по току, нагрузке, сечению провода
Собирая электрощиток или подключая новую крупную бытовую технику, домашний мастер обязательно столкнется с такой проблемой как необходимость подбора автоматических выключателей. Они обеспечивают электро и пожарную безопасность, потому правильный выбор автомата — залог безопасности вас, семьи и имущества.
Содержание статьи
Для чего служит автомат
В цепи электропитания автомат ставят для предупреждения перегрева проводки. Любая проводка рассчитана на прохождение какого-то определенного тока. Если пропускаемый ток превышает это значение, проводник начинает слишком сильно греться. Если такая ситуация сохраняется достаточный промежуток времени, начинает плавиться проводка, что приводит к короткому замыканию. Автомат защиты ставят чтобы предотвратить эту ситуацию.
Пакетник или автомат защиты необходим для предотвращения перегрева проводников и отключения в случае КЗВторая задача автомата защиты — при возникновении тока короткого замыкания (КЗ) отключить питание.
При замыкании токи в цепи возрастают многократно и могут достигать тысяч ампер. Чтобы они не разрушили проводку и не повредили аппаратуру, включенную в линию, автомат защиты должен отключить питание как можно быстрее — как только ток превысит определенный предел.
Чтобы защитный автоматический выключатель исправно выполнял свои функции, необходимо правильно сделать выбор автомата по всем параметрам. Их не так много — всего три, но с каждой надо разбираться.
Какие бывают автоматы защиты
Для защиты проводников однофазной сети 220 В есть отключающие устройства однополюсные и двухполюсные. К однополюсным подключается только один проводник — фазный, к двухполюсным и фаза и ноль. Однополюсные автоматы ставят на цепи 220 В внутреннего освещения, на розеточные группы в помещениях с нормальными условиями эксплуатации. Их также ставят на некоторые виды нагрузки в трехфазных сетях, подключая одну из фаз.
Для трехфазных сетей (380 В) есть трех и четырех полюсные. Вот эти автоматы защиты (правильное название автоматический выключатель) ставят на трехфазную нагрузку (духовки, варочные панели и другое оборудование которое работает от сети 380 В).
В помещениях с повышенной влажностью (ванная комната, баня, бассейн и т.д.) ставят двухполюсные автоматические выключатели. Их также рекомендуют устанавливать на мощную технику — на стиральные и посудомоечные машины, бойлеры, духовые шкафы и т.д.
Просто в аварийных ситуациях — при коротком замыкании или пробое изоляции — на нулевой провод может попасть фазное напряжение. Если на линии питания установлен однополюсный аппарат, он отключит фазный провод, а ноль с опасным напряжением так и останется подключенным. А значит, остается вероятность поражения током при прикосновении. То есть, выбор автомата прост — на часть линий ставятся однополюсные выключатели, на часть — двухполюсные. Конкретное количество зависит от состояния сети.
Автоматы для однофазной сетиДля трехфазной сети существуют трехполюсные автоматические выключатели. Такой автомат ставится на входе и на потребителях, к которым подводятся все три фазы — электроплита, трехфазная варочная панель, духовой шкаф и т.
д. На остальных потребителей ставят двухполюсные автоматы защиты. Они в обязательном порядке должны отключать и фазу и нейтраль.
Выбор номинала автомата защиты от количества подключаемых к нему проводов не зависит.
Определяемся с номиналом
Собственно, из функций защитного автомата и следует правило определения номинала автомата защиты: он должен срабатывать до того момента, когда ток превысит возможности проводки. А это значит, что токовый номинал автомата должен быть меньше чем максимальный ток, который выдерживает проводка.
На каждую линию требуется правильно выбрать автомат защитыИсходя из этого, алгоритм выбора автомата защиты прост:
- Рассчитываете сечение проводки для конкретного участка.
- Смотрите, какой максимальный ток выдерживает данный кабель (есть в таблице).
- Далее из всех номиналов защитных автоматов выбираем ближайший меньший. Номиналы автоматов привязаны к допустимым длительным токам нагрузки для конкретного кабеля — они имеют немного меньший номинал (есть в таблице).
Выглядит перечень номиналов следующим образом: 16 А, 25 А, 32 А, 40 А, 63 А. Вот из этого списка и выбираете подходящий. Есть номиналы и меньше, но они уже практически не используются — слишком много электроприборов у нас появилось и имеют они немалую мощность.
