3. Методы оптимизации логистических систем
3.1. Логистическая цепь как объект оптимизации
Процесс органического срастания транспорта со сферами производстваипотребления, вызванныйсоциально-экономическимипотреб- ностями современного общества, приводит к превращению транспорта в звеноединойсистемы“производствотранспортраспределение”. В условияхоткрытогорынкаидецентрализованногоуправленияпроцессамипроизводства, транспортировкиираспределения товаров этасистемапредставляетсобойсовокупностьобъектов, связанныхмеждусобойв основном горизонтальными связями. Такую систему принято называть
Логистическиесистемы(цепи) делятсянамакроимикрологистические. Макрологистическая система — это система управления материальными потоками, охватывающая промышленные, посреднические, торговые, транспортные, сбытовыеидругиепредприятияиорганизации, расположенные в разных регионах одной страны или в разных странах. Макрологистическая система представляет собой определенную инфраструктуруэкономикирегиона, странилигруппыстран. Примероммакрологистическихсистеммогутслужитьсистемыдоставкитоваров встранах ЕС.
На макроуровне выделяют три вида логистических систем: системы с прямыми связями , в которых материальный поток проходит непосредственнооттоваропроизводителякпотребителю, минуяпосредников; эшелонированные системы (имеется хотя бы один посредник) и гибкие (движение материального потока может производиться как напрямую, так и через посредников).
Микрологистические системы (цепи ) являются подсистемами макрологистическихсистемивключаютвсебя хозяйственныеединицы, объединенныепроизводственнымпроцессомиобщейинфраструктурой.
Конкретноесодержание ихарактеристикаобъектовисвязейзависятотаспектарассмотрениясистемы: технологического, экономического, информационного. С экономической точки зрения макрологистическая цепьпредставляет собой систему полностьюсамостоятельных и экономическивзаимоответственныхпредприятийифирм. Приэтомсвязи имеют характер товарно-денежных отношений. Элементами микро-
логистических систем могут быть отдельные подразделения единой хозяйственной системы с бестоварной основой взаимодействия. В информационном аспекте основное внимание уделяется информационным потокамиихэффективностидляпроцессовдоставкившироком смыс-
ле этого слова. Технологически логистическая цепь представляет собой совокупность технических средств, включенных в процесс доставки товара и реализующих цели логистики на основе соответствующих технологических процессов (логистических операций).
В данном разделе логистическая цепь будет рассматриваться в основном в технологическом аспекте. Объектом оптимизации является всясовокупностьтехническихсредств, включенныхвпроцессдвижения
и преобразования материальных потоков в целях удовлетворения запросов потребителя. Совокупность этих средств находится в динамическом взаимодействии, тоестьпредставляетсобойопределеннуюструктуру.
С позиций системного подхода структура есть инвариантный аспектсистемы, всясовокупностьотношениймеждуэлементами, прежде всего — их состав. Оптимизация логистической цепи может быть сведена к оптимизации ее структуры, то есть пропорционального развития
ее элементов, рационального сочетания, соответствия по основным параметрам и расположению в пространстве. При этом речь идет о пропорциональномразвитиинетолькоэлементовтранспортнойсистемы, но
и всей совокупности технических средств в производственной, сбытовой, транспортнойидругихинфраструктурных отрасляхэкономики.
Рассмотрим простейшую логистическую цепь. Требуется обес-
печить доставку щебня от места производства до места потребления. Товаропроизводителем является Бийский щебеночный завод, потребитель продукции (грузополучатель) — трест Енисейдорстрой (г. Енисейск Красноярскогокрая). Количествогруза, заказанногодлядоставкивтечение меженного периода навигации (100 сут), равно 50 тыс.т.
Прежде всего дадим характеристику материального потока и требованийпосохраннойибезопаснойдоставкегруза. Щебеньотносится к навалочным грузам, перевозится в отрытых судах и хранится на открытыхскладах. Припогрузке судов, вагонов иавтомобилей должны приниматься меры, исключающие повреждение судна. В соответствии с Правиламиперевозок судо-часоваянормадолжнасоставлять: напогрузке судов-площадок грузоподъемностью до 500 т 70 т/ч, на выгрузке 58 т/ч, грузоподъемностью от 501 до 1900 т соответственно 113 и 93 т/ч.
Охарактеризуемтехнологиюдоставкищебняотместапроизводства до места потребления .
