На правах рукописи

Кисин Илья Львович

Разработка метода и средств повышения

эффективности функционирования автотранспортного

предприятия на основе оптимального управления

заявками на грузоперевозки путем динамической

настройки ресурсов

Специальность 05.13.06 – Автоматизация и управление

технологическими процессами и производствами (технические

системы)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2009

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Ковровская государственная технологическая академия имени В.А.Дегтярёва»

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент Полянский Дмитрий Юрьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Житников Юрий Захарович кандидат технических наук, Голованов Игорь Евгеньевич Ведущее предприятие: ОАО «Ковровский электромеханический завод»

Защита состоится « 26 » февраля 2009 года в 10 часов на заседании Диссертационного Совета Д 212.142.03 при ГОУ ВПО Московский государственный технологический университет «СТАНКИН» по адресу: 127055, ГСП, Москва, К-55, Вадковский пер., д.За,

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН»

Автореферат разослан 23 января 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета, Д 212.142.03, к. т.н., доц. Е.Г. Семячкова

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. В современных экономических условиях автотранспортным предприятиям (АТП) необходимо постоянно повышать качество оказываемых услуг и скорость их предоставления с целью обеспечения конкурентоспособности.

Решение этих задач обеспечивается при условии сокращения затрат и временных задержек в бизнес-процессах, что практически невозможно без использования новых информационных технологий (ИТ) и современных программно-технических средств.

Успешное функционирование АТП во многом зависит от анализа, учёта и оперативного контроля за рациональным соотношением ресурсов и заявок на грузоперевозки (обязательств перед клиентами). Кроме того, скорость получения и обработки необходимых информационных сведений становятся ключевыми факторами, влияющими на эффективность управления транспортным предприятием.

Одним из современных подходов для решения подобных задач является концепция автоматизированных систем управления (АСУ). АСУ определяет информационное объединение различных подразделений АТП в единый информационно-технологический комплекс, который представляет собой мощный инструмент для анализа деятельности предприятия и принятия управленческих решений. Составной частью комплекса является интеграция технической подготовки АТП и оперативного планирования и управления с помощью ИТ, и в частности, ИПИтехнологий, обеспечивающих интегрированную информационную поддержку жизненного цикла выполнения заявки.

В настоящее время задаче автоматизации управления транспортными предприятиями уделено недостаточно внимания, в особенности, вопросам оптимального управления заявками на грузоперевозки (далее заявками) как одному из средств повышения эффективности функционирования АТП. Актуальность поставленной задачи характеризуется возрастающим объёмом данных, подлежащих обработке в реальном масштабе времени на АТП, и особенно проявляется, когда количество поступающих на предприятие заявок входит в противоречие с возможностью их выполнения из-за отсутствия требуемых ресурсов.

Выявленные проблемы и трудности, связанные с особенностями функционирования АТП, определили необходимость разработки метода и создания средств поддержки оптимального управления заявками на грузоперевозки на АТП. Это позволило сформулировать цель работы и поставить научную задачу.

Целью настоящей работы является повышение эффективности управления и функционирования малых и средних АТП на основе разработки метода и средств оптимального управления заявками потребителей на грузоперевозки путём динамической настройки ресурсов АТП на экономически выгодные заявки.

Для достижения поставленной цели в работе решена научная задача, включающая:

• исследование функционирования АТП и существующих производственных связей;

• формальное описание заявки на грузоперевозки;

• разработку метода оптимального управления заявками, включающего в себя математическую модель оптимального управления заявками и алгоритм автоматизированного поиска рационального варианта их удовлетворения;

• разработку методики сбора и обработки данных на АТП, основанную на моделях функционирования АТП;

• разработку инструментальных средств поддержки процедур сбора и обработки данных на АТП и оптимального управления заявками.

Научная новизна работы заключается в следующем:

• выявлены и описаны связи и ограничения процесса выполнения заявки, основанного на учёте имеющихся материальных и трудовых ресурсов АТП;

• выполнено формальное описание заявки на грузоперевозки;

• разработан метод оптимального управления заявками путём динамической настройки ресурсов АТП;

• разработан алгоритм автоматизированного поиска рационального варианта удовлетворения заявок;

• разработана математическая и информационная модель задачи оптимального управления заявками.

