Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Отраслевые автоматизированные системы управления

..pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
11.07 Mб
Скачать

иологичсскн взаимозаменяемых ресурсах) определенного набора ресурсов в соответствии с нормами их взаимоза­ меняемости.

В соответствии с этим обозначим через \-lk (t) коли­ чество к-го ресурса, которое в порядке оперативного уп­ равления необходимо поставить /-му предприятию к мо­ менту времени t, или (t) — приведенный показатель потребности /-го предприятия к моменту времени t в ма­ териально-технических ресурсах. Обозначим через / мно­

жество

пунктов

хранения фондов резервов отрасли (/ ="

= {і/і =

1,2,...,

?».}), куда могут входить предприятия от­

расли, смежных отраслей, склады территориальных уп­ равлений Госснаба СССР и т. д.

Множества / и / , как правило, пересекаются, что впол­ не естественно в случаях оперативного перераспределения ресурсов между предприятиями одной отрасли.

Пусть uhij

(t) — количество к-то ресурса, которое

в

оперативном

порядке может быть выделено в момент

t с

г'-го пункта для /-го предприятия;

xhi (t) — общий лимит

к-то ресурса,

которым в момент t

располагает г'-й пункт

для целей оперативного управлення.

 

Подчеркнем, что здесь имеются

в виду именно фонды

резервов оперативного управления, поскольку в соответ­ ствии с основным планом материально-технического снаб­

жения в пунктах

і ЄЕ / могут производиться и храниться

фонды

ресурсов

основного плана производства.

В

существующей практике материально-техниче­

ского снабжения для отрасли з^станавливается

обычно го­

довой

фонд запасов ресурсов. В ряде случаев

этот фопд

разбивается по кварталам или месяцам. В зависимости от интервала времени [О, Т], в течение которого моделируется процесс оперативного управления материально-техни­ ческим снабжением, на уровне отрасли можно исходить из реально установленных лимитов на соответствующие виды ресурсов либо (исходя из общегодовых лимитов) само­ стоятельно устанавливать квартальные, месячные и дру­ гие лимиты. Целесообразно при этом руководствоваться статистическими данными о характере использования ре­ зервов в прошлом за аналогичные периоды времени, по­ скольку, как показывает практика, вероятные отклонения в поставке материально-технических ресурсов по вре­ мени распределяются неравномерно.

Далее можно сформулировать следующие ограничения:

т

 

2 »к« (t - -hii) + У ю (t - t'k}) > ijh(t)

(5-і)

или

771

S

 

 

S

 

 

2

2 т.,- (*) una

(t -

t'w)

+ 2 Tw (0 П-з ('

- 4) > Ь (t);

1=1 (l=i

 

 

K=l

 

 

2Hkfi(*)<*fci(0;

 

 

 

(5.2)

3=1

 

 

 

 

 

 

T от n

 

 

 

 

 

? 2 2 » л і ( 0 * < г 7 й ( 0 , Г ) ;

 

(5.3)

0 i = l 3=1

 

 

 

 

 

hi>\i(VkJ(t)J);

 

 

 

 

(5.4)

i £ l ; ] £ j ; k = 1 , 2 , . . . , s

 

 

 

где

s — общее число рассматриваемых видов ресурсов;

uh(0,T)

— установленный

лимит

на использование А;-го

 

ресурса

за период времени [0, Т];

 

Уи] (t) — коэффициенты взаимозаменяемости ресурсов на

 

;-м предприятии в процессе оперативного уп­

 

равления;

 

 

 

 

Vuj (t) — количество

к-то ресурса, которое

необходимо

 

выделить /-му предприятию в момент t из фон­

 

дов вышестоящих плановых органов (резервы

 

министерства, Госснаба СССР, Совета Ми­

 

нистров

СССР

или

союзных

республик);

6 л и (иьи (0» 0» ®id (Уhi 09. t) — периоды времени, необхо­

димые

для транспортировки соответствующих

ресурсов

с мест

производства (или хранения) к местам

использо­

вания.

