Моделирование и выбор оптимальных технологических цепочек на базе территориально распределенных производственных систем

• Автор: Гаршин, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 144 с. : ил.

Глава 1. Анализ моделей и методов формирования технологических цепочек на

основе территориально распределенных объектов

1.1. Проблематика формирования альтернативных технологических цепочек

1.2. Постановка задачи моделирования и анализа территориально распределенных производственных систем
1.3. Математические методы моделирования и структурного анализа технологических цепочек

1.4. Современные технологии проектирования производственных структур

1.5. Цель работы и задачи исследования

Глава 2. Моделирование территориально распределенных технологических

цепочек
2.1. Формализованное описание технологической среды формирования производственной системы

2.2. Математическая модель территориально распределенной технологической цепочки

2.3. Анализ устойчивости математической модели
2.4. Моделирование технологических цепочек с учетом возможности ветвления потока сырья
Выводы
Глава 3. Алгоритмизация процесса формирования оптимальных
технологических цепочек
3.1. Модель выбора оптимальных решений на основе метода случайного поиска
3.2. Алгоритм поиска оптимальных решений на основе метода динамического программирования
3.3. Численная реализация модели выбора оптимальных технологических цепочек
3.4. Линейное представление производственных функций
3.5. Алгоритм синтеза технологической цепочки с учетом ветвления потока сырья ..102 Выводы
Глава 4. Программное обеспечение моделей анализа и выбора оптимальных
технологических цепочек
4.1. Структура программного обеспечения
4.2. Графический интерфейс
4.3. Результаты практической апробации модели оптимального синтеза технологических цепочек
Заключение
Приложение 1. Модель технологической среды, использованная при апробации
Приложение 2. Результаты моделирования и оптимизации производственной
системы, полученные при апробации программы
Список литературы

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ
В современных условиях реформирования отечественной экономики, характеризующихся отсутствием целостной производственной среды, большое значение приобретает проблема создания новых производственных структур, ориентированных на воспроизводство конечного продукта, свойства которого оперативно регламентируются динамично изменяющейся конъюнктурой потребительского рынка. Такие производственные системы в экономической литературе получили название вертикально организованных. Реализация данной проблемы осуществляется как на уровне органов административного управления региональной экономикой, так и коллективов частных инвесторов.
При создании производственной системы важнейшим вопросом, как правило, является формирование технологической цепочки, выполняемое на множестве территориально распределенных производственных объектов с учетом факторов их взаимной эффективности, существующей транспортной инфраструктуры, а также заданных требований к производственному процессу и конечному продукту.
На первый взгляд данная проблема сводится к задаче о назначениях. Однако классическая задача о назначениях не только не способна отразить структурную составляющую искомой производственной системы, но также ограничивает множество структурных элементов, из которых формируется производственная система.
Проблемы подобного рода в настоящее время рассматриваются экономической логистикой, в рамках которой помимо точных методов

разрабатываются принципиально эвристические, базирующиеся на использовании профессиональной интуиции и типовых проектных решений.
Специфика рассматриваемых технологических цепочек заключается в необходимости включения в их состав функционально неоднородных территориально распределенных технологических объектов с заданными функциональными свойствами. Это существенно ограничивает возможность использования в этой области строгих аналитических моделей и методов. Альтернативой здесь выступают специальные математические средства, сочетающие в себе строгий аппарат математического программирования, теории графов и эвристические методы, учитывающие специфику объектной области.
Таким образом, актуальность темы диссертационного исследования продиктована необходимостью разработки специальных математических средств моделирования и анализа технологических цепочек, формируемых на основе территориально распределенных производственных объектов, реализующих аналитические методы, а также эвристические подходы, учитывающие специфику объектной области и обеспечивающие получение оптимальных решений.
Тематика диссертационной работы соответствует одному из основных научных направлений Воронежского государственного технического университета «Вычислительные системы и программноаппаратные комплексы».
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Цель работы заключается в разработке математических средств моделирования, анализа и выбора оптимальных технологических цепочек, формируемых на основе территориально распределенных производственных систем, а также разработке программных средств формирования и выбора оптимальных решений.

В общем случае существует возможность использовать технологические операции в любом порядке, что соответствует п2 ориентированных ребер или полному ориентированному графу. При этом каждой операции необходимо сопоставить естественное условие, ограничивающее возможных вершин-поставщиков по типу сырья и другим параметрам. Понятно, что полным графом пользоваться не удобно, поэтому из полного графа следует исключить ребра, определяющие последовательности пар вершин, неосуществимые на практике из-за априорной несовместимости типов сырья, выпускаемого и потребляемого соответствующей парой операций, или по другим причинам.
Таким образом, структурная информация о модели может быть записана в виде графа (7 = (У,Е), где Е є У(2> и (уі,у^еЕ, если операция потребляет сырье того же типа, что и выпускаемое операцией V,. Далее граф производственных операций считается связным, иначе следует перейти к решению двух и более никак не связанных друг с другом задач на связных подграфах этого графа.
Технологическую цепочку на графе технологической среды можно представить цепочкой вершин, последовательно соединенных ориентированными ребрами. Для описания всего технологического процесса также следует задать вектор состояния потока сырья в начальной вершине цепочки. Вектор начального состояния потока описывает тип сырья, его количественные и качественные характеристики, финансовое состояние на начальный момент и другие параметры, в том числе управляющие для некоторых производственных операций. Однако поток сырья, описываемый вектором начального состояния, может быть подан на вход не каждой производственной операции ввиду ограничения на тип принимаемого сырья или других