Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Особенности транспортно - технологического процесса в лесопромышленном комплексе
1.1 Структура, отличия и значение лесной промышленности 9
1.2. Производственный цикл и технологии лесозаготовок 11
1.3. Оптимизация лесных грузопотоков лесозаготовительного предприятия 13
1.4. Виды моделирования процессов 14
1.5.Особенности математического моделирования транспортно-технологического процесса лесного комплекса 17
1.6. Роль системного подхода при моделировании транспортно технологического процесса лесозаготовительного предприятия 19
1.7. Принципы системности при анализе транспортно-технологического процесса 24
1.8. Существующие модели транспортно-технологического процесса лесного комплекса 25
1.8.1. Оптимизация грузопотоков древесины первичного лесотранспорта...26
1.8.2. Задача обоснования развития транспортной сети для единовременно вырубаемых лесосек 29
1.8.3. Создание буферных запасов и вопросы вывозки древесины 31
1.8.4. Учет особенностей природных факторов при планировании лесных грузопотоков 36
1.8.5.Логистика запасов и модель оптимального размера заказа 40
1.8.6. Модель оптимального размера заказа 41
1.8.7. Логистика складирования 44
1.8.8. Функционирование склада в логистической системе и организация оптимальной складской сети 45
1.8.9. Организация транспортного освоения арендуемых участков лесного фонда лесозаготовительного предприятия 47
1.8.10. Оптимизация транспортно технологического процесса лесозаготовительного предприятия л 50
1.9. Стохастичность в задачах оптимизации 54
1.10. Человеко-машинные процедуры в задачах принятия решений с несколькими критериями 56
Выводы по главе 1 58
Глава 2. Логистико-математическая модель транспртно-технологического процеса лесозаготовительного предприятия
2.1. Анализ транспортно технологического процесса лесозаготовительного предприятия 62
2.2. Логистика транспортно-технологического процесса 65
2.2.1 .Основные понятия логистики 65
2.2.2. Логистическая система транспортно-технологического процесс 69
2.2.3. Геоинформационные системы в лесопромышленной логистике 71
2.2.4. Сущность и задачи транспортной логистики в лесном комплексе 74
2.3. Логистико-математическая модель транспотрно-технологического процесса лесозаготовительного предприятия 82
Выводы по главе 2 94
Глава 3. Интерфейс интегрированной диалоговой системы планирования и управления транспортно-технологическим процессом лесозаготовительного предприятия
3.1. Особенности проектирования программного обеспечения информационных систем 97
3.2. Диалоговые системы и их назначение 97
3.3. Общие сведения о системе планирования, управления и контроля транспортно технологического процесса лесозаготовительного предприятия 98
3.4. Структура системы планирования, управления и контроля транспортно технологического процесса лесозаготовительного предприятия 99
3.5. Интерфейс пользователя интегрированной диалоговой системы и пример расчета транспортно технологического процесса лесозаготовительного предприятия 104
3.6. Проверка непротиворечивости работы интегрированной диалоговой
системы посредством численно-машинного эксперимента 106
Выводы по главе 3 119
Глава 4. Планирование и управление транспортно-технологическим процессом лесозаготовительного предприятия новгородской области с использованием интегрированной диалоговой системы ТТП
4.1 .Общая характеристика субъекта федерации 121
4.1.1 Краткая характеристика Новгородской области 121
4.2.Хозяйственный комплекс Новгородской области 123
4.2.1 Сельское хозяйство 125
4.2.2Лесной комплекс 126
4.2.3 Пути транспорта 127
4.3. Описание предприятия 129
4.3.1 Транспортно технологический процесс на ДЛТК 130
4.4. Анализ транспортно технологического процесса и его расчет при помощи программного средства 134
4.4.1 .Расчет транспортно технологического процесса 135
4.5. Рекомендации по оптимизации транспортно технологического процесса на ДЛТК 138
4.6. Экономическая эффективность от оптимизации ТТП на ДЛТК
Выводы по главе 4 141
Заключение 143
Библиографический список 145
- Роль системного подхода при моделировании транспортно технологического процесса лесозаготовительного предприятия
- Геоинформационные системы в лесопромышленной логистике
- Структура системы планирования, управления и контроля транспортно технологического процесса лесозаготовительного предприятия
- Рекомендации по оптимизации транспортно технологического процесса на ДЛТК
Введение к работе
Наша страна является крупнейшей в мире лесной державой, превосходящей остальные по запасам лесных ресурсов. Лесной потенциал РФ составляет более 20% от общих мировых ресурсов. Общий запас древесины составляет более 81 млрд. м3, в том числе спелых и перестойных лесов более 44 млрд. м3. Ежегодный прирост древесины составляет около 900 млн.м . Расчетная, лесосека составляет 551 млн. м . На Россию-приходится 22% площади сомкнутых лесов, 21% общего запаса древесины, 28% мирового годичного прироста и более половины всей мировой площади и запасов хвойных пород, пользующихся наибольшим спросом на мировом рынке лесопродукции.