 

 

Величины Qhij и Qkj непосредственно зависят от объ­ емов транспортируемых ресурсов и времени транспорти- -*-ровки. Возможность выбора средств транспортировки и его влияние на скорость доставки ресурсов здесь не рас­ сматриваются. Предполагается, что используются в

основном традиционные способы транспортировки.

Заказ Н ІЩ

Щ

Следует обратить внимание на различие в индексации величии 9 и 6. Для 0 посредством индекса і указано место производства или хранения ресурсов. Для 9 такие места заранее указаны (и введены в модель) быть не могут, по­ скольку эти величины зависят от возможных решений на более высоких уровнях управления, чем отрасль. При моделировании процесса управления материально-тех­ ническим снабжением па уровне отрасли может быть использована пнформациятолько о вероятных пунктах про-_ изводства или хранения резервов высших плановых орга­ нов, на основе которой оцениваются величины 9;(7-.

Величины t'kj и t'hij позволяют отразить в модели воз­ можность досрочного получения предприятиями резервов ресурсов, что может произойти па практике.

Оперативное управление материально-техническим

снабжением — динамический процесс, который

пред­

ставляется моделью «скользящего» планирования.

При­

нимаемые в соответствии с такой моделью решения

обра­

зуют комплекс непрерывной последовательности решений. Этот комплекс основывается на анализе текущей инфор­ мации о материально-техническом снабжении предприя­ тий отрасли и оперативных прогнозов о реальном состоянии материально-технического снабжения на предприятиях от­ расли.

Цель принимаемых решений не только в ликвидации сбоев в производстве в данный момент времени t, но и в их~ предупреждении в перспективе [О, Т]. Продолжительность Т определяется в основном полнотой и надежностью ин­ формации о состоянии материальпо-техиического снаб­ жения, а нулевой момент соответствует началу планируе­ мого этапа оперативного управления, рассчитанного на перспективу Т.

Если реальный процесс производства и материальнотехнического снабжения в общем соответствует прогнозу, то должен реализоваться намеченный план оперативного управления. В противном случае начало существенного несоответствия принимается за нулевой момент времени и на базе новой информации о состоянии производства и материально-технического снабжения рассчитывается но-^ вый вариант оперативного управления.

Эти положения, а также сформулированный ранее общий критерий оперативного управления (минимизация потерь, связанных с предотвращением или устранением

сбоев в производстве) позволяют представить целевую функцию модели в виде:

Т

s п

 

 

 

 

 

mm

 

2cM}(t)uw(t)

+

Mk(t)Vkj(t)

dt.

(5.5)

' о

/і=і ;'=1 Li=i

 

 

 

 

где Ciaj (t) и Мк

(t) — приведенные коэффициенты потерь,

связанные

с использованием

единиц

ресурсов

uhij

(t) и

Исходные показатели £jk (t),

(t), xkl (t),

Uh

(0, T)

предполагаются

неотрицательными.

Также

неотрица­

тельными

полагаются и искомые

функции

uhij

(t) и

Vhj (t).

Проведем некоторый качественный анализ построенной модели с помощью рис. 17. С формальной точки зрения ре­

шение рассматриваемой

условно

 

экстремальной задачи

 

 

lkij

f

 

I

1

1

1

1

0

 

 

 

T

Рис.

17

 

 

 

существует всегда, если начальный момент времени сдви­ нут достаточно влево для того, чтобы все аргументы функ­ ций Uhij {t — tkij') и Vkj (t — t'hj) были неотрицательными •^"рассматриваемойпостановке задачи функции с отри­ цательным аргументом, не определены). Другими словами, если сбой производства прогнозируется к моменту вре­ мени t, то его упреждение в выработке решения должно быть достаточным для транспортировки ресурсов и других

связанных с этим задержек (ограничения (5.1)).

