Ю. Карпов - Иммитационное моделирование систем с AnyLogic 5 (1124147), страница 73
Текст из файла (страница 73)
Представление подобной информации ведет к глубокому пониманию структуры, организации и особенностей функционирования системы предоставления медицинской помощи. Приведенная в данной главе имитационная модель отделения скорой помощи крупного госпиталя обладает всеми этими характеристиками. Она позволила решить все поставленные в исследовании задачи в весьма ограниченное время и при сравнительно невысоких затратах на разработку модели.
и Зэк 4248 Глава 22 Логистика и транспорт В современном мире конкурентной борьбы компании все большее внимание уделяют оптимизации своей деятельности. Одним из перспективных направлений сокращения издержек компании является оптимизация транспортировки ее грузов. Обычно решения в этом сложном вопросе принимаются на основе здравого смысла, на основе интуитивных представлений людей, обладающих опытом в этой сфере деятельности.
Однако практика показывает, что оптимизация процесса управления транспортным парком компании позволяет снизить издержки по сравнению с работой на уровне опыта и интуиции до 25 %. В данной главе представлена модель, разработанная в рамках проекта для одной из нефтедобывающих компаний. Целью проекта являлась оптимизация расписания транспортировки нефти танкерами компании. 22.1. Оптимизация использования танкерного флота компании Эта модель является типичной моделью логистики.
Она не сводится к классическим задачам составления расписаний. Этот факт и стохастичность основного параметра — времени движения между двумя портами — приволят к мысли об использовании имитационного моделирования для решения задачи. 22.1.1. Постановка задачи Компания обеспечивает доставку нефти танкерами из портов загрузки лг в порты выгрузки вз (рис.
22.1). В каждом порту лг составлен график, в соответствии с которым для танкеров компании выделены терминалы загрузки в определенные, заранее известные дни в течение всего года. Аналогично этому, в портах вз танкерам компании выделены терминалы выгрузки Глава 22 Логистика и транспорт также в определенные, заранее известные дни в течение всего года. Из-за однородности перевозимого танкерами груза из любого порта загрузки этот груз может быть доставлен в любой из портов выгрузки. Рис. 22.т.
Анимация движения танкеров Необходимо составить график движения танкеров между портами, т. е. определить количество танкеров и лля каждого из них составить расписание, включающее дату отправления и порт назначения для каждого рейса. Задача в общем случае является недетерминированнои: время каждого рейса между каждой парой портов зависит от погодных условий. Мы рассмотрим детерминированный случай, но поскольку для решения задачи будет использоваться имитационная модель, обобщение на недетерминированный случай не будет представлять проблем.
Экономии в рамках проекта предполагается достичь за счет минимизации необходимого числа танкеров лля перевозки нефти. 22.1.2. Оценка необходимого числа танкеров Несложно построить грубые оценки числа необходимых танкеров. Оценим сначала максимальное число танкеров. Это число потребуется при худшем из возможных правил принятия решения, когда каждый день в порту погрузки на рейде стоит новый танкер.
Пусть тивн — максимальное время в пути между портами Аа и вз туда и обратно. Ясно, что через тивн дней Часть К Примеры моделей для различных областей применения Збг танкеры будут возврашаться из портов разгрузки обратно в порты погрузки. В итоге максимальное число нужных танкеров ограничено числом п*пьах, где и — число портов погрузки.
С другой стороны, нет смысла иметь танкеров больше, чел1 суммарное число дней с, выделенных компании для погрузки танкеров в течение года. Таким образом, гаьах = пцп (и, п*тпах). Теперь оценим минимальное количество требуемых танкеров. Пусть тиьп— минимальное время в пути из порта погрузки в порт выгрузки и обратно. Тогда любой танкер совершит не больше, чем звытаьп перегонов. Используя непростаиваюшие танкеры, которые следуют по кратчайшим путям, мы будем использовать не менее, чем п*таьп~звз танкеров. Эта величина и является оценкой снизу числа необходимых компании танкеров. 22.1.3.