В связи с тем, что щебеночный завод оборудован подъездными железнодорожными путями, первой операцией будет погрузка щебня в вагоны-платформысоткрытогоскладаприпомощиконвейерноготранс- портера. Вагоны с щебнем по железной дороге через станции Бийск и Новосибирск поступают на станцию Красноярск, а затем в Красноярскийречнойпорт, имеющийподъездныежелезнодорожныепути. Впорту происходитвыгрузкащебнянаоткрытыйсклад. Щебеньхранитсянаскладе до момента погрузки в речные суда. Речные суда, груженые щебнем, следуют водным путем по р. Енисей до пристани Енисейск. Протяженностьводногопутисоставляет413 км. ВЕнисейске, гдеотсутствуетоборудованный причал со стационарной механизацией, производится выгрузкащебняплавучимкраномнаоткрытыйсклад. Наскладпотребителя щебеньдоставляетсяавтомобилями-самосвалами. Схемудоставкищебня изобразим в следующем виде (рис. 3.1).
Рис. 3.1. Схема доставки щебня
Составлогистическихопераций, техническихсредствдоставки и их параметры, требующие обоснования, представлены в табл. 3.1.
Таблица 3.1 Характеристика логистическойцепидоставкищебня
Источник
ОПТИМИЗАЦИЯ ЦЕПЕЙ ПОСТАВОК
3.1. Задачи оптимизации в цепях поставок
Оптимизация – это процесс нахождения экстремумов (глобального максимума или минимума), которые могут быть оценены как лучшие значения (показатели) определенной целевой функции или выбор наилучшего (оптимального) варианта из множества возможных [17, с. 28].
Число задач оптимизации в цепях поставок чрезвычайно велико, их состав многообразен. Однако все задачи в конечном итоге направлены на оптимизацию ресурсов и повышение конкурентоспособности. Решая задачи оптимизации цепей поставок, необходимо учитывать, что у любой фирмы для ведения бизнеса, достижения стратегических, тактических или оперативных целей ресурсы ограничены. Особое значение приобретает правильное выстраивание системы ограничений на используемые ресурсы и ключевые факторы на каждом уровне цепи поставок.
Например, задача оптимизации планирования позволяет учитывать надежность поставок по задаваемому функциональному критерию. Планирование поставок с учетом функциональной надежности поставщика можно представить в виде последовательности следующих операций [5, с. 197]:
1. Построение функциональной схемы работы сети с указанием всех поставщиков 2-го уровня и их характеристик.
2. Определение понятия отказа и установление значения критерия по функциональным возможностям поставщиков, исходя из требований заказчика.
3. Составление последовательно-параллельной схемы и модели расчета структурной надежности, исходя из требований к безотказности поставки и функциональных возможностей поставщиков.
4. Определение оптимального плана поставок, обеспечи-
вающего минимум издержек при соблюдении требований к безотказности.
Обеспечение безотказности в процессных моделях цепей поставок связано с необходимостью резервирования каналов поставок. Для этого требуется функциональная модель сети поставок, эквивалентная ей модель структурной надежности и определение понятия функционального (операционного) отказа.
Существуют различные подходы к планированию поставок. Например, в модели структурно-функциональной надежности цепи поставок Е.И. Зайцева и А.А. Бочкарева рассмотрен следующий подход к планированию поставок [5, с. 185]: пусть поставки осуществляются консолидированно, в виде одной отправки. Функциональный отказ определяется как событие, состоящее в превышении планового времени t 0 поставки заказа объемом Q 0 . При этом F ( t > t 0 ) – вероятность превышения планового времени исполнения заказа в полном объеме. Пусть P 0 ( t 0 ) – заданная вероятность безотказной работы. Для обеспечения этого уровня безотказности необходимо сформировать сеть из n – каналов путем анализа рынка поставщиков и оценки их потенциальных функциональных возможностей. Функциональное условие безотказности i -го канала поставок будет определяться выражением
где λ i – потенциальная интенсивность поставок по i -му каналу. Из (1) следует, что в сети возможны два типа каналов: ос-
новные – с возможным объемом поставок q i = λ i t 0 ≥ Q 0 и вспомогательные – не обеспечивающие самостоятельно требуемый объем поставок за плановое время. Вспомогательные каналы можно объединять в цепочки на условии
Из основных каналов и цепочек вспомогательных каналов формируется сеть поставок с последовательно-параллельной схемой структурной надежности. Оптимальный план поставок < Z i >n находится в результате решения задачи математического программирования
где C i , q i – себестоимость и возможный объем (мощность) поставок по i -ой цепочке соответственно ( q i = λ i t 0 ); P ( t ≤ t 0 ) – безотказность поставок, определенная по модели структурной надежности.