Методы исследования. При разработке теоретических положений диссертационной работы использованы аппарат теории множеств, математической логики, методы системного анализа, функционального и информационного моделирования, объектно-ориентированного программирования, теория баз данных.

Практическая ценность:

• разработана методика и средства поддержки сбора и обработки данных в АСУ АТП;

• разработан программный комплекс оптимального управления заявками в рамках АСУ АТП.

Разработанная методика и созданное программное обеспечение внедрены в промышленную эксплуатацию транспортного цеха машиностроительного предприятия ОАО «Завод им. В.А.

Дегтярёва» и на автотранспортном предприятии ЗАО «Камион».

Апробация работы. Результаты работы докладывались на III Всероссийской научно-практической конференции 11–12 декабря 2004г. в Филиале Кемеровского государственного университета в г.Анжеро-Судженске, на I научно-технической конференции молодых учёных и аспирантов 4–7 апреля 2006г. в Ковровской государственной технологической академии, на заседаниях кафедры.

Публикации. По теме исследования опубликовано 16 работ, среди них 1 монография и 1 статья в научном журнале из перечня ВАК РФ. Результаты работы использованы при выполнении 2-х хоздоговорных НИР. Зарегистрировано 3 разработки в общероссийском информрегистре.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка библиографических источников (106 наименований). Работа содержит 142 страницы сквозной нумерации, включая 53 рисунка и 2 таблицы.

Основное содержание работы

Во введении обосновывается актуальность работы, формулируются основные задачи и основные положения, выносимые автором на защиту. Приводится структура и общее содержание диссертации по главам.

В первой главе проведено исследование и проанализирована деятельность автотранспортных предприятий в современных условиях, выявлены существующие методы и способы решения задач управления автотранспортных предприятий. Проведено исследование отечественного рынка АСУ АТП, а также их сравнительный анализ.

Основной функцией АТП является удовлетворение заявок клиентов на автоперевозки. Концептуально АТП можно представить в виде «чёрного ящика», на входе которого имеются заявки клиентов на автоперевозки, на выходе цель функционирования АТП (прибыль, развитие, отношения с клиентами), управление осуществляется на основе имеющихся ресурсов (рис. 1).

Рис. 1. Общая схема функционирования АТП На основе обследования деятельности и анализа функционирования АТП была построена иерархическая схема управления АТП, выявлены бизнес-процессы и разработана многоуровневая функциональная модель АТП по методологии IDEF0.

Исследование и анализ особенностей функционирования автотранспортных предприятий, а также применения информационных технологий в системах управления АТП позволили установить, что в современных условиях автотранспортным предприятиям необходим переход к адаптивным принципам управления, наиболее соответствующим современным условиям и дающим возможность гибкого реагирования на быстро изменяющиеся приоритеты потребителей. Этот тезис обусловлен высокой востребованностью услуг АТП в самых разных областях деятельности и характеризуется большим количеством поступающих заявок на грузоперевозки. Вследствие чего перед АТП встаёт задача оптимального управления заявками в условиях ограниченности ресурсов предприятия.

Решение данной задачи связано с большим объёмом данных, подлежащих обработке в реальном масштабе времени и не может быть эффективно решено без использования современных подходов, основанных на применении ИТ, в частности АСУ.

Значительную роль в развитии методов проектирования АСУ и информационных технологий сыграли работы Норенкова И.П., Вермишева Ю.Х., Данилина Н.С.. Исследованиям методов моделирования сложных производственных систем, подходов и особенностей применения ИПИ-технологий посвящены работы Соломенцева Ю.М., Павлова В.В., Митрофанова В.Г., Капустина Н.М., Волковой Г.Д., Шептунова С.А., Горнева В.Ф., Гусева А.А., Судова Е.В. и др. отечественных и зарубежных учёных.

В настоящее время разработано и действует большое разнообразие АСУ, ориентированных на решение задач автотранспортного комплекса. Анализ действующих систем и имеющихся научных работ позволил выявить проблемы, с которыми сталкиваются отечественные малые и средние автотранспортные предприятия при автоматизации на базе существующих АСУ.

