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

Проектирование ЦП маг Л3

.pdf
Скачиваний:
27
Добавлен:
02.04.2015
Размер:
1.97 Mб
Скачать

J

 

E(Bj ) Bj (Si0 , Sij ) min ,

(26)

j 1

где E(Bj) – ожидаемое число отложенных заказов для j-й базы;

Si0 – запас в депо; Sij - запас на базе.

Модели гарантированного сервиса предполагают наличие на каждом уровне системы дополнительных ресурсов, превышающих размеры текущего запаса, за счет которых спрос клиентов может быть удовлетворен за определенное сервисное время, которое может быть гарантировано практически на 100%. При использовании моделей гарантированного сервиса предполагается, что:

-спрос на материальные ценности стохастический, но его предельно возможное значение ограничено;

-страховой запас покрывает только ту часть спроса, которая превышает среднестатистическое значение, но не выходит за установленную верхнюю предельную границу;

-контроль уровня запасов на складах также осуществляется периодически, а запасы пополняются до определенного постоянного (базового) уров-

ня – base stock.

Рассмотрим случай трехуровневого линейного размещения запасов в цепи поставок (рис. 3.21).

T3

T2

T1

 

 

 

 

 

 

3

 

2

 

1

 

 

S3

 

S2

 

S1

 

 

 

Si – допустимое время обслуживания; Ti – операционное время

Рис.3.21 Пример трехуровневого линейного размещения запасов в цепи поставок

Чистое время обслуживания для i-ого звена будет рассчитываться по формуле:

NLTi Si 1 Ti Si

(27)

Базовый уровень запаса для i-ого звена системы (base stock), включая страховой запас, может быть рассчитан по формуле:

 

 

 

 

yi i NLTi z NLT ,

(28)

где µ, σ – параметры нормально распределенного спроса для i-ого звена системы (математическое ожидание и стандартное отклонение соответственно);

NLTi – чистое время обслуживания для i-ого звена системы;

Zα – коэффициент, связанный с нормальным законом распределения спроса (табулированное значение) – показатель уровня обслуживания;

α – параметр, определяемый из соотношения:

p

 

 

p h

,

(29)

51

где h - затраты на хранение единицы запаса; p – издержки дефицита на единицу запаса.

Решение рассматриваемой задачи сводится к тому, чтобы подобрать такие значения Si (допустимое время обслуживания), при которых суммарные затраты на содержание страхового запаса в системе были бы минимальны:

N

 

C hi ( yi i (Si 1 Ti Si )) min ,

(30)

i 1

где hi – затраты на хранение из расчета на 1 единицу материальных ресурсов в запасах;

yi - базовый уровень запаса для i-ого звена системы. Ограничения:

Si 1 Ti

Si

0, i 1 N;

Si 1 Si

0;

(31)

Si 1 , Si 0.

Решение задачи предполагает использование рекурсивного алгоритма динамического программирования и специального программного обеспечения.

Изучение многочисленных моделей и методов управления многоуровневыми запасами в логистических системах, описанных в зарубежной и отечественной литературе, позволило нам осуществить их классификацию, а также определить основные условия и ограничения их использования на практике (табл. 15).

Таблица 15 Классификация моделей и методов управления многоуровневыми запасами в

логистических системах

Класс методов

Метод

Основные условия и ограничения применения

Экономико-

Алгоритм Вагнера-

Детерминированный зависимый спрос; затраты

математиче-

Уайтина

на запасы постоянные или невозрастающие

ские методы

 

 

Модель EOQ Хар-

Детерминированный зависимый спрос, непре-

 

 

риса-Уилсона

рывный, равномерно распределенный во времени

 

 

с постоянной интенсивностью; системы линей-

 

 

ной конфигурации

 

Многоуровневая

Централизованное принятие решений о закупках;

 

модель EOQ

детерминированный спрос, непрерывный, рав-

 

 

номерно распределенный во времени с постоян-

 

 

ной интенсивностью; системы размещения запа-

 

 

сов любой конфигурации

Методы иссле-

Имитационное

Подходят для многоуровневых систем размеще-

дования опера-

моделирование

ния запасов различной конфигурации; характер

ций (матема-

 

спроса любой

тические)

Алгоритмы теории

Децентрализованное управление и локальная

 

игр

информация о запасах

Модели «стохастического сервиса»

