Основные функциональные алгоритмы АСДП

Определившись с концепцией, мы подошли к вопросу предварительного планирования общей топологии АСДП и разработке общих алгоритмов функционирования службы.

Для начала попробуем сформулировать общие алгоритмы работы предлагаемой концепции АСДП (рис.2.2 а, б).

Сразу же сравним их организацию с исходным алгоритмом самообеспечения продовольствием, принятым в наши дни (рис.2.1).

Суть оптимизации исходного алгоритма процесса самообеспечения продовольствием (рис.2.1) в данном случае, заключается в выделении процесса доставки продовольствия до дома клиента в отдельную итерацию, которую берёт на себя служба доставки.

Данный подход позволяет организовать следующую модель процесса самообеспечения продовольствием, состоящую из двух последовательных алгоритмов:

 

1. Оформление заказа на необходимое продовольствие (рис.2.2, а);

2. Получение товара (рис.2.2, б).

 

Опишем каждый из них в отдельности, поблочно, для того, чтобы дать более детальное представление о предлагаемой модели.

 

Начало

Регистрация (авторизация) на сайте

Выбор необходимых продуктов

Оплата товара

Получение товара

Конец

Начало

Доставка продуктов согласно расписанию

Конец расписания?

Конец

ДА

НЕТ

а

б

Рис.2.2 Алгоритмы АСДП

Алгоритм оформления заказа на продукты питания (рис.2.2 а):

1. Регистрация / авторизация на сайте. Можно считать, что данный блок функционально повторяет блок 1 исходного алгоритма (рис.2.1). В качестве средства основного взаимодействия с пользователем в АСДП выступает сеть Интернет. Данный выбор обусловлен многими факторами, важнейшими из которых являлись удобство в использовании и возможность единовременного обслуживания большого количества клиентов, что исключает возможность очередей при оплате (блок 3 исходного алгоритма (рис.2.1)).

2. Выбор необходимых продуктов (на продолжительный срок). Этот пункт является крайне важным в концепции службы, поэтому уделим ему особое внимание.

Прежде всего, стоит отметить, что цель разработки АСДП в том, чтобы удовлетворить первостепенные нужды населения в продовольствии и продуктах питания (мясо, рыба, хлеб, мука, молоко, сливочное масло и пр.).

Это крайне важный аспект модели АСДП, поскольку службы, обеспечивающие доставку на дом готовых блюд (пицца, паста, суши) уже существуют. Однако подобные сервисы излишне дорогостоящи и не обеспечивают доступа к исходным пищевым продуктам, предоставляя лишь ограниченный набор готовых блюд. Эти два обстоятельства останавливают данное направление на пути решения задачи постоянного массового обеспечения населения продовольствием и полной замены устоявшейся системы самообеспечения населения продовольствием. АСДП должна быть в состоянии предоставить потребителю широкий выбор продуктов питания различной категории (замороженные, скоропортящиеся продукты и пр.) надлежащего качества с доставкой на дом.

Другим важным концептуальным моментом на данном этапе алгоритма является возможность оформления предварительного заказа. Данная опция подразумевает, что АСДП должна предоставлять клиенту возможность сформировать заказ на продолжительный срок, оплатить его и затем получать заказанное продовольствие согласно, выбранному в ходе оформления заказа, расписанию. Эта особенность является сутью идеи АСДП и её главным отличием от существующих решений подобной направленности.

Позже мы более подробно опишем этот механизм взаимодействия АСДП с клиентом и обоснуем его концептуальную необходимость в решении поставленной задачи.

3. Выбор удобного варианта оплаты товара, процесс оплаты. Данный этап алгоритма подразумевает оплату выбранных на предыдущем этапе продуктов питания.

На тему электронных платежей написано достаточно большое количество научных работ, поэтому подробно останавливаться на данном этапе не станем. Отметим лишь, что вариантов оплаты должно быть предусмотрено максимально реализуемое количество вариантов оплаты с ориентированием на электронные средства оплаты (банковские кредитные карты, электронные деньги и пр.), а так же обеспечить их максимальную надёжность. В случае предоставления клиенту возможности привязки счёта своей кредитной карты к его учётной записи АСДП для автоматического списания средств, можно минимизировать затраты времени на использование АСДП и ещё больше автоматизировать процесс заказа товара.