Выглядит перечень номиналов следующим образом: 16 А, 25 А, 32 А, 40 А, 63 А. Вот из этого списка и выбираете подходящий. Есть номиналы и меньше, но они уже практически не используются — слишком много электроприборов у нас появилось и имеют они немалую мощность.Пример
Алгоритм очень прост, но работает безошибочно. Чтобы было понятнее, давайте разберем на примере. Ниже приведена таблица в которой указаны максимально допустимый ток для проводников, которые используют при прокладке проводки в доме и квартире. Там же даны рекомендации относительно использования автоматов. Они даны в колонке «Номинальный ток автомата защиты». Именно там ищем номиналы — он немного меньше предельно допустимого, чтобы проводка работала в нормальном режиме.
| Сечение жил медных проводов | Допустимый длительный ток нагрузки | Максимальная мощность нагрузки для однофазной сети 220 В | Номинальный ток защитного автомата | Предельный ток защитного автомата | Примерная нагрузка для однофазной цепи |
|---|---|---|---|---|---|
1,5 кв. мм | 19 А | 4,1 кВт | 10 А | 16 А | освещение и сигнализация |
| 2,5 кв. мм | 27 А | 5,9 кВт | 16 А | 25 А | розеточные группы и электрический теплый пол |
| 4 кв.мм | 38 А | 8,3 кВт | 25 А | 32 А | кондиционеры и водонагреватели |
| 6 кв.мм | 46 А | 10,1 кВт | 32 А | 40 А | электрические плиты и духовые шкафы |
| 10 кв. мм | 70 А | 15,4 кВт | 50 А | 63 А | вводные линии |
В таблице находим выбранное сечение провода для данной линии. Пусть нам необходимо проложить кабель сечением 2,5 мм2 (наиболее распространенный при прокладке к приборам средней мощности). Проводник с таким сечением может выдержать ток в 27 А, а рекомендуемый номинал автомата — 16 А.
Как будет тогда работать цепь? До тех пор, пока ток не превышает 25 А автомат не отключается, все работает в штатном режиме — проводник греется, но не до критических величин.
Когда ток нагрузки начинает возрастать и превышает 25 А, автомат еще некоторое время не отключается — возможно это стартовые токи и они кратковременны. Отключается он если достаточно длительное время ток превысит 25 А на 13%. В данном случае — если он достигнет 28,25 А. Тогда электропакетник сработает, обесточит ветку, так как это ток уже представляет угрозу для проводника и его изоляции.
Расчет по мощности
Можно ли выбрать автомат по мощности нагрузки? Если к линии электропитания будет подключено только одно устройство (обычно это крупная бытовая техника с большой потребляемой мощностью), то допустимо сделать расчет по мощности этого оборудования. Так же по мощности можно выбрать вводный автомат, который устанавливается на входе в дом или в квартиру.
Если ищем номинал вводного автомата, необходимо сложить мощности всех приборов, которые будут подключены к домовой сети. Затем найденная суммарная мощность подставляется в формулу, находится рабочий ток для этой нагрузки.
После того, как нашли ток, выбираем номинал . Он может быть или чуть больше или чуть меньше найденного значения. Главное, чтобы его ток отключения не превышал предельно допустимый ток для данной проводки.
Когда можно пользоваться данным методом? Если проводка заложена с большим запасом (это неплохо, кстати). Тогда в целях экономии можно установить автоматически выключатели соответствующие нагрузке, а не сечению проводников. Но еще раз обращаем внимание, что длительно допустимый ток для нагрузки должен быть больше предельного тока защитного автомата. Только тогда выбор автомата защиты будет правильным.
Выбираем отключающую способность
Выше описан выбор пакетника по максимально допустимому току нагрузки. Но автомат защиты сети также должен отключаться при возникновении с сети КЗ (короткого замыкания). Эту характеристику называют отключающей способностью. Она отображается в тысячах ампер — именного такого порядка могут достигать токи при коротком замыкании.
Выбор автомата по отключающей способности не очень сложен.
Эта характеристика показывает, при каком максимальном значении тока КЗ автомат сохраняет свою работоспособность, то есть, он сможет не только отключится, но и будет работать после повторного включения. Эта характеристика зависит от многих факторов и для точного подбора необходимо определять токи КЗ. Но для проводки в доме или квартире такие расчеты делают очень редко, а ориентируются на удаленность от трансформаторной подстанции.
Отключающая способность автоматических защитных выключателейЕсли подстанция находится недалеко от ввода в ваш дом/квартиру, берут автомат с отключающей способностью 10 000 А, для всех остальных городских квартир достаточно 6 000 А. Если же дом находится в сельской местности иди вы выбираете автомат защиты электросети для дачи, вполне может хватить и отключающей способности в 4 500 А. Сети тут обычно старые и токи КЗ большими не бывают. А так как с возрастанием отключающей способности цена возрастает значительно, можно применить принцип разумной экономии.
Можно ли в городских квартирах ставить пакетики с более низкой отключающей способностью. В принципе, можно, но никто не гарантирует, что после первого же КЗ вам не придется его менять. Он может успеть отключить сеть, но окажется при этом неработоспособным. В худшем варианте контакты расплавятся и отключиться автомат не успеет. Тогда проводка расплавится и может возникнуть пожар.