Сравнительный анализ АСУ выполнен по следующим критериям: автоматизация задач диспетчерской службы; автоматизация производственно-технического отдела; автоматизация задач кадровой службы; автоматизация задач управления; технические характеристики (масштабируемость системы, интегрируемость с внешними системами, удобство работы с системой и др.).

Проведённый анализ показал, что существующие АСУ АТП ориентированы на решение следующих задач, стоящих перед АТП: автоматизация документооборота между подразделениями АТП, автоматизация бухгалтерского учёта, контроля текущего состояния и функционирования АТП. При этом следует отметить, что имеющиеся системы не позволяют эффективно решить задачу управления заявками.

Управление заявками предполагает динамическую настройку ресурсов АТП на экономически выгодные заявки. В сложившихся условиях существующие АСУ выступают в качестве источника оперативной информации о текущем состоянии АТП, при этом задача управления заявками остаётся за специалистами и решается за пределами автоматизированной системы. Необходимость автоматизированного решения данной задачи особенно проявляется в момент, когда большое количество поступающих заявок на автоперевозки входит в противоречие с возможностью их выполнения из-за отсутствия требуемых ресурсов.

Исходя из вышеизложенного, были получены следующие выводы:

1. Повышение эффективности управления АТП в рыночных условиях связано с управлением заявками на грузоперевозки и не может быть эффективно решено без использования современных информационных технологий.

2. Анализ наиболее распространённых АСУ АТП показывает, что существующие системы в основном ориентированы на решение задач автоматизации контроля текущего состояния и функционирования АТП и сопутствующие задачи учёта.

3. Эффективное управление заявками АТП предполагает динамическую настройку его ресурсов на экономически выгодные заявки.

4. Задача динамической настройки ресурсов предприятия на экономически выгодные заявки потребителей существующими АСУ АТП не решается.

Основываясь на полученных выводах, было принято решение о необходимости разработки метода и средств поддержки оптимального управления заявками на грузоперевозки на основе динамической настройки ресурсов. Это позволило сформулировать цель работы и поставить научную задачу для ее достижения.

Во второй главе рассмотрены вопросы формального описания и обработки совокупности объектов, участвующих в задаче управления заявками АТП, и их связей, представлена разработанная математическая модель задачи.

Основными задачами

АТП являются: удовлетворение заявок на грузоперевозки; обеспечение технической готовности транспорта к эксплуатации: осуществление своевременного осмотра, профилактических работ, ремонта и содержания транспорта в надлежащем состоянии.

Описанные отличительные черты функционирования АТП обуславливают особенности моделирования, к которым следует отнести: решение задачи управления заявками предполагает оперирование следующими сущностями: заявка, водитель, транспортное средство (ТС); характеристика «задание» сущности «заявка» должно быть универсальным, поскольку удовлетворение заявок предусматривает выполнение разнообразных заданий; выполнение заявки рейсами; возможность выполнения заявки одним или несколькими ТС; возможные состояния водителей: свободный, не свободный, в работе; возможные состояния ТС: свободное, в ремонте, в работе; учёт имеющихся норм пробега узлов и агрегатов, установленных на ТС; механизм резервирования ТС для осуществления возможности непрерывной деятельности и недопущения чрезвычайных ситуаций.

Эти особенности требуют такой систематизации и учёта выявленных сущностей, входящих в состав задачи управления заявками, которые позволят осуществить их автоматизированное накопление и обработку.

Сформулируем задачу управления заявками следующим образом: из множества заявок клиентов на заданном временном интервале при наличии адекватных ресурсов найти экономически выгодных для предприятия заявок. Формальное описание может быть представлено в следующем виде:

где – заявки клиентов на грузовые автоперевозки;

(T, T ) – заданный временной интервал;

P* – рациональное сочетание одновременно выполнимых экономически выгодных для предприятия заявок.

С учётом описанных особенностей АТП представим формальное описание заявки z j Z в виде объекта со следующими атрибутами:

tн,tк – соответственно минимально/максимально допуj j стимые дата/время начала/окончания выполнения j ой заявки;

Vj – задание на грузоперевозку, включающее: адреса пунктов погрузки/разгрузки транспортного средства (ТС), пробег ТС, описание груза, марку ТС;

hj – общее число рейсов ТС по заявке, за которое должно быть выполнено задание на грузоперевозку.

