CC BY
44
Министерство образования и науки РФ
Правительство Пензенской области Академия информатизации образования Академия проблем качества РФ Российская академия космонавтики им. К.Э.Циолковского Российская инженерная академия Вычислительный центр РАН им. А.А.Дородницына Институт испытаний и сертификации ВВТ ОАО «Радиотехнический институт имени академика А.Л.Минца» ОАО «УПКБ ДЕТАЛЬ», ОАО «РУБИН» ОАО «НИИФИ», ОАО «ПНИЭИ», ФГУП ФНПЦ «ПО СТАРТ», НИКИРЭТ, ЗАО «НИИФИиВТ» ОАО «ППО ЭЛЕКТРОПРИБОР», ОАО «РАДИОЗАВОД» Пензенский филиал ФГУП НТЦ «АТЛАС» ОАО «ТЕХПРОММАШ», МИЭМ НИУ ВШЭ, Евразийский Национальный университет им. Л.Н. Гумилева Сургутский институт мировой экономики и бизнеса «ПЛАНЕТА» Пензенский государственный университет
АадижУ{%шсж
ТРУДЫ
МЕЖДУНАРОДНОГО СИМПОЗИУМА
НАДЕЖНОСТЬ И КАЧЕСТВО
II то^
ПЕНЗА 2015
УДК 621.396.6:621.315.616.97:658:562 Т78
Труды Международного симпозиума «НАДЕЖНОСТЬ И КАЧЕСТВО»:
T78 в 2 т. - Пенза : ПГУ, 2015. - 2 том - 384 с.
ISBN 978-94170-818-5(т.1) ISBN 978-94170-818-8
В сборник трудов включены доклады юбилейного ХХ-го Международного симпозиума «Надежность и качество», проходившего с 25 по 31 мая 2015 г. в городе Пензе.
Рассмотрены актуальные проблемы теории и практики повышения надежности и качества; эффективности внедрения инновационных и информационных технологий в фундаментальных научных и прикладных исследованиях, образовательных и коммуникативных системах и средах, экономике и юриспруденции; методов и средств анализа и прогнозирования показателей надежности и качества приборов, устройств и систем, а также анализа непараметрических моделей и оценки остаточного ресурса изделий двойного назначения; ресурсосбережения; проектирования интеллектуальных экспертных и диагностических систем; систем управления и связи; интерактивных, телекоммуникационных сетей и сервисных систем; экологического мониторинга и контроля состояния окружающей среды и биологических объектов; исследования физико-технологических процессов в науке, технике и технологиях для повышения качества выпускаемых изделий радиопромышленности, приборостроения, аэрокосмического и топливно-энергетического комплексов, электроники и вычислительной техники и др.
Оргкомитет благодарит за поддержку в организации и проведении Международного симпозиума и издании настоящих трудов Министерство образования и науки РФ, Правительство Пензенской области, Академию проблем качества РФ, Российскую академию космонавтики им. К. Э. Циолковского, Российскую инженерную академию, Академию информатизации образования, Вычислительный центр РАН им. А. А. Дородницына, Институт испытаний и сертификации ВВТ, ОАО «Радиотехнический институт имени академика А.Л. Минца», ОАО «УПКБ ДЕТАЛЬ», ОАО «НИИФИ», ФГУП «ПНИЭИ», ОАО «РУБИН», ОАО «РАДИОЗАВОД», ОАО «ППО ЭЛЕКТРИПРИБОР», ФГУП «ПО «СТАРТ», НИКИРЭТ - филиал ФГУП «ПО «СТАРТ», Пензенский филиал ФГУП НТЦ «АТЛАС», ОАО «ТЕХПРОММАШ», МИЭМ НИУ ВШЭ, Евразийский Национальный университет им. Л.Н. Гумилева, Сургутский институт мировой экономики и бизнеса «ПЛАНЕТА»,Пензенский государственный университет.
Сборник статей зарегистрирован в Российском индексе научного цитирования (РИНЦ) с 2005 г.