Тип электромагнитного расцепителя
Автомат должен срабатывать при повышении тока выше определенной отметки. Но в сети периодически возникают кратковременные перегрузки. Обычно они связаны с пусковыми токами. Например, такие перегрузки могут наблюдаться при включении компрессора холодильника, мотора стиральной машины и т.д. Автоматический выключатель при таких временных и краткосрочных перегрузках отключаться не должен, потому у них есть определенная задержка на срабатывание.
Но если ток возрос не из-за перегрузки а из-за КЗ, то за время, которое «выжидает» автоматический выключатель, контакты его расплавятся.
Вот для этого и существует электромагнитный автоматический расцепитель. Он срабатывает при определенной величине тока, которая уже не может быть перегрузкой. Этот показатель называют еще током отсечки, так как в этом случае автоматический выключатель отсекает линию от электропитания. Величина тока срабатывания может быть разной и отображается буквами, которые стоят перед цифрами, обозначающими номинал автомата.
Есть три самых ходовых типа:
С какой же характеристикой выбрать пакетник? В данном случае выбор автомата защиты также основывается на отдаленности вашего домовладения от подстанции и состояния электросетей выбор автомата защиты проводят ползуясь простыми правилами:
- С буквой «B» на корпусе подходят для дач, домов селах и поселках, которые получают электропитание через воздушки. Также их можно ставить в квартиры старых домов, в которых реконструкция внутридомовой электросети не производилась. Эти защитные автоматы далеко не всегда есть в продаже, стоят немного дороже категории С, но могут доставляться под заказ.
- Пакетники с «C» на корпусе — это наиболее широко распространенный вариант. Они ставятся в сетях с нормальным состоянием, подходят для квартир в новостройках или после капремонта, в частных домах недалеко от подстанции.
- Класс D ставят на предприятиях, в мастерских с оборудованием, имеющим высокие пусковые токи.
То есть по сути выбор автомата защиты в этом случае прост — для большинства случаев подходит тип C. Он и есть в магазинах в большом ассортименте.
Каким производителям стоит доверять
Выбор автоматического выключателя
Автоматический выключатель должен соответствовать требованиям, предъявляемым к нему в каждом конкретном случае, поэтому для успешного выбора модели нужно знать параметры защищаемой электропроводки, подключаемых к ней нагрузок и главные характеристики электропитания.
Основываясь на этих данных и необходимых параметрах защиты, можно выбрать нужные автоматы для реализации схемы электрощита и системы токовой защиты в целом.
Так как схема может быть достаточно сложной и не только состоять из нескольких ступеней защиты, но и иметь несколько вводных и отходящих линий, то для выбора выключателей в то или иное место нужно также учитывать указанные выше параметры смежных автоматов и других аппаратов защиты установленных до и после выбираемого автомата.
Чтобы выбрать подходящий автоматический выключатель, нужно обратить внимание на следующие характеристики:
Номинальное напряжение Ue (B)
Это максимальное допустимое значение напряжения в условиях нормальной работы. При меньших величинах напряжения отдельные характеристики могут изменяться или, в некоторых случаях, улучшаться (например отключающая способность).
Номинальное напряжение изоляции Ui (кB)
Установленное изготовителем значение напряжения, характеризующее максимальное номинальное напряжение выключателя. Максимальное номинальное напряжение ни в коем случае не должно превышать номинальное напряжение изоляции.
Номинальное импульсное напряжение Uimp (кВ)
Номинальное импульсное напряжение – пиковое значение импульсного напряжения заданной формы и полярности, которое автомат способен выдержать без ущерба.
Номинальный ток In (А)
Это наибольший ток, который автомат может проводить неограниченное долгое время при температуре окружающего воздуха 40°С по ГОСТ Р 50030.2-99 и 30°С по ГОСТ Р 50345-99. При более высоких температурах значение номинального тока уменьшается.
Предельный ток короткого замыкания
Эта характеристика определяет максимальный ток, при протекании которого автоматический выключатель способен разомкнуть цепь хотя бы один раз. Так же её называют предельная коммутационная способность (ПКС). Иначе говоря, ПКС показывает максимальный ток при котором подвижный контакт автомата не приварится (не пригорит) к неподвижному контакту при возникновении и гашении дуги при размыкании контактов. Токи короткого замыкания могут достигать нескольких тысяч ампер и указываются на маркировке модели.
Класс токоограничения
Параметр, напрямую влияющий на безопасность, надежность и долговечность электропроводки. Он заключается в отключении питания защищаемой цепи раньше, чем ток короткого замыкания достигнет своего максимума.
Количество полюсов
Данная характеристика определяет максимально возможное количество подключаемых к автомату защиты питающих и защищаемых проводов/проводников, одновременное отключение которых происходит при аварийной ситуации (превышение значения номинального тока и кривой отключения свыше определенного времени) в любой из подключенных цепей.