Удельный вес лесопромышленного комплекса, в промышленности РФ, составляет чуть больше 4%. Лишь в отдельных регионах этот показатель колеблется от 10% до 50%). Отрасль располагает 3% основных фондов промышленности. Около 10%> от числа всех работающих в промышленности РФ - работают в лесной отрасли, а это более миллиона человек На более чем 20 тысячах предприятий, занимающихся лесопромышленной деятельностью. Предприятия лесопромышленного комплекса обеспечивают платежей в федеральный бюджет более 2%. Лесопромышленный комплекс (ЛПК) -это практически незадействованный потенциал экономики России. В настоящее время общий объем продукции ЛПК составляет около 10 млрд. долларов (по оценкам министерства природных ресурсов может достигать 100 млрд.).
Факторами, ограничивающими развитие лесозаготовок и лесоперерабатывающей промышленности является то, что довольно длительное время лесной комплекс существовал преимущественно на основе собственных, весьма ограниченных, ресурсов и был лишен рычагов для эффективного лоббирования своих интересов во властных структурах. Существующий низкий уровень централизованных капиталовложений в
лесной сектор, низкая плотность существующей транспортной сети и отсутствие ее развития, нерентабельность перевозки круглого леса на расстояния свыше 1000 км и пиломатериалов свыше 2500 км из-за высоких железнодорожных и автомобильных тарифов сдерживают дальнейшее развитие лесного сектора экономики. Так же ограничивающим фактором является резкий дисбаланс по имеющимся ресурсам древесины и их фактическим использованием между Европейской и Азиатской частью России. Представленные факторы являются определяющими при выявлении особенностей функционирования лесной отрасли. Осваиваются в первую очередь районы, где достаточно развита транспортная инфраструктура, либо в непосредственной близости существуют потребители сырья. Следует, что наиболее развита отрасль именно в приграничных районах РФ, как ориентированных на экспорт лесопродукции. Этим определяется характер и направление грузопотоков, наибольшая плотность которых достигается в Европейской части страны, что рождает проблему их ^правильной организации. Основными затратами в лесозаготовительном производстве являются затраты на транспорт, превышая 50% общих затрат. Для организации и управления лесными грузопотоками необходимо применение комплексного логистического подхода, анализ рынка потребителей, лесного фонда, а также транспортной инфраструктуры не только на региональном уровне, но и на уровне лесопромышленных предприятий, с целью максимизации отдачи от использования и расчетной лесосеки и сетей транспорта.
Цель настоящей работы - решение научной проблемы планирования транспортных грузопотоков на лесопромышленном предприятии в условиях многовариантности потребителей, транспортных путей, наличия перегрузочных пунктов, складов сезонного хранения, терминалов, видов транспорта с целью получения максимальной отдачи от транспортировки и максимально возможного экономического эффекта. В соответствии с этим сформулируем основные задачи исследования:
1. На основании анализа выявить особенности функционирования
транспортно-технологического процесса лесозаготовительного предприятия
на современном этапе развития.
2. Разработать системное описание транспортно-технологического
процесса лесозаготовительного предприятия в современных условиях
производственно-хозяйственной деятельности.
3. Разработать логистико-математическую модель транспортно-
технологического процесса лесозаготовительного предприятия с учётом
выявленных особенностей.
4. Разработать алгоритм оптимального планирования и управления
транспортными грузопотоками лесозаготовительного предприятия.
