Optimalitási kritérium

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2018. október 7-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 4 szerkesztést igényelnek .

Az optimalitási kritérium (optimalizációs kritérium) a probléma megoldásának olyan jellemző mutatója, amelynek értékével becsüljük a talált megoldás optimalitását , vagyis a követelmények maximális kielégítését. Egy feladatban több optimalitási kritérium is meghatározható.

Optimalizálási problémák

Az optimalizálás egy probléma ( paraméterkészlet )  legjobb vagy optimális megoldásának megtalálásának folyamata adott kritériumok mellett. Egy objektum jellemzésekor nehéz egyetlen olyan kritériumot választani, amely biztosítaná a követelmények teljességét. Az átfogó megoldás iránti vágy és a nagyszámú kritérium kijelölése pedig nagyban megnehezíti a feladatot. Ezért a különböző feladatoknál a kritériumok száma eltérő lehet. Az egyfeltételes optimalizálási problémákat ( egy optimalizálási feltétellel) néha skalárisnak , a többfeltételes vektoroptimalizálásnak  is nevezik . Emellett az optimalizálandó objektumot (feladatot) jellemző paraméterek száma is eltérő lehet, a paraméterek folyamatosan vagy diszkréten változhatnak ( diszkrét optimalizálás).

Korlátozó esetben a gyakorlati feladatok megoldása egy kétkritériumú optimalizálási feladatra redukálható, melynek kritériumai az „ár” és a „minőség” (az ún. „ár-minőség”). Ez egyértelműen lehetővé teszi a gazdasági (ár), valamint a gyártási és műszaki ( termékminőség ) követelmények figyelembevételét. A probléma egykritériumra való redukálása jelentős feltételezések bevezetését igényli, de megkönnyíti a végső választást.

Az optimalizálási problémákat aktívan alkalmazzák ott, ahol fontos a rendkívül hatékony eredmény elérése, például a közgazdaságtan , a mérnöki tudományok , a számítástechnika területén . A műszaki és gazdasági optimalizálási probléma legegyszerűbb példája annak a csővezetéknek a megválasztása lehet , amelyen keresztül a folyadékot a szivattyú átszivattyúzza . A cső átmérőjének csökkenésével a költsége csökken, de a folyadék szivattyúzásának energiaköltségei nőnek a megnövekedett hidraulikus ellenállás miatt .

Többparaméteres (kétparaméteres) optimalizálási probléma például a forró folyadékkal vagy gőzzel történő csővezeték átmérőjének megválasztásának problémája , mivel a csővezeték átmérője és a hőszigetelés vastagsága egyszerre kerül kiválasztásra, míg a a pihenés állandó. Ugyanakkor mindkét paraméter különálló, mivel van egy sor csövek és a kész hőszigetelő szegmensek jellemző paraméterei . Számos technológiai folyamat [1] paraméterei, a vállalkozások termelési volumene [2] , a termék megbízhatósági szintjei [3] és még sok más optimalizálandó. mások

Az optimalizálási probléma megoldása általában a következő szakaszokra oszlik:

Hangsúlyozni kell, hogy az optimalizálás a szokásos opció-összehasonlítással szemben minden olyan megoldás figyelembevételét jelenti, amely az elfogadható paraméterértékek tartományába esik. Azokat a megoldásokat, amelyek keresése során nem végezték el a lehetséges opciók teljes körű áttekintését, általában "racionálisnak" nevezik.

Optimalitási kritériumok

A kritériumok helyes megválasztása alapvető szerepet játszik az optimális megoldás kiválasztásában. A döntéselméletben nem találtak általános módszert az optimalitási kritériumok kiválasztására. Többnyire tapasztalat vagy ajánlások alapján. [4] A kérdést leginkább pénzügyi és gazdasági problémákra tanulmányozzák , amelyekben gyakran egyetlen kritériumot használnak - a maximális hatékonysági mutatót , a profitot vagy a maximális jövedelmezőséget , vagy a minimális megtérülési időt stb. műszaki problémák (pl. maximális biztonsági szint , minimális energiafogyasztás , minimális környezeti kár ) gyakran vezetnek olyan abszurd eredményekhez, amelyek túlmutatnak a megengedhető megoldásokon, ezért általában gazdasági kritériumokkal (pl. költség vagy maximális bevétel ).

