Решение. Основные определения и зависимости



Решение задачи сводится к нахождению дисперсионного коэффициента конкордации W и на его основе к оценке:

согласованности мнений экспертов;

значимости такой оценки. Также по формульным зависимостям определяется ранги версий развития систем ЧПУ.

Количественной мерой согласованности мнений экспертов является значение коэффициента W, который определяется по зависимостям

Если нет связанных рангов

,                                             (1)

,                         (2)

здесь ris - значение ранга для i-й версии, поставленное s-м экспертом.

 

2) Для случая, когда имеются связанные ранги, расчет коэффициента конкордации производится по зависимости:

                                          ,                                     (3)

где   - поправка на связанность для s-й ранжировки версии;

hk - количество одинаковых рангов в k-й группе для s-й ранжировки;

Hs – количество связанных рангов для s-й ранжировки.

Чем ближе окажется значение W к единице, тем с большей уверенностью можно говорить о согласованности мнений экспертов и, следовательно, о наиболее вероятной версии развития системы ЧПУ.

Однако так как значение W само по себе случайно, то необходимо проверить значимость W. Проверяется гипотеза о равенстве коэффициента конкордации нулю. При заданном уровне значимости β эта гипотеза отвергается, если

                                    ,                                             (4)

где  - критическое значение χ2-распределения при числе степеней свободы z=m-1 (при m>7). В этом случае конкордация считается значимой.

Для случая m≤7 используются специальные таблицы (табл.3), по которым с учетом уровня значимости, m и d находят Sкр. В случае выполнения неравенства Sр>Sкр признается статистическая значимость W.

 

Таблица 3

Критические значения Sкр при уровне значимости β=0,05 (3≤d≤20, 3≤m≤7)

 

d

m

Доп. значения для m=3

3 4 5 6 7 d s
3     64,4 103,9 157,3 9 54,0
4   49,5 88,4 143,3 217,0 12 71,9
5   62,6 112,3 182,4 276,2 14 83,8
6   75,7 136,1 221,4 335,2 16 95,8
8 48,1 101,7 183,7 299,0 453,1 18 107,7
10 60,0 127,8 231,2 376,7 571,0    
15 89,8 192,9 349,8 570,5 864,9    
20 119,7 258,0 468,5 764,4 1158,7    

 

Алгоритм решения.

Если нет связанных рангов.

1. По исходным данным табл.1 рассчитаем средний арифметический ранг  по формуле (2):

.

2. Рассчитаем значения S по (2):

S=729+256+1156+81+324+81+1089+1+625=4342.

3. Рассчитаем коэффициент конкордации W по (1):

W=0,8934.

Полученная величина W близка к единице, значит, мнения экспертов согласованны

4. Оценим значимость W:

 =d(m-1)W=9·8·0,8934=64,32.

5. Определим   при степени свободы z=m-1=8 и уровне значимости β=0,05 по таблице для χ2-распределения (см. приложение 1):

 =15,51.

6. Проверяем гипотезу о значимости W (см. формулу (4)):

 =54,32>  =15,51.

Таким образом, гипотеза о равенстве нулю отвергается, т.е. конкордация считается значимой. По значению W можно сказать, что мнения экспертов согласованы и наиболее вероятной в будущих станках будет 3-я и 1-я версии системы ЧПУ (см. табл. 1, где суммы рангов имеют наименьшие значения ri 11 и  18;  равны 1,2 и 2).

В целом на основе данных табл. 1 можно заключить, что имеет место следующий ряд наиболее вероятных версий (В) развития ЧПУ:

.

Для случая, когда имеются связанные ранги.

Алгоритм решения.

1. По исходным данным табл.2 рассчитаем средний арифметический ранг  по формуле (2): =17,5.

2. Рассчитаем значения S по (2):

S=100+64+20,25+20,25+36+144=384,5.

