План
План 1
1. Впровадження інформаційних локальних комп’ютерних мереж у фармації 2
2. Постановка задачі оптимізації 8
3. Розв’язування задач оптимізації за допомогою табличного процесора 12
1. Впровадження інформаційних локальних комп’ютерних мереж у фармації
На сучасному етапі можна без особливих труднощів навести приклади використання інформаційних технологій у всі галузях: від освіти і до менеджменту. Сьогодні успіх буде мати та фірма, той заклад, та галузь, яка володіє найсучаснішими комп’ютерними технологіями. Почали широко використовуватися в різноманітних галузях глобальні і локальні комп'ютерні мережі.
Internet – це всесвітня комп’ютерна мережа, що об’єднує різні мережі та окремі комп’ютери. Комп’ютерна інформаційна мережа INTERNET за своїми характеристиками і можливостями доступу і пошуку інформації задовольняє наступним технічним вимогам:
підтримка стандартних протоколів зв’язку; високий рівень надійності;
безпека при передачі даних; висока продуктивність і можливість роботи у режимі он-лайн;
гарантована доступність баз даних, їх цілісність;
вартість трансакції, яка здійснюється через мережу, повинна бути достатньо низькою для вирішення проблеми окупності.
Основним завданням створення єдиного інформаційного поля у галузі фармації є забезпечення виробників фармацевтичної продукції, оптово-посередницьких підприємств, аптечних закладів, медичних та фармацевтичних, науково-педагогічних працівників, споживачів об’єктивною, оперативною, повною, обґрунтованою, доказовою та доступною інформацією, спрямованою на якісне медикаментозне обслуговування населення.
Пріоритетні напрями та програмні завдання щодо удосконалення єдиного інформаційного поля фармацевтичного сектору:
• формування питань інформатизації та засобів їх вирішення у фармації при розробці «Національної програми інформатизації охорони здоров’я України» з передбаченням в ній окремого розділу. Введення до складу робочої групи МОЗ України з розробки програми провідних фахівців у галузі інформаційних технологій у фармації;
• створення web-порталу «Internet та інформаційні ресурси фармації», де наведено адреси, телефони, e-mail та Internet-сайти фірм — виробників фармацевтичних препаратів, мереж їх постачальників, навчальних закладів, баз даних тощо;
• розробка електронного варіанта Фармацевтичної енциклопедії у вигляді довідкового гіпертекстового каталогу з пошуковою системою;
• впровадження в аптечну практику комп’ютерної експертної системи з метою запобігання застосування несумісних лікарських препаратів, а також експертної системи фармацевтичного опікування;
• здійснення комплексу заходів для розробки національних стандартів та системи сертифікації програмного забезпечення фармацевтичних підприємств України з урахуванням необхідності використання на фармацевтичних підприємствах спеціалізованих комплексів програмних продуктів, які відображають специфіку галузі;
• додаткове включення навчальних модулів за мережевими технологіями, а також модулів, що будуть формувати у студентів навички роботи з експертними системами, в робочі програми навчальних дисциплін з інформаційних технологій;
• введення до навчального процесу елементів віртуального та дистанційного навчання відповідно до тенденцій розвитку педагогічних технологій;
• розробка та впровадження в життя комплексної програми з підготовки нового покоління навчальних систем, які базуються на дистанційних курсах, електронних підручниках, мультимедійних системах тощо;
• сприяння викладанню студентам спеціальностей самостійного наукового напряму — інформаційної біології та біоінформатики;
• опрацювання та удосконалення складових систематизації інформаційного забезпечення процесів постачання, дистриб’юції, реалізації та споживання лікарських препаратів;
• удосконалення системи оперативних досліджень та інформування всіх зацікавлених учасників фармацевтичного ринку щодо призначення та використання основних лікарських засобів; рівня доступності основних лікарських засобів, ефективності діяльності управлінських та контролюючих органів, лабораторій з контролю якості лікарських засобів;
• здійснення комплексу заходів щодо реклами лікарських засобів відповідно до рекомендацій ЄС та ВООЗ;
• формування національних довідників цін на основні лікарські засоби: для забезпечення порівняльного аналізу цін на національному фармацевтичному ринку пропагувати використання Міжнародного довідника цін на лікарські засоби, довідників про ціни на сировину для більшості основних лікарських засобів;
• підтримка на належному рівні прозорості та відкритості інформації про наявність на ринку неякісних чи фальсифікованих лікарських засобів;
• опрацювання та запровадження процедури створення централізованої бази інформації про постмаркетингові дослідження нових лікарських засобів, про неефективну фармакотерапію лікарськими препаратами із залученням до цієї роботи лікувально-профілактичних та аптечних закладів. Для цього передбачити публікацію відповідної інформації у фахових медичних та фармацевтичних виданнях, направляти попередження закладам охорони здоров’я;
• розробка програми заходів підвищення інформованості та обізнаності споживачів лікарських засобів з метою впровадження відповідального самолікування, підвищення безпеки застосування препаратів. Передбачити залучення засобів масової інформації та телекомунікаційних мереж до просвітницької діяльності серед населення усіх вікових категорій, медичних, фармацевтичних, педагогічних працівників і представників громадськості;
• забезпечення формування національної бази даних лікарських препаратів, виробництво яких здійснюється в умовах GMP, з дослідженням біоеквівалентності;
• забезпечення формування єдиного реєстру працівників фармацевтичної галузі;
• здійснення комплексу заходів для обґрунтування та забезпечення інформаційних ресурсів для фармацевтичної складової загальної національної мережі галузі охорони здоров’я України.
