Адаптивні моделі та методи організації поставок в системах електронної комерції

Размещено на http://www.allbest.ru/

ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ

УДК 004.7: 519.86

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

АДАПТИВНІ МОДЕЛІ ТА МЕТОДИ ОРГАНІЗАЦІЇ ПОСТАВОК В СИСТЕМАХ ЕЛЕКТРОННОЇ КОМЕРЦІЇ

05.13.06 - автоматизовані системи управління та прогресивні інформаційні технології

БОРЯЧОК ВАЛЕРІЯ МИХАЙЛІВНА

Харків - 2007

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Харківському національному університеті радіоелектроніки, Міністерство освіти і науки України.

Науковий керівник:

Філатов Валентин Олександрович, доктор технічних наук, професор, Харківський національний університет радіоелектроніки, професор кафедри штучного інтелекту.

Офіційні опоненти:

Авраменко Валерій Павлович, доктор технічних наук, професор, Харківський національний університет радіоелектроніки, професор кафедри інформаційних управляючих систем;

Шеховцов Володимир Анатолійович, кандидат технічних наук, доцент, Національний технічний університет "ХПІ", доцент кафедри автоматизованих систем управління.

Провідна установа: Національний авіаційний університет, кафедра, комп'ютеризованих систем управління, Міністерство освіти і науки України, м. Київ.

Захист відбудеться "30" травня 2007 р. о 15-00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.052.01 у Харківському національному університеті радіоелектроніки за адресою: 61166, м. Харків, пр. Леніна, 14.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Харківського національного університету радіоелектроніки за адресою: 61166, м. Харків, пр. Леніна, 14.

Автореферат розіслано "28" квітня 2007 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Чалий С.Ф.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Мережа Інтернет починає привертати увагу все більшої кількості комерційних підприємств у всьому світі, у тому числі і в Україні, створюючи можливості розширення потенційного ринку збуту. Серед українських підприємців зростає розуміння, що Інтернет - перспективне середовище для ведення бізнесу, що потребує застосування мережевих інформаційних технологій. У зв'язку з розвитком сучасних технологій обробки та передачі комерційної інформації відбулися суттєві зміни можливостей ринку: учасники ринку стали взаємно доступними незалежно від територіального розташування партнерів, а швидкість укладання угод значною мірою почала визначатися розмірами та якістю партнерських мереж. Підтримка ринкових зв'язків та управління ресурсами у динамічному середовищі електронного бізнесу стали необхідністю, тому без застосування мережевих інформаційних технологій досягнення стійкості та конкурентоспроможності торговельних підприємств є неможливим.

Сучасні системи електронної комерції передбачають необхідність створення автоматизованої мережі бізнесу, важливою частиною якої є система організації поставок. Можливість створення різноманітних схем зв'язку між учасниками електронного бізнесу, які відповідають різним варіантам поставки та продажу, призвела до виникнення проблеми вибору найефективніших варіантів взаємодії на електронному ринку.

Перспективним напрямком підвищення ефективності таких систем є розробка та впровадження моделей і методів організації поставок в системах електронної комерції. Використання такого підходу дозволяє розв'язувати цілий ряд важливих практичних задач, характерних для функціонування систем електронної комерції різного призначення, зокрема: вибір ефективних моделей взаємодії на електронному ринку, пошук ефективних постачальників замовлень систем, прогнозування показників функціонування систем.

Різним аспектам вирішення цієї проблеми присвячені роботи Кантарович А.О., Кобелева О.А., Крупника О.В., Орлова Л.В., Резго Г.Я., Скіби В.І., Царьова В.В., Akkermans H., Alderson D., Award E.M., Dixit S., Gordijn J., Johnston W.E., Kosiur D., Lerning B.R., Prehofer С. та інших вчених.

Однак слід зазначити, що існуючі дослідження цієї теми ще не дозволяють запропонувати сукупність алгоритмічних і програмних засобів для організації поставок у системах електронної комерції різного призначення. Тому актуальною і доцільною є розробка нових науково обґрунтованих методів та адаптивних моделей організації поставок у системах електронної комерції. Задачі, які при цьому виникають, зумовили напрямок досліджень цієї дисертаційної роботи.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана відповідно до плану науково-дослідних робіт Харківського національного університету радіоелектроніки в межах держбюджетної теми № 196 "Розробка методів і інструментальних засобів структурно-параметричної ідентифікації моделей багатофакторного оцінювання і багатокритеріальної оптимізації" (№ ДР 0106U003175) розділу № 196-3 "Розробка моделей та засобів інформаційної технології автоматизованого проектування та управління організаційно-технологічними розподіленими системами", що виконується згідно наказу Міністерства освіти і науки України № 654 від 16.11.2005. Автор є одним з виконавців робіт з цієї теми.

Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є розробка методів та моделей організації поставок з використанням сучасних інформаційних технологій, реалізація яких дозволяє підвищити ефективність функціонування систем електронної комерції за умов невизначеності. Для досягнення цієї мети в роботі вирішуються такі задачі:

- аналіз існуючих систем електронної комерції;

- розробка моделі організації поставок на основі інтеграції розфарбованих і предикатних мереж Петрі;

- розробка методу оперативного вибору ефективних варіантів виконання замовлень в системах електронної комерції;

- розробка адаптивної математичної моделі прогнозування для системи електронної комерції з використанням нейромережевих технологій;

- розробка методу побудови системи електронної комерції за допомогою математичного апарата предикатних мереж Петрі;

- реалізація розроблених моделей та методів організації поставок в системах електронної комерції.

