Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Описание объекта исследования 10
1.1. Описание процесса проектирования системы доставки грузов 10
1.2. Анализ особенностей задачи выбора системы доставки грузов 12
1.3. Участники системы доставки грузов 15
Глава 2. Анализ состояния вопроса выбора системы автомобильной доставки грузов 26
2.1. Анализ работ, посвященных вопросам интегральной системы доставки грузов 27
2.2. Анализ работ, посвященных вопросам качества доставки грузов 32
2.3. Анализ работ, посвященных вопросам надежности доставки 41
2.4. Анализ работ, посвященных вопросам выбора перевозчика 43
2.5. Анализ работ, посвященных вопросам выбора транспортных средств .48
2.6. Анализ работ, посвященных вопросам оперативного планирования перевозок 49
2.7. Анализ работ, посвященных вопросам информационного обеспечения процесса доставки 57
2.8. Анализ работ, посвященных вопросам имитационного моделирования процесса доставки 58
Глава 3. Методика выбора системы автомобильной доставки грузов 62
3.1. Модульный принцип синтеза системы доставки грузов 62
3.2. Предпосылки применения теории нечетких множеств к моделированию задачи выбора системы доставки грузов 71
3.3. Параметры оценки уровня качества системы доставки грузов 77
3.4. Представление параметров оценки качества доставки с применением теории нечетких множеств 94
3.5. Оценка соответствия параметра доставки с ожиданием клиента 99
3.6. Многокритериальное решение задачи выбор системы доставки грузов 105
3.7. Анализ возможности применения морфологического метода при синтезе системы доставки грузов 117
3.8. Методика синтеза интегрированной системы доставки грузов 126
Глава 4. Информационная система обеспечения выбора доставки и результаты практической апробации 132
4.1. Решение задачи выбора системы доставки грузов 132
4.2. Решение задачи синтеза интегрированной системы доставки грузов ... 135
4.3. Информационная система обеспечения выбора доставки грузов 139
4.4. Результаты практической апробации разработанных методик и программного обеспечения 142
Общие выводы 149
Литература 151
Приложение
- Анализ особенностей задачи выбора системы доставки грузов
- Анализ работ, посвященных вопросам качества доставки грузов
- Предпосылки применения теории нечетких множеств к моделированию задачи выбора системы доставки грузов
- Решение задачи синтеза интегрированной системы доставки грузов
Анализ особенностей задачи выбора системы доставки грузов
Анализ практики работы экспедиторской фирмы позволил выявить особенности постановки задачи выбора системы доставки грузов (ВСДГ), а также обнаружить существующие требования к методам и моделям решения задач подобного класса.
Прежде всего, это многообразие требований, предъявляемых клиентами к процессу доставки (доставка в указанные сроки, минимум транспортных расходов, обеспечение сохранности перевозимого и хранимого груза-, оказание сопутствующих услуг и т.д.). На рис. 1.2 показаны результаты анкетирования о приоритетности требований клиентов к экспедиторской фирме при обслуживании. Выявлены следующие требования: 1) оказание помощи на выполнение процедуры таможенного оформления; 2) срок доставки; 3) сохранность груза при перевозке и хранении; 4) затраты на доставку; 5) оказание дополнительных услуг; 6) имидж перевозчика; 7) гибкость в форме оплаты и т.д.
Однако необходимо отметить, что эти данные дают только общее представление о требованиях клиентов. При выполнении каждого конкретного заказа, требования к процессу доставки и их приоритетности могут в той или иной степени отличаться от приведенных данных. При планировании доставки нужно учитывать все перечисленные требования. Только в этом случае клиенты будут заинтересованы в заключении договора на доставку грузов. Тот факт, что у клиентов, как правило, не одна, а несколько целей, приводит к требованию решения многокритериальных моделей задач ВСДГ.
Цели клиентуры в большинстве случаев вступают в противоречие друг с другом в большей или меньшей степени. Так, требование своевременной доставки грузов обуславливает привлечение дополнительных усилий по организации и оперативному управлению перевозочным процессом и, следовательно, требует несения дополнительных затрат, что противоречит цели минимизации затрат на транспортировку.
Таким образом, многокритериальная модель задач ВСДГ должна предоставлять возможность находить компромиссное решение в тех случаях, когда цели в той или иной степени противоречат друг другу.
