Разработка целей, альтернатив, критериев, моделей, затрат для исследуемой системы

Наиболее эффективным методом подобного технико-экономического исследования является системный анализ, основные этапы которого – разработка целей, альтернатив, критериев, моделей, затрат для исследуемой системы.

На начальном этапе анализа разрабатывается «дерево целей». Генеральной целью, являющейся корнем дерева, будет цель функционирования анализируемого изделия. Критерий достижения генеральной цели для практически любых изделий можно выразить соотношением

Э/S→max,

где Э – эффект, достигаемый при использовании изделия в народном хозяйстве

S – затраты, связанные с его использованием.

Приведенный критерий определяет альтернативы достижения генеральной цели. Так, альтернативами достижения генеральной цели, или целями следующего уровня, становятся: наличие (увеличение) достигаемого эффекта и ограничение (уменьшение) затрат.

Глубина анализ определяется числом уровней ранжирования целей и альтернатив.

Другими элементами анализа являются модели и затраты. Применяемые для анализа экономико-математические модели должны носить оптимизационный характер. Постановка оптимизационной задачи и последующий расчёт экономического эффекта сводится, в общем случае, к следующему.

Известно, что с ростом качества изделий происходит увеличение затрат S _r связанных, с его производством, однако изделие повышенного качества имеет меньшие эксплуатационные затраты (S _Э).

Зависимость себестоимости изделия S _п от определенного показателя качества простейшем случае можно аппроксимировать формулой:

.

Параметр a, определяющий крутизну роста кривой себестоимости S _n (x), будет различным для конкретных НИР. Ом может быть определен обратным вычислением, т.е.

(5.3)

Функцию S_l(x) в первом приближении можно аппроксимировать линейной зависимостью

(5.4)

Параметры l и d характеризует уровень и степень эксплуатационных расходов в зависимости от увеличения оптимизируемого показателя качества Х. Они определяются обратным вычислением для конкретных точек на графике, т.е.

(5.5)

Cуммарные затраты, связанные с использованием изделия повышенного качества, представляют сумму производственных и эксплуатационных затрат.

,

Где S - суммарные затраты.

Уменьшенное значение этой зависимости определит оптимальное значение | x₀ | рассматриваемого показателя.

В этом случае суммарные затраты составят

сравнительная экономическая эффективность может быть определена как разность между базовым вариантом и оптимальным.

где Э - сравнительная экономическая эффективность, применения изделия повышенного качества;

- суммарные затраты по базовому варианту;

- суммарные затраты по оптимальному варианту.

Следует отметить, что предлагаемые зависимости можно использовать в качестве экономико-математических моделей выбора альтернативных вариантов, В этом случае в роли оптимизируемого показателя будет выступать критерия достижения соответствующей цели.

Реализуя нижеизложенные теоретические положения, магистрант в организационно-экономической части диссертации должен выполнить следующее:

- разработать "дерево целей" использования изделия, повышенного
качества, сформулировав цели я альтернативы не менее трех уровней

- установить критерии достижения целей каждого уровня;

- провести оптимизационные расчеты (по крайней мере, по одному показателе качества или критерий);

- выполнить расчет экономическое эффективности планируемой НИР;

- вынести на демонстрационный лист "дерево целей" и итоги вычислений экономической эффективности НИР.

Реализация предлагаемого подхода определяется особенностями изделия, показателем (или показателями) качества изделия, т.е. специфической направленностью НИР. Поэтому в данных методических указаниях нет возможности изложить все варианты задания организационно-экономической части данного профиля.

ПРИМЕР ПРОВЕДЕНИЯ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА

В качестве примера рассмотрим проведение системного анализа темы НИР, направленной на разработку гироскопических навигационных приборов повышенного качества.

