Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

логистика / 0555951_78386_plotkin_b_k_delyukin_l_a_ekonomiko_matematicheskie_metody_i

.pdf
Скачиваний:
108
Добавлен:
12.03.2015
Размер:
773.01 Кб
Скачать

51

По итогам табл. 4.4 составляется система нормальных уравнений:

о +29а1 = 26

29ао +243а1 = 96.

Решение данной системы дает результат:

ао = 7,5 а1 = - 0,4,

отсюда получаем зависимость уровня издержек (у) от величины товарооборота (х):

у = 7,5 – 0,4х.

В корреляционно-регрессионном анализе уравнение регрессии целесообразно вычислять через коэффициент корреляции. Получаемое таким образом уравнение регрессии идентично уравнению, параметры которого определяются по методу «наименьших квадратов» с помощью нормальных уравнений.

Уравнение регрессии для величин, связанных прямой линейной зависимостью, определяется по следующей формуле:

уу r y (x x),

x

где σх и σу – соответственно среднеквадратические отклонения величин х и у, т.е.

х

(

х

хi )2

,

y

(

y

yi )2

,

 

 

 

n

 

 

 

 

n

 

где n – количество данных в исследуемом статистическом ряду.

b r

y

 

x

 

Выражение

– есть коэффициент регрессии.

При положительном значении коэффициента корреляции (r > 0) с

увеличение одной величины х, увеличивается и зависимая от нее величина у и, наоборот, при отрицательном значении r с увеличением величины х, величина у уменьшается. Соответственно положительные и отрицательные коэффициенты могут принимать и коэффициенты регрессии.

В логистике корреляционно-регрессионному анализу подвергается совокупность пар величин, например:

х – доля производственных услуг при поставках продукции, у – общие издержки потребителя.

х – расходы на рекламу в процентах от общих издержек, у – объем продаж (млн. руб./мес.).

х – товарный запас (тыс. руб.), у – объем продаж (тыс. руб./день.).

52

х– надежность снабжения (поставок), у – величина производственного запаса.

х– доля поставок точно в срок (% от объема поставок), у – величина производственного запаса (млн руб.).

х– надежность снабжения (поставок), 0 R 1,

у – величина производственного запаса (млн руб.).

Возможны и другие варианты логистических величин для расчета парной корреляции и регрессии.

В логистике также применяется многофакторный корреляционнорегрессионный анализ. Например:

Исходные данные: у – издержки обращения;

х1 – среднее расстояние перемещения продукции, км; х2 – уровень механизации перегрузочных и складских работ, %%; х3 – доля складских поставок, %%; х4 – объем производственных услуг, тыс. руб.

Фактические данные перечисленных величин представлены в табл. 4.5.

 

 

 

 

 

Таблица 4.5

у

х1

х2

х3

х4

 

1

25,5

120

75

50

1,2

 

2

27,2

180

77

42

1,5

 

3

30,1

220

80

38

2,8

 

4

38,6

380

85

32

3,4

 

5

41,0

470

85

25

3,2

 

6

43,3

560

90

22

4,2

 

7

45,0

800

91

20

4,5

 

8

50,5

1000

92

18

4,8

 

После соответствующих вычислений получаем уравнение множественной регрессии:

у= 0,0088х1 + 0,589х2 – 0,274х3 + 0,386х4-6,441

Корреляционно-регрессионный анализ требует большой вычислительной работы. Поэтому математико-статистические расчеты осуществляются по специальным программам с помощью компьютерных технологий.

Результаты корреляционно-регрессионного анализа в логистике служат действенным инструментом планирования и прогнозирования производственно-коммерческой деятельности.

53

Упражнения для самоконтроля:

Выполнить корреляционно-регрессионный анализ по следующим данным:

1)

х – расходы на рекламу в %% от общих издержек;

 

 

 

 

 

 

у – объем продаж, млн руб./мес.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х

 

10,0

 

2,5

7,3

 

12,0

14,0

 

8,5

1,5

1,2

 

5,0

7,0

 

8,3

15,0

у

 

21,2

 

10,2

18,7

 

24,5

27,8

 

16,0

12,5

10,8

 

14,3

17,3

 

22,5

28,0

2)

х – товарный запас, тыс. руб.;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

у – объем продаж, тыс. руб./день.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х

 

 

420

 

385

 

 

225

 

 

 

310

 

 

280

 

 

303

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У

 

 

12,3

 

10,7

 

5,7

 

 

 

6,2

 

 

6,0

 

 

8,2

 

3)

х – надежность снабжения (поставок), 0 R 1,

 

 

 

 

 

 

 

у – величина производственного запаса, млн руб.

