УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ВЫПОЛНЕНИЯ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ И ОПЫТНО-КОНСТРУКТОРСКИХ РАБОТ
APPARATUS FOR EVALUATING SCIENTIFIC RESEARCH AND DEVELOPMENT WORKS

Изобретения относится к вычислительной технике и может быть использовано для оценивания выполнения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР) с целью объективной оценки выполнения работы в целом и по ее стадиям.
Известно устройство для оценки выполнения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, содержащее группы входных регистров, входные регистры, группы блоков логарифмирования, группы элементов задержки (ЭЗ), группы инверторов, группы блоков умножения, группы накопительных сумматоров, накопительный сумматор, группы блоков деления, блок деления, коммутатор, группу выходных регистров, выходной регистр, группу блоков индикации, блок индикации, генератор тактовых импульсов и распределитель импульсов (патент РФ №2401750, кл. G06Q 10/00, 2009).
Оценку выполнения НИОКР с помощью этого устройства можно осуществить следующим образом.
i
Определяется величина энтропии H выполнения НИОКР относительно i-го параметра:
ij
где P - вероятность реализуемости i-го параметра в процессе выполнения НИОКР по мнению j-го эксперта (эти величины назначаются (задаются) экспертами в условиях заранее установленных времени выполнения НИОКР и затрат на ее выполнения);
i
b - коэффициент, учитывающий квалификацию (компетентность) j - го эксперта;
k - число экспертов;
n - количество параметров, реализуемых в НИОКР.
Далее определяется усредненная величина энтропии  выполнения НИОКР относительного i-го параметра по следующей формуле:
i∑
Определяется величина энтропии H влияние i-го параметра на выполнения НИОКР по следующей зависимости:
ij
где P - вероятность влияния i-го параметра на выполнения НИОКР по мнению j-го эксперта (эти величины задают эксперты, которые учитывают заранее установленные время выполнения НИОКР и затраты на ее проведение).
В дальнейшем оценивается усредненная величина энтропии  влияния i-го параметра на выполнение НИОКР:
∑
В заключение определяется величина Н энтропии выполнения НИОКР по формуле
∑
Выходными параметрами будут являться значения  и Н. Значения  характеризуют неопределенность выполнения НИОКР относительно i-го параметра и могут быть использованы Заказчиками и Исполнителями НИОКР.
∑
Величина Н позволяет выбрать "оптимальный" (рациональный) вариант выполнения НИОКР в плане объема финансирования, сроков проведения и количества реализуемых параметров.
∑
Проводя аналогичные вычисления для всех вариантов НИОКР (заданных условий выполнения НИОКР - параметров, сроков, и объемов финансирования), необходимо сравнить значения Н и выбрать тот вариант, который соответствует минимальному значению этой величины энтропии.
∑
Лицо, принимающее решение (ЛПР) с учетом полученных результатов расчетов, делает окончательный выбор варианта НИОКР как по параметрам будущей научно-технической продукции (изделия), так и по условиям ее выполнения. В описании этого устройства приводится конкретный числовой пример оценки  и Н.
Недостатком этого устройства является низкая объективность оценки выполнения НИОКР, поскольку она производится только на основе экспертной информации, которая может носить субъективный характер.
Технически результатом заявленного изобретения является повышение объективности оценки выполнения НИОКР и расширения функциональных возможностей за счет наличия этой оценки на основе объективной информации.
ip
В данной ситуации оценку выполнения НИОКР можно осуществить следующим образом. Величина энтропии H выполнения НИОКР относительного i-го параметра при наличии априорных значений вероятности определяется по следующей формуле:
ia
где P - априорная вероятность реализуемости i-го параметра в процессе выполнения НИОКР;
n - количество параметров, реализуемых в НИОКР.
ib
Далее определяется величина энтропии H влияния i-го параметра на выполнения НИОКР по следующей зависимости:
где  - априорная вероятность влияния i-го параметра на выполнения НИОКР (здесь необходимо учитывать время выполнения НИОКР и затраты на ее проведение).
