Этапы решения задачи ТЭО во второй постановке.

Вопросы к курсовой работе

Функциональная структура самолета.

Самолет имеет нормальную аэродинамическую компоновочную схему и функциональную структуру, показанную на рис. 1.

Паретовские варианты первого порядка.

Взаимосвязи и противоречия между отдельными ТТХ приводят к тому, что среди проектных вариантов второго подмножества нет ни одного, превосходящего остальные по всем значащим ТТХ. Такие подмножества обычно называют паретовскими вариантами первого порядка (Парето 1).

Сущность постановки задачи выбора предпочтительной альтернативы проекта самолета по Парето 1 зависит от уровня эффективности, обеспечиваемого ТТХ паретовских вариантов.

В первой постановке при равенстве уровней эффективности вариантов задача выбора проекта сводится к отысканию оптимальных сочетаний ТТХ, развитие которых противоречиво: улучшение одних ТТХ ведет к уступкам в уровне других ТТХ. Поскольку приращения и уступки в ТТХ компенсируются так, что эффективность самолета в целом остается неизменной (или различия по эффективности пренебрежимо малы), в анализ вводятся стоимостные показатели вариантов проекта, дифференцирующие проекты по стоимости, что обусловливает объективность выбора проекта.

Различие стоимостных показателей вариантов с равным уровнем эффективности объясняется следующим.

Закономерности, связывающие ТТХ самолета с его эффективностью и стоимостью, существенно различаются. В первом случае (связь ТТХ с эффективностью) они описывают процесс функционирования самолета по целевому назначению, во втором (связь ТТХ со стоимостью) - процесс ОКР и СП. При этом связь ТТХ со стоимостью проявляется опосредствованно через конструктивные параметры, обеспечивающие данный вектор ТТХ. Различие этих процессов обусловливает различие факторов и закономерностей формирования эффективности и стоимости самолета. Как следствие, одни и те же проектно-конструкторские решения по-разному влияют на эффективность и стоимость самолета. Именно потому варианты с одинаковой эффективностью имеют разную стоимость и, наоборот, варианты с одинаковой стоимостью имеют разную эффективность. Это дает возможность среди проектов, равноценных по эффективности, выбрать вариант с минимальной стоимостью.

Паретовские варианты второго порядка.

Вторая постановка задачи выбора проекта самолета возникает, когда ТТХ альтернатив проекта обеспечивают разный уровень эффективности и стоимости, так, что в координатах эффективность - стоимость образуется попе альтернатив (рис. 2).

В этом случае задача технико-экономического анализа решается на двух этапах: на первом отсеиваются заведомо неоптимальные варианты, на втором - из вариантов, принадлежащих кривой эффективность – стоимость, выбирается предпочтительная альтернатива. Первая часть задачи может быть решена графически путем построения кривой эффективность – стоимость (см. рис. 2). Как видно из рис. 2, варианты, принадлежащие кривой эффективность - стоимость, превосходят любой другой вариант поля альтернатив или по стоимости (в данном случае превосходство по стоимости озна­чает сравнительно меньшую стоимость), или по эффективности (эффективность выше), или одновременно по двум показателям. В то же время среди вариантов на кривой эффективность - стоимость нет ни одного, который бы доминировал над остальными одновременно по двум показателям, так как рост эффективности сопровождается ростом стоимости.

Подобного рода множества в дальнейшем будем называть оптимальными по Парето второго порядка (Парето II). Каждый из вариантов Парето II является наилучшим для данного, свойственного ему уровня эффективности как обладающий наименьшей стоимостью. Поэтому варианты Парето II могут быть названы субоптимальными. Выбор проекта на такого рода множествах не может быть решен на уровне самолета как системы. Самолет необходимо рассматривать как элемент системы более высокого уровня, например тождественной авиационной системы, включающей группу (парк) самолетов данного образца и подсистему базирования. С позиций этой системы оптимальным может считаться вариант проекта, доставляющий экстремум целевой функции развития системы при заданных ограничениях.

Этапы решения задачи ТЭО во второй постановке.

В этом случае задача технико-экономического анализа решается на двух этапах: на первом отсеиваются заведомо неоптимальные варианты, на втором - из вариантов, принадлежащих кривой эффективность – стоимость, выбирается предпочтительная альтернатива.

Варианты, оптимальные по Парето второго порядка.

Анализ поля альтернатив и выбор вариантов, лежащих на кривой «решений» (Паретовское множество II порядка).

Для построения кривой решений все варианты сравниваются попарно и оценивается предпочтительность одного варианта по отношению к другому.

Все множество альтернативных проектных вариантов самолета в координатах «стоимость-эффективность» может быть разделено на три группы:

- варианты, обеспечивающие одинаковый уровень эффективности, но отличающиеся по необходимым затратам, попадают в первую группу;

- варианты, требующие для своей реализации одинакового уровня затрат, но отличающиеся по эффективности, попадают во вторую группу;

- варианты, отличающиеся как по затратам, так и по эффективности, попадают в третью группу.

Правила предпочтения записываются для элементов множества поля альтернатив первой группы следующим образом:

где запись означает, что элементу множества поля альтернатив отдается предпочтение перед элементом .

Аналогичным образом элементы второго подмножества попарно сравниваются по правилам:

или

Третья группа элементов множества поля альтернатив попарно сравнивается по правилам:

или

или или

где запись означает, что точки на поле альтернатив не имеют преимуществ друг перед другом, т.е. они неразличимы при выборе доминирующего варианта.

График, проведенный через точки, доминирующие по результатам всего цикла парных сравнений, и есть кривая «стоимость-эффективность».

Критерий выбора оптимального варианта.

Конечным результатом КР является оптимальный по критерию «эффективность-стоимость» проект самолета.

В условиях ресурсных ограничений оптимальным справедливо считать проект, обеспечивающий максимум эффективности системы:

(1)

Задача поиска экстремума по решается наложением ограничений на стоимостьсоздаваемой системы , аккумулирующей затраты всех видовресурсов в стоимостном вы­ражении. Критерий(1) указывает на глобальный оптимум по ТТХ и конструктивным параметрам самолета в целом и егоотдельных подсистем, таккак этот оптимум обеспечивает максимальное использование научно-технических возможностей, реализуемых в проектах перспективных самолетов.

Эквивалентом критерия(1) при является критериальная функция

, (2)

где - эффективность самолета в одном вылете;

-стоимость самолето-вылета.