Под заданным временным интервалом – интервалом поиска рациональных решений (T H, T K ), понимают временной период от начала исполнения заявки с самым ранним сроком начала исполнения до завершения работ по заявке с максимально допустимым сроком окончания.

Под ресурсами понимают материальные и трудовые ресурсы, адекватные выполнению заявок – множество готовых для выполнения заявок ТС с закреплёнными не занятыми в заданном временном интервале водителями – свободные транспортные средства (СТС).

Формальное описание предприятия R (t ) имеет вид:

R ТС (t ) = RiТС (t ) – ТС, готовые к выполнению заявок.

где R (t ) – ТС соответственно, вновь вводимые в эксплуаi тацию, высвобожденные из ремонта, от выполнения других заявок;

R ВОД (t ) = RiВОД (t ) – водители, закреплённые за ТС и готовые к выполнению заявок; каждый водитель «жёстко»

закреплён как минимум за одним ТС;

RiВОД (t ) – водители соответственно вновь принятые на работу, вернувшиеся с больничного/выходного/из отпуска, высвободившиеся от выполнения других заявок;

возможных вариантов её конкретного исполнения – моделями заявки. В качестве исходных данных для формирования модели примем параметры заявки и ресурсы АТП. Каждая модель заявки строится отдельно, без учёта остальных моделей заявок множества Z.

Модели заявок представим в виде матрицы моделей заявок [ M ]. Элементы каждого столбца матрицы – суть модели одной выполняемой заявки. Тогда количество столбцов r матрицы определится числом заявок, а число строк q – наибольшим количеством моделей одной из заявок. Пустые элементы матрицы моделей заявок заполняются нулями.

Формально модель заявки представляет собой объект со следующими атрибутами:

где, – соответственно время начала и время окончания выполнения i ой модели j ой заявки;

{W } – одномерный массив назначенных рейсов, где каждый p ый рейс представляет собой объект с атрибутами:

исходя из задания на грузоперевозку V j и справочных данных по марке ТС, интервала времени, необходимого для подачи ТС в пункт погрузки, времени на погрузку;

– расчётная стоимость модели заявки.

Назначение рейсов ТС по заявке производится с учётом следующих ограничений:

– для одного и того же ТС время начала каждого рейса не меньше времени окончания предыдущего;

– время окончания последнего рейса не больше допустимого времени окончания заявки;

– число рейсов соответствует h j :

Сочетания одновременно выполнимых моделей заявок в интервале поиска рациональных решений определяют производственные модели заявок.

Формальное описание совокупности производственных моделей представим в виде стека производственных моделей P, состоящего из производственных моделей разной размерности:

где r – число столбцов в матрице моделей заявок [ M ].

Построение производственных моделей заявок осуществляется рассмотрением всех возможных сочетаний моделей заявок.

Условием существования производственной модели является возможность совместного выполнения всех моделей заявок, входящих в сформированное сочетание. Одновременное выполнение двух и более моделей одной и той же заявки в одной производственной модели недопустимо.

Размерность производственной модели определяется числом моделей заявок, составляющих производственную модель.

Минимальная размерность производственной модели равна 1, т.е. одинарные производственные модели состоят из одной модели заявки:

Соответственно, бинарные производственные модели представляют собой выполнимые сочетания двух моделей заявок:

Максимально возможная размерность производственной модели соответствует общему числу заявок на рассматриваемом временном интервале.

С учётом вышеизложенного уточним поставленную задачу оптимального управления заявками путём динамической настройки ресурсов: из множества моделей заявок клиентов на грузоперевозки в интервале поиска рациональных решений при наличии материальных и трудовых ресурсов построить оптимальную производственную модель заявок – рациональное сочетание одновременно выполнимых экономически выгодных для предприятия моделей заявок:

где Z – заявки клиентов на грузовые автоперевозки; (T H, T K ) – заданный временной интервал; [ M ] – матрица моделей заявок;

U – формирование производственных моделей; P – стек производственных моделей заявок; P* – оптимальная производственная модель заявок; оператор [ M ] U ( R CTC (T H, T K ) ) P означает, что объект [ M ] преобразуется в объект P в процессе U при помощи ресурса R CTC (T H, T K ).

