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

Конспект лекций

.pdf
Скачиваний:
14
Добавлен:
27.05.2015
Размер:
232.18 Кб
Скачать

21

3. Если неравенство (10) не соблюдается, то есть, предполагаемые затраты на хранение оптимальных объемов запасов превышают величину

капитала В, то в этом случае, для расчета оптимальных значений qopt i

применяется метод множителей Лагранжа. Функция Лагранжа записывается в виде:

 

 

 

N

æ

 

 

 

S

i

 

 

q

ö

æ

 

N

 

 

 

q i

ö

 

 

 

C

å

=

å

ç

C

0,i

 

+ C

u,i

i ÷

+ z ´ ç

B -

å

C

u i

 

 

÷

®

min

(12)

 

 

 

 

 

 

ç

 

 

qi

2

÷

ç

 

 

2

÷

 

 

 

 

 

i= 1

è

 

 

 

 

ø

è

 

i= 1

 

 

ø

 

 

 

где z – неопределенный множитель Лагранжа, z

0 .

 

 

 

 

z = 0 , если åN Cu i

qopt i

£

B . То есть, ограничение по имеющемуся капиталу

 

i= 1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

выполняется и его не нужно учитывать в построенной функции Лагранжа (12).

z < 0 , если åN

Cu i

qopt i

> B . То есть, оптимальные партии поставок qopt i ,

2

i= 1

 

 

рассчитанные на первом этапе, выходят за рамки имеющегося капитала В. В этом случае, необходимо «усилить» вес второго слагаемого функции Лагранжа большим по модулю отрицательным значением z.

Определение множителя Лагранжа z и соответствующих ему qopt i

возможно численным и аналитическим методами.

Численный метод:

множитель Лагранжа z изменяется с небольшим шагом, начиная от нуля

именьше;

для каждого значения z решается задача оптимизации, где в качестве целевой функции выступает функция Лагранжа (12), а в качестве неизвестных

переменных – объемы партии поставок qopt i ;

– если для вновь найденного решения qopt i ограничение по имеющемуся капиталу (10) не выполняется, указанная схема повторяется.

На основании найденных qopt i производятся расчеты количества поставок

Ni и периодичности поставок Ti в течение рассматриваемого периода D для каждого вида продукции:

Ni

=

 

Si

(13)

 

qopt i

 

 

 

 

Ti =

 

D

 

(14)

 

Ni

 

 

 

Пример. Рассчитать параметры многопродуктовой поставки при наличии ограничений на оборотный капитал В = 150000 тыс. грн., расходуемый на формирование запасов. Исходные данные, характеризующие поставки трех видов сырья и материалов, приведены в таблице 4.1:

Таблица 4.1

 

 

 

 

22

 

Вид сырья и

 

Показатели

 

материалов

 

Производственная потребность в сырье за анализируемый период,

I

 

II

III

12000

25000

6000

S, ед.

 

 

 

 

Средняя стоимость поставки одной партии С0, грн.

300

 

200

250

Стоимость хранения на складе единицы продукции за

4000

 

4500

1800

анализируемый период Сu, грн.

 

 

 

 

 

Рассчитываем оптимальные партии поставок qopt i по каждому i -му виду

продукции по формуле qopt =

2C0 S :

 

 

 

 

 

Cu

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4.2

Показатели

 

 

Вид сырья и материалов

Всего

 

 

I

II

III

 

 

qopt i ,

 

Оптимальный размер партии поставки

42,426

47,140

40,825

ед.

 

 

 

 

 

 

 

 

Затраты на хранение запаса Сх, грн.

 

84852,81

106066,02

36742,35

227661,18

Совокупные затраты, грн.

 

 

169705,63

212132,03

73484,69

455322,35

Как видим, наименьшая сумма совокупных затрат составляет 455322,35 грн. При этом, затраты на хранение запасов – 227661,18 грн., что на 77661,18 грн. больше, чем объем выделенного для этих целей капитала.

Как видно, ограничение (10) не соблюