УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНЫХ РЕШЕНИЙ Российский патент 2000 года по МПК G06G7/122 G06G7/48 

Изобретение относится к области специализированной вычислительной техники, а именно к устройствам для выбора оптимальных решений, и может найти применение при выборе оптимальных решений из ряда возможных вариантов как при проектировании, так и в процессе эксплуатации различных больших и сложных систем.

Известно устройство для выбора оптимальных решений [1], содержащее датчики оцениваемой ситуации и важности параметров, блоки установки весовых коэффициентов, схемы обобщения первого и второго уровней, логические и пороговые схемы, исполнительный блок. Недостатками данного устройства являются сравнительно большая сложность его построения и малые функциональные возможности.

За прототип данного изобретения принято "Устройство для выбора оптимальных решений" [2], содержащее в своем составе элементы памяти показателей, схемы сравнения, блоки задания уровней показателей, элементы И и блок индикации.

Алгоритм работы устройства-прототипа состоит в следующем. Вначале проектировщик устанавливает в блоках задания уровней показателей минимальный уровень каждого из показателей, вследствие чего в блоке индикации высвечиваются все N рассматриваемых вариантов (альтернатив). Затем проектировщик постепенно повышает уровни показателей в порядке, соответствующем его субъективным представлениям об их важности, до того момента, когда в блоке индикации останется высвеченным только одно решение. Это решение и принимается в качестве оптимального.

Из приведенного описания виден основной недостаток устройства-прототипа, заключающийся в том, что на принятие решения существенное влияние оказывают непосредственные действия проектировщика по повышению уровней тех или иных показателей. Т.е. окончательное решение в значительной степени является субъективным. Кроме того, высвечивание в блоке индикации варианта, выдаваемого в качестве оптимального, без указания его обобщенной оценки, и отсутствие индикации ближайших альтернативных вариантов существенно ограничивает функциональные возможности устройства-прототипа.

Целью данного изобретения являются расширение функциональных возможностей устройства для определения оптимальных решений, заключающееся в осуществлении выявления всех приемлемых вариантов в сочетании с одновременной индикацией значений обобщенного "веса" каждого из них, и повышение объективности принимаемых решений путем исключения субъективности действий оператора.

Указанная цель в заявляемом устройстве достигается благодаря дополнительному введению в его состав схем умножения, блоков задания весовых коэффициентов, сумматоров и ключей при соответствующей схеме соединения их между собой и с остальными составными частями устройства.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием дополнительных элементов при соответствующем схемном решении. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого устройства с другими аналогичными техническими решениями показывает, что наличие в подобных устройствах элементов памяти показателей, схем сравнения и индикаторов известно. Однако, благодаря дополнительному введению в состав устройства блоков задания весовых коэффициентов, схем умножения и ключей при соответствующем схемном соединении их между собой и с другими элементами устройства, появляются новые свойства заявляемого устройства, проявляющиеся в расширении его функциональных возможностей. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "существенные отличия".

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства для выбора оптимальных решений. Данное устройство позволяет одновременно оценивать N альтернатив, каждая из которых характеризуется совокупностью L показателей.

В состав устройства входят матрица из NxL элементов 1 памяти показателей, L блоков 4 задания допустимых значений, матрица NxL схем 5 сравнения, N сумматоров 6, N элементов И 7, N ключей 8 и N индикаторов 9.

Каждая схема 3 умножения и каждая схема 5 сравнения имеют по два входа и одному выходу.

Каждый сумматор 6 и каждый элемент И 7 имеют по L входов и одному выходу.

Каждый ключ 8 имеет один управляющий вход, один информационный вход и один информационный выход.

Составные части, образующие предлагаемое устройство, соединены между собой следующим образом.

Выход каждого элемента 1 памяти показателей подключен к первому входу соответствующей схемы 3 умножения.

Выход каждого блока 2 задания весовых коэффициентов подключен ко вторым входам всех схем 3 умножения соответствующего столбца матрицы NxL.

Выход каждой схемы 3 умножения подключен к первому входу соответствующей схемы 5 сравнения и к одному из входов соответствующего сумматора 6.

Выход каждого блока 4 задания допустимых значений подключен ко вторым входам всех схем 5 сравнения соответствующего столбца матрицы NxL.

Выходы всех схем 5 сравнения каждой строки матрицы NxL подключены ко входам соответствующего элемента И 7.

Выход каждого элемента И 7 подключен к управляющему входу соответствующего ключа 8.

Выход каждого сумматора 6 подключен к информационному входу соответствующего ключа 8, информационный выход которого подключен ко входу соответствующего индикатора 9.

В процессе подготовки устройства к работе выполняются следующие операции:
1) в каждый из L элементов 1 памяти показателей каждой из N строки матрицы NxL записываются относительные значения соответствующего показателя соответствующего варианта (альтернативы);
2) в каждый из L блоков 2 задания весовых коэффициентов записывается значение коэффициента важности соответствующего показателя;
3) в каждый из L блоков 4 задания допустимых значений записывается минимально допустимое обобщенное значение соответствующего показателя.

Работает устройство для выбора оптимальных решений следующим образом.