4. Получение товара. Получение заказанного продовольствия периодически осуществляется службой доставки сервиса, согласно установленному ранее расписанию. Данный процесс выделен в отдельный алгоритм. Опишем его и объясним причину подобного разделения (рис.2.2, б).

Алгоритм получения заказа (рис.2.2 б):

Алгоритм доставки продовольствия в АСДП представляет собой итерацию, с выходом из процесса при условии полного завершения расписания (запаса предоплаченного продовольствия) для данного клиента.

На практике это означает, что клиенту предоставляется выбор удобного для него интервала времени получения продуктов и возможность составления расписания доставки. Например, каждый понедельник, среду и субботу доставлять 1 кг говядины; каждый второй день недели – буханку хлеба и литр молока и пр.

Единовременная доставка товара (доставка в день заказа) так же будет доступна потребителю, для удовлетворения непредвиденных потребностей в продовольствии. Однако набор товаров, доступных к «мгновенной» доставке будет ограничен и состоять в основном из самых востребованных в подобных случаях категорий товаров. Подобные товары могут быть выявлены лишь статистически, после продолжительного времени эксплуатации АСДП в штатном режиме. Подобно решение продиктовано спецификой АСДП, как системы массового обслуживания.

Доставка товара должна осуществляться в кратчайшие сроки, в соответствии с приоритетами заказов (чем больше масса скоропортящихся продуктов в заказе и выше их стоимость в целом, тем выше приоритет доставки заказа). Таким образом, например, заказ, включающий в себя килограмм картошки и буханку хлеба, доставят позже, чем заказ, содержащий килограмм говядины и упаковку макарон, поскольку говядина является скоропортящимся продуктом.

Доставка заказов в АСДП осуществляется в три основных этапа:

1. Доставка продовольствия в виде нескольких однородных потоков, поделенных в соответствии с классификацией перевозимой продукции в крупном специализированном транспорте. Доставка потоков продовольствия (ПП) осуществляется от центрального склада (ЦС) АСДП, до ближайшего к клиенту промежуточного пункта фасовки и предварительного хранения скомплектованного заказа (локальный промежуточный склад, ЛПС).

2. Фасовка товара, формирование и комплектация готовых к доставке заказов из ПП. Данный процесс в АСДП называется детерминацией потока продовольствия (ПП) на поток заказов (ПЗ), который доставляется согласно сгенерированной таблице приоритетов.

3. Доставка сформированного заказа непосредственно клиенту по средствам мобильно легкового автотранспорта. Поскольку доставка заказа, потенциально содержащего скоропортящуюся продукцию должна осуществляться в кротчайшие сроки, необходим статистический расчёт, который позволит более точно рассчитать площадь территории, которую способен обслуживать один ЛПС, обеспечивая надлежащий уровень качества и оперативности предоставляемых услуг. В случае возрастания нагрузки на отдельный ЛПС, в подобном методе построения, можно будет в этом же районе города открыть дополнительный ЛПС и расширить технопарк мобильного легкового автотранспорта. Таким образом минимизировав возможные затраты на расширение АСДП и обеспечив более высокий уровень мобильности службы в целом.

 

Обоснование предложенной концепции

Смысл выделения периодической доставки продуктов питания в отдельный подпроцесс, заключается в следующем: согласно статистическим данным, человек во время каждого похода в продовольственный магазин берёт примерно один и тот же набор необходимых продуктов (батон хлеба, 300-500 гр. мяса и пр.). Следовательно, логичнее избавиться от регулярных походов в магазин и автоматизировать этот процесс, поскольку каждый человек имеет примерное представление о наборе продуктов, необходимых ему в течение дня. Таким образом, в магазин будет необходимо ходить лишь в случаях возникновения спонтанных нужд, что значительно сэкономит личное время человека. Кроме того, при оформлении предварительно заказа продуктов на месяц, у каждого городского жителя появится уникальная возможность более точно рассчитывать свой личный бюджет. Оплатив продукты питания на месяц вперёд, человек может не заботиться о такой базовой потребности, как поиск пропитания, единовременно отделив затраты, отведённые на обеспечение продовольствием от остальных своих финансовых средств.

Таким образом, данная концепция даёт каждому человеку возможность высвободить до 40 часов личного времени в течение месяца и сэкономить немало личных финансовых средств, поскольку выбор необходимых продуктов питания будет производиться более обстоятельно.

