Adaptation of logistics network structures in emergency situations

Abstract

The subject of research in the article is the process of adapting topological structures of micrologistics networks under the negative influence of the external environment. The goal of the work is increasing the efficiency of technologies for rapid adaptation of logistics networks (LN) to the negative impacts of emergency situations by developing a mathematical model of their multi-criteria optimization under conditions of incomplete uncertainty of input data. The following tasks are solved in the article: analysis of the current state of the optimization problem in adapting topological network structures to the negative impacts of emergency situations; development of problem statements for rapid adaptation of topological network structures to the negative impacts of emergency situations; formalization of indicators for evaluating options for adapting LN structures to the negative impacts of emergency situations; development of mathematical models of multi-criteria optimization problems of topological structures under conditions of incomplete uncertainty of input data; development of an algorithm for comparing network construction options for interval-based input data. The following methods are used: systems theory, utility theory, combinatorial optimization, operations research, interval and fuzzy mathematics. Results. To achieve the goal, the formulation of tasks for rapid adaptation and reengineering of topological structures of networks to the negative impacts of emergency situations was developed; the formalization of indicators for evaluating options for adapting topological structures of networks to the negative impacts of emergency situations was performed; mathematical models of optimization problems of topological structures under conditions of incomplete uncertainty of input data were developed according to the indicators of the given costs, efficiency and time of network adaptation. An algorithm for comparing network construction options according to local and generalized criteria for interval-based estimates was proposed. Предметом дослідження в статті є процес адаптації топологічних структур мікрологістичних мереж в умовах негативного впливу зовнішнього середовища. Мета роботи – є підвищення ефективності технологій швидкої адаптації логістичних мереж (ЛМ) до негативних впливів надзвичайних ситуацій шляхом розробки математичної моделі їх багатокритеріальної оптимізації в умовах неповної невизначеності вхідних даних. У статті вирішуються такі завдання: аналіз сучасного стану проблеми оптимізації при адаптації топологічних структур мереж до негативних впливів надзвичайних ситуацій; розроблення постановок задач швидкої адаптації топологічних структур мереж до негативних впливів надзвичайних ситуацій; формалізація показників оцінки варіантів адаптації структур ЛМ до негативних впливів надзвичайних ситуацій; розроблення математичних моделей задач багатокритеріальної оптимізації топологічних структур в умовах неповної невизначеності вхідних даних; розроблення алгоритму порівняння варіантів побудови мереж для інтервально поданих вхідних даних. Використовуються такі методи: теорії систем, теорії корисності, комбінаторної оптимізації, дослідження операцій, інтервальної та нечіткої математики. Результати. Для досягнення мети було розроблено постановки задач швидкої адаптації і реінжинірингу топологічних структур мереж до негативних впливів надзвичайних ситуацій; виконано формалізацію показників оцінки варіантів адаптації топологічних структур мереж до негативних впливів надзвичайних ситуацій; розроблено математичні моделі задач оптимізації топологічних структур в умовах неповної невизначеності вхідних даних за показниками наведених витрат, оперативності й часу адаптації мережі. Запропоновано алгоритм порівняння варіантів побудови мереж за локальними і узагальненим критеріями для інтервально поданих оцінок.