OPTYMALIZACJA MAKROSYSTEMÓW TRANSPORTOWYCH yadda.icm.edu.pl/yadda/element/ ... · artykułu...

download OPTYMALIZACJA MAKROSYSTEMÓW TRANSPORTOWYCH yadda.icm.edu.pl/yadda/element/ ... · artykułu Analiza

of 26

  • date post

    27-Feb-2019
  • Category

    Documents

  • view

    215
  • download

    1

Embed Size (px)

Transcript of OPTYMALIZACJA MAKROSYSTEMÓW TRANSPORTOWYCH yadda.icm.edu.pl/yadda/element/ ... · artykułu...

ZESZYTY NAUKOWE AKADEMII MARYNARKI WOJENNEJ ROK LI NR 3 (182) 2010

125

K r z y s z t o f F i c o A k a d e m i a M a r y n a r k i W o j e n n e j

O P T Y M A L I Z A C J A M A K R O S Y S T E M W T R A N S P O R T O W Y C H W E DU G K R Y T E R I W L O G I S T Y C Z N Y C H

STRESZCZENIE

Artyku jest kontynuacj zamieszczonego w poprzednim numerze Zeszytw Naukowych AMW artykuu Analiza identyfikacyjna logistycznych makrosystemw transportowych. Zamyka dwuczciowy cykl powicony matematycznemu modelowaniu wielkich systemw logistycznych, w tym przypadku makrosystemu transportowego. Na pocztku przedstawiono oglne zaoenia i kryteria optymalizacji ma-krosystemu transportowego. Zgodnie z zaproponowan metodyk badawcz kolejno omwiono procesy, zasoby oraz ograniczenia i warunki brzegowe nakadane na modelowany system. Dalej zostao sfor-muowane kryterium optymalizacji minimalizujce czasoprzestrze logistyczn. Optymalizacja funkcji kryterium nastpuje za pomoc generowania odpowiednich harmonogramw dla kolejnych zada wykonywanych przez system transportowy. Komputerowe wspomaganie modelu umoliwia generowanie wielowariantowych harmonogramw pozwalajcych na operatywne zarzdzanie makrosystemem transportowym w dowolnym rodowisku biznesowym. Modelowanie makrosystemw transportowych naley do bardzo zoonych zada optymalizacji wielokryterialnej i wymaga dalszych bada systemowych.

Sowa kluczowe: system, model, zasoby, procesy, ograniczenia, warunki brzegowe, funkcja kryterium, harmonogramy, optymalizacja, zmienna decyzyjna.

OGLNA KONCEPCJA BUDOWY MODELU OPTYMALIZACYJNEGO

Zgodnie z ogln metodologi bada systemowych1 matematyczne modelo-wanie logistycznego makrosystemu transportowego zostao zdekomponowane

1 Metodologiczne podstawy bada systemowych w odniesieniu do wielkich systemw

spoeczno-ekonomiczno-technicznych zostay przedstawione w pracy: R. Kulikowski, Analiza systemowa i jej zastosowania, PWN, Warszawa 1977. Zob. take: J. Konieczny, Inynieria syste-mw dziaania, WNT, Warszawa 1983.

Krzysztof Fico

126 Zeszyty Naukowe AMW

na dwa chronologiczne etapy obejmujce kolejno: budow jakociowego modelu identyfikacyjnego (opisowego) i ilociowego modelu optymalizacyjnego (decyzyjnego) :

, (1)

gdzie: matematyczny model systemu transportowego; model identyfikacyjny systemu transportowego; model decyzyjny systemu transportowego.

Celem analizy identyfikacyjnej byo opisowe zdefiniowanie zasadniczych elementw, relacji i procesw zachodzcych w badanym makrosystemie transportowym. W efekcie powsta metamodel jakociowy charakteryzujcy badany system w pewnej, sformalizowanej konwencji przydatnej do dalszych bada na etapie optymalizacji funkcjonowania caego systemu transportowego. Model identyfikacyjny po-suy do jakociowego opisu badanego systemu transportowego i penej specyfikacji podstawowych problemw bdcych przedmiotem zarzdzania menederskiego. Ana-liza identyfikacyjna stanowia podstaw rozpoczcia prac analitycznych nad budow docelowej aplikacji optymalizacyjnej, ktra moe by wykorzystana bezporednio do usprawnienia funkcjonowania badanego makrosystemu transportowego. Model optymalizacyjny makrosystemu transportowego suy do wy-pracowania ilociowych miar i wskanikw, najczciej analitycznych niezbdnych w procesie racjonalnego (optymalnego) sterowania systemem transportowym podczas realizacji rzeczywistych (logistycznych) dziaa operacyjnych2. Skuteczno oddzia-ywa sterowniczych za pomoc proponowanych wskanikw analitycznych jest ade-kwatna do poziomu izomorfizmu zbudowanego modelu. Im bardziej dokadnie odzwierciedla dany model badan rzeczywisto, tym bardziej skuteczne s jego mo-liwoci sterownicze. W zalenoci od skali izomorfizmu (podobiestwa) model opty-malizacyjny moe by wykorzystany do bezporedniego ksztatowania strategii biznesowej, w tym przypadku makrosektora usug transportowych3. Formalnie

2 Koncepcja wykorzystania rnych metod matematycznych do optymalizacji szerokiej klasy typowych zada logistycznych zostaa przedstawiona w pracy: W. Radzikowski, Z. Sarjusz- -Wolski, Metody optymalizacji decyzji logistycznych, UW, Toru 1994. Zob. take: S. Krawczyk, Badania operacyjne dla menederw, AE, Wrocaw 1996.

3 Szczegowe metody analityczne wraz z projektami algorytmw obliczeniowych optymalizacji modelowych systemw transportowych zawarte s w: S. Piasecki, Optymalizacja systemw transportowych, WKi Warszawa 1973.