Номинальная отключающая способность Icu (кА)
Это способность автомата отключить защищаемый участок при возникновения в нем тока короткого замыкания, не превышающем величины предельной коммутационной способности. Если ток будет превышать её, то защита линии и способность автомата отключиться не гарантируется. Если автомат выбран по номинальной отключающей способности, то он может обеспечить защиту от тока короткого замыкания несколько раз.
Кривая отключения
Это характеристика зависимости времени отключения от протекаемого тока. Иначе её еще называют токо-временная характеристика. Выбор должен осуществляться в соответствии с типом Вашей системы, так как требования по защите всегда различны. Существует несколько типов кривых, самые популярные из них это типы B, C, и D:
1. Кривая B предназначена в основном для защиты генераторов, пиковых бросков тока нет. Расцепление от 3 до 5 номинальных токов.
2. Кривая C необходима для защиты цепей в случаях общего применения.
Степень защиты — IP
Степень защиты автоматического выключателя от неблагоприятных воздействий окружающей среды характеризуется международным стандартом IP и обозначается двумя цифрами, например IP20. Более подробно об этой важной характеристике Вы можете узнать в статье Что такое класс защиты IP
Что обозначает маркировка выключателя?
На фото изображена маркировка однополюсного автоматическиго выключателя фирмы Siemens. На его примере рассмотрим типичные обозначения данного ряда устройств: 5SY61 MCB – полное название модели, С 10 – кривая отключения типа С и номинальный ток 10 А, 230-400V – номинальное напряжение. Схемы показывают 2 рабочих положения автомата: I — цепь замкнута ( положение 1), O — цепь разомкнута (положение 2). Ниже слева от индикатора включения представлена предельная коммутационная способность (ток короткого замыкания) – 6000 А, под ней расположен класс токоограничения – 3.
Подробное описание всех этих параметров приведено выше.
Зная эти характеристики можно без труда подобрать нужную модель. На нашем сайте представлен широкий ассортимент автоматических выключателей и вся необходимая информация о них. Задавайте все интересующие Вас вопросы через форму «Помощь онлайн», и Вам обязательно помогут с выбором. Удачных приобретений!
Выбор машины с помощью методов AHP и TOPSIS
1. Введение
В последнее время, чтобы получить конкурентные преимущества и выжить в глобальном бизнес-сценарии, выбор наиболее подходящей машины стал серьезной проблемой для многих производственных компаний. Это очень важно в отраслях, где машины интенсивно используются для повышения уровня производства, а также для получения доходов. Чтобы выжить в условиях современной экономики, компании должны быть осторожными в принятии решений. Неправильные решения увеличивают затраты компаний с точки зрения растраты ресурсов, а также влияют на удовлетворенность клиентов.
Современные производственные компании в настоящее время сталкиваются с некоторыми проблемами, такими как выбор машин, из-за затрат времени и отсутствия передовых знаний, а также опыта. Сложность проблемы оценки и выбора машин побудила исследователей разработать модели, помогающие лицам, принимающим решения.
Цель решения производственной компании о выборе машины часто убеждает владельца, инвесторов, партнеров, сотрудников и других заинтересованных лиц придерживаться определенной точки зрения о ней, ее производительности, эффективности, получении дохода или ее общей стоимости .
Стратегическое решение, поддержанное компанией, должно быть эффективно реализовано для повышения производительности и безопасности. Поскольку это требует больших инвестиций и поскольку в большинстве случаев это безвозвратно, выбор машины среди подходящих альтернатив является очень важным решением. Некоторые исследователи указывают на впечатляющие результаты в плане качества, гибкости, производительности и т.
д. из-за принятия неверных решений при выборе машины 9.0011 [1] . Поскольку решения, касающиеся машин, являются решающим элементом успеха или неудачи компании в области качества, компании должны анализировать, чтобы обеспечить бесперебойную работу производственной линии, а также предоставлять высококачественные детали, которые наилучшим образом соответствуют потребностям целевого клиента. Производители должны обратить внимание на эту проблему выбора наиболее подходящей машины, чтобы обеспечить полную работоспособность, а также полную безопасность своего устройства.
Чтобы выбрать желаемую машину, компания должна предпринять ряд практических шагов, соответствующих ее миссии и стратегии. Общие этапы принятия решения о выборе машины обычно состоят из следующих шагов: Определите критерии, которые будут использоваться для оценки машины; выбрать критерии, которые важны; разработка альтернатив и выбор оцененных альтернатив [12] .
Чтобы выбрать наиболее подходящую машину среди различных альтернатив, лицо, принимающее решение, должно учитывать значимые критерии и обладать специальными знаниями о свойствах машины.
Но следует учитывать те критерии, которые максимизируют выгоду компании-производителя. Gerrard [7] провел опрос, чтобы определить процентный вклад различных уровней управления. Результат показал, что роль инженерного персонала в процессе отбора составила всего 6 процентов; остальные (94 процента) принадлежит высшему и среднему менеджменту. Это также дало сигнал об упрощенном подходе к процессу оценки машины. В этом исследовании критерии оценки для решения об отборе были выбраны из исследований в литературе и обсуждений с менеджерами компании в различных областях.
