числа. Это, очевидно, свидетельствует о том, что план отгрузки не выполняется, произведенной продукции не хватает. При найме 650 рабочих (итого 2233 рабочих), в конце года на складе опять имеется небольшой избыток продукции. Продолжая уменьшать число нанятых рабочих, найдем наконец такое их количество, при котором в конце года склад обращается практически в ноль (646 нанятых). Результат рассмотрения стратегии №3 представлен на Рис. 191.

Рис. 191

Видно, что стратегия №3 на $950 тыс. лучше, чем стратегия №1. Однако и ее мы не собираемся реализовывать. Наша задача – найти оптимальную смесь трех исследованных стратегий. Теперь мы готовы приступить к формулировке этой задачи, поскольку мы записали все выражения, определяющие издержки в чистых стратегиях так, что осталось лишь свести все эти выражения в одну формулу, которая и будет целевой функцией нашей задачи линейной оптимизации.

Оптимальная смесь стратегий.

Итак, запишем, каковы будут наши издержки в случае, если мы собираемся реализовать все три стратегии сразу:

нанимать и увольнять рабочих

назначать сверхурочные и незанятые часы

отправлять излишки продукции на склад и забирать их со склада Сводя все рассмотренные ранее формулы для расходов, получим

12

C (5 WTi 7,5 СУi 2 НЗi 200 HNi 500 УNi 2% Складi ) .

i1

Вэтой формуле 6 типов переменных, каждая в 12 экземплярах (по числу

месяцев в году). Однако, разумеется, не все переменные являются независимыми. Запишем известные нам связи между ними.

Во-первых, вспомним выражения для количества имеющихся в нашем распоряжении нормированных рабочих часов WTi

WTi 8 di Ni .

Понятно, что количество имеющихся рабочих часов зависит от числа рабочих в компании в данном месяце Ni. Однако это число непосредственно не входит в выражение (12) для суммарных издержек. Выразим его через количество нанятых и уволенных рабочих в данном месяце:

Ni Ni 1 HNi УNi .

Здесь отражен следующий простой факт: количество рабочих в данном месяце равно количеству рабочих в предыдущем месяце плюс количество рабочих, нанятых в начале данного месяца, минус количество рабочих, уволенных в начале данного месяца. Разумеется, что в каждом месяце рабочие либо нанимаются, либо увольняются, т.е. одна из двух величин HNi или УNi всегда равна нулю. Тем не менее, удобно ввести обе эти величины. Они выражают собой первую пару наших независимых переменных для каждого месяца. Действительно, сколько нанять и сколько уволить рабочих в данном месяце – это наше управленческое решение, совершенно независимое от предыстории. Следить же за тем, чтобы одна из этих величин равнялась нулю, мы поручим Поиску решения. Минимизируя суммарные издержки, алгоритм Поиска решения не должен позволить обеим этим величинам быть отличным от нуля в одном и том же месяце. Ведь это неоправданно увеличит издержки!

Обратимся теперь к выражению для стоимости остатка продукции на складе Складi. Это выражение дается формулой:

Складi Складi 1 Продукцияi Di .

где, однако, выражение для произведенной продукции должно быть теперь изменено по сравнению со старой формулой Продукцияi 30 WTi . Ведь теперь,

продукция производится не только в нормированные часы WTi , но и в сверхурочные часы СУi, и не производится в незанятые часы НЗi. Таким образом,

Продукцияi 30 (WTi СУi НЗi )

Теперь видно, что остаток на складе и произведенная продукция могут быть выражены через уже введенные переменных НNi и УNi и через новую пару переменных решения СУi и НЗi. Опять очевидно, что количество назначенных в данном месяце сверхурочных и незанятых часов – это независимое управленческое решение. Как и в случае первой пары переменных, в этой паре одна из переменных в каждом данном месяце должна быть равна нулю. И опять мы возложим контроль выполнения этого требования на Поиск решения. Он обеспечит его выполнение из соображений минимума полных издержек.

Итак, в нашей задаче линейной оптимизации должно быть 4 независимых переменных каждый месяц. Всего – 48 переменных.