Отмеченные обстоятельства являются математически формализованным воплощением общих требований к под­ системе оперативного управления ОАСУ, касающихся

своевременности и достоверности информации

о ходе про­

изводства

и

о

материально-техническом снабжении.

Итак,

если

t — th/

> 0 и ( -

tkij'

>> 0, то ограниче­

ния (6.1) всегда можно удовлетворить

при любых вели-

•~*чтшах

(t) > 0

и

£, (t) > 0,

поскольку

величины

VkJ (t) сверху

не

ограничены.

 

 

 

Остальные ограничения модели удовлетворяются ав­

томатически

даже

при ukij- (t) =

0.

 

 

6:* 163

Следовательно, при указанных ограничениях задача имеет решение. Это, однако, не значит, что всегда суще­

ствует реальный способ

оперативного

управления

мате­

риально-техническим

снабжением.

 

 

Во-первых, резервы оперативного

управления

выше­

стоящих

плановых органов,

которые

введены в

модель

с помощью

величин

Vhj

(t),

фактически ограничены. Эти

условия

не

находят

отражения в модели потому, что

она описывает процессы принятия решений па уровне отрасли.

Во-вторых, если даже может быть реализован опти­ мальный план оперативного управления материальнотехническим снабжением, описываемый рассмотренной моделью, то в соответствии с (5.5) следует проанализи­ ровать реальный уровень потерь и рассмотреть другие возможные варианты оперативного управления, которые могут быть связаны с переходом на производство выпуска новой продукции или с временной остановкой производ­ ства. При этом кроме задач материально-технического снабжения сфера оперативного управления решает и дру­ гие задачи производства (планирует производственные мощности, номенклатуру выпуска продукции, финансы, кадры, ит . д.). Такие варианты и по своему содержанию, и по времени реализации могут существенно отличаться от задач оперативного управления материально-техническим снабжением и в данной модели не рассматриваются.

Взаимосвязанность средств и методов оперативного управления и в то же время их относительная незави­ симость являются характерным проявлением в области оперативного управления общей взаимосвязанности и от­ носительной самостоятельности функциональных и орга­ низационно-функциональных подсистем ОАСУ.

При оперативном управлении производством не всегда целесообразно и удобно выделять отдельные самостоятель­ ные временные этапы планирования (месяцы, декады, дни). Во многих случаях следует рассматривать.непрерывные по времени процессы управления.

В общем случае модель может оказаться достаточно сложной, причем сложность обусловливается не только большой размерностью задачи для реальных систем, но главным . образом сложными функциональными зависи­ мостями в неравенствах (5.4). При этом в настоящее время трудно оценить общую практическую пригодность мо-

деііи, однако для имитации на ЭВМ процессов оператив­ ного управления эта модель представляется уместной. Надо полагать, что широкое применение экономикоматематических методов для решения задач оптимального оперативного управления возможно только в условиях высокоразвитых автоматизированных систем управ­ ления.

Во многих случаях при учете конкретных особенностей системы общая модель может быть существенно упроще­ на и сведена к изученным уже задачам оптимального планирования. Покажем, как из общей модели формально может быть получена обычная транспортная задача ли­ нейного программирования. Рассмотрим производство од­ ного продукта. В этом случае s = 1 и индекс «/с» опуска­ ется. Обозначая через / множество производителей про­ дукта, а через J— множество его потребителей, определяем, что utj — количество продукта, которое должно быть до­ ставлено из і-то пункта производства в /-й пункт потреб­ ления. При этом, игпорируя динамику процесса перевозок, опускаем индекс if.

Предположим далее, что в условиях (5.1) общей модели Vj = 0. Если вместо неравенств введем в эти ограничения точные знаки равенства, то получим:

п

 

 

 

 

2

иИ

= хи і =

1, 2 , . . . , т;

(5.6)

3=1

 

 

 

 

т

 

 

 

 

2

и ц

= & . / =

1 1 2 , . . . , п .

