Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Формирование состава комплекса моделей контрактного управления поставками при многоэтапной оптимизации
1.1. Эволюция этапов, парадигм, концепций и технологий развития логистических систем
1.2. Оборотный капитал как основа логистического управления
1.3. Экономико-математические методы и модели, применяемые при решении логистических задач контрактного управления поставками 55
Глава II. Разработка комплекса моделей контрактного управления поставками
2.1. Разработка системы моделей однопродуктового и многопродуктового контрактного управления поставками 6-
2.2. Оценка уровня адекватности детерминированной модели управления поставками
2.3. Адаптация детерминированной модели управления поставками в соответствии с существенными требованиями окружающей среды
2.4. Использование метода последовательных усреднений и выбор реализующего алгоритма для создания информационной базы ком плекса моделей
17
Глава III. Практическая реализация комплекса моделей многоэтапной оптимизации
3.1. Прогнозирование годовой специфицированной потребности в материалах с дифференциацией по кварталам.
3.2. Особенности практической реализации адаптированной к реальным условиям детерминированной модели управления поставками.
3.3. Опенка уровня экономической целесообразности включения моделей в комплекс задач и практическая реализация результатов
решения. 130
Заключение 140
Литерал \ ра
- Оборотный капитал как основа логистического управления
- Экономико-математические методы и модели, применяемые при решении логистических задач контрактного управления поставками
- Оценка уровня адекватности детерминированной модели управления поставками
- Особенности практической реализации адаптированной к реальным условиям детерминированной модели управления поставками.
Введение к работе
Актуальность исследования. Управление логистическими процессами представляет актуальную проблему современного рыночного хозяйственного механизма. В первую очередь это относится к управлению поставками на производственном предприятии, обеспечивающее наличие необходимого материала в момент, когда в нем возникает потребность. Практически невозможно осуществить синхронизацию снабженческих и производственных функций, и. поэтому, создание рационального производственного запаса сырья и материалов есть неотъемлемое звено экономического развития практически любой организации.
На современном уровне развития логистических систем наибольшее внимание уделяется взаимодействию с конечными потребителями, а вопросам рыночных отношений с поставщиками уделяется, на наш взгляд, недостаточное внимание. Это обстоятельство и определило в качестве области исследования - контрактное управление поставками, т.е. формирование такого состава договоров, который обеспечивает обязательное выполнение поставок.
Особую сложность управления вызывает условие ограниченности финансовых ресурсов. Авансированный характер оборотного капитала предполагает постоянное проведение работ по контрактному (договорному) управлению поставками.
Цель исследования. Проблемная направленность работы предопределила цели, состоящие в расширении области логистического подхода на взаимоотношения с поставщиками, а также в разработке методического подхода к многоэтапной оптимизации контрактного управления поставками, первоначально для однопродуктовых. а затем многопродуктовых закупок.
'Задачи исследования. В соответствии с целями в работе поставлены и решены следующие основные задачи:
определение возможности применения известных методов оптимизации для
решения проблемы управления поставками, учитывая требования реальной
экономической действительности:
теоретико-аналитический анализ и разработка модельных ситуаций для выявления
существенных взаимосвязей, накладываемых оборотным капиталом на управление
поставками;
построение комплекса моделей, поддерживающего контрактное управление
поставками в условиях финансовых ограничений и реализующего идею
многоэтапной оптимизации;
j>
совершенствование модели прогнозирования производственных потребностей в сырье, материале и покупных полуфабрикатов для реализации задач управления запасами;
разработка методики оценки экономической целесообразности включения моделей в состав комплекса в рамках информационных систем управления предприятием. Объект и предмет исследования. В качестве объекта исследования выступает служба материально-технического обеспечения предприятия, а предметом - процесс управления многономенклатурными поставками в рыночных условиях.
Методы исследования, используемые в работе, базируются на основах экономической теории, моделях и методах исследования операций, математической и прикладной статистики, приемах экспертного оценивания, а также на методологии и технологии имитационного моделирования и информатики. Научная новизна работы состоит в следующем:
разработан критерий, позволяющий сначала на однопродуктовом. а затем на многопродуктовом уровнях представить альтернативные варианты решений в виде математической конструкции;
предложены модели оптимизации контрактов, которые обеспечивают экономически целесообразные процессы управления поставками в условиях ограниченности финансовых ресурсов;
разработана методика адаптации детерминированной модели управления поставками в соответствии с требованиями и ограничениями реальной действительности, а также реализующая дополнительные критерии, минимизирующие логистические издержки;
обосновано использование аналитической формы метода попарных усреднений в порядковой временной шкале для прогнозирования производственных потребностей;
осуществлено применение методов прикладной статистики для повышения достоверности исходной информационной базы:
сформированы по результатам моделирования основные требования.
