16
Согласно формулам (11) и (13) следует, что
|
P(D / K * ) |
|
P(D ) P(k * / D ) P(k |
* / D ) ... P(k |
* / D ) |
|
|
||||
2 |
2 |
1 |
2 |
2 |
2 |
v |
2 |
. |
(27) |
||
|
P(D / K * ) |
P(D ) P(k |
* / D ) P(k |
* / D ) ... P(k * / D ) |
|||||||
|
|
|
|
||||||||
1 |
|
1 |
1 |
1 |
2 |
1 |
v |
1 |
|
|
|
Принимается решение K*ЄD2, если |
|
|
|
|
|
||||||
P(D / K* ) |
1 . |
|
2 |
(28) |
|
P(D / K* ) |
||
1 |
|
|
Исходные данные
|
Диагноз |
|
Признак |
|
|
|
|
|
k1 - Увеличенная температура охлаждающей жидкости |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Di |
|
k1i |
|
k2i |
|
|
|
|
|
k2 - Увеличенное время разгона |
|
|
||
|
10 |
|
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
D1 - Увеличенный зазор в шатунном механизме |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
12 |
|
15 |
|
|
|
|
|
D2 - Неисправный термостат |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
160 |
|
0 |
|
8 |
|
|
|
|
|
D3 - Исправное состояние |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N= |
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Априорные вероятности состояний и признаков |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Di |
|
P(k1/Di) |
P(-k1/Di) |
P(k2/Di) |
P(-k2/Di) |
P(Di) |
P(k1∩k2/Di) |
P(k1∩-k2/Di) |
P(-k1∩k2/Di) |
P(-k1∩-k2/Di) |
||||||
D1 |
|
0.2 |
0.8 |
0.3 |
0.7 |
|
|
0.05 |
0.003 |
0.007 |
0.012 |
0.028 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
D2 |
|
0.4 |
0.6 |
0.5 |
0.5 |
|
|
0.15 |
0.03 |
0.03 |
0.045 |
0.045 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
D3 |
|
0 |
1 |
0.05 |
0.95 |
|
0.8 |
0 |
0 |
0.04 |
0.76 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
0.033 |
0.037 |
0.097 |
0.833 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вероятности диагнозов |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Di |
P(Di/k1∩k2) |
P(Di/k1∩-k2) |
P(Di/-k1∩k2) |
|
P(Di/-k1∩-k2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D1 |
0.0909 |
0.1891 |
0.1237 |
|
0.0336 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D2 |
0.9090 |
0.8108 |
0.4639 |
|
0.0540 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D3 |
0 |
0 |
0.4123 |
|
0.9123 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сумма |
1 |
1 |
1 |
1 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 3. Сводное решение задачи в виде электронной таблицы Excel
Условие (28) после подстановки в него формулы (27) принимает вид:
17
P(k * / D ) P(k |
* / D ) ... P(k |
* / D ) |
|
P(D ) |
|
|
||||
1 |
2 |
2 |
2 |
v |
2 |
1 |
. |
(29) |
||
P(k |
* / D ) P(k |
* / D ) ... P(k |
* / D ) |
P(D ) |
||||||
|
|
|
||||||||
1 |
1 |
2 |
1 |
v |
1 |
|
2 |
|
|
|
В методе последовательного анализа рассматриваемые отношения вероятностей признаков (отношения правдоподобия) составляются не сразу, а в последовательном порядке; поэтому, как правило, требуется меньшее число обследований.
Если обозначить верхнюю границу принятия решения через А:
А k |
P(D1) |
; |
(30) |
а P(D2 )
где kа>1, то условие (29) для принятия решения K*ЄD2 примет вид
P(k * / D ) P(k * / D ) ... P(k |
* / D ) |
А . |
|
|||||
1 |
2 |
2 |
2 |
v |
2 |
(31) |
||
P(k |
* / D ) P(k |
* / D ) ... P(k |
* / D ) |
|||||
|
|
|||||||
1 |
1 |
2 |
1 |
v |
1 |
|
|
|
Аналогично, для принятия решения K*ЄD1 требуется выполнение условия
P(k * / D ) P(k * / D ) ... P(k |
* / D ) |
В , |
|
|||||
1 |
2 |
2 |
2 |
v |
2 |
(32) |
||
P(k * / D ) P(k |
* / D ) ... P(k * / D ) |
|||||||
|
|
|||||||
1 |
1 |
2 |
1 |
v |
1 |
|
|
|
где В – нижняя граница принятия решения:
P(D )
В kв P(D1 ) , kв 1. (33)
2
Общая процедура метода
Пусть проведено ν-1 обследований, которые еще на дали возможности принятия решения о диагнозе, то есть условия (31) и (32) не выполняются:
В |
P(k |
* / D ) ... P(k |
* / D ) |
А ; |
r 1, 2, ..., 1. |
||
1 |
2 |
r |
2 |
||||
P(k * / D ) ... P(k |
* / D ) |
||||||
|
|
(34) |
|||||
|
1 1 |
r |
1 |
|
|||
|
|
|
|||||
Если после ν-го обследования выполняется условие
18
P(k * / D ) ... P(k |
* / D ) |
А , |
|||
1 |
2 |
|
2 |
||
P(k |
* / D ) ... P(k |
* / D ) |
|||
(35) |
|||||
1 |
1 |
|
1 |
||
то принимается решение об отнесении объекта к диагнозу D2: K*ЄD2. Если после ν-го обследования
P(k |
* / D ) ... P(k |
* / D ) |
В , |
||
1 |
2 |
|
2 |
||
P(k1* / D1 ) ... P(k |
* / D1 ) |
||||
(36) |
|||||
то объект относится к диагнозу D1: K*ЄD1. Для сокращения объема обследований следует вначале проводить обследование по наиболее информативным признакам.