Для клиентов состав целей, так и значимость тех или иных целей могут быть различными в различные моменты времени. При стабильном спросе на продукцию фактор общей стоимости доставки часто является более значимым по сравнению с фактором срока доставки. Однако при резком повышении спроса на продукцию, клиенты всегда готовы платить больше за срочную доставку. В зависимости от вида перевозимого груза могут меняться степень срочности доставки или, например, требования по сохранности при осуществлении перевозки. Следовательно, многокритериальная модель задачи ВСДГ должна предоставлять возможность оперировать с переменным составом критериев и задавать различные степени приоритетности (значимости) тем или иным критериям.
Значительный опыт, накопленный разработчиками экспедиторских фирм при обследовании, постановке и алгоритмизации задач ВСДГ, показывает, что эти задачи характеризуются большим числом ограничений, обусловленных особенностями технологии организации доставки конкретных видов грузов (условия хранения, плотность и размеры груза и т.д.) и условиями перевозки на территории конкретной страны (скоростной режим, осевая нагрузка, климатические условия, экологические ограничения и т.д.). Нередко ограничения задачи, как и цели, определяются с помощью качественных понятий процесса доставки грузов, т.е. понятий, не имеющих непосредственную количественную единицу измерения (например: "доставка в удобное для клиента время", "обеспечение хорошей информационной связи с клиентом" и т.д.). Эти понятия сами трактуются неоднозначно не только для заказов разных клиентов, но и для одного и того же клиента в разных ситуациях. Отсутствие математического аппарата, позволяющего формулировать такие качественные понятия, естественно, приводит либо к неучету соответствующих целей и ограничений, либо к неадекватности модели реальному процессу доставки грузов. И то и другое значительно снижает практическую ценность решения задачи ВСДГ. Отсюда возникает потребность в разработке и применении такого математического аппарата, который позволил бы формализовать качественные понятия процесса доставки грузов для обеспечения полного учета всех имеющихся ограничений и целей. Указанный аппарат должен предоставлять возможность моделировать не только те ограничения, соблюдение которых жестко и однозначно описывается в терминах "выполнено - не выполнено", но и те, для которых необходимо учитывать степень их выполнения (например: "хорошо оказана услуга", "доставка выполнена во время" и т.д.).
Анализ работ, посвященных вопросам качества доставки грузов
В условиях рынка качество предоставляемого обслуживания является определяющим показателем эффективности функционирования предприятий. Основные положения организации бизнеса ориентирует деятельность всех участников логического процесса на конечные результаты - на удовлетворение потребности потребителя. Именно рыночный спрос задает "правило игры". Если продукция с заданным уровнем качества и затрат на ее изготовление не находит сбыта на рынке, то есть остается не востребованной потребителями, то деятельность бизнеса не эффективна. Высокий уровень качества при прочих равных условиях обеспечивает высокий уровень спроса на продукцию. Поэтому при формировании системы доставки грузов необходимо учитывать фактора качества услуг, оказываемых в процессе доставки.
Проблема качества транспортного обеспечения логистики и оказываемых услуг была рассмотрена в работах многих российских и зарубежных ученых. В работе [90] автор подчеркивает, что качество становится все более важным, а чаще всего решающим аргументом в конкурентной борьбе за потребителя. Только высокий уровень качества услуг может обеспечить надежный рынок сбыта для производителей.
Согласно ГОСТ 15467-79 качество есть "совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением".
Международные стандарты ISO 8402-86 определяют качество услуг как "совокупность свойств и характеристик услуги, которые придают ей способность удовлетворять обусловленные или предполагаемые потребности ". Таким образом, требования, предъявляемые потребителями к доставке грузов, непосредственно вытекают из их потребностей. Данные потребности достаточно четко оговариваются в заключаемых договорах. В остальных случаях предполагаемые потребности могут быть определены с помощью маркетинговых исследований.
В работе [85] была предпринята попытка определить сущность данного понятия (качества) как проявление совокупности взаимодействующих свойств продукции, обусловливающих степень удовлетворения конкретной потребности в соответствии с ее назначением.