Р е д а к ц и о н н а я к о л л е г и я :
Юрков Н. К. - главный редактор Трусов В. А. - ответственный секретарь Баннов В. Я. - ученый секретарь Волчихин В. И., Абрамов О. В., Авакян А. А., Дивеев А.И., Иофин А. А., Каштанов В. А., Майстер В. А., Острейковский В.А., Петров Б. М., Писарев В. Н., Роберт И. В., Романенко Ю. А., Северцев Н. А., Садыков С. С., Садыхов Г. С., Увайсов С. У.
ISBN 978-94170-818-5(т.1) ISBN 978-94170-818-8
© Оргкомитет симпозиума, 2015 © ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет», 2015
системы потенциально-потоковых динамических уравнений и алгоритмы численного интегрирования этих уравнений);
алгоритмическая база определения свойств веществ и процессов из экспериментальных данных; визуализация полученных результатов; система ввода структуры рассматриваемой системы и ее параметров.
Программный комплекс, основанный на этой концепции, дает возможность проведения вычислительного эксперимента, причем контроль корректности приближенного решения также заложен в этот комплекс, что дает возможность решения задач, описанных во введении. Заключение
Итак, потенциально-потоковый метод моделирования неравновесных процессов является базой для концепции программного комплекса имитационного моделирования неравновесных процессов. В качестве исходных данных этот программный комплекс принимает структуру исследуемой системы и ее параметры. В качестве выходных данных комплекс выдает динамику исследуемой системы (или возможные динамики исследуемой системы, обусловленные флуктуациями). Благодаря этому рассматриваемый программный комплекс дает возможность проведения вычислительного эксперимента для решения рассмотренных во введении практических задач.
ЛИТЕРАТУРА
1. Зарубин, B.C. Математическое моделирование в технике / B.C. Зарубин. - М., Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. - 496 с.
2. Зарубин, В.С., Математическое моделирование механики и электродинамики сплошной среды / B.C. Зарубин, Г.Н. Кувыркин. - М., Изд-во МГТУ им. Баумана, 2008. - 511 с.
3. Норенков, И.П. Основы автоматизированного проектирования / И.П. Норенков. - М., Изд-во М1ТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - 336 с.
4. Арзамасов, Б.Н. Материаловедение / Б.Н. Арзамасов, И.И. Сидорин, Г.Ф. Косолапов. - М.: Машиностроение, 1986. - 384 с.
5. Халютин, С.П. Потенциально-потоковый квазиградиентный метод моделирования неравновесных процессов / С.П. Халютин, И.Е. Старостин // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико-математические науки. - 2012. - № 2(22). - С. 25 - 35.
6. Быков, В.И. Потенциально-потоковый метод и современная неравновесная термодинамика / В.И. Быков, И.Е. Старостин, С.П. Халютин // Сложные системы. - 2014. - № 1(10). - С. 4 - 30.
7. Быков, В.И. Кинетические свойства неравновесных систем. Четвертое начало термодинамики /
B.И. Быков, И.Е. Старостин, С.П. Халютин // Сложные системы. - 2013. - № 4(9). - С. 68 - 86.
8. Кочегаров И.И. Методы контроля дисперсности порошков / Кочегаров И.И., Трусов В.А., Юрков Н.К. // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2010. Т. 2. С. 475-477..
9. Старостин И.Е. Построение для простых подсистем неравновесных систем кинетических матриц потенциально-потоковых уравнений / И.Е. Старостин // Труды международного симпозиума «Надежность и качество»: в 2 т. Т. 1. - Пенза: 2014. - С. 130 - 134.
10. Старостин И.Е. Учет случайных факторов при моделировании неравновесных процессов потенциально-потоковым методом / И.Е. Старостин // Инновационные информационные технологии: Материалы международной научно-практической конференции. Т. 2. - М., 2013. - С. 378 - 384.
11. Кочегаров И.И. Компьютерный комплекс исследования основных функций микроконтроллеров / Кочегаров И.И., Трусов В.А. // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2006. Т. 1.
C. 192-194.
12. Старостин И.Е. Анализ корректности численного решения потенциально-потоковых уравнений в сосредоточенных параметрах / И.Е. Старостин, О.С. Халютина // Труды международного симпозиума «Надежность и качество»: в 2 т. Т. 1. - Пенза: 2014. - С. 126 - 130.
13. Жоу, Д. Расширенная необратимая термодинамика / Д. Жоу, Х. Каскас-Баскес, Дж. Лебон. - Москва-Ижевск: Изд-во НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика»; Институт компьютерных исследований, 2006. — 528 с.
14. Эткин, В.А. Энергодинамика (синтез теорий переноса и преобразования энергии) / В.А. Эткин. - СПб, 2008. - 409 с.
15. Крутов, В.И. Техническая термодинамика / В.И. Крутов, С.И. Исаев, И.А. Кожинов. - М., Изд-во «Высшая школа», 1991. - 384 с.
16. Пригожин, И. Современная термодинамика: от тепловых двигателей до диссипативных структур / И. Пригожин, Д. Кондепуди. - М., Мир, 2002. - 461 с.
УДК 656.25
Безродный1 Б.Ф., Горелик2 А.В., Неваров2 П.А., Веселова2 А.С., Болотский3 Д.Н., Голубев3 А.С.
^роектно-конструкторско-технологическое бюро железнодорожной автоматики и телемеханики, Москва, Россия
2Московского государственного университета путей сообщения, Москва, Россия 3МОУ «Институт инженерной физики», Московская обл., Серпухов, Россия ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ ИНФРАСТРУКТУРЫ ХОЗЯЙСТВА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ И
ТЕЛЕМЕХАНИКИ С УЧЕТОМ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНВЕСТИЦИЙ
ВВЕДЕНИЕ
Основная задача устройств железнодорожной автоматики и телемеханики - это обеспечение потребностей пропускной способности при заданном, высоком уровне надежности и безопасности перевозного процесса. Затраты на содержание объектов хозяйства железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ) в настоящее время составляют существенную долю эксплуатационных расходов ОАО «Российские железные дороги». Поэтому актуальной является задача оптимизации расходов на содержание инфраструктуры железнодорожного транспорта, а также обоснования целесообразности и эффективности инвестиций.
Оценка надежности систем и устройств ЖАТ базируется на оценке проектных и фактических (достигнутых) показателей и последующем их со-
поставлении между собой. Проектные и фактические показатели надежности относятся к разным этапам жизненного цикла систем.
Проектные показатели надежности функционирования систем ЖАТ могут быть определены на стадии их проектирования. Такой расчет позволяет выявить принципиальную возможность обеспечения системой ЖАТ заданных требований по безотказности и ремонтопригодности, а также выбрать наиболее рациональный (с точки зрения надежности) вариант модернизации или замены существующих систем и устройств ЖАТ.
Фактические показатели надёжности определяются на стадии эксплуатации систем ЖАТ по результатам ее работы в конкретных условиях эксплуатации на основе данных о различных видах отказов и времени восстановления.
Основная часть
Оценка целесообразности и эффективности инвестиций, направленных на повышение безотказности систем и объектов ЖАТ, производится на начальном этапе планирования инвестиций в инфраструктуру хозяйства железнодорожной автоматики и телемеханики. В качестве объектов ЖАТ целесообразно использовать систему эталонных объектов, в частности, эталонную стрелку и эталонный блок-участок, оборудованных типовыми системами железнодорожной автоматики с заданными проектными значениями интенсивностей отказов. При использовании других систем и устройств ЖАТ, а также с учетом заданных условий эксплуатации, проектные и фактические значения интенсивностей отказов для эталонных объектов пересчитываются с помощью системы поправочных коэффициентов для реальных объектов инфраструктуры. Предлагаемая методика подразумевает реализацию поэтапного определения целесообразности и эффективности инвестиций для различных стадий жизненного цикла систем ЖАТ с целью снижения рассчитанных величин проектной и фактической интенсивностей отказов систем и устройств ЖАТ на основе анализа следующих показателей:
- значений проектной, допустимой и фактической интенсивностией отказов эталонных и реальных объектов,
- критерия целесообразности инвестирования,
- критерия эффективности инвестирования,
- критерия износа на этапе эксплуатации.
