Modelowanie przepływu ładunków w zastosowaniu do wyznaczania potencjału systemów logistycznych

W pracy przedstawiono problematykę optymalizacji potencjału systemów logistycznych. Opisano model systemu logistycznego opracowany przy uwzględnieniu problematyki przepływu strumieni ładunków w systemach logistycznych oraz specyfiki przekształceń, które są na tych strumieniach realizowane. Model ten umożliwia formułowanie zadań optymalizacyjnych oraz zależności symulacyjnych służących do wyznaczania potencjału systemów logistycznych. Opracowany model systemu logistycznego może być stosowany do analizy i wyznaczania potencjału systemów logistycznych różnych klas. Jego utylitarność nie ogranicza się do optymalizacji potencjału obiektów logistycznych typu magazyn czy terminal przeładunkowy. Może być również stosowany do wyznaczania potencjału przewozowego przedsiębiorstw w sferze zaopatrzenia lub dystrybucji, a także do optymalizacji potencjału transportowego i przeładunkowego oraz manipulacyjnego i składowego łańcuchów dostaw. W modelu tym mogą być odwzorowywane systemy logistyczne na różnym poziomie szczegółowości, przy czym procesy logistyczne mogą być odwzorowane z uwzględnieniem ich dynamiki oraz stochastycznego charakteru (umożliwia to podejście symulacyjne oraz dynamiczne). W teoretycznej części pracy zdefiniowano system logistyczny, zasoby logistyczne, zasoby systemu logistycznego, potencjał systemu logistycznego oraz jego optymalny potencjał. Podsumowano również przeprowadzoną analizę podejść stosowanych do wyznaczania potencjału systemów logistycznych lub do wymiarowania wybranych elementów potencjału tych systemów. Biorąc pod uwagę, że żadna z metod występujących w literaturze nie umożliwia optymalizacji potencjału systemu logistycznego, cel pracy sformułowano w sposób następujący: "uzyskanie modelu matematycznego systemu logistycznego, który przy uwzględnieniu przepływu ładunków pozwoli wyznaczyć optymalny potencjał systemu logistycznego". Następnie przedstawiono problematykę modelowania systemów oraz propozycję klasyfikacji modeli matematycznych. Dokonano też identyfikacji rodzajów systemów logistycznych i realizowanych w nich procesów obsługi strumieni ładunków oraz opisano nowe podejście do klasyfikacji przekształceń strumieni ładunków. Ponadto oceniono znaczenie potencjału systemów logistycznych dla ich efektywności oraz scharakteryzowano uwarunkowania jego wyznaczania. W analitycznej części pracy przedstawiono nowe podejście do odwzorowania systemu logistycznego i przekształceń strumieni ładunków w nim realizowanych. Scharakteryzowano i zapisano formalnie elementy modelu systemu logistycznego. Opisano przyjęte w nim odwzorowanie zadania logistycznego, zasobów logistycznych, struktury oraz charakterystyk elementów struktury systemu logistycznego. Zamieszczono również sformalizowany zapis proponowanych kryteriów optymalizacji potencjału systemu logistycznego oraz zmiennych decyzyjnych, które występują w tym zagadnieniu. Opracowane, z uwzględnieniem specyfiki systemów logistycznych, modelowe równania zostały sformułowane dla zadania statycznej optymalizacji potencjału systemu logistycznego, dla modelu symulacyjnego doboru potencjału systemu logistycznego oraz dla zadania dynamicznej optymalizacji potencjału systemu logistycznego. Ze względu na złożoność obliczeniową dla modelu dynamicznego opracowano algorytm heurystyczny, zaś dla modelu statycznego i symulacyjnego - algorytmy dokładne. Weryfikację opracowanego modelu optymalizacji potencjału systemu logistycznego przeprowadzono na rzeczywistych systemach logistycznych typu terminal przeładunkowy, obiekt magazynowy oraz podsystem obsługi transportowo-magazynowej przedsiębiorstwa. Specyfika zbadanych przypadków pozwoliła sformułować wniosek dotyczący możliwości zastosowania takiego podejścia do optymalizacji systemów logistycznych różnych klas, przy uwzględnieniu różnych uwarunkowań dotyczących dokładności odwzorowania procesów logistycznych.

---

This monograph presents the problem of optimizing logistics systems potential. It describes the model of logistics system developed with regard to problems of material flows within logistics systems and specificity of transformations performed on these flows. The model allows to formulate optimization tasks and simulate dependences to determine the technical potential of logistics systems. The developed model of a logistics system can be applied for analysis and finding potential of logistics systems of different classes. Its applicability is not only limited to optimization of potential of logistics facilities, such as warehouses or transshipment terminals. It can also be used to determine carriers transport capacity within supply or distribution areas, as well as to optimize to transport and transshipment capacities or material handling and storage potentials in supply chains. Logistics systems in the proposed model can be mapped at different levels of detail, where logistics processes can be represented taking into account their dynamics and stochastic nature (this enables simulation and dynamic approach). The theoretical part of the monograph presents definitions of logistics system, logistic resources, logistics system resources, potential of logistics system, and optimal potential of logistics system. The effects of analysis of approaches used to determine the potential of logistics systems or to size selected components were summed up. Taking into account that no method outlined in literature can optimize the potential of logistics system, the main goal of this work was established as "obtaining a mathematical model of a logistics system which will allow to determine the optimal potential of the logistics system". Then it presented the problems of systems modeling and proposed a classification of mathematical models. Identification of types of logistics systems and specificity of cargo handling processes in these systems with a new approach to classification of these processes were given. Moreover, the assessment of importance of logistics systems potential for their efficiency and conditions of its determination were presented. The analytical part of the study consists of a new approach to mapping a logistics system and material flow transformations carried in the system. It provides the characteristics and formal descriptions of elements of the logistics system model and describes the representation of the logistics task, logistics systems resources, logistics system structure and characteristics of the elements of the logistics system structure. The author discusses a formalized description of the proposed criteria to optimize logistics system potential and decision variables assumed in the task. The model equations developed with regard to specificity of logistics systems were formulated for the task of static optimization of the logistics system potential, for simulation model of selecting potential, and for the task of dynamic optimization of logistics system potential. Due to the calculation complexity, the dynamic model was supported with heuristics and for static and simulation models, accurate algorithms were obtained. Verification of the proposed approach to optimize the potential of logistics system was done on real logistics systems, such as transshipment terminal, warehouse and a transport and storage subsystem of a selected company. The specificity of the examined cases can lead to conclusions about the applicability of the proposed approach to optimization of logistics systems of different classes, taking into account the various conditions on the accuracy of the mapping processes in logistics systems.