Количество альтернатив и противоречивых критериев очень быстро увеличивается. Таким образом, надежные модели оценки имеют решающее значение для правильного включения нескольких противоречивых критериев. Из-за необходимости компромисса между несколькими критериями проблема выбора, такая как выбор машины, представляет собой проблему принятия решений по нескольким критериям (MCDM). Для оценки процесса выбора машины в литературе широко применялись различные методы: процесс аналитической иерархии (AHP), нечеткая модель принятия решений с несколькими атрибутами, линейное целочисленное программирование 0-1, метод взвешенных средних, генетические алгоритмы и т.
д. эти методы. В этом исследовании использовалась структура прототипа с использованием методов AHP и TOPSIS для оценки выбора подходящей машины для повышения уровня производства.
Проблема выбора машины изучалась в основном для конкретных типов среды, таких как гибкие производственные системы [1] . Somashekhar [10] представил структуру, которая включала в себя индивидуальный пакет для разработки и оценки гибких производственных систем для малых призматических компонентов. Dong-Shang Chang [6] использовал модель стохастического линейного программирования для оценки альтернативных издержек гибких производственных систем (FMS). Кроме того, Tabucanon et al. [13] предложил систему поддержки принятия решений для выбора подходящей машины гибких производственных систем (FMS). Арслан [1] разработал систему поддержки принятия решений, которая включала качественные и количественные критерии, чтобы помочь лицу, принимающему решения, в решении проблемы выбора с использованием многокритериального метода средневзвешенного значения.
Цель исследования состояла в том, чтобы выбрать наиболее подходящую машину из имеющихся машин с целью уменьшения трудностей, возникающих в процессе выбора. Помимо оцениваемых аспектов решения о выборе машины, необходимо измерить мягкие критерии, имеющие субъективные факторы, которые трудно перечислить.
В реальных приложениях оценка приемлемых альтернатив по субъективным критериям выражается в лингвистических терминах. Для этого несколько исследователей внедрили теорию нечетких множеств, чтобы эффективно разрешить неоднозначность, полученную из доступной информации [9] . Теория нечетких множеств кажется действенным инструментом в борьбе с неточностями или неопределенностями, присущими процессу выбора местоположения. В литературе есть ряд исследований, в которых применяются различные методы принятия решений на основе нечетких данных для классификации местоположений.
Ряд исследований был посвящен использованию методов нечеткого многокритериального принятия решений (MCDM) в процессе выбора машины.
Ван и др. [15] предложил структурированную структуру, основанную на нечетком подходе к принятию решений по множеству атрибутов для выбора машины в гибкой производственной ячейке. Цель модели заключалась в том, чтобы помочь лицу, принимающему решения, справиться с трудностями, возникающими при выборе машины.
В этой статье был использован комплексный подход методов AHP и TOPSIS. Целью данного исследования является предложение модели для оценки лучшей машины путем сравнения трех существующих машин. В ходе процедуры оценки применялся метод AHP для определения весов критериев и ранжирования машин, использовался метод TOPSIS.
Остальная часть этого исследования организована следующим образом: Раздел 2 описывает методологию и обеспечивает пошаговое описание предполагаемого многокритериального подхода к принятию решений. В разделе 3 было дано применение предложенной схемы для выбора машины. И, наконец, в четвертом разделе представлены результаты применения и уточнены идеи для будущих исследований.
Этот раздел завершает данное исследование.
2. Методы MCDM
Анализ решений по множеству критериев (MCDA) или принятие решений по множеству критериев (MCDM) — это поддисциплина и полноценная ветвь исследования операций, которая связана с разработкой математических и вычислительных инструментов для поддержки субъективная оценка конечного числа альтернатив решения по конечному числу критериев эффективности одним лицом, принимающим решение, или группой [10] . MCDM относится к скринингу, установлению приоритетов, ранжированию или выбору набора альтернатив по обычно независимым, несоизмеримым или конфликтующим атрибутам [8] . Определение атрибутов очень важно для MCDM, поскольку они играют очень существенную роль в процессе принятия решений. Было предложено несколько методов для решения связанных проблем, но основная проблема MCDM заключается в том, что разные методы могут давать разные результаты для одной и той же проблемы.
Таким образом, поиск компромисса между этими противоречивыми атрибутами и последующее принятие решения может создать трудную проблему [5] .
Процедура оценки в этом документе состоит из трех основных этапов, как показано на рисунке 1.
Рисунок 1. Этапы процедуры оценки
Шаг 1: Определите критерии оценки, которые считаются наиболее важными показателями производительности при выборе машины.
Шаг 2: Постройте иерархию критериев оценки и рассчитайте веса этих критериев, используя метод AHP.
