Введение к работе
Актуальность темы исследования. В сфере строительных услуг важно своевременное движение товарных потоков между заказчиком и поставщиком. Это движение призвана обеспечить система материально-технического обеспечения строительного производства. Неэффективная организация этой системы, как правило, приводит к нарушению договорных обязательств одной из сторон, в отношении которой могут быть применены штрафные санкции, предусмотренные договором подряда.
Такая ситуация приводит к коренной перестройке политики в инвестиционной сфере. Теперь предприятия вынуждены сами искать инвесторов и объемы работ. Низкая инвестиционная активность, неблагоприятный деловой климат вынуждают предприятия крайне осмотрительно использовать имеющиеся в их распоряжении ресурсы. Это вызывает необходимость применения современных оптимизационных моделей и теорий, обеспечивающих принятие адекватных управленческих решений.
В условиях полной хозяйственной самостоятельности субъектов строительной деятельности каждое предприятие выбирает себе партнеров, руководствуясь только своей выгодой. В этой ситуации особую значимость приобретают вопросы оптимизации функционирования системы материально-технического обеспечения, так как именно через органы материально-технического обеспечения проходит основной финансовый поток, обеспечивающий реализацию строительного проекта. Это обстоятельство объясняется тем, что в себестоимости строительной продукции 55 - 60 % приходится на материальные ресурсы.
Моделирование товарных потоков между заказчиком и поставщиком имеет ряд особенностей, связанных с тем, что реализация программы поставок может быть охарактеризована двумя определяющими статистическими характеристиками: функцией распределения вероятностей интервалов поставок и функцией распределения вероятностей объемов поставок. Кроме того, для рассматриваемой системы характерным является случайный характер объемов партий поставок для пополнения запасов в системе в ответ на подаваемые заявки, причем спрос на запасы ресурсов в системе материально-технического обеспечения, как правило, имеет случайный характер. Наиболее часто в таких задачах имеет место предположение о том, что объемы спроса в последовательных интервалах времени взаимно независимы, хотя на практике оно не всегда выполняется. Еще один важный элемент систем управления запасами заключается в неполной наблюдаемости спроса. Возникать она может по разным причинам, но наиболее распространенной является функционирование системы при дефиците, когда наблюдается лишь фактическое потребление, а неудовлетворенный спрос не регистрируется. Учитывая стохастический характер анализируемой системы материально-технического обеспечения, для ее изучения целесообразно использовать аппарат теории массового обслуживания.
Существует некоторое сходство между математическим аппаратом теории массового обслуживания и теории управления запасами. Это сходство было заме-
чено еще на довольно ранней стадии развития этих теорий. Кратко говоря, какое-либо количество материала, запасенного для использования в будущем, можно сравнить с группой клиентов, которые ожидают у устройства, производящего обслуживание. Поэтому модели, описывающие эти две системы, приводят к случайным процессам с одинаковыми основными свойствами.
Таким образом, актуальность темы диссертационной работы определяется необходимостью разработки новых подходов к организации системы материально-технического обеспечения строительного производства.
Основные исследования, получившие отражение в диссертации, выполнялись по планам научно-исследовательских работ: федеральная комплексная программа «Исследование и разработки по приоритетным направлениям науки и техники гражданского назначения»; грант Президента России № МК -6210.2008.6 «Инструменты оценки эффективности инвестиций и учета неопределенности при распределении ресурсов»; госбюджетная научно-исследовательская работа «Разработка и совершенствование моделей и механизмов внутрифирменного управления».
Степень разработанности проблемы. Современная теория управления запасами была заложена в работах Т. Хедли, Е. А. Хруцкого, Дж. Уайтин и получила дальнейшее развитие в работах отечественных и зарубежных ученых (И.А. Арен-ков, С.А. Баркалов, В.Н. Бурков, П. Винкельманн, Ян X. Гордон, В.А. Гудков, Е.Н. Десятирикова, П.Н. Курочка, В.А. Лотоцкий, Ю.С. Мандель, Н.М. Розанов, Т.Н. Толстых). Предложенные этими учеными модели до сих пор используются на практике в сфере системы материально-технического обеспечения строительного производства.
Проблема управления запасами является одной из наиболее важных в организационном управлении. Но, как правило, не существует типовых решений - условия на каждом предприятии или фирме уникальны и включают множество ограничений и различных особенностей. С этим связаны и проблемы, возникающие при разработке математической модели и определении оптимальной стратегии управления запасами.
В диссертации рассматривается подход к описанию взаимодействия системы материально-технического обеспечения строительного производства с потребителями, основанный на агрегировании товарного ассортимента, классификации потребителей и применении результатов теории массового обслуживания для анализа связей типа «поставщик-потребитель».
Объект исследования - предприятия строительной отрасли в процессе формирования, функционирования и интеграции логистических систем.
Предмет исследования - математический аппарат моделирования системы материально-технического обеспечения строительного производства на основе теории управления запасами, теории массового обслуживания, системного анализа, имитационного моделирования.
Цель исследования. Целью диссертационной работы является разработка методов и моделей оптимального выбора вариантов оптовых закупок в системе материально-технического обеспечения производства.
