів консервний цех не працює.

Господарство має також  невелику пасіку, яку утримують для  опилення овочів та отримання більш  високих врожаїв культур, додатково  отримують мед.

Обрана організаційно-виробнича  структура господарства є доцільною  та сприяє більш ефективному управлінню виробничо-господарською діяльністю, оперативному управлінню та контролю за виробничими процесами в структурних  підрозділах.

Практично на будь-якому  виробничому підприємстві під час  експлуатації теплообмінних агрегатів  на їх внутрішніх поверхнях  утворюються  карбонатні відкладення (накип). Внаслідок  цього теплоносій  перестає ефективно  віддавати тепло в оточуюче середовище. В результаті зменшується коефіцієнт корисної дії (ККД) згадуваної системи. Крім того, накип викликає перевитрату  палива. Відомо, що 5мм накипу призводять до перевитрати  близько 30 % теплової енергії. При утворенні накипу знижується також рівень надійності металу і  рівень текучості, внаслідок чого відбувається розрив труб теплообмінних агрегатів, що виводить їх з ладу.

Замінити теплообмінні агрегати можливо, але вони дорогі і їх придбання  не рятує підприємство від виникнення подібної ситуації в подальшому. Тому економічно доцільно провести очистку  внутрішніх поверхонь труб від карбонатних  відкладень.

Перед ОПР постала проблема вибору найкращого способу відновлення втрачених характеристик теплообмінних агрегатів. Необхідно вирішити, яку саме технологію обрати при очищенні труб.

Застосуємо метод аналізу  ієрархії для вирішення даної  проблеми. Проаналізувавши ієрархічну структуру даної задачі методом  аналізу ієрархії ми зможемо визначити, які фактори більш важливі  при прийнятті рішення і головне  – яку технологію слід обрати.

Для цього спочатку представимо  структуру даної задачі у вигляді  ієрархії (див. додаток 13). При цьому планування відбувається як прогнозування поточного стану на майбутнє.

На нульовому рівні  знаходиться фокус ієрархії, тобто  загальна мета досліджуваної проблеми: відновлення характеристик теплообмінних  агрегатів. Оскільки розв’язується  задача в одній області, то фокус  один.

На першому рівні знаходяться  сили ієрархії, які визначають поведінку  її учасників. Це економічні та якісні показники обраної технології, а  також її екологічна безпека.

Акторами, тобто діючими  учасниками, виступають: керівник підприємства, технічний директор, головний механік  та робітники (2–ий рівень). Звичайно керівника підприємства більше цікавить фінансовий аспект вирішення даної  проблеми, хоча якісні показники також  мають великий вплив на вибір  технології. Технічний директор та головний механік зацікавлені в  якісних показниках системи очистки  та її екологічній безпеці, оскільки вони безпосередньо відповідають за технічні служби підприємства (проведення ремонту, закупку обладнання, забезпечення безаварійної та ефективної роботи устаткування, низький рівень виробничого травматизму  тощо). Для робітників  також важлива  екологічна безпека, оскільки це може негативно відбитися на стані  їх здоров’я.

 Цілями акторів (3–ий  рівень) є: вартість установки,  експлуатаційні витрати, збільшення  строків служби агрегатів, швидкість  очистки, якість очищення, продуктивність, зниження ймовірності корозійного  руйнування, очистка труб складної  конфігурації, простота застосування, забезпечення безаварійної експлуатації, утилізація відпрацьованої речовини, вплив на оточуюче середовище.

4-ий рівень – це  критерії, характеристики попереднього  рівня, наприклад швидкість очистки  може бути 1-5 м/м, 1-7 м/м, 1-8 м/м, 1-10 м/м,     1-11 м/м, 1-12 м/м; якість очищення  може сягати 40% від початкового  рівня,  45%, 50%, 55%, 60%, 75%, 80%, і т. д.

На останньому рівні знаходяться  альтернативи, які представляють  собою технології очистки внутрішніх поверхонь теплообмінних агрегатів: "Стример", "Град", "888СВЕТ", "Біоком", "Азов", "Сток", "Волна", "Іскра".

Опис  альтернатив Існує безліч способів для очищення внутрішніх поверхонь від карбонатних відкладень, по яких циркулює проточна вода. Як альтернативні в даній задачі обрані технології, що є найбільш поширеними в країнах СНД, зокрема: “Стример”, "Град", "888СВЕТ", "Біоком", "Азов", "Сток", "Волна", "Іскра" (див. додаток 9, таблиця 2), які базуються на різних методах очистки: хімічній дії, механічній дії та ефектові Юткіна. Розглянемо детально кожну з альтернатив:

1. Технологія "Стример":
• вартість установки: низька;
• експлуатаційні витрати: невеликі;
• збільшення строків служби агрегатів: 3-5 років;
• швидкість очистки: 1-7 м/м;
• якість очищення: 50%;
• продуктивність: малопродуктивна;
• зниження ймовірності (йм-сті) корозійного руйнування: значно зменшує;
• очистка труб складної конфігурації: повна очистка;
• простота застосування: потребує додаткових пристосувань;
• забезпечення безаварійної експлуатації: достатнє;
• утилізація відпрацьованої речовини: відпрацьована речовина знову використовується;
• вплив на оточуюче середовище: екологічно чистий.

