
логистика / 0555951_78386_plotkin_b_k_delyukin_l_a_ekonomiko_matematicheskie_metody_i
.pdf
51
По итогам табл. 4.4 составляется система нормальных уравнений:
5ао +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 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|