В результате поступления на входы схем 3 умножения от соответствующих элементов 1 памяти показателей относительных значений соответствующих показателей и из блоков 2 задания весовых коэффициентов значений весовых коэффициентов на выходе каждой схемы 3 умножения появляется обобщенное значение соответствующего показателя, которое поступает на первый вход соответствующей схемы 5 сравнения и на один из входов соответствующего сумматора 6.

В каждом сумматоре 6 осуществляется суммирование обобщенных значений частных показателей соответствующего варианта, в результате чего с его выхода на информационный вход ключа 8 поступает значение обобщенного показателя варианта.

В каждой схеме 5 сравнения осуществляется сопоставление величины обобщенного значения соответствующего показателя с его минимально допустимым значением, задаваемым соответствующим блоком 4 задания допустимых значений. На выходе каждой схемы 5 сравнения появится выходной сигнал только при условии, если величина сигнала, поступившего на его первый вход, т.е. с выхода соответствующей схемы 3 умножения, окажется не менее величины сигнала, поступающего на второй вход, т.е. с выхода соответствующего блока 4 задания допустимых величин. Таким образом, если обобщенные значения всех частных показателей какого-либо варианта окажутся не менее минимально допустимых, то на выходе всех схем 5 сравнения данного варианта появятся выходные сигналы, поступление которых на входы соответствующего элемента И 7 обусловит появление на его выходе выходного сигнала, который, поступая на управляющий вход соответствующего ключа 8, разрешит прохождение через него с выхода соответствующего сумматора 6 на вход индикатора 9 обобщенного показателя данного варианта, где он и будет высвечен.

Если же в каком-либо варианте значение хотя бы одного частного показателя окажется меньше его минимально допустимого значения, то на выходе соответствующей схемы 5 сравнения будет отсутствовать выходной сигнал, необходимый для срабатывания соответствующего элемента И 7, вследствие чего соответствующий ключ 8 будет оставаться закрытым, предотвращая тем самым прохождение значения обобщенного показателя варианта на индикатор 9.

Таким образом, на индикаторах 9 будут высвечены только те варианты, у которых значения всех частных показателей не менее минимально допустимых, при этом для каждого такого варианта будет высвечено значение его обобщенного показателя.

Как видно из приведенного описания, в предложенном устройстве в отличие от прототипа обеспечивается одновременная индикация значений обобщенного веса всех приемлемых вариантов. Кроме того, благодаря отсутствию субъективности действий оператора существенно повышается объективность решений по индикации выбираемых вариантов.

Следовательно, можно сделать вывод, что цель, поставленная перед изобретением, - расширение функциональных возможностей устройства для определения оптимальных решений, заключающееся в осуществлении выявления всех приемлемых вариантов в сочетании с одновременной индикацией значений обобщенного "веса" каждого из них, и повышение объективности принимаемых решений путем исключения субъективности действий оператора.

Предложенное устройство может найти применение на пунктах управления различными действующими сложными объектами и процессами, а также в проектных организациях, занимающихся их разработкой.

Технико-экономический эффект, обусловленный применением предложенного устройства, заключается в повышении оперативности и качества принимаемого решения при управлении соответствующими сложными объектами, а следовательно, в повышении эффективности их функционирования.

Количественная величина ожидаемого технико-экономического эффекта от использования предложенного устройства зависит в первую очередь от назначения, важности и сложности исследуемых объектов; ее определение возможно только после внедрения предложенного устройства на конкретных объектах.

Источники информации
1. Авт. св. СССР N 344443, МКИ G 06 F 15/18, 1972, БИ N 21.

2. Авт. св. СССР N 711583, МКИ G 06 G 7/122, БИ N 3 (прототип).

Изобретение относится к области вычислительной техники и может найти применение в сложных системах при выборе оптимальных решений из ряда возможных вариантов. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет выявления всех вариантов выбора. Устройство содержит элементы памяти показателей, схемы сравнения, блоки задания допустимых значений, схемы умножения, блоки задания весовых коэффициентов, сумматоры, ключи и элементы И. 1 ил.

Устройство для выбора оптимальных решений, содержащее матрицу из N x L элементов памяти показателей, матрицу из N x L схем сравнения, L блоков задания допустимых значений, выход каждого из которых соединен со вторыми входами схем сравнения соответствующего столбца матрицы, N элементов И и N индикаторов, отличающееся тем, что в него дополнительно введены матрица из N x L схем умножения, L блоков задания весовых коэффициентов, N сумматоров и N ключей, при этом выход каждого элемента памяти показателей соединен с первым входом соответствующей схемы умножения, выход каждого блока задания весовых коэффициентов соединен со вторыми входами всех схем умножения соответствующего столбца матрицы N x L, выход каждой схемы умножения соединен с первым входом соответствующей схемы сравнения и с одним из входов соответствующего сумматора, выход каждой схемы сравнения соединен с одним из входов соответствующего элемента И, выход каждого элемента И соединен с управляющим входом соответствующего ключа, выход каждого сумматора соединен с информационным входом соответствующего ключа, информационный выход каждого из которых соединен со входом соответствующего индикатора.