5. Разработать структуру математического и информационного
обеспечения системы планирования и управления транспортными
грузопотоками лесозаготовительного предприятия.
6.Создать интегрированную диалоговую систему планирования и управления транспортными грузопотоками лесозаготовительного предприятия, реализуемую на персональном компьютере.
7. Обосновать достоверность логистико-математи ческой модели транспортно-технологического процесса лесозаготовительного предприятия методом численного машинного эксперимента.
Апробация разработанных моделей и алгоритмов произведена на существующих лесозаготовительных предприятиях Новгородской области.
Роль системного подхода при моделировании транспортно технологического процесса лесозаготовительного предприятия
При заготовке древесины лесозаготовительным предприятием производственный цикл принято делить на следующие технологические стадии: - строительство и содержание лесовозных дорог; - валка деревьев, обрезка сучьев и раскряжевка; - трелевка древесины по волоку до погрузочной площадки у лесовозной дороги; вывозка древесины на склад предприятия (прирельсовую погрузочную площадку, терминал, потребителю - зависит от конкретных условий; - сортировка, штабелевка, отгрузка сортиментов потребителям; При организации лесозаготовительного процесса принципиальное значение имеет место и способ очистки деревьев от сучьев и их раскряжевка, для этого разработаны и применяются различные системы машин. В настоящее время наибольшее распространение получили две лесозаготовительные технологии: хлыстовая и сортиментная.
При хлыстовой технологии обрезка от сучьев происходит на лесосеке (на пасеке или погрузочной площадке), а затем древесина в хлыстах вывозится на склады предприятия, где осуществляется ее раскряжевка на сортименты и лесозаготовительный процесс завершается.
При сортиментной технологии получение круглых лесоматериалов — сортиментов, происходит на лесосеке. С лесосеки древесина может вывозиться как на склады предприятия, так и потребителям лесопродукции.
При оценке технологий по прямым эксплуатационным показателям выявлено, что затраты отличаются незначительно, однако хлыстовая технология предполагает дальнейшее проведение нижнескладских работ. Сортиментная же технология позволяет обеспечить непосредственно на лесосеке получение товарной продукции.
С точки зрения вывозки заготовленной древесины, применение хлыстовой технологии подразумевает вывозку на нижние склады, где производится раскряжевка и сортировка; такие склады, как правило, принимают все виды заготовленной лесопродукции, поэтому не существует проблемы — на какой склад с какой лесосеки вывозить лесопродукцию.
Применение сортиментной технологии усложняет задачу оптимального плана организации лесотранспорта, так как при данной технологии отсутствует централизованная схема нижних складов и значительно увеличивается номенклатура продукции на лесосеке. Применение данной технологии часто подразумевает организацию прямой вывозки лесопродукции потребителю, на терминал или погрузочную площадку железнодорожной станции. Количество потребителей, терминалов, погрузочных пунктов в данной задаче может быть достаточно большим, а объемы, требующиеся потребителям - существенно различаться. Часто возникает необходимость поставки одному потребителю, одного и того же вида продукции с разных лесосек, а с одной лесосеки - разным потребителям. Все это приводит к тому, что стандартные схемы организации лесотранспорта оказываются малоэффективными, а построение новых, эффективных методов, невозможно без применения современных методов математического моделирования и программирования.
Учитывая, что затраты на транспорт древесины в лесозаготовительном процессе весьма значительны, достигают 50% и более, а при использовании водного транспорта - до 90%, можно утверждать, что разработка метода поиска оптимального плана перевозок является актуальной задачей для лесной отрасли.
В связи с тем, что транспортно-техно логический процесс лесозаготовительного предприятия включает в себя множество трудно формализуемых звеньев и связей, для его исследования часто применяют различные описательные модели. Связано это с тем, что на приятие решения о перемещении лесных грузов, существенно влияют множество неопределенностей и случайных факторов, такие как сезонность, виды транспортных средств, колебание запасов лесопродукции, цен и тарифов. В области оптимизации транспортно-технологического процесса выполнено множество исследований. Значительные работы по обоснованию математических моделей и методов оптимизации процессов лесного комплекса, принадлежат таким ученым как: Алябьев В.И., Болдбаатар Ч., Большаков Б.М., Гладков Е.Г., Глотов В.В., Грехов Г.Ф., Гуров СВ., Ильин Б.А., Ковалев Р.Н., Коваленко Т.В., Редькин А.К., Салминен Э.О., Сарайкин В.Г., Стороженко С.С., Федоренчик А.С., и др.[2, 3, 4, 5, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 29, 36, 37, 46, 52, 53, 63, 67, 70, 71, 74, 75, 81, 82, 83, 85,86,87].