Для определения оптимальной производственной модели заявок необходимо решить многокритериальную задачу оптимизации. Сформулируем её следующим образом: из стека производственных моделей заявок P выбрать рациональную производственную модель P* на системе ограничений G j, минимизирующую векторный критерий K k :

где C – расчётная стоимость производственной модели;

N – число СТС при реализации производственной модели;

T – срок реализации производственной модели.

Решение поставленной задачи произведено методом свёртки векторного пространства критериев. Формальное описание обобщённого критерия качества имеет вид:

где производственной модели;

Cmax – суммарная расчётная стоимость удовлетворения заявок;

N норм – коэффициент нормирования числа СТС;

N ТС – общее количество ТС предприятия;

производственной модели.

Назначение весовых коэффициентов параметрам осуществляется методами экспертных оценок:

В случае неоднозначного определения рациональной производственной модели: K об 1 = K об 2 = … = K об i, лучшей считается модель, параметр с наибольшим весовым коэффициентом которой имеет минимальное значение:

Предложенное формальное описание позволяет перейти к формированию методики.

В третьей главе излагается методика оптимального управления заявками АТП. Данная методика (рис. 2) включает характеристику основных процедур, которые реализуются в ходе решения задачи, а также разработанный алгоритм автоматизированного поиска рационального варианта удовлетворения заявок и информационную модель задачи.

Методика решения задачи предполагает последовательное выполнение следующих процедур: формирование на основе имеющихся заявок матрицы моделей заявок; формирование стека производственных моделей заявок; поиск оптимальной производственной модели заявок.

Рис. 2. Методика решения задачи поиска оптимального варианта Процедура формирования матрицы моделей заявок предназначена для выявления и анализа всех возможных вариантов выполнения каждой имеющейся заявки.

Для построения моделей заявки формируется промежуточная бинарная матрица [Q ]. Каждой строке матрицы [Q ] ставится в соответствие одно СТС, а каждому столбцу временной интервал t j, где t = k, где k = 1, 2,3,... – выбирается опытным путём. Число столбцов определяется как s = div (t к t н ) t, где оператор div [.] выделяет целую часть дроби.

Элементам матрицы [Q ] присваиваются значение 1 (рис. 3), если соответствующее СТС готово к началу возможного выхода в рейс в момент tn, в противном случае – 0:

где Для каждой заявки сформируем бинарную матрицу соответствующую моментам времени начала рейсов СТС.

Элементам матрицы присвоим значение 1, если с указанного момента времени соответствующее СТС может выполнить рейс заданной продолжительности j. Пример построения матрицы [U ] для двух СТС приведён на рисунке 3.

Тогда, с учётом (2), процедуру формирования моделей заявок представим следующими этапами.

Этап 1. Формирование моделей заявок с выполнением заявки одним ТС.

Строятся все возможные сочетания единичных элементов первой строки матрицы [U ] так, чтобы число элементов сочетания равнялось требуемому числу рейсов по заявке h j.

Сформированные сочетания сохраняются в 3х-мерном массиве ak,l,m, где максимальное значение индекса k соответствует числу сочетаний: l = 1, 2 ; m = h j, а значения элементов ak,1, m, ak,2,m соответствуют номерам строк и столбцов в матрице [U ].

Тогда для каждого фиксированного значения k элементы массива ak,l,m будут соответствовать одному сочетанию рейсов (рис. 4). Аналогичная процедура повторяется для каждой следующей строки [U ]. В массиве ak,l,m вычисляются для каждого k согласно (3) время начала рейсов, которым соответствует индекс m, и заносят их в массив рейсов {W } модели заявки.

Сформированный массив рейсов дополняется недостающими атрибутами согласно (1). Исходя из назначенных рейсов, расcчитается стоимость S модели заявки и вычисляется время начала и окончания выполнения модели заявки: н = 11 ; к = 2h j.

Построенную модель заносят в матрицу моделей заявок [ M ].

Этап 2. Формирование моделей с выполнением заявки несколькими ТС.

Если количество рейсов по заявке h j 2, то строятся все возможные сочетания единичных элементов первой строки матрицы [U ] с единичными элементами последующих строк так, чтобы количество элементов сочетания равнялось требуемому числу рейсов по заявке h j при выполнении условия (3), а каждое сочетание соответствовало отправке в рейсы как минимум двух СТС. После этого исключают первую строку матрицы [U ] из рассмотрения и повторяют процедуру для каждой следующей строки [U ].