Шаг 3: Проведите метод TOPSIS для получения окончательных результатов ранжирования.
Подробное описание каждого шага представлено в следующих разделах.
2.1. Определение весов критериев с помощью AHP
Процесс аналитической иерархии (AHP) — это инструмент принятия решений по множеству критериев для организации и анализа, впервые разработанный [11] . Этот метод используется для решения сложной задачи принятия решений, имеющей несколько атрибутов, путем моделирования изучаемой неструктурированной проблемы в виде иерархических форм элементов.
Существенными компонентами иерархической системы являются главная цель, критерии, влияющие на общую цель, подкритерии, влияющие на главные критерии, и, наконец, альтернативы, доступные для решения проблемы. Для получения степени относительной важности элементов на каждом уровне разрабатывается матрица парных сравнений с использованием Saaty 1-9.шкала предпочтений, как показано в таблице 1. Затем собственный вектор и максимальное собственное значение (λ max ) получаются из матриц попарного сравнения. Значение собственного значения заключается в оценке силы коэффициента согласованности CR (Saaty, 2000) сравнительной матрицы, чтобы проверить, обеспечивает ли матрица парных сравнений полностью непротиворечивую оценку. Последним шагом является получение индекса согласованности и коэффициента согласованности.
Таблица 1. Шкала парных сравнений Саати
Поэтапная процедура AHP представлена следующим образом:
Шаг 1: Построение структурной иерархии.
Шаг 2: Построить матрицу парных сравнений.
Предполагая n атрибутов, попарное сравнение атрибута i с атрибутом j дает квадратную матрицу, где ij обозначает сравнительную важность атрибута i по отношению к атрибуту j. В матрице a ij = 1, когда i = j и a ji = 1/a ij .
Step 3: Construct normalized decision matrix
| (1) |
Step 4: Construct the weighted, normalized decision matrix
| (2) |
| (3) |
Шаг 5: Вычислить собственный вектор и матрицу строк
| (4) |
| (5) |
Шаг 6: Максимальное вычисление.
| (6) |
Шаг 7: Рассчитайте индекс согласованности и коэффициент согласованности.
| (7) |
| (8) |
Где n и R обозначают порядок генерации матрицы соответственно.
2.2. Ранжирование альтернатив по TOPSIS
Для оценки выбора машин в этом исследовании был применен один из методов MCDM, названный TOPSIS. В этом разделе объясняется метод TOPSIS.
TOPSIS (Техника предпочтения порядка по сходству с идеальным решением), разработанная Хвангом и Юн [19] , является одним из методов MCDA/MCDM для удовлетворительного решения реальных задач принятия решений. TOPSIS пытается указать лучшую альтернативу, которая одновременно имеет кратчайшее расстояние от положительного идеального решения и самое дальнее расстояние от отрицательного идеального решения [2] .
Положительное идеальное решение — это решение, которое пытается максимизировать критерии прибыли и минимизировать критерии затрат, тогда как отрицательное идеальное решение прямо противоположно предыдущему [4, 14, 16, 17] . Согласно 7 положительное идеальное решение состоит из всех достижимых хороших значений критериев, тогда как отрицательное идеальное решение состоит из всех наихудших достижимых значений критериев. В методе TOPSIS точные оценки, которые каждая альтернатива получает по всем критериям, используются при формировании матрицы решений и нормализованной матрицы решений. Принимая во внимание коэффициенты всех атрибутов, находятся положительные и отрицательные идеальные решения. Путем сравнения коэффициента расстояния каждой альтернативы определяется порядок предпочтения альтернатив.
Пошаговая процедура Hwang and Yoon [8] для внедрения TOPSIS представлена следующим образом:
Шаг 1: Построить нормализованную матрицу решений полезных и неблагоприятных критериев.
| (9) |
Где и – исходная и нормированная оценка матрицы решений соответственно.
Шаг 2: Построить взвешенную нормализованную матрицу решений путем умножения весов w i критериев оценки с нормализованной матрицей решений r ij .
| (10) |
Step 3: Determined the positive ideal solution (PIS) and negative ideal solution (NIS)
| (11) |
Where if if
| (12) |
Где .