Системный анализ объекта научной разработки следует начинать с его технико-экономической характеристики, из всей совокупности применяемых гироскопических приборов я устройств наиболее широко используются навигационные гироприборы. Они устанавливаются на различных транспортных средствах: кораблях, самолетах, ракетах, наземных средствах транспорта. Главная задача навигационного прибора - определение места положения транспортного средства. Принципиально эта задача решается на основе двух методов или их сочетания. Во-первых, на основе использования навигационных ориентиров я, во-вторых, счислением! Первый метод обладает большей точностью, но требует создания ориентиров, т.е. постройки маяков, корректирующих радиолокационных станций я, что наиболее важно, условий, которые позволяли бы получить пеленг, метод счисления не требует ориентиров и полностью обеспечивается гироскопическими приборами для установленного района функционирования транспортного средства. Геометрический размер этого района определяется основными качественными показателями прибора - его точностью и надежностью.

На рис.5.1 представлено «дерево целей» функционирования навигационных гироскопических приборов, на котором выделено три уровня целей.

Рис.5.1. Дерево целей функционирования навигационных

гироскопических приборов

Генеральная цель функционирования навигационных гироприборов (I) неразрывно связана с основной целью функционирования транспортных устройств, повышением их эффективности.

Критерий достижения этой цели может быть выражен формулой (5.1).

Цели второго уровня:

2.1 - повышение навигационных качеств гироприборов;

2.2 - снижение затрат.

Критерием достижения цели 2.1 является своевременное попадание транспортного средства в конечный пункт транспортировки, что формально можно выразить так:

(5.10).

где - фактические время достижения пункта транспортирования

- минимально* расчетное время достижения пункт* транспортирования.

Критерием достижения цели 2.2 можно считать снижение затрат, связанных с производством а эксплуатацией гироприборов, и затрат, независимых от качественных показателей.

Цель 2.1 имеет пять альтернатив (цели третьего уровня):

3.1 - увеличение геометрических размеров конечного пункта транспортировки;

3.2 - увеличение количества транспортных посылок;

3.3 - строительство корректирующих радиолокационных станций;

3.4 - повышение точности навигационных гироприборов;

3.5 - повышение надежности навигационных гироприборов;

Взаимодействие этих целей и их критерии представлены на рис. 5.2.

Рис 5.2. Альтернативы повышения навигационных качеств

Задача формулируется так: из пункта А (рис.5.2) доставляется груз в пункт Б, который рассоложен на расстоянии от пункта А, т.е. - это расчетный путь между пунктами А и Б.

Конечный пункт В в реальной жизни не является математической точкой, а имеет форму круга, радиус которого зависит от вида транспортного средства и вида конечного пункта. Например, для само­лета пункт Б определяется не аэродромом посадки, а радиусом дейст­вия приводной радиолокационной станции. Поэтому альтернативе 3.4 (повышение точности навигационных гироприборов) противопоставляется альтернатива 3.1 (увеличение геометрических размеров конечного пунк­та транспортировки). При этом следует отметить, что увеличение ра­диуса пропорционально увеличивает капитальные и эксплуатацион­ные затраты на создание и содержание приводных станций, но снижает требования к точности, предъявляемые к гироприборам. Критерий це­ли 3.1 можно выразить как . Следовательно, увеличение точности навигационных гироприборов приводит к получению экономического эффекта за счет экономии капитальных и эксплуатационных затрат на создание и содержание приводных радиолокационных станций повышенного радиуса действия.

Если задача доставки груза из пункта А в пункт В решается беспилотными транспортными средствами одноразового пользования, при этом абсолютное максимально возможное отклонение (см.рис.5.2), соответствующее углу отклонения , превышает величину радиуса , то цель 2.1 может быть достигнута за счет альтернативы 3.2 (увеличение количества посылок). Количество транспортных посылок можно рассчитать, основываясь на том, что частота попадания располагается относительно точки В симметрично по закону нормального распределения, при этом

, (5.11)

где - среднеквадратичное отклонение.

Согласно закону нормального распределения вероятность попадания транспортного средства в зону, ограниченную окружность радиусом , может быть определена по формуле

, (5.12)

где - вероятность попадания в зону, ограниченную радиусом ;

- функция Лапласа при аргументе ;

- количество транспортных посылок.

Отсюда можно определить необходимое количество транспортных посылок при заданной вероятности

(5.13)

Анализируя приведенную формулу, можно прийти к выводу, что увеличение точности навигационных гироприборов сокращает количество транспортных посылок, например, при необходима одна транспортная посылка с вероятностью попадания, равной 1.