Аналогично этапу 1 найденные сочетания сохраняются в массиве ak,l,m, формируют модели заявки и заносят их в матрицу моделей заявок [ M ]. На следующем шаге формируется стек производственных моделей заявок P.

На первом этапе формируется стек одинарных производственных моделей из всех моделей заявок матрицы [ M ] :

На втором этапе рассматриваются бинарные связи между всеми вариантами моделей заявок M i, j M k,l ( j l ), а именно:

рассматриваются связи первого элемента первого столбца со всеми элементами последующих столбцов (рис. 5), затем связи 2го элемента первого столбца со всеми элементами следующих столбцов и т.д. до последнего элемента первого столбца.

После этого первый столбец матрицы [ M ] исключается из рассмотрения, и аналогичная процедура повторяется для каждого элемента второго столбца. Поиск бинарных производственных моделей заявок продолжается до последнего элемента (r 1) го столбца матрицы [ M ].

Рис. 5. Формирование бинарных и тернарных производственных моделей Если данные связи образуют производственные модели, то они заносятся в стек бинарных производственных моделей P2 :

На следующем этапе рассматриваются тернарные связи между всеми вариантами моделей заявок, а именно: бинарные производственные модели заявок M i, j M k,l ( j l ) последовательно дополняются каждым элементом матрицы [ M 2], сформированной из матрицы [ M ] путём вычёркивания столбцов j и l.

Если данные связи образуют производственные модели M i, j M k,l M m,n, то они заносятся в стек P3 тернарных произP3 = stack ( M i, j M k,l M m,n ) ;

производственные модели, из которых порождаются тернарные, исключаются из дальнейшего рассмотрения в стеке P2.

Аналогично производится построение r арных производственных моделей. Поиск производственных моделей заявок может быть закончен на k ом шаге (k r ), если (k 1) арные производственные модели заявок образуют пустое множество.

Последовательное объединение k арных стеков образует обобщённый стек производственных моделей заявок P. Поиск оптимальной производственной модели заявок в стеке P производится в соответствии со следующим алгоритмом:

обобщённого критерия оптимальности K об для каждой производственной модели.

Шаг 2. Выбор рациональной производственной модели по оптимальности K об.

Шаг 3. В случае неоднозначного определения рациональной производственной модели: K об 1 = K об 2 = … = K об i, дальнейший выбор производится по весовым коэффициентам и соответствующим значениям параметров: оптимальной считается модель, параметр с наибольшим весовым коэффициентом которой имеет минимальное значение:

Если и в этом случае не удаётся найти единственное решение, то окончательный выбор производится на основе неформализованных критериев.

Разработанная методика позволила перейти к разработке информационной модели задачи. Информационная модель (рис. 6) отражает формирование и направление информационных потоков между основными блоками системы управления.

Поступающие на предприятие (в АСУ АТП) заявки регистрируются в информационном блоке «Заявки».

Процедурой «Анализ ресурсов» формируется «Массив СТС», в соответствии с которым происходит построение моделей заявок. На основе сформированных моделей заявок строятся производственные модели, из которых определяется рациональная производственная модель и отправляется на выполнение.

Блок «Управление ресурсами» аккумулирует данные следующих подсистем: Кадры, Учёт рабочего времени, Транспорт, Эксплуатация транспорта, Ремонт. Существует «Резерв ТС» – запас ресурсов, необходимый предприятию для организации бесперебойного функционирования. Блок «Массив СТС» представляет набор моделей СТС: совокупность моделей ТС, закреплённых за ними водителей и временных интервалов, когда они могут быть назначены для выполнения заявки.

АСУ АТП

Клиенты Рис. 6. Информационная модель оптимального управления заявками Модель ТС формируется на основе данных блоков «Парк ТС АТП» и «Склад». Блок «Парк ТС АТП» состоит из следующих подсистем: Транспорт, Ремонт, Эксплуатация транспорта.