Об'єктом дослідження є процеси поставок в електронній комерції.

Предметом дослідження є методи та моделі організації поставок в системах електронної комерції.

Методи дослідження. Для вирішення поставлених задач використовувалися методи теорії адаптивних систем, теорії мереж Петрі, теорії штучних нейронних мереж та теорії нечітких множин.

Наукова новизна отриманих результатів. Вирішення поставлених задач дозволило автору одержати такі результати:

- вперше запропоновано математичну модель організації поставок у системах електронної комерції на основі інтеграції розфарбованих і предикатних мереж Петрі з урахуванням ступеня ризику, поданого лінгвістичною змінною, що дозволяє розширити функціональні можливості моделі та підвищити ефективність взаємодії суб'єктів системи;

- одержав подальший розвиток метод оперативного вибору ефективних варіантів виконання замовлень в системах електронної комерції, який на відміну від існуючих забезпечує адаптацію руху цих замовлень відповідно до можливих змін терміну поставки й вартості, що дозволяє підвищити ефективність організації поставок за умов невизначеності;

- удосконалено метод розробки систем електронної комерції на основі використання предикатних мереж Петрі, що дозволяє повніше враховувати множину факторів, які обумовлюють ефективність створення цього класу систем;

- удосконалено адаптивну модель прогнозування показників систем електронної комерції з використанням нейромережевих технологій, яка відрізняється від існуючих можливістю здійснювати прогноз за малими вибірками, що дозволяє збільшити точність результатів прогнозування показників функціонування систем електронної комерції за умов невизначеності.

Практичне значення отриманих результатів. Розроблені в дисертаційній роботі моделі та методи в системах електронної комерції можуть бути застосовані для розв'язання задач організації поставок, пов'язаних з вибором ефективних варіантів виконання замовлень, прогнозуванням тощо, які виникають під час функціонування таких систем за умов невизначеності, що дозволяє підвищити їх якість в порівнянні з відомими прототипами. Експериментальні дослідження оцінки працездатності запропонованих моделей та методів для організації поставок у сферах торгівлі та надання послуг підтверджують основні положення, що виносяться на захист.

Результати дисертаційної роботи були використані при розв'язанні задач обробки вхідних та вихідних потоків міжнародної пошти в автоматизованій системі обробки міжнародної пошти в бюро обміну України УДППЗ "Укрпошта", при створенні електронного магазину ПП "Ава", м. Харків, а також при підготовці курсів "Міжнародний маркетинг", "Системи електронної комерції" та "Електронна комерція" на кафедрах штучного інтелекту та економічної кібернетики Харківського національного університету радіоелектроніки, що підтверджено відповідними актами про впровадження.

Особистий внесок здобувача. Усі основні результати, що виносяться на захист, отримані автором особисто. У роботах, виконаних у співавторстві та опублікованих у спеціалізованих фахових виданнях, що входять до переліку, затвердженому ВАК України, автору належать: [1] - аналіз проблеми розвитку систем Інтернет-платежів; [4] - розробка моделі системи електронної комерції на основі предикатних мереж Петрі; [5] - розробка методу адаптивної маршрутизації в системах електронної комерції; [6] - аналіз існуючих систем управління ресурсами систем електронної комерції; [7] - розробка концептуальної моделі функціонування системи електронної комерції та моделі поставок на основі інтеграції розфарбованих і предикатних мереж Петрі.

Апробація результатів дисертації. Основні положення та результати дисертаційної роботи були представлені, доповідалися та обговорювалися на V та VI Міжнародних форумах "Радіоелектроніка та молодь в XXI столітті" (Харків, 2001 р., 2002 р.), VII, IX та X Міжнародних конференціях "Теорія та практика передачі, прийому та обробки інформації" (Харків - Туапсе, 2001 р., 2003 р., 2004 р.), Міжнародній науково-технічній конференції "Сучасні проблеми радіоелектроніки, телекомунікацій та комп'ютерної інженерії" (Львів, 2002 р.), Міжнародній науково-практичній конференції "Менеджмент малого та середнього бізнесу: проблеми, навчання, перспективи" (Севастополь, 2002 р.), II Всеукраїнській науково-технічній конференції "Актуальні проблеми та перспективи розвитку фінансово-кредитної системи України" (Харків, 2002 р.), II Міжнародній III Всеукраїнській науковій конференції студентів та молодих учених "Управління розвитком соціально-економічних систем: глобалізація, підприємництво, стале економічне зростання" (Донецьк, 2002 р.), II Міжнародній науково-практичній конференції "Сучасні інформаційні технології в економіці та управлінні підприємством, програмами та проектами" (Харків, 2004 р.), IV Міжнародній науково-практичній конференції "Дослідження та оптимізація економічних процесів "Оптимум 2003" (Харків, 2003 р.), VIII Міжнародній науково-технічній конференції CADSM 2005 "Досвід розробки та застосування приладо-технологічних САПР в мікроелектроніці" (Львів, 2005 р.).

