VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

В данной статье кратко изложен анализ предметной области, выполненный в рамках дипломной работы на тему «Разработка прототипа мультиагентной системы оптимизации загрузки транспорта» (РГГУ, ФИСБ, 5 курс).

На первом этапе анализа предметной области необходимо провести анализ объекта автоматизации, а именно предприятия ООО «Экспресс».

ООО «Экспресс» - компания, которая занимается оптовой и розничной торговлей автомобильных запчастей. У предприятия имеется главное здание (офис), склад и специально оборудованный автомобильный парк.

На предприятии работает около 20 сотрудников, среди которых – генеральный директор, заместитель генерального директора, бухгалтер, 10 водителей, 6 менеджеров по продажам и один менеджер по логистике.

В автомобильном парке ООО «Экспресс» числится 7 машин:

1. Три машины Volkswagen Transporter T5 (объем грузового пространства 6,7 куб. м);

2. Четыре машины Peugeot Boxer fourgon (объем грузового пространства 11,5 куб.м).

Из-за увеличения количества заказов, а так же увеличения цен на топливо, транспортные тарифы и других факторов, для автоматизации процесса доставок для ООО «Экспресс» требуется разработать систему для оптимальной загрузки транспорта.

С целью анализа современного состояния рынка систем оптимальной загрузки транспорта и выбора оптимального пути был выполнен обзор продуктов-аналогов.

В настоящее время существует много программ по оптимизации загрузки транспорта, и множество логистических программ, рассчитывающих оптимальный маршрут доставок и осуществляющих планировку маршрутов. Рассмотрим некоторые из них.

Packer3d – единственная программа российских разработчиков, представленная на рынке.

Данная программа кроме обычной задачи расчета загрузки транспорта, способна учитывать, где должен находиться тот или иной груз, есть выбор направления загрузки (от кабины, от пола, от борта), компактизация груза при неполной загрузки.

Достоинствами Packer3d являются: русскоязычный интерфейс, возможность выбора транспортного средства, а так же создание базы данных грузов, 3D-модель варианта загрузки транспортного средства.

Главный недостаток программы – высокая стоимость. Полная версия программы – 65000 рублей (локальная) и 420000 рублей (сетевая).

TMS ORTEC TD (система управления транспортом ORTEC) - уникальное масштабируемое решение для оптимизации управления транспортной логистикой. Данная система обеспечивает автоматизацию таких процессов, как планирование маршрутов, оптимизация загрузки и эксплуатации транспортных средств в условиях многопользовательской среды (несколько диспетчеров могут одновременно осуществлять планирование конкретного маршрута) [1].

Компания ORTEC - крупнейший разработчик решений для автоматизации транспортной логистики (Transportation management system), предлагает линейку продуктов для решения широкого спектра задач по оптимизации транспортной логистики, планирования маршрутов на стратегическом, тактическом и операционном уровнях [1].

Недостаток данной системы – высокая стоимость и отсутствие версий для тестового внедрения.

ABM Rinkai TMS — система для оптимизации транспортной логистики. Данная система специализируется в большей степени на оптимизации транспортных маршрутов, позволяя значительно снизить транспортные затраты.

Возможности системы ABM Rinkai TMS [4]:

1. Создание оптимального маршрута для всех транспортных средств из автопарка для выполнения необходимого количества заказов.

2. Учет разных факторов при создании маршрутов: расстояние между пунктами отправки и доставки, стоимость использования автомобилей, характеристики грузов и транспорта, время загрузки/выгрузки и другие

3. Анализ использования транспорта, временных окон и затрат времени на точках

4. Мобильное приложение для водителей

5. Интеграция с любой учетной системой

Недостатки системы ABM Rinkai TMS: данная программа направлена только на планирование максимально удобного маршрута, практически совсем не затрагивая именно загрузку транспортных средств.

Оптимум ГИС – геоинформационная система, состоящая из нескольких модулей, каждый из которых предназначен для решения определенных проблем транспортной логистики.

Решение Оптимум ГИС позволяет на 40% снизить транспортные издержки и уменьшить расходы компании. [5]

Основные возможности:

1. Автоматическое и ручное планирование оптимальных транспортных маршрутов.

2. Возможность передачи информации на мобильное устройство сотрудника и с маршрута в офис.

Преимуществом Оптимум ГИС является сочетание невысокой цены и количества предоставляемых функций, среди которых также есть функция распределение загрузки транспорта.

Помимо профессиональных программ автоматического планирования маршрута и оптимизации загрузки транспорта, существует много бесплатных он-лайн сайтов, где можно построить маршрут, либо рассчитать оптимальный вариант загрузки. Но для компании это не очень удобно, т.к. отсутствует возможность создания базы данных, просмотра прошлых загрузок и маршрутов.

На основе анализа объекта автоматизации и продуктов-аналогов были сформулированы требования к разрабатываемой системе.

Разрабатываемая система оптимальной загрузки транспорта должна полностью удовлетворять потребности всех её пользователей. Одним из требований является возможность работы нескольких групп пользователей с различным уровнем доступа. Рассмотрим, какие группы пользователей могут работать с данной системой:

• генеральный директор и заместитель ген. директора - руководящие должности на предприятии;

• менеджер по логистике – сотрудник, в чьи обязанности входит составление оптимального расписания доставок.

