ОПТИМІЗАЦІЯ ВИРОБНИЧИХ ТА ЛОГІСТИЧНИХ ЗАДАЧ У ФАРМАЦІЇ ЗАСОБАМИ МАТЕМАТИЧНОГО ТА КОМП’ЮТЕРНОГО МОДЕЛЮВАННЯ

Автор(и)

  • Наталія Василівна Стучинська Національний медичний університет імені О. О. Богомольця, Україна https://orcid.org/0000-0002-5583-899X
  • Марія Дмитрівна Андрійчук Національний медичний університет імені О. О. Богомольця, Україна https://orcid.org/0000-0003-0112-3830
  • Павло Васильович Микитенко Національний медичний університет імені О. О. Богомольця, Україна https://orcid.org/0000-0003-1188-4334

DOI:

https://doi.org/10.20998/2222-0631.2025.01(8).14

Ключові слова:

лінійне програмування, моделювання, імітаційне моделювання, оптимізація, екстремальні задачі, цільова функція, метод потенціалів, MathCad

Анотація

У статті представлено комплексне дослідження, що поєднує теоретичні та практичні аспекти застосування методів математичного моделю- вання у фармації, можливостей його використання для підвищення ефективності виробничих процесів, оптимізації логістичних рішень і вдосконалення процесу фахової підготовки майбутніх фармацевтів. Здійснено аналіз потреб та можливостей використання методів матема- тичного та комп’ютерного моделювання для раціоналізації процесів розроблення нових препаратів та доведення фармацевтичних засобів і виробів медичного призначення від виробничої до споживчої сфери. Проведено огляд наукових публікацій у контексті розвитку методів ма- тематичного програмування від підходів Ж. Лагранжа до сучасних методів лінійного та нелінійного програмування, що знайшли широке за- стосування в економіці та фармацевтичній галузі. Особливу увагу приділено математичному моделюванню оптимального розподілу ресур- сів і транспортної логістики у фармації. Розглянуто роль систем комп’ютерної математики (СКМ), таких як MathCad, у спрощенні процесу розв’язання оптимізаційних задач. Завдяки можливості оперативного змінення вихідних параметрів (запаси сировини, собівартість продукції тощо), програма MathCad дає змогу ефективно моделювати різні сценарії виробництва та логістики у фармації, швидко обчислювати задачі лінійного та нелінійного програмування, автоматизуючи розрахунки та мінімізуючи ризик помилок. В рамках дослідження продемонстрова- но методику розв’язання оптимізаційної задачі виробництва ліків. Цільовою функцією є максимальний прибуток від реалізації. Також за- пропоновано методику розв’язання типової транспортної задачі, що передбачає мінімізацію витрат на перевезення товару від декількох складів до декількох споживачів з урахуванням обмежень на ресурси. Використано метод потенціалів, що забезпечує коригування транспор- тних маршрутів з метою зниження загальних логістичних витрат. Розглянуто дидактичний аспект застосування математичних моделей у пі- дготовці майбутніх магістрів фармації. Використання комп’ютерного моделювання в навчальному процесі сприяє розвитку аналітичного мислення та навичок роботи з оптимізаційними методами, що є важливими для ефективного управління ресурсами у фармацевтичній галузі. Автори обґрунтовують доцільність реалізації на практичних заняттях з дисципліни «Комп’ютерне моделювання у фармації» реальних задач фармацевтичної галузі, які є важливим засобом формування професійних компетентностей майбутніх працівників фармацевтичної сфери. Отримані результати вказують на ефективність використання методів математичного програмування для вирішення задач оптимізації у фа- рмації. Використання математичних моделей дає змогу точніше прогнозувати попит, планувати виробничі потужності та логістичні проце- си, що, в свою чергу, зменшує ризики браку або надлишків продукції. Подальший розвиток математичних методів та комп’ютерних техно- логій відкриває перспективи для модернізації процесів розроблення, виробництва та постачання лікарських засобів і виробів медичного при- значення, їх раціонального використання для фармацевтичної опіки та підвищення якості медичної допомоги населенню.

Біографії авторів

Наталія Василівна Стучинська, Національний медичний університет імені О. О. Богомольця

Доктор педагогічних наук, професор, завідувачка кафедри медичної і біологічної фізики та інформатики

Марія Дмитрівна Андрійчук, Національний медичний університет імені О. О. Богомольця

 Викладач кафедри медичної і біологічної фізики та інформатики

Павло Васильович Микитенко, Національний медичний університет імені О. О. Богомольця

 Доктор педагогічних наук, доцент, доцент кафедри медичної і біологічної фізики та інформатики

Посилання

Buriennikova N. V., Zelinska O. V, Ushkalenko I. M., Buriennikov Yu. Yu. Optymizatsiyni metody ta modeli : navchal'nyy posibnyk [Optimiza- tion methods and models: a textbook]. Vinnytsia, VNTU Publ., 2019. 121 p.

