Информационные технологии и платформы, обеспечивающие высокоскоростную доставку грузов на основе комплексной автоматизации и интеллектуализации проактивного управления функционально-устойчивыми интегрированными транспортно-логистическими и интеллектуальными информационными системами нового поколения

Актуальность и состояние исследований и разработок в области комплексной автоматизации и интеллектуализации проактивного управления интегрированными транспортно-логистическими и информационными системами

Актуальность выполненных исследований

Настоящий этап развития человечества характеризуется достаточно сложными и противоречивыми процессами перехода от индустриального к информационному обществу. При этом современный мировой рынок ориентируется на наиболее перспективные технологии, позволяющие в максимальной степени удовлетворить потребности клиентов. Данные технологии опираются на новые организационные формы интеграции производственных и транспортных систем, которые соответствуют динамике потребностей потенциальных покупателей и построены на принципах стратегического взаимодействия, специализации и кооперации.

Важная роль в указанных процессах отводится логистике, которая стала одной из высокоразвитых сфер науки, экономики и бизнеса, обеспечивающей постепенную трансформацию вертикально интегрированных компаний в интегрированные логистические сети, эффективность которых в значительной степени зависит от уровня информационного обеспечения взаимодействия участников логистических процессов. Одной из таких наиболее перспективных организационных форм современных производственно-транспортных сетей являются интегрированные транспортно-логистические системы — ИТЛС, в том числе и виртуальные предприятия — ВП, формируемые из географически распределенных независимых многопрофильных партнеров (реальных предприятий), объединенных в единую организационно-техническую структуру на основе информационно-телекоммуникационных технологий на время выполнения совместного заказа.

Всесторонний анализ процессов создания и функционирования современных ИТЛС показывает, что указанные организации как объекты управления характеризуются высокой структурной динамикой, вызванной многочисленными объективными (субъективными), внешними (внутренними) факторами или их комбинациями. На стратегическом уровне к их числу можно отнести — неопределенность целей как ИТЛС, так ИИИС, терроризм, пиратство, хищения, финансовые и политические кризисы, природные катаклизмы, на оперативно-тактическом уровне — это может быть неопределенность и внутренний дисбаланс спроса, технико-технологические отказы, человеческие факторы.

Поэтому на различных этапах жизненного цикла указанных систем необходимо каждый раз уметь оперативно формулировать и решать взаимосвязанный комплекс важнейших инженерно-экономических и технических задач многокритериального структурнофункционального анализа и синтеза их облика с учетом воздействия различных факторов неопределенности. К данным задачам, в первую очередь, могут быть отнесены: задачи выбора партнеров (например, производителей и поставщиков комплектующих изделий и конечной продукции); задачи конфигурирования заказа; задачи размещения заказа; задачи конфигурирования транспортной сети и информационно-технологических ресурсов.

При этом в настоящее время происходит дальнейшее развитие как логистических и соответствующих информационных технологий (например, на основе логистики знаний), так и новых схем взаимодействия участников рынка, при которых менеджерам, конструкторам и инженерам наряду с традиционными задачами конфигурирования внутри операционной деятельности каждого предприятия приходится решать уже задачи конфигурирования (синтеза) десятков, а иногда и сотен разнопрофильных организаций, входящих в различные бизнес-системы, в том числе и ИТЛС. Таким образом, уже известные модели взаимодействия бизнес-процессов «В2В», «В2С», должны быть в современных условиях дополнены новой бизнес-моделью «Х2Х» (бизнес-система «многие ко многим»).

В этих условиях глобальная цель логистики, уже как междисциплинарной науки, исследующей процессы конфигурирования и управления структурами интегрированных логистических сетей (цепей) производства и поставок продукции, состоит в разработке методологических и методических основ решения проблем минимизации совокупных затрат производителей товаров и услуг, а также их потребителей в конкурентных условиях современных рыночных отношений. Очевидно, что для достижения этой цели необходимо, в первую очередь, обеспечить взаимосвязанное, скоординированное функционирование рассматриваемых логистических сетей (ЛС). А это, в свою очередь, становится возможным при дальнейшем совершенствовании процессов управления указанными сетями на основе комплексной автоматизации и интеллектуализации данных процессов и создания соответствующих интегрированных интеллектуальных информационных систем (ИИИС) нового поколений, при разработке которых необходимо учитывать положительный опыт создания и эксплуатации в бывшем СССР многочисленных интегрированных автоматизированных систем управления (ПАСУ), которые в рамках зарубежной терминологии получили название корпоративных И С (КИС). При рассмотрении И АСУ было принято выделять несколько больших взаимосвязанных подсистем, которые, в свою очередь, сами представляли АСУ. К их числу относили — такие АСУ, как АСУ предприятия (АСУП), АСУ производственными процессами (АСУПП) и АСУ технологическими процессами. Перечисленным отечественным АСУ соответствуют следующие зарубежные аналоги ERP, MES и SCADA системы.

Анализ показывает, что в современных условиях умелое объединение возможностей и достоинств ИТЛС и ИИИС обеспечивает бесспорные преимущества на рынке, связанные со снижением общих затрат, объединением независимых рисков и повышением качества и гибкости функционирования соответствующей ТЛС сети в целом. Данные ИИИС также увеличивают производительность отдельных предприятий за счет привлечения ресурсов и конкурентных возможностей других участников. Таким образом, совместное обоснование облика функционально-устойчивых (ФУ)

ИТЛС и ИИСС, ориентированных на оптимизацию производственно-транспортных (логистических) процессов, является в настоящее время одной из наиболее актуальных научно-технических проблем современности. Применительно к РФ данная проблема приобретает особую актуальность в связи с разработкой и реализацией общенациональных проектов, направленных на создание трансконтинентальных транспортных коридоров, проходящих по территории нашей страны и связывающих Европейские и Азиатские государства.

