Теория принятия решений и оптимизация

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»
(ОмГУПС (ОмИИТ))
СОГЛАСОВАНО
Директор института (декан факультета)
___________________
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по научной работе
и инновациям
_______________
подпись
(И.О.Ф.)
«_____»______________ 2012 г.
____________ ______________________
___________________
«_____»______________ 2012 г.
____________ ______________________
подпись
_______________
подпись
(И.О.Ф.)
подпись
подпись
_______________
подпись
подпись
(И.О.Ф.)
«_____»______________ 2015 г.
___________________
(И.О.Ф.)
«_____»______________ 2015 г.
____________ ______________________
_______________
подпись
(И.О.Ф.)
«_____»______________ 2014 г.
____________ ______________________
(И.О.Ф.)
«_____»______________ 2014 г.
___________________
(И.О.Ф.)
«_____»______________ 2013 г.
____________ ______________________
«_____»______________ 2013 г.
___________________
(И.О.Ф.)
подпись
(И.О.Ф.)
«_____»______________ 2016 г.
_______________
подпись
(И.О.Ф.)
«_____»______________ 2016 г.
Кафедра
Радиотехнические и управляющие системы (РУС)
(название кафедры)
Автор
Когут Алексей Тарасович, зав. кафедрой РУС, д.т.н., доцент
(ф.и.о. - полностью, должность, ученая степень, ученое звание)
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Теория принятия решений и оптимизация
(название дисциплины)
Специальность научных работников:
05.13.01 – «Системный анализ, управление и обработка информации
(в машиностроении)»
(шифр, наименование специальности)
Квалификация (степень): кандидат технических наук
Форма обучения:
очная
Одобрена на заседании методической
комиссии института (факультета)
«___» _________ 2012 г.
Протокол №__
«___» _________ 2013 г.
Протокол №__
«___» _________ 2014 г.
Протокол №__
«___» _________ 2015 г.
Протокол №__
«___» _________ 2016 г.
Протокол №__
Одобрена на заседании кафедры
«___» _________ 2012 г.
«___» _________ 2013 г.
«___» _________ 2014 г.
«___» _________ 2015 г.
«___» _________ 2016 г.
Протокол №__
Протокол №__
Протокол №__
Протокол №__
Протокол №__
Омск 2012 г.
1
1.
ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Целями освоения учебной дисциплины «Теория принятия решений и оптимизация»
являются углубленное изучение теоретических и методологических основ системного
анализа, систем управления, методов оптимизации, применяемых в машиностроении, и
подготовка к сдаче кандидатского экзамена.
2.
МЕСТО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ОСНОВНОЙ
ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ
ПОСЛЕВУЗОВСКОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
Учебная дисциплина «Теория принятия решений и оптимизация» относится к циклу
«Специальные дисциплины отрасли науки и научной специальности».
3.
СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1.
Общая трудоемкость дисциплины составляет:
3,25 зачетных единиц,
117
3.2.
часов.
Виды и объемы учебной работы по дисциплине, два семестра,
продолжительность семестров – по 15 недель
Вид учебной работы
1
Аудиторные занятия (всего):
Всего по
учебному
плану
2
Количество часов
Семестры
1
2
3
4
20
В том числе:
Лекции (лек)
20
Лабораторные работы (лаб)
–
Практические, семинарские занятия (прк)
–
Контроль самостоятельной работы по реферату (кср)
–
Самостоятельная работа (ср) (всего):
97
97
В том числе:
Реферат
37
Проработка лекционного материала, подготовка к
практическим занятиям
60
Промежуточная аттестация (зачет)
–
ОБЩАЯ трудоемкость
дисциплины:
Часов:
117
117
Зач. ед.:
3,25
3,25
2
Разделы учебной дисциплины
3.3.1.Основы Постановка, классификация и этапы
1 теории
решения задач принятия решений в
принятия
машиностроении.
решений
Экспертные процедуры и алгоритмы.
Методы опроса экспертов
2
машиностроительной отрасли и
методы обработки экспертной
информации.
6
7
8
9 10
2
6
8
2
6
8
3
Многокритериальные оценки
альтернатив. Диалоговые методы
принятия решений.
2
6
8
4
Принятие решений в условиях
неопределенности. Статистические
модели принятия решений.
2
6
8
2
6
8
3.3.2.
Принятие
5 решений при
нечеткой
информации
Нечеткие множества и их применение
в задачах принятия решений.
Нечеткий вывод на основе правил и
композиции.
11
3.3.3.
Оптимизаци
7
я в задачах
управления
Оптимизационный подход к проблемам
управления и принятия решений в
машиностроении. Классификация задач
математического программирования.
2
6
8
Двойственные задачи. Локальный и
глобальный экстремум. Необходимые
условия экстремума. Классификация
методов безусловной оптимизации.
