Файл: Метод экспертных оценок и область его применения решений (на примере выбора электротехнического оборудования для цеха добычи нефти и газа).pdf

Следовательно, возникает необходимость в решении задачи оптимального распределения денежных потоков на мониторинг и диагностику. Данное
решение с учетом ранее выдвинутых требований к объектам электроэнергетики может находиться как в области определенности (параметрические оценки надежности), так и неопределенности исходной информации (непараметрические оценки), на чем и базируется формирование управленческого решения.

Рисунок 6 - Схема оптимизации ресурса электротехнического оборудования

Исходя из всего вышесказанного, можно утверждать, что задача оптимизации распределения денежных средств на проведение различных работ
по выявлению состояния ЭО является актуальной задачей.

Основной целью является разработка методики экспертной оценки надежности ЭО при принятии управленческих решений в условиях неопределенности исходной информации.

Источниками исходной информации, прежде всего, должны быть соответствующие базы данных: измерений физических величин, статистических данных (рис. 6). Первая БД представляет собой данные о динамике развития дефектов и повреждений, а вторая - показатели надежности^[42]. Также необходимо ориентироваться на ремонтные и эксплуатационные документы, материалы специальных исследований, акты расследования аварий и рекламации,
которые могут выступать в качестве дополнительных источников информации.

Бесспорно, что для принятия обоснованных решений необходимо опираться на опыт, знания и интуицию специалистов. Данная составляющая является наиболее приоритетной в системе принятия решения и определяет ее эффективность.

Экспертные оценки бывают следующими.

Индивидуальные - оценки одного специалиста. В контексте мониторинга и диагностики - это качественная оценка электротехническим персоналом
состояния оборудования согласно идентифицирующим параметрам (признакам).

Коллективные — совещание специалистов в области электроэнергетики, направленное на подготовку информации к принятию решения с учетом коллективного мнения.

Мнения экспертов часто могут быть выражены в порядковой шкале, то есть эксперт может сказать (обосновать), что один показатель (параметр) электрооборудования более важен, чем другой, первый технологический объект более опасен, чем второй. Но он не в состоянии сказать, во сколько раз или на сколько более важен, соответственно, более опасен. Поэтому экспертов часто просят дать ранжировку (упорядочение) объектов экспертизы, то есть расположить их в порядке возрастания (или убывания) интенсивности интересующей организаторов экспертизы характеристики.

---

2.2. Разработка управленческого решения по выбору

электротехнического оборудования для цеха добычи нефти и газа

Рассмотрим выбор оборудования цеха добычи нефти и газа для проведения работ согласно системам мониторинга и диагностики в условиях ограниченности финансовых возможностей и неопределенности исходной информации. Данное решение будет основано на коллективной экспертной оценке
каждого варианта схем электроснабжения.

Каждое решение направлено на достижение одной или нескольких целей:

1) провести мониторинг и в случае необходимости диагностику ЭО;

2) осуществить ремонт, измерения, другие профилактические работы, направленные на достижение надежной работы установок и энергосистемы в целом.

Многие решения принимаются в условиях риска, то есть при возможной опасности потерь. Связано это, как правило, с разнообразными неопределенностями, возникающими при отсутствии исчерпывающей информации о состоянии оборудования. Кроме отрицательных (нежелательных) неожиданностей бывают положительные (успехи).

Любое измерение проводится с некоторой погрешностью, и эту погрешность необходимо указывать.

Выбор оптимальных решений из числа попавших в зону неопределенности производится на основе комплексных критериев эффективности. Процедура принятия решения на основе комплексных критериев эффективности и экспертных оценок состоит из следующих этапов:

1. Выбор экспертов.

Число экспертов должно быть не менее числа свойств, учитываемых при сравнении вариантов. Состав экспертов должен определяться необходимостью присутствия специалистов, компетентных в нужной области. Ориентировочное число экспертов - от 5 до 10. В нашем случае число экспертов N = 5.

2. Составление перечня свойств.

Эксперты устанавливают перечень свойств, подлежащих оценке. Ориентировочно в перечне от 3 до 7 свойств.

Техническое состояние электротехнического оборудования на основе БД измерений оценивается параметрически с использованием, как правило,
дистанционных неразрушающих методов контроля без отключения оборудования (табл. 3).

Число вариантов рассмотрения m = 3 (оценка трех схем электроснабжения).

Таблица 3

Критериальные свойства схем электроснабжения

№	Свойство	Значение
1	Техническое состояние ЭО (БД измерений)	min (плохое)
2	Число отказов (аварий) ЭО (БД статистики)	max
3	Устойчивоспособность наряду с передаваемой мощностью	max
4	Денежные затраты на методы съема параметров	mm

---

3. Определение весомостей.

Каждому свойству каждый эксперт присваивает оценочный ранг, который соответствует месту, занимаемому свойством в порядке убывания его важности. Наиболее важное свойство получает первое место, или ранг а = 1.

4. Обработка матрицы рангов (aik).

Дает возможность оценить весомость каждого свойства (vi) согласно формуле (1) (табл. 4).