 

2. Технологія "Град":
• вартість установки: середня;
• експлуатаційні витрати: великі;
• збільшення строків служби агрегатів: 3-7 років;
• швидкість очистки: 1-10 м/м;
• якість очищення: 55%;
• продуктивність: малопродуктивна;
• зниження йм-сті корозійного руйнування: недостаньо зменшує;
• очистка труб складної конфігурації: повна очистка;
• простота застосування: потребує додаткових пристосувань;
• забезпечення безаварійної експлуатації: середнє;
• утилізація відпрацьованої речовини: має спеціальні (спец) пристосування;
• вплив на оточуюче середовище: екологічно чистий.
3. Технологія "888СВЕТ":
• вартість установки: низька;
• експлуатаційні витрати: середні;
• збільшення строків служби агрегатів: 6-8 років;
• швидкість очистки: 1-5 м/м;
• якість очищення: 60%;
• продуктивність: малопродуктивна;
• зниження йм-сті корозійного руйнування: значно зменшує;
• очистка труб складної конфігурації: повна очистка;
• простота застосування: потребує додаткових пристосувань;
• забезпечення безаварійної експлуатації: середнє;
• утилізація відпрацьованої речовини: відпрацьована речовина знову використовується;
• вплив на оточуюче середовище: екологічно чистий.
4. Технологія "Біоком":
• вартість установки: висока;
• експлуатаційні витрати: великі;
• збільшення строків служби агрегатів: 5-6 років;
• швидкість очистки: 1-12 м/м;
• якість очищення: 45%;
• продуктивність: високопродуктивна;
• зниження йм-сті корозійного руйнування: недостаньо зменшує;
• очистка труб складної конфігурації: нерівномірна очистка;
• простота застосування: достатньо просто;
• забезпечення безаварійної експлуатації: достатнє;
• утилізація відпрацьованої речовини: потребує послідуючої складної утилізації;
• вплив на оточуюче середовище: негативний вплив.
5. Технологія "Азов":
• вартість установки: середня;
• експлуатаційні витрати: середні;
• збільшення строків служби агрегатів: 3-5 років;
• швидкість очистки: 1-8 м/м;
• якість очищення: 40%;
• продуктивність: високопродуктивна;
• зниження йм-сті корозійного руйнування: недостаньо зменшує;
• очистка труб складної конфігурації: нерівномірна очистка;
• простота застосування: достатньо просто;
• забезпечення безаварійної експлуатації: недостатнє;
• утилізація відпрацьованої речовини: потребує послідуючої складної утилізації;
• вплив на оточуюче середовище: негативний вплив.
6. Технологія "Сток":
• вартість установки: висока;
• експлуатаційні витрати: невеликі;
• збільшення строків служби агрегатів: 5-6 років;
• швидкість очистки: 1-11 м/м;
• якість очищення: 45%;
• продуктивність: високопродуктивна;
• зниження йм-сті корозійного руйнування: недостаньо зменшує;
• очистка труб складної конфігурації: нерівномірна очистка;
• простота застосування: достатньо просто;
• забезпечення безаварійної експлуатації: середнє;
• утилізація відпрацьованої речовини: потребує послідуючої складної утилі-ції;
• вплив на оточуюче середовище: негативний вплив.
7. Технологія "Волна":
• вартість установки: низька;
• експлуатаційні витрати: невеликі;
• збільшення строків служби агрегатів: 7-12 років;
• швидкість очистки: 1-8 м/м;
• якість очищення: 80%;
• продуктивність: високопродуктивна;
• зниження йм-сті корозійного руйнування: значно зменшує;
• очистка труб складної конфігурації: малоефективна;
• простота застосування: потребує додаткових пристосувань;
• забезпечення безаварійної експлуатації: достатнє;
• утилізація відпрацьованої речовини: має спец. пристосування;
• вплив на оточуюче середовище: екологічно чистий.
8. Технологія "Іскра":
• вартість установки: низька;
• експлуатаційні витрати: середні;
• збільшення строків служби агрегатів: 5-10 років;
• швидкість очистки: 1-7 м/м;
• якість очищення: 75%;
• продуктивність: високопродуктивна;
• зниження йм-сті корозійного руйнування: значно зменшує;
• очистка труб складної конфігурації: малоефективна;
• простота застосування: потребує додаткових пристосувань;
• забезпечення безаварійної експлуатації: достатнє;
• утилізація відпрацьованої речовини: має спец. пристосування;
• вплив на оточуюче середовище: екологічно чистий.

Перевірка того, що альтернативи утворюють МЕП . Перш ніж застосовувати МАІ до даної задачі, перевіримо, чи утворюють альтернативи множину Еджворта-Парето, тобто що серед альтернатив немає таких, які гірші деякої іншої альтернативи по всім критеріям. Для цього складемо допоміжну таблицю (додаток 9, таблиця 3), у якій на перетині і-ого стовпця та j-ої строки знаходиться число - кількість критеріїв, за якими і-тий об’єкт краще за j-ий. Якщо всі числа цієї таблиці, крім елементів головної діагоналі (об’єкт порівнюється сам з собою), будуть ненульовими, то альтернативи утворюють множину Еджворта-Парето і немає необхідності виключати з розгляду жодну з альтернатив.