2
6
Содержан
ие
учебной
дисципли
8 ны входит
в вопросы
к
кандидатс
кому
8 экзамену
по
специальн
ости
8
9
Методы первого порядка.
Градиентные методы. Методы второго
порядка. Метод Ньютона и его
2
модификации. Квазиньютоновские
методы.
6
8
10
Методы нулевого порядка.
Смплексные методы. Стохастические
методы поиска экстремума.
6
8
11 Работа над
рефератом
12
8
8
8
8
13
8
8
14
8
8
6
2
5
Всего
4
кср
3
ср
2
прк
1
Краткое содержание раздела
лаб
Номер недели
Раздел
учебной
дисциплины
Виды учебной
деятельности, включая
самостоятельную
Форма
работу аспирантов и итоговой
трудоемкость (в часах) аттестации
лек
Номер семестра
3.3.
Системы управления с нечеткой
логикой. Основные операции
нечеткой логики. Задачи оптимизации
при нечетком допустимом множестве.
2
6
2
3
15
3.4.
5
5
Примерная тематика рефератов
Методы обработки экспертной информации.
Статистические модели принятия решений.
Основные операции над нечеткими множествами.
Основные свойства нечетких моделей.
Типы нечетких моделей.
Нечеткое моделирование на основе экспертных знаний об объектах
машиностроения.
3.4.7. Самоорганизация и самонастройка параметров нечеткой модели.
3.4.8. Статистические нечеткие регуляторы.
3.4.9. Динамические нечеткие регуляторы.
3.4.10. Устойчивость нечетких систем управления.
3.4.11. Оптимизационный подход к проблемам управления и принятия решений в
системах машиностроения.
3.4.12. Классификация задач математического программирования.
3.4.13. Задача линейного программирования и методы ее решения. Симплексный подход.
3.4.14. Локальный и глобальный экстремум. Классификация методов безусловной
оптимизации.
3.4.15. Численные методы первого порядка. Градиентные методы.
3.4.16. Численные методы второго порядка. Метод Ньютона и квазиньютоновские
методы.
3.4.17. Численные методы нулевого порядка. Покоординатный спуск и симплексные
методы.
3.4.18. Алгоритмы случайного поиска. Метод Монте-Карло.
3.4.19. Методы целочисленного программирования.
3.4.20. Вычислительная схема метода динамического программирования на примере
объектов машиностроения.
3.4.1.
3.4.2.
3.4.3.
3.4.4.
3.4.5.
3.4.6.
3.5.
Список вопросов на кандидатский экзамен
3.5.1. Постановка, классификация и этапы решения задачи принятия решений в системах
машиностроения.
3.5.2. Экспертные процедуры и алгоритмы опроса экспертов машиностроительной
отрасли. Методы обработки экспертной информации.
3.5.3. Принятие решений в условиях неопределенности. Стохастические алгоритмы
принятия решений. Методы глобального критерия.
3.5.4. Методы многокритериальной оценки альтернатив и их классификация. Диалоговые
методы принятия решений. Вербальный анализ.
3.5.5. Методы принятия решений при нечеткой информации. Основные определения и
операции над нечеткими множествами.
3.5.6. Нечеткое моделирование. Основные операции нечеткой логики. Задача
оптимизации при нечетком множестве допустимых условий.
3.5.7. Оптимизационный подход к проблеме управления и принятия решений в
машиностроении. Классификация задач математического программирования.
3.5.8. Задача линейного программирования и методы ее решения. Симплексный метод.
3.5.9. Задача безусловной оптимизации и методы ее решения.
4
3.5.10. Задача целочисленного программирования и методы ее решения. Метод
динамического программирования.
4.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1.
№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
Основная литература
Наименование,
кол-во экземпляров
в библиотеке
Методы принятия
решений. 25 экз.
Разработка
экспертных систем.
25 экз.
Математические
основы теории
систем. 5 экз.
Исследование
операций. Задачи,
принципы,
методология. 1 экз.
Исследование
операций. 1 экз.
Методы оптимизации
в примерах и задачах.
2 экз.
Численные методы.
Линейная алгебра и
нелинейные
уравнения. 20 экз.
Автор(ы)
Место издания,
издательство, год
Используется
при изучении
разделов
(из п. 3.3)
Семестр
Черноруцкий И. Г.
СПб: БХВПетербург, 2005
3.3.1
2
Частиков А. П.,
Гаврилова Т. А.,
Белов Д. Л.
СПб: БХВПетербург, 2003
3.3.1
2
Певзнер Л. Д.,
Чураков Е. П.
М.: Высшая
школа, 2009
3.3.1
2
Вентцель Е. С.