∑p
В заключение определяется значение энтропии Н выполнения НИОКР по формуле:
ip
∑p
ip
Выходными величинами будут являться значения H и Н. Значения H характеризуют неопределенность выполнения НИОКР относительного i-го параметра и могут быть использованы Заказчиками и Исполнителями НИОКР.
∑p
Величина Н позволяет выбрать рациональный вариант выполнения НИОКР в плане объемов финансирования, сроков проведения и количества реализуемых параметров.
∑p
Проводя указанные вычисления для всех вариантов НИОКР, необходимо сравнить значения Н и выбрать тот вариант, который соответствует минимальному значению этой величины энтропии.
ia
ia
Для иллюстрации рассмотрим конкретный пример для случая, когда n=5. В таблице 1 приведены значения P и H, а в таблице 2 помещены значения  и . В соответствии с формулами (6) и (7) будем иметь.
Табл.1
Значения P<sub>ia</sub> и H<sub>ia</sub>
i
1
2
3
4
5
P<sub>ia</sub>
0,75
0,80
0,85
0,70
0,90
H<sub>ia</sub>
15
0,178
0,139
0,250
0,095
Табл.2
Значения <img file="00000014.tif" he="6" wi="5" img-content="undefined" img-format="tif" /> и <img file="00000015.tif" he="6" wi="6" img-content="undefined" img-format="tif" />
i
1
2
3
4
5
<img file="00000014.tif" he="6" wi="5" img-content="undefined" img-format="tif" />
0,75
0,75
0,80
0,75
0,85
<img file="00000015.tif" he="6" wi="6" img-content="undefined" img-format="tif" />
50
0,215
0,178
0,215
0,139
Используя формулу (8), окончательно получим:
∑p
H=(0,250+0,215+0,178+0,215+0,139)/5=0,997/5=0,1994
∑p
В дальнейшем, проводя аналогичные вычисления для других вариантов НИОКР, необходимо сравнить значения Н и выбрать тот вариант, который соответствует минимальному значению этой энтропии.
ij
j
ia
ia
Технический результат достигается тем, что устройство для оценки выполнения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, содержащее первую и вторую группы входных регистров, каждая из которых состоит из k×n элементов, третью группу входных регистров, состоящую из k элементов, первый и второй входные регистры, первую и вторую группы блоков логарифмирования, каждая из которых состоит из k×n элементов, первую и вторую группы элементов задержки (ЭЗ), каждая из которых состоит из k×n элементов, первую и вторую группы инверторов, каждая из которых состоит из k×n элементов, первую, вторую и третью группы блоков умножения, каждая из которых состоит из k×n элементов, первую и вторую группы накопительных сумматоров, каждая из которых состоит из n элементов, первый накопительный сумматор, первую и вторую группы блоков деления, каждая из которых состоит из n элементов, первый блок деления, коммутатор, первую группу выходных регистров, состоящую из n элементов, первый выходной регистр, первую группу блоков индикации, состоящую из n элементов, первый блок индикации, генератор тактовых импульсов и первый распределитель импульсов (РИ), первый выход которого соединен со входами записи первой, второй и третьей групп входных регистров, первого и второго входных регистров, второй и третьей выходы - со входам считывания соответственно первой и второй групп входных регистров, четвертый выход - со входами считывания третьей группы входных регистров, пятый выход - со входом считывания второго входного регистра, шестой выход - с управляющим входом коммутатора, седьмой выход - со входом считывания первого входного регистра, восьмой и девятый выходы - со входами соответственно записи и считывания первой группы выходных регистров, десятый и одиннадцатый выходы - со входами соответственно записи и считывания первого выходного регистра, информационные входы первой группы входных регистров являются входом задания исходной информации, на которые поступают значения P, характеризующие вероятности реализуемости i-го параметра в процессе выполнения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР) по мнению j-го эксперта, информационные входы второй группы входных регистров являются входами задания исходной информации, на которые поступают значения , характеризующие вероятности влияния i-го параметра на выполнение НИОКР по мнению j-го эксперта, информационные входы третьей группы входных регистров являются входом задания исходной информации, на которые поступают значения b, характеризующие коэффициенты квалификации (компетентности) j-го эксперта, информационные входы первого и второго входных регистров являются входом задания исходной информации, на которые поступают соответственно значения n, характеризующие количество параметров, обрабатываемых в НИОКР, и величина k, характеризующая число экспертов, выходы первой и второй групп входных регистров соединены со входами соответственно первой и второй групп блоков логарифмирования, а также первой и второй групп ЭЗ, выходы первой и второй групп логарифмирования подключены к входам соответственно первой и второй групп