Однако совместное обоснование (синтез) облика функционально-устойчивых ИТЛС и И ИИ С невозможно без соответствующей научно-методологической и методической проработки проблем структурно-функционального синтеза (конфигурирования и реконфигурирования) рассматриваемых систем и сетей. Это, в частности, обусловлено особенностями самой природы ИТЛС и ИИИС, сложностью их анализа и моделирования. Данные особенности, в первую очередь, связаны с тем, что ИТЛС и ИИИС функционируют в условиях ярко выраженной неопределенности поведения внутренних и внешних объектов и факторов, анализ и формализация которых представляют самостоятельную проблему. Также ИТЛС и ИИИС имеют высокую динамику изменений пространственно-временной структуры и состава (меняются продукция, поставщики, производители, грузоперевозчики, потребители, их географическое положение, условия их взаимоотношений и т.п.); функционируют в условиях жестких ресурсных ограничений, возрастающей скорости материальных, транспортных и финансовых потоков. Кроме того, в рамках ИТЛС и ИИИС решения принимаются каждым субъектом хозяйствования самостоятельно, при этом они имеют разнородные и даже антагонистические интересы (исполнитель и заказчик одновременно стремятся максимизировать свою прибыль от совместной сделки, в том числе и за счет своего партнера); затруднены возможности оперативного получения информации о логистических процессах и обеспечения требуемой степени ее полноты и достоверности (разнородная техническая и программная оснащенность средствами обработки информации, ограничения, вызванные необходимостью соблюдения конфиденциальности коммерческой информации, высокая степень зависимости свойств получаемой информации от квалификации и мотиваций персонала).

В настоящее время существует множество частных подходов к формализации и исследованию проблем анализа и синтеза (проблем конфигурирования) ИТЛС и ИИИС. Данные подходы, как правило, базируются либо на чисто содержательных (вербальных) моделях, либо на количественных моделях, описывающих рассматриваемую проблемную область. К последнему классу указанных моделей, в первую очередь, могут быть отнесены модели, используемые в исследовании операций, теории управления запасами, математической статистики. Однако, как показывает анализ, решение реальных задач конфигурирования ИТЛС и ИИИС, возникающих на практике, базируется в большей степени на разнородных и распределенных декларативных и процедуральных знаниях, и главная проблема, связанная со структурно-функциональным синтезом облика ИТЛС и ИИИС, состоит как раз в интеграции указанных знаний как на уровне бизнес-процессов, так и на уровнях соответствующих приложений и аппаратно-программных платформ с использованием современных интеллектуальных информационных технологий, инструментальных средств и, в конечном счете, информационных платформ и систем, базирующихся на концепциях повсеместных вычислений, коммуникаций и сервисно-ориентированного подхода.

С учетом вышеизложенного, цель выполненных и представленных в данном разделе исследований состояла в разработке методологических основ (принципы, концепции, подходы) и методических средств (модели, методы, алгоритмы и методики) обоснования наиболее перспективных путей совместного создания, применения и модернизации ИТЛС и ИИИС на основе реализации и дальнейшего развития научных и практических результатов, полученных авторами к настоящему времени в области системного моделирования, интеграции данных, информации и знаний, а также интенсивно развиваемой ими теории проактивного управления сложными объектами применительно к рассматриваемой предметной области.

Необходимость в разработке и развитии указанных методологических и методических основ и средств обусловлена:

• недостаточной проработкой (в отдельных случаях — отсутствием) методов и принципов построения интегрированных интеллектуальных ИС для решения актуальных и перспективных задач логистики на сетевом и межсетевом уровнях;

• • нескоординированным развитием и использованием существующих разнотипных автоматизированных систем управления (СУ) различных поколений на уровне отдельных субъектов хозяйствования, что может привести в будущем без соответствующей координационной политики к дополнительным проблемам и издержкам при их объединении не только в рамках единого корпоративного информационного пространства, но и при обычном информационном взаимодействии отдельных элементов логистических цепочек;
• • отсутствием конструктивных подходов к оцениванию эффективности использования информационных ресурсов при выполнении бизнес-процессов: современный рынок настоятельно требует уменьшения расходов на информационные технологии и системы, упрощения управления конфигурациями, более быстрого возврата инвестиций, высокой готовности и производительности ИС. Бизнес готов оплачивать равно столько ресурсов, сколько ему необходимо. Лишние ресурсы — это замороженные инвестиции и ресурсы (более того, потерянные ресурсы, учитывая быстрое моральное старение оборудования). Недостаточные ресурсы — это упущенная выгода.

Для достижения поставленной цели коллективом авторов на протяжении последних десяти лет был выполнен комплекс фундаментально-поисковых, фундаментальных и прикладных исследований, а также научно-технологических разработок в рамках следующих направлений:

• • системный анализ современных подходов к решению проблем анализа и синтеза (конфигурирования) интеллектуальных технологий и систем управления логистическими сетями и информационными системами в различных предметных областях и на различных этапах их жизненного цикла;
• • разработка требований к облику перспективных функционально-устойчивых интегрированных ТЛС и ИИС;
• • разработка концептуальных моделей процессов создания и развития перспективных функционально-устойчивых ИТЛС и ИИИС;
• • разработка и обоснование методологических основ (принципы, концепции, способы, подходы) решения проблем конфигурирования интеллектуальных информационных технологий и систем управления логистическими сетями;
• • разработка и обоснование облика модельно-алгоритмического и информационного обеспечения ИИИС;

• разработка и обоснование по этапам создания и развития интеллектуальных технологий и систем управления логистическими сетями.