Як бачимо в нашому випадку  нульових елементів, окрім тих, що стоять в головній діагоналі немає, тому альтернативи утворюють множину  Еджворта-Парето, отже можемо тепер  застосовувати МАІ для розв’язання  задачі.

Після ієрархічного представлення  задачі необхідно встановити пріоритети критеріїв і оцінити кожну  з альтернатив за критеріями, визначивши найбільш важливу з них.

У методі аналізу ієрархій елементи порівнюються попарно по відношенню до їх впливу на загальну для них  характеристику.

Парні порівняння призводять до запису характеристик порівнянь  у вигляді квадратної таблиці  чисел, яка називається матрицею попарних порівнянь (МПП). Для цього  в ієрархії виділяються елементи двох типів: елементи-"батьки" і елементи-"нащадки". Елементи-"нащадки" впливають на відповідні елементи вищого рівня ієрархії, що є по відношенню до першого елементами - "батьками". МПП будуються для всіх елементів-"нащадків", що відносяться до відповідного елемента-"батька". Елементами-"батьками" можуть бути елементи, що належать будь-якому ієрархічному рівню, крім останнього, на якому розташовані альтернативи. Парні порівняння проводяться в термінах домінування одного елемента над іншим відповідно до шкали Сааті (див. додаток 8, табл. 1).

Заповнення квадратних МПП  здійснюється за таким правилом: якщо елемент  домінує над елементом , то клітинка матриці, що відповідає рядку і стовпцем , заповнюється цілим числом, а клітинка, що відповідає рядку і стовпцю , заповнюється обернено пропорційним числом. Якщо елемент домінує над , то ціле число ставиться в клітинку, яка відповідає рядку і стовпцю , а дріб ставиться в клітину, яка відповідає рядку і стовпцю . Якщо елементи і рівнозначущі, то в обидві позиції матриці ставляться одиниці.

Нехай - елементи порівняння (n – кількість елементів даного рівня). Тоді МПП буде мати вигляд , де - коефіцієнт попарного порівняння над за шкалою Сааті, тоді відповідно - коефіцієнт попарного порівняння над (за шкалою Сааті). Для заповнення МПП достатньо заповнити елементів вище головної діагоналі.

Заповнимо МПП для нульового  рівня (див. додаток 2). Для цього спочатку розставимо ранги сил ієрархії по відношенню до фокусу. Оскільки від якісних показників технології очистки теплообмінних агрегатів залежить строк служби системи, а отже період повторення даної процедури в подальшому, то якісні показники мають найбільшу значущість. На другому місті по важливості стоять економічні показники, оскільки у випадку великих витрат, можливо, доцільніше буде повністю замінити систему. На 3-ьому місці стоїть  – екологічна безпека. Хоч екологічна безпека є не такою важливою як 2 попередні показники, однак в деяких випадках може мати велике значення, наприклад для робітників, на стан здоров’я яких безпосередньо впливає,  особливо, якщо застосовується хімічна дія.

Тепер можемо перейти безпосередньо  до заповнення матриці попарних порівнянь. По головній діагоналі ставимо одиниці, оскільки елементи порівнюються самі з собою.

Так як матриця обернено симетрична, то заповнювати будемо лише елементи вище головної діагоналі.

Оскільки якісні показники  суттєво переважать економічні, то а₁₂= . Звідси слідує, що елемент . Економічні показники мають деяку перевагу у порівнянні з екологічною безпекою, тому за шкалою Сааті , отже . Якісні показники мають сильну перевагу над екологічною безпекою, тому . Тобто МПП матиме вигляд:

Таблиця 3. Матриця попарних порівнянь

 

  Тепер заповнимо МПП  для першого рівня, в результаті  чого визначимо пріоритети акторів  по відношенню до сил ієрархії (див. додаток 1).

• По відношенню до економічних показників:

Найбільше в економічному аспекті зацікавлений керівник підприємства, потім технічний директор, головний механік і, нарешті, робітники. Отже, в результаті отримаємо:

• Оскільки зацікавленість керівника підприємства в економічних показниках суттєвіша, ніж технічного директора, то а₁₂=5 .
• Зацікавленість керівника підприємства в економічних показниках  набагато сильніша, ніж головного механіка а₁₃=6 .
• Зацікавленість керівника підприємства в економічних показниках  майже очевидна в порівнянні з робітниками а₁₄=6 .
• Технічний директор дещо зацівленіший в економічних показниках, ніж головний механік, отже а₂₃=3 .
• Технічний директор набагато сильніше зацікавлений в економічних показниках, ніж робітники, тому а₂₄=6 .
• Головний механік дещо зацікавленіший в економічних показниках в порівнянні з робітниками, тому а₃₄=3 .
• По відношенню до якісних показників: