Устройство для выбора оптимальных решений Советский патент 1982 года по МПК G06G7/122 

. Изобретение относится к области техг нической кибернетики, в частности к системам обработки данных с варьируемой программой, и может быть использовано, например, в автоматизированных системах оптимального выбора параметрических рядов любой равномерности. Известно устройство для выбора оптимальных решений, содержащее блок формирования исходных данных, функииональные преобразователи первого и второго уровня, блок вывода и регистрации, блок памяти, схему сравнения, блоки запрета и оценки последствий принятого решения, схему ИЛИ и реле времени tlj Устройство не позволяет определить глобальный экстремум и имеет сложное схемное решение. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для выбора оптимальных решений содержащее блок формирования исходных данных (датчика оцениваемой ситуации), элементы НЕ, пороговые схемы, функаиональный преобразователь первого уровня, функциональный преобразователь второго уровня; блок вывода и регистрации, блок памяти, схему сравАения и исполнительный блок С23 . В этом устройстве, как и описанном ранее, предусмотрена параллельная оценка сгруппированных в различных вариантах исходных данных. Следовательно, устройство имеет такие же недостатки, сложное схемное решение и не позволяет определить глобальный экстремум. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет определения глобального экстремума и упрощения устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройство для выбора оптимальных решений, содержащее формирбватель исходных данных, -выполненный в виде листа электропроводной изотропной бумаги на резиновой подложке, блок ввода кодов групп, Мерный 4ttOK умножений, блок интеграторов, блок регистрации, введены второй блок умножения, и блок вычитани причем выход блока ввода кодов групп соединен с входом формирователя исходных данных, первый и второй выходы которого подключены к входам первого блока умножения, выход последнего соединен с первым входом блока интеграторов, выходы которого соединены соответ ственно с входами блока регистрации, . третий и четвертый выходы формировате ля исходных данных соединены с входами блока вычитания, выход которого подклю чен к первому входу второго блока умножения, второй вход кото.рого соединен с вторым выходом формирователя исходных данных, выход второго блока умножения подключен к второму входу блока интеграторов. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для выбора оптимальных ре,шений; на фиг. 2 показана структурная схема формирователя исходных данных и блока ввода кодов групп исходных данных; на фиг. 3 дан пример графического представления исходных данных при выборе оптимального решения разбивки параметрического ряда; на фиг, 4 изображена диаграмма работы устройства. Устройство содержит формирователь 1 исходных данных, блок 2 ввода кодов групп исходных данных, первый блок 3 умножения, блок 4 вычитания, второй блок 5 умножения, блок 6 интеграторов, блок 7 регистрации, блок 6 включает интеграторы 8 - 10. Формирователь 1 исходных данных (фиг. 2) п редставляет собой лист электропроводной изотропной бумаги 11 на резиновой подложке 12, наборы точеч. ных и линейных электрбдов 13, геометрия подключения которых к листу опреде ляется областью задания функций исходного параметра. Игольчатые электроды могут фиксироваться резиновой подложкой. Координаты оси абсцисс с находящейся под. ней линейкой с марке ртыми стрел ками (фиг. 3) соответствуют шкале пара метра, а оси ординат - значениям его функций. П(Х,), Ц (Х), U(X-). C(Y). изменяющимся в пределах 0-100% об. разцового напряжения. На листе электро проводной бумаги может формирюва ться как одна, так и множество групп параме ров с соответствующими функциями. На фиг. 2 для режима интерполяционной подготовки данных в формирователе 1 Штриховкой показан линейный электрод l66% функций соответствующего параметра, зачернен 0% электрод. Блок 2 ввода кодов групп исходных данных (фиг, 2) включает источник 14 образцового напряжения и делители 15 и 16 напряжения. Устройство для выбора оптимальных решений в случае оптимизации однопараметрического ряда работает следующим образом (при оптимизации многопараметрического ряда преобразования вдентичны). В режиме формирования постоянных исходных данных на делителях 15 устанавливаются значения 100% функций потребности П( X ), пены Ц(Х), себестоимости С( X) (фиг. 4, позиция 1,1). Зная значения этих функций в некоторых точках параметра X (фиг. 4, позиции 2.1, 3.1 4.1), выполнив интерполяцию, прямо на электропроводной бумаге формирователя 1 строят графики функций параметра (фиг. 3). С заранее выбранной дискретностью, определяемой точностью дискретности, сигналы, соответствующие П(Х ) и Ц(Х). снимаются игольчатыми электродами формирователя исходных данных (фиг. 4, позиции 3.2 и 4.2). С второго выхода формирователя сигнал П( Х) подается на второй вход блока 3 умножения и второй вход блока 5 умножения. С третьего выхода формирОвате- ля сигнал Ц( Х) подается на первый вход блока 4 вычитания. Значения с C(Yi) и Ц( Yj ) снимаются игольчатыми электродами с первого и четвертого выходов формирователя 1. Значения Y; набираются маркерными стрелками разбивки шкалы У- (фиг. З). В блоке 3 умножения сигналы С (У.-) и П( Х) синхронно с щагом дискретности щкалы параметра Х перемножаются 5(Х1)С(УрП(Х,-;(фиг. 4, позиция 6.3). Сигнал 5( Х) подается на вход интегратора-блока 6. Функция S(X) характеризует затраты производства.для соответствукяцих значений параметра X i . В блоке 4 вычитания сигналы Ц(л ) и Ц(Хл также синхронно вычитаются и результаты вычитания ДЦ( Х) с выхода блока 4 (фиг. 4, позиция 7.3) поступают на первый вход блока 5 умножения, где умножаются на синхронно с ДЦ( Xi ) поступающие Сигналы П( Х). приходящие на первый вход блока 5. С выхода блока 5 умножения сигналы UUO-AU.CXi}n(Xi; (фиг. 4. позиция 8.4) поступают на вход интегратора 9 блока 6. При этом Ь(1() потери на адаптацию потребителя более высокие, чем требуются параметры Yj X i В блоке 6 интегратор 8 синхронно уиойс накапливает значениеS- 51 5(Х ) , торое в итоге проходит на первый выход блока 6 (фиг. 4, позиции 9.5), регистрируется блоком 7 по первому входу. Интегратор 9 также синхронно накап- I -iwiax ливает L Z L ( ) которое в итоге с I-1 t. . , второго выхода блока 6 (фиг. 4, позиция 1О.5) фиксируется блоком 7 по второму выходу. Интегратор 1О, получая на суммирующие входы S и L . накапливает значение Р 5+ Ь суммарных затрат производства и потерь потребителя с третьего выхода блока 6 (фиг. 4 позиция, 11.5) в итоге фиксируется по третьему входу блока 7. Регистрация сигналов Г , Ц , Р в блоке 7 происходит после прохода всей шкалы параметра Х (фиг. 4, позиция 12.6). Выбирая разбивку шкалы на минимум участков И yyj, , получаем соответствуюшие на обшем графике S . L , Р по И граничные точки 5 уи1и Ь упак Р (l.iti) Выбирая частую разбивку по vimax ° лучаем граничные точки . (в пределе О) и р ( П,ах Поиск целевой границы облегчается тем, что известно следующее: функция S(V) - вогнута, а функция L (и) - выпукла; Зоны их значений ограничены линиями осей И и И шах перпендикулярных оси координат И , линиями осей5(с|Х и SyyjiM параллельных оси координат И , линиями 5у SwidX ЬуилИ Ь,ах соответственно. При этом зона минимума определяется приближением функции S(Vl) к линиям8уу,с1у ,SvTiin иИгуйи . а функ. ции ц (и) к линии LI уЛц, (параллельно оси). Если по условиям оптимизационной задачи Yt задано, это ограничивает воз- мсйкности выборй Глобального оптимума,, но ускоряет поиск его локального оптимума,, относительно всех возможных ц jj ограничиваясь вариантами по выбранным критериям разбивок j/С X i При многопараметр 1ческой разбивке работа-устройства аналогична рассмот- ренной для однопараметрического случая с учетом последовательной оценки в функ циональных преобразователях 3-6 разбивки каждого параметра. При этом только после опроса всех шкал параметров фиксируются Б блоке 7 итоги по .g . L Р для многопараметрическнх задач параметров , Z . и I V и ДР умея соответственно П (X) U(X). С(Х), П(2), Ц(7), С (Z). П.(Ц), U(U). C(U). n(v), Uk(V) С (V7 и др, можно последовательно накапливая в блоке 6 (y)(Z)l-P(U)-«PCV) и ДР- находить минимум р , регистрировать соответствукядие этому миню.дгму. оптимальные разбиения параметров X i Z. и . V и др. Таким образом, благодаря введению новых элементов предлагаемое устрсЛство для выбора оптимальных решений позволяет определять глобальный экстремум, схемное решение упростилось. Формула изобретения Устройство для выбора оптимальных решений, содержащее формирователь исходных данных выполненный в виде листа электропроводной изотропной бумаги на резиновой подложке, блок ввода кодов групп, первый блок умножения, блок интеграторов и блок регистрации, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит второй блок умножения и блок вычитания, причем выход блока ввода кодов групп соединен с входом формирователя исходных данных, первый и второй выходы которого подключены к входам первого блока умножения, выход последнего соединен с первым входом блока интеграторов, выходы которого соединены соответственно с входами блока регистрации, третий и четвертый выходы формирователя исходных данных соединены с входами блока вычитания, быход которюго подключен к первому входу второго блока умножения, вторюй- вход которого соединен с вторьол выходом форзмирователя исходных данных, выход вторюго блока умножения подключен к вторюму входу блока интеграторов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторюкое свидетельство СССР Ма 7О685О, кл. 606 G 7/122, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР NO 344443, кл. G06F 15/18, 1971 (прототип).

pi/ г. /

Фиг. 4