 

Общая топология АСДП

           Опишем общую предлагаемую топологию АСДП. Для обеспечения логической целостности в процессе описания элементов системы, будем приводить определения, перечисляя функциональные элементы топологии в порядке вызова их функциональных ролей (рис. 2.3).

   1. Интернет-сайт. Основное средство взаимодействия АСДП непосредственно с пользователем, согласно её основным концептуальным требованиям (см. гл.2.1).  Может быть реализован в виде стандартного интернет-магазина. Сайт можно разместить как на основе собственных вычислительных мощностей, так и на технической базе сторонней фирмы, предоставляющей услуги платного хостинга с обеспечением надлежащего уровня защищённости и сохранности передаваемых данных. Основным критерием в выборе реального расположения сайта стоит считать обеспечение максимального уровня защищённости приватных данных пользователей. Углубляется в подробности реализации сайта, нет необходимости так же и по тому, что на эту тему уже существует достаточное количество работ различного уровня и подхода к реализации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

Рис.2.3. Топология АСДП

2. Автоматизированная система управления (АСУ). Основной функциональный элемент АСДП. Координирует работу системы в целом, обрабатывая заказы клиентов и генерируя план доставки. Расчёт оплаты и учёт продукции так же обрабатываются по средствам АСУ, подводится статистика. АСУ – наиболее сложный в реализации элемент системы. Реализация расчётов подобной сложности требует привлечения серьёзных вычислительных мощностей. Поэтому логичнее всего реализовать АСУ в виде алгоритмов, реализованных через скрипты, запущенные на сервере.

Скрипты удобнее всего реализовать на основе языка PHP, как наиболее широко распространённом средстве решения подобных задач, хотя принципиального значения выбор средства реализации не имеет.

 Автоматизированная система обработки заказов должна получать данные о заказах клиентов с сайта сервиса, хранить их в соответствующих базах данных.

Заказы структурируются, сверяется способ и прохождение оплаты (безналичный расчёт, оплата при получении, электронные платежи, привязка к кредитной карте)   .

Раз в сутки АСУ формирует список заказов, прошедших проверку прохождения оплаты и формирует списки доставки для каждого отдельного ПС таким образом, чтобы каждый ПС обслуживал адреса, ближайшие к его месторасположению. Генерируется список для ЦС, о количестве товара, необходимого для отправки каждому ПС.  

 Кроме того АСУ может формировать статистику заказов, в целях прогнозирования спроса и изучения рынка.

3. Центральный склад (ЦС). Помещение, оборудованное и предназначенное для хранения продовольствия, закупаемого у поставщиков и/или производителей.

 Центральный склад – самый экономически затратный объект системы. Это связано в первую очередь с затратами на аренду помещения, платой за электроэнергию, потребляемую холодильными камерами и затраты на оборудование в целом. Однако данные затраты не идут ни в какое сравнение с затратами на организацию работы полнофункционального супермаркета.

 Центральный склад должен обладать доступом к промежуточным складам по средствам скоростных автоперевозок. Проще говоря, необходимо выбрать его месторасположение так, чтобы повседневный автомобильный поток или аварии на трассе не минимально сказывались на сообщении между ЦС и ПС. По тем же причинам целесообразно будет осуществлять доставку груза из ЦС в ПС один или несколько раз в сутки, в часы, когда автомобильные трассы наиболее разгружены.

Кроме понятия ЦС АСДП (реальный ЦС), введём понятие виртуального ЦС. Под виртуальным ЦС будем подразумевать произвольный ПС, осуществляющий функции ЦС для других ПС системы, расположенных по близости и выделенных в виртуальную подсистему АСДП. Более подробное обоснование необходимости подобного подхода и описание процесса функционирования виртуальной подсистемы АСДП будет приведён ниже.

4. Промежуточные склады (ПС). Специально оборудованные помещения, предназначающиеся для комплектации и хранения заказов на последнем этапе процесса доставки (перед доставкой заказа непосредственно клиенту). Располагаются в различных районах города, которые обслуживают.

 ПС уступает в масштабах ЦС, но принцип его работы в целом схож, с поправкой на отделы комплектации товара. Комплектация происходит согласно стеку приоритета заказа, заказ с наибольшим приоритетом (содержащий скоропортящиеся продукты), комплектуется в последнюю очередь. Заказы с низшим приоритетом срочности (картошка, макароны и пр.), комплектуются первыми. Подробнее алгоритм генерации приоритета заказа будет рассмотрен позже в главе 3 данной работы.