Таким образом, предложенный подход позволяет решить задачу обеспечения требуемой безотказности поставок с минимальными затратами и является одним из направлений в развитии моделей оптимизации планирования поставок с учетом надежности (безотказности) исполнения этих планов.
Стремясь оптимизировать ресурсы в цепи поставок, фирмы сталкиваются с многочисленными проблемами, определяющими внешнюю и внутреннюю среду компаний цепи поставок.
3.2. Факторы, определяющие внешнюю и внутреннюю среду компаний цепи поставок
Среди факторов, определяющих внутреннюю и внешнюю среду компаний цепи поставок, можно выделить: сложность системы, неопределенность и стохастичность ее параметров, конфликт интересов субъектов внутри цепи поставок, динамичность цепи поставок.
Сложность системы . Цепь поставок представляет собой сложную многоуровневую систему, в состав которой входит большое количество контрагентов, связанных между собой технологической цепочкой. Проектировать, а затем управлять подобной цепью поставок так, чтобы при этом затраты всей системы были минимальны и сервис оставался на заданном уровне, очень сложно.
Неопределенность и стохастичность параметров . Не-
определенность присуща каждой цепи поставок, поэтому цепи поставок должны быть спроектированы таким образом, чтобы, с одной стороны, ограничить неопределенность настолько, насколько это возможно, а с другой, – в случае, если эта неопределенность возникает, продолжать эффективно функционировать.
На неопределенность (стохастичность) параметров внешних и внутренних факторов в цепи поставок существенное влияние оказывает спрос, сроки поставок, уровни товарных запасов и заказов, производственные возможности, время транспортировки, природные и человеческие факторы и т. д.
Конфликт интересов субъектов внутри цепи поставок .
Большое количество участников цепи поставок предопределяет и большое количество их интересов, зачастую прямо противоположных, возникает конфликт интересов участников цепи поставок. Например, целью производителя является изготовление и продажа больших партии продукции, так как при этом снижается себестоимость производства, а целью продавца – покупка продукции небольшими партиями и, как следствие этого, сокращение уровня запасов в дистрибутивной сети. Таким образом, цели производителей напрямую входят в конфликт с желаниями продавцов.
Динамичность цепи поставок. Параметры цепи поставок постоянно меняются. Этому способствуют многочисленные обстоятельства, которые воздействуют на отношения внутри цепи поставок, такие как спрос потребителей и возможности поставщиков. Например, увеличение количества альтернативных поставщиков одного и того же ресурса, приводит к снижению стоимости этого ресурса, а, соответственно, и заинтересованности самих поставщиков в его производстве.
3.3. Ключевые элементы оптимизации цепей поставок
Для того чтобы определить основные направления оптимизации цепей поставок, необходимо рассмотреть ключевые элементы, связанные с различными стратегическими, тактическими и оперативными решениями при управлении цепями поставок.
Конфигурация логистической сети, планирование и про-
ектирование цепей поставок. Как было сказано ранее, цепи поставок представляют собой сложную сетевую структуру, включающую фокусную компанию, поставщиков и потребителей различного уровня с самой широкой географией производственных, складских и транспортных мощностей, а также многочисленных посредников. Управление подобной структурой – очень масштабное занятие. Поэтому руководство многих фокусных компаний, вокруг которых и выстраивается сеть, предпочитают управлять своими логистическими цепочками только до мест потребления продукции, так как тот, кто имеет отношения с конечным пользователем, играет в цепочках поставок наиболее весомую роль. Тем не менее, нельзя недооценивать важность управления всей цепью поставок от начального поставщика и до конечного потребителя. При этом участников цепи поставок не должно быть
слишком много, так как это может привести к снижению эффективности управления, в тоже время их количество не должно быть и слишком ограниченным, так как это может помешать отслеживать бизнес-процессы, протекающие в цепи поставок, что опять-таки может привести к снижению эффективности управления. Задачу создания оптимальной структуры цепи поставок можно решить с помощью конфигурирования логистической сети, которая включает в себя идентификацию участников цепей поставок, установление связи между ними, выявление бизнеспроцессов, которые нужно связать с каждым из участников, и их интегрирование. Для этого необходимо использовать различные методы прогнозирования и проектирования цепей поставок.