Черненькая Л.В. [104] утверждает, что качество является глобальным показателем и основано на конкуренции. Потребители в конечном итоге определяют для себя качество, основываясь на своих вкусах, ожиданиях, подверженности новым веяниям, и путем субъективного сравнения с другой продукцией. Продукция или услуга является высокого качества, если заказчик осознает ценность своего приобретения, сохраняет приверженность в своих покупках, убеждает других приобретать данную продукцию или услуги, распространяет такое отношение на другие виды продукции или услуги того же поставщика.
Поскольку требования к продукции (услуге) могут быть различными в зависимости от ее назначения, то и качество одной и той же продукции (услуги) необходимо оценивать по-разному. Иногда такая оценка в соответствии с различными требованиями носит противоречивый характер. В зависимости от степени проявления того или иного свойства, составляющего качества продукции (услуги), меняется его оценка. При этом степень проявления каждого свойства продукции (услуги) оценивается посредством показателей качества (количественных и качественных характеристик). Знание зависимостей между показателями качества основных свойств, составляющих качество, позволяет оценить качество продукции (услуги) в целом.
Отношение потребителей к качеству дифференцировано не только по времени, но и месту и другим факторам. Так, например, в таблице 2.1 представлены различия в подходах к определению уровня качества товара и принятию решения об его приобретении для потребителей США, Западной Европы и Японии [27].
Существует определение качества как "степень совершенствования", понимая под совершенством превышение требований потребителей по приемлемой для них цене.
Нурпеисова М.М. [75] считает, что для покупателя качественный товар -это не обязательно товар высшего класса, а просто товар, который ему нравится, т.е. отвечает всем его потребностям и ожиданиям.
Несмотря на значительное количество определений качества, даваемых в различных литературных источниках и стандартах, наиболее общее определение звучит следующим образом: "качество - это удовлетворение всех требований и ожиданий потребителя". Качество - это совокупность потребительских параметров услуги, определяющих степень ее соответствия требованиям потребителя.
Потребители транспортных услуг ожидают, что транспортное предприятие доставит груз по назначению, сохранит его в определенных условиях, переупакует груз в другую транспортную тару, сократит время доставки, снизит цену на хранение, расширит сеть доставки и т.п.
По мнению Анджея Ходыньски [6], понятие качества имеет динамический характер, связанный с изменением социальных условий жизни людей. В своей работе [46], Карпачева Т.Г. указывает, что качество относится к разряду нестабильных характеристик продукции, так как свойства продукции, а следовательно ее итоговое качество формируется под влиянием как целенаправленных, так и случайных воздействий на различных этапах создания продукции и зависит от степени доведения их до требуемых значений во всех слагаемых качества. Важно не столько выявить все эти свойства изделий (выраженные в показателях качества), сколько установить степень воздействия каждого показателя качества на эффективность эксплуатации товара.
Предпосылки применения теории нечетких множеств к моделированию задачи выбора системы доставки грузов
В настоящее время наблюдается тенденция все более широкого применения математических методов для описания сложных систем, а также управления ими.
Основными задачами построения математических моделей реальных систем являются выделение исследуемой системы в виде части более сложной системы, нахождение способа представления и обработки имеющейся информации о системе, адекватное описание ее функционирования.
При выделении подсистемы, фактически вводятся границы, которых на самом деле не существует. Полная система не есть дискретная совокупность подсистем, а скорее, своего рода "континуум", в котором подсистемы в некотором смысле "проникают" друг в друга [78]. Переход от подсистемы к подсистеме происходит не скачкообразно через четкую границу, а плавно, непрерывно. Соответственно, границы между подсистемами являются как бы размытыми и нечеткими.
При анализе выделенной подсистемы, нельзя пренебрегать ее связью с остальной частью сложной системы. Эти связи обычно учитываются в модели в виде целей или ограничений. Информация о функционировании системы, об ее целях и ограничениях может быть получена как на основе собственных представлений исследователя о системе, так и от специалистов-экспертов, имеющих опыт работы с данной системой и знающих ее особенности. Значительная часть этой информации носит субъективный характер, причем представление ее в естественном языке содержит большое число неопределенностей. Источники этих неопределенностей могут быть следующие: - системные; - информационные; - лингвистические.