Публікації. За темою дисертаційної роботи опубліковано 14 наукових публікацій, з них: 8 статей (три з яких одноосібно) у виданнях, що входять до переліку фахових видань, затвердженому ВАК України; 6 публікацій у збірниках праць та тез міжнародних науково-технічних конференцій, семінарів, форумів.

Структура та обсяг дисертаційної роботи. Дисертація складається із вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних літературних джерел зі 131 найменувань на 11 сторінках, 2 додатків на 12 сторінках. Робота містить 55 рисунків, 22 таблиці. Загальний обсяг роботи складає 173 сторінки, в тому числі 149 сторінок основного тексту дисертації.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі розкрито актуальність роботи, окреслено об'єкт і предмет дослідження, сформульовано мету, задачі дослідження та методи їх розв'язання. Визначено наукову і практичну цінність роботи, наведено відомості про апробацію, публікації і впровадження отриманих результатів.

Перший розділ роботи присвячено огляду літератури та визначенню основних задач і напрямків досліджень. Виконано аналіз існуючих систем електронної комерції, розглянуто інформаційні технології та моделі, які застосовуються в системах електронної комерції, відзначено необхідність підвищення ефективності організації поставок в цих системах.

Існуючим інформаційним технологіям і моделям, які використовуються на цей час у системах електронної комерції, властиві певні недоліки, зокрема, відсутність формалізованих засобів представлення середовища електронної комерції, ефективних методів, що забезпечують адаптивне функціонування цих систем, логістичного підходу до регулювання потокових процесів електронної комерції, а також механізмів вибору ефективних варіантів виконання замовлень у цих системах. Згідно з проведеним аналізом було визначено сукупність перспективних напрямків удосконалення організації поставок систем електронної комерції та сформульовано задачі дисертаційної роботи.

У другому розділі запропоновано концептуальний підхід до формалізації середовища електронної комерції, розроблено модель створення систем електронної комерції та модель організації поставок на основі використання розфарбованих і предикатних мереж Петрі, запропоновано метод оперативного вибору ефективних варіантів виконання замовлення в системах електронної комерції.

Розроблено концептуальну модель представлення середовища електронної комерції, яка дозволяє формально відобразити процес обміну ціннісними об'єктами між учасниками електронної комерції. Визначено основні структурні сутності концептуальної моделі та класифіковано об'єкти обміну між учасниками електронної комерції як фінансові, матеріальні та інформаційні.

Рис. 1. Модель потоків у системах електронної комерції

Побудовано модель потоків у системах електронної комерції, що відображає сукупність взаємодіючих суб'єктів та сегментів ринку системи, їх діяльність та процес руху ціннісних об'єктів між суб'єктами при функціонуванні системи електронної комерції. Модель потоків наведено на рис. 1.

У процесі створення систем електронної комерції доводиться розглядати сукупність задач, вибір раціонального способу розв'язання яких визначає ефективність створення та функціонування таких систем.

Модель процесу розробки системи електронної комерції можна відобразити кортежем:

, (1)

де Р - кінцева множина позицій, Т - кінцева множина переходів, ; A - множина дуг, що зв'язують вершини Р та Т, ; - множина вартісних характеристик переходів, ; - множина часових характеристик переходів, ; - функція ініціалізації, що визначає початковий стан системи.

Для задачі процесу розробки системи електронної комерції вибір шляхів на графі буде здійснюватися відповідно до критерію ефективності маршрутів:

, (2)

де - ефективний варіант процесу розробки системи електронної комерції; - варіант розробки системи електронної комерції з множини можливих варіантів; - множина можливих шляхів на графі; - функція, що визначає ефективність варіанту розробки системи.

Запропоновано такі правила інтерпретації компонентів мереж Петрі для процесу створення систем електронної комерції: множина позицій Р відповідає етапам або задачам створення системи; множина переходів Т відповідає певним діям, які спрямовані на розв'язання задач створення системи; множина дуг А відповідає зв'язкам, що існують між окремими етапами створення системи та діями з виконання відповідних задач; множина дозволяє оцінювати кожний перехід з погляду оцінки витрачених коштів та множина - з погляду витраченого часу .

Модель організації поставок у системах електронної комерції можна відобразити кортежем:

, (3)

де - кінцева множина кольорів, ; С - функція кольору маркера, яка ставить у відповідність кожній позиції мережі припустиму підмножину кольорів з ; Е - множина характеристик дуг, що обумовлюються значенням функції кольору та типом відповідної змінної , ; M0 - функція ініціалізації, яка задає початковий стан системи згідно з умовою ; - функція спрацьовування переходу згідно з умовою:

Var - множина змінних; - ступінь ризику, який визначається у нечіткому просторі станів на множині функцій належності ; - припустимий ступінь ризику.

Нечіткі змінні можуть відображувати погано формалізовані фактори, які впливають на розвиток процесів. У більшості практичних випадків лінгвістичні змінні можуть набувати значень:

де - константи, що визначаються апріорно з використанням експертних методів; x - незалежна змінна, яка визначає конкретне значення функції належності; - функція належності, яка визначена на інтервалі [0,1].