предопределяющие функционирование всего комплекса моделей:
построена модель оценки уровня экономической целесообразности выбираемого
состава моделей комплекса.
Практическая ценность работы заключается в том. что предлагаемый в ней
подход и методы представляют отделу, занимающемуся материально-техническим
обеспечением предприятия, эффективный инструмент для подготовки к проведению
переговоров по заключению контрактов, а также мониторингу их реализации. Применение полученных теоретических результатов показано сначала на примере одного из закупаемых материалов, а затем при многономенклатурной закупке. Практически использование предлагаемого подхода с помощью комплекса моделей не вызывает существенных трудностей, так как требуемые для реализации данные в основном входят в систему информационного обеспечения отдела.
Апробация. Базовые положения диссертации были использованы при разработке информационной системы управления на Ракетно-космическом заводе им. М.В. Хруничева. Основные результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на конференциях, проходивших в ГУУ в 1999-2001 г.г.
Публикации. По теме диссертации опубликован ряд печатных работ, список которых приводится в списке литературы.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы, включающего 92 наименования и приложения.
Работа изложена на 147 страницах машинописного текста, из которых приложение занимает 2 страницы. В тексте диссертации представлены 36 рисунков. 12 схем и 20 таблиц.
Оборотный капитал как основа логистического управления
Соответственно внедрение и распространение концепции «точно в срок» (ЛТ - Just in Time) в мире привело к изменению традиционного подхода производственного менеджмента к управлению запасами. ЛС на основе концепции «точно в срок» являются тянущими системами, в которых размещение заказов на пополнение запасов MP или ГП происходит только тогда, когда количество их в определенных зонах (ЗЛС) достигает критического уровня. При этом запасы «вытягиваются» по каналам физического распределения от поставщиков MP или логистических посредников в системе дистрибьюции. В этой концепции существенную роль играет спрос, определяющий дальнейшее движение сырья, материалов, компонентов, полуфабрикатов и ГП. Концепция «точно в срок» способствует контролю и поддержанию уровня качества по всем составляющим логистического микса. Микрологистические системы, основанные на этом подходе, связанном с синхронизацией всех процессов и этапов доставки MP. технологии производства и сборки, поставки ГП потребителям, чрезвычайно критичны к точности информации и прогнозирования. Этим объясняются, в частности, и короткие составляющие логистических производственных циклов. Для их эффективной реализации нужны надежные телекоммуникационные системы и информационно-компьютерная поддержка.
Современные технологии «точно в срок» и ЛС стати более интегрированными и комбинируются из различных вариантов логистических производственных концепций и дистрибутивных систем, таких как системы, минимизирующие запасы в логистических каналах. ЛС быстрого переключения, выравнивания уровней запасов, групповые технологии, превентивное гибкое производство, современные ЛС тотального статистического контроля и управления циклами качества продукции и т.п. Поэтому в настоящее время принято называть такие технологии «точно в срок II» (J I Т II).
Микрологистическая система KANBAN представляет собой систему организации непрерывного производственного потока, способного к быстрой перестройке и практически не требующего страховых запасов. Сущность системы KANBAN в том. что все производственные подразделения завода, включая линии конечной сборки, снабжаются MP только в том количестве и к такому сроку, которые необходимы для выполнения заданного подразделением-потребителем заказа. Таким образом, в отличие от традиционного подхода к производству, структурное подразделение-производитель не имеет общего жесткого графика производства, а организуют свою работу в пределах заказа последующего по производственно-технологическому циклу подразделения фирмы.
Средством передачи информации в системе является специальная карточка «kanban» в пластиковом конверте двух видов: карточка отбора с указанием количества деталей (комплектующих), которое должно быть взято на предшествующем участке; карточка производственного заказа с указанием количества деталей, которое должно быть изготовлено (собрано) на предшествующем участке. Эти карточки циркулируют как внутри предприятия, фирмы, так и между корпорацией и сотрудничающими с ней компаниями, а также на предприятиях филиалов. Карточки «kanban» несут информацию о расходуемых и производимых количествах продукции, что позволяет ре&тизовать концепцию «точно в срок».