Optymalizacja makrosystemw transportowych wedug kryteriw logistycznych

3 (182) 2010 127

model optymalizacyjny systemu transportowego dostarcza naukowych, w szcze-glnoci optymalnych metod i narzdzi do sterowania logistycznym makrosystemem transportowym i najoglniej moe by zapisany w postaci wyraenia (2) i zobrazo-wany graficznie jak na rysunku 1.

, (2)

gdzie: zbir zasobw operacyjnych (logistycznych) systemu ; zbir procesw operacyjnych (logistycznych) systemu ; zbir ogranicze i warunkw brzegowych systemu ; funkcja kryterium dziaania systemu ; zbir dopuszczalnych harmonogramw dziaania systemu ; globalne koszty funkcjonowania makrosystemu transportowego ; logistyczne standardy obsugi klienta przez sektor transportowy.

Makrosystem

Transportowy

Optymalnedecyzje

sterownicze

Harmonogramy

Ograniczenia

Modelowanie optymalizacyjne

Zasoby systemowe

Model identy- fikacyjny

Czas Miejsce ZasbZadanie

Procesy systemowe

Problemydecyzyjne

Funkcja kryterium

Rys. 1. Koncepcja modelowania optymalizacyjnego makrosystemu transportowego

Docelowym, praktycznym celem budowy modelu decyzyjnego jest generowanie tzw. harmonogramw transportowych, pozwalajcych na czasoprze-strzenn transformacj statycznych, potencjalnych zasobw logistycznych (transpor-towych) w dynamiczne procesy transportowe. Procedura transformacji zasobw logistycznych w procesy transportowe realizowana jest przy jednoczesnym spenieniu pewnego zbioru ogranicze systemowych i warunkw brzegowych , gwarantujcych optymalizacj przyjtego wskanika jakoci funkcji kryterium .

Krzysztof Fico

128 Zeszyty Naukowe AMW

ZASOBY OPERACYJNE SYSTEMU TRANSPORTOWEGO

Pojcie zasobw operacyjnych systemu transportowego bdziemy od-nosi do zasadniczych kategorii jego potencjau wykonawczego i stanowi one ro-dzaj mediw, ktre warunkuj sprawne technicznie i efektywne ekonomicznie przepywy dbr materialnych na danej sieci transportowej, zdeterminowanej na przykad potrzebami podmiotw gospodarczych. Generalnie zasoby operacyjne systemu transportowego dziel si na dwie zasadnicze kategorie, obejmujce zasoby niematerialne i materialne:

, (3)

gdzie: zasoby niematerialne systemu transportowego; zasoby materialne systemu transportowego.

Zasoby niematerialne utosamiane s z potencjaem sterowniczym kiero-wania i zarzdzania systemem transportowym i obejmuj w szczeglnoci jego organa kierownicze oraz rnorodne systemy ich organizacji strukturalne, hierar-chiczne, macierzowe, liniowe itp. Wielka zoono modelowanego makrosystemu transportowego sprawia, e struktura i organizacja jego organw kierowania jest rw-nie skomplikowana i musi by rozpatrywana przynajmniej w czterech zasadniczych wymiarach: spoecznym, administracyjnym, gaziowym i branowym (biznesowym).

, (4)

gdzie: zasoby spoeczne systemu transportowego ; zasoby administracyjne systemu transportowego ; zasoby gaziowe systemu transportowego ; zasoby biznesowe systemu transportowego .

Zgodnie z etapem modelowania identyfikacyjnego poszczeglne kategorie zasobw niematerialnych dziel si na podkategorie, obejmujce odpowiednio:

, (5)

gdzie: zasoby kadrowe i personel specjalistyczny, gwnie kierowcy; wiedza, umiejtnoci i dowiadczenie zawodowe personelu;

Optymalizacja makrosystemw transportowych wedug kryteriw logistycznych

3 (182) 2010 129

obowizujce uregulowania legislacyjne w zakresie transportu; organa bezpieczestwa transportu (policja, inspekcje); jednostki kontroli technicznej (stacje diagnostyczne);

, (6)

gdzie: organa wadzy na szczeblu centralnym, np. Ministerstwo Infrastruktury; jednostki administracji transportowej na szczeblu wojewdzkim; jednostki administracji transportowej na szczeblu powiatowym; jednostki administracji transportowej na szczeblu gminnym;

, (7)

gdzie: przepisy prawne, normy techniczne i administracja transportu lotniczego; przepisy prawne, normy techniczne i administracja transportu drogowego; przepisy prawne, normy techniczne i administracja transportu kolejowego; przepisy prawne, normy techniczne i administracja transportu morskiego; przepisy prawne, normy techniczne i administracja transportu rdldowego;

, (8)

gdzie: zleceniodawcy (klienci) usug transportowych; organizacje biznesowe zewntrznego otoczenia rynkowego; podmioty gospodarcze wewntrznego otoczenia biznesowego; biznesowe struktury organizacyjne systemu transportowego; kooperanci i podwykonawcy usug transportowych.

Zasoby materialne makrosystemu transportowego dziel si na zasoby (elementy) statyczne i dynamiczne:

, (9)

gdzie: zasoby statyczne reprezentowane przez sie komunikacyjn obejmujc ele-

menty liniowe (szlaki) i elementy nieliniowe (porty);

Krzysztof Fico

130 Zeszyty Naukowe AMW

zasoby dynamiczne reprezentowane przez systemy i urzdzenia techniczne oraz rodki transportowe (tabor) systemu transportowego.

Zbir zasobw statycznych makrosystemu transportowego jest rozpa-trywany przede wszystkim wedug kryterium gaz