Основные исследования транспортно-технологического процесса в анализируемых работах направлены на обоснование схем транспортного освоения лесных массивов, оптимизацию объемов заготовки, пропускных способностей терминалов, складов, погрузочных площадок и т.д. Во всех анализируемых работах транспортно - технологический процесс описывается той или иной математической моделью. Описание посредством математической модели имеет преимущество, выраженное в сжатости и четкости описываемой ситуации. Математическая модель может быть использована специалистами для прогнозирования критических ситуаций до их реального возникновения и принятия упреждающих действий, прогнозирование транспорта лесопродукции на различные временные интервалы, экспериментирования возможных ситуаций (часто эксперимент на реальных моделях либо практически не возможен, либо экономически не целесообразен). Модель дает в руки специалистов и руководителей средства, повышающие точность их суждений, распоряжений.
С целью обоснования описания транспортно-технологического процесса посредством модели и обоснования применения именно математического моделирования для описания и изучения процесса рассмотрим существующие виды моделирования систем и процессов.
Геоинформационные системы в лесопромышленной логистике
Пронумерованные вершины обозначают состояния системы, а стрелки - переход элементов системы из одного состояния в другое и тем самым характеризуют поведение системы. Соответственно в системе транспортно-технологического процесса лесопромышленного предприятия вершины - это пункты заготовки, склады, терминалы, пункты переработки, конечные потребители, стрелки перехода — это потоки грузов, информации, финансовых средств между элементами. Между вершинами возможно одновременно несколько видов связей и переходов, соответствующих потокам различных видов.
В организации лесозаготовительного предприятия присутствует иерархическая структура, то есть наличие подчиненности одних элементов перед другими, такая структура осуществляет декомпозицию системы в пространстве. Функционирование транспортно-технологического процесса лесного предприятия, определяется понятиями: цель, среда, состояние, поведение, процесс, равновесие, устойчивость, развитие. Применение понятия цели и связанных с ним_ понятий целенаправленности, целесообразности, целеустремленности сдерживается трудностью их однозначного толкования в конкретных условиях [74]. Целью системы лесозаготовительного предприятия является обеспечение бесперебойной работы во всех подсистемах, с учетом многообразия сопутствующих факторов (наличие нескольких видов транспортных средств, многопродуктивность перевозок, наличие терминалов, сезонность перевозок и др.) по критерию минимума затрат (максимума прибыли). Под состоянием системы принято понимать мгновенную фотографию, "срез" системы, остановку в ее развитии [11, 76]. Его определяют либо через входные воздействия (входную информацию) и выходные результаты (выходную информацию), либо через макропараметры, макросвойства системы (например, давление, производительность и др.) [76]. Система изменяется во времени при изменении ее параметров, мощности заготовок, загруженностью транспортной сети, потребности в продукции у потребителей. Любая система существует в собственной внутренней среде, а также в совокупности элементов природы, которые существуют вне среды и оказывают влияние на систему или сами находятся под ее влиянием. Что бы выделить систему из среды необходимо участие наблюдателя, отделяющего элементы системы от всех остальных, в соответствии с задачами исследования. В зависимости от уровня, на котором находится наблюдатель, объект исследования может выделяться по-разному и могут иметь место различные взаимодействия этого объекта с внешней средой [76]. В этой связи, актуальным видится вопрос об определении границ системы. Так, границы системы будут различны при рассмотрении процесса организации лесотранспорта внутри лесозаготовительного предприятия и при рассмотрении его же с учетом поставок конечным потребителям. Процессом называют - состояния системы, при котором упорядоченно или непрерывно изменяется некоторый параметр, который определяет свойства системы, например температура, давление, погрузка, разгрузка, транспортировка и т.