Функцію належності можна інтерпретувати як коефіцієнт упевненості, що відображає ступінь належності фізичної величини значенню лінгвістичної змінної.

Вибір шляхів на графі будемо здійснювати відповідно до критерію ефективності маршрутів:

, (4)

де - ефективний варіант маршруту замовлення; - маршрут замовлення за умов виконання обмежень на часові й вартісні характеристики переходів; - функція, що визначає ефективність маршруту виконання замовлення; - вартісна характеристика для кожного з переходів маршруту поставки, , , ; - часова характеристика максимальної затримки для кожного з переходів, .

Визначено такі правила інтерпретації компонентів розфарбованих мереж Петрі для побудови моделі організації поставок системи електронної комерції:

1. Множина позицій Р мережі відповідає умовам функціонування системи електронної комерції, що визначають можливість подальшої взаємодії між різними суб'єктами системи. Такими умовами в системі можуть бути: "товар замовлений", "товар оплачений", "товар відвантажений".

2. Множина переходів Т мережі відповідає певним діям, що переводять систему з одного стану в інший та спрямовані на управління ланцюгами поставок. Такими діями можуть бути: "вибір постачальника", "замовлення товару", "оплата доставки", "оплата митних витрат".

3. Множина дуг A мережі відповідає напрямку руху ціннісних об'єктів, обумовленого виконанням умов функціонування системи електронної комерції і дій по управлінню ланцюгами поставок.

4. Множина кольорів визначає типи об'єктів системи електронної комерції, обмін якими відбувається між суб'єктами в процесі функціонування системи. До такої множини кольорів слід віднести "замовлення постачальнику", "оплата товарів", "виконане замовлення".

5. Функція кольору С позначає кожну позицію кольоровою множиною таким способом, що кожен маркер, включений до р, повинен мати значення даних, що належать . Функція кольору визначає тип об'єктів, наявність яких необхідна для виконання відповідних умов організації поставок.

6. Функція спрацьовування переходу , визначає додаткові обмеження, які є необхідними умовами виконання подальших дій.

7. Множина характеристик дуг Е позначає кожну дугу через вираз типу та визначає сукупність ціннісних об'єктів, які беруть участь у обміні.

8. Множина змінних Var є сукупністю деяких параметрів, які визначають стан системи, наприклад: "номер замовленого товару", "постачальник", "вартість замовлення".

9. Множина змінних , які обумовлені предметною областю, є сукупністю деяких параметрів, наприклад, припустимого часу виконання дій з управління системою електронних поставок.

10. Функція ініціалізації M0 визначає множину маркерів у кожній позиції мережі, що відповідає початковому стану мережі.

Під час управління ланцюгами поставок відбувається рух потоків інформації (інформації про замовлення, інформації про ціни та наявність), матеріальних потоків (рух товарів), фінансових потоків (оплата за товар, оплата транспортних витрат, оплата страховим компаніям). Динаміка процесів на моделі визначається рухом маркерів з множини .

Основними етапами моделювання організації поставок на основі модифікованої розфарбованої мережі Петрі є:

1. Визначення структури мережі, що обумовлюється елементами Р, Т і A. На цьому етапі необхідно визначити умови P функціонування системи електронної комерції, сукупність дій T, спрямованих на управління системою, а також послідовність виконання умов і дій, тобто визначити можливі зв'язки A між певними умовами й відповідними діями руху, що моделюють напрямок руху ціннісних об'єктів під час функціонування системи.

2. Оголошення кольорових множин і змінних . На цьому етапі визначаються типи даних, які беруть участь у ціннісному обміні, кожному з яких присвоюється визначений колір з кольорової множини , а також оголошуються змінні, які далі можуть бути використані для опису мереж.

3. Аналіз виконання множини умов C, G. На цьому етапі визначається поведінка мережі. Кожній позиції ставиться у відповідність кольорова множина , після чого визначаються можливі обмеження на виконання множини дій T.

4. Визначення характеристик дуг , що відповідають сукупності ціннісних об'єктів, які беруть участь у обміні.

У цьому ж розділі розроблено метод оперативного вибору ефективних варіантів виконання замовлень в системах електронної комерції з можливістю вибору постачальників замовлень відповідно до критерію ефективності. Критерій ефективності виконання замовлення подано у вигляді:

, (5)

де - критерій ефективності виконання замовлення -го товару -м постачальником, ; - кількість товарів; - кількість постачальників; - складові критерію, що пов'язані з терміном та ціною поставки відповідно; - ваговий коефіцієнт, .

Для задач організації поставок доцільно ввести обмеження:

(6)

де - обмеження, що накладається на значення показника ; - обмеження, що накладається на значення показника .

Ці обмеження відображають вимоги до системи під час виконання замовлень. Значення показників , визначаються за допомогою ймовірнісних функцій:

, (7)

, (8)

де - ймовірність того, що термін поставки, пов'язаний із замовленням i-го товару у j-го постачальника, є припустимим для покупця; - ймовірність того, що ціна i-го товару у j-го постачальника є припустимою для покупця; - кількість відмов від i-го товару у j-го постачальника покупцем у зв'язку з неприйнятним терміном поставки; - кількість відмов від i-го товару у j-го постачальника покупцем у зв'язку з неприйнятною ціною; - загальна кількість запитів i-го товару у j-го постачальника.

