К вопросу минимизации затрат в GERT-сетевых моделях транспортно-технологических циклов БПЛА

В статье рассматривается применение графоаналитического метода оценки и пересмотра планов для GERT-сетевого моделирования транспортно-технологических циклов беспилотных летательных аппаратов, применяемых в системе точного земледелия. Предложено формальное описание модели и алгоритм поиска оптимальной реализации транспортно-технологического цикла БПЛА, позволяющий минимизировать затраты на его выполнение с учетом характеристик производственных ситуаций, возникающих в системе точного земледелия при применении БПЛА. Метод формализации основывается на рассмотрении транспортно-технологического цикла БПЛА как ациклической GERT-сети с истоком и стоками. Так как рассматривается стохастическая динамическая структура транспортно-технологического цикла, то предусматривается возможность введения случайных событий при его реализации и выполнении нескольких последовательных циклов. При этом минимум возможных затрат при выполнении этих транспортно-технологических циклов должен удовлетворять критерию оптимальности. Предлагается, с учетом конечного числа этапов реализации транспортно-технологических циклов БПЛА, на этапе оптимизации перейти к сокращению затрат с помощью итерационной процедуры, в результате которой лицо, принимающее решение, используя решающую GERT-сеть, сможет выбрать реализацию транспортно-технологического цикла, минимизирующую затраты на его реализацию. В работе предложена алгоритмическая процедура, обеспечивающая выбор наилучшего возможного решения, что способствует повышению эффективности формирования, анализа и управления транспортно-технологическими циклами БПЛА, так как позволяет более полно учесть характеристики производственных ситуаций в системах точного земледелия с применением беспилотных летательных аппаратов.

1. Phillips D., Garcia-Diaz A. Fundamental of network analysis. Englewood Cliffs: Prentice-Hall; 1981. 495 p.

2. Kozlova M.F. Multi-stage analysis of business processes using GERT-networks. Молодежь. Общество. Современная наука, техника и инновации. 2021;20:343–345.

3. Андрющенко В.А., Скалозуб В.В. Метод структурного преобразования стохастических сетей для ГЕРТ-моделирования технологических и экономических процессов. Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта. 2008;23:167–170.

4. Зырянов А.А. Модель узла GERT-сети, описывающая разветвление хода бизнес-процесса по логическому «Или». Хвойные бореальной зоны. 2012;29(5-6):25–29.

5. Saramud M.V. et al. Development of methods for equivalent transformation of GERT networks for application in multi-version software. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2016;155:012015. DOI: 10.1088/1757-899X/155/1/012015.

6. Зырянов А.А., Доррер М.Г. Оценка показателей бизнес-процессов на основе GERT-сетей. Хвойные бореальной зоны. 2012;29(5-6):57–63.

7. Панфилова Т.А., Панфилов И.А., Золотарев В.В., Ковалев И.В., Сопов Е.А. Модель функционирования программной системы на основе GERT-сети. Сибирский журнал науки и технологий. 2017;18(4):773–778.

8. Доррер М.Г., Зырянов А. Оценка числовых характеристик GERT-сети на основе эквивалентных преобразований. Образовательные ресурсы и технологии. 2014;1(4):175–185.

9. Ковалев Д. И., Подоплелова В. А., Мансурова Т. П. GERT-анализ транспортных технологических циклов беспилотных летательных аппаратов. Информатика. Экономика. Управление. 2022;1(1):0110–0120. DOI: 10.47813/2782-5280-2022-1-1-0110-0120.

10. Kovalev I.V. et al. GERT analysis of UAV transport technological cycles when used in precision agriculture. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 2022;1076:012055. DOI: 10.1088/1755-1315/1076/1/012055.

11. Pregina K., Ramesh M. Stochastic Project Network Scheduling Technique for Construction Projects Using GERT. Advances in Construction Management. 2022;191:381–392. DOI: 10.1007/978-981-16-5839-6_33.

12. Neumann K., Schneider W. Heuristic algorithms for job‐shop scheduling problems with stochastic precedence constraints. Annals of Operations Research. 1999;92:45-63. DOI: 10.1023/A:1018955319343.

13. Neumann K. Stochastic Project Network: Temporal Analysis, Scheduling and Cost Minimization. Lecture Notes in Economics and Mathematical Systems. 1990;344:1–237.

14. Ермолаева Л.В., Сенашов С.И. GERT-сетевой анализ производственных процессов. Вестник СибГАУ. 2007;3(16):101–110.

15. Царев М.Ю., Царев Р.Ю., Шевчук С.Ф. Модификация ГЕРТ-сети для анализа временных характеристик сетевых моделей. Вестник СибГАУ. 2009;1(22-2):74–78.

16. Царев Р. Ю., Штарик А. В., Штарик Е. Н., Кочергина М. А., Панфилова Т. А. Анализ вероятностно-временных характеристик отказоустойчивого программного обеспечения распределенных вычислительных систем. Сибирский аэрокосмический журнал. 2012;4(44):64–70.

17. Чернега В.С., Тлуховская-Степаненко Н.П., Еременко С.Н., Еременко А.Н. Сетевая модель для оценки длительности медицинского технологического процесса лазерной контактной литотрипсии. Врач и информационные технологии. 2018;4:75–82.

18. Bill McPherson B. LIFO and FIFO: providing other methods for business students to take “inventory”. Journal of Behavioral Studies in Business. 2011;2:1–18.

19. Sembiring A.C. et al. Improvement of inventory system using First In First Out (FIFO) method. J. Phys.: Conf. Ser. 2019;1361:012070. DOI: 10.1088/1742-6596/1361/1/012070.

20. Замятина О.М., Тюльменков В.Н. Методы организации и алгоритмы адресной системы хранения. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2006;309(7):106–110.