Рассмотрим более подробно данные виды источников неопределенностей. Систему доставки грузов, как совокупность объектов, предназначенных для выполнения различных операций процесса доставки, можно отнести к системам высокого уровня сложности, отличительными признаками которых являются: - сложность функции, осуществляемой системой доставки и направленной на достижение заданной цели функционирования; - возможность декомпозиции системы доставки на взаимосвязанные и взаимодействующие подсистемы, цели функционирования которых подчинены общей цели функционирования логистической системы; - наличие взаимодействия с факторами внешней среды; - функционирование системы в условиях возмущения случайных факторов.
С точки зрения человека, система высокого уровня сложности описать достаточно трудно, потому что они настолько велики, что практически невозможно определить все их компоненты со своими взаимосвязями. Человеческая неспособность дать простые описания, а следовательно, и обеспечить понимание таких систем делает их проектирование трудоемким процессом и снижает уровень их надежности. Увеличение размеров и повышение степени сложности связей системы доставки существенно усложняет ее моделирование с использованием известных математических выражений. Это означает, что при использовании формул для моделирования системы доставки существенно возрастает число учитываемых переменных и параметров модели. Кроме того, измерение величин отдельных переменных и определение параметров значительно усложняется. Создание полностью адекватной модели является довольно сложным делом. Информационные источники неопределенностей
Процесс моделирования системы доставки может быть осложнен также недостатком и недостаточной достоверностью информации. С другой стороны, избыток незначительных сведений также осложняет процесс моделирования системы, создавая определенную информационную перегрузку.
Неопределенность информации обусловлена факторами как, внутренней, так и внешней среды. Из факторов внутренней среды можно отметить следующее: - наличие большого числа возможных вариантов системы доставки грузов; - возможные изменения параметров функционирования (эффективности) участников системы доставки.
К факторам внешней среды, влияющим на информационную неопределенность, можно отнести: - нестабильность спроса на транспортные услуги; - возможные изменения цен как на расходные материалы, так и на транспортные услуги; - неизбежная неточность прогнозов. Лингвистические источники неопределенностей
Проверка адекватности построенной модели системы доставки и ее реализация, как правило, связана с составлением компьютерных программ. Однако, компьютеры могут понимать только специальные алгоритмические языки, а человек-эксперт значительную часть своих знаний может выразить только на естественном языке, понятия которого довольно нечетки. Человек, в отличие от компьютера, может по разному понимать смысл одних и тех же фраз в разных практических ситуациях.
Примерами таких неопределенностей в системе доставки грузов могут служить следующие понятия: "доставка точно в срок", "гибкость системы", "хорошая информативность" и т.п. Такого рода неопределенности не имеют аналогов в языке традиционной математики, опирающей на теории множеств и двузначную логику, и не имеющем средств достаточно адекватного описания понятий, имеющих неопределенный и нечеткий смысл. Поэтому и описание подобной информации на языке традиционной математики обедняет математическую модель исследуемой системы и делает ее неадекватной реальной ситуации, недостаточно эффективной к практическому применению.
Примером могут служить традиционные методы построения математических моделей задачи маршрутизации. Ограничения на характеристики процесса доставки грузов в таких моделях описываются в виде систем равенств и неравенств (строгих либо нестрогих), отношений включения между элементами, подмножествами и множествами, а также операций над множествами. Таким способом задаются ограничения на соответствие того или иного вида груза определенным маркам подвижного состава или типам транспортных средств, допустимое время прибытия автотранспортного средства с грузом к пункту назначения, допустимые величины грузоподъемности транспортного средства, степень сохранности груза при транспортировке и хранении и т.п. Ограничения, заданные в постановке задачи, реализуются затем в соответствующих алгоритмах маршрутизации.