Связь границ принятия решения с вероятностями ошибок первого рода («ложной тревоги», то есть принятия исправного объекта в качестве неисправного) и второго рода («пропуском дефекта», то есть принятия неисправного объекта в качестве исправного) осуществляется с помощью зависимостей:
1 |
А , |
(37) |
|
|
|||
|
|||
|
|
||
|
В , |
|
|
|
|
||
1 |
(38) |
||
|
где α и β – вероятности ошибок 1-го и 2-го рода соответственно. В практических расчетах часто принимают α = β = 0,05 или α = β = 0,10.
Задача 4. Метод последовательного анализа в определении состояния объекта
Определить состояние объекта (исправность Ди или неисправность Дни) к моменту выработки его ресурса методом последовательного анализа при следующих исходных данных: вероятность исправного состояния объекта Р(Ди) = 0,6; вероятности для признака k1 равны: Р(k1 / Ди) = 0,1, Р(k1 / Дни) = 0,5; вероятности для признака k2 равны: Р(k2 / Ди) = 0,8, Р(k2 / Дни) = 0,6. Обследование проводится сначала на наличие или отсутствие у объекта признака k1, а затем – признака k2. Пусть признак k1 у объекта присутствует,
19
признак k2 – отсутствует, а вероятности ошибок 1-го и 2-го рода равны друг другу: α = β ≤ 0,1.
Решение. В соответствии с зависимостями (37) и (38) при α = β = 0,1 верхняя и нижняя границы принятия решения о диагнозе должны быть: А = 9 и В = 0,11. Следовательно, принимаем А = 9 и В = 0,11.
Определим отношение правдоподобия при наличии признака k1:
P(k * / Д |
|
) |
|
0,5 |
5 . |
|
P(k * / Д ) |
0,1 |
|
||||
1 |
ни |
|
|
|
|
|
1 |
и |
|
|
|
|
|
Видно, что условия (35) и (36) не выполняются, и решение о диагнозе принять невозможно. Тогда дополнительно проводим обследование по признаку k2, (точнее, в соответствии с условием задачи, по его отсутствию k2), т. е. находим новое отношение правдоподобия:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 (1 0,6) |
|
|
P(k * |
/ Д |
ни |
) |
|
P(k * |
/ Д |
ни |
) |
|
10 . |
||||||||
1 |
|
|
2 |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1 (1 0,8) |
||||
P(k * / Д |
и |
) |
P(k * / Д |
и |
) |
|||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
В этом случае выполняется условие (35), следовательно, объект неисправен.
2 ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ
1.Выбрать вариант задания по п. 2 (см. прил. А).
2.Изучить методический материал.
3.Последовательно по выданному варианту заданий выписать исходные данные и провести статистическую обработку исходных данных в каждой задаче. В задаче 3 построить диагностическую матрицу по форме в соответствии с примером п. 4.3 (см. прил. Б).
4.Провести анализ результатов статистической обработки в каждой задаче. Сделать выводы.
20
3 СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
В отчет занести:
1.Содержание статистической обработки исходных данных для каждой из четырех задач. Для задачи 3 дополнительно диагностическую матрицу по форме в соответствии с примером п. 3 (см. прил. Б).
2.Анализ полученных результатов в каждой из 4-х задач. В задаче 3 провести анализ, во-первых, по наиболее вероятным диагнозам (по строкам матрицы) для каждого сочетания параметров, во-вторых, по сочетаниям параметров (по столбцам матрицы) для каждого из диагнозов и, в-третьих, на соответствие полученных результатов решающему правилу. Выводы.