Таким чином, основне завдання Internet – забезпечити користувача необхідною інформацією і послугами. Для цього використовується технологія клієнт/сервер. Клієнт – це програма, що приймає інформацію і послуги, які надаються іншими програмами – серверами. Internet надає багато послуг. Основними й найпопулярнішими з них є: електронна пошта, групи новин UseNet, всесвітня інформаційна служба Weб, служба обміну файлами FTР, служба віддаленого доступу Telnet та ін. Мережа Internet - це феноменальне явище. Вперше людством створено невичерпне джерело інформації, що сьогодні є доступним майже для кожного. Сьогодні Internet має біля 15 мільйонів абонентів у більш ніж 150 країнах світу. Щомісяця розмір мережі збільшується на 7-10%. Internet утворює як би ядро, що забезпечує зв'язок різноманітних інформаційних мереж, що належать різноманітним установам в усьому світі, одна з іншою.
Якщо раніше мережа використовувалася винятково в якості середовища передачі файлів і повідомлень електронної пошти, то сьогодні вирішуються більш складні задачі розподіленого доступу до ресурсів. Біля двох років тому були створені оболонки, що підтримують функції мережного пошуку і доступу до розподілених інформаційних ресурсів, електронним архівам.
Internet, що служила колись винятково дослідницьким і навчальним групам, чиї інтереси простиралися аж до доступу до суперкомп'ютерів, стає усе більш популярною в діловому світі.
Компанії спокушають швидкість, дешевий глобальний зв'язок, зручність для проведення спільних робіт, доступні програми, унікальна база даних мережі Internet. Вони розглядають глобальну мережу як доповнення до своїх власних локальних мереж.
При низькій вартості послуг (часто це тільки фіксована щомісячна плата за використовувані лінії або телефон) користувачі можуть одержати доступ до комерційних і некомерційних інформаційних служб США, Канади, Австралії і багатьох європейських країн. У архівах вільного доступу мережі Internet можна знайти інформацію практично по всім сферах людської діяльності, починаючи з нових наукових відкриттів до прогнозу погоди на завтра.
Крім того Internet надає унікальні можливості дешевого, надійного і конфіденційного глобального зв'язку по всьому світі. Це виявляється дуже зручним для фірм, що мають свої філії в усьому світі, транснаціональних корпорацій і структур керування. Звичайно, використання інфраструктури Internet для міжнародного зв'язку обходиться значно дешевше прямого комп'ютерного зв'язку через супутниковий канал або через телефон.
Електронна пошта - найпоширеніша послуга мережі Internet. В даний час свою адресу електронної пошти мають приблизно 20 мільйонів чоловік. Посилка листа по електронній пошті обходиться значно дешевше посилки звичайного листа. Крім того повідомлення, послане по електронній пошті дійде до адресата за декілька годин, у той час як звичайний лист може добиратися до адресата декілька днів, а то і тижнів.
В даний час Internet відчуває період підйому, багато в чому завдяки активній підтримці з боку урядів європейських країн і США. Щорічно В США виділяється біля 1-2 мільйонів доларів на створення нової мережної інфраструктури. Дослідження в області мережних комунікацій фінансуються також урядами Великобританії, Швеції, Фінляндії, Німеччини.