Контроль над змінами ціни і терміну поставки здійснюється за допомогою визначення поточного вибіркового середнього й поточної вибіркової дисперсії значень ціни й терміну поставки. Для розрахунку цих значень у роботі пропонується використовувати рекурентна процедура:

, (9)

, (10)

де - поточне середнє спостережуваних значень ціни або терміну поставки -го товару -го постачальника у момент часу (k+1); - поточна вибіркова дисперсія спостережуваних величин ціни або терміну поставки -го товару -го постачальника в момент часу (k+1); - дискретний час; - параметр кроку, що обирається згідно з умовами А. Дворецького; - поточне значення ціни або терміну поставки -го товару -го постачальника.

Згідно із запропонованим методом необхідно забезпечити виконання таких операцій:

1. Контроль зміни поточних значень ціни та терміну поставки; обчислення значень поточного середнього й поточної вибіркової дисперсії цих величин.

2. Контроль кількості відмов , та запитів необхідних для розрахунку (7) та (8).

3. Обчислення значень ймовірностей , за умов зміни і .

4. Обчислення значень критерію .

5. Вибір мінімального значення .

Алгоритм вибору ефективного варіанта замовлення в системі електронної комерції наведено на рис. 2, де - множина ефективних варіантів виконання замовлення i-го товару.

Під час вибору мінімального значення критерію можуть виникати такі ситуації:

1. Знайдено мінімальне значення критерію , що визначає єдино можливий ефективний варіант замовлення.

2. Існує декілька варіантів замовлення з мінімальним значенням критерію . У цьому випадку доцільним є ввести додатковий критерій вибору ефективного варіанта замовлення, наприклад, урахування територіальної близькості постачальника.

3. Жоден з варіантів не задовольняє обмеженням (6). У цьому випадку доцільним є або змінити відповідні обмеження за узгодженням із замовником, або відмовитися від цього замовлення.

Розроблений метод вибору ефективних варіантів виконання замовлень у системі електронних поставок дозволяє здійснювати пошук постачальників необхідних товарів серед можливих постачальників. При цьому такий пошук є адаптованим до можливих змін умов поставок, зокрема, до їх цін та термінів.

Рис. 2. Алгоритм вибору ефективних варіантів виконання замовлень в системі електронної комерції

У третьому розділі удосконалено адаптивну модель прогнозу показників функціонування систем електронної комерції з використанням нейромережевих технологій.

Наведено загальну характеристику проблеми побудови адаптивних прогнозуючих моделей у системах електронної комерції, яка дозволила визначити етапи та найбільш перспективні підходи до прогнозування узагальнених економічних показників. Найбільш перспективним підходом до побудови адаптивних прогнозуючих моделей є застосування математичного апарату, заснованого на прогнозуванні нестаціонарних процесів з використанням адаптивного згладжування та теорії штучних нейронних мереж.

Для створення необхідної прогнозуючої моделі, що використовується в подальшому, у дисертаційній роботі пропонується модифікація штучного нейрона-Адаліни. електронна комерція мережа петрі

Модель при цьому може бути записаною у вигляді:

, (11)

де - вектор, що прогнозується; - задана матриця незалежних змінних розмірності ; - обсяг вибірки; ; - загальна кількість вхідних змінних нейроподібного елемента; - кількість незалежних змінних; - кількість значень вектора спостережень, що складається з вхідних змінних; - - компонентний вектор параметрів; - - компонентний вектор помилок.

Згідно з (11) сума квадратів помилок дорівнює:

(12)

Згідно з методом найменших квадратів необхідно визначити вектор , що мінімізує . Очевидно, що:

, (13)

Звідки,

. (14)

Надамо набір вхідних даних у вигляді матриці розмірності

, (15)

де - узагальнений вектор входів такий, що:

. (16)

Нейроподібну модель без урахування алгоритму навчання можна подати у вигляді:

, (17)

звідки згідно з (14) оцінки визначаються у такий спосіб:

(18)

Алгоритм навчання, що дозволяє визначити оцінки , має забезпечувати адекватність прогнозованих координат реальним значенням . Для нейроподібної моделі доцільно надати алгоритм навчання у формі рекурентного методу найменших квадратів:

, (19)

, (20)

де - коваріаційна матриця, що дозволяє вирішувати задачу навчання в реальному часі в темпі надходження нових даних.

Далі у третьому розділі проведене експериментальне дослідження процесу прогнозування результуючого параметра у системах електронної комерції для заданої тестової вибірки з використанням запропонованого підходу. Показано, що нейроподібна модель дозволяє виробляти точніший прогноз (оцінка MAPE склала 4,54 %) у порівнянні з традиційною моделлю адаптивного згладжування (оцінка MAPE склала 12,23 %).

У четвертому розділі розглянуто питання експериментального моделювання та практичної реалізації основних наукових результатів роботи.