Характеристики всего подвижного состава АТП хранятся в справочнике – таблице данных ТС АТП (подсистема «Транспорт»). Подсистема «Эксплуатация транспорта» используется для определения состояния ТС в заданном интервале времени. Возможны следующие состояния: ТС свободно, в рейсе, ремонт, плановый ремонт и ТО, зарезервировано.

Модель «водитель» формируется на основе данных блоков «Кадры» и «Учёт рабочего времени водителей». Для определения состояния водителя в заданном интервале времени используется подсистема «Учёт рабочего времени».

Разработка методики и информационной модели позволила перейти к созданию инструментальных средств поддержки оптимального управления заявками.

В четвертой главе приведена характеристика разработанных средств поддержки оптимального управления заявками, а именно описание программно-технических средств, выбранных для реализации АСУ АТП, состав и структура её программнотехнического комплекса, описание процесса его функционирования и результаты применения методики и инструментальных средств. Разработанные автоматизированные процедуры являются программными модулями, в комплексе представляющими собой АСУ АТП.

В качестве средств реализации выбрана среда разработки Delphi и сервер БД Interbase. Реализация АСУ включала организацию вычислительной среды: разработку организационной и функциональной структуры и состава информационной базы; создание необходимых таблиц, содержащих описание бизнес-процессов предприятия; набор программных модулей, обеспечивающих выполнение описанных выше процедур.

Разработанная АСУ АТП, состоит из следующих модулей:

агрегаты (учёт эксплуатации и ремонта агрегатов), кадры (кадровый учёт); подразделения и клиенты (формирование иерархической структуры предприятия, справочник клиентов/заказчиков), путевые листы (ввод и обработка путевых листов), склад (складской учёт запчастей), транспорт (учёт ТС, закрепление водителей за ТС), шины (учёт эксплуатации шин), управление заявками (анализ ресурсов, учёт, обработка и анализ заявок, формирование производственного плана).

АСУ построена по технологии клиент-сервер. Обмен данными между модулями АСУ, а также внутри самих модулей производится посредством единой базы данных в рамках локальной вычислительной сети. Примеры экранных форм разработанного программного комплекса представлены на рис. 7. На рисунке отражена процедура регистрации и анализа заявки и формирования массива СТС.

Использование АСУ АТП позволяет не только рассчитывать оптимальный способ удовлетворения заявок клиентов, но также в интерактивном режиме в реальном времени моделировать различные производственные ситуации и рассчитывать возможные варианты решения за счёт изменения параметров оптимизации, а также частичного резервирования ресурсов.

Рис. 7. Регистрация заявки и формирование массива СТС Функционирование АСУ обеспечивает автоматизацию процесса подготовки и поддержки автоперевозок на протяжении всего жизненного цикла заявки: от поступления заявки на АТП и её анализа до удовлетворения заявки в виде выполнения задания по путевому листу. Автоматизация управления заявками основана на учёте реальной ситуации на АТП и имеющихся ресурсах.

Таким образом, продемонстрирована взаимосвязь имеющихся на предприятии ресурсов и обязательств перед клиентами, а также эффективность решения задачи оптимального управления заявками на практике. Внедрение АСУ в промышленную эксплуатацию позволило сократить время обслуживания клиентов и увеличить объёмы оказываемых услуг по грузовым автоперевозкам.

Основные результаты работы и выводы Выполненные исследования и практическая работа позволили получить следующие выводы и результаты:

1. Решена актуальная задача повышения эффективности управления и функционирования АТП на основе разработки метода и средств оптимизации управления заявками потребителей на грузовые автоперевозки, имеющей существенное значение для автоматизации управления в автотранспортном комплексе.

2. Выявлены и описаны связи и ограничения процесса выполнения заявки, основанного на учёте имеющихся материальных и трудовых ресурсов и возможностей принятия адекватных решений.

3. Разработана математическая модель задачи оптимального управления заявками, особенностью которой является формализованное описание и представление объектов задачи в виде последовательно формируемых сущностей: заявка, модель заявки, производственная модель заявок.

4. Разработан метод оптимального управления заявками, особенностью которого является динамическая настройка ресурсов АТП на экономически выгодные заявки потребителей.

5. Разработан алгоритм автоматизированного поиска рационального варианта удовлетворения заявок, позволяющий в соответствии с заданными ограничениями найти требуемую производственную модель удовлетворения заявок, а также информационная модель оптимального управления заявками.