Но даже если цепь поставок имеет оптимальную сетевую структуру, часто требуется перепроектировать логистическую сеть. Необходимость в перепроектировании может возникнуть изза изменения стратегических решений, принимаемых в рамках цепи поставок, а также под влиянием различных внутренних и внешних факторов, таких как изменение законодательства, изменение структуры спроса или ограничение возможностей поставщиков и т.д. Все это может привести к реинжинирингу логистической сети. Вопросы реинжиниринга структуры логистической сети являются комплексной организационной проблемой и требуют для своего решения навыков стратегического управления цепями поставок и применения передовых технологий.
Интеграция в цепи поставок и стратегическое партнер-
ство. Фирмы-участники единой цепи поставок не могут функционировать изолированно друг от друга, а наоборот, должны тесно сотрудничать друг с другом в рамках интеграции, так как это позволит им решить более широкие задачи. Если каждая компания будет исходить из собственных целей, то это может привести к возникновению ненужных границ между ними и, как следствие, снижению эффективности движения потоковых процессов и росту затрат. Д. Уотерс выделяет следующие выгоды от процесса интегрирования в масштабах всей цепи поставок:
— кооперация между всеми частями цепи поставок, позволяет вести обмен информацией и ресурсами;
— более низкие затраты, получаемые благодаря сбалансированности проводимых операций, более низкие запасы, меньшее число экспедирований, экономия на масштабах, устранение видов деятельности, на которые время тратилось зря или которые не добавляли ценности, и т. д.;
— повышение показателей работы благодаря более точным прогнозам, более совершенное планирование, более продуктивное использование ресурсов, более обоснованное установление приоритетов и т. д.;
— совершенствование материального потока, так как координация позволяет перемещать его быстрее и надежнее;
— более качественное обслуживание потребителей: более короткое время выполнения заказа, более быстрая доставка и более полный учет запросов отдельных потребителей;
— более высокая гибкость, позволяющая организациям быстрее реагировать на изменяющиеся условия;
— использование стандартизированных процедур, что становится обычной и хорошо отработанной практикой, позволяющей устранять дублирование усилий, передаваемой информации, операций, выполняемых в ходе планирования и т. д.;
— стабильность показателей качества продукции и меньшее число его проверок как результат реализации программ интегрированного управления качеством [24. с. 79].
Существуют разные способы того, как фирмы-участники цепи поставок могут сотрудничать друг с другом. Укрупнено соглашения между ними можно разделить на формальные (соглашения, основанные на составлении письменных договоров, устанавливающих объем обязательств каждой из сторон) и неформальные, не требующие письменных соглашений между партнерами. И тот и другой способ сотрудничества предоставляет партнерам немало преимуществ и способствует повышению конкурентоспособности цепи поставок в целом и снижению издержек.
Управление запасами в цепях поставок . Одним из ключе-
вых элементов оптимизации цепей поставок является процесс управления запасами в рамках всей цепи поставок. Создание интегрированной системы управления запасами позволит минимизировать общие активы цепи, связанные с запасами. Высокие уровни запасов на протяжении всей цепи поставок являются симптомом низких показателей функционирования системы. Как правило, большие объемы запасов продукции объясняются опасением возникновения дефицита и, как следствие, может привести к сбоям в работе цепи поставок, а для производственных предприятий – к полной остановке производства, что влечет за собой серьезные убытки. Для того, чтобы избежать подобной ситуации
и обеспечить высокие уровни обслуживания при низких уровнях запасов, необходимо устранить источники нестабильности и неопределенности в цепи поставок.
Классическая модель управления запасами является детерминированной моделью и предназначена для оптимизации размера текущей части запаса. В торговых организациях при управлении товарными запасами речь идет об оптимизации размера заказа (партии закупки или поставки), а в управлении товарными (сбытовыми) запасами готовой продукции предприятийпроизводителей – об оптимизации партий отгрузки товара.
Оптимизировать размер заказа (партии поставки) означает, что необходимо найти такое его количественное значение, которое потребует минимальных затрат на формирование и содержание текущего запаса при заданных условиях. Методика решения данной задачи базируется на том, что различные составляющие затрат изменяются разнонаправлено при изменении размера партии поставки и, следовательно, существует такой размер партии закупки, который обеспечивает минимум общих (суммарных) затрат, связанных с формированием и содержанием запаса. Наименьшие затраты будут определять оптимальную стратегию закупки материального ресурса в заданных условиях, т.е. минимум удельных затрат является критерием оптимальности выбора размера заказа (объема партии поставки) и максимального уровня текущего запаса [3, с. 81].
Классическая экономико-математическая модель теории запасов будет иметь следующий вид:
Источник