На початку розділу наведено практичні рекомендації щодо розробки системи поставок в електронній комерції на базі інструментальних засобів CPN ML (Colored Petri Net Modeling Language). Приклад моделювання організації поставок із двома постачальниками на основі інструментальних засобів CPN ML наведено на рис. 3, де , - умови функціонування системи електронних поставок, що визначають можливість подальшої взаємодії між різними суб'єктами системи; , - певні дії, що переводять систему з одного стану в інший та спрямовані на управління ланцюгами поставок; ORDERIN, GOOD, SUPGOOD1, SUPGOOD2, SUPPLIER, ORDEROUT, MONEY, COMPL_ORD - множина кольорів, яка визначає типи об'єктів системи, обмін якими відбувається між суб'єктами в процесі її функціонування; s, ord, g, m - змінні, які визначають стан системи.

Показано, що для моделювання організації поставок у системах електронної комерції доцільно використовувати інтеграцію розфарбованих і предикатних мереж Петрі, які дають можливість формувати кольорові множини, що відображають різноманіття ціннісних потоків системи, а також отримувати часові обмеження, що дозволяють обмежити термін виконання певних дій, зокрема, час обробки замовлення та час доставки товару.

Рис. 3. Модель організації поставок із двома постачальниками

Далі в четвертому розділі розроблено структуру й здійснено програмну реалізацію електронного фотомагазину на основі результатів моделювання з використанням розфарбованих і предикатних мереж Петрі. Здійснено прогноз динаміки зміни обсягу продажу розробленого електронного магазину згідно з вихідними статистичними даними з використанням нейроподібної моделі. Функції прогнозування економічних показників на малих вибірках реалізовані в програмному модулі "Prognoz-M".

Реалізовано адаптивний метод вибору ефективних варіантів замовлень у електронному магазині, який дозволяє здійснювати автоматизований пошук ефективних постачальників відповідно до обраних критеріїв. Програмний модуль "Coordinator" реалізує поточні обчислення значень критерію ефективності виконання замовлення відповідної таблиці з урахуванням значень таблиці ймовірностей та визначення значень критерію ефективного з урахуванням введених обмежень.

Здійснено оцінювання ефективності функціонування розробленого електронного магазину з урахуванням основних показників його діяльності в порівнянні з оцінками функціонування аналогічних магазинів. Отримана інтегральна оцінка є кращою за аналогічні оцінки відомих Інтернет-фотомагазинів, що певною мірою свідчить про ефективність застосування розроблених у дисертації методів у системах електронної комерції.

У додатках наведено метод формування інтегрального показника ефективності функціонування електронного магазину та акти про використання результатів дисертаційної роботи.

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі наведено результати розв'язання актуальної задачі розробки методів і моделей організації поставок у системах електронної комерції на основі використання математичного апарату теорії мереж Петрі, штучних нейронних мереж і теорії нечітких множин.

Отримані результати дисертаційної роботи, що мають наукове та практичне значення для створення ефективних систем електронної комерції, полягають у наступному:

1. На основі аналізу загальних принципів створення систем електронної комерції обґрунтовано доцільність розробки формалізованих засобів моделювання середовища функціонування цих систем, створення ефективної системи організації поставок та удосконалення адаптивної моделі прогнозування показників систем з використанням нейромережевих технологій.

2. Розроблено модель потоків у системах електронної комерції. Відзначено, що модель ціннісних потоків дозволяє повною мірою відобразити рух матеріальних, інформаційних і фінансових потоків системи, а також проаналізувати можливі варіанти структури організації електронних поставок. Розроблено моделі процесу створення та функціонування систем електронної комерції на основі розфарбованих та предикатних мереж Петрі, які можуть бути використані для автоматизованого управління електронними поставками.

3. Розроблено метод адаптивного вибору ефективних варіантів виконання замовлень в системах електронної комерції, що дозволяє автоматизувати процес прийняття рішень, пов'язаних з пошуком постачальників, зменшити часові витрати на етапі виконання замовлень системи електронної комерції, знизити ступінь ризику в прийнятті рішень за рахунок зменшення впливу суб'єктивних факторів.

4. Удосконалено прогнозуючу модель із використанням нейромережевих технологій, що дозволяє прогнозувати динаміку зміни економічних показників систем електронної комерції за малими вибірками. Експериментальне дослідження прогнозування результуючого параметра для заданої тестової вибірки з використанням запропонованого методу показало, що нейроподібна модель дозволяє виробляти точніший прогноз (оцінка MAPE склала 4,54 %) у порівнянні з моделлю адаптивного згладжування (оцінка MAPE склала 12,23 %).

5. Наведено практичні рекомендації з розробки системи організації поставок на базі інструментальних засобів CPN ML. Розроблено структуру й здійснено програмну реалізацію електронного фотомагазину на основі результатів моделювання з використанням розфарбованих і предикатних мереж Петрі. Здійснено прогноз динаміки зміни обсягу продажу розробленого магазину згідно з вихідними статистичними даними з використанням нейроподібної моделі (оцінка MAPE склала 4,9 %). Реалізовано метод адаптивного вибору ефективних варіантів виконання замовлень. Наведено порівняльний аналіз ефективності функціонування розробленого електронного магазину в порівнянні з відомими Інтернет-фотомагазинами. Отримана інтегральна оцінка дозволяє зробити висновок про ефективне функціонування магазину.