инверторов, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первой и третьей групп блоков умножения, вторые входы которых подключены к выходам соответственно первой и второй групп ЭЗ, выходы с первого по k-й элементов третьей группы входных регистров соединены с первыми входами соответственно с первого по n-й элементов каждого из k вертикальных рядов второй группы блоков умножения, вторые входы которой подключены к выходам соответствующих элементов первой группы блоков умножения, выходы с первого по k-й элементов каждого из n горизонтальных рядов второй и третьей групп блоков умножения соединены с первого по k-й входами соответственно с первого по n-й элементов первой и второй групп накопительных сумматоров, выходы которых подключены к входам делимого соответствующих элементов первой и второй групп блоков деления, входы делителя которых соединены соответственно с первым и вторым выходами коммутатора, информационный вход которого подключен к выходу второго входного регистра, выходы первой группы блоков деления подключены к информационным входам соответствующих элементов первой группы выходных регистров, выходы которых соединены с входами соответствующих элементов первой группы блоков индикации, выходы второй группы блоков деления подключены к соответствующим входам первого накопительного сумматора, выход которого соединен с входом делимого первого блока деления, вход делителя которого подключен к выходу первого входного регистра, а выход - к информационному входу первого выходного регистра, выход которого соединен с входом первого блока индикации, дополнительно содержит четвертую и пятую группы входных регистров, каждая из которых состоит из n элементов, третий входной регистр, третью и четвертую группы логарифмирования, каждая из которых состоит из n элементов, третью и четвертую группы инверторов, каждая из которых состоит из n элементов, третью и четвертую группы ЭЗ, каждая из которых состоит из n элементов, четвертую и пятую группы блоков умножения, каждая из которых состоит из n элементов, второй накопительный сумматор, второй блок деления, второй выходной регистр, второй блок индикации, второй накопительный сумматор, вторую группу выходных регистров, состоящую из n элементов, вторую группу блоков индикации, состоящую из n элементов, второй РИ и переключатель, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а первый и второй выходы подключены к тактовым входам соответственно первого и второго РИ, двенадцатый выход второго РИ соединен с входами записи четвертого и пятого регистров и третьего входного регистра, тринадцатый и четырнадцатый выходы со входами считывания соответственно четвертой и пятой групп входных регистров, пятнадцатый выход с входами записи второй группы выходных регистров, шестнадцатый выход - с входом считывания третьего входного регистра, семнадцатый выход - с входом считывания второго выходного регистра, восемнадцатый и девятнадцатый выходы - с входами считывания соответственно второй группы выходных регистров и второго выходного регистра, информационные входы четвертой группы входных регистров являются входами задания исходной информации, на которые поступают значения P, характеризующие априорную вероятность реализуемости i-го параметра в процессе выполнения НИОКР, информационные входы пятой группы входных регистров являются входами задания исходной информации, на которые поступают значения P*, характеризующие априорную вероятность влияния i-го параметра на выполнение НИОКР, информационный вход третьего входного регистра является входом задания исходной информации, на который поступает значение n, характеризующее количество параметров, отрабатываемых в НИОКР, выходы четвертой и пятой групп входных регистров соединены со входами соответственно третьей и четвертой групп блоков логарифмирования, а также третьей и четвертой групп инверторов, выходы которых подключены к входам соответственно третьей и четвертой групп ЭЗ, выходы которых соединены с первыми входами соответственно четвертой и пятой групп блоков умножения, вторые входы которых подключены к входам соответственно третьей и четвертой групп блоков логарифмирования, выходы каждого элемента четвертой группы блоков умножения соединены с информационными входами соответствующих элементов второй группы выходных регистров, выходы каждого из которых подключены к входам соответствующих элементов второй группы блоков индикации, выходы каждого элемента пятой группы блоков умножения соединены с соответствующими входами, с первого по n-й, второго накопительного сумматора, выход которого подключен к входу делимого второго блока деления, вход делителя которого соединен с выходом третьего входного регистра, а выход - с информационным входом второго выходного регистра, выход которого подключен к входу второго блока индикации.