Теперь займемся ограничениями. Единственное неформальное ограничение, которое необходимо выполнить, минимизируя годовые издержки, это обеспечить безусловное выполнение плана отгрузки продукции потребителям. Это не значит, что каждый месяц нужно производить столько продукции, сколько требуется отгрузить или больше. Как мы видели при анализе стратегии №3, это значит, что остаток на складе в каждом месяце не должен опускаться ниже нуля. Реально на складе, разумеется, не может быть отрицательного количества продукции, но в нашей формуле Складi Складi 1 Продукцияi Di , этот остаток

вполне может стать отрицательным, если произведенной в данном месяце продукции плюс запаса на складе окажется меньше значения потребительского

В ограничениях Поиска решений вводим требование, чтобы ячейки K5:K16 были бы не меньше нуля (склад не должен быть отрицательным) и F5:F16 не больше, чем M5:M16 – ежемесячные сверхурочные не превышают 20% от нормированных часов в данном месяце. На следующем рисунке (Рис. 193) показано решение, полученное после запуска надстройки Поиск решения.

Рис. 193

Во-первых, отметим, что суммарные издержки в оптимальной смешанной стратегии примерно на $1,175 млн. ниже, чем в третьей, лучшей из чистых стратегий. Во-вторых, сам план управления трудовыми ресурсам и запасами на складе выглядит намного привлекательнее, чем в чистых стратегиях.

Действительно, если сравнить суммарный объем продукции, лежащей на складе в течение года, согласно смешанной и чистой стратегиям (т.е. просуммировать числа в ячейках K5:K16 (Рис. 191) и E5:E16 (Рис. 193) ), то окажется, что в смешанной стратегии эта сумма равна $11,7 млн., а в чистой $87,8 млн.

Еще более заметно преимущество смешанной стратегии в управление трудовыми ресурсами. Действительно, вместо огромных чисел нанятых и уволенных рабочих и жутких количеств сверхурочных часов в стратегиях №1 и №2, смешанная стратегия рекомендует нанять 1130 рабочих (сумма ячеек D5:D16), никого не увольнять (!), не назначать сверхурочных, и в декабре (под Рождество!) предоставить рабочим ~40800 незанятых часов, которые составляют менее 10% от нормированных рабочих часов декабря (и могут быть использованы рабочими для покупок рождественских подарков).

После первого впечатления от «сказочной» эффективности метода линейной оптимизации, возникают, однако некоторые вопросы.

Вопрос 1. Полученное решение рекомендует нанять 1130 рабочих. Это значит, что следующий год компания начнет не с 1583 рабочими (как нынешний),

а с 2713 рабочими. Допустим, что следующий год будет таким же, как предыдущий (тот же объем и та же сезонность спроса). Какой план получится по этой смешанной стратегии? Что делать с 1130 нанятыми рабочими?

Ответ на этот вопрос получить совсем нетрудно. Для этого достаточно просто поменять число рабочих в начале года с 1583 на 2713 и вызвать Поиск решения еще раз. Новое решение показано на Рис. 194.

Рис. 194

Полные издержки возросли на ~$488000, но они, все равно остаются на ~$0,7 млн. ниже, чем в лучшей из чистых стратегий. Что же происходит с планом управления трудовыми ресурсами? Полученное решение рекомендует уволить 866 рабочих в январе и нанять 878 рабочих в июле и в августе. Таким образом, опять компьютер нанял на 12 человек больше, чем уволил! Численность рабочих в компании возросла до 2725 человек. Интересно, он когда-нибудь остановится?

Давайте проверим. Повторим расчет еще раз (теперь для года, следующего за «следующим»). Ответ приведен на Рис. 195. Издержки – почти те же. В январе решение рекомендует уволить 878 человек и те же 878 человек нанять в июле и в августе. Как говорят вычислители, система вышла на «стационар» (стационарное решение).

Рис. 195

Задумаемся над полученным результатом. Фактически, модель дает нам рекомендации относительно желательной численности структуры наших трудовых ресурсов. Если предстоящий нам год – типичный по объему заказов их распределению по месяцам, то для минимизации издержек нам следует иметь не 1583 рабочих, а 2725, причем 878 (т.е. примерно треть из них) должны быть сезонными рабочими.

Мы не ставили подобный вопрос, когда формулировали задачу среднесрочного планирования. Но в этом, как раз, и сила хорошей

количественной модели: она содержит в себе ответы на вопросы, которые мы даже не предполагали задавать при ее формулировке!

Вопрос 2. Не слишком ли малы изменения издержек в разных рассмотренных стратегиях? Ведь фактически, при суммарных издержках на уровне $22-25 млн. разница между различными стратегиями (включая оптимальную) не превышает $1-2 млн. Стоит ли вообще тратить время на минимизацию?