6. Результати дисертаційної роботи були використані при розв'язанні задач обробки вхідних та вихідних потоків міжнародної пошти в автоматизованій системі обробки міжнародної пошти в бюро обміну України УДППЗ "Укрпошта" та при створенні електронного магазину ПП "Ава", м. Харків, що підтверджено відповідними актами про впровадження. Наукові положення, висновки і рекомендації, які викладенні в дисертації, були використанні при підготовці і читанні курсів "Міжнародний маркетинг", "Системи електронної комерції" та "Електронна комерція" на кафедрах штучного інтелекту та економічної кібернетики Харківського національного університету радіоелектроніки, що підтверджено відповідним актом впровадження в навчальний процес.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Борячок В.М., Гришко С. В. Проблемы развития систем Интернет-платежей в Украине // Вестник Херсонского государственного технического университета. - 2003. - № 2 (18). - С. 105-109.

2. Борячок В.М. Прогнозирование экономических процессов в системах электронной коммерции // Вестник Херсонского государственного технического университета. - 2004. - № 1 (19). - С. 53-56.

3. Борячок В.М. Разработка методики оценки экономической эффективности функционирования системы электронной коммерции // Вестник Херсонского национального технического университета. - 2005. - № 1 (21). - С. 144-146.

4. Борячок В.М., Кучеренко Е.И., Филатов В.А. Моделирование систем электронной коммерции // Восточно-европейский журнал передовых технологий. - 2005. - № 4/2 (16). - С. 109-112.

5. Борячок В.М., Филатов В.А. Метод маршрутизации в системах электронной коммерции // Восточно-европейский журнал передовых технологий. - 2006. - № 4/2(22). - С. 75-77.

6. Гришко С. В., Борячок В.М. Возможности предприятия в сфере электронного бизнеса // Вестник Харьковского национального технического университета "ХПИ". - Харьков: Национальный технический университет "ХПИ", 2003. - № 20. - Т.1. - С. 193-195.

7. Борячок В.М., Кучеренко Е.И., Филатов В.А. Об одном подходе к автоматизированному управлению процессами электронной коммерции // Збірник наукових праць Харківського університету Повітряних Сил. - Харків, 2006. - Вип. 6 (12). - С. 58-62.

8. Борячок В.М. Метод организации поставок в системах электронной коммерции // Автоматизированные системы управления и приборы автоматики. - Харьков: ХНУРЭ, 2006. - Вып. 136. - С. 77-81.

9. Борячок В.М. Повышение качества предприятия с помощью информационных технологий // Радиоэлектроника и молодежь в XXI веке: Материалы VI Международного молодежного форума (23-25 апреля 2002 г.). - Харьков: ХНУРЭ, 2002. - Ч. 1. - С. 414-415.

10. Борячок В.М. Электронная коммерция в Украине // Менеджмент малого и среднего бизнеса: проблемы, обучение, перспективы: Материалы Международной научно-практической конференции (23-27 сентября 2002 г.). - Севастополь: Изд-во "СевНТУ", 2002. - С. 9-10.

11. Борячок В.М., Коюда П.Н. Развитие электронной коммерции в Украине // Актуальні проблеми та перспективи розвитку фінансово-кредитної системи України: Збірник наукових статей. - Харків: Фінарт, 2002. - С. 379-380.

12. Борячок В.М., Коюда П.Н., Шевцов М.В. Проблемы безопасности информации в системах электронной коммерции в Украине // Управління розвитком соціально-економічних систем: глобалізація, підприємництво, стале економічне зростання: Матеріали II Міжнародної III Всеукраїнської наукової конференції студентів та молодих учених (11-13 грудня 2002 г.). - Донецьк: ДонНУ, 2002. - С. 178-179.

13. Гришко С. В., Борячок В.М. Возможности предприятия в сфере электронного бизнеса // Исследования и оптимизация экономических процессов "Оптимум 2003": Материалы IV Международной научно-практической конференции (11-12 декабря 2003 г.). - Харьков: Национальный технический университет "ХПИ", 2003. - С. 90-91.

14. Boryachok V. Creation of electronic shop with elements of artificial intelligence // Досвід розробки та застосування приладо-технологічних САПР в мікроелектроніці: Матеріали VIII Міжнародної науково-технічної конференції CADSM 2005 (23-26 лютого 2005 г.). - Львів: Вид-во Національного університету "Львівська політехніка", 2005. - С. 452.

АНОТАЦІЯ

Борячок В.М. Адаптивні моделі та методи організації поставок в системах електронної комерції. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 - автоматизовані системи управління та прогресивні інформаційні технології. - Харківський національний університет радіоелектроніки, Харків, 2007.

Дисертаційна робота присвячена розробці моделей та методів організації поставок в системах електронної комерції. Запропоновано концептуальний підхід до опису систем електронної комерції. Розроблено модель потоків у цих системах. Розроблено модель організації поставок в системах електронної комерції на основі інтеграції розфарбованих та предикатних мереж Петрі, яку може бути використано для автоматизованого управління електронними поставками.

Розроблено метод адаптивного вибору ефективних варіантів виконання замовлень в системах електронних поставок, що дозволяє автоматизувати процес прийняття рішень, пов'язаних з пошуком постачальників, зменшити часові витрати та знизити ступінь ризику в процесі прийняття рішень за рахунок зменшення впливу суб'єктивних факторів.