д. Динамикой системы называют процесс ее изменения во времени. Для транспортно-технологического процесса характерным параметром является время. Если в процессе течения времени система обретает новые свойства, то говорят о развитии системы. Если в процессе жизни система переходит из одного состояния в другое, говорят о поведении системы, как о постоянно изменяющемся ее состоянии — погрузка, разгрузка, транспорт и т.д. Транспортно-технологический процесс необходимо анализировать разносторонне и комплексно, в связи с этим необходимо практически применять принципы системного подхода и системности. Под системным подходом понимают комплексные и многоаспектные исследования, проводящиеся с объектом, для того чтобы получить правильные представления о реальном объекте, выявить его новые свойства, лучше определить взаимоотношения объекта с внешней средой, другими объектами. В теории систем в последнее время системный анализ является наиболее конструктивным направлением [72]. Транспортно-технологический процесс лесозаготовительного предприятия надо рассматривать и как целое и как состоящее из отдельных частей. Предмет нужно исследовать с точки зрения внутреннего строения и его организации. Сформулируем общие положения (принципы), обобщающие опыт человека при исследовании сложных систем [76]: - принцип конечной цели: абсолютный приоритет конечной (глобальной) цели, - принцип единства: совместное рассмотрение системы как целого и как совокупности частей (элементов), - принцип связности: рассмотрение любой части совместно с ее связями и окружением, - принцип модульного построения: полезно выделение модулей в системе и рассмотрение ее как совокупности модулей, - принцип иерархии: полезно введение иерархии частей ТІ (или) их ранжирование, - принцип функциональности: совместное рассмотрение структуры и функции с приоритетом функции над структурой, - принцип развития: учет изменяемости системы, ее способности к развитию, расширению, замене частей, накапливанию информации, - принцип децентрализации: сочетание в принимаемых решениях и управлении централизации и децентрализации, принцип неопределенности: учет неопределенностей и случайностей в системе. Все принципы обладают очень высокой степенью общности. Для транспортно-технологического процесса лесного комплекса эти принципы конкретизируются естественным образом [73].
При исследовании транспортно-технологического процесса, из-за невозможности по разным причинам проведения натурного эксперимента, пользуются его описанием с точки зрения тех свойств, качество которых важно с точки зрения конкретной задачи, это описание называют моделью Работа с моделью предпочтительней, так как натурный эксперимент слишком сложен и трудоемок. Работа с моделью предполагает ее упрощение, при котором за ней закрепляются лишь те свойства, которые необходимы для целей рассмотрения.
Структура системы планирования, управления и контроля транспортно технологического процесса лесозаготовительного предприятия
Вопросами календарного планирования лесных грузов занимались такие ученые как Коваленко Т.В. и Климушев Н.К.
Календарное планирование и управление лесными грузопотоками требует согласования по времени и месту проведения лесосечных, лесотранспортных, погрузочно-разгрузочных работ и режима хранения получаемых лесоматериалов [34, 37].
Имеется годовой лесосечный фонд ЛЗП, подобранный на основе планов освоения арендуемого лесосечного фонда. Этот годовой лесосечный фонд включает в себя список лесосек, выделенных в рубку в расчетном году с их товарной оценкой и таксационными показателями, а также характеристиками грунтово-гидрологических условий местности.
Задача предполагает определение календарных сроков проведения лесосечных работ в каждой лесосеке, необходимости и продолжительности хранения заготовленного леса на верхнем складе, сроков "и объемов перевозки заготовленного леса на сезонный и нижний склад, а так же во двор потребителя. При этом должен оптимизироваться объем хранения древесины на верхнем, сезонном и нижнем складе с учетом потери качества лесоматериалов при продолжительном хранении в теплое время года. В качестве критерия используются приведенные затраты на лесозаготовки, погрузочно-разгрузочные работы и лесотранспорт, включая расходы на строительство и содержание технологических путей.
Имеется «портфель заказов» лесозаготовительного предприятия. На основе заключенных контрактов он определяет объем лесопродукции, сроки поставки, местоположение потребителей и пути лесотранспорта.