Martyniuk O. Materialy dlya samostiynogo vyvchennya kursu «Matematychne programuvannya» [Materials for self-study of the course "Mathe- matical Programming"]. Ternopil, 2007. 88 p.

Zhaldak M. I., Tryus Yu. V. Osnovy teoriyi i metodiv optymizatsiyi : Navchal'nyy posibnyk [Fundamentals of the theory and methods of optimiza- tion: Textbook]. Cherkasy, Brama-Ukraina Publ., 2005. 608 p.

Horbachuk V. M., Dunaievskyi M. S. Matematychni modeli pidvyshhennya efektyvnosti detsentralizovanykh system ta yikh zastosuvannya [Op- timization methods and models: a textbook]. Problemy vyshhoyi matematychnoyi osvity : vyklyky suchasnosti [Problems of Higher Mathematical Education: Challenges of Modernity]. Vinnytsia, Vinnyts'kyy natsional'nyy politekhnichnyy universytet Publ., 2022. pp. 65−77.

Horbova O. V., Murkovych M. S. Doslidzhennya skladnykh protsesiv na osnovy poetapnogo modelyuvannya [Research of complex processes based on step-by-step modeling]. Nauka ta progres transportu [Science and Transport Progress]. 2021, 5(95), pp. 51–59, DOI :10.15802/ stp2021/252704.

Levkin D. A. Chysel'ni metody i matematychni modeli optymizatsiyi parametriv biotekhnologichnykh protsesiv [Numerical methods and mathe- matical models of optimization of parameters of biotechnological processes]. Vcheni zapysky Tavriys'kogo Natsional'nogo Universytetu imeni V. I. Vernads'kogo. Seriya : «Tekhnichni nauky» [Science and Transport Progress]. Kyiv, 2022, no. 1, vol. 33(72), pp. 128–132. DOI : 10.32838/2663- 5941/2022.1/21.

Serhiienko O. A., Holofaieva I. P., Shvets A. D. Rozroblennya optymizovanoyi modeli logistychnykh lantsyugiv postachannya-rozpodilu pidpry- yemstv [Development of an optimized model of logistics supply-distribution chains of enterprises]. Naukovyy visnyk Uzhgorods'kogo natsion- al'nogo universytetu. Seriya : Mizhnarodni ekonomichni vidnosyny ta svitove gospodarstvo [Scientific Bulletin of Uzhhorod National University. Series: International Economic Relations and World Economy]. 2019, no. 28, pp. 98–105.

Chalyi O. V., Stuchynska N. V., Melenevska A. V. Vyshha matematyka : navch. posibnyk dlya stud. med. ta farm. navch. zakladiv [Higher math- ematics: a textbook for students of medical and pharmaceutical educational institutions]. Lviv, Tekhnika Publ., 2001. 204 p.

Stuchynska N. V., Andriichuk M. D. Formuvannya fakhovo spryamovanykh predmetnykh kompetentnostey magistriv farmatsiyi zasobamy mode- lyuvannya efektyvnosti reklamy farmatsevtychnoyi produktsiyi [Formation of professionally directed subject competencies of masters of phar- macy by means of modeling the effectiveness of advertising of pharmaceutical products]. Medytsyna ta farmatsiya : osvitni dyskursy [Medicine and Pharmacy: Educational Discourses]. 2024, no. 2, pp. 35–42. DOI : 10.32782/eddiscourses/2024-2-7.

Stuchynska N., Andriichuk M., Mykytenko P. Znachennya matematychnykh modeley SIR ta SEIR u formuvanni profesiynykh kompetentnostey maybutnikh magistriv farmatsiyi [The importance of mathematical models SIR and SEIR in the formation of professional competencies of future masters of pharmacy]. Medytsyna ta farmatsiya : osvitni dyskursy [Medicine and Pharmacy: Educational Discourses]. 2025, no. 1, pp. 131–138. DOI : 10.32782/eddiscourses/2025-1-21.

Chalyi K., Kryvenko I., Andriichuk M. Kinetychne modelyuvannya biokhimichnykh reaktsiy za dopomogoyu MathCad analytical toolkit [Kinetic modeling of biochemical reactions using Mathсad analytical toolkit]. Medychna nauka Ukrainy (MDU) [Medical Science of Ukraine (MSU)]. 2024, no. 20 (2), pp. 68–78. DOI : 10.32345/2664-4738.2.2024.09.

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-07-23