Моделювання логістичних систем: класифікація, етапи, умови застосування імітаційних моделей

Особливість логістичних систем як об’єктів дослідження полягає в тому, що експерименти щодо вияснення специфіки їх побудови та розвитку необхідно проводити не з самими об’єктами управління в логістичних системах, а над їх образами, моделями[3].

Моделювання як метод дослідження в науці базується на подібності систем або процесів. Основні вимоги щодо моделі логістичної системи або моделі дослідження логістичної операції: врахування всіх суттєвих процесів, критичність щодо змінюваних параметрів, визначенняі показника якості (ефективності) операції. Модель повинна об‘єктивно відображати суть досліджуваної логістичної операції, враховуючи всі її основні сторони і взаємозв‘язки.

Основи класифікації моделей у логістиці відображено на рис.2.

Рис.2. Основи класифікації моделей, які застосовуються в логістиці

Ізоморфні моделі точно і повно відтворюють досліджуваний об’єкт, процес або явище; гомоморфні моделі. – це моделі, які базуються на неповній або частковій подібності моделей досліджуваному об‘єкту.

Матеріальні моделі відтворюють основні фізичні, геометричні, динамічні та функціональні характеристики досліджуваного явища або об‘єкта. Абстрактні моделі створюються в процесі абстрактного моделювання. Побудова більшості моделей в логістиці пов’язана з проведенням математичного моделювання.

Математичним моделюванням називається процес встановлення відповідності даному реальному об‘єктові деякого математичного об‘єкта, який називається математичною моделлю. Всі математичні моделі, які застосовуються в логістиці, поділяються на: 1/ моделі макрологістики і моделі мікрологістики; 2/ динамічні, статичні, і кінематичні моделі; 3/ багатоетапні та одноетапні логіс­тичні моделі;4/ детерміновані і стохастичні моделі; 5/ моделі розподілу ресур­сів, моделі упорядкування, моделі управління запасами, моделі масового обслу­говування, моделі вибору оптимального маршруту, моделі змагальних задач та ін.

Для математичних моделей логістичних систем та/або їх окремих елементів характерною є наявність великої кількості прямих і зворотніх зв’язків, а також існування певного часового лагу (запізнювання на всіх етапах логістичної системи) в процесах логістичного управління рухом різноманітних потоків.

В логістиці широко застосовуються два основні види математичного моделювання: аналітичне та імітаційне.

Аналітичне моделювання – це математичний прийом дослідження логістичних систем, який дозволяє отримувати точні рішення.

Принципова схема послідовності етапів аналітичного моделювання включає такі операції:

І. Формулювання математичних законів, які зв‘язують об‘єкти системи у вигляді певних функціональних співвідношень (алгебраїчних, диференціональних тощо).

ІІ. Вирішення рівнянь, отримання теоретичних результатів.

ІІІ. Співставлення отриманих теоретичних результатів з практикою (перевірка на адекватність).

При імітаційному модулюванні закономірності, які визначають характер кількісних співвідношень всередині логістичних процесів, залишаються непізнаними.

Імітаційне моделювання включає процеси: 1) Конструювання моделі реальної системи; 2) Постановка експериментів на цій моделі шляхом зміни умов протікання процесу і фіксації отриманих результатів.

3. Системний підхід і системний аналіз в логістиці

Системний підхід – це напрямок методології наукового пізнання, в основі котрого лежить розгляд об’єктів як систем. Системний підхід означає, що кожна система є інтегрованим цілим навіть тоді, коли вона складається із окремих, відособлених підсистем. Системний підхід дозволяє побачити досліджуваний об’єкт як комплекс взаємопов’язаних, об’єднаних єдиною метою (ціллю), розкрити його інтегративні властивості, внутрішні і зовнішні зв’язки. Системний підхід в логістиці спрямований на розробку специфічних пізнавальних засобів, які відповідають завданням дослідження і конструювання складних логістичних систем.

Системний підхід в логістиці виступає як сукупність певних орієнтирів - пізнавальних принципів (і методів, які з цього випливають), дотримання котрих дозволяє організувати цілеспрямовані конкретні дослідження і створити системи управління матеріальними та іншими відповідними потоками в сфері логістики.

В основі системного підходу лежать принципи:

1. Принцип послідовного просування по етапах створення системи;

2. Принцип узгодження інформаційних, надійнісних, ресурсних та інших характеристик логістичних систем;

3. Принцип відсутності конфліктів між цілями окремих підсистем і цілями всієї системи.

Всю сукупність методів дослідження, які базуються на даних принципах і використовуються при дослідженні логістичних систем, можна класифікувати за областями застосування на методи: 1/ - з незмінною стратегією; 2/ - з керованою стратегією; 3/ - дослідження проблемних ситуацій; 4/ - пошуку ідей; 5/ - дослідження структури проблеми 6/- оцінки.

Послідовність формування систем при системному підході включає етапи: 1.Визначення і формулювання цілей функціонування системи. 2.Визначення вимог, котрі повинна задовільнити система. 3.Формування окремих підсистем. 4.Синтез системи, аналіз різних варіантів і вибір підсистем, організація їх в єдину систему.

Системний підхід в логістиці реалізовується насамперед через проведення системного аналізу (який здійснюється в два етапи.-1. Аналіз на макроекономічному рівні; 2. Аналіз на мікроекономічному рівні). Системний аналіз характеризується в першу чергу, упорядкованим, логічно обгрунтованим підходом до дослідження проблем і використання існуючих методів їх розв’язання, котрі можуть бути вироблені в межах інших наук.