3. Для каждой s-й ранжировки рассчитаем Ts:

H1=1, h1=2, T1=23-2=6;

H2=1, h1=3, T2=33-3=24;

H3=2, h1=2, h2=2, T3=23-2+23-2=12;

H4=2, h1=2, h2=2, T4 =23-2+23-2=12;

H5=1, h1=2, T5=23-2=6.

4. Рассчитаем коэффициент конкордации W по (3): W=0,932.

Полученная величина W близка к единице, значит, мнения экспертов также согласованны.

5. Оценим значимость W. Для проверки значимости W при m≤7 используем специальные таблицы (табл.3).  Из табл. 3 следует, что при m=6 и d=5 и при уровне значимости β=0,05 из табл.3 Sкр=182,4.

6. Имея полученное выше (в п.2) значение S= Sр=384,5 проверяем гипотезу о значимости W:           Sр=384,5> Sкр=182,4.

Таким образом, гипотеза о равенстве нулю отвергается, т.е. конкордация считается значимой.

По значению W можно сказать, что мнения экспертов согласованы и наиболее вероятной на основании табл.2 лучшей является 1-я версия  развития системы ЧПУ, =1,5.

Таким образом, ранжированный ряд версий развития ЧПУ (по степени убывания вероятности) имеет вид: .

 

Контрольные задания

Задание 1. Решить пример 1 по исходным данным, приведенном в нем. Исходные данные, представленные в табл.1,2, оформить в Microsoft EXCEL. Провести расчеты в Microsoft EXCEL по формулам (1)-(4) и результаты представить в Microsoft EXCEL. Сравните полученные результаты с результатами, приведенными в примере 1. Сделать выводы.

Задание 2. Для исходных данных, представленных в табл.4 (нет связанных рангов) и табл.5 (имеются связанные ранги), для своего варианта определить насколько согласованы мнения экспертов и какая из версий развития системы ЧПУ наиболее вероятна. Исходные данные оформить в Microsoft EXCEL. Провести расчеты в Microsoft EXCEL по формулам (1)-(4) и результаты представить в Microsoft EXCEL.

Указания. 1. Варианты контрольных заданий для проверки знаний студентов выдает преподаватель.

2. Все расчеты проводятся на ПК с использованием табличного процессора Microsoft EXCEL и созданием формульных зависимостей в соответствующих ячейках таблиц.

3. Построение таблиц, графиков, диаграмм проводятся на ПК с использованием табличного процессора Microsoft EXCEL.

4. По результатам работы проводится анализ, и делаются выводы.

5. Результаты представляются преподавателю на проверку и сохраняются в папке студента.

6. Защита письменных отчетов проводится на следующем практическом занятии.

Структура отчета

По материалам работы каждым студентом составляется отчет по установленной форме с использованием Microsoft WORD.. Расчеты, диаграммы, графики следует выполнять с использованием ПЭВМ. Особое внимание при оформлении отчета студенты должны обратить на составление выводов по выполненной работе. В выводах нужно сопоставить результаты проведенных исследований с известными из теоретического курса закономерностями и выяснить согласованность полученных результатов с теоретическими. Полностью оформленный исполнителем отчет представляется каждым студентом преподавателю на следующем занятии.

Отчет по работе на практическом занятии должен содержать:

1. Титульный лист, оформленный по образцу.

2. Исходные данные в виде таблиц,  выполненных в Microsoft WORD или EXCEL.

3. Результаты расчетов по заданиям в виде таблиц, рисунков в Microsoft WORD и/или Microsoft EXCEL.

4. Выводы по заданиям.

К отчету прилагаются программы табличного процессора Microsoft EXCEL в электронном виде.

Представленные в отчете результаты, порядок их получения (расчетов) студенты обязаны уметь четко пояснить. За проведенную работу и оформленный отчет преподаватель выставляет дифференцированную оценку.

 

Исходные данные

К заданию 2.

