Instytut Maszyn Roboczych i Pojazdów Samochodowych. Dr hab. inż. Krzysztof Bieńczak, prof. PP Dr inż. Marcin Kiciński Mgr inż.

Transkrypt

1 Instytut Maszyn Roboczych i Pojazdów Samochodowych Dr hab. inż. Krzysztof Bieńczak, prof. PP Dr inż. Marcin Kiciński Mgr inż. Maciej Bieńczak

2 Wprowadzenie Sterylizacja/warunki brzegowe medium grzewczego (MG) Sterylizacja/potencjalne media grzewcze (MG) Definicja problemu decyzyjnego Studium przypadku Algorytm doboru MG Dobór i charakterystyka metod WWD Kryteria i warianty Model preferencji decydenta Wyniki końcowe Podsumowanie i wnioski medium... 2

3 WARUNKI KRYTYCZNE Możliwość stosowania do maksymalnie dużej liczby rodzajów stosowanych w przemyśle spożywczym opakowań Zapewnienie wzrastających wymagań odnośnie jakości artykułów spożywczych Ograniczenie kosztu procesu technologicznego Np. cienkościenne puszki metalowe, folia aluminiowa, opakowania z lakierowanego kartonu. Możliwość dowolnego ustalania parametrów procesu np. maksymalnej temperatury w opakowaniu tak aby np. zachować wartości odżywcze, stosowanie możliwie krótkich czasów procesu tak aby nie nastąpiło np. rozgotowanie sterylizowanego produktu Czas trwania, zużycie energii/wody, możliwość odzyskania kondensatu medium... 3

4 1. Gorące powietrze 2. Para wodna nasycona podawana bezpośrednio do urządzenia. 3. Mieszanina pary wodnej nasyconej z powietrzem podawana bezpośrednio do urządzenia. 4. Ogrzewanie mikrofalowe. 5. Gorąca woda ogrzewana bezpośrednio parą wodną. 6. Gorąca woda ogrzewana przeponowo parą wodną. MG spełniające warunki brzegowe (3, 5,6) MG nie spełniające warunków brzegowych (1, 2, 4) medium... 4

5 Ustalenie medium grzewczego wielofunkcyjnego urządzenia do sterylizacji, które przy określonych warunkach uwzględnia interesy różnych podmiotów (interesariuszy), tj.: producenta i użytkownika. medium... 5

6 I. Określenie warunków brzegowych II. Selekcja wstępna wariantów III. Dobór metody wielokryterialnego wspomagania decyzji IV. Definicja kryteriów oceniających i macierzy ocen V. Weryfikacja wariantów VI. Tworzenie modelu preferencji decydenta VII. Konstrukcja rankingu i wybór wariantu ostatecznego medium... 6

7 Wielokryterialne wspomaganie decyzji (WWD) Źródło pochodzenia badania operacyjne Rozwiązywanie problemów występowanie wiele często przeciwstawnych punktów widzenia (brak możliwości uzyskania wyniku optymalnego) Wynik: rozwiązanie kompromisowe paretooptymalne (uwzględnienie preferencji różnych stron, starty i korzyści) Rozwiązywanie problemów: sortowania, wyboru, szeregowania (rankingu): Wykorzystujące funkcję użyteczności Wykorzystujące relację przewyższania medium... 7

8 Różnorodność metod WWD: UTA, SMART, AHP, ANP, MUZ, Electre, Promethee, Oreste, Mappac, Pragma, Irda Dokładna analiza pod kątem rozwiązywanego problemu: AHP, Electre, Promethee Ostateczny wybór: metoda Electre III sposób modelowania preferencji (względem każdego kryterium), oceny kryterialne bazują na wartościach rzeczywistych różnorodność progów w modelu preferencji decydenta: równoważności, preferencji, veta oraz wagi możliwość uwzględnienia nieporównywalności wariantów możliwość rozważania szerokiego spektrum zbiorów wariantów (z punktu widzenia liczebności zbioru) medium... 8

9 Metoda ELECTRE III Próg równoważności = 5 zł Np. kryterium minimalizowane: cena Cena wariantu A = 10 zł; B = 14 zł Wniosek: warianty A i B są równoważne Próg preferencji = 10 zł Np. kryterium minimalizowane: cena Cena wariantu A = 10 zł; C = 17 zł, D = 21 zł Próg veta = 20 zł Np. kryterium minimalizowane: cena Cena wariantu A = 10 zł; E = 31 zł Wniosek: wariant A przewyższa (słabo) wariant C, wariant A przewyższa (silnie) wariant D, Wniosek: wariant A jest nieporównywalny z E medium... 9

10 Kryteria Stopień skrócenia czasu trwania procesu sterylizacji (K1) Zużycie energii cieplnej (K2) Stopień zanieczyszczenia skroplin (K3) Zużycie wody (K4) aspekt ekonomiczny kryteria K1, K2, K3, K4 aspekt techniczny kryterium K1 aspekt środowiskowy kryterium K2, K3, K4 medium... 10

11 Warianty: W1_pw: mieszanina pary wodnej nasyconej z powietrzem podawana bezpośrednio do urządzenia. W2_gwi: gorąca woda ogrzewana bezpośrednio parą wodną, W3_gwp: gorąca woda ogrzewana przeponowo parą wodną. medium... 11

12 Warianty: macierz ocen Kryterium K1: stopień skrócenia czasu trwania procesu sterylizacji [%] K2: zużycie energii cieplnej [%] K3: stopień zanieczyszczenia kondensatu [pkt] Kierunek preferencji max min min W1_pw Wariant W2_gwi W3_gwp K4: zużycie wody [%] min Wariant odrzucony w etapie wstępnej selekcji medium... 12

13 Kryterium K1: stopień skrócenia czasu trwania procesu sterylizacji (K1) [%] K2: zużycie energii cieplnej [%] K3: stopień zanieczyszczenia kondensatu [pkt] Waga k j Równoważność q j Progi Preferencja p j Weto v j K4: zużycie wody [%] medium... 13

14 Program DIVIZ Implementacja różnych metod (w tym Electre III) Dane wejściowe kod XMCDA Graficzna i tabelaryczna prezentacja wyników medium... 14

15 Na podstawie zaproponowanych kryteriów oraz wariantów, jak również przyjętego modelu preferencji decydenta uzyskano dwa preporzadki wstępujący oraz zstępujący Przecięcie dwóch preporządków jest podstawą do tworzenia rankingu finalnego medium... 15

16 Praktyczne zastosowanie metod wielokryterialnego wspomagania decyzji w inżynierii żywności Najlepszym rozwiązaniem MG wielofunkcyjnego urządzenia do sterylizacji będzie gorąca woda ogrzewana przeponowo parą wodną (wariant W3_gwp) W przypadku pojawienia się innego rozwiązania (wariantu) MG możliwość porównania przyjętego rozwiązania medium... 16

17 Instytut Maszyn Roboczych i Pojazdów Samochodowych Dr hab. inż. Krzysztof Bieńczak, prof. PP Dr inż. Marcin Kiciński Mgr inż. Maciej Bieńczak