CC BY
114
УДК 65.012.23:65.011.56 УДК 528.2/.5
Н.В. Мамонова, А.В. Иванов НГТУ, СГГ А, Новосибирск
ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ НАЗЕМНОГО ЛАЗЕРНОГО СКАНИРОВАНИЯ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ПОСТРОЕНИЯ ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ЛОГИСТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПРЕДПРИЯТИЯ В ЗАДАЧАХ СТРАТЕГИЧЕСКОГО ПЛАНИРОВАНИЯ
В статье рассмотрен общий подход к применению метода наземного лазерного сканирования для разработки имитационной модели логистических объектов предприятия. Представлен обобщенный алгоритм разработки логистической стратегии предприятия. Сформулированы возможности практического применения полученных результатов для целей разработки логистической стратегии предприятия.
N. V. Mamonova, A.V. Ivanov
Novosibirsk State technical university, SSGA, Novosibirsk
APPLICATION OF TERRESTRIAL LASER SCANNING DATA FOR SIMULATION MODELING OF THE ENTERPRISE LOGISTICS SYSTEM IN THE CONTEXT OF THE STRATEGIC PLANNING
The general approach to the terrestrial laser scanning application for simulation modeling of the enterprise logistics objects is considered. The generalized algorithm for the enterprise logistics strategy development is presented. The possibility of using the obtained results for the enterprise logistics strategy development is stated.
Логистика - наука о планировании, контроле и управлении различных предприятий, организации совместной деятельности сотрудников функциональных ключевых подразделений предприятия, а также группы предприятий по продвижению продукции по цепи поставок на основе интеграции и координации функций по обслуживанию потребителей в целях минимизации общих затрат ресурсов предприятия.
Организация эффективной работы логистической системы предприятия является одним из ключевых факторов повышения его конкурентоспособности в современных рыночных условиях. Правильное выстраивание логистики позволяет минимизировать существенный объем издержек, увеличить рентабельность предприятия за счет сокращения товарных запасов, увеличения оборачиваемости оборотного капитала, оптимального использования складских и транспортных мощностей предприятия, предложить потребителям качественный логистический сервис.
Разработка логистической стратегии предприятия связана с рядом следующих особенностей:
- Управленческие решения принимаются в условиях жесткого ограничения по времени;
- Большинство решений принимается в ситуациях, ранее не встречавшихся, поскольку полное совпадение ситуаций в экономической или
политической области - событие практически невероятное. Уникальные ситуации обладают вероятностным характером исхода;
- Выбор вариантов действий происходит, как правило, в условиях высокой степени неопределенности, связанной как со случайным характером управляемого процесса, так и с неоднозначностью целей, критериев, альтернатив действий и их последствий.
В результате приходится иметь дело с “субъективными” вероятностями исходов событий, что влечет к низкой эффективности принимаемых решений.
Сложность принятия управленческих решений указывает на актуальность построения имитационной модели логистической системы предприятия, которая позволит оценить реализуемость и обоснованность поставленных глобальных целей всей логистической системы и локальных целей каждого из ее элементов.
Под элементом логистической системы понимается функционально обособленный объект, не подлежащий дальнейшей декомпозиции в рамках поставленной задачи анализа и синтеза логистической системы, выполняющий свою локальную целевую функцию, связанную с выполнением определенных логистических функций [3].
В качестве элементов могут выступать предприятия и их структурные подразделения, участвующие в продвижении материальных потоков по логистической цепи от точки их зарождения до момента потребления (поставщики сырья и комплектующих, производственные предприятия, дистрибьюторы и оптово - розничные компании, логистические операторы).
Под имитационным моделированием понимается деятельность по разработке программных моделей реальных или гипотетических систем, выполнение этих программ на компьютере и анализ результатов компьютерных экспериментов по исследованию поведения моделей [2].
Данное моделирование производится при помощи специализированных программных средств, позволяющих на выходе получить результаты точность и вероятность которых будут напрямую зависеть от количества и качества введенной семантической и пространственной информации.
Теоретические исследования в области сбора и обработки пространственной информации показали, что рациональнее всего прибегнуть к геодезическим методам, а именно использовать наиболее современную на данный момент технологию наземного лазерного сканирования (НЛС).
Наиболее значимые причины выбора метода НЛС для получения пространственной информации:
1. Отсутствие обновленных материалов геодезических топографических съемок;
2. Высокая автоматизация процесса сбора пространственной информации;
3. Максимально возможная точность и детальность.
Сущность НЛС заключается в измерении с высокой скоростью расстояний от прибора (сканера) до объектов съемки и регистрации соответствующих направлений (вертикальных и горизонтальных углов). Принципы реализации НЛС соответствуют принципам работы с электронными тахеометрами. Однако НЛС позволяет выполнить тотальную съемку объекта, а не его отдельные характерные точки, что определяет НЛС как съемочную систему, результатом работы которой является трехмерное изображение.