Основні логістичні задачі, що підлягають вирішенню із застосуванням системного аналізу: 1/ розподіл ресурсів між окремими роботами при складанні планів виробничо – комерційної діяльності.; 2/ визначення всьго комплексу логістичних заходів, які необхідні для досягнення поставлених цілей; 3/ визначення способів організації виробничо – комерційних процесів і структури управління в логістичних системах; 4/ розробка окремих комплексних логістичних програм.

Системний аналіз виконує роль каркаса, який об’єднує всі необхідні методи, зна­н­ня і дії для розв’язання логістичної проблеми; йому притаманні певні прин­ципи, логічні елементи, визначена етапність і методи проведення. Наявність всіх цих компонентів у комплексі і робить аналіз логістичної проблеми системним.

Системний аналіз проблем в логістиці включає: 1. Параметричне описання логістичних систем; 2. Морфологічне описання об’єкта (системи); 3. Функціональне описання системи; 4.Описання можливої динаміки змін режиму функціювання об’єкта (логістичної системи). Алгоритм процесу вирішення проблем в логістичних системах зображено на рис.3.

Рис.3. Алгоритм процесу вирішення проблем в логістичних системах

4. Кібернетичний підхід в логістиці.

Кібернетика[4] - наука про управління, звязки і переробку інформаціі. Економічна кібернетика - це галузь даної науки, яка займається прикладенням ідей та методів кібернетики до економічних (в т.ч. – логістичних) систем.

Роль кібернетичного регулювання полягає в тому, що завдяки зворотньому зв’язку створюється можливість ефективного управління в змінних умовах функціонування об’єкта управління навіть тоді, коли дії, що викликали цей вплив, не можуть бути виміряні, або коли їх вплив завчасно невідомий. Це обумовлюється притаманним замкнутим кібернетичним системам принципом вироблення керуючого впливу по відхиленню фактичного значення керованої величини від її потрібного (еталонного, заданого, розрахункового) значення незалежно від причин, які викликали вказане відхилення (рис.4). Нехай, в регульованій системі відбувається перетворення стану входу Х у стан виходу Y: Y = H * Х, де: Н – регульована система; Х – (x1,x2,...xм) – вектор входу; Y - (y1,y2,...yn) – вектор виходу;

D y = Yф – Yе ® O

Рис.4. Контур управління з зворотним зв’язком

Зв’язок, який виникає між станом входу і виходу регульованої системи, з врахуванням пропускної спроможності системи Н і пропускної спроможності регулятора Т, визначається через т.зв. основну формулу теорії регулювання:

(1),

Ця формула дозволяє визначити, яким повинен бути стан входу, щоб при даних значеннях Н і Т отримати бажаний результат Y = Y, тобто щоб стан виходу регульованої системи був рівним заданому:

(2)

Будь-яка логістична система теж характеризується вхідним і вихідним потоками, наявністю певного регулятора, а також власною пропускною спроможністю, яка залежить від параметрів та стану системи. Загальний вигляд зв’язків кібернетичної моделі ЛС і основні її характеристики представлені на рис.5 у формі контура управління з зворотнім зв’язком.

D y

Рис.5. Логістична система як контур управління із зворотнім зв’язком

Кібернетичний підхід до логістики передбачає що для описання процесів управління реальною ЛС завжди необхідно будувати певну кібернетичну модель, яка з тою чи ін. точністю відображає процеси, що відбуваються в реальній системі. При цьому, якщо через Х позначити множину вхідних станів ЛС, через Y – множину можливих виходів системи, Z –множину можливих показників внутрішнього стану ЛС, то задаючи сукупність (Х; Y; Z), можна сформулювати портрет ЛС з певними параметрами.

Всі кібернетичні системи по способу перетворення входів поділяються на системи двох типів:

1. У системах першого типу кожному входові Х відповідає певний і єдиний вихід Y (тобто між входами і виходами ЛС існує функціональна залежність Y=f(x)). Такі системи розглядаються звичайно як моделі ЛС в тих випадках, коли для дослідження не потрібно мати дані про їх внутрішній стан, або немає можливості їх отримати.

У системах другого типу враховується зміна показників внутрішнього стану в залежності від входів з одного боку і зміна виходів в залежності від зміни входів і показників внутрішнього стану, з другого (Z=f(x), y=f(x,z)). Ці системи застосовуються як кібернетичні моделі при дослідженні реальних ЛС з закріпленими керуючими параметрами, але із змінними характеристиками.

Для кібернетичних систем як першого, так і другого типу всі можливі варіанти виходів і внутрішніх станів повністю визначаються завданням вхідних показників. Це означає, що управління ЛС може здійснюватись лише шляхом маневрування ресурсами та зміною зовнішніх керуючих впливів.

Кібернетичне управління передбачає необхідність синтезу економіко-матема­тич­ного моделювання з загальними принципами кібернетики на основі концепції логістики. Очевидно, що коли мова йде про вивчення процесів управління, формування майбутньої поведінки об’єкта управління і способів її ефективної реалізації, необхідним є кібернетичне моделювання. При цьому кібернетична модель будується виключно з метою визначення змісту і результатів процесів управління ЛС. Необхідна поведінка ЛС досягається шляхом управління її матеріально речовими входами, або незалежними від входів координатами стану – параметрами системи, або спільно тими та іншими.

Для того щоб побудувати оптимізаційну кібернетичну систему, необхідно виходити з того,що основні властивості ЛС описані за допомогою математичної моделі. Ця модель є вихідним об’єктом при розробці алгоритму оптимізації, котрий в подальшому і реалізовується в кібернетичній системі (рис.6).

Рис.6 Алгоритм оптизації логістичної системи на основі її кібернетичної моделі

Дата добавления: 2014-01-05