Проте, державне фінансування - лише невеличка частина засобів, що надходять, тому що усе більш помітною стає "коммерцизація" мережі. Людям постійно потрібна інформація про заходи з профілактики захворювань, про наявність ліків в аптеках (електронні аптеки), про фахівців із різних захворювань та режим їхньої праці, постійне підвищення спеціального освітнього рівня медичного персоналу та багато іншого. Таке інформування досить просто реалізується з допомогою інтернет-технологій. Крім того, впровадження телемедицини дозволяє надавати послуги з дистанційної діагностики й лікування. На цей час універсальним технічним рішенням для побудови й експлуатації телемедичних систем безсумнівно є Інтернет. Щороку у світі проводиться до 75-100 тисяч телеконсультацій, 50% лікарів світу використовують Інтернет у повсякденній практиці.
Створення персональних комп'ютерів, розвиток Інтернет й інших телекомунікаційних технології сприяли народженню сучасної телемедицини.
Постійно в Україні з'являються нові Інтернет-проекти, функціонують тематичні медичні каталоги, дедалі більша кількість лікарів та фармацевтів з України беруть участь у роботі професійних поштових конференцій, проводяться очні і заочні телеконсультації, створюються шпитальні інформаційні системи, електронні форми історій хвороби, гіпертекстові системи для дистанційного навчання.
2. Постановка задачі оптимізації
Оптимізація в широкому значенні слова знаходить застосування в науці, техніці і у будь-який іншій області людської діяльності.
Оптимізація - цілеспрямована діяльність, що полягає в одержанні найкращих результатів при відповідних умовах.
Пошуки оптимальних розв'язків привели до створення спеціальних математичних методів і вже в 18 столітті були закладені математичні основи оптимізації (варіаційне числення, чисельні методи й інші). Однак до другої половини 20 століття методи оптимізації в багатьох областях науки і техніки застосовувалися дуже рідко, оскільки практичне використання математичних методів оптимізації вимагало величезної обчислювальної роботи, що без ЕОМ реалізувати було украй важко, а в ряді випадків - неможливо. Особливо великі труднощі виникали при розв'язку задач оптимізації процесів у хімічній технології через велике число параметрів і їхнього складного взаємозв'язку між собою. При наявності ЕОМ задачі помітно спрощується.
Постановка задачі оптимізації припускає існування конкуруючих властивостей процесу, наприклад:
- кількість продукції - "витрата сировини"
- кількість продукції - "якість продукції"
Вибір компромісного варіанта для зазначених властивостей і являє собою процедуру розв'язку оптимізаційнного задачі.
При постановці завдання оптимізації необхідно:
1. Наявність об'єкта оптимізації і мети оптимізації. При цьому формулювання кожного задачі оптимізації повинна вимагати екстремального значення лише однієї розміри, тобто одночасно системі не повинно приписуватися два і більш критеріїв оптимізації, тому що практично завжди экстремум одного критерію не відповідає экстремуму іншого.
Типовий приклад неправильної постановки задачі оптимізації:
"Одержати максимальну продуктивність при мінімальній собівартості". Помилка полягає в тому, що ставиться завдання пошуку оптимуму 2-х розмірів, що суперечать друг другу по своїй суті.
Правильна постановка задачі могла бути наступна:
а) одержати максимальну продуктивність при заданій собівартості;
б) одержати мінімальну собівартість при заданій продуктивності;
У першому випадку критерій оптимізації - продуктивність, а в другому - собівартість.
2. Наявність ресурсів оптимізації, під якими розуміють можливість вибору значень деяких параметрів оптимизирует об'єкта. Об'єкт повинний мати визначені ступені свободи - керуючими впливами.
3. Можливість кількісної оцінки оптимизирует розміру, оскільки тільки в цьому випадку можна порівнювати ефекти від вибору тих або інших керуючих впливів.
4. Облік обмежень.
КРИТЕРІЇ ОПТИМАЛЬНОСТІ
Що звичайно оптимізується величина зв'язана з економічністю роботи розглянутого об'єкта (апарат, цех, завод). Варіант роботи, що оптимізується, об'єкта повинен оцінюватися деякою кількісною мірою - критерієм оптимальності.
Критерієм оптимальності називається кількісна оцінка якості об'єкта, що оптимізується,.