сти устройств ЖАТ, за счет их модернизации, а так же обоснование допустимого значения кГ ;
- если Адоп > 1факг > , то в данном случае
может потребоваться изменение технологии и организации технического обслуживания и ремонтных работ устройств ЖАТ, окончательное решения принимается после предынвестиционной оценки целесообразности и эффективности этих мероприятий;
- если Дфает > Лдоп > Лцр , то в данном случае
необходимо изменение технологии и организации технического обслуживания и ремонтных работ устройств ЖАТ;
- если ■Япр > Лфаш > Л,доп , то в данном случае
требуется предынвестиционная оценка целесообразности инвестиций с целью повышения надежности устройств ЖАТ, за счет их модернизации, а так же обоснование допустимого значения кГ ;
- если Япр >Адоп > , то в данном случае
может потребоваться модернизация или замена устройств ЖАТ, окончательное решения принимается после предынвестиционной оценки целесообразности и эффективности этих мероприятий.
Вначале второго этапа расчета определяются
значения проектной интенсивности отказов
А.
пр
или фактической интенсивности отказов А
факт
Критерий целесообразности инвестирования к учетом критерия целесообразности инвестиций к
ци
характеризует целесообразность инвестиций на различных этапах жизненного цикла систем ЖАТ с целью снижения величины проектной или фактической интенсивности отказов систем и устройств ЖАТ в зависимости от величины потерь в грузовом и пассажирском движении, связанных с отказами устройств и систем ЖАТ.
Критерий эффективности инвестирования кэи
характеризует экономическую эффективность инвестиций, связанных с внедрением систем и устройств ЖАТ в зависимости от величины инвестиционных затрат на замену или модернизацию систем или устройств ЖАТ.
Критерий износа кст характеризует увеличение значения фактической интенсивности отказов, связанное со старением и износом аппаратуры на этапе эксплуатации
Оценка целесообразности инвестиций состоит из двух этапов:
- этап определения целесообразности инвестиций,
- этап определения эффективности инвестиций.
На первом этапе расчета, определяются значения допустимой интенсивности отказов Аэдоп на основе заданного значения коэффициента готовности кг , а также значения проектной А3^ и фак-
. После чего, так же как и на первом этапе, осуществляется сравнение показателей безотказности на двух этапах жизненного цикла:
- на этапе проектирования сравниваются значения допустимой Адоп и проектной Апр интенсив-
ностей отказов,
- на этапе эксплуатации сравниваются значе-
ния допустимой Ад и фактической Аф
факт
интен-
тической
А
интенсивностей отказов для эта-
лонных объектов ЖАТ. Далее с помощью системы поправочных коэффициентов определяются значения допустимой интенсивности отказов Адоп , а так же
значения проектной Апр и фактической Афакт ин-
тенсивностей отказов для реального объекта системы ЖАТ. Дальнейший анализ заключается в сравнении полученных значений интенсивностей отказов, в частности:
- если Адоп > Лпр > Лф^ , то в данном случае не
требуется модернизация, а также технологии и организации технического обслуживания и ремонтных работ устройств ЖАТ;
- если Аф,^ > ЛПр > Л,доп , то в данном случае
требуется предынвестиционная оценка целесообразности инвестиций с целью повышения надежно-
доп
сивностей отказов.
В случае, если в результате сравнения имеет
место соотношения Апр > Адоп или Афакт > Лпр , то при помощи критерия эффективности инвестиций кэи производится оценка экономической эффективности замены или модернизации систем или устройств ЖАТ, с целью снижения интенсивности отказов.
Рассмотрим подробнее алгоритм определения целесообразности и эффективности инвестиций с помощью оценочных критериев на этапе проектирования (рис. 1).
Для реализации алгоритма, в первую очередь, необходимо определить необходимость инвестиций, сравнивая значения проектной Апр и допустимой Адоп интенсивностей отказов. В том случае, если проектная интенсивность отказов больше допустимой интенсивности отказов ( Апр > Адоп ), инвестиции возможны, в противном случае инвестиции не требуются. Далее необходимо рассчитать значение проектной интенсивности отказов с учетом коэф-
фициента целесообразности инвестиций Апр ,
путем
перемножения проектной интенсивности отказов Апр и коэффициента целесообразности инвестиций
к ци '
А -к = А
пр ци пр
(1)
В случае, если выполняется неравенство Апр > Адоп , инвестирование нецелесообразно. В
этом случае следует пересмотреть и обосновать используемые значения допустимой интенсивности отказов Ад и коэффициента готовности к. В
Лр -Лоп ,
случае, если справедливо соотношение
то инвестирование может быть признано целесообразным с целью снижения потерь, обусловленных отказами устройств ЖАТ.
