Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

5.1: Вступ

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    9130

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Менеджери інфраструктури повинні приймати рішення на регулярній основі. Вони повинні приймати рішення про розподіл часу та інших організаційних ресурсів. Що стосується компонентів інфраструктури, керівники повинні приймати рішення про технічне обслуговування та реабілітацію в кожному плановому періоді. У багатьох випадках рішення про процедури застосування до певного інфраструктурного компонента може полягати в тому, щоб «нічого не робити», але керівнику доцільно приймати таке рішення свідомо, а не просто через відсутність нагляду. При тривалому погіршенні буде потрібно деяке технічне обслуговування або реабілітація, щоб запобігти виходу з ладу компонента.

    У цьому розділі розглядається використання оптимізаційних підходів для сприяння прийняттю рішень з управління інфраструктурою. Ніякого попереднього досвіду застосування формальних підходів до оптимізації не передбачається. Наша мета полягає не в тому, щоб охопити всі різні підходи до оптимізації, а проілюструвати, як оптимізація може бути використана для управління інфраструктурою. Ми не очікуємо, що читачі стануть експертами в оптимізації від читання цієї глави. Однак менеджер може ніколи не розробляти власні формулювання проблем оптимізації. Однак багато програм для управління активами включають підпрограми оптимізації, і менеджер, який використовує такі програми, повинен розуміти їх підхід. Крім того, оптимізація забезпечує корисний концептуальний підхід, який допомагає структурувати прийняття рішень, навіть якщо формальні процедури оптимізації не використовуються.

    Оптимізація була використана в численних додатках, які не обговорюються в цьому розділі. Зокрема, оптимізація використовується для сприяння плануванню виробництва, маршрутизації транспортних засобів, контролю запасів та інженерного проектування. Оптимізація також використовується для оцінки значень параметрів. Регресійні моделі, як обговорюється в розділі 4 про моделі погіршення, є формою оптимізації. Як один із прикладів, компанія UPS з доставки посилок використовує оптимізацію, щоб запропонувати маршрути транспортних засобів для їх доставки. Планування маршруту мінімізує витрати на водіння з точки зору часу та використання палива. Завдяки технології планування маршрутів, впровадженій у 2004 році, UPS щороку економила мільйон галонів палива (UPS 2016).

    Всі проблеми оптимізації мають деякі спільні риси. Користувачеві цікаво шукати максимальні (або мінімальні) значення для цільової функції. Для управління інфраструктурою мета може полягати в тому, щоб максимізувати середній стан компонентів або мінімізувати гроші, витрачені на технічне обслуговування та реабілітацію. Існує набір змінних рішення, отриманих при пошуку оптимізаційного рішення. Для управління інфраструктурою найпоширенішими змінними рішень є дії, що виконуються над конкретними компонентами, такими як варіанти реабілітації для різних ділянок дорожнього полотна. Існує набір обмежень, що накладаються на змінні рішення. Наприклад, може бути доступний бюджет на управління інфраструктурою, мінімально допустимий стан компонентів або вимога, щоб для кожного компонента був обраний один і тільки один варіант реабілітації протягом одного року. Нарешті, існує певний процес розв'язання (зазвичай називається алгоритмом рішення) для отримання оптимальних значень змінних рішення. На практиці проблеми управління досить великі, що для отримання таких рішень використовуються програмні пакети.

    Інженери та вчені вперше стикаються з оптимізацією в рамках вивчення числення. Зокрема, максимальні значення функції з єдиною змінною можна отримати, встановивши першу похідну в нуль і застрахувавши, що друга похідна функції позитивна:

    \[ \frac{d f(x)}{d x}=0, \frac{d^{2} f(x)}{d x^{2}}>0 \]

    Може бути одне значення x, яке максимізує рівняння, або може бути кілька значень.