Подавление влияния ограниченных внешних возмущений в системе управления запасами цепи поставок

Предложен подход к решению задачи построения стабилизирующего управления запасами в цепях поставок. Для подавления влияния возмущений, моделирующих изменения неизвестного, но ограниченного внешнего спроса, одновременно с обеспечением устойчивости замкнутой системы, применена методика инвариантных эллипсоидов, которая позволила сформулировать задачу в терминах линейных матричных неравенств, а синтез управления свести к последовательности задач одномерной выпуклой оптимизации и полуопределенного программирования.An approach to solving the problem of stabilizing inventory control synthesis for supply chains is proposed. To disturbances rejection simulating unknown but bounded external demand, while ensuring robust stability of the closed-loop system, was used the invariant ellipsoids technique, which allowed to formulate the control problem in terms of linear matrix inequalities. As a result the control synthesis problem was reduced to a sequence of onedimensional convex optimization problems and semidefinite programming

Reliability-based economic model predictive control for generalized flow-based networks including actuators' health-aware capabilities

This paper proposes a reliability-based economic model predictive control (MPC) strategy for the management of generalized flow-based networks, integrating some ideas on network service reliability, dynamic safety stock planning, and degradation of equipment health. The proposed strategy is based on a single-layer economic optimisation problem with dynamic constraints, which includes two enhancements with respect to existing approaches. The first enhancement considers chance-constraint programming to compute an optimal inventory replenishment policy based on a desired risk acceptability level, leading to dynamically allocate safety stocks in flow-based networks to satisfy non-stationary flow demands. The second enhancement computes a smart distribution of the control effort and maximises actuators’ availability by estimating their degradation and reliability. The proposed approach is illustrated with an application of water transport networks using the Barcelona network as the considered case study.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

Стабилизирующее управление запасами в сетях поставок с ограничениями в условиях неопределенного стохастического спроса

Рассматривается задача синтеза стратегии управления запасами в сетях поставок со структурными ограничениями в условиях действия неопределенного стохастического спроса. Закон управления строится в виде линейной обратной связи по отклонению текущего уровня запасов от страхового уровня, который вычисляется в режиме on-line на основании данных об объемах прошлых продаж. На основе метода инвариантных эллипсоидов задача представляется в терминах линейных матричных неравенств, а синтез управления сводится к задачам одномерной выпуклой оптимизации и полуопределенного программирования.The inventory control strategy synthesis problem in the supply network with structural constraints under an uncertain stochastic demand is considered. The control law is constructed in the form of linear feedback based on mismatch between the current state and safety stock level, which is calculated on-line on the basis of censored demand data. The control problem is represented in terms of the Linear Matrix Inequalities based on the Invariant Ellipsoids method, and the control synthesis is reduced to the Semi-Definite Programming and the one-dimensional convex optimization

Прогнозирующее управление распределенными сетями поставок в условиях неопределенности спроса

Рассмотрена задача синтеза стратегии управления запасами для распределенной сети поставок в условиях неопределенности спроса при наличии ограничений на переменные состояния и управления, а также транспортных запаздываний. Предложен подход, основанный на методе прогнозирующего управления и технике линейных матричных неравенств. Рассмотрено управление трехуровневой сетью поставок с пятью узлами.The problem of control strategy synthesis for distributed supply network with demand uncertainty, time delays and constraints on the state and control inputs is considered. The approach based on the Model Predictive Control and techniques of Linear Matrix Inequalities is proposed. The three-tier supply network control containing five nodes is examined

Построение математических моделей управляемых сетей поставок с учетом запаздываний потоков