Подход к решению задачи Идея, реализованная в построенной модели, основана на решении известной задачи о распределении работ по сганкам. Пусть имеем и одинаковых станков и м работ различной длительности. Необходимо распределить работы по станкам так, чтобы суммарное время выполнения работ было минимальным. В основе одного из решений этой задачи лежит следующее правило: каждый раз, когда освобождается станок, на него назначается самая короткая из имеющихся работ. Это правило, которое можно назвать лравилом "частных целей", обычно дает хорошее, хотя в общем случае не оптимальное решение.
Подобные правила называются эвриоииками. Упростим рассматриваемую задачу перевозки нефти, поставив задачу поиска не оптимального, но "хорошего" решения на основе эвристик, Для каждого освободившегося танкера будем выбирать маршрут движения, основываясь на эвристиках. В такой постановке составление расписания можно рассматривать не как решение оптимизационной задачи с получением глобального минимума, а как выбор последовательности локальных разумных решений, производимых в каждый момент, когда такое решение принимать необходимо. Вьщелим два типа событий, при наступлении которых нужно принимать решение о дальнейшем пути каждого танкера.
Первое событие — окончание погрузки танкера в порту ль. При наступлении этого события необходимо выбрать для этого танкера порт назначения вз' и день разгрузки в этом порту. Будем выбирать порт с учетом некоторых соображений. П Не будем отправлять танкер в дальний порт. В этом случае танкер освободится раньше и им можно перевезти больше груза. Таким образом, "выгодность" порта назначения вб после загрузки танкера в порту ль должна зависеть от времени движения т'з из порта яь в порт в~.
Чем это время меньше, тем более "выгоден" порт вз в момент принятия решения о направлении в него танкера из порта ль. Глава 22 Логистика и транспорт П Оценим„насколько близко от дня вероятного прибытия танкера в порт назначения находится день разгрузки, чтобы танкеру не пришлось слишком долго ожидать разгрузки. Таким образом, "выгодность" порта назначения зависит и от интервала г между моментом прибытия танкера и запланированным днем разгрузки. П Оценим, насколько позже после определенного в расписании дня разгрузки прибывает танкер в порт назначения. "Выгодность" порта вз будет зависеть также от интервала !! времени между запланированным днем разгрузки и вероятным днем прибытия танкера. Итак, лля принятия решения сформулированы три частных критерия, и каждый из них выражается численным показателем "вып>дности" конкретного направления танкера после события окончания его загрузки. Для получения единственного скалярного критерия принятия решения, выберем аддитивный критерий, сложив все частные критерии с некоторыми весовыми коэффициентами.
Критерий к выбора порта назначения можно записать так: К = ит*тц ч и2*Р ч из*я при дополнительном условии: з ~~Р и =! г=! Величина и! определяет важность соответствуюшего частного критерия оптимальности и количественно задает относительное предпочтение одного критерия над другими. Теперь при наступлении события "танкер закончил погрузку в норту и.", выбор порта назначения вз для него может быть произведен на основе сравнения значений критерия "выгодности" к для всех портов назначения вз и выбора среди этих значений минимального.
Аналогичные правила можно применить после наступления события "танкер закончив разгрузку в норту вз "при выборе порта назначения ль. 22Л.4. Имитационная модель в системе поддержки принятия решений Выбор весовых коэффициентов в этой задаче является очень важным. Для того чтобы выбрать эти коэффициенты, используем имитационную модель, с помошью которой выполним несколько экспериментов с реальным расписанием. Сначала установим значения коэффициентов и! произвольно. С этим набором весовых коэффициентов после окончания прогона модели в течение года получим в качестве результата имитационного эксперимента количество необходимых танкеров, сумму дней, которые проведут танкеры на рейде в ожидании выгрузки и погрузки, и сумму.
дней опоздания прибьггия танкеров Часть К П имеры моделей для различных областей применения в порт относительно выделенного им дня. При известной стоимости одного танкера в течение года, известных затратах в лень на ожидание на рейде и известных затратах на изменение на один день расписания, можем вычислить полную сумму в расходов на доставку груза в течение года. Ясно, что зта сумма будет разной при различных коэффициентах иь используемых в алгоритме принятия решения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