На підставі обраного критерію оптимальності складається цільова функція, що представляє собою залежність критерію оптимальності від параметрів, що впливають на її значення. Вид критерію оптимальності або цільової функції визначається конкретним задачею оптимізації.
Таким чином, задача оптимізації зводиться до знаходження екстремуму цільової функції.
Найбільш загальною постановкою оптимальної задачі є вираження критерію оптимальності у виді економічної оцінки (продуктивність, собівартість продукції, прибуток, рентабельність).Однак у окремих задачах оптимізації, коли об'єкт є частиною технологічного процесу, не завжди вдасться або не завжди доцільно виділяти прямий економічний показник, який би цілком характеризував ефективність роботи розглянутого об'єкта. У таких випадках критерієм оптимальності може служити технологічна характеристика, що побічно оцінює економічність роботи агрегату (час контакту, вихід продукту, ступінь перетворення, температура). Наприклад встановлюється оптимальний температурний профіль, тривалість циклу - "реакція - регенерація". Але в будь-якому випадку будь-який критерій оптимальності має економічну природу.
Розглянемо більш докладно вимоги, що повинні пред'являтися до критерію оптимальності.
1. Критерій оптимальності повинен виражатися кількісно.
2. Критерій оптимальності повинен бути єдиним.
3. Критерій оптимальності повинен відбивати найбільш істотні боки процесу.
4. Бажано щоб критерій оптимальності мав ясний фізичний зміст і легко розраховувався.
У задачах оптимізації розрізняють прості і складні критерії оптимізації.
Критерій оптимальності називається простим, якщо потрібно визначити екстремум цільової функції без завдання умов на які-небудь інші величини. Такі критерії звичайно використовуються при розв'язку окремих задач оптимізації (наприклад, визначення максимальної концентрації цільового продукту, оптимального часу перебування реакційної суміші в апараті і т.п.).
Критерій оптимальності називається складним, якщо необхідно установити екстремум цільової функції при деяких умовах, що накладаються на ряд інших величин (наприклад, визначення максимальної продуктивності при заданій собівартості, визначення оптимальної температури при обмеженнях по термостійкості каталізатора й ін.).
Процедура розв'язку задачі оптимізації обов'язково включає, крім вибору керуючих параметрів, ще і встановлення обмежень на ці параметри (термостійкість, взривобеспечність, потужність що перекачують пристроїв). Обмеження можуть накладатися як по технологічним, так і по економічним міркуванням.
Отже, для розв'язку задачі оптимізації необхідно:
а) скласти математичну модель об'єкта оптимізації:
б) вибрати критерій оптимальності і скласти цільову функцію:
в) установити можливі обмеження, що повинні накладатися на змінні:
г) вибрати метод оптимізації, що дозволить знайти екстремальні значення шуканих величин.
Прийнято розрізняти завдання статичної оптимізації для процесів, протікаючих у сталих режимах, і задачі динамічної оптимізації.
У першому випадку вирішуються питання створення і реалізації оптимальної моделі процесу, у другому - завдання створення і реалізації системи оптимального керування процесом при несталих режимах експлуатації.
3. Розв’язування задач оптимізації за допомогою табличного процесора
Розв'язання цієї задачі дозволяє визначити оптимальне використання ресурсів при плануванні виробництва.
Постановка задачі. Маємо n типів ресурсів R1, R 2 …, R n - наприклад, n різних деталей, з яких підприємство виробляє свою продукцію. Обсяг кожного ресурсу обмежений величинами m1, m2 …, mn. Наприклад, деталей типу Ri не більше, ніж mi. Продукції може випускатися – k типів: P1, P 2 …, P k. Склад ресурсу для різних видів продукції задається матрицею розміром у n рядків та k стовпчиків:
Задача полягає у визначенні оптимальної кількості видів продукції g1, g2 …, gn, при якому набуває максимуму цільова функція, за умови додержання обмежень щодо ресурсів.
Цільовою функцією, наприклад може бути може бути сумарна вартість випущеної продукції на одиницю часу:
У Excel для розв'язання задачі оптимізації передбачений інструмент ПОИСК РЕШЕНИЯ, розташований в меню СЕРВИС. Якщо там його немає, слід включити командою СЕРВИС > НАДСТРОЙКИ > прапорець ПОИСК РЕШЕНИЯ.
