Rozvrhovanie a logistika


Základné údaje       Prednášky      Cvičenia      Spôsob hodnotenia        Literatúra


Základné údaje o predmete:

Rozsah: 2 h. prednáška a 1 h. cvičenie týždenne – zápočet a skúška (6 kreditov)
Určený pre: povinne voliteľný predmet pre 2. ročník bakalárskeho štúdia – letný semester, študijný program Hospodárska informatika
Prerekvizity: žiadne
Prednášajúci: prof. Ing. Ján Paralič, PhD., e-mail: jan.paralic at tuke.sk
Cvičiaci: doc. Ing. Peter Butka, PhD. e-mail: peter.butka at tuke.sk

Anotácia: Po úspešnom absolvovaní tohto predmetu získajú študenti základné vedomosti a zručnosti potrebné pre formuláciu a riešenie rozhodovacích úloh výrobnej logistiky a rozvrhovania. Študenti sú zoznámení so základnými modelmi a technikami operačného výskumu používanými na riešenie logistických úloh ako napr. alokačné a distribučné úlohy, rozvrhovanie, optimalizácia skladových zásob, t.j. základy ekonomického riadenia. Študenti vedia tvorivo aplikovať získané poznatky, využívať systémový prístup pri analýze úloh rozvrhovania a logistiky a pri ich riešení vhodne použiť vybrané softvérové nástroje.


Špecifické ciele vyučovacieho predmetu:
Špecifické ciele k jednotlivým témam učiva sú uvedené v poslednom stĺpci tabuľky Prednášky. Tieto špecifické ciele odrážajú nielen náplň prednášok (ide o špecifické ciele na úrovni zapamätania, resp. porozumenia), ale aj náplň cvičení (špecifické ciele na úrovni aplikácie až syntézy)

 


Prednášky – ďalšie podklady sú priebežne zverejňované v MS Teams

Téma číslo

Náplň prednášky

Rozsah (hod.)

Špecifické ciele

1.

Úvodná prednáška

  • obsah a ciele predmetu, 
  • štruktúra činností výrobnej logistiky a základné triedy úloh ktoré rieši,
  • definície základných pojmov (výrobná logistika, operačný výskum), 
  • metódy: operačný výskum, miesto umelej inteligencie pri riešení logistických úloh. 

1

·        Vlastnými slovami definovať pojmy výrobná logistika, operačný výskum,

·        načrtnúť schému štruktúry činností výrobnej logistiky v podniku a opísať jej jednotlivé bloky, 

·        vymenovať jednotlivé typy úloh riešené v rámci logistiky,

·        vymenovať metódy používané na riešenie úloh logistiky, zhodnotiť ich význam pre jednotlivé typy úloh. 

2.

Základné metódy operačného výskumu

  • úlohy lineárneho programovania, 
  • spôsoby riešenia týchto úloh - graficky, princíp simplexového algoritmu, normovanie, 
  • ďalšie aspekty úloh lineárneho programovania,
  • úlohy celočíselného programovania, 
  • metóda vetvenia a medzí. 

3

·        Definovať úlohy lineárneho (LP) a celočíselného (CP) programovania,

·        popísať grafickú metódu a simplexový algoritmus,

·        formulovať základné typy logistických úloh ako úlohy lineárneho programovania a normovať ich,

·        aplikovať grafickú metódu na riešenie jednoduchých úloh LP, 

·        popísať metódu vetvenia a medzí a aplikovať ju na riešenie niektorých typických úloh CP.

3.

Alokačné problémy 

  • alokácia výrobného procesu do jedného miesta (pomerovo indexová metóda),
  • určenie optimálneho miesta pre distribučné centrum (pre rôzne mierky vzdialenosti, jeden bodový objekt), 
  • alokácia výrobného procesu do viacerých miest (priraďovací problém, kvadratický priraďovací problém),
  • zovšeobecnený distribučný problém. 