На фиг.1, 2 и 3 представлена функциональная схема устройства для оценки выполнения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (для ликвидации громоздкости связи между РИ и управляющими входами соответствующих блоков показаны неполностью, а обозначены путем нумерации входов и выходов).
На фиг.4 представлена циклограмма работы заявленного устройства (по оси ординат обозначены номера выходов РИ, а по оси абсцисс - число тактов), причем длительность различных вычислительных операций (сложение - один такт, умножение - восемь тактов, деление - шестнадцать тактов, логарифмирование - двадцать тактов) в верхней части фиг.4 (для возможности исполнения циклограммы принято k=4, n=5, хотя эти величины могут принимать произвольное значения). На фиг.4,а) приведена циклограмма работы устройства в режиме I, а на фиг.4,б) - в режиме II.
Устройство для оценки выполнения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (фиг.1, 2 и 3) содержит первую 1 и вторую 2 группы входных регистров, каждая из которых состоит из k×n элементов, третью группу 3 входных регистров, состоящую из к элементов, первый 4 и второй 5 входные регистры, первую 6 и вторую 7 группы блоков логарифмирования, каждая из которых состоит из k×n элементов, первую 8 и вторую 9 ЭЗ, каждая из которых состоит из k×n элементов, первую 10 и вторую 11 группы инверторов, каждая из которых состоит из k×n элементов, первую 12, вторую 13 и третью 14 группы блоков умножения, каждая из которых состоит из k×n элементов, первую 15 и вторую 16 группы накопительных сумматоров, каждая из которых состоит из n элементов, первый накопительный сумматор 17, первую 18 и вторую 19 группы блоков деления, каждая из которых состоит из n элементов, первый блок 20 деления, коммутатор 21, первую группу 22 выходных регистров, состоящую из n элементов, первый выходной регистр 23, первую группу 24 блоков индикации, первый блок 25 индикации, генератор 26 тактов импульсов, первый 27 и второй 28 РИ, переключатель 29, четвертую 30 и пятую 31 группы входных регистров, третий входной регистр 32, первую 33 и вторую 34 группы блоков логарифмирования, третью 35 и четвертую 36 группы инверторов, третью 37 и четвертую 38 группы ЭЗ, четвертую 39 и пятую 40 группы блоков умножения, вторую группу выходных регистров 41, вторую группу блоков 42 индикации, второй накопительный сумматор 43, второй блок 44 деления, второй выходной регистр 45 и второй блок 46 индикации.
Вариант накопительного сумматора приведен в графических материалах прототипа.
Устройство для оценки выполнения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ функционирует в двух режимах следующим образом.
ij
j
Режим I. Переключатель 29 устанавливается в положение I и сигналы от генератора 26 тактовых импульсов будут поступать на тактовый вход первого РИ 27 (работают блоки прототипа). На информационные входы каждого из элементов первой группы 1 входных регистров засылаются вероятности P реализуемости i-го параметра в процессе выполнения НИОКР по мнению j-го эксперта. На информационные входы второй каждого из элементов второй группы 2 входных регистров подаются вероятности  влияния i-го параметра на выполнение НИОКР по мнению j-го эксперта. На информационные входы каждого из элементов третьей группы 3 входных регистров направляются значения b коэффициента, учитывающего квалификацию (компетентность) j-го эксперта. На информационные входы первого 4 и второго 5 входных регистров засылается соответственно количество n параметров, реализуемых в НИОКР, и число k экспертов. При этом управляющий сигнал на входы записи групп 1, 2 и 3 и регистров 4 и 5 подается с первого выхода первого РИ 27, темп работы которого задается генератором 26 тактовых импульсов.
ij
ij
По сигналам со второго и третьего выходов первого РИ 27 на входы считывания каждого из элементов соответственно первой 1 и второй 2 групп входных регистров величины P и  засылаются на входы соответствующих элементов первой 6 и второй 7 групп логарифмирования соответственно и на входы соответствующих элементов первой 8 и второй 9 групп ЭЗ соответственно. С выходов групп 6 и 7 значения lnP и  поступают на входы каждого из соответствующих элементов первой 10 и второй 11 групп инверторов соответственно.