Варианты, когда во мнениях экспертов нет связанных рангов, при этом m=8 и d=8.

Таблица 4

Результаты ранжировки предполагаемых версий развития систем ЧПУ

 (связанные ранги отсутствуют)

Версии развития систем ЧПУ i,

Ранги версий систем ЧПУ по мнению экспертов ,

1 2 3 4 5 6 7 8

Вариант 1

1 2 3 2 2 1 2 2 1
2 3 1 5 4 3 3 3 4
3 8 8 7 8 7 8 8 7
4 5 5 3 3 4 4 4 3
5 7 7 8 7 6 6 7 8
6 6 4 6 6 8 7 6 6
7 1 2 1 1 2 1 1 2
8 4 6 4 5 5 5 5 5

Вариант 2

1 3 3 5 4 3 3 2 4
2 2 1 2 3 1 2 3 1
3 8 8 7 8 7 8 8 7
4 1 2 1 1 2 1 1 2
5 5 5 3 2 4 4 4 3
6 7 7 8 7 6 6 7 8
7 6 4 6 6 8 7 6 6
8 4 6 4 5 5 5 5 5

Вариант 3

1 8 8 7 8 7 8 8 7
2 3 1 5 4 3 3 3 4
3 3 3 5 4 3 3 2 4
4 5 5 3 3 4 4 4 3
5 7 7 8 7 6 6 7 8
6 6 4 6 6 8 7 6 6
7 1 2 1 1 2 1 1 2
8 4 6 4 5 5 5 5 5

Вариант 4

1 5 5 3 3 4 4 4 3
2 3 1 5 4 3 3 3 4
3 8 8 7 8 7 8 8 7
4 2 3 2 2 1 2 2 1
5 7 7 8 7 6 6 7 8
6 6 4 6 6 8 7 6 6
7 1 2 1 1 2 1 1 2
8 4 6 4 5 5 5 5 5

Вариант 5

1 7 7 8 7 6 6 7 8
2 3 1 5 4 3 3 3 4
3 8 8 7 8 7 8 8 7
4 5 5 3 3 4 4 4 3
5 2 3 2 2 1 2 2 1
6 6 4 6 6 8 7 6 6
7 1 2 1 1 2 1 1 2
8 4 6 4 5 5 5 5 5

Вариант 6

1 6 4 6 6 8 7 6 6
2 3 1 5 4 3 3 3 4
3 8 8 7 8 7 8 8 7
4 5 5 3 3 4 4 4 3
5 7 7 8 7 6 6 7 8
6 2 3 2 2 1 2 2 1
7 1 2 1 1 2 1 1 2
8 4 6 4 5 5 5 5 5

Вариант 7

1 1 2 1 1 2 1 1 2
2 3 1 5 4 3 3 3 4
3 8 8 7 8 7 8 8 7
4 5 5 3 3 4 4 4 3
5 7 7 8 7 6 6 7 8
6 6 4 6 6 8 7 6 6
7 2 3 2 2 1 2 2 1
8 4 6 4 5 5 5 5 5

Вариант 8

1 4 6 4 5 5 5 5 5
2 3 1 5 4 3 3 3 4
3 8 8 7 8 7 8 8 7
4 5 5 3 3 4 4 4 3
5 7 7 8 7 6 6 7 8
6 6 4 6 6 8 7 6 6
7 1 2 1 1 2 1 1 2
8 2 3 2 2 1 2 2 1

Вариант 9

1 2 3 2 2 1 2 2 1
2 1 2 1 1 2 1 1 2
3 8 8 7 8 7 8 8 7
4 5 5 3 3 4 4 4 3
5 7 7 8 7 6 6 7 8
6 6 4 6 6 8 7 6 6
7 3 1 5 4 3 3 3 4
8 4 6 4 5 5 5 5 5

Вариант 10

1 2 3 2 2 1 2 2 1
2 3 1 5 4 3 3 3 4
3 6 4 6 6 8 7 6 6
4 5 5 3 3 4 4 4 3
5 7 7 8 7 6 6 7 8
6 8 8 7 8 7 8 8 7
7 1 2 1 1 2 1 1 2
8 4 6 4 5 5 5 5 5

Варианты, когда во мнениях экспертов имеются связанные ранги, при этом m=6 и d=5.

