Stochastic models of simple controlled systems just-in-time


Cite item

Full Text

Abstract

We propose a new and simple approach for the mathematical description of a stochastic system that implements the well-known just-in-time principle. This principle (abbreviated JIT ) is also known as a just-in-time manufacturing or Toyota Production System. The models of simple JIT systems are studied in this article in terms of point processes in the reverse time. This approach allows some assumptions about the processes inherent in real systems. Thus, we formulate and solve some, very simple, optimal control problems for a multi-stage just-in-time system and for a system with the bounded intensity. Results are obtained for the objective functions calculated as expected linear or quadratic forms of the deviations of the trajectories from the planned values. The proofs of the statements utilize the martingale technique. Often, just-in-time systems are considered in logistics tasks, and only (or predominantly) deterministic methods are used to describe them. However, it is obvious that stochastic events in such systems and corresponding processes are observed quite often. And it is in such stochastic cases that it is very important to find methods for the optimal management of processes just-in-time. For this description, we propose using martingale methods in this paper. Here, simple approaches for optimal control of stochastic JIT processes are demonstrated. As examples, we consider an extremely simple model of rescheduling and a method of controlling the intensity of the production process, when the probability of implementing a plan is not necessarily equal to one (with the corresponding quadratic loss functional).

About the authors

Alexander A Butov

Ulyanovsk State University

Email: butov.a.a@gmail.com
Dr. Phys. & Math. Sci., Professor; Head of Dept.; Dept. of Applied Mathematics 42, L. Tolstoy st., Ulyanovsk, 432017, Russian Federation

Anatoly A Kovalenko

Ulyanovsk State University

Email: anako09@mail.ru
M. Sc.; Postgraduste Student; Dept. of Applied Mathematics 42, L. Tolstoy st., Ulyanovsk, 432017, Russian Federation

References

  1. Sugimori Y., Kusunoki K., Cho F., Uchikawa S. Toyota production system and kanban system materialization of just-in-time and respect-for-human system, Int. J. Prod. Res., 1977, vol. 15, no. 6, pp. 553-564. doi: 10.1080/00207547708943149.
  2. Yavuz M., Akçali E. Production smoothing in just-in-time manufacturing systems: a review of the models and solution approaches, Int. J. Prod. Res., 2007, vol. 45, no. 16, pp. 3579-3597. doi: 10.1080/00207540701223410.
  3. Killi S., Morrison A. Just-in-Time Teaching, Just-in-Need Learning: Designing towards Optimized Pedagogical Outcomes, Universal Journal of Educational Research, 2015, vol. 3, no. 10, pp. 742-750. doi: 10.13189/ujer.2015.031013.
  4. McGee M., Stokes L., Nadolsky P. Just-in-Time Teaching in Statistics Classrooms, Journal of Statistics Education, 2016, vol. 24, no. 1, pp. 16-26. doi: 10.1080/10691898.2016.1158023.
  5. Aycock J. A brief history of just-in-time, ACM Computing Surveys, 2003, vol. 35, no. 2, pp. 97-113. doi: 10.1145/857076.857077.
  6. Pape T., Bolz C. F., Hirschfeld R. Adaptive just-in-time value class optimization for lowering memory consumption and improving execution time performance, Science of Computer Programming, 2017, vol. 140, pp. 17-29. doi: 10.1016/j.scico.2016.08.003.
  7. Elliott R. J., Tsoi A. H. Time reversal of non-Markov point processes, Ann. Inst. Henri Poincaré, 1990, vol. 26, no. 2, pp. 357-373, https://eudml.org/doc/77383.
  8. Jacod J., Protter P. Time Reversal on Levy Processes, Ann. Probab., 1988, vol. 16, no. 2, pp. 620-641. doi: 10.1214/aop/1176991776.
  9. Főllmer H. Random fields and diffusion processes, In: École d’Été de Probabilités de Saint-Flour XV-XVII, 1985-87, Lecture Notes in Mathematics, 1362; eds. PL. Hennequin. Berlin, Heidelberg, Springer, 1988, pp. 101-203. doi: 10.1007/BFb0086180.
  10. Privault N., Zambrini J.-C. Markovian bridges and reversible diffusion processes with jumps, Annales de l’I.H.P. Probabilités et statistiques, 2004, vol. 40, no. 5, pp. 599-633. doi: 10.1016/j.anihpb.2003.08.001.
  11. Longla M. Remarks on limit theorems for reversible Markov processes and their applications, J. Stat. Plan. Inf., 2017, vol. 187, pp. 28-43. doi: 10.1016/j.jspi.2017.02.009.
  12. Conforti G., Léonard C., Murr R., Roelly S. Bridges of Markov counting processes. Reciprocal classes and duality formulas, Electron. Commun. Probab., 2015, vol. 20, no. 18, pp. 1-12. doi: 10.1214/ECP.v20-3697.
  13. Dellacherie C. Capacités et processus stochastiques. Berlin, Springer-Verlag, 1972, ix+155 pp.
  14. Butov A. A. Some estimates for a one-dimensional birth and death process in a random environment, Theory Probab. Appl., 1991, vol. 36, no. 3, pp. 578-583. doi: 10.1137/1136067.
  15. Butov A. A. Martingale methods for random walks in a one-dimensional random environment, Theory Probab. Appl., 1994, vol. 39, no. 4, pp. 558-572. doi: 10.1137/1139043.
  16. Butov A. A. Random walks in random environments of a general type, Stochastics and Stochastics Reports, 1994, vol. 48, pp. 145-160. doi: 10.1080/17442509408833904.
  17. Butov A. A. On the problem of optimal instant observations of the linear birth and death processes, Statistics and Probability Letters, 2015, vol. 101, pp. 49-53. doi: 10.1016/j.spl.2015.02.021.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2018 Samara State Technical University

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».