 

 

 

 

 

 

 

Х

0,72

 

 

0,64

 

0,82

 

0,55

0,52

 

 

0,60

 

 

У

5,4

 

 

 

4,8

 

2,4

 

6,6

 

7,8

 

 

5,7

 

4)

х – грузооборот оптово-торговой базы (металлопродукция), тыс.т/год;

 

у – издержки обращения базы, руб./т.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х

 

420

 

 

380

 

 

290

 

 

160

 

 

120

 

 

У

 

70

 

 

85

 

 

 

80

 

 

140

 

 

100

 

5)

х – доля поставок «точно в срок», %%;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

у – величина производственного запаса, млн руб.

 

 

 

 

 

 

 

Х

 

5,0

 

 

7,8

 

 

8,0

 

 

10,0

 

 

11,2

 

 

У

 

2,5

 

 

3,2

 

 

2,2

 

 

1,5

 

 

0,8

 

6)

х – цена товара по данной ассортиментной группе, руб./ед.;

 

 

 

у – объем продаж, тыс. руб.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х

45

 

 

 

50

 

60

 

70

 

75

 

 

80

 

 

У

640

 

 

 

610

 

450

 

430

 

230

 

 

250

 

7)

х – цена данного товара, руб.;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

у – скорость реализации, дни.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х

 

120

 

 

135

 

 

140

 

 

145

 

 

150

 

 

У

 

25

 

 

28

 

 

 

36

 

 

42

 

 

48

 

8)

х – стаж работы продавца (менеджера), лет;

 

 

 

 

 

 

 

у – объем продаж, тыс. руб./день.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х

 

2

 

 

2,5

 

 

3,2

 

 

5,2

 

 

7,5

 

 

У

 

36

 

 

34

 

 

 

42

 

 

63

 

 

85

 

9)

х – трансакционные издержки товаропроизводителей, млн. руб./год;

 

у – общие издержки производства, млн руб.

 

 

 

 

 

 

 

Х

 

6,0

 

7,1

 

12,1

 

15,3

 

16,2

 

18,0

 

 

18,8

 

 

У

 

292,8

 

275,2

 

246,8

 

220,3

215,6

 

220,4

 

 

204,3

 

54

Глава 5. СТОХАСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И МОДЕЛИ ТЕОРИИ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ В ЛОГИСТИКЕ

Теория массового обслуживания – это раздел математики, изучающий системы, предназначенные для обслуживания массового потока требований (заявок) случайного характера. Все логистические системы функционируют как системы массового обслуживания.

Одним из определений логистической системы является следующее: логистическая система – это субъект интегрированного рынка, через который проходят экономические потоки, а также предприятия, обеспечивающие прохождение этого потока. В общем виде в состав экономического потока входят следующие потоки:

материальные (товарные);

финансовые;

информационный.

Влогистике теория массового обслуживания, как правило, исследует и определяет количественные параметры материального потока. Таким образом, логистическая система, а также система массового обслуживания, имеет «вход» и «выход», а также обладает внутренним состоянием.

Система имеет в своем составе аппараты или каналы обслуживания. Основополагающее значение в теории массового обслуживания имеют понятия потока. В логистике в основном рассматривается простейший или пуассоновский поток заявок. Этот поток обладает следующими признаками:

1. Стационарность – вероятность появления того или иного числа заявок на отрезке времени t зависит только от длины этого отрезка и не зависит от того, где именно располагается этот участок на оси времени;

2. Ординарность – в каждый момент времени в систему приходит только одна заявка;

3. Отсутствие последействия – все заявки приходят в систему независимо друг от друга.

Рассматриваемый поток называют «пуассоновским», так как количество заявок m, приходящееся на отрезок времени t, распределено по закону Пуассона:

Рт(t) ( t)m e t , m!

где λ – плотность потока заявок, т. е. количество заявок в единицу времени. Общая схема системы массового обслуживания представлена на

рис. 5.1.

55

Система массового обслуживания

λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

μ

 

 

Каналы обслуживания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

k

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5.1. Схема системы массового обслуживания

Обозначения на схеме (рис. 5.1.):

λ– плотность входного потока (количество заявок в единицу времени), т. е.

N ,

T

где Ν – количество заявок, пришедшее в систему за время Т;

μ– плотность выходного потока, т. е.

1, t

где t – среднее время обслуживания одной заявки.

Плотность выходного потока μ есть величина, обратная среднему времени обслуживания одной заявки. Плотность входного потока - величина постоянная λ = const. Постоянство плотности входного потока выражает стационарный характер простейшего потока системы массового обслуживания.

Внутреннее состояние систем – это вероятности того, что занято то или иное количество каналов обслуживания. Состояние системы обслуживания с отказами описывается формулой Эрланга следующего вида:

 

 

 

 

 

 

 

 

1

к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рк

 

 

 

 

 

 

к!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

1

 

п ,

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п!