(5.7)

i = l

 

 

 

 

Соотношения (5.6) и (5.7) представляют ограничения транспортной задачи, а величины xt и |7 - обозначают соответственно наличие продукта в і-м пункте производ­ ства и потребность в нем в jf-M пункте назначения.

Вид модели транспортной задачи (замкнутая или от­ крытая) может быть установлен путем сопоставления ве­ личин

тп

2 хг и

2 І З -

і = 1

3 = 1

Ограничения (5.3) и (5.4) общей модели в транспортной задаче не фигурируют, так как они отражают динамику перевозок.

Целевая функция транспортной задачи непосредственно следует из функционала (5.5), если в последнем V} = О, а интеграл по времени игнорируется. Целевая функция имеет вид:

n т

2

2 Ci . ;Wij - > m i " ,

(5.8)

3=1

г=1

 

где коэффициенты Cij отражают затраты на транспорти­

ровку

единицы продукта

из і-го пункта производства в

7-й пункт назначения. В

данной модели, как в общей,

и,ц >

0.

 

Для исследования вопроса о соотношении общих (на­ пример, годовых) и локальных лимитов на ресурсы пред­

ставляет интерес

рассмотрение

ограничений

(5.2)

и (5.3).

 

 

 

Ограничения (5.3) в модели оперативного управления

материально-техническим снабжением характеризуют

фак­

тор общегодового или другого лимитирования резервов материальных ресурсов. Методические подходы к расчету оптимальных уровней резервов, основанные на исполь­ зовании вероятностных характеристик «сбоев» производ­ ства (функций £jh (0 и (t)), достаточно разработаны1 5 п нами не рассматриваются.

Задача подсистемы оперативного управления заклю­ чается в том, чтобы, исходя из установленных общих ли­ митов на ресурсы (Uk (0, Т)), обеспечить их своевремен­ ную реализацию. Информационные службы ОАСУ дол­ жны обеспечивать определенное соотношение между фондами резервов ресурсов отрасли и наличием ресурсов в пунктах производства и хранения. Это требование можно

выразить

следующим соотношением:

Т m

 

j 2

Xl:i(t)dt^uk(0,T).

0i= l

0.Л а и г е. Оптимальные решения. М., изд-во «Прогресс», 1967.

Такое соотношение интегрально связывает ограничения (5.2) и (5.3). Если

Т m

j S

xM(t)dt^Uk(0,T),

О i=1

 

то ограничения (5.2) или (5.3) будут иметь нулевую оценку (т. е. выделенные фонды не будут обеспечиваться реаль­ ными ресурсами или, наоборот, возможности обеспечения в данный период не могут быть реализованы вследствие общих ограничений на фонды резервов ресурсов). Напри­ мер, в отрасли досрочно реализованы материальные ре­ зервы данного квартала (Uh (О, Т) — 0). В связи с этим возникает вопрос о привлечении резервов из фонда руко­ водства министерства (V),j (t) ^> 0). Однако министерство предлагает использовать фонды ресурсов отрасли следую­ щего квартала (Uh (0, 2\) > 0).

В представленной модели оперативного управления материально-техническим снабжением на уровне от­ расли не находят непосредственного отражения фонды материальных запасов на предприятиях, так как эти фон­ ды, предназначенные для обеспечения ритмичности про­ изводства, непосредственно включаются в основной план материально-технического снабжения. Кроме того, при­ нимая решение о .выделении предприятию из резервов министерства определенного количества ресурсов (£jb (t)), главк фактически так или иначе учитывает состояние ре­ зервов на предприятии. И наконец, имеющиеся на пред­ приятиях отрасли текущие резервы могут быть объектом оперативного перераспределения на уровне главка, по­ скольку они учитываются в модели в показателях x^i (t).