Шаг 4: Рассчитайте показатели разделения каждой альтернативы от PIS и NIS
| (13) |
| (14) | |||
| (14) | (14) | (14) | . коэффициент идеального решения каждой альтернативы
Шаг 6: На основе уменьшающихся значений коэффициента близости альтернативы ранжируются от наиболее ценных до худших. Выбирается альтернатива с наибольшим коэффициентом близости (). 3. Предлагаемая структура с примером Сравнение трех существующих машин известной компании в Бангладеш служит для проверки модели путем проверки разработанных предложений. В целях сохранения конфиденциальности название компании не разглашается, а три машины обозначены как A 1 , A 2 и A 9 9. Компания хочет решить, какую машину из трех альтернатив следует выбрать, основываясь на своем видении и стратегии. Прежде всего, критерии оценки для принятия решения о выборе были взяты из исследований в литературе и обсуждений с менеджерами компании в разных областях. Веса основных критериев и подкритериев с учетом субъективных суждений лиц, принимающих решения, оцениваются с помощью AHP. Матрица попарного сравнения основных критериев (табл. 3) и расчет весов приведены следующим образом. Нормализованная матрица C была рассчитана по уравнению (1): Затем веса приоритета рассчитываются по уравнению (2): Таблица 2. Иерархическое представление критериевТаблица 3. Агрегированная матрица парных сравненийТаблица 4. Веса подкритериев Нормализованный весовой вектор по основным критериям равен . Вектор нормализованного веса по отношению к основной цели изображен на рисунке 2. Таблица 5. Матрица решений для метода TOPSISТаблица 6. Агрегированная матрица решений метода TOPSISТаблица 7. Этапы расчета метода TOPSIS для процесса выбора машиныРисунок 2 . Нормализованные веса основных критериев Таблица 8. Рейтинг выбора машинЭлементы собственного вектора рассчитываются по уравнению. (4). Собственный вектор относительной важности основных критериев равен (0,20, 0,04, 0,44, 0,15, 0,09, 0,03, 0,06). Чтобы вычислить λ max , элементов матрицы строк оцениваются с помощью уравнения. Как указывалось ранее, один из известных методов MCDM, называемый методом TOPSIS, используется для ранжирования потенциальных альтернатив с учетом весов всех критериев, полученных с помощью AHP. На первом этапе алгоритма используется матрица решений с использованием мнений трех лиц, принимающих решения 9.0069. Матрица решений метода TOPSIS показана в таблице 5. Затем агрегированные значения каждого подкритерия рассчитываются с использованием метода среднего в методе TOPSIS, как показано в таблице 6. После расчета агрегированных значений подкритериев местоположения ранжируются с использованием метода TOPSIS. 4. Результаты и обсуждениеВ зависимости от значений коэффициентов близости трех подходящих машин машина A 2 становится наиболее доминирующей альтернативой, имеющей наивысшее CC i , за которой следует 7,07 70. другими. Таким образом, A 2 должен быть выбран как лучшая машина среди трех альтернатив. 5. Выводы и будущая работа Чтобы идти в ногу с конкурентами в современной экономике, компания должна принять решение, которое приведет к выбору подходящей машины из имеющихся машин. Правильное решение прокладывает путь к инклюзивному росту и конечной прибыли компании. Свойства машины влияют на конечную производительность, производственные возможности, получение дохода компании. При выборе машины решающее значение имеют несколько факторов. Но рассмотрение этих нескольких критериев и подкритериев усложняет процесс отбора. По этой причине в этой статье представлена структура прототипа, использующая процесс аналитической иерархии (AHP) с алгоритмом TOPSIS в качестве эффективного инструмента для поддержки принятия решения о выборе машины. В этом исследовании веса различных критериев рассчитываются с использованием метода AHP, а для выбора наиболее подходящей машины был использован один из хорошо известных методов MCDM, а именно метод TOPSIS. Для обоих методов некоторые результаты получаются путем ручного расчета, а некоторые рассчитываются с помощью Microsoft Office Excel. БлагодарностиАвторы выражают признательность за поддержку и помощь, оказанную Департаментом промышленной и производственной инженерии Джессорского университета науки и технологий, Бангладеш. Также высоко оценены усилия заведующего кафедрой, преподавателей и студентов, сотрудничавших в данном исследовании. Ссылки
Важность выбора машины в программе анализа масла Правильный выбор машины можно рассматривать как основополагающий элемент для получения устойчивого возврата инвестиций (ROI) для программы анализа масла. Включение в программу всех смазанных маслом или гидравлических систем и компонентов редко бывает рентабельным. Существует несколько методологий выбора машин для анализа масла. Один из таких методов использует квартильное покрытие. Как следует из названия, список активов с соответствующими значениями критичности разделен на квартили. Этот метод дополнительно разбивает квартили на верхнюю и нижнюю половины, по сути, разбивая весь список машин-кандидатов на восемь разделов. Поступая таким образом, вы можете назначать машины определенной области, таким образом обеспечивая некоторый уровень руководства при выборе машины. При использовании этого метода вы должны понимать, что чем ниже ваша программа находится в таблице покрытия, тем больше внимания уделяется только очень важным машинам. Второй метод заключается в простом использовании принципа Парето для выбора машины. Принцип Парето, или правило 80:20, предполагает, что 20 % наиболее важных компьютеров могут стать причиной 80 % проблем. В идеале эти машины должны попасть в верхние 20 процентов вашей шкалы критичности. Используя это простое правило, становится очень легко принять решение о выборе машины.