Для ответа на этот вопрос рассчитаем, сколько нужно выплатить рабочим за нормированные часы, чтобы выполнить годовой план по спросу. Просто просуммируем цифры ежемесячных спросов в ячейках C5:C16 последней таблицы, умножим на 1 млн., разделим на 30 и умножим на стандартную оплату одного рабочего часа - $5. Получится $21,7 млн. Это – тот базовый уровень неизбежных расходов, от которого и нужно отсчитывать реальные издержки, связанные с тем, что план отгрузки нужно выполнять каждый месяц (а не только в целом за год), для чего необходимо варьировать численность рабочих, сверхурочных и незанятых часов и нести издержки хранения.

Если использовать этот базовый уровень неизбежных затрат, то нетрудно проверить, что оптимальная стратегия лучше, чем стратегия №1 – в 4,6 раза, чем стратегия №2 – в 5,8 раза, чем стратегия №3 – в 3 раза.

Кроме того, время даже очень квалифицированного сотрудника, затраченное на подобную минимизацию стоит гораздо меньше, чем $1 млн.

Вопрос 3. Зачем компьютер в декабре вводит режим неполной занятости, если в январе следующего года рабочих, все равно, придется увольнять?

Этот вопрос, часто задаваемый в аудитории, «индуцирован» процедурой исследования, проведенной при ответе на вопрос 1. Там мы, как бы, свернули нашу таблицу MS Excel в кольцо, оптимизируя план на несколько идентичных лет вперед. Реально, компьютер оптимизирует план от января до декабря и ничего «не знает» про следующий январь. Следующий год – за границами нашей модели.

Если Вам угодно провести явную оптимизацию плана на три года (предположив, что спрос в следующих годах будет такой же, как в нынешнем), следует просто скопировать кусок таблицы A5$:C16 вниз на два следующих года, а затем протянуть формулы в ячейках H6:M6 до конца надстроенной таблицы. Нужно только заново ввести внизу формулу для суммарных издержек (ячейка

L41).

Остается заново ввести установки Поиска решения с учетом того, что число переменных увеличилось до 144, и найти новое оптимальное решение.

Оптимальный план на три года, приведенной на Рис. 196, не предполагает никаких незанятых часов в декабре первого года, а рекомендует увольнять рабочих в декабре первого и в январе второго года и в декабре второго и в январе третьего года. При этом суммарные издержки за три года получаются, естественно, ниже, чем при последовательной минимизации сначала на первый, а потом на второй и третий годы (проведенной при ответе на вопрос 1).

Проблема, однако, в том, что спрос на три года вперед редко когда известен. А, кроме того, подобный эффект, все равно, возникнет на границе второго и третьего года. Поэтому на практике для преодоления замеченного нами «граничного эффекта» (когда рекомендуемые компьютером действия в конце рассматриваемого периода не учитывают условий начала следующего периода)

применяют, так называемый, «катящийся план». Суть его очень проста. Сначала делаем расчет на 12 периодов. Следуем рекомендации оптимального плана на первый период. А в конце первого периода получаем от отдела маркетинга и сбыта прогноз на 13 период (ведь если этот отдел выдал информацию о спросе на 12 месяцев вперед, он способен повторять это каждый месяц) и повторяем оптимизацию, только теперь для периодов со 2-го по 13-ый и.т.д.

Рис. 196

Таким образом, каждый раз, рассчитав оптимальный план на 12 периодов вперед, мы реально делаем только первый шаг, корректируя наши дальнейшие действия, в зависимости от новой информации о спросе, поступающей в следующие периоды.

Вопрос 4. Почему, все-таки, компьютер не использует сверхурочных

часов?

Ответ на этот вопрос очевиден: потому что ставка оплаты за сверхурочные часы слишком высока по сравнению с другими имеющимися возможностями.

Попробуем уменьшить ставку оплаты за сверхурочные с 50% к норме (т.е. с $7,5 за час) до 20% к норме (т.е. до $6 за час). Поменяем соответствующую формулу в ячейке L5 для плана на 1 год и протянем ее на ячейки L6:L16. Повторив расчет, получим результат, показанный на Рис. 197.

Рис. 197

Как видно, теперь возможность назначения сверхурочных часов использована, причем в ноябре назначено максимальное количество сверхурочных – 20% от нормированных часов ноября. При этом суммарные издержки уменьшились за счет сильного уменьшения издержек хранения и уменьшения количества нанятых рабочих.

Таким образом, опять, анализ агрегатного плана оптимальной смешанной стратегии стимулирует обсуждение вопросов, выходящих за рамки среднесрочного планирования. Если мы хотим уменьшить число сезонных рабочих, рекомендованное по результатам анализа вопроса 1, следует пересмотреть тариф оплаты сверхурочных часов.