 

Алгоритм Кларка-

Используется для случая многоуровневых систем

 

Скарфа и его моди-

линейной конфигурации в условиях стационар-

 

фикации

ного стохастического спроса

52

 

Методика MET-

Методика применима для многоуровневых си-

 

RIC и ее модифи-

стем распределительной конфигурации и систем

 

кации (Mod-

с возвратными материальными потоками; систе-

 

METRIC и Vari-

мы размещения запасов любой конфигурации

 

METRIC)

 

 

Модели «гарантированного сервиса»

 

Алгоритмы дина-

Используется для определения уровня макси-

 

мического про-

мально желаемого запаса, но с учетом требуемо-

 

граммирования

го времени обслуживания (сервисного времени),

 

Грейвса, Минера и

устанавливаемого для каждого участника систе-

 

др.

мы; сервисное время для конечных потребите-

 

 

лей, а также сроки поставки сырья и материалов

 

 

детерминированы

Эвристические

Без экономического критерия

методы

 

 

FPO; FOQ; LFL

Зависимый детерминированный спрос; системы

 

 

 

размещения запасов любой конфигурации

 

Методы пропор-

Двухуровневая система запасов с центральным

 

ционального и

складом и n распределительными центрами (суб-

 

приоритетного

складами); централизованное принятие решений

 

распределения

по запасам; детерминированный спрос

 

С экономическим критерием

 

LTC; LUC; PPB;

Зависимый детерминированный спрос; системы

 

алгоритм Сильве-

размещения запасов любой конфигурации

 

ра-Мила, процеду-

 

 

ра Гроффа

 

Как отмечают многие специалисты, для случая многоуровневых запасов не существует единственной оптимальной стратегии, и механизм принятия решений относительно выбора стратегии не определен.

Предлагаемый нами методический подход к формированию оптимальной стратегии управления запасами в многоуровневых системах включает в себя несколько основных этапов:

1.Определение структуры стратегии (рис. 3.22).

2.Оценка критериев, значения которых определяют выбор стратегии управления запасами.

3.Осуществление процедуры выбора подходящей стратегии управления запасами и методов расчета ее параметров в соответствии со значениями критериев.

Анализ ряда специализированных работ позволяет сделать заключение

отом, что все существующие стратегии управления запасами (в том числе и многоуровневыми) можно подразделить на 3 группы (рис. 3.23):

- «периодические» стратегии; - стратегии «с точкой заказа»;

- «комбинированные» стратегии.

«Периодические» стратегии подразумевают, что заказ на пополнение запаса делается в определенные, заранее установленные, моменты времени (tз), период между заказами – постоянная величина (Tмз =const). Контроль за

53

уровнем запасов на складе осуществляется только в момент размещения заказа (tз). Объемы заказов переменные.

Стратегии с «точкой заказа» предполагают размещение заявки на пополнение запаса по достижении определенного уровня запаса на складе – так называемой «точки заказа» (reorder point, ROP) или заранее установленного минимально допустимого уровня (Smin или s) . Стратегии с «точкой заказа» предполагают непрерывный или периодический контроль уровня запаса (Δ→0 или = const). Объемы заказов могут быть как постоянными, так и переменными.

«Комбинированные» стратегии предполагают, что размещение заказа на пополнение запасов происходит при различной комбинации условий «ROP (точка заказа)» и «tз (периодичность заказов)». Контроль за состоянием запасов на складах может быть как периодическим (Δ = const), так и непрерывным (Δ→0). Объем заказа, как правило, переменный и делается из расчета того, чтобы после поставки был достигнут определенный «максимально желательный» уровень запаса (Smax).

(s; S)-стратегия или «минимаксная стратегия»: данная стратегия предполагает, что заявка на пополнение запаса размещается каждый раз по достижении определенного минимального уровня запаса (Smin или s), при этом объем заказа переменный и рассчитывается таким образом, чтобы вернуть запасы после поставки на «максимально желаемый уровень» или уровень «базового запаса» (S, base stock), который устанавливается заранее для каждого звена логистической системы. Стратегия предполагает непрерывный или периодический контроль уровня запаса (Δ→0 или = const).

Стратегия «базового запаса» представляет собой разновидность «минимаксной» (s; S) стратегии. В ней предполагается периодический контроль уровня запаса на складе (T=const, T>0), но заказ делается при любом значении уровня запаса, отличном от базового (S, base stock).