ПСы необходимы, в первую очередь, в связи со спецификой доставляемой продукции: потенциально скоропортящегося продовольствия, которое необходимо хранить в надлежащих условиях и извлекать лишь на время доставки, которое должно быть минимальным.

Важно отметить, что любой ПС изначальной системы, может стать виртуальным ЦС, при расширении АСДП. Это означает, что если возникнет необходимость создать некое число новых ПС, значительно удалённых от центрального склада (ЦС) можно облегчить задачу. Для этого требуется объединить удалённые ПС в отдельную виртуальную подсистему. Роль виртуального ЦС, для данной подсистемы, должен будет выполнять произвольный и, по возможности, равноудалённый от всех элементов подсистемы ПС, после некоторой доработки. Главным критерием выбора виртуального ЦС из всего множества ПС внутри подсистемы логично предположить скорость и качество дорожного сообщения между ПС-кандидатом и реальным ЦС (или виртуальным ЦС более высокого уровня).

Подобный алгоритм расширения, путём автономной модульной аддитивности (выделение отдельных элементов системы в модули в произвольном автономном порядке), обеспечит наименьшую потерю производительности, при дальнейшем расширении АСДП. В противном случае, время, необходимое на доставку заказа будет расти экспоненциально относительно реальной удалённости ПС-получателя от ЦС.  

Кроме того, при возможном неконтролируемом интенсивном возрастании количества пользователей АСДП внутри небольшой по площади территории, возможна ситуация, когда «узким местом» системы окажется максимальное количество клиентов, которых способен обслужить один ПС за заданный интервал времени. В таком случае будет целесообразно повысить плотность расположения ПС в данном районе и выделение их в отдельную виртуальную подсистему АСДП, для облегчения процесса последующей эксплуатации и обслуживания.

5. Конечные пользователи АСДП.    Каждый отдельный ПС обслуживает исключительно расположенный вокруг него район города. В случае повышения нагрузки в каком-то районе города, там можно организовать работу дополнительного ПС, снизив нагрузку на АСДП в целом, минимально снижая уровень её эффективности. 

6. Поток продовольствия (ПП). Продовольствие, продвигающееся в рамках АСДП, вплоть до последнего момента (достижение ПС, обслуживающего пользователя), считается однородным потоком продовольствия. Это означает, что продовольствие продвигается по системе и заказы формируются лишь на финальном этапе доставки клиенту. До этого момента, продовольствие поступает в склады однородным потоком, разделённым по наименованиям доставляемых товаров.

17. Поток заказов (ПЗ). После достижения конечного ПС, из ПП в ПС комплектуются отдельные заказы. Затем заказы доставляются клиентам, формируя поток заказов.

8. Понятие локального промежуточного склада (ЛПС). Локальным складом, или ЛПС для конечного пользователя системы будет считаться тот ПС, который является заключительным звеном АСДП и непосредственно имеет дело с клиентом. На ЛПС из ПП формируются заказы, направляемые группе клиентов, обслуживаемой данным ПС. ЛПС для пользователя может быть только один, однако вопрос, связанный с резервированием ЛПС за счёт мощностей соседних ПС будет подробно рассмотрен позже.

9. Понятие виртуальной подсистемы АСДП. Любой ПС в рамках АСДП, в случае последующего расширения системы, может быть преобразован в виртуальный ЦС. Это означает, что все ПС, для которых данный склад выполняет функции поставщика продовольствия, работают с ним, как с реальным ЦС и при этом им не обязательно видеть вышестоящие уровни виртуальной подсистемы.

Данный метод обеспечения возможности расширения АСДП, продиктован следующим:

1. Если изначальные ПС можно спланировать, то позже спрос сам будет диктовать условия и место расположение для новых ПС.

2. Данная система обеспечивает достаточный уровень «гибкости» для АСДП, повышая её отказоустойчивость.

Стоит отметить, что виртуальная подсистема АСДП, по возможности, должна быть оборудована отдельным АСУ, для обеспечения наибольших показателей производительности АСДП в целом и систематизации процесса взаимодействий внутри виртуальных подсистем, находящихся на различных уровнях.