Полученные результаты НЛС несут чрезвычайно большой объем информации и являются избыточными. Данная информация обладает статистической избыточностью, заключающейся в том, что соседние элементы изображения повторяют друг друга. Если применить теорему Котельникова - Шиннона, согласно которой «произвольный сигнал, спектр которого не содержит частот выше /В (где /В _максимальная частота), может быть полностью восстановлен, если известны отсчетные значения этого сигнала, взятые через равные промежутки времени 1/(2/В)», то следует, что наземное лазерное сканирование является непрерывным способом получения информации об объекте съемки, так как обычно пространственное разрешение сканирования выше, а угловой шаг сканирования меньше ошибки определения координат отдельных точек наземным лазерным сканером. Другой тип избыточности сканерных данных определятся их «семантической» природой, позволяющей при обработке изображения учитывать особенности организации реального мира.
Помимо избыточности получения информации также необходимо отметить следующие достоинства НЛС:
а) Трехмерная визуализация в режиме реального времени, позволяющая на этапе производства полевых работ исключить пропуск получения данных;
б) Неразрушающий метод получения информации;
в) Высокая точность измерений;
г) Принцип дистанционного получения информации обеспечивает безопасность исполнителя при съемке труднодоступных и опасных районов;
д) Высокая производительность, как следствие сокращения времени полевых работ;
е) Возможность выполнения работ при любых условиях освещения;
ж) Возможность использования НЛС для получения пространственных данных, как закрытых логистических объектов, так и протяженных по площади открытых участков местности;
з) Высокая степень детализации [4].
Полный комплекс работ НЛС условно можно представить из двух частей, а именно:
- Полевая часть;
- Камеральная часть.
В ходе полевой части работ производится выезд специалистов подготовка и непосредственное сканирование одного или нескольких интересуемых объектов.
В камеральную часть входит предварительная обработка результатов сканирования с целью получения единого массива данных, а также заключительная обработка, в ходе которой результаты НЛС можно представить в виде пространственных векторных моделей с возможностью последующего экспорта в CAD или ГИС систему.
На основе проведенного теоретического исследования возможностей НЛС и поставленной задачи построения логистической стратегии предприятия был разработан обобщенный алгоритм, учитывающий этап формирования модели логистической системы на основе полученных данных наземного лазерного сканирования (рис. 1).
Представленный алгоритм состоит из трех основных этапов:
Этап 1 определяет минимально-допустимый состав и характеристики элементов логистической системы, как внутренних подразделений предприятия, так и внешних контрагентов и посредников, задействованных в обеспечении исходным сырьем, запасными частями и комплектующими для производства, а также в продвижении продукции до конечного потребителя.
На данном этапе происходит формализация целей моделирования, подготовка и проведение полевых работ по наземному лазерному сканированию, камеральная обработка данных НЛС и экспорт исходной пространственной информации.
Завершающий шаг алгоритма этапа 1 - построение имитационной модели логистической системы предприятии в стандартах одной из существующих программных систем моделирования. Для его реализации авторы статьи предлагают использовать одно из наиболее популярных программных решений - AnyLogic.
Этап 2 предназначен для оценки и сравнения альтернативных вариантов реализации целей моделирования и выбора наилучшей альтернативы.
Этап 3 подразумевает выработку управленческих решений для построения логистической стратегии, согласно выбранной на предыдущем этапе альтернативы.
Результаты моделирования логистической системы позволят предприятию:
- Разработать/реорганизовать наилучшую конфигурацию зданий, сооружений, включая технологические зоны складских мощностей, погрузочно-разгрузочные доки, инфраструктурные сооружения на территории логистических объектов (количество, состав, характеристики, ограничения и особенности);
- Спланировать конструкции и конфигурации мест хранения товара на складских объектах (подбор типов конструкций, схема расстановки и возможных модификаций);
- Разработать требования к технологическому оборудованию логистических объектов, программному и аппаратному обеспечению (подбор
характеристик и количества оборудования, разработка схем движения внутрискладского транспорта, функционал ПО и АО);
- Разработать (для новых объектов) и реорганизовать (для существующих объектов) правила выполнения технологических операций, сформировать схемы логистических бизнес - процессов;
- Рассчитать оптимальное количество персонала для обслуживания существующих и планируемых к строительству логистических объектов;
- Разработать архитектурно - планировочное решение новых объектов.
Рис. 1. Обобщенный алгоритм разработки логистической стратегии
предприятия
1. Natalia V. Mamonova, Prof. Vladimir I. Mamonov. Models and Methods of Enterprise Strategic Planning Automation // The Third International Forum on Strategic Technology (IFOST-2008): Proceedings - Novosibirsk. - June 23-29, 2008. - [Novosibirsk]: [NSTU]. - 2008. - c. 322-324.
2. Карпов Ю. Имитационное моделирование систем. Введение в моделирование с AnyLogic 5. // - Спб.:БХВ-Петербург, 2005. - 400 с.
3. Миротин Л.Б., Ташбаев Ы.Э. "Системный анализ в логистике":// Учебник, Москва, Изд-во "Экзамен", 2002, 480 стр.
4. Середович В.А., Комиссаров А.В., Комиссаров Д.В., Широкова Т.А. «Наземное лазерное сканирование». // Новосибирск, СГГА - 2009. - с.7-9.
© Н.В. Мамонова, А.В. Иванов, 2010