Удосконалено прогнозуючу модель із використанням нейромережевих технологій, що дозволяє прогнозувати динаміку зміни економічних показників систем електронної комерції для малої вибірки.

Удосконалено метод розробки систем електронної комерції на основі використання предикатних мереж Петрі, що дозволяє враховувати множину факторів, які обумовлюють ефективність створення цього класу систем.

Наведено практичні рекомендації з розробки системи поставок у системах електронної комерції на базі інструментальних засобів CPN ML.

Ключові слова: система електронної комерції, організація поставок, мережі Петрі, нейромережеві технології, адаптивні моделі.

АННОТАЦИЯ

Борячок В.М. Адаптивные модели и методы организации поставок в системах электронной коммерции. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.06 - автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии. - Харьковский национальный университет радиоэлектроники, Харьков, 2007.

Диссертация посвящена разработке моделей и методов организации поставок в системах электронной коммерции.

Рассмотрены особенности функционирования современных систем электронной коммерции и отмечены широкие функциональные возможности применения моделей и методов организации поставок для систем электронной коммерции различного назначения. Сделан вывод о целесообразности применения аппарата сетей Петри, процедур нечеткой логики, нейросетевых технологий для создания моделей и методов организации поставок в системах электронной коммерции.

Предложен концептуальный подход к описанию систем электронной коммерции. Разработана модель потоков в этих системах. Отмечено, что модель потоков позволяет в полной мере отобразить движение материальных, информационных и денежных потоков системы, а также проанализировать возможные варианты структуры организации электронных поставок.

Предложена модель организации поставок в системах электронной коммерции на основе интеграции раскрашенных и предикатных сетей Петри с учетом степени риска, представленного лингвистической переменной, и движения финансовых, информационных и материальных потоков между субъектами системы. Предложенная модель дает возможность осуществлять выбор наиболее эффективных вариантов взаимодействия в системах электронной коммерции, что позволяет повысить эффективность функционирования субъектов систем.

Разработан метод адаптивного выбора эффективных вариантов выполнения заказов в системах электронной коммерции на основе методов многокритериальной оптимизации, который позволяет автоматизировать процесс принятия решений, связанных с поиском поставщиков, сократить временные затраты и снизить степень риска в принятии решений за счет снижения влияния субъективных факторов.

Усовершенствована прогнозирующая модель с использованием нейросетевых технологий, которая позволяет прогнозировать изменение показателей функционирования систем электронной коммерции по малой выборке. Проведено экспериментальное исследование процесса прогнозирования результирующего параметра по заданной тестовой выборке с использованием предложенной модели. Показано, что нейроподобная модель позволяет вырабатывать более точный прогноз по сравнению с моделью адаптивного сглаживания.

Усовершенствован метод разработки систем электронной коммерции на основе использования предикатных сетей Петри. Построена модель процесса создания систем электронной коммерции. Предложен критерий выбора эффективного варианта создания системы, учитывающий как оценку затрачиваемого времени, так и оценку финансовых затрат.

Осуществлено экспериментальное исследование разработанных методов и моделей организации поставок, а также приведены практические рекомендации по организации поставок в системах электронной коммерции на базе инструментальных средств CPN ML.

Ключевые слова: система электронной коммерции, организация поставок, сети Петри, нейросетевые технологии, адаптивные модели.

ABSTRACT

Boryachok V.M. Adaptive models and methods of supply chain organization in electronic commerce systems. - Manuscript.

Thesis for candidate's degree in technical science by specialty 05.13.06 - automatic managing systems and progressive information technologies. - Kharkov National University of Radio Electronics, Kharkov, 2007.

The thesis is devoted to the development of the models and methods for supply chain organization in electronic commerce systems. The conceptual approach for describing electronic commerce systems is proposed. The model of value flows in these systems is developed. The model of supply chain organization in electronic commerce systems is developed with help of color and predicative Petri nets integration. This model can be used for automated supply chain management.

The method of adaptive selection of effective ways of orders execution in electronic supply chain management systems is developed. It helps to automate the process of making decisions connected with looking for suppliers, to reduce time and risk by lessening the influence of subjective factors.

The adaptive predictive model is improved by using neural networks technologies, which allows to realize a forecast of economic activities in electronic delivery systems.

The method of electronic commerce systems creation is improved on the basis of predicative Petri nets. The offered methods and models allow improving the efficiency of supply chain organization in electronic commerce systems.

Practical recommendations, based on instrumental means of CPN ML, are given here.

Keywords: electronic commerce system, supply chain organization, Petri nets, neural networks technologies, adaptive models.

Підп. до друку 28.04.2007 Формат 60х84 1/16.

Спосіб друку - різографія.

Умов. друк. арк. 1,2. Облік. вид. арк. 1,0. Тираж 100 прим. Зам. №2-403.

Ціна договірна.

ХНУРЕ, 61166, Харків, просп. Леніна, 14.

Віддруковано в навчально-науковому видавничо-поліграфічному центрі ХНУРЕ. 61166, Харків, просп. Леніна, 14.

Размещено на Allbest.ru

...