Так. в системе поддерживается минимальный уровень запасов, обеспечивающий непрерывную работу производственно-технологических участков и персонала и регулируемый с помощью расчета дневной потребности в каждой детали и определения количества карточек «kanban» на нее. Когда MP израсходованы, карточка заказа «kanban» отправляется поставщикам. чтобы пополнить резервы. Так как прогнозируемые количества и время снабжения невелики, заказываемые партии имеют небольшие размеры. Кроме того, запас, сохраняющийся на период поставки, поддерживается миниматьным.
В системе отсутствует складирование на местах, так как используются только контейнеры, перемещаемые от одного ОЦ к другому с помощью технологического транспорта.
Система «kanban». - это типичная схема «тянущей» микрологистической производственной системы. где контейнеры с деталями (составляющие производственный запас) перемещаются только в зависимости от потребления на последующих участках.
Объем НП в такой системе может быть определен по формуле: где /v - общее количество контейнеров (карточек «kanban»): С - среднедневное потребление; Ти - время потребительского цикла (белая карта), складывающееся из времени ожидания и времени транспортировки; 75 - время снабженческого цикла (черная карта), равное сумме времени ожидания и рабочего времени изготовления компонентов; О — емкость контейнера для определенного компонента; к - параметр страхового запаса (должен стремиться к нулю).
Важными элементами микро-ЛС KANBAN являются информационная система, включающая не только карточки, но и производственные, транспортные и снабженческие графики, технологические карты, информационные световые табло и т.д.; система регулирования потребности и профессиональной ротации кадров; система тотального (TQM) и выборочного («Дзидока») контроля качества продукции; система выравнивания производства и ряд других.
Практическое использование системы KANBAN. а затем ее модифицированных версий позволяет значительно улучшить качество выпускаемой продукции; сократить логистический цикл, существенно повысив тем самым оборачиваемость оборотного капитала фирм; снизить себестоимость производства; практически исключить страховые запасы и значительно уменьшить НП. Она дает возможность уменьшить производственные запасы на 50%. товарные - на 8% при значительном ускорении оборачиваемости оборотных средств и повышении качества ГП.
Второй из наиболее популярных в мире логистических концепций, на основе которой разработано и функционирует большое число микро-ЛС. является концепция «планирование потребностей/ресурсов» (RP-концепция). которую часто противопоставляют логистической концепции «точно в срок», т.к. на ней основано построение ЛС «толкающего» типа.
Базовыми микрологистическими системами, основанными на концепции RP в производстве и снабжении являются системы MRP I/MRP II — (Системы планирования потребностей в материалах / производственного планирования потребностей ресурсов) и в дистрибьюции (распределении) -DRP I/DRPII - (Системы планирования распределения продукции/ресурсов). Система планирования потребностей в материалах (MRP система) состоит из ряда логически связанных моделей, правил и требований, переводящих производственное расписание в «цепочку требований», синхронизированных во времени, и запланированных «покрытий» этих требований для каждой единицы запаса компонентов, необходимых для выполнения расписания. MRP система перепланирует.
'Экономико-математические методы и модели, применяемые при решении логистических задач контрактного управления поставками
Оценка уровня адекватности детерминированной модели управления поставками
Эконометрические методы строятся на синтезе трех областей знаний: экономики, математики и статистики. Основой эконометрии является эконометрическая модель, под которой понимается схематическое представление экономического явления или процесса с помощью научной абстракции, отражения их характерных черт. Наибольшее распространение в современной экономике получил метод анализа «затраты - выпуск». Это матричные (балансовые) модели, строящиеся по шахматной схеме и позволяющие в наиболее компактной форме представить взаимосвязь затрат и результатов производства. Удобство расчетов четкость экономической интерпретации - главные особенности матричных моделей. Это важно при создании систем механизированной обработки данных, при планировании производства продукции с использованием ЭВМ.
Методы математического программирования - основное средство решения задач оптимизации производственно-хозяйственной деятельности. По своей сути эти методы -средство плановых расчетов. Ценность их для экономического анализа выполнения бизнес-планов состоит в том. что они позволяют оценивать напряженность плановых заданий, определять лимитирующие группы оборудования, виды сырья и материалов, получать оценки дефицитности производственных ресурсов и т.п.
Под применением исследования операций понимается разработка целенаправленных действий (операций), количественная оценка полученных решений и выбор из них наилучшего. Предметом исследования операций являются экономические системы, в том числе производственно-хозяйственная деятельность предприятий. Целью использования исследования операций является такое сочетание структурных взаимосвязанных элементов систем, которое в наибольшей степени отвечает задаче получения наилучшего экономического показателя из ряда возможных.
