 |
Главная |
Проведение вычислительных экспериментов по оптимизации ресурсов
 2019-11-22 |
 249 |
 Обсуждений (0) |
из
5.00
|
5.4.1 Определение категории поставленной задачи
1) В процессе проектирования ставится обычно задача определения наилучших, в некотором смысле, структуры или значения параметров объектов. Такая задача называется оптимизационной. Если оптимизация связана с расчетом оптимальных значений параметров при заданной структуре объекта, то она называется параметрической. Задача выбора оптимальной структуры является структурной оптимизацией.
В решенной задаче исследовался склад шоколадных продуктов, причем, только его часть. А именно, подъемно-транспортная человеко-машинная система, обеспечивающая разгрузку вагонов, железнодорожная рампа и зона приемки. Структура (элементы и связи между ними) этой части складской системы была задана и не менялась. Но требовалось определить количество некоторых ресурсов (см. раздел 5.2). То есть данная задача относится к категории задач параметрической оптимизации.
2) С точки зрения математики, оптимизация - нахождение оптимума (максимума или минимума) целевой функции при выполнении некоторых ограничений. Целевая функция - функция, связывающая цель (оптимизируемую переменную) с управляемыми переменными в задаче оптимизации. А, так как управляемые переменные (ресурсы) могут принимать только целочисленные значения. То поставленная задача является задачей дискретного программирования или дискретной оптимизации. Для которой в качестве целевой функции принята величина финансовых затрат на организацию процессов выгрузки и приемки товаров. Очевидно, что минимальная стоимость будет в случае использования минимального количества ресурсов, при обеспечении времени выполнения операций меньше указанных временных порогов обслуживания (пребывание товаров на открытом воздухе при низкой температуре не более 5-ти минут и общее время разгрузки 4-х вагонов менее 2-х часов).
Таким образом, в работе была решена задача параметрической дискретной оптимизации.
5.4.2 Методика проведения вычислительных экспериментов
При формализации задачи были выбраны четыре типа наиболее значимых ресурсов (управляемых параметров): количество погрузчиков, рабочих в зоне приемки, число мест зоне приемки (два последних фактически определят площадь зоны приемки) и количество подъемно-транспортных устройств, с помощью которых принятый товар доставляется в зону хранения согласно заданной технологии (рис.2).
Управляемые (управляющие) параметры Хi представляют собой независимые переменные, которые можно изменять для управления выходными параметрами – целевой функцией. Управляемые параметры называют факторами. Если i (один управляемый параметр), то эксперимент однофакторный. Многофакторный эксперимент соответствует конечному числу управляемых параметров. Полный факторный эксперимент соответствует наличию возмущающих воздействий в многофакторном эксперименте.
Возмущающие воздействия: например, влияние окружающей среды, время суток, качество покрытия рампы и т.п. не рассматривались.
Следовательно, необходимо было проводить многофакторный эксперимент (а не полный факторный) для минимизации значений целевой функции.
В работе была применена методика изменения одного управляемого параметра (ресурса) при фиксации значений других и определения влияния каждого на целевую функцию.
Очевидно, что минимальная стоимость будет в случае использования минимального количества ресурсов, при обеспечении времени выполнения операций меньше указанных временных порогов обслуживания.
5.4.3 Результаты вычислительных экспериментов
При использовании предложенной методики было выявлено влияние каждого из параметров на целевую функцию всего за 15 итераций.
 |
Изначально количество ресурсов было принято равным единице.
Рис.3 Показатели функционирования при использовании минимального количества ресурсов
На графике по оси ординат показано время пребывания паллеты на открытом воздухе, а по оси абсцисс общее время протекания процесса. Переменная REZ – пребывания отдельного паллета на открытом воздухе.
Как видно из рисунка 3, основная масса товара находилась на открытом воздухе более 5-ти минут (до 2,5 часа). В течение этого промежутка времени все шоколадные изделия испортятся. Сотни миллионов выброшены!!!
Кроме того, общее время разгрузки вагонов более 4-х часов. А это дополнительные финансовые затраты – « не уложился в норматив – плати штраф!».
Это произойдет в том случае, если количество всех управляемых параметров будет рано единице. То есть используются: один вилочный погрузчик, один рабочий в зоне приемки, одно место в зоне приемки и одно подъемно-транспортное устройство для вывоза принятого паллета в зону хранения.
 |
После проведения вычислительных экспериментов и определения оптимального количества ресурсов получены следующие результаты (рис. 4).
Рис.4 Показатели функционирования при использовании оптимального количества ресурсов
На рисунке 3 показано, что при использовании 3-х погрузчиков, 3-х приемщиков, 4-х мест в зоне приемки и одного устройство для вывоза в зону приемки, время пребывания на открытом воздухе любого паллета на открытом воздухе меньше 5-ти минут и время разгрузки 4-х вагонов меньше 2-х часов.
Из полученных результатов следует, что количество подъемно-транспортных устройств не влияет на показатели работы, а уменьшение любого ресурса даже на единицу резко ухудшает показатели.
Рис.5 Показатели функционирования системы при использовании на один погрузчик меньше
Как видно из рисунка 5 уменьшение количества погрузчиков на единицу приводит к порче шоколада (срезанные пики) только за одну поставку на сумму сопоставимую со стоимостью погрузчика! Один паллет стоит около примерно 115000 рублей.
Теоретически можно сделать полностью изолированную отапливаемую железнодорожную рампу, на которой спокойно разместятся 200 паллетов с грузом, отпустить вагоны и одним погрузчиком доставлять их в зону приемки. Но это очень дорого! Более целесообразно рассчитать необходимое количество ресурсов и построить небольшую теплую зону приемки. А увеличение любого из ресурсов только увеличивает затраты!
| 2019-11-22 |
249 |
Обсуждений (0) |
из
5.00
|
Обсуждение в статье: Проведение вычислительных экспериментов по оптимизации ресурсов |
|
Обсуждений еще не было, будьте первым... ↓↓↓ |
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...
Система поиска информации
Мобильная версия сайта
Удобная навигация
Нет шокирующей рекламы