Математическая модель поставленной задачи имеет следующую целевую функцию: - объем леса, вырубленный в і-ой лесосеке и складируемый на ней для последующей вывозки; хІЬ хіг, Ху - объем леса, вырубаемый на і-ой лесосеке с доставкой соответственно на промежуточный склад, нижний склад и во двор потребителя; xkl, xkr, хщ - объем леса, вывозимый с верхнего склада соответственно на промежуточный склад, нижний склад и во двор потребителя; х1г, Х[,- — объем леса, вывозимый с промежуточного склада на нижний склад и во двор потребителя; xrj - объем леса, вывозимый с нижнего склада потребителю.
Для математического описания задачи введены следующие обозначения: - ликвидный запас в і-ой лесосеке; m - общее количество лесосек в расчетном году; Qk (k=l,4m) - объем сезонной заготовки и складирования леса на верхнем складе; qk - возможный верхний предел сезонной заготовки и складирования леса на верхнем складе, определяемый запасом ликвидной древесины на лесосеке а;; Si (1=1,4р) - сезонный объем хранения леса на промежуточном складе с верхним сезонным объемом хранения леса Si; р — количество сезонных складов; Nr (r=l,4d) - нижний склад с верхним предельным объемом сезонной переработки и хранения древесины Nr; d -количество нижних складов; Bj (j=l,4n) - потребители продукции с сезонным объемом потребления, предусмотренным контрактом на поставку древесины bj; п - количество потребителей; Cik, Сц, Сіг, Су, Ckb Ckr, Ckj, Qr, Су, Crj -удельные приведенные затраты на лесозаготовки и лесотранспорт на отдельных этапах технологического процесса.
Результатом решения задачи является определение календарных сроков планирования лесозаготовок в каждой лесосеке и сроков хранения заготовленного леса на верхнем складе, а также сроков и объемов вывозки леса на нижний склад. При этом оптимизируются ежемесячные объемы лесозаготовок с учетом ограничений, определяемых имеющимися ресурсами лесозаготовительного предприятия и поставками леса по заключенным контрактам. Эта информация является исходной для проектирования рациональных конструкций технологических путей (усов), обеспечивающих эффективное транспортное освоение всех лесосек годового лесосечного фонда.
Рассмотренная методика, как и предыдущие, довольно эффективна при планировании транспортно-технологического процесса непосредственно в рамках лесозаготовительного предприятия, но она не учитывает особенностей регионального управления транспортно-технологическими процессами лесопромышленных предприятий, находящегося на более высоком иерархическом уровне, при котором имеют большую роль такие особенности, как: - наличие большой номенклатуры перевозимой продукции; „ - перевозка лесной продукции различными транспортными средствами по дорогам общего пользования; - наличие запрещенных транспортных путей; - наличие нелинейных зависимостей затрат от расстояний и объемов перевозок грузов, а также постоянные изменения тарифов на перевозки; - складирование продукции на крупных лесоперевалочных терминалах с ограниченной пропускной способностью. Эти модели не позволяют производить стратегическое планирование региональных транспортно-технологических процессов лесных предприятий. В работах Гладкова Е. Г [19, 20, 21] опубликованы модели, минимизирующие совокупные затраты лесного комплекса, состоящие из дополнительных (к существующим) затрат на лесовыращивание в неспелых древостоях, затрат на лесосечные работы в рамках промежуточного пользования, затрат на транспортировку и строительство необходимых транспортных связей, затрат на обработку леса на нижних складах и в конечных пунктах потребления, затрат на закупку леса вне региона и его транспортировку по внутрирегиональной сети к потребителям. Эти модели не позволяют решать вопросы, связанные с перевозками лесопродукции от поставщиков к потребителям по дорогам общего пользования с использованием различных транспортных систем и учетом изменения транспортных тарифов. Они затрагивают проблемы регионального лесопользования и ориентированы на первичный транспорт лесопродукции.
Рекомендации по оптимизации транспортно технологического процесса на ДЛТК
Задачи оптимизации в основном являются детерминированными, так как считается, что вся исходная информация задана однозначно. В реальности такие модели часто не адекватны реальным процессам, так как достаточно сложно определить точные значения параметров. Это объясняется неполнотой и неточностью данных, на основе которых формируется модель. Это особенно характерно для транспортно-технологических процессов [42]. Наличие неопределенных факторов переводит задачу в новое качество: она из задачи нахождения оптимального решения превращается в задачу выбора решения в условиях неполной информации и неопределенности, обеспечивающего по возможности максимальное значение показателя эффективности [76].
