Обеспечение ритмичности назначения в интеллектуальных системах управления логистическим центром Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

УДК 004.02, 007.51 Иващенко А.В. , Сюсин И.А.

Самара

ОБЕСПЕЧЕНИЕ РИТМИЧНОСТИ НАЗНАЧЕНИЯ В ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ ЛОГИСТИЧЕСКИМ ЦЕНТРОМ

Аннотация: в статье предлагается решение проблемы согласования взаимодействия служб материально-технического обеспечения логистического центра, действующих с разной ритмичностью на основе применения метода кондициального управления в многоакторной интегрированной информационной среде.

Ключевые слова: кондициальное управление, интегрированная информационная среда, многоактор-ная среда, ритмичность, логистика.

Материально-техническое обеспечение логистического центра связано с поддержкой взаимодействия нескольких подразделений: производственных, транспортных, сервисных, управляющих и других. Современные требования к деятельности таких центров предусматривают необходимость функционирования в режиме реального времени, однако, расписания конкретных действий обычно строятся на достаточно большой горизонт времени. Например, в авиационной и космической логистике [1, 2] требуется обеспечить готовность грузов к отправке в определенные моменты времени, причем поток событий отправления имеет нерегулярную дискретизацию, а для эффективной подготовки грузов, наоборот, требуется обеспечить высокую ритмичность.

Такой характер процессов является причиной определенных трудностей по автоматизации процессов стратегического и краткосрочного (оперативного планирования). В первую очередь, это увеличения количества итераций по согласованию решений (перепланированию) в ответ на неравномерный поток входящих событий. Кроме этого, проводимые изменения не позволяют обеспечить постоянную согласованность планов, а одновременное проведение нескольких изменений вызывает сложность в синхронизации и необходимость борьбы с тупиковыми ситуациями.

Для решения этих проблем, а также с целью повышения эффективности использования оптимизационных алгоритмов планирования, предлагается в состав интеллектуальных систем поддержки принятия решений по управлению логистическим центром включить программное средство по предварительной обработке входных очередей событий на каждом этапе планирования заказов. Это позволит синхронизировать деятельность подразделений логистического центра и обеспечить их согласованное взаимодействия в условиях неравномерной динамики внешних событий.

Исследованию фактора времени в системах поддержки принятия решений в настоящее время уделяется достаточно много внимания [3]. Потоки событий, характеризующих процессы обмена информацией между программными агентами, могут достаточно информативно характеризовать эффективность такого взаимодействия, что отражается, например, в ритмичности обмена сообщениями. С другой стороны, способность системы управления своевременно реагировать на происходящие события и определять последовательность действий по реализации своевременной реакции на их появление, может быть исследована и обеспечена путем задания интервалов ожидания и опережения в результате взаимного интервального корреляционного анализа [4].

Таким образом, предлагается построить модель системы управления очередями событий (путем приоритезации, введения запретов и опережений, и ограничения доступа к актуальной информации) на основе метода кондициального управления в многоакторной интегрированной информационной среде [5]. Для решения этой задачи следует сформулировать общие требования по автоматизации взаимодействия сотрудников наземных служб и проектных подразделений, разработать для них модель многоакторной интегрированной информационной среды и предложить алгоритмы кондициального управления взаимодействием с учетом влияния человеческого фактора и фактора времени.

Представим модель грузопотока в виде событий, отражающих распределение грузов (cargo) ci между полетами v. транспортных средств (vehicles). Основная особенность планирования грузопотока состоит в том, что летательный аппарат (транспортное средство) имеет заранее известное время отправления, соответственно необходимые для транспортировки грузы должны быть заказаны, произведены и загружены до этого момента.

Общей целью агентов, представляющих заявки на грузы, является обеспечение их своевременной обработки акторами. Так, пассажирский самолет (лайнер) при приземлении сообщает о необходимости обеспечения его рационами питания в соответствии с пожеланиями пассажиров, или проектант обеспечивает восполнение баланса рационов питания на МКС путем создания и отправления соответствующей заявки.

Обозначим следующие события жизненного цикла заявки на поставку груза c- : е- j = e{ci,Vj,t- j) - поступление заявки на доставку груза на заданный полет; e-j= e{ci, v, t" - назначение груза на полет (событие планирования);

e'-j = e"(ci, Vj, t" j ) - готовность груза к поставке-погрузке; еj = е*(,, v,,t*i, ) - отправление груза ct в полет Vj .

Совокупность событий e* представляет собой план грузопотока, то есть в момент наступления

е" j для груза c- становится известно время его планового отправления t * j . Особенностью данной

модели является то, что время оправления полетов известно, а в процессе планирования который будет назначен данный груз, может отличаться от полета, на который он был Таким образом, при построении грузопотока ставится задача минимизации отклонения времени от заявленного:

N N N

tiie с, v-, tij )•е * с, vk,t

i=1 j=1 k=1

где E(vj,^), E(vk,tV) -

*i,k м(г ,fj )^Ф, tV )• И -t *a| ^ min, (1)

события отправления транспортных средств

(полеты Vj и vk ).

полет, на заявлен. планового

Между временами процесса планирования грузопотока должны быть установлены следующие соотношения, описывающие процесс согласованного взаимодействия по планированию грузов.

v e (ci, vj,t",j),e" (ci, vj, 4.i ),e * (ci, vj,t *i,j )=£{vj, tj) ■ {2) t'lj < t*i,j, t"j + At" j < t"j,

где At”, - интервал времени, затраченный на подготовку (производство) груза.