(R; Q) или (R; n·Q)-стратегия: при этой стратегии заказ на пополнение запаса делается по достижении определенного порогового уровня текущего запаса или «точки заказа» (ROP). Точка заказа устанавливается для каждого звена логистической системы. Объем заказа постоянен и равен Qopt, либо величине n·Qopt. Стратегия предполагает непрерывный или периодический контроль уровня запаса (Δ→0 или = const).

(T; S)- стратегия: в этой стратегии период между заказами постоянен (Tсз=const), заказы на пополнение запаса делаются в строго определенные моменты времени (tз). Объем заказа (Qз) переменный и рассчитывается таким образом, чтобы уровень запаса после поставки достиг уровня «базового» запаса (S).

(T; R; S) – стратегия: комбинированная стратегия, при которой заказ на пополнения запаса в каждом звене системы подается в зависимости от 2-х факторов - периодичности и текущего уровня запаса.

54

Стратегия управления запасами в многоуровневых системах

 

 

 

 

 

Рассчитывается ста-

 

 

Точка заказа(ROP):

Условия раз-

 

 

тистически

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мещения заказа

 

 

 

 

 

 

Период между за-

 

ROP = S-1 (поставка

на пополнение

 

 

запаса (полити-

 

казами Tсз = const

 

типа «one for one»)

ка заказа):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Комбинация точки заказа и периода:ROP + Tсз

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Периодичность проверок уровня запасов

 

 

= const

на складе (для стратегий с точкой заказа -

 

 

 

 

 

 

ROP) - Δ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Непрерывная Δ→0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение уровня «базового» запаса для звеньев ЛС– S:

Способ определения величины заказа на пополнение запаса – Qз:

Методика определения величины страхового запаса – Sс:

Методы размещения страхового запаса в звеньях ЛС:

Методы:

-экономико-математические;

-методы исследования операций;

-эвристические.

Qз = const (EOQ, стат. методы)

Qз = var (пополнение до «базового» уровня - S)

Методы:

-вероятностно-статистические (формула Феттера);

-статистические;

-имитационное моделирование и др.

Методы:

-эвристические;

-имитационное моделирование;

-комплексные методы, сочетающие алгоритмы мат. программирования и эвристику и др.

Рис. 3.22. Структура стратегии УЗ в многоуровневых системах

55

Стратегии управления запасами в многоуровневых системах

«Периодические» стратегии:

-«(T, S)-стратегия»: период между заказами =const, поставка до базового уровня – S;

-«(T, Q)-стратегия» или

«(T, n·Q)-стратегия»: период меж-

ду заказами =const; Qзак=const

Стратегии «с точкой заказа»

-«(s,S)-стратегия» или «минимаксная стратегия»: поставка до базового уровня при условии, что текущий уровень запаса ≤ s (установленный минимальный уровень, точка заказа);

-«(S-1,S) -стратегия», стратегия «базового запаса»: подвид «(s,S)- стратегии», где точка заказа = S-1;

-«(R,Q) -стратегия» или «(R, n·Q)- стратегия»: по достижении точки заказа (R) делается заказ; Qзак=const

Комбинированные «(T, s (R), S) – стратегии»

Рис. 3.23. Классификация стратегий управления запасами в многоуровневых системах

Изучение теории и практики управления запасами позволило нам выявить ряд критериев, от которых может зависеть выбор стратегии управления запасами в многоуровневых системах (см. табл. 16).

 

 

Таблица 16

 

Выбор стратегии УЗ

Критерий

Варианты значений крите-

Рекомендуемая стратегия

 

рия

управления запасами

Установлена

Да

«Периодические» стратегии

жесткая перио-

 

 

Нет

Стратегии УЗ любого типа

дичность закупок

 

 

Периодичность

Ежедневно, в режиме реально-

Стратегии УЗ любого типа

проведения инвен-

го времени

 

таризаций на

Редко (раз в квартал)

«Периодические» стратегии

складах

 

 

Структура разме-

Линейная

Стратегии УЗ любого типа

щения запасов в

Концентрационная; распреде-

«Периодические» стратегии

многоуровневых

лительная; комбинированная

 

системах

 

 

 

 

 