Таблица 5

Результаты ранжировки предполагаемых версий развития

систем ЧПУ (есть связанные ранги)

Версии развития систем ЧПУ i,

Ранги версий систем ЧПУ по мнению экспертов ,

1 2 3 4 5

Вариант 1

1 6 6 6 6 5,5
2 2,5 2 1,5 2,5 1
3 2,5 2 3 2,5 3
4 4 5 4,5 4,5 4
5 5 4 4,5 4,5 5,5
6 1 2 1,5 1 2

Вариант 2

1 1 2 1,5 1 2
2 5 4 4,5 4,5 5,5
3 2,5 2 3 2,5 3
4 4 5 4,5 4,5 4
5 2,5 2 1,5 2,5 1
6 6 6 6 6 5,5

Вариант 3

1 5 4 4,5 4,5 5,5
2 2,5 2 1,5 2,5 1
3 2,5 2 3 2,5 3
4 4 5 4,5 4,5 4
5 1 2 1,5 1 2
6 6 6 6 6 5,5

Вариант 4

1 1 2 1,5 1 2
2 6 6 6 6 5,5
3 2,5 2 3 2,5 3
4 4 5 4,5 4,5 4
5 5 4 4,5 4,5 5,5
6 2,5 2 1,5 2,5 1

Вариант 5

1 1 2 1,5 1 2
2 2,5 2 1,5 2,5 1
3 6 6 6 6 5,5
4 4 5 4,5 4,5 4
5 5 4 4,5 4,5 5,5
6 2,5 2 3 2,5 3

Вариант 6

1 1 2 1,5 1 2
2 2,5 2 1,5 2,5 1
3 2,5 2 3 2,5 3
4 6 6 6 6 5,5
5 5 4 4,5 4,5 5,5
6 4 5 4,5 4,5 4

Вариант 7

1 1 2 1,5 1 2
2 2,5 2 1,5 2,5 1
3 2,5 2 3 2,5 3
4 4 5 4,5 4,5 4
5 6 6 6 6 5,5
6 5 4 4,5 4,5 5,5

Вариант 8

1 2,5 2 3 2,5 3
2 2,5 2 1,5 2,5 1
3 1 2 1,5 1 2
4 4 5 4,5 4,5 4
5 5 4 4,5 4,5 5,5
6 6 6 6 6 5,5

Вариант 9

1 1 2 1,5 1 2
2 2,5 2 1,5 2,5 1
3 5 4 4,5 4,5 5,5
4 4 5 4,5 4,5 4
5 2,5 2 3 2,5 3
6 6 6 6 6 5,5

Вариант 10

1 1 2 1,5 1 2
2 2,5 2 1,5 2,5 1
3 4 5 4,5 4,5 4
4 2,5 2 3 2,5 3
5 5 4 4,5 4,5 5,5
6 6 6 6 6 5,5

Вопросы для защиты отчета

1. Расскажите об облике системы.

2. Для решения каких задач анализа систем используется экспертная оценка?

3. Расскажите о методах экспертных оценок. Изложите сущность методов экспертных оценок. Укажите способы проведения опроса экспертов.

4. Расскажите о методике обработки результатов экспертной оценки.

 

Литература

1. Ивченко Б.П., Мартыщенко Л.А., Монастырский М.Л. Теоретические основы информационно-статистического анализа сложных систем. – СПб.: Лань, 1997. – 320с.