6. Разработан программный комплекс повышения эффективности управления АТП. Произведена апробация разработанного метода и построенного на его основе программного обеспечения.

Показана их эффективность при решении практических задач на автотранспортных подразделениях ряда машиностроительных предприятий.

Список работ, опубликованных по теме 1. Кисин, И.Л. Оптимальное управление заявками на грузовые автоперевозки [Текст] / Д.Ю. Полянский, И.Л. Кисин // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки, 2007, №1. – Пенза: Информационно-издательский центр Пензенского государственного университета. – С. 183-192.

2. Отчёт по функциональному моделированию деятельности транспортного цеха ОАО «Завод им. В.А. Дегтярёва». – Ковров:

КГТА, 2000.

3. Отчёт по комплексной системе автоматизации документооборота транспортного цеха ОАО «Завод им. В.А. Дегтярёва». – Ковров: КГТА, 2000.

4. Кисин, И.Л. Информационные технологии в системах управления автотранспортными предприятиями [Текст]/И.Л. Кисин //Материалы III Всероссийской научно-практической конференции, 11-12 декабря 2004г.Ч.1.–Томск: Изд-во ТГУ, 2004. – С. 67-68.

5. Кисин, И.Л. Какой должна быть система автоматизации автотранспортного предприятия (АТП) [Текст] / И.Л. Кисин // Материалы III Всероссийской научно-практической конференции, 11-12 декабря 2004г.Ч.1. – Томск: Изд-во ТГУ, 2004. – С. 68-70.

6. Кисин, И.Л. Автоматизация учета кадров на предприятии [Текст] / И.Л. Кисин. – М.: ВНТИЦ, 2005. – №50200500090.

7. Кисин, И.Л. Автоматизация учета кадров на предприятии [Текст]/И.Л. Кисин//Компьютерные учебные программы и инновации. – 2005. – №12. – С. 13.

8. Кисин, И.Л. Автотранспортный парк предприятия [Текст] / И.Л. Кисин. – М.: ВНТИЦ, 2005. – №50200500092.

9. Кисин, И.Л. Автотранспортный парк предприятия [Текст] / И.Л.

Кисин//Компьютерные учебные программы и инновации.–2005.– №12. – С. 14.

10. Кисин, И.Л. Склад транспортного предприятия [Текст]. – М.:

ВНТИЦ, 2005. – №50200500091.

11. Кисин, И.Л. Склад транспортного предприятия [Текст]/И.Л.

Кисин // Компьютерные учебные программы и инновации. – 2005.

– №12. – С. 13.

12. Кисин, И.Л. Анализ систем управления автотранспортными предприятиями в малом и среднем бизнесе [Текст] / И.Л. Кисин;

под ред. Ю.А. Микипориса // Конструирование, управление и эксплуатация в транспортном комплексе: Монография. – Ковров:

КГТА, 2006. – С. 18-26.

13. Кисин, И.Л. Информационная модель оптимального управления заявками на перевозки АТП в малом и среднем бизнесе [Текст] / И.Л. Кисин, Д.Ю. Полянский // Проблемы технической эксплуатации и автосервиса подвижного состава автомобильного транспорта: сб. науч. тр. – М.: «МАДИ», 2006. – С. 123-127.

14. Кисин, И.Л. Математическое и информационное обеспечение оптимального управления заявками на грузоперевозки [Текст] / Д.Ю. Полянский, И.Л. Кисин; под ред. Ю.А. Микипориса // Конструирование, управление и эксплуатация в транспортном комплексе: Монография. – Ковров: КГТА, 2006. – С. 27-37.

15. Кисин, И.Л. Система автоматизации управления перевозками на автотранспортных предприятиях [Текст] / Д.Ю. Полянский, И.Л.

Кисин; под ред. Ю.А. Микипориса // Конструирование, управление и эксплуатация в транспортном комплексе: Монография. – Ковров:

КГТА, 2006. – С. 4-17.

16. Кисин, И.Л. Оптимальное управление заявками на грузоперевозки на автотранспортном предприятии: Монография [Текст] / Д.Ю. Полянский, И.Л. Кисин. – Ковров: КГТА, 2007. – 128 с.