Частота возникно-

Непрерывный и нормальный

Стратегии УЗ любого типа

вения потребности

спрос

 

 

Редкий спрос

(S-1; S)-стратегия, закупки по по-

 

 

требности

 

 

 

Характер взаимо-

Прямые связи

Стратегии УЗ любого типа

 

 

 

56

связи элементов

Горизонтальные связи (обмен

Могут использоваться стратегия

системы

запасами между звеньями од-

УЗ любого типа, но в моделях

 

ного уровня); резервные связи

расчета страхового запаса долж-

 

 

ны быть учтены возможности

 

 

альтернативного обеспечения по-

 

 

требности за счет обмена между

 

 

звеньями одного уровня, либо за

 

 

счет внеочередных поставок че-

 

 

рез уровень

 

Системы с обратной связью (с

Стратегии с точкой заказа в соче-

 

возвратными материальными

тании с алгоритмами типа MET-

 

потоками)

RIC, основанные на принципах

 

 

теории массового обслуживания

Вероятностные

Детерминированный спрос

Стратегии УЗ любого типа; при

характеристики

 

расчете страхового запаса учиты-

спроса

 

вается только вероятностные ха-

 

 

рактеристики параметров постав-

 

 

ки (время поставки и комплект-

 

 

ность)

 

Стохастический спрос

Предпочтительны стратегии с

 

 

точкой заказа и пополнением до

 

 

«базового уровня»; при расчете

 

 

страхового запаса учитываются

 

 

вероятностные характеристики

 

 

параметров спроса и поставок

 

 

 

Стабильность

Постоянная интенсивность по-

Стратегии УЗ любого типа в со-

спроса

требления и умеренно колеб-

четании с моделью Феттера для

 

лющийся спрос (0<νD<25%

расчета страхового запаса; про-

 

(33%))

гноз потребности может основы-

 

 

ваться на значении среднего рас-

 

 

хода

 

Сильные колебания спроса:

Стратегии УЗ любого типа, но

 

25(33%)≤νD<100%

для прогнозирования нельзя ис-

 

 

пользовать среднее значение рас-

 

 

хода – нужно применять более

 

 

сложные методы

 

Импульсные колебания спро-

Необходимо осуществить про-

 

са: νD100%

верку данных на наличие нети-

 

 

пичных экстремальных значений

 

 

и сезонность; если исключение

 

 

нетипичных значений невозмож-

 

 

но и сезонность не играет ника-

 

 

кой роли, то для таких позиций

 

 

лучше организовывать закупку

 

 

по потребности: (S-1;S)-стратегия

 

 

 

Равномерность

Равномерно распределенный

Стратегии УЗ любого типа

распределения

во времени спрос

 

спроса во времени

Сезонный спрос

Закупку материальных ценностей

 

 

рекомендуется осуществлять

 

 

накануне пика потребления. Про-

 

 

гноз потребности рекомендуется

57

 

 

на основании анализа данных

 

 

аналогичных периодов прошлых

 

 

лет при этом нулевые значения

 

 

потребления в несезон в расчет

 

 

не принимаются

 

Неравномерно распределен-

Предпочтительно использование

 

ный во времени спрос

стратегий с точкой заказа

Особенности учета

Зависимость затрат на транс-

(R, Q) и (R, n·Q) – стратегии с

затрат, связанных

портировку, изготовление про-

фиксированным размером заказа

с запасами

дукции и штрафов (в случае

 

 

дефицита) от объема запасов

 

 

имеет линейный характер;

 

 

возможна экономия от мас-

 

 

штаба

 

Характеристика

Дорогостоящие материальные

Предпочтительны стратегии с

материальных

ценности

точкой заказа и пополнением до

ценностей

 

«базового уровня» при непре-

 

 

рывном контроле за уровнем за-

 

 

пасов на складах

6. Задача информационной интеграция и координация участников ЦП / ЛС.

Организация информационного взаимодействия между элементами многоуровневых систем (логистические системы, сети, каналы, цепи) имеет ключевое значение, с точки зрения управления запасами. Информационная изоляция отрицательно сказывается на эффективности принимаемых в сфере управления запасами решений, что в частности приводит к возникновению так называемого «эффекта кнута» («bullwhip effect») или «эффекта Форрестера» (по имени американского инженера Джея Форрестера, впервые описавшего возникновение этого эффекта в конце 50-х годов ХХ-ого века).