Инверторы необходимы для того, чтобы ликвидировать минус после логарифмирования вероятностей, которые меньше единице.
ij
ij
ij
ij
j
1
2
k
С входов групп 10 и 11 величины - lnP и - подаются на первые входы каждого из соответствующих элементов первой 12 и третьей 14 групп блоков умножения соответственно, на вторые входы которых направляются значения P и  с выходов первой 8 и второй 9 ЭЗ соответственно. С выходов первой группы 12 блоков умножения величины -P(lnP) засылаются на вторые входы каждого из соответствующих элементов второй группы 13 блоков умножения, на первые входы которых по сигналу четвертого выхода первого РИ 27 на вход считывания каждого из элементов третьей группы 3 входных регистров подаются значения b. Причем величина b засылается на все n элементов первого вертикального ряда, b - на все n элементов второго вертикального ряда и т.д. Значения b направляются на первые входы всех n элементов k-го вертикального ряда.
ij
ij
j
i
С выходов второй группы 13 блоков умножения величины -P(lnP) bзасылаются на вход первой группы 15 накопительных сумматоров. Причем эти величины с выходов с первого по k-й горизонтальных рядов группы 15 подаются на входы с первого по k-й соответственно с первого по n-й элементов первой группы 15 накопительных сумматоров. Благодаря этому с выхода каждого элемента группы 16 величины H, определяемые по формуле (1), направляются на входы делимого соответствующих элементов первой группы 18 блоков деления, на входы делителя которых с первого выхода коммутатора 21 подается значение числа экспертов k. Величина k направляется на информационный вход коммутатора 21 по сигналу с четвертого выхода первого РИ 27 на вход считывания второго входного регистра 5. Сигнал на управляющий вход коммутатора 21 засылается с шестого выхода первого РИ 27.
С выходов каждого элемента группы 18 значения , определенные по формуле (2), подаются на информационные входы соответствующих элементов первой группы 22 выходных регистров, на входы записи которых управляющий сигнал подается с восьмого выхода первого РИ 27.
По сигналу с девятого выхода первого РИ 27 на входы считывания первой группы 22 выходных регистров величины  с выхода каждого элемента этой группы засылаются на входы соответствующих элементов первой группы 24 блоков индикации для наглядного отображения.
ij
ij
i∑
С выходов третьей группы 14 блоков умножения величины - P(lnP) засылаются на входы второй группы 16 накопительных сумматоров. Причем эти величины с выходов с первого по k-й горизонтальных рядов группы 16 подаются на входы с первого по k-й соответственно с первого по n-й элементов второй группы 16 накопительных сумматоров. Благодаря этому с выхода каждого элемента группы 16 величины H, определяемые по формуле (3), направляются на входы делимого соответствующих элементов второй группы 19 блоков деления, на входы делителя которых со второго выхода коммутатора 21 подается значение k. Величина k направляется на информационный вход коммутатора 21 по сигналу с четвертого выхода РИ 27 на вход считывания второго выходного регистра 5. Сигнал на управляющий вход коммутатора 21 в данном случае не подается.
∑
С выходов каждого элемента группы 19 значения , определенные по формуле (4), подаются соответственно на входы с первого по n-й первого накопительного сумматора 17, с выхода которого величина  направляется на вход делимого блока 20 деления. По сигналу с седьмого выхода первого РИ 27 на вход считывания первого входного регистра 4 значение количества параметров n, реализуемых в НИОКР, засылается на вход делителя блока 20. С выхода этого блока величина Н, вычисленная по формуле (5), подается на информационный вход первого выходного регистра 23, на вход записи которого управляющий сигнал направляется с десятого выхода первого РИ 27.