Особенность задач стохастического программирования состоит в том, что некоторые параметры, входящие в целевую функцию и ограничения, накладываемые на решение, представляют собой случайные величины. Эти задачи более отражают реальные условия выбора решения, чем задачи в условиях полной определенности, что делает их более адекватными, но и более сложными с точки зрения их математического решения [91]. Иногда параметры модели носят вероятностный характер, представляют собой случайные величины с известными характеристиками или, .которые в принципе могут быть получены. Неточность задачи и ограниченность данных приводит к риску ошибок в решении.
Иногда всей имеющейся информации не хватает для того, чтобы говорить о характере изменения параметров модели, тем более законах распределения или других характеристик. Это приводит к неопределенности в принятии решений. С точки зрения исходных данных задачи стохастического программирования являются промежуточными между оптимизационными задачами, поставленными в условиях полной определенности, и в условиях неопределенности [76].
Основой для построения всех моделей стохастического программирования служит преобразование исходной задачи в вероятностной постановке в эквивалентную задачу, обладающую детерминированной структурой [30, 76, 90].
Стохастическое программирование исследует одношаговые и многошаговые задачи [29, 90]. Задачи, где решение выбирается один раз и не меняется при поступлении новой информации, считаются одношаговыми. Ограничения задачи в одних случаях могут выполняться при всех возможных значениях случайных параметров (жесткая постановка), а в других случаях требуется, чтобы вероятность попадания решения в допустимую область была не меньше заданной (модель с вероятностными ограничениями). В каждой конкретной задаче приходится специально оговаривать, что принимается под допустимым и оптимальным решениями [84].
Многошаговая задача характеризуется неоднократной корректировкой решения по мере получения дополнительной информации о развитии процесса. Для практических нужд многошаговые задачи более предпочтительны. Решение подобных задач часто сводят к решению обычных детерминированных, для этого случайные значения параметров заменяют их средними значениями. Такую замену допустимо делать, если случайные параметры мало отличаются от своих математических ожиданий. Оптимизация "в среднем" будет законной, если процесс обладает свойством повторяемости и недостаток показателя эффективности в одних случаях компенсируется его избытком в других. Использование критерия среднего значения предполагает возможность многократного решения одной и той же задачи, пока не будут получены достаточно точные расчетные формулы. Математически это утверждение выражается следующим образом [84,90]. Пусть х - случайная величина с математическим ожиданием /;/ и дисперсией о2. Если (х\,х2,...рсп) - случайная выборка объема п, то выборочное среднее по вероятности. То есть при существенном объеме выборки разница между выборочным средним и математическим ожиданием стремиться к нулю. То есть среднее значение допустимо использовать при многоразовом принятии решения. Если же необходимость в принятии решения встречается редко, то критерий среднего значения использовать недопустимо, так как решение не будет приводить к реальным результатам. Возникает необходимость введения критерия, в котором учитывается не только среднее значение, но также разброс возможных значений относительно среднего, т.е. дисперсия или среднее квадратическое отклонение. Возможным критерием, отвечающим этой цели, является комбинация математического ожидания и среднего квадратического отклонения [74].
При функционировании лесозаготовительного предприятия необходимо вести учет параметров его функционирования по различным критериям. Возникает задача принятия оптимального решения одновременно по нескольким критериям. Для задач, решение которых обусловлено применением многокритериальных методов характерно: - необходимость оценки решения с точки зрения -нескольких показателей, - необходимость оценивать решение в динамике, - оценивать решение при нескольких вариантах внешних условий, - оценивать решение совместными действиями нескольких людей, каждый из которых оценивает качество решения по своему критерию.
Как было сказано ранее, исследование транспортно технологического процесса должно проводиться по нескольким критериям. Существование решения, для которого все целевые функции принимают свои экстремальные значения, является редким исключением, поэтому с математической точки зрения задачи многокритериальной оптимизации являются неопределенными и решением может быть только компромиссное решение. Дейсвительно, при планировании транспортнотехнологического процесса лесозаготовительного предприятия, по критериям минимизации транспортных затрат и получения максимальной прибыли возможно добиться обоих целей, так как чем меньше затраты на транспортные операции (при равном обороте) тем больше чистая прибыль предприятия.