 

где Рк – вероятности состояния системы (0 к п), т.е.

Р0 – вероятность того, что все каналы обслуживания свободны; Р1 – вероятность того, что занят 1 канал обслуживания; Р2 – вероятность того, что занято 2 канала обслуживания;

……………………………………………………….

Рк – вероятность того, что занято k каналов обслуживания;

………………………………………………………..

Рn – вероятность того, что заняты все n каналов обслуживания или вероятность отказа в обслуживании.

56

При использовании моделей и методов теории массового обслуживания необходимо установить:

в чем заключается физическое содержание заявки,

что является аппаратом обслуживания;

в чем заключается функционирование всей системы массового обслуживания.

Далее исследуется характер потока заявок, определяются его осно-

вополагающие параметры. Одним из объектов исследования логистических систем является изучение условий образования очередей на обслуживания.

Очереди образуются из-за недостаточного количества обслуживающих каналов, высокой интенсивности потока заявок, медленного обслуживания заявок. Все эти причины могут действовать отдельно или все вместе. Таким образом, размер и вероятность образования очереди определяют два параметра:

1) n – количество каналов обслуживания;

 

 

 

 

2)

– приведенная плотность потока заявок.

 

 

 

Если поток заявок будет простейший, а заявки не уходят из очереди

до тех пор, пока не будут обслужены, то при:

 

 

 

n

1)

 

 

 

 

– каждая заявка рано или поздно дождется обслуживания;

 

 

 

n

2)

 

 

 

 

– число заявок, стоящих в очереди, будет со временем неог-

раниченно возрастать.

Из этого следует, что в практической логистической деятельности при управлении материальным потоком отслеживается соотношение входного и выходного потоков с ориентацией на количество аппаратов

обслуживания. При шимся.

n

процесс обслуживания становится установив-

Пример 5.1: Отгрузка производится с 4 погрузочных площадок. Груз со склада выдается с 8 до 20 часов ежедневно. В день обслуживается 24 автомашины, среднее время обслуживание – погрузки 30 минут. Определить характеристики обслуживания.

Врассматриваемой задаче:

Склад – система массового обслуживания, она же логистическая система;

Канал обслуживания – погрузочная площадка, оборудованная соответствующей механизацией;

57

Поток заявок – машины, прибывающие на склад за грузом;

Обслуживание – погрузка автомашины.

Поток заявок принимается простейшим (пуассоновским), тогда:

24 2

12– автомашины/час;

1 2

 

 

 

0,5

– машины за час;

 

 

 

 

2

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

2 .

 

1.

Определяются вероятности того, что в течение одного часа на

склад прибудут 0, 1, 2, 3, … и т. д. автомашин. Исходные данные: λ = 2,

t = 1,

m = 0, 1, 2, 3, 4…

Результаты расчета по формуле Пуассона представлены в табл. 5.1.

Таблица 5.1

Количество

 

 

 

 

 

 

 

 

автомашин

0

1

2

3

4

5

6

7

(заявок)

 

 

 

 

 

 

 

 

Вероятности

0,135

0,270

0,270

0,132

0,092

0,036

0,012

0,007

Как показывают данные табл. 5.1, наиболее вероятен приход на склад 1 и 2 заявок в течение одного часа, высока вероятность прихода 3 заявок, а вероятность прибытия на склад в течение одного часа 4 и более автомашин весьма низка; довольно часто вообще отсутствие заявок в течение одного часа.

2. По формуле Эрланга определяются вероятности состояния системы, т. е. склада. Результаты расчета представлены в табл. 5.2.

 

 

 

 

 

Таблица 5.2

Количество

0

1

2

3

4

 

площадок

 

 

 

 

 

 

 

Вероятности

0,369

0,369

0,184

0,062

0,016

 

состояния

 

 

 

 

 

 

 

Как показывают данные табл. 5.2, вероятность того, что все площадки свободны, является относительно высокой – 37 %, такую же вероятность имеет занятость одной площадки, вероятность занятости двух площадок – 18%, вероятность занятости трех площадок относительно не велика – 6 % и, примерно, 1% – вероятность образования очереди.

58

В том случае, если бы машины приходили бы на склад одна за другой по расписанию в виде детерминированного потока, то для их обслуживания понадобилась только одна площадка.

Однако в реальности поток автомашин является случайным (стохастическим), данное обстоятельство заставляет иметь дополнительные площадки или обладать резервом пропускной способности. Отсюда и возникает необходимость определения оптимального количества каналов обслуживания.

Для решения этой задачи сопоставляются затраты на содержание резервных каналов обслуживания (они будут расти) и убытков от отказа в обслуживании (они будут уменьшаться).