• менеджеры по продажам – сотрудники, в чьи обязанности входит прием заказов на услуги и контроль доставок.

Первые две группы пользователей должны обладать полными правами доступа к системе.

Группа пользователей, в которую входят менеджеры по продажам, должна иметь возможность только просматривать уже существующие маршруты и загрузки без возможности новых расчетов, а также возможность просматривать сведения о транспортных средствах.

Заказчиком были сформулированы следующие требования к системе:

• возможность просмотра сведений о транспортных средствах (объем грузового пространства, размеры машины, расход топлива);

• возможность просмотра сведений о товарах (размер, вес, объем);

• расчет оптимального размещения грузовых мест в транспортном средстве при условии обеспечения оптимальной загрузки и сохранности груза;

• составление удобного маршрута для водителей, учитывающий возможные изменения.

После выявления требований к разрабатываемой системе необходимо выбрать технологии, которые будут применяться при разработке системы. Это могут быть как традиционные автоматизированные информационные технологии, так и интеллектуальные информационные технологии.

Использование классических автоматизированных информационных технологий при решении современных задач не всегда приводит конечному решению, удовлетворяющему поставленным критериям. Вместе с тем применение интеллектуальных информационных технологий для решения этих же задач позволяет сократить время обработки входящих сигналов, а соответственно время принятия решений путем распараллеливания процессов. К одной из таких технологий относится мультиагентный подход к решению задач.

Суть мультиагентных технологий заключается в инновационном методе. Главное отличие мультиагентных технологий от классического метода – это взаимодействие множестве самостоятельных программных агентов. То есть, если при традиционной схеме построения программа движется по четко установленному алгоритму, и последующие действия зависят от предыдущих, то при мультиагентном подходе каждый агент может выполнять свое предназначение (функцию, действие) независимо от остальных [2].

Рис.1 Традиционное и мультиагентное построение программного продукта [2]

Исходя из вышесказанного, было принято решение выбрать мультиагентный подход для разработки описываемой системы.

Мультиагентность данной программы заключается в том, что в системе будет несколько агентов, каждый из которых будет иметь определенные обязанности. Например, агент, который отвечает за решения алгоритма оптимизации загрузки транспортного средства, или агент, который отвечает за доступ к базам данных транспортных средств или товаров. Некоторые агенты будут работать самостоятельно, некоторые агенты будут работать «сообща». Данный подход поможет увеличить производительность программы, а так же ускорит время работы системы.

Следующим этапом анализа предметной области стало описание отдельных оптимизационных задач, подлежащих решению в ходе работы над проектом. Проблемы принятия оптимальных проектных решений, возникающие в различных областях науки и техники, часто могут быть сформулированы как задачи дискретной оптимизации [3].

Первая задача, подлежащая решению – построение оптимального маршрута, с целью сократить время и расходы топлива. В этом случае специалисты сталкиваются с задачей о коммивояжере. Это одна из самых известных задач оптимизации, заключающаяся в отыскании самого выгодного маршрута, проходящего через указанные города хотя бы по одному разу с последующим возвратом в исходный город. В условиях задачи указываются критерий выгодности маршрута (кратчайший, самый дешёвый, совокупный критерий и так далее) и соответствующие матрицы расстояний и стоимости. Как правило, указывается, что маршрут должен проходить через каждый город только один раз.

Вторая задача - оптимальная загрузка транспорта (поместить как можно больше груза в как можно меньшее количество машин), в данном случае решается задача о рюкзаке, или, как еще ее называют, задачу о «ранце». В общем виде задачу можно сформулировать так: из заданного множества предметов со свойствами «стоимость» и «вес», требуется отобрать некое число предметов таким образом, чтобы получить максимальную суммарную стоимость при одновременном соблюдении ограничения на суммарный вес.

Таким образом, в данной статье приведен краткий анализ предметной области: описан объект автоматизации, приведен обзор продуктов-аналогов, сформулированы требования заказчика, выбрана технология разработки системы, кратко описаны задачи автоматизации, подлежащие решению.

Список источников литературы:

1. TMS ORTEC TD. URL: http://wms.korusconsulting.ru/products/tms-ortec/ (дата обращения 20.01.2015)

2. НОУ ИНТУИТ. Информационные технологии в управлении предприятием URL: http://www.intuit.ru/studies/courses/13833/1230/info (дата обращения 20.01.2015)

3. Д.И. Батищев, Е.А. Неймарк, Н.В. Старостин. Применение генетических алгоритмов к решению задач дискретной оптимизации – Нижний Новгород, 2007.

4. ABM Cloud Управление запасами, розницей, транспортом, Теория ограничений (TOC) - ABM Cloud URL: http://abmcloud.com (дата обращения 20.01.2015)

5. Автоматизация транспортной логистики, GPS / ГЛОНАСС мониторинг. ОПТИМУМ ГИС. Планирования маршрутов доставки URL: http://www.cdc.ru/solutions/optimum-gis/ (дата обращения 20.01.2015)

Код для цитирования: Скопировать