4

·        Definovať prebrané 4 základné typy alokačných problémov, 

·        popísať pomerovo-indexovú metódu a aplikovať ju na riešenie jednoduchej úlohy, 

·        stručne popísať spôsoby určovania optimálneho miesta pre distribučné centrum pre rôzne mierky vzdialenosti,

·        stručne popísať spôsoby riešenia priraďovacieho a kvadratického priraďovacieho problému, 

·        vymenovať a popísať 3 spôsoby riešenia zovšeobecneného alokačného problému.

4.

Rozvrhovanie 

  • plánovanie vs. rozvrhovanie
  • základné zložky rozvrhovacích úloh (stroje, úlohy)
  • ďalšie charakteristiky rozvrhovacích úloh (ohraničenia, zdroje)
  • typy rozvrhovacích úloh, 
  • rozvrhovanie na jednom stroji
  • rozvrhovanie na paralelných strojoch 
  • rozvrhovanie na dedikovaných strojoch (open shop, flow shop a job shop) 
  • metódy umelej inteligencie (CLP, evolučné algoritmy, simulované žíhanie)

8

·        Nakresliť schému operatívneho riadenia výrobného procesu a popísať jej jednotlivé bloky,

·        definovať základné typy rozvrhovacích úloh, popísať jednotlivé typy ohraničení, ktoré v nich môžu vystupovať,

·        vymenovať metódy, ktorými možno jednotlivé typy úloh riešiť a rozdeliť ich do skupín podľa zvolených kritérií,

·        popísať metódy riešenia jednostupňovej a viacstupňovej výroby,

·        vedieť popísať a aplikovať Jacksonov algoritmus, Johnsonov algoritmus, grafickú metódu na riešenie úloh job-shop na 2 procesoroch,

·        porovnať a zhodnotiť použitie jednotlivých metód umelej inteligencie na riešenie úloh rozvrhovania.

5.

Prognózovanie 

  • ciele a postup, 
  • rôzne modely časovej rady údajov, 
  • klasifikácia metód prognózovania, 
  • kvantitatívne metódy prognózovania, 
  • kvalitatívne metódy prognózovania, 
  • chyby prognózovania,
  • metódy umelej inteligencie na predikciu.

2

·        Definovať ciele a popísať postup pri prognózovaní,

·        rozdeliť jednotlivé metódy prognózovania, 

·        definovať časovú radu údajov, dôležité faktory pri jej tvorbe,

·        vymenovať a načrtnúť jednotlivé modely chovania časovej rady údajov,

·        popísať kvantitatívne metódy prognózovania a vedieť ich aplikovať na riešenie úloh,

·        vymenovať a popísať kvalitatívne metódy prognózovania, zhodnotiť ich výhody a nevýhody,

·        definovať chybu prognózovania a vymenovať kritériá hodnotenia presnosti prognózovania,

6.

Plánovanie výrobných kapacít 

  • určenie veľkosti výrobnej kapacity, 
  • určenie kapacitnej stratégie, 
  • kapacitné vyváženie výrobného procesu.

1

·        Definovať cieľ a úlohy plánovania výrobných kapacít,

·        definovať potrebné pojmy pre určenie veľkosti výrobnej kapacity, 

·        načrtnúť priebeh závislosti jednotkových nákladov od veľkosti produkcie a závislosť spoľahlivosti od životnosti zariadenia,

·        popísať postup pre statický výpočet úzkeho miesta výrobného procesu,

·        definovať kapacitný vzťah a popísať typy kapacitných stratégií podniku,

·        vymenovať a popísať spôsoby pre kapacitné vyváženie výrobného procesu.

7.

Zákazková logistika 

  • schéma postupu pri spracovaní objednávok, 
  • evidencia objednávok, technické, technologické a ekonomické posúdenie, 
  • agregované (kapacitne) plánovanie, 
  • kumulácia, dávkovanie,
  • operatívny manažment výrobného procesu.

1

·        Definovať ciele zákazkovej logistiky,

·        vysvetliť základné kroky postupu pri spracovaní objednávok,

·        načrtnúť priebeh závislosti nákladov (na skladovanie, zoraďovanie strojov, celkové) od veľkosti dávky a vypočítať optimálnu veľkosť dávky.

8.