Теория игр как раздел исследований операций - это теория математических моделей принятия оптимальных решений в условиях неопределенности или конфликта нескольких сторон, имеющих различные интересы.
Теория массового обслуживания исследует на основе теории вероятностей математические методы количественной оценки процессов массового обслуживания. Так. любое из структурных подразделений промышленного предприятия можно представить как объект системы обслуживания. Общей особенностью всех задач, связанных с массовым обслуживанием, является случайных характер исследуемых явлений. Количество требований на обслуживание и временные интервалы между их поступлением носят случайных характер, их нельзя предсказать с однозначной определенностью. Однако в своей совокупности множество таких требований подчиняется определенным статистическим закономерностям, количественное изучение которых и является предметом теории массового обслуживания.
Экономическая кибернетика анализирует экономические явления и процессы в качестве очень сложных систем с точки зрения законов и механизмов управления и движения информации в них. Наибольшее распространение в экономическом анализе получили методы имитационного моделирования и системного анатиза. понимая, что в ряде случаев приходится находить решение экстрематьных задач при неполном знании механизма рассматриваемого явления. Такое решение отыскивается экспериментально.
В последние годы в экономической науке усилился интерес к форматизации методов эмпирического поиска оптимальных условий протекания процесса, использующих человеческий опыт и интуицию. Эвристические методы (решения) - это неформализованные методы решения экономических задач, связанных со сложившейся хозяйственной ситуацией, на основе интуиции, прошлого опыта, экспертных оценок специалистов и т.д.
Для анатиза производственно-хозяйственной, коммерческой деятельности многие методы из приведенной примерной схемы не нашли практического применения и только разрабатываются в прикладной теории экономического анализа. Применение того или иного математического метода в экономическом анализе опирается на методологию экономико-математического моделирования хозяйственных процессов. По классификационному признаку оптимальности все экономико математические методы (задачи) подразделяются на две группы: оптимизационные и не оптимизационные. Если метод или задача позволяет искать решение по заданному критерию оптиматьности. то этот метод относят в группу оптимизационных методов. В случае, когда поиск решения ведется без критерия оптимальности, соответствующий метод относят к группе не оптимизационных.
По признаку получения точного решения все экономико-математические методы делятся на точные и приближенные. Если алгоритм метода позволяет получить только единственное решение по заданному критерию оптимальности или без него, то данный метод относится к группе точных методов. В случае, когда при поиске решения используется стохастическая информация и решение задачи можно получить с любой степенью точности, используемый методы относят к группе приближенных методов. К группе приближенных методов относят и такие, при применении которых не гарантируется получение единственного решения по заданному критерию оптимальности.
Таким образом, используя только два признака классификации, все экономико-математические методы делятся на четыре группы: 1) оптимизационные точные методы; 2) оптимизационные приближенные методы; 3) не оптимизационные точные методы; 4) не оптимизационные приближенные методы.
Так. к оптимизационным точным методам можно отнести методы теории оптимальных процессов, некоторые методы математического программирования и методы исследования операций. К оптимизационным приближенным методам относятся отдельные методы математического программирования, методы исследования операций, методы экономической кибернетики, методы математической теории планирования экстремальных экспериментов, эвристические методы. К не оптимизационным точным методам относятся методы элементарной математики и классические методы математического анализа, эконометрические методы. К не оптимизационным приближенным методам относятся метод статистических испытаний и другие методы математической статистики.
Модели по управлению предприятиями можно условно разделить на модели, обеспечивающие планирование деятельности предприятия. и на модели, обеспечивающие принятие решений по управлению функционированием предприятия. Задачи планирования состоят в определении плана выпуска продукции, выборе номенклатуры изделий, согласовании плановых показателей с ресурсами. При анализе задач функционирования предприятия решаются вопросы оптимизации затрат, назначения цен. распределения прибыли, определения источников финансирования, ускорения сбыта продукции и т.д.
Особенности практической реализации адаптированной к реальным условиям детерминированной модели управления поставками.
Графическое изображение проведенных расчетов аналогично по форме рис. 2.2.3. однако количественно будет отличаться, средняя величина материала на складе будет значительно меньше из-за параллельного процесса воспроизводства и потребления на величину » . экономически характеризующую интенсивность поставок на склад. Поэтому это соответствующим образом приводит к уменьшению издержек по складированию, и следовательно к уменьшению общих издержек по поставкам материала.
