Decision-making during limited number of experiments with multiple criteria

Abstract

EN: Context. The mechanism of decision-making during limited number of experiments with multiple criteria are considered. The investigation object is process decision-making for project or control in complex systems with multiple criteria. Objective. It is necessary to determine optimal (most preferred) parameters of the systems with multiple criteria. It is no the mathematical model of the system, there is limited number of experiments only. Method. A scheme is proposed for constructing a selection mechanism for decision-making in systems with several criteria for which there is a sample of experimental results. The scheme includes the following procedures: an experimental study of a process with several criteria (functions) depending on its parameters; the use of expert evaluation to build a matrix of preferences for individual implementations; building a function of choosing preferred solutions based on a preference matrix by constructing a mathematical model of preference recognition, formulation and solving the problem of generalized mathematical programming as the final step in building the selection mechanism. The decision-making mechanism depends on the expert assessment procedure when comparing a limited set of results with each other, as well as on the statement of conditions when solving the problem of generalized mathematical programming. Comparison of a finite number of experiments is convenient for expert evaluation. Presentation of the final choice as a result of solving the problem of generalized mathematical programming is convenient for using such a mechanism in automatic control systems already without human intervention. Results. The proposed scheme of decision-making during limited number of experiments has been applied to decision-making of project management for pellet burner. Experimental decision-making results are presented in the presence of several criteria for a pellet burner of a tubular heater, which confirm the acceptability of the developed decision-making mechanism. Conclusions. It was proposed the new scheme for constructing a selection mechanism for decision-making in systems with several criteria where there is a sample of experimental results only. The scheme of decision-making is includes the solving the problem of generalized mathematical programming as the final step in building the selection mechanism. For the solving the problem of generalized UK: Актуальність. Розглянуто задачу прийняття рішень для системи з декількома критеріями на основі обмеженої кількості експериментальних результатів. Об’єктом дослідження є процес прийняття рішень, починаючи з експериментального дослідження системи до рішення задачі оптимізації системи з декількома критеріями. Мета. Мета роботи – викладення цільного механізму прийняття рішень для системи з декількома критеріями на основі обмеженої кількості експериментів. Метод. Запропоновано використовувати алгоритми еволюційного пошуку переважних рішень для двох основних процедур: пошук оптимальної функції вибору на базі матриці пере важності експериментальних рішень; пошук оптимальних по бінарному відношенню вибору рішень на всій множині допустимих параметрів (рішення задачі узагальненого математичного програмування). Алгоритм еволюційного пошуку, який застосовується, вирішує задачу пошуку оптимальних по бінарному відношенню вибору рішень без потреби випуклості відношення вибору. У роботі застосовані експериментальні результати дослідження пальника на паливних гранулах (пелетах). Вхідні параметри системи налічують п’ять розмірних параметрів, а вихідні параметри три розмірні критерії. Усього експерименти налічують 45 результатів, з яких 25 експериментів склали навчальну послідовність і 20 результатів – контрольну послідовність, які застосовувались для отримання функції вибору. Результати. Розроблена цільна система побудови механізму прийняття рішень для системи з декількома критеріями на основі обмеженої кількості експериментів. Висновки. Наведені експерименти та їх обробка показали достовірність основних наукових результатів – можливості побудови механізму вибору у системі з декількома критеріями на основі обмеженої кількості експериментів і поширення кінцевого вибору на всю допустиму область вхідних параметрів, а не тільки на множині експериментальних результатів.