Zásobovanie 

  • zásoba, zásobovanie, typy modelov riadenia zásob 
  • vybrané statické modely zásobovania
  • vybrané dynamické modely zásobovania 

2

·        Definovať cieľ zásobovania a jednotlivé typy nákladov,

·        klasifikovať matematické modely zásobovania a stručne charakterizovať jednotlivé typy,

·        opísať vlastnosti (vrátane funkcie nákladov) a nakresliť priebeh stavu zásob u prebraných modelov zásob.

9.

Úlohy s ohraničeniami

  • hlavné aplikačné oblasti
  • základné definície (úlohy s ohraničeniami, domény, ohraničenia a ich typy)
  • grafická reprezentácia úloh s ohraničeniami (CSP) 
  • čo znamená riešiť CSP, ukážky jednoduchých úloh
  • riešenie CSP s konečnými doménami: redukčné algoritmy, prehľadávacie algoritmy, kombinované algoritmy
  • logické programovanie ohraničení (CLP) - princípy a základné prístupy
  • Jazyk ECLiPSe - ukážky spôsobu riešenia CSP (aj optimalizačných) v tomto jazyku

2

·        Definovať úlohy s ohraničeniami (CSP), typy premenných, typy  ohraničení, čo to znamená riešiť CSP a grafické znázornenie CSP,

·        popísať základné prístupy k riešeniu CSP nad konečnými doménami, 

·        vysvetliť fungovanie algoritmu hranovej konzistencie a algoritmus spätného prehľadávania na konkrétnom príklade,

·        charakterizovať základné princípy CLP, z ktorých technológií vychádza a aké základné prístupy v rámci CLP existujú,

·        aplikovať CLP v rámci jazyka ECLiPSe na riešenie CSP aj jednoduchých optimalizačných (najmä logistických) úloh.

 


Približný plán cvičení  – ďalšie podklady sú priebežne zverejňované v MS Teams

Týždeň semestra

Obsah cvičenia

Podklady k cvičeniam

2.

Úvodné cvičenie

  • popis náplne cvičení
  • podmienky udelenia zápočtu

Lineárne programovanie 1.

  • riešenie grafickou metódou (pre jednoduché dvojrozmerné úlohy)

Príklady2.pdf 
finančné plánovanie, zmiešavací problém,  
investičný problém

Ďalšie príkladyLP-priklady.pdf 
zloženie stravy, zmiešavací problém, 
zloženie zliatiny 

Príklady3.pdf 
priraďovací problém, 
tri verzie distribučného problému

3.

Lineárne programovanie 2.

  • návrh lineárneho programu pre zložitejšie slovne zadané úlohy
  • ukážky riešenia v jazyku R 

5.

Celočíselné programovanie a alokačné úlohy

  • riešenie rôznych typov úloh CP (napr. aj priraďovací a distribučný problém)
  • ukážky riešenia úloh CP v jazyku R

8.

Ďalšie metódy 

  • metóda vetvenia a medzí
  • metóda CRAFT (kvadratický priraďovací problém)

pr02.pdf


prednaska03.pdf

9.

Rozvrhovanie 1.

  • Riešenie rôznych úloh rozvrhovania (na jednom procesore, na viacerých paralelných procesoroch)

prednaska04.pdf

10.

Rozvrhovanie 2.

  • Riešenie rôznych úloh rozvrhovania (na viacerých dedikovaných procesoroch - špeciálne prípady flow shop a job shop).

11.

Zápočtová písomka

 

 


Spôsob hodnotenia


Literatúra

  1. Paralič, J.: Rozvrhovanie a logistika. Equilibria, s.r.o., Košice, 2010, 94 s.
  2. Mach, M., Paralič, J.: Úlohy a ohraničeniami - od teórie k programovaniu. Elfa, 2000, ISBN 80-88964-48-2, 217 s.
  3. Paralič: Riešenie úloh rozvrhovania logickým programovaním ohraničení, dizertačná práca, Technická univerzita Košice, Máj 1997.
  4. Dupaľ, A., Brezina, I.: Logistika v manažmente podniku. Sprint, Bratislava, 2005, ISBN 80-89085-38-5, 326 s.
  5. Malindžák, D.: Výrobná logistika I, 1996.
  6. Dudorkin: Operační výzkum, Praha 1993.