5.Линейная модель оперативного управления материально -техническим снабжением

Рассмотренная модель оперативного управления ма­ териально-техническим снабжением на уровне отрасли в общем виде в настоящее время вряд ли приемлема для практического использования, хотя она и позволяет вы­ явить некоторые качественные особенности процесса уп­ равления. Возможность сведения общей модели к изучен-

ным задачам математического программирования, имеющим большое значение в практике управления, была показана уже на примере транспортной задачи.

Рассмотрим случай сведения модели к блочной задаче линейного программирования. Решение такой задачи представляется вполне реальным в условиях развитого информационного обеспечения в ОАСУ.

Будем считать, что интервал времени принятия опе­ ративных решепий (О, Т) моя^ет быть разделен на дис­

кретные подынтервалы t =

1, 2,

Т (например,

дии)

и все

временные показатели

t, &кц,

6,,7- исчисляются це­

лыми

величинами. Тогда

вместо

искомых

функций

ukij (t) неизвестными величинами будут u\ij,

представ­

ляющие собой количество к-то ресурса, которое

может быть

выделено /"-му предприятию

с і-го пункта хранения

фон­

дов резервов отрасли в период t. Аналогичный смысл по­

лучают

искомые

величины V'nj, исходные

данные

Ejl-j,

ti и др.

 

 

 

 

 

Предположим,

что величины 0,,^- и 0,и-

в течение

ин­

тервала

времени

[0, Т] постоянны.

Далее

исключим

из

модели

неизвестные величины t'kij

и t'kj,

характеризую­

щие аргумент с запаздыванием, и введем дополнительные

искомые

величины

wiij

и r'kj. wan — количество к-го

ресурса,

поставляемое

с

і-то пункта хранения

фондов

резервов

отрасли

и

потребляемое

в

t-ж период

времени

/-м предприятием; гу — количество

к-то ресурса,

которое

потребляется

в

t-ж

период времени / - М предприятием

из

фондов

резервов

высших

планово-хозяйственных

органов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

соответствии

с

новыми условиями задачи

имеем:

 

 

Т-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5.9)

T-l

(5.10)

Ограничениям (5.1) общей модели теперь можно при-

Дать

следующий вид:

 

т

 

 

2

wkij + >ii > Ikj

 

t =l

 

ИЛИ

 

 

s

m

 

2 rid 2 Л + г«)>|1-

(5.11)

-Ограничения исходной модели (5.2) и (5.3) с учетом ра­ венства (5.9) принимают форму:

71

T—t

 

2

2 а>ЙГ<4;

(5.12)

7=1 T=B M j

Гn m T - f

2 2

2

2

 

^ < г / , ( о , л -

 

 

 

 

(5.13)

(=17=1 г=1 т = 0 ^ -

 

 

 

 

 

величины и)щ и

В ограничениях

(5.9) — (5.13)

искомые

r'i;j неотрицательны

при таких

условиях:

 

 

T>t>Bkij

 

+ i;

T>t^Qkj

+ l.

 

 

 

(5.14)

Если

t ^

Qhij, W'KI}=0,

при t^Qhj,

rlkj= О, то

 

ограни­

чения исходной

модели (5.1) не играют

самостоятельной

поли.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Целевая функция задачи для рассматриваемого

случая

принимает вид:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

s

п

T—t

 

 

T—t

\

 

пи» (2

2

2

2

сш 2

»ЙГ +

АГІ 2

 

(5-15)

Преобразованная модель является моделью линейно! о программирования.

Рассмотрим условия существования решения этой за­

дачи. Если для некоторого значения

t задано |[-; ^> О

(причем

для соответствующего ресурса

к и предприятия

j t dhij

при і Е / н і \

6 й ; ) , ТО условия (5.11) не могут

быть удовлетворены.

 

 

Отсутствие решения

означает, что в подсистеме опе­

ративного управления сигнал сбоя зафиксирован служ­ бой прогнозирования состояния материально-техниче­ ского снабжения поздно и на переброску необходимых

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