Рассмотрена задача построения математических моделей управляемых сетей поставок в условиях неопределенного внешнего спроса при наличии ограничений на состояния и управления, а также транспортных запаздываний. С помощью модели дискретной задержки получена дискретная модель сети поставок с запаздываниями управляемых потоков, на основе которой построена «расширенная» модель без запаздываний и «мгновенная» модель, у которой запаздывания равны нулю. Предложенный подход позволяет сформулировать задачу проверки условия существования и задачу формирования стратегии управления запасами в сетях поставок, которая гарантирует полное и своевременное удовлетворение внешнего спроса, как задачи линейного программирования. Первая из них решается в режиме off-line до начала процесса управления, а вторая — в режиме on-line для каждого дискретного момента времени. В качестве примера рассмотрена задача анализа и синтеза стратегии управления запасами для трехуровневой сети поставок, содержащей пять узлов.Розглянуто задачу побудови математичних моделей керованих мереж поставок в умовах невизначеного зовнішнього попиту за наявності обмежень на стани і управління, а також транспортних запізнювань. За допомогою моделі дискретної затримки одержано дискретну модель мережі поставок із запізнюваннями керованих потоків, на основі якої побудовано «розширену» модель без запізнювань і «миттєву» модель, в якій запізнювання дорівнюють нулю. Запропонований підхід дозволяє сформулювати задачу перевірки умови існування та задачу формування стратегії управління запасами в мережах поставок, яка гарантує повне і своєчасне задоволення зовнішнього попиту, як задачі лінійного програмування. Перша з них вирішується в режимі off-line до початку процесу управління, а друга — у режимі on-line для кожного дискретного момента часу. Як приклад розглянуто задачу аналізу та синтезу стратегії управління запасами для трирівневої мережі поставок, що містить п’ять вузлів.The problem of construction of mathematical models of controlled supply chains under the condition of an uncertain external demand with the presence of restrictions on the state and control, as well as transport delays, is considered. Using the model of the discrete delay a discrete model of supply chains with the controlled flows delays is received. On the basis of that model the «expanded» model without delays and a «moment» model, where the delay is equal to zero, are built. The proposed approach makes it possible to formulate the task of checking the conditions of existence and the task of forming the strategy of the inventory control in the supply chain, which guarantees the full and timely satisfaction of the external demand as a linear programming task. The first of them is solved in off-line mode before starting the process of control, and the second one is solved in on-line mode for each discrete instant of time. As an example, a problem of the analysis and synthesis of strategy of supplies control is consider for a three-tier supply chain, containing five knots

A distributed predictive control approach for periodic flow-based networks: application to drinking water systems

This paper proposes a distributed model predictive control approach designed to work in a cooperative manner for controlling flow-based networks showing periodic behaviours. Under this distributed approach, local controllers cooperate in order to enhance the performance of the whole flow network avoiding the use of a coordination layer. Alternatively, controllers use both the monolithic model of the network and the given global cost function to optimise the control inputs of the local controllers but taking into account the effect of their decisions over the remainder subsystems conforming the entire network. In this sense, a global (all-to-all) communication strategy is considered. Although the Pareto optimality cannot be reached due to the existence of non-sparse coupling constraints, the asymptotic convergence to a Nash equilibrium is guaranteed. The resultant strategy is tested and its effectiveness is shown when applied to a large-scale complex flow-based network: the Barcelona drinking water supply system.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

Inventory planning with dynamic demand. A state of art review

Proper inventory planning should incorporate factors changing over time, since static factors are not robust to this apparent variability. In models of inventories is necessary to recognize the great demand uncertainty. This paper reviews the state of the art of the most significant developments related to inventory models, especially those who consider dynamic demands in time. In addition, demand forecasting models and some techniques for optimizing inventories are analyzed, considering costs and service levels, among others. In the literature review, gaps have been identified related to the treatment of multivariate inventories as well as the use of Bayesian statistics for the purpose of optimization and the development of demand forecasts

Построение математических моделей управляемых сетей поставок с учетом запаздываний потоков

Рассмотрена задача построения математических моделей управляемых сетей поставок в условиях неопределенного внешнего спроса при наличии ограничений на состояния и управления, а также транспортных запаздываний. С помощью модели дискретной задержки получена дискретная модель сети поставок с запаздываниями управляемых потоков, на основе которой построена "расширенная" модель без запаздываний и "мгновенная" модель, у которой запаздывания равны нулю. Предложенный подход позволяет сформулировать задачу проверки условия существования и задачу формирования стратегии управления запасами в сетях поставок, которая гарантирует полное и своевременное удовлетворение внешнего спроса, как задачи линейного программирования. Первая из них решается в режиме off-line до начала процесса управления, а вторая — в режиме on-line для каждого дискретного момента времени. В качестве примера рассмотрена задача анализа и синтеза стратегии управления запасами для трехуровневой сети поставок, содержащей пять узлов

Design requirements for SRB production control system. Volume 5: Appendices

A questionnaire to be used to screen potential candidate production control software packages is presented