Введение к работе
Актуальность проблемы
Одним из направлений системного анализа является создание и использование методов и алгоритмов оценки качества и надежности эксплуатации сложных систем. При создании и эксплуатации этих систем требуется обработка и анализ большого объема информации. Полимерные композиционные материалы (ПКМ) являются сложной системой, к которой сказанное относится в полной мере. Важнейшая задача оценки качества ПКМ состоит в обработке информации о свойствах ПКМ, представлении ее в таком виде, который позволил бы сопоставлять итоговые данные, для выявления существенных свойств, закономерностей, применения ПКМ, в целях повышения надежности, качества и экономической эффективности.
Например, в частном случае, являющимся предметом настоящего исследования, для управления качеством ПКМ предлагаются различные методики сортирования и ранжирования, оперирующие как в числовых (количественных), так и не числовых пространствах. Здесь следует отметить работы таких авторов как L. Zadeh, В. В. Кафарова, И. Н. Дорохова, С. И. Дворецкого и др. Примером диссертационных исследований, выполненных в этой области, являются работы Т. В. Савицкой, И. В. Гермашева и др. Большой вклад в решение проблем интегральной оценки свойств ПКМ (полимерные композиционные, текстильные материалы и д. р.) внесли: А. А. Артеменко, Б. Н. Гусев и др.
Для формулировки задачи выбора материала по определенным признакам отметим, что большинство его свойств может изменяться в широких пределах, и при этом набор физико-химических и эксплуатационных свойств является величиной переменной. На рис.1 в общем плане представлена примерная группировка этих свойств.
Рис. 1. Группы свойств полимерных материалов
В связи с вышесказанным укажем основные проблемы постановки задачи системной оценки качества применительно к ПКМ:
это проблема теоретическая, требующая совершенствования представлений о системном характере понятия качества химической продукции;
это проблема формирования доступного для использования набора оценок, позволяющего обеспечить и улучшить качество продукции в зависимости от технологии их выработки и других конкретных обстоятельств;
это проблема обеспечения качества в потребительском смысле;
это проблема «обратной связи» – «технология - улучшение качества – новая область применения – новая потребность»;
это проблемы экономического характера, связанные со снижением риска неправильной оценки качества ПКМ в промышленном и товарном обороте.
В связи со сказанным актуальность данной диссертационной работы заключается в улучшении методик статистической обработки данных для построения усовершенствованного комплексного критерия оценки качества полимерных композиционных материалов в однородных выборках.
Цель работы и основные задачи исследования
Цель исследования заключалась в разработке моделей интегральных показателей свойств и методов ранжирования ПКМ для поддержки принятия решений об их качестве.
Для достижения цели решены следующие задачи:
-
Выявлены и структурированы задачи выбора показателей свойств при создании и оценке ПКМ.
-
Дан анализ существующих методов сортирования и ранжирования технических объектов. Оперирующих в числовых (количественных) пространствах с учетом их особенностей.
-
Разработаны частные методики построения комплексной оценки свойств ПКМ и на этой основе построен интегральный показатель качества.
-
Разработан метод комплексной оценки и созданы условия для решения задач выбора компонентов при проектировании ПКМ для использования его в алгоритмизированном режиме.
-
Создано программное обеспечение информационной поддержки процедур принятия решения.
-
Проведено апробирование методов комплексной оценки свойств ПКМ на ряде экспериментальных и технологических данных.
-
Осуществлено сравнение предлагаемых методов оценки свойств (характеристик) ПКМ между собой и в сравнении с известными методами.
Объектом исследования являлась зависимость «свойства – интегральный показатель – качество материала». Предмет исследования - информационная поддержка процедур принятия технологических решений при выборе ПКМ.
Методы исследования
В диссертационной работе использованы методы и средства системного анализа, математической статистики, квалиметрии, теории нечетких множеств, теории и анализа алгоритмов, физико-химии и технологии ПКМ.
Научная новизна
1. Разработаны модели и методы оценки качества ПКМ с применением интегрального показателя основанные на применении нечетких множеств, кластеризации и ранжировании.
2. Установлено, что при исследовании ПКМ могут быть использованы системные показатели качества, позволяющие решить частную задачу выбора оптимального варианта для информационной поддержки принятия исследовательских и технологических решений.
3. Предложен метод анализа исходных данных и решаемой задачи, позволяющий идентифицировать модели и методы, используемые для выбора ПКМ.
Практическая значимость
-
Разработанные модели и методы позволяют выбрать оптимальный вариант ПКМ на основе их ранжирования, сортирования в однородной выборке.
-
Предложена методика вычисления количественной оценки качества ПКМ, исходя из имеющегося набора свойств, что позволяет обоснованно принимать решение при выборе ПКМ.
-
Предложена организация научно-технической информации о свойствах ПКМ, как средство представления результатов исследований.
-
Разработаны методические материалы для использования в учебном процессе высшей школы.
Апробация работы и публикации по теме диссертации
Основные материалы работы докладывались и обсуждались на 8-ми Международных, 5-ти Всероссийских и 1-ой Региональной научных конференциях.
По материалам диссертации опубликована 21 работа, в том числе 5 статей в периодических изданиях из перечня, рекомендуемого ВАК, одно свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.