Действие «эффекта кнута» в многоуровневых производственнораспределительных системах проявляется в усилении колебаний уровня запасов как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения вверх по течению материального потока, то есть в направлении от конечных потребителей до производителей. Процесс развития «эффекта кнута» можно кратко описать следующим образом: ритейлер (розничный торговец) на основе данных о продажах в предыдущих периодах прогнозирует потребность в продукте «Х», расчетные данные ритейлер пересылает дистрибьютору, который также использует их для прогноза и заказа у производителя. В расчетах дистрибьютора еще больше увеличивается погрешность, которая первоначально присутствовала в данных ритейлера, кроме того, нельзя забывать и о временном лаге, который образуется в процессе передачи информации: ритейлер получает данные от потребителей, затем тратит определенное время на обработку, после определенное время уходит на передачу данных дистрибьютору, который в течение определенного времени анализирует эту информацию прежде чем разместить заказ у производителя. В результате накапливается не только

58

ошибка прогноза, но и временная задержка между моментом возникновения спроса у конечного потребителя и моментом реакции на этот спрос производителя.

Негативное влияние «эффекта кнута» проявляется в следующем:

-Нерациональная загрузка производственных мощностей. Вариация спроса провоцирует колебания в загрузке производства. Если производители будут ориентироваться на средний спрос, то у них обязательно возникнут сбои с поставками продукции в случае пикового спроса. Если максимально загружать мощности, то высок риск перепроизводства, затоваривания складов и замораживания значительных финансовых активов в материальных запасах.

-Колебания уровня запасов. Изменение спроса провоцирует изменение уровня запасов в каждом звене системы.

-Повышенный уровень страхового запаса. Страховой запас, предназначенный для обеспечения необходимого уровня сервиса увеличивается, поскольку прогноз спроса основывается не на данных конечных потребителей, а на искаженной информации, поступающей от посредников.

По данным исследований, проведенных Дж. Форрестером, под воздействием «эффекта кнута» объемы запасов в физическом выражении у производителей колебались в пределах от +62 до -45%, у оптовиков – от +32 до - 33%, а в розничной сфере колебания составляли от +12 до -12%. Под воздействием «эффекта кнута» логистические затраты в каждом звене системы распределения увеличиваются на 12-25%.

Действие «эффекта кнута» испытывали на себе различные компании,

например, Procter&Gamble, Hewlett-Packard, Canon и др.

Рис. 3.24. Действие «эффекта кнута» на примере цепи поставок подгузников производства компании Procter & Gamble

59

Рис. 3.25. Действие «эффекта кнута» на примере соотношения запасов у оптовиков и розничных торговцев (ритейлеров) в Австралии]

Как показывают многочисленные исследования, основными причинами возникновения «эффекта кнута» в многоуровневых системах (цепи поставок, логистические системы и пр.) являются: отсутствие у производителей и посредников высших уровней (расположенных ближе к источнику материального потока) точной информации об изменении спроса; запаздывание информации; несовершенные модели, применяемые для расчета потребности в продукции, ошибки в прогнозировании; дискретность отправок и задержки в движении материального потока; нерациональное поведение участников цепей поставок: преобладание спекулятивных интересов и др.

Ошибки в прогнозировании потребности возникают, главным образом, в силу того, что прогнозы основываются не на данных, поступающих от конечных потребителей, а на информации, полученной от предшествующих посредников. Таким образом, ошибка прогноза увеличивается в цепи поставок от звена к звену, вплоть до производителя. Реагируя на изменения в прогнозах, участники цепи поставок корректируют не только величины текущих запасов, но и страховых, что в значительной мере влияет на совокупные затраты и эффективность работы системы в целом.

Дискретность поставок и заявок на пополнение запаса приводит к тому, что непрерывный и более или менее равномерно распределенный спрос конечных потребителей превращается для поставщика в дискретную последовательность с трудно прогнозируемыми значениями.

В целом любые нерациональные и нескоординированные действия участников цепей поставок провоцируют «эффект кнута».

Для того, чтобы избежать действия «эффекта кнута» и повысить качество управленческих решений в сфере запасов, необходимо сформировать общую информационную систему поддержки принятия решений в сфере управления запасами, к которой мог бы быть обеспечен доступ всех заинтересованных сторон.

60