2. Вентцель Е.С. «Теории вероятностей» - М.: Высшая шк., 1999, С. 5672. Литвак Б.Г. Экспертная информация: Методы получения и анализа. – М.: Радио и связь, 1982. – 184 с.

3. Романов П.С. Математические основы теории систем. Часть 1. Методологические основы системного анализа. Учебное пособие. – Коломна: КИ (ф) МГОУ, 2009. – 98 с.

4. Романов П.С. Математические основы теории систем. Часть 3. Методы и модели принятия решений при проектировании технических систем. Учебное пособие для студентов. – Коломна: КИ (ф) МГОУ, 2009. – 172 с.

5. Романов П.С. Основы теории надежности. Учебное пособие (лабораторный практикум) для направления подготовки 100100.62 «Сервис». - Коломна: МГОСГИ, 2013. – 106 с.

 

Приложение 1

Значение χ2 в зависимости от уровня значимости β и числа степеней свободы z

z

Уровень значимости β

  0.95 0,9 0,8 0,7 0,5 0,3 0,2 0,1 0,05
1 0,004 0,0016 0.0064 0.14S 0,455 1.074 1,642 2.71 3.84
2 0.0103 0,0211 0.0446 0.731 1.386 2,41 3,22 4,6 5.99
3 0,0352 0,058 0,1 1,424 2,37 3.66 4,64 6,25 7,82
4 0.0711 0.106 0.16 2,2 3.36 4.88 5.99 7.78 9.49
5 0.1145 0.161 0.234 3.00 4.35 6.06 7,29 9.24 11.07
6 0,1632 0,22 0.3 3,83 5,35 7,23 8.56 10.64 12,59
7 0,217 0.283 0.382 4.67 6.35 8.38 9.8 12.02 14.07
8 0,273 0.349 0.49 5.53 7.34 9.52 11.03 13.36 15.51
9 0.332 0,417 0.538 6,39 8,34 10,66 12,24 14.68 16.92
10 0.394 0.486 0.618 7,27 9.34 11.78 13.44 15.99 18.31
11 0,458 0,558 0,699 8,15 10,34 12,90 14,63 17,28 19.68
12 0,523 0.63 0.781 9.03 11.34 14.01 15.81 18.55 21.0
13 0,589 0,704 0.863 9,93 12,34 15,12 16.98 19.81 22,4
14 0.657 0,779 0.947 10.82 13.34 16.22 18.15 21.1 23.7
15 0,726 0.855 1.01 11.72 14.34 17.32 19.31 22.3 25,0
16 0,796 0,931 1.15 12,62 15,34 18,42 20.5 23.5 26,3
17 0.867 0.101 1,2 13.53 16.34 19.51 21.6 24.8 27.6
18 0,939 0,108 1.28 14,44 17,34 20,6 22.8 26.0 28.9
19 0.101 0.115 1.37 15.55 18.34 21.7 23.9 27.2 30.1
20 0.108 0.124 1.45 16.27 19.34 22.8 25.0 28.4 31.4
21 0.11 0,132 1,54 17,18 20.34 23,9 26,2 29,6 32,7
22 0,123 0.144 1.631 187.10 21.34 24.9 27.3 30.8 33.9
23 0.13 0,148 1,71 19,02 22,34 26.0 28.4 32.0 35,2
24 0.138 0.156 1.806 19.94 23.34 27,1 29.6 33.2 36.4
25 0.146 0.164 1.894 20.9 24.34 28.2 30.7 34.4 37,7
26 0,153 0,172 1.982 21,8 25.34 29,2 31.8 35.6 38.9
27 0.161 0.181 2.07 22,7 26.34 30.3 32.9 36.7 40.1
28 0.169 0.189 2.16 23.6 27.34 31.4 34.0 37.9 41.3
29 0,177 0,197 2,25 2,46 28.34 32,5 35.1 39.1 42,6
30 0.184 0.206 2.34 2.5 29.34 33.5 36.2 40.3 43.8

 


Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 611; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!