Таблица 4

Матрица рангов критериальных свойств

Свойство	Эксперт, к					Весомость критериального свойства, vi
	1	2	3	4	5
1	1.5	1.5	2	1.5	1.5	0.40
2	4	3.5	3	3.5	3	0.10
3	3	3.5	4	1.5	4	0.13
4	1.5	1.5	1	3.5	1.5	0.36

Весомость каждого свойства определяется следующим образом:

(1)

где ;

N — число экспертов;

n — число свойств в перечне;

Ai — сумма рангов i-го свойства;

5. Оценка эффективности вариантов по каждому свойству.

Данная оценка основана на выявлении показателей, связанных с этим свойством наглядными зависимостями, например, числа каких-либо элементов в схеме или частоты возможных событий. Нежелательно использовать показатели, которые требуют расчетов и новых исходных данных. Достоверность таких показателей может быть оспорена экспертами, что недопустимо. Переход от численных показателей к относительным оценкам может быть осуществлен с помощью какого-либо линейного преобразования. В случае отсутствия показателей относительные оценки получаются путем ранжирования вариантов каждым экспертом.

На основе матрицы оценок (bijk), где j — номер варианта, можно получить сумму рангов Вij-го варианта по i-му свойству (табл. 5) и эффективность еij каждого свойства для каждого варианта (формула (4), табл. 6).

---

Таблица 5

Матрица оценок (bij) вариантов принятия
решения

Схема, j	Свойство, i
	1	2	3	4
1	2	2	1.5	1
2	1	3	1.5	2
3	3	1	3	3

Примечание: рассматривается для N= 1.

(2)

где m - число вариантов.

6. Комплексная оценка эффективности.

Эта оценка производится с помощью:

1) средней арифметической формы:

(3)

2) средней гармонической формы:

(4)

Линейная форма может иногда дать весьма близкие оценки, если проигрыш по одному свойству компенсируется выигрышем по-другому. У оптимального варианта значения Е*aj и Е*rj должны быть наибольшими. При неразличимости каких-либо вариантов по комплексному критерию процедуру для них следует повторить. Если неразличимость возникла из-за большой погрешности в оценках Е* следует изменить состав экспертов. Если неразличимость возникла из-за близких значений Е* у вариантов, следует составить новый перечень свойств – из числа не учтенных при первом сравнении.

Применив данный алгоритм комплексных критериев эффективности к нашей задаче, можно получить оценочные отношения, представленные ниже
в виде табл. 5 и 6.

Таблица 6

Комплексная оценка эффективности вариантов принятия решения

Схема, j	Эффективность каждого свойства для каждого варианта, еij				Е*aj	Е*rj
	1	2	3	4
1	0.67	0.67	0.83	1.00	0.80	0.78
2	1.00	0.33	0.83	0.67	0.76	0.66
3	0.33	1.00	0,33	0.33	0.44	0.37

---

Погрешность оценок vi в случае определения их группой экспертов вычисляется по множеству указанных экспертами значений как среднеквадратическое отклонение от среднего. Погрешности оценок ei определяются погрешностями измерения показателей критериальных свойств yi и распределением вероятностей этих погрешностей. В случае определения еi экспертным путем погрешности этих оценок вычисляются аналогично погрешностям
оценок vi.

Если оставить без внимания погрешности оценок, то варианты имеют вполне различимые оценки E*. Оценка средней гармонической — самая низкая (третья схема, рис. 7) — предупреждает, что принятие этого варианта осуществляется в самую последнюю очередь при условии остатка денежных средств.

Рисунок 7 - Средняя арифметическая и гармоническая формы

трех вариантов схем

Из методики анализа схем электроснабжения следует, что значение целевой функции Е* (формулы (3) и (4)) для каждого варианта объекта или системы является комплексной оценкой его качества. В зависимости от постановки критериальных свойств оптимальным значением является либо минимальное, либо максимальное значение данной функции среди множества рассматриваемых вариантов. В нашем случае оптимальным можно признать вариант, у которого целевая функция максимальна, что выделяет необходимость проведения восстановительных работ на первом участке общей схемы электроснабжения среди прочих вариантов.

Целевая функция как комплексный показатель качества является мерой эффективности управленческого (технического) решения, или мерой приближения к эталону.

Таким образом, задача распределения денежных средств на проведение комплексных работ по оценке состояния ЭО (ряда ключевых параметров) может быть сведена к экспертному ранжированию вариантов схем электроснабжения.

Выводы.

1. В связи с существующими недостатками, выявленными в ходе анализа системы планово-предупредительных ремонтов, а также с ростом количества оборудования особое значение приобретают системы мониторинга и диагностики, которые позволяют в той или иной степени идентифицировать состояние электротехнического оборудования (ЭО). Следовательно, возникает необходимость в решении задачи оптимального распределения денежных потоков на мониторинг и диагностику. Данное решение с учетом ранее выдвинутых требований к объектам электроэнергетики может находиться как в области определенности (параметрические оценки надежности), так и неопределенности исходной информации (непараметрические оценки), на чем и базируется формирование управленческого решения.

---