Решение задачи синтеза интегрированной системы доставки грузов
Рассмотрим практическое применение разработанной методики синтеза интегрированной системы доставки грузов на следующем примере. Задача: необходимо доставить опасный груз (взрывчатое вещество) от пункта А до пункта D (рис. 4.1). Схема доставки: автомобильный транспорт - железнодорожный транспорт - автомобильный транспорт. Главная функция проектируемой системы - доставка груза от пункта А до пункта D. Выявлены следующие подфункции системы: - Перевозка автомобильным транспортом по участку АВ. - Перевалка груза в терминале В. - Перевозка железнодорожным транспортом по участку ВС. - Перевалка груза в терминале С. - Перевозка автомобильным транспортом по участку CD. Операции погрузки в пункте А и разгрузки в пункте D осуществляются соответственно грузоотправителем и грузополучателем. С целью обеспечения безопасности при доставке ко всем участникам (далее модулям) проектируемой системы предъявляются следующие требования: - Наличие лицензии по реализации услуг, связанных с перевозкой опасного груза. - Наличие опыта работ с взрывчатыми веществами. - Наличие специализированных транспортных и технических средств.
Варианты проектируемой системы сравниваются по следующим нормативным параметрам: - Время доставки - не более 60 часов. - Общая стоимость доставки - не более 1000 у.е. - Высокий уровень синхронизации (совместимости) при функционировании системы. Маркетинговые исследования позволяют установить список модулей, удовлетворяющие перечисленным требованиям системы: - Для осуществления перевозки по участке АВ имеются три модуля -перевозчика АВЬ АВг и АВз . Стоимость их услуги: 180, 190 и 200 у.е. - В терминале можно привлекать к проекту два модуля: В] и Вг. Стоимость их услуг соответственно 120 и 130 у.е. - Перевозка железнодорожным транспортом по участке ВС может выполнить единственным модулем ВС] . Стоимость перевозки: 520 у.е. - Для операции перевалки груза в терминале С имеются также два модуля: Сі и С2 со стоимостью услуги 130 и 200 у.е. - На участке CD груз можно перевести силами одного из трех модулей CD], CD2 и CD3. Стоимость перевозки составляет соответственно 20, 30 и 50 у.е. На основе проведенного анализа построим морфологическую таблицу (табл. 4.2). Как установлено, все модули соответствуют предъявляемым требованиям по обеспечению безопасности, поэтому при генерации вариантов необходимо оценить варианты только по критериям типов Ycj и Yc2. Процесс формирования вариантов начинается с двух первых строк таблицы. Результаты комбинирования парных сочетаний на этом шаге показаны ниже (варианты ранжированы, рядом указаны их оценки по критерию "общая стоимость доставки").
Выбирается самый лучший вариант (ABi-Bj) для дальнейшего синтеза, остальные пять вариантов резервируются. Третья строка "перевозка по участку ВС" имеет только один модуль ВСь поэтому результат синтеза на этом шаге: только один вариант ABi-Bi-ВСь стоимость доставки: 820 у.е. При синтезе варианта ABi-Bj-BCi с модулями следующей строки таблицы "перевалка в терминале С" имеем две комбинации: ABi-Bi-BCj-Ci: стоимость доставки 950 у.е. АВі-В ВСі-Сг: стоимость доставки 1020 у.е. Второй вариант (АВ1-В1-ВС1-С2) не отвечает требованию по стоимости доставки (1020 1000). Поэтому результатом синтеза на данном шаге является единственный вариант ABi-Bi-BCi-Ci. При включении модулей последней строки "перевозка по участке CD" в систему, получаем следующие целостные варианты: ABrBj-BCi-Ci-CDbABrBi-BCi-CrCDz и ABi-B,-BCi-Ci-CD3. Их стоимость доставки составляет 970, 980 и 1000 у.е., что соответствует требованию по стоимости. Чтобы увеличить число целостных вариантов для рассмотрения, осуществляются процедуры возврата. На предыдущих промежуточных шагах синтеза (синтез на четвертой и третьей строках) резервированные варианты отсутствовали. Поэтому рассматривается резервированный на первом шаге синтеза вариант АВ1-В2. Получаются еще три следующих целостных варианта: ABi-B2-BC]-Ci-CDi: стоимость доставки 980 у.е. AB1-B2-BC1-C1-CD2: стоимость доставки 990 у.е. AB1-B2-BC1-C1-CD3: стоимость доставки 1010 у.е. (исключается). Целостные варианты оцениваются по критериям совместимости системы (экспертным методом) и времени доставки (прогнозным методом). Результаты оценки показаны в табл. 4.3. Варианты 1 и 3 исключаются из-за несоответствия по критерию времени доставки. Среди остальных вариантов второй вариант является наиболее предпочтительным.