В авиационной логистике для эффективной загрузки ресурсов требуется обеспечение ритмичности производства и подготовки грузов. При планировании однотипных грузов требуется примерно одинаковое время на их подготовку (производство), в этом случае целесообразно реализовать равномерное распределение событий готовности грузов к поставке-погрузке. Это означает, что требуется:

Nc

pl(k■Ат) = ^е"(ci,jj,t’j)-в(к-AT-t"j) = mmt ,(3)

i = 1

где At - интервал 6( x) - ступенчатая

принудительной дискретизации,

f0, x < 0 , x > (

функция Хэвисайда:

, , f0, x < 0

9( x) = <! v ’ [1, x > 0

определяемый возможностями производства,

С другой стороны, события, соответствующие плановым полетам времени, что означает отсутствие ритмичности запусков:

Nj

рк (к *Ar) = ^^(j., tVj )•$( к -At- tVj )^ const ,(4) j=1

не распределены равномерно по

Таким образом, для выполнения (1) необходимо согласовать поток событий готовности и поток заявок. То есть должны быть сформулированы прогнозные задержки и опережения, которые бы компенсировали отличия между графиком поступления заявок на доставку ресурсов и графиком полетов (отправления транспортных средств). Для этого предлагается установить предельные интервалы планирования: такие, что с учетом (2):

Рк (к 'AT)=^L£(jj, t )•е ' {с, jj, t" j )•№ -At-t )-&(k -At-t!, j-At" j )|=0 -(5) i =1 j=1

Выражение (5) определяет требование ритмичности назначения, которое позволяет устанавливать приоритеты планирования заявок в автоматизированных системах управления транспортными потоками материально-технического обеспечения в авиационной и космической логистике. На практике, учитывая разный темп подготовки грузов необходимо обеспечивать ритмичность поступления заявок с учетом времени на подготовку груза. Это означает, что в автоматизированной системе планирования необходимо обеспечить формирование напоминаний.

В качестве иллюстрации можно привести процесс согласованной деятельность служб материальнотехнического обеспечения современного аэропорта. Для получения максимальной прибыли авиакомпании стремятся уменьшить стоимость обслуживания и время пребывания самолета на земле. Поэтому все большую актуальность приобретает задача оптимизации работы всех служб обеспечения и подготовки лайнера к полету, сокращения времени выполнения соответствующих операций и минимизации финансовых затрат на их выполнение.

Вместе с тем, предполетная подготовка представляет собой достаточно сложный процесс: она

состоит из множества взаимозависимых операций, выполняющихся на единой ресурсной базе; задержка в одной операции может серьезно повлиять на выполнение остальных. Помимо плановых работ возникает много непредвиденных событий, обработка которых представляет собой большую проблему для всех наземных служб, включая риск задержки рейсов, сбои в цепочках поставок и т.д. Такие события требуют немедленной реакции.

В этих условиях процесс согласованного взаимодействия различных служб аэропорта требует четкой координации, которую может обеспечить единая автоматизированная система интеллектуального управления. Эта система с одной стороны, направлена на повышение экономической эффективности за счет обеспечения высокого темпа функционирования задействованных служб, а, с другой стороны, учитывает фактор времени и человеческий фактор и обеспечивает достаточные для безопасного функционирования интервалы времени на взаимодействие. Например, такая задача актуальна для служб, занимающихся поставкой продуктов бортового питания на лайнер перед вылетом.

Таким образом, можно выделить следующие особенности процессов управления транспортными потоками в авиационной и космической логистике:

принятие решения происходит в результате согласованного взаимодействия многих участников (служб, проектных подразделений или физических лиц);

принятие решения происходит в режиме реального времени, причем внешние события служат ограничением, определяющим темп взаимодействия в процессе согласования.

Предложенная модель системы обеспечения ритмичности назначения при организации очередей событий на основе метода кондициального управления позволяет учесть эти особенности и повысить эффективность системы интеллектуального планирования ресурсов. Эта модель будет полезна в первую очередь разработчикам программного обеспечения аэропортов и центров управления полетами, а также в целом программистам, занимающимся созданием и внедрением новых мультиагентных технологий.

ЛИТЕРАТУРА

1. Иващенко А.В., Сюсин И.А. Сетевой принцип взаимодействия в мультиагентной системе построения программы полета, грузопотока и расчета ресурсов МКС. - Теория активных систем / Труды международной научно-практической конференции (14-16 ноября 2011 г., Москва, Россия). Том

3. Общая редакция - В.Н. Бурков, Д.А. Новиков. - М.: ИПУ РАН, 2011. - с. 225 - 229

2. Ivaschenko A., Khamits I., Skobelev P., Sychova M., Multi-agent system for scheduling of flight program, cargo flow and resources of International space station / HoloMAS 2011, LNAI 6867, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2011. - pp. 165 - 174

3. Anicic D., Fodor P., Rudolph S., Stuhmer R., Stojanovic N., Studer R. A rule-based language for complex event processing and reasoning // Hitzler, P., Lukasiewicz, T. (eds.) RR 2010. LNCS, vol. 6333, Springer, Heidelberg, 2010. - pp. 42 - 57

4. Иващенко А.В. Интервально-корреляционный анализ ритмичности взаимодействия в интегрированной информационной среде предприятия / Системы управления и информационные технологии, 2010, № 1(39) - с. 32 - 36

5. Иващенко А.В. Метод кондициального управления взаимодействием в мультиагентной среде // Системы управления и информационные технологии, 2013. - № 1. - с. 39 - 43