Multiagent modeling of production logistics in the creation of high-tech products

Abstract

Economic instability and stochastic behavior of the market lead to the need to develop new methods and mod-els to reduce the life cycle of high-tech products. Therefore, the urgent task is a detailed consideration and analysis of each main stage of the life cycle of creating complex technical products. The current study develops a method for optimizing production processes. The subject of research is a production planning and manage-ment as the main stage of the life cycle. The method proposed in the publication is based on the component ar-chitecture of the created innovative high-tech product, which is obtained because of decomposition at the ini-tial stage of design. Modern production is of distributed nature. While planning production, it is necessary to pay attention to the management and synchronization of material and other types of flows in the logistics chain of distributed production. To form a set of basic and subsidiary operations of distributed production, it is nec-essary to consider the logistical features, the level of decomposition of the component architecture of the cre-ated product, as well as the type of component in the production cycle. Logistics operations are conducted fol-lowing the requirements for the relevant indicators, namely, the cost of the operation, quality, competitiveness, innovation, the risk of the operation. The main criterion for optimization is the duration of operations. The work uses multi-agent simulation modeling of a sequential logistics chain of production processes, as well as mathematical models and methods: system analysis, optimization using integer programming, multi-criteria optimization, and expert evaluations. The method reduces the duration of the production cycle for the manu-facture of individual components of the complex architecture of high-tech products by determining the optimal set of production and ancillary logistics operations for each component, considering the requirements for key production indicators, which minimize production time of high-tech products.

Економічна нестабільність і стохастична поведінка ринку призводять до необхідності розробки нових методів і моделей скорочення життєвого циклу високотехнологічної продукції. Тому актуальним є детальний розгляд та аналіз кожного основного етапу життєвого циклу створення складних технічних виробів. У даному дослідженні розроблено метод оптимізації виробничих процесів. Предметом дослідження є планування та управління виробництвом як основний етап життєвого циклу. Запропонований у публікації метод ґрунтується на компонентній архітектурі створюваного інноваційного високотехнологічного продукту, яка отримана внаслідок декомпозиції на початковому етапі проектування. Сучасне виробництво носить розподілений характер. При плануванні виробництва необхідно приділяти увагу управлінню та синхронізації матеріальних та інших видів потоків у логістичному ланцюзі розподіленого виробництва. Для формування набору основних і допоміжних операцій розподіленого виробництва необхідно враховувати логістичні особливості, рівень декомпозиції компонентної архітектури створюваного продукту, а також тип компонента у виробничому циклі. . Логістичні операції проводяться з дотриманням вимог до відповідних показників, а саме: вартість операції, якість, конкурентоспроможність, інноваційність, ризик операції. Основним критерієм оптимізації є тривалість операцій. У роботі використано багатоагентне імітаційне моделювання послідовного логістичного ланцюга виробничих процесів, а також математичні моделі та методи: системного аналізу, оптимізації за допомогою цілочисельного програмування, багатокритеріальної оптимізації та експертних оцінок. Спосіб дозволяє скоротити тривалість виробничого циклу виготовлення окремих компонентів комплексної архітектури високотехнологічної продукції шляхом визначення оптимального комплексу виробничих і допоміжних логістичних операцій для кожного компонента з урахуванням вимог до основних виробничих показників, які мінімізувати час виробництва високотехнологічної продукції.

Экономическая нестабильность и стохастическое поведение рынка приводят к необходимости разработки новых методов и моделей сокращения жизненного цикла высокотехнологичной продукции. Поэтому актуальной задачей является детальное рассмотрение и анализ каждой основной стадии жизненного цикла создания сложных технических изделий. В настоящем исследовании разрабатывается метод оптимизации производственных процессов. Предметом исследования является производственное планирование и управление как основной этап жизненного цикла. Предлагаемый в публикации метод основан на компонентной архитектуре создаваемого инновационного высокотехнологичного продукта, полученной в результате декомпозиции на начальном этапе проектирования. Современное производство носит распределенный характер. При планировании производства необходимо обратить внимание на управление и синхронизацию материальных и других видов потоков в логистической цепочке распределенного производства. Для формирования набора основных и вспомогательных операций распределенного производства необходимо учитывать логистические особенности, уровень декомпозиции компонентной архитектуры создаваемого продукта, а также тип компонента в производственном цикле. Логистические операции осуществляются с соблюдением требований к соответствующим показателям, а именно, стоимости операции, качеству, конкурентоспособности, инновационности, риску операции. Основным критерием оптимизации является продолжительность операций. В работе используется многоагентное имитационное моделирование последовательной логистической цепочки производственных процессов, а также математические модели и методы: системный анализ, оптимизация с помощью целочисленного программирования, многокритериальная оптимизация, экспертные оценки. Метод позволяет сократить продолжительность производственного цикла изготовления отдельных компонентов сложной архитектуры высокотехнологичных изделий за счет определения оптимального набора производственных и вспомогательных логистических операций для каждого компонента с учетом требований к основным производственным показателям, которые минимизировать сроки изготовления высокотехнологичной продукции.