Формализовано, при мгновенности поставок, т.е. когда х , величина первоначальной формулы. Таким образом. последние три соотношения характеризуют обобщенную математическую форму модели Вильсона.
При построении модели Вильсона было использовано значительное количество допущений, существенно снижающих ее практическую значимое!!, для решения по комплекс) задач контрактного управления закупками. Приведем лишь некоторые из них. за тем. чтобы адаптировать модель Вильсона в соответствии с требованиями комплекса задач:
1. Годовая потребность в сырье и материале заранее известна. Для предприятий с массовым типом производством эта характеристика является естественной, а в условиях единичного и мелкосерийного производства головая потребное іь носит сугубо вероятностный характер. Однако задание доверительной оценки, как это будет рассмотрено в работе, может быть использовано для адаптации.
2. Исключены из рассмотрения гарантийные обязательства поставщиков на срок-использования. Похожие проблемы возникают при поставках с ограниченным сроком хранения. Это особенно важно, если гарантийные обязательства носят краткосрочный характер.
3. Планирование закупок охватывает один год. и как следует из аналитического представления не носит в большинстве случаев целочисленного характера. 4. Все составляющие издержек постоянные величины. Однако, например. наличие скидок с закупочной цены, как показата практика, имеет существенное значение при планировании количества закупаемого сырья и материалов в поставке.
Таким образом, модель Вильсона, как это следует из приведенного анализа, является способом отражения реальности достаточно низкого уровня адекватности. Поэтом), с нашей точки зрения, необходимо усилить эту модель, раскрытием некоторых, наиболее существенных допущений.
Допущения, принятые в детерминированной модели управления поставками (п.2.2) при их анализе носят как разноэтапный. так и разнохарактерный аспект.
Допущения 1 об известности прогностической оценки годовой потребное I и. например, в материате относится к этапу ] комплекса моделей контрактною управления поставками (схема 1.3.1). Поэтому повышение адекватности этой опенки естественно рассмотреть при формировании информационной базы.
Допущение 2 о гарантийных обязательствах поставщиков имеет ярко выраженный ограничительный характер, который может быть наложен .лаже на последнем )іапе адаптации модели.
Поэтому отражение в детерминированной модели требований окружающей среды начнем с целочисленности (3) и переменных параметров издержек (4).
Детерминированная модель управления поставками в условиях целочисленности количества поставок закупаемых материалов. Рассмотрим детерминированную модель управления поставок с позиций целочиленности количества поставок: L = C . +( - гк — + о mm
Естественно, что операция деления для определения количества поставок имеет в большинстве своем нецелочисленный результат. В этом случае рассмотрим д динамическое состояние запасов в течение года (рис. 2.3.1) 30 J / Рис. 2.3.!. Состояние запасов в течение года в условиях нецелочисленностп количества поставок.
С экономической точки зрения увеличение уровня запасов в конце і ода ((Л (Л ) (рис.2.3.1) ведет к ухудшению оценки результатов хозяйственной деятельности, т.к. вычисление этой оценки зависит напрямую от финансово-экономических потребностей и. в конечном счете, от изменения уровня запасов сырья. материалов и покупных полуфабрикатов. Таким образом. мри нецелочисленнности часть финансовых ресурсов по оборотному капи і а. і\ замораживается в запасах. Экономические результаты тем хуже (рис.2.3.1). чем ближе оптимальное значение количества поставок (п ) к ближайшем) целом), не превосходящем) его (/?, =[/7 ]).
С математических позиций нецелочисленность изменяет выведенное соотношение относительно среднегодового уровня запаса (рис.2.3.1): 2 что порождает изменения формулы для среднегодового запаса в первом слагаемом общих издержек: L - гки +о mm. О
Математически результат будет тем хуже. чем. во-первых, меньше величина оптимального значения количества поставок, и. во-вторых, чем ближе она к ближайшем) меньшем) целому (я, =/? ]). Первый случай отражает распределение изменения остатков запасов (Ок Оп ) на большее количество логистических циклов поставок".
Целесообразно, на наш взгляд, перейти от оценки оптимума модели Вильсона по одной точке (п ) к исследованию двух ближайших целочисленных точек. Такая двухместная операция возможна в связи с монотонностью вправо и влево функции общих издержек относительно точки глобального оптимума. Графически это представлено на рис. 2.3.2. где п.- - ближайшее большее целое (п: = In !)