Аналогичным образом определяются размеры складской площади. В этом случае системой массового обслуживания будет склад. Обслуживание заключается в хранении поступающих товаров, каналом обслуживания будет складская площадь.

Аналогичным образом рассчитываются затраты на содержание дополнительной складской площади или убытки от сокращения отказов в приеме товаров на хранение. В данном случае интенсивность потока заявок – это среднее количество товаров, поступающее на хранение.

Интенсивность выходного потока – есть величина обратная среднему времени хранения.

Пример 5.2: Определить полезную площадь склада при следующих исходных данных:

грузооборот склада - Q = 150 тыс. т;

период поступления продукции - Т = 365 суток;

средний вес одной партии - d = 455 т;

средний срок хранения - tхр = 10 суток;

нагрузка на 1 м2 склада - q = 1 т/м2;

стоимость содержания 1 м2 - S1 = 10 руб./м2

потери от отказа в приеме груза на склад - S2 = 500 руб./сутки

Решение:

Под заявкой понимается груз, поступающий на склад, обслуживание заключается в хранении груза на складе, аппарат обслуживания – складская ячейка. Поток заявок – простейший, тогда:

 

Q

 

150000

0,9

 

 

 

партий в сутки,

T d

 

455 365

1 0,1;

txp

площадь ячейки – 455 м2.

59

Если обслуживание склада и движение через него материальных ресурсов происходило бы строго регулярно, т. е. детерминированно, то полезная площадь склада может быть определена по формуле:

Q

F q o ,

где Q – грузооборот склада за год, тыс. т, q – допустимая нагрузка на склад, т/м2,

о – количество оборотов склада за год, которое равно:

365

о txp ,

где tхр – срок хранения груза на складе. Отсюда следует:

F

Q txp

 

F

150000

10

4110

q 365 , или

 

 

 

365

 

м2,

что соответствует 9 ячейкам.

Однако на практике материальные ресурсы поступают на склад случайным образом, а поэтому необходимо иметь резерв складской площади. По формуле Эрланга рассчитывается вероятность отказа в приеме груза на склад при различном числе ячеек, начиная с n = 10 (табл. 5.3).

 

 

 

 

 

Таблица 5.3

Число ячеек, n

10

11

12

13

 

14

 

Вероятность отказа, Pn

0,179

0,140

0,078

0,042

 

0,030

 

Полезная площадь, м2

4550

5005

5460

5915

 

6370

 

Результаты расчетов показывают, что с увеличением складской площади вероятности отказа в приеме груза будут уменьшаться. Однако увеличение складской площади требует дополнительных затрат. Поэтому обоснованный вывод о размере складской площади будет сделан на основании сопоставления расходов на содержание склада и потерь, вызываемых отказом в приеме груза.

Оптимальный размер складской площади определяется из выраже-

ния:

Fрезерв S1 365Pn S2 min

Расчет оптимального размера полезной складской площади приведен в табл. 5.4.

60

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5.4

Число

Полезн.

Резерв

Расходы

Вероятн.

Кол.

Потери

Суммарные

 

ячеек,

скл.

скл.

на резерв

отказа,

суток

от

издержки

 

n

пл., м2

пл., м2

площади,

Рn

в году

отказа,

руб./год

 

 

 

 

руб./год

 

отказа

руб./год

 

 

10

4550

455

4550

0,179

65,5

32750

37300

 

11

5005

910

9100

0,140

51

25500

34600

 

12

5460

1365

13650

0,078

27,5

13750

27400

 

13

5915

1820

18200

0,042

15,5

7750

25950

 

14

6370

2275

22750

0,030

11

5500

28250

 

Согласно данным табл. 5.4, при n = 13 полезная складская площадь в 5915 м2 является оптимальной, в этом случае суммарные издержки на содержание резервной складской площади и от убытков в приеме груза будут минимальными.

Вероятности состояния систем обслуживания с очередями определяются следующей формулой:

1 к Рк к! , (1)

А

где к изменяется от 0 до n, при к = 0 получаем вероятность того, что все аппараты обслуживания свободны, а при к = n – вероятность того, что все аппараты обслуживания заняты.

Вероятность застать все аппараты обслуживания занятыми и S заявок, стоящих в очереди равны:

 

1

 

n s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рs n

 

 

n!ns

 

,

(2)

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Среднее число заявок в свою очередь, определяется формулой:

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

nn! 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

(3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

В формулах (1), (2) и (3) через А обозначено следующее выражение:

 

 

 

 

 

 

 

 

п 1

 

n

 

 

 

к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к!

 

 

 

 

 

к 0

 

 

 

 

 

п!

п