М.: Дрофа, 2004
3.3.1
2
Шикин Е. В.,
Шикина Г. Е.
М.:Проспект,
2006
3.3.1
2
Пантелеев А. В.,
Летова Т. А.
М.: Высшая
школа, 2002
3.3.3
2
Вержбицкий В. М.
М.: Оникс 21
век, 2005
3.3.3
2
3.3.3
2
3.3.3
2
Используется
при изучении
разделов
(из п. 3.3)
Семестр
8
Системный анализ
Антонов А. В.
9
Численные методы
оптимизации. 2 экз.
Измаилов А. Ф.,
Солодов М. В.
4.2.
М.: Высшая
школа, 2004
М.: Физматлит,
2005
Дополнительная литература
№
п/п
Наименование,
кол-во экземпляров
в библиотеке
Автор(ы)
Место издания,
издательство,
год
1
2
3
4
5
6
1
Теория вероятностей.
4 экз.
Сирота А. А.
М.: Техносфера,
2006
3.3.3
2
2
Численные методы в
примерах и задачах.
Грушвицкий Р.И.,
СПб: БХВ-
3.3.3
2
5
5 экз.
1
Мурсаев А. Х.,
Угрюмов Е. П.
3
2
Петербург, 2002
4
5
6
М.: Изд-во
МГТУ им.
Баумана, 2004
3.3.1, 3.3.2
2
3
Введение в методы
оптимизации. 3 экз.
4
Численные методы.
10 экз.
Белов А. В.
СПб: Наука и
техника, 2005
3.3.3.
2
5
Методы оптимизации в
теории управлния.1экз.
Меняев М. Ф.
М: Омега-Л,
2003
3.3.1
2
Кузин А. В.,
Левонисова С. В.
М.: Академия,
2005
3.3.1
2
Советов Б. Я.,
Цехановский В.В.,
Чертовский В. Д.
М.: Высшая
школа, 2007
3.3.1
2
6
7
Методы классической
и современной теории
автоматического
управления. Т. 4.
Теория оптимизации
систем
автоматического
управления. 2 экз.
Нестационарные
системы
автоматического
управления. Анализ,
синтез и оптимизация.
1 экз.
4.3.
Периодические издания
4.3.1.
4.3.2.
4.3.3.
4.3.4.
4.3.5.
4.3.6.
4.3.7.
Автоматика и телемеханика.
Автоматика, связь, информатика.
Приборы и системы: управление, контроль, диагностика.
Радиотехника.
Теория и системы управления.
Современные технологии в автоматизации.
Мехатроника, автоматизация, управление.
4.4.
Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
4.4.1. «ProQuest Dissertations & Theses: The Sciences and engineering Collection» (в актуаль
ном состоянии).
4.4.2. Журналы изд-ва Emerald Group Publishing Limited (2008-2009).
4.4.3. IEEE Journal on Selected Topics in Quantum Electronics Institute of Electrical and Electronics Engineers 1077-260X.
5.
МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УЧЕБНОЙ
ДИСЦИПЛИНЫ
5.1.
Требования к аудиториям (лабораториям, помещениям, кабинетам)
для проведения занятий с указанием соответствующего оснащения
6
Аудитория должна быть оснащена достаточным количеством посадочных мест для
аспирантов, столами, стульями, классной доской. Для проведения практических занятий
необходимы рабочие места с персональными компьютерами для каждого аспиранта и
АРМ преподавателя. Таким требованиям соответствует аудитория 467, оснащенная
терминальным сервером, 20 терминальными клиентами и АРМом преподавателя.
5.2.
Требования к программному обеспечению, используемому при
изучении учебной дисциплины
Программное обеспечение, используемое при изучении дисциплины: базовое
программное обеспечение (MS Windows XP; MS Office XP, 2007).
Автор рабочей программы:
Зав. кафедрой «Радиотехнические
и управляющие системы»,
научный руководитель аспирантуры,
доктор техн. наук, доцент
А. Т. Когут
7
6.
ИЗМЕНЕНИЯ, ВНЕСЕННЫЕ В РАБОЧУЮ ПРОГРАММУ:
В 2013 г.
Содержание изменений
Автор – ___________________________ _______________________________________
Должность, уч. степень, уч. звание
Подпись, дата, И. О. Ф.
В 2014 г.
Содержание изменений
Автор – ___________________________ _______________________________________
Должность, уч. степень, уч. звание
Подпись, дата, И. О. Ф.
В 2015 г.
Содержание изменений
Автор – ___________________________ _______________________________________
Должность, уч. степень, уч. звание
Подпись, дата, И. О. Ф.
В 2016 г.
Содержание изменений
Автор – ___________________________ _______________________________________
Должность, уч. степень, уч. звание
Подпись, дата, И. О. Ф.
8