Рисунок 1 - Алгоритм определения целесообразности и эффективности инвестиций с помощью оценочных критериев на этапе проектирования
Для тех объектов и систем ЖАТ, для которых инвестирование признано целесообразным, следует провести анализ экономической эффективности инвестиций на основе имеющихся данных об альтернативных инвестиционных проектах. Для этого рассчитывается значение проектной интенсивности отказов с учетом коэффициента эффективности
инвестиций Др по следующей формуле:
\р-к*,=\, (2)
Если проектная интенсивность отказов с учетом коэффициента эффективности инвестиций больше допустимой интенсивности отказов ( Лр ^^Ьап ), то инвестирование будет целесообразно, но для рассматриваемого инвестиционного проекта экономически не эффективно. В том случае если результат сравнения указанных выше
показателей будет иным (Лр—^оп'' то делается
предположение что инвестирование может быть не только целесообразным, но и экономически эффективным.
Для определения значения критерия целесооб-
разности инвестиций
на этапе проектирования
следует воспользоваться формулой (3)
к --
Кр 'О,
(3)
где
V
И С\
средние значения дополнительных
потерь при пассажирски:': и гр>узовы:: перевозка:':, соответствующие значениям допустимой ^ и
проектной -^р интенсивности отказов (рис. 2).
Для получения зависимостей, показанных на рис. 2, предлагается воспользоваться методами из теории массового обслуживания. В первую очередь, необходимо определить значение показателя допустимой интенсивности отказов ^ . Рассмотрим обслуживающий прибор), на в::од которого поступают два потока заявок с определенными ин-тенсивностями.
Возможные типы аппаратуры
Эталонная аппаратура
ЛоиЛ,р
Рисунок 2 - Зависимости средних значений дополнительных потерь при пассажирских и грузовых
перевозках, от интенсивности отказов
Первый входной поток описывает поток отказов устройства (систем) ЖАТ с интенсивностью Л, , второй поток описывает поток заявок на реализацию поездны:: и маневрювы:: передвижений с интенсивностью Лп . Описанная выше модель представ-
лена на рис. 3. В том случае, если на вход прибора поступил отказ, то на втором входе обслуживающего устройства образуется очередь нереализованных заявок. В этом случае среднее время задержки на реализацию поездных и маневровых
передвижении (4):
можно определить по формуле
T =
ср
x jl-Рп )+Лп (t )• x2n!2 + \(t )• xf / 2 (1-Р)•(!-р)
(4)
где х1 - второй начальный момент длительности обслуживания заявок /-го класса;
Среднее число заявок данного класса или среднее число простаивающих поездов определяется как:
Ncp = А (t)- Tc
ср
(5)
Тогда определим величину ущерба С = / (А) обусловленную отказами устройств ЖАТ можно
представить
виде:
C = k • Cпс • T
^ пр ^у 1 ср
(6)
где кпр - коэффициент приведения ущерба к
годовому; С" - средняя стоимость простоя поезда, руб/с.
Таким образом, по формулам (4) - (6) вычисляют допустимое значение интенсивности отказов
Подробный расчёт изложен в методике [1]
А
доп
Входящий поток отказов
-О-►
^ср А
Хп ,--N
-CD—ФФФОН
T
Исходящий поток передвижений
ср
Входящий поток передвижений
Рисунок 3 Модель обслуживающего прибора
Следующий параметр, который необходимо определить на этапе проектирования, это критерий эффективности инвестиции кэи . Для определения указанного параметра необходимо найти значение показателя внутренней нормы доходности для рассматриваемых инвестиционных проектов. Внутренняя норма доходности показывает максимально допустимый относительный уровень капитальных вложений по анализируемому проекту. Указанный показатель определяется по формуле (7)
Я р = ±
" К (7)
где К - постоянные по времени результаты
(эффекты) К - единовременное инвестиционное вложение в год.