Порядок дій з розв'язання задачі оптимізації:
- у прямокутну область листа Excel вводять матрицю складу ресурсів {Si};
- у окремий стовпчик поза цією областю вводять значення обмежень ресурсів m1, m2 …, mn;
- у окремий рядок поза цією областю, в якому згодом одержать шукані значення g1, g2 …, gn, заносять нулі;
- в окремий стовпчику поруч з матрицею ресурсів вводять формули витрат ресурсів (вводять формулу в першу комірку, а решту заповнюють шляхом переносу формули);
- в окрему комірку вводять формулу для підрахунку цільової функції;
- виконують команду СЕРВИС > ПОИСК РЕШЕНИЯ, яка поставить вікно під назвою ПОИСК РЕШЕНИЯ (рис. 1);
Рис. 1. Діалогове вікно ПОИСК РЕШЕНИЯ
- у цьому вікні в полі «Установить целевую ячейку» вказати адресу комірки, де записано формулу цільової функції;
- у цьому вікні встановити перемикач в потрібне положення, наприклад «Равной максимальному значению»;
- в полі «Изменяя ячейки» задати діапазон комірок, де маємо одержати шукані значення g1, g2 …, gn;
- клікнути кнопку «Добавить» для введення обмежень, в результаті чого виникне діалогове вікно під назвою «Добавление ограничения» (рис. 2) ;
Рис. 2. Діалогове вікно ДОБАВЛЕНИЕ ОГРАНИЧИТЕЛЯ
- у цьому вікні в полі «Ссылка на ячейку» вказати діапазон комірок, в якому розміщені формули витрат ресурсів;
- у полі «Ограничения» - діапазон комірок, в якому розміщені граничні значення ресурсів; у середньому полі «Условие» - знак логічного відношення (<=, >= і т.д.);
- знову клікнути кнопку «Добавить» і ввести інші обмеження,
- якщо значення g1, g2 …, gn, цілі, то по кнопці «Добавить» вказати в якості умови «цел»;
- після завершення введення обмежень – кнопку ОК;
- після заповнення вікна під назвою ПОИСК РЕШЕНИЯ клікнути в ньому кнопку «Выполнить»;
- після завершення оптимізації відкриється вікно «Результаты поиска решения», в якому встановити перемикач в положення «Сохраннить найденное решение».
Приклад розв'язання задачі оптимізації. Підприємство виробляє 3 модифікації приладів: А, який дає на одиницю 100 грн прибутку; Б, який дає 90 грн прибутку і В – 105 грн прибутку. Для збирання приладів використовуються 4 типи блоків. Склад приладів поданий у таблиці нижче.
В наявності на складі 300 блоків типу 1, 500 – типу 2 і по 400 – типу 3 та 4.
Використовуючи табличний процесор Excel, визначити оптимальні кількості приладів, які забезпечать найбільший прибуток.
Розв'язання. 1) Записуємо вхідні дані: в клітини G3:I6 - матрицю складу приладів, в клітини F11:H11- прибутки по модифікаціях приладів, а в клітини B3:B6 - обмеження ресурсів (рис. 3).
Рис. 3. До прикладу розв’язання задачі оптимізації. Заповнення полів вікна ПОИСК РЕШЕНИЯ
2) Клітини C3:C6, в яких в результаті розв'язання задачі буде визначено витрачені ресурси, заповнюємо нулями.
3) Клітини A11:C11, у яких в результаті розв'язання задачі будуть визначені кількості приладів, заповнюємо нулями.
4) В клітину С3 записуємо формулу визначення ресурсів «Тип 1»: =$A$11*G3+$B$11*H3+$C$11*I3. Розмножуємо цю формулу на клітини С4:С6 методом протягування.
5) У клітині D11 розміщуємо формулу цільової функції: =$A$11*F11+$B$11*G11+$C$11*H11.
6) Виконуємо команду СЕРВИС > ПОИСК РЕШЕНИЯ. Заповнюємо поля вікна ПОИСК РЕШЕНИЯ так, як показано на рис. 6.
7) Натискаємо кнопку ВЫПОЛНИТЬ у цьому вікні. Одержуємо розв'язок (рис. 7).
З'явиться вікно РЕЗУЛЬТАТЫ ПОИСКА РЕШЕНИЯ, в якому встановлюємо опцію «Сохранить найденное решение» і натискаємо кнопку ОК. Результат одержимо в клітинах А11:С11, а ресурси, які знадобляться для його одержання - в клітинах С3:С6 (рис. 4).
Рис. 4. До прикладу розв’язання задачі оптимізації