Nagy nehézségeket okoznak a "kiszámíthatatlan" optimalitási kritériumok, amelyek például humanitárius kérdésekre, művészi benyomásra, tájváltozásokra stb. vonatkoznak (például maximális kényelem, szépség). Az ilyen kritériumok figyelembevételéhez szakértői értékelések alkalmazhatók .

Az egyszempontú optimalizálás legfejlettebb módszerei a legtöbb esetben lehetővé teszik az egyértelmű megoldás elérését. Többszempontos optimalizálási problémák esetén lehetetlen kiválasztani az abszolút legjobb megoldást (kivéve speciális eseteket), mivel az egyik lehetőségről a másikra való áttéréskor általában egyes kritériumok értékei javulnak, másoké viszont. rontani. Az ilyen kritériumok összetételét ellentmondásosnak nevezzük, és a végső megoldás mindig kompromisszum lesz. A kompromisszumot bizonyos további korlátozások vagy szubjektív feltételezések bevezetésével oldják meg. Ezért lehetetlen objektív egyedi megoldásról beszélni egy ilyen problémára.

Gyakran egy többszempontú feladat egyfeltételes feladattá redukálódik a kritériumok „konvolúciójának” segítségével egy összetett feladattá, amelyet célfüggvénynek (vagy hasznossági függvénynek) neveznek. Például a vállalkozók és beszállítók kiválasztására vonatkozó versenyeztetési eljárásokban a célfüggvényt pontozási kritériumok alapján számítják ki. Számos esetben sikeresen alkalmazzák az optimalitási kritériumok rangsorolását és következetes alkalmazását, a hierarchiaelemzési módszert .

Néha a többcélú problémák általános módszerét Pareto optimalitásnak [5] nevezik , ami lehetővé teszi számos „nem javítható” megoldás megtalálását, de ez a módszer nem garantálja a megoldások globális optimalitását. Kevésbé ismert a "Slater optimalitás".

Kritériumok normalizálása (skaláris rangsor)

A kényelem és az egyértelmű érzékelés kedvéért a K i kritériumokat (ahol i = 1,…, m ; m  a kritériumok száma) normalizáljuk (skalarizáljuk), vagyis általában a következő alakzathoz vezetnek:

Például a minimális ár, az energiaveszteség (egyenlő 1- hatásfok ); például relatív ár (a legdrágább opció árához viszonyítva);

Lásd még

Jegyzetek

  1. [www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3119.html Optimalizálás a vegyi technológiában]
  2. Optimális gyártási méretek . Hozzáférés dátuma: 2010. május 2. Az eredetiből archiválva : 2009. június 27.
  3. Termékmegbízhatóság-kezelés . Letöltve: 2010. május 2. Az eredetiből archiválva : 2020. december 14.
  4. Khorosev A.N. Bevezetés a mechanikai rendszerek tervezésébe: tanulmányi útmutató. - Belgorod, 1999. - 372 p. - ISBN 5-217-00016-3 . Elektronikus verzió 2011 Archiválva : 2011. november 11. a Wayback Machine -nél
  5. Több szempontú döntéshozatali problémák (elérhetetlen link) . Letöltve: 2010. május 2. Az eredetiből archiválva : 2010. március 13. 

Irodalom

  1. Wentzel E.S. Operációkutatás: Célok, alapelvek, módszertan . - M . : Nauka, 1988. - S.  206 .
  2. Chernorutsky I.G. Optimalizációs módszerek a szabályozáselméletben. - Szentpétervár. : Péter, 2004. - S. 256. - ISBN 5-94723-514-5 .
  3. Steuer R. Többcélú optimalizálás: elmélet, számítások és alkalmazások . - M . : Rádió és kommunikáció, 1992. - S.  504 .