Если вы действительно сосредоточитесь на верхних 20 процентах необработанных значений критичности при выборе машины, принцип Парето не сработает, как показано в таблице ниже. Однако, если вы хотите рассмотреть фактические 20 процентов лучших машин, что рекомендуется, вам следует сделать еще один шаг. При расчете фактического процента машин составьте список всех машин и связанное с ними значение критичности. Затем вы используете простую математику, чтобы определить фактическую точку отсечки значения критичности для первых 20 процентов машин. Следование этому процессу не должно означать, что вы игнорируете нижние 80 процентов заводского оборудования. Вместо этого он предлагает отправную точку для концентрации ваших первоначальных усилий. Он также обеспечивает точку продолжения, когда требуется расширение программы. При использовании того или иного метода выбора машины необходимо учитывать еще несколько факторов. Как правило, первичным фактором после критичности является объем поддона. Если учесть, что небольшой центробежный насос содержит около литра масла, легко понять, как выполнение регулярного анализа масла может мешать выполнению задач с добавленной стоимостью. При отборе проб системы с очень маленькими объемами поддона вы рискуете выполнять полную замену масла каждый раз при отборе пробы. Это происходит из-за процесса аппаратной очистки, необходимого для соблюдения передовой практики выборки. Компоненты, которые могут попасть в эту область, включают небольшие коробки передач, насосы и маслонаполненные корпуса подшипников. В современной среде, ориентированной на технологии, размер поддона не так важен, если принять необходимые меры для модификации оборудования, чтобы можно было увеличить общий объем масла. Следует также учитывать жесткость жидкой среды. |
Иерархическая структура, содержащая 7 основных критериев и 26 подкритериев для выбора наилучшей альтернативы из трех машин, построена в табл. 2.
Согласно рисунку 2, наиболее ценным критерием с приоритетом 0,43 является «Стоимость» в субъективных суждениях лиц, принимающих решения, за которыми следуют остальные. Предполагается, что для определения весов подкритериев (), которые представлены в таблице 4, предполагается использовать те же вычислительные способы.
(5) и имеет вид (1,55, 0,29, 3,66, 1,10, 0,69, 0,19, 0,46). уравнение (6) дает четыре оценки λ max , а среднее значение этих значений (7,75) равно расчетному λ max . Индекс согласованности (CI) и коэффициент согласованности (CR) рассчитываются с помощью уравнений. (7) и (8) соответственно (для RI=1,32). Поскольку значение CR (0,09) меньше 0,10, оно принимается.
Эти агрегированные значения являются основными входными данными. Нормализация этих значений производится по уравнению. (9). Положительное и отрицательное идеальное решение определяется путем взятия максимального и минимального значений для каждого критерия в методе TOPSIS. Затем вычисляется расстояние каждой альтернативы от PIS () и NIS () по каждому критерию, как в уравнениях. (13) и (14). После этого коэффициенты близости ( CC i ) трех альтернатив рассчитываются по уравнению. (15) и ранжирование выполняется в порядке убывания. Этапы расчета метода TOPSIS приведены в таблице 7. В таблице 8 выбор машины ранжирован по отношению к методу TOPSIS.
В будущем внедрение этого метода не является вариантом, но необходимо для решения множества многокритериальных задач принятия решений из-за его гибкости. Предлагаемый метод также эффективен в условиях группового принятия решений, когда бывает трудно прийти к спорному вопросу индивидуально. Таким образом, это также поможет в будущих исследованиях. В дополнение к методам, предложенным в этом исследовании, некоторые другие методы MCDM, такие как ELECTRE; ПРОМЕТЕЙ; MOORA и ORESTE можно сравнительно использовать в нечеткой среде и сравнивать результаты.
), Система поддержки принятия решений для выбора станков, Журнал управления производственными технологиями, том 15, номер 1, 101-109.
F. F. F. F. Нечеткий подход к оценке и выбору поставщиков в управлении цепочками поставок. Международный журнал экономики производства, 102, 289-301.
655-664.
Евро. Дж. Опер. Рез., 112:682-691.
Т., Batanov, D.N.N. (1994), «Интеллектуальная система поддержки принятия решений (DSS) для процесса выбора альтернативных машин для гибкой производственной системы (FMS)», Computers in Industry, Vol. 25, стр. 131-43.
38 № 9, стр. 2079-97.
Робототехника и компьютерное интегрированное производство, 23(1), 126-137.
Пытаясь включить все машины или даже большинство машин в программу анализа масла, вы рискуете пройти точку убывающей отдачи от затрат и усилий, необходимых для внедрения этого подхода.
Например, если вы только разрабатываете свою программу анализа масла или даже перерабатываете программу, и принято решение охватить только верхнюю четвертую квартиль охвата, вы должны сначала взять пробы на самых важных машинах. После того, как принято решение увеличить покрытие квартилей, вы должны продвинуться вниз по списку критичности, чтобы определить следующие машины, которые нужно добавить.
com