∑
По сигналу с одиннадцатого выхода первого РИ 27 на вход считывания выходного регистра 23 величина Н с его выхода направляется на вход блока 25 индикации для наглядного отображения. Порядок функционирования устройства в этом режиме представлен на циклограмме его работы (фиг.4а).
ia
Режим II. Переключатель 29 устанавливается в положение II и сигналы от генератора 26 тактовых импульсов будут поступать на тактовый вход второго РИ 28 (работают вновь введенные блоки). На информационные входы каждого из элементов четвертой группы 30 входных регистров засылаются вероятности P реализуемости i-го параметра в процессе выполнения НИОКР. На информационные входы каждого из элементов пятой группы 31 входных регистров подаются вероятности  влияния i-го параметра на выполнение НИОКР. На информационный вход третьего входного регистра 32 засылается количество n параметров, реализуемых в НИОКР. При этом управляющий сигнал на входы записи групп 30 и 31 и регистра 32 подается с двенадцатого выхода второго РИ 28, темп работы которого задается генератором 26 тактовых импульсов.
ia
По сигналам из тринадцатого и четырнадцатого выходов второго РИ 28 на входы считывания каждого из элементов соответственно четвертой 30 и пятой 32 групп входных регистров величины P и  засылаются на входы соответствующих элементов третьей 33 и четвертой 34 групп логарифмирования соответственно и на входы соответствующих элементов третьей 35 и четвертой 36 групп инверторов соответственно для ликвидации знаков «минус» после логарифмирования величин вероятностей, которые меньше единице.
ia
ia
ip
С выходов групп 33 и 34 величины ln(P) и  подаются на вторые входы каждого из соответствующих элементов четвертой 39 и пятой 40 групп блоков умножения соответственно, на первые входы которых направляются значения - P и - с выходов третьей 37 и четвертой 38 групп ЭЗ. Эти группы ЭЗ обеспечивают одновременность поступления сигналов на первые и вторые входы каждого элемента групп 39 и 40 блоков умножения. С выходов элементов четвертой группы 39 блоков умножения значения H, определяемые по формуле (6), засылаются на информационные входы соответствующих элементов второй группы 41 выходных регистров. Управляющий сигнал на входы записи этих регистров подается с пятнадцатого выхода второго РИ 28.
iв
∑р
С выходов элементов пятой группы 40 блоков умножения величины H, вычисляемые по формуле (7), направляются на соответствующие входы второго накопительного сумматора 43. С выхода блока 43 значение  подается на вход делимого второго блока 44 делителя, на вход делителя которого по сигналу на вход считывается третьего входного регистра 32 записывается величина n. Управляющий сигнал при этом направляется с шестнадцатого выхода второго РИ 28. С выхода блока 44 значение Н, определяемое по формуле (8), засылается на информационный вход второго выходного регистра 45. Управляющий сигнал на вход записи блока 45 подается с семнадцатого выхода второго РИ 28.
ip
∑р
По сигналам с восемнадцатого и девятнадцатого выходов второго РИ 28 на входы считывания соответственно второй группы выходных регистров 41 и второго выходного регистра 45 значения H и Н направляются соответственно на входы второй группы 42 блоков индикации и второго блока 46 индикации для наглядного отображения. Порядок функционирования устройства в этом режиме представлен на циклограмме его работы (фиг.4б).
Таким образом, технический результат заявленного изобретения достигается не за счет математического аппарата, а при помощи технических средств (блоков и элементов), упомянутых в описании работы устройства.
Описанное устройство позволяет осуществить выбор «оптимального» (рационального) варианта НИОКР с целью ликвидации срыва исполнения технического задания и значительных материальных затрат из-за производства некачественной (неконкурентной) продукции. Имеет место расширение функциональных возможностей за счет наличия оценки выполнения НИОКР на основе априорных значений вероятностей, что существенно снижает субъективность оценки.
Промышленная применимость изобретения обосновывается тем, что оно может быть использовано в разных областях (отраслях) производства при выборе рационального варианта НИОКР и оценке ее выполнения.