Критерий эффективности определяется по формуле (8):
кэи =
X • F
доп норм
X • F
пр ^р
• 0,93
(8)
где
е..
норм
нормируемая
величина внутренней
нормы доходности, которая соответствует заданной инвестором норме прибыли на капитал.
В связи с тем, что значение проектной интен-
сивности отказов
возрастает
период ста-
пр
рения устройств ЖАТ, необходимо при анализе целесообразности инвестиций на этапе эксплуата-
ции
ести критерий износа
который будет
учитывать изменение интенсивности отказов устройств ЖАТ, связанное с их износом на конкретном временном интервале. Значение проектной интенсивности отказов с учетом критерия износа определяется по следующей формуле:
•j _ •> 1 i
пр ~ пр ст
(9)
Алгоритм определения целесообразности и эффективности инвестиций с помощью оценочных критериев на этапе эксплуатации аналогичен алгоритму определения этих показателей на этапе проектирования (рис. 4).
Если в алгоритме, представленном на рис. 4, на этапе определения необходимости инвестирования заменить значение допустимой интенсивности
отказов X
предынвестиционной оценки целесообразности
эффективности инвестиций за счет изменений в технологии и организации технического обслуживания устройств ЖАТ.
Таким образом, данная методика позволяет рассчитать и обосновать целесообразность и эффективность инвестиций для различных стадий жизненного цикла системы ЖАТ с целью снижения значений проектной и фактической интенсивностей отказов систем и устройств ЖАТ за счет их модернизации и изменения технологий технического обслуживания.
то в результате получится алгоритм
Рисунок 4 Алгоритм определения целесообразности и эффективности инвестиций нс помощью оценочных критериев на этапе эксплуатации
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, данная методика позволяет рассчитать и обосновать целесообразность и эф-
ср
и
фективность инвестиций для различных стадий жизненного цикла системы ЖАТ с целью снижения значений проектной и фактической интенсивностей
отказов систем и устройств ЖАТ за счет их модернизации и изменения технологий технического обслуживания [5, 6].
ЛИТЕРАТУРА
1. Методика расчета и анализа плановых значений показателей надежности функционирования средств железнодорожной автоматики и телемеханики". - М.: ОАО «РЖД», 2010.
2. Горелик А.В. Методы анализа безопасности функционирования систем железнодорожной автоматики и телемеханики / Горелик А.В., Журавлев И.А., Тарадин Н.А. // Надёжность. - 2011. - №1.
3. Безродный Б.Ф. Управление надежностью функционирования систем железнодорожной автоматики и телемеханики по экономическому критерию / Безродный Б.Ф., Горелик А.В., Шалягин Д.В., Неваров П.А., Журавлев И.А. // Экономика железных дорог. - 3'2011.
4. Меркульев А.Ю. Программные комплексы и системы проектирования печатных плат / Меркульев А.Ю., Сивагина Ю.А., Кочегаров И.И., Баннов В.Я., Юрков Н.К. // Современные информационные технологии. 2014. № 19 (19). С. 119-128.
5. Безродный Б.Ф. Оценка целесообразности и эффективности инвестиций, направленных на повышение безотказности объектов хозяйства железнодорожной автоматики и телемеханики // Б.Ф. Безродный, А.В. Горелик, И.А. Журавлев, П.А. Неваров, А.В. Орлов, П.В. Савченко, Н.А. Тарадин, Д.В. Шалягин - М.: МИИТ, 2011. Деп. В ВИНИТИ, № 533-В2011
6. Горелик, А.В. Методы анализа эксплуатационной надёжности и безопасности систем железнодорожной автоматики и телемеханики / А.В. Горелик, П.А. Неваров, Н.А. Тарадин // Надёжность и качество: труды Международного симпозиума. - Пенза: Информационно-издательский центр ПензГУ, 2009.
7. Щербакова О.И. Методы изготовления многослойных печатных плат / Щербакова О.И., Граб Ю.А., Белов А.Г., Баннов В.Я., Кочегаров И.И., Трусов В.А. // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2014. Т. 2. С. 154-157.
8. Безродный Б.Ф. Определение проектных значений показателей надежности систем интервального регулирования движения поездов с учетом условий эксплуатации / Б.Ф. Безродный, П.А. Неваров, Д.Н. Болотский, А.С. Голубев // Надёжность и качество: труды Международного симпозиума. - Пенза: Информационно-издательский центр ПензГУ, 2014.
УДК 615.035.4
Яковлев И.П., Царенко А.В.
МИЭМ НИУ ВШЭ «Московский институт электроники и математики Национальный исследовательский университет» (Высшая школа экономики), Москва, Россия
РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ АНАЛИЗА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ МЕНЕДЖЕРОВ ПО ЛОГИСТИКЕ И РИСКОВ НА ОСНОВЕ ТРАНСПОРТНЫХ ЗАДАЧ
Введение
Данное программное обеспечение разрабатывалось для персональных компьютеров использующих операционную систему семейства Windows из-за того, что многие фирмы используют именно данный комплекс взаимосвязанных программ для работы. В следствии чего был выбран язык программирования C#, так как набор библиотек, которые в нем используются, является наиболее оптимальным для нашей задачи. Эта программа позволяет упростить оценку транспортировки грузов. Данное программное обеспечение ориентированно как на корпорации с крупными финансовым оборотом, так и на сравнительно малые компании, а также на профессионалов, работающих в сфере логистики. Перед нами была поставлена задача создания программного обеспечения, которое в короткие сроки сможет решить практически любую транспортную задачу, а также провести анализ выбора метода решения путем сравнения различных решений и анализа риска.
Структура приложения
В ходе работы над программным обеспечением было создано два блока. Так же для данной программы реализована функция работы с данными, для упрощения которой было использовано чтение условия задачи с файла формата .txt, а также сохранения всех выходных данных в файл того же формата, для дальнейшего сравнения и анализа результатов работы программы. В первом блоке проводится решение транспортной задачи различными методами, а именно метод минимального элемента, метод северо-западного угла и метод Фогеля. В него включается построение условия задачи, построение опорного плана по одному из предложенных методов, подсчет вырожденности матрицы и стоимости перевозки в опорном плане, нахождение оптимального решения для транспортной задачи. Во втором блоке производится сравнение полученных результатов друг с другом. В данном блоке реализован анализ риска выбора метода решения и запись полученных результатов в выходной файл.
Выбор методов решения и их анализ
Для программного решения транспортной задачи необходимо три основных шага: составление усло-
вия задачи, составление опорного плана и выбор оптимального решения. Для создания опорного плана были выбраны следующие методы: метод северо-западного угла, метод минимального элемента, метод Фогеля. Данные методы являются основными в области решения подобных задач. Для поиска оптимального решения был выбран метод потенциалов. Данный метод является производным от симплекс-метода, что является лучшим решением, чем распределительный метод - метод перебора по матрице. Также метод потенциалов включает в себя оптимизацию поиска решения транспортной задачи. По поставленному условию для различных методов проводится анализ оптимального решения по матрице, составленной в выходном файле, найденной стоимости транспортировки и вырожденности опорного плана. Для создания схемы анализа рисков используются три основных фактора: неопределенность, случайность и противодействие. Вся информация по анализу рисков на основе входных данных для выбранного метода выводится в текстовый файл решения задачи. Это позволяет пользователю сопоставить полученные риски с оптимальным решением поставленной задачи.
Визуальная часть
Визуальная часть программного обеспечения разработана для более удобного общения с пользователем. Она спроектирована при помощи Windows Forms в среде программирования Microsoft Visual Studio. Для большего удобства работы пользователя, был разработан определенный диалог взаимодействия, упрощающий работу с табличными данными. При запуске программы пользователь выбирает метод работы из двух предложенных. При выборе пользователем сравнения, программа просит ввести пути сравниваемых файлов и сохраняет результат сравнения в .txt формате. При выборе пользователем решения, программа просит ввести файл с условием задачи. После считывания условия программа строит условие задачи и выводит его на экран для проверки введенных данных. По заданному условию строится опорный план, в котором пользователь выбирает метод его построения. В этой вкладке пользователь может высчитать вырожденность и стоимость опорного плана. Далее составляется оптимальное