Для достижения цели работы необходимо решить следующие основные задачи:
проанализировать существующие модели и методы материально-технического обеспечения строительного производства и практики продвижения строительной продукции на рынок;
разработать модель описания обратной связи между ценой товара и объемом спроса;
построить стохастическую модель функционирования специализированного предприятия, реализующего функцию централизованной схемы материально-технического обеспечения строительства;
получить модель распределения заказов с учетом бонусов с отпускных цен;
предложить модель распределения заказов с учетом возможной взаимозаменяемости поставляемых материалов.
Область исследования. Содержание диссертации соответствует пункту 1.4 «Разработка и исследование моделей и математических методов анализа микроэкономических процессов и систем: отраслей народного хозяйства, фирм и предприятий...» и п. 1.8 «Математическое моделирование экономической конъюнктуры, деловой активности, определение трендов, циклов и тенденций развития» специальности 08.00.13 - Математические и инструментальные методы экономики Паспорта специальности ВАК РФ.
Теоретической и методологической основой исследования послужили современные достижения экономической и математической науки, содержащиеся в трудах отечественных и зарубежных ученых по теории управления запасами, теории массового обслуживания. Для решения поставленных задач прикладного исследования применялись методы системного анализа, имитационного моделирования и анализа статистических данных.
Информационную базу исследования составили данные информационно-аналитических материалов по исследуемой проблеме, представленные в научной литературе, периодической печати и сети Интернет, в частности данные сайтов , , .
Научная новизна исследования состоит в разработке комплекса стохастических моделей, функционирования специализированного предприятия, реализующего функцию централизованной схемы материально-технического обеспечения строительства.
Научная новизна реализована в следующих результатах, полученных лично автором:
разработана модель описания обратной связи между ценой товара и объемом спроса, отличающаяся использованием логистической зависимости и той информации, которая может быть определена в результате наблюдения за квазиравновесным состоянием рынка, что позволяет прогнозировать относительное изменение спроса при изменении цен для обоснования ценовых скидок с использованием известных значений эластичности спроса по цене;
построена модель функционирования специализированного предприятия,
реализующего функцию централизованной схемы материально-технического обеспечения строительства, отличающаяся учетом стохастического характера поведения отдельного потребителя на основе одноканальной системы массового обслуживания с ограничением на время пребывания требований в очереди, что позволяет определить момент подачи поставщиком заявки на пополнение запасов продукции на складе;
получена модель распределения заказов с учетом бонусов, отличающаяся тем, что на каждом шаге оцениваются варианты увеличения заказа поставщику, отказа от услуг поставщика или адресации заказа на определенный набор товаров поставщику, предлагающему более выгодные условия сделки, и позволяющая сформировать заказ минимальной стоимости;
предложена модель распределения заказов с учетом возможной взаимозаменяемости поставляемых материалов, отличающаяся построением графа закупок, в котором оптимальный план будет соответствовать пути в сети, имеющему максимальную длину, и позволяющая получить оптимальный по критерию затрат план закупок.
Теоретическая значимость исследования определяется разработкой комплекса моделей, описывающих поведение системы «поставщик-потребитель» в процессе функционирования специализированного предприятия, реализующего функцию централизованной схемы материально-технического обеспечения строительства. Полученные результаты формируют научно-методическую основу дальнейших исследований, ориентированных на развитие и совершенствование математического аппарата моделирования функционирования системы материально-технического обеспечения строительства.
Практическая значимость исследования. Практическая значимость результатов работы состоит в разработанных эффективных алгоритмах оптимизации организационных процедур в системе материально-технического обеспечения строительства.
Апробация и внедрение результатов исследования. Материалы диссертации, ее основные положения и результаты доложены и обсуждены на научно-технических конференциях Воронежского государственного архитектурно-строительного университета (г.Воронеж, 2007-2011 гг.); международной научно-практической конференции «Теория активных систем управления» (г. Москва, 2009 г.); международной научно-практической конференции «Образование, наука, производство и управление» (г. Старый Оскол, 2009); первой всероссийской научно-технической конференции «Системы организационного поведения» (г. Москва, 2009 г.); межрегиональной научно-технической конференции «Проблемы управления в социальных и экономических системах» (г. Москва, 2010 г.).
Разработанные модели и механизмы реализованы, внедрены и используются в практике работы ЗАО «Воронеж-Дом» (г. Воронеж) и ОАО «Томская домостроительная компания» (г. Томск).
Основы теории (модели, алгоритмы и механизмы) включены в состав учебного курса «Исследование операций при моделировании социально-
экономических систем», читаемого в Воронежском ГАСУ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 печатных работ, в том числе 10 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Личный вклад автора в работах, опубликованных в соавторстве в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, состоит в следующем: в работах [5], [7], [9], [12], [18] автором предложена модель описания обратной связи между ценой товара и объемом спроса; в работах [1], [3], [4], [11], [13] автором предложена стохастическая модель функционирования специализированного предприятия; в работах [2], [6], [8], [14], [17] автором предложена модель распределения заказов с учетом скидок с базовых цен; в работах [10], [15], [16], [19] автором разработана модель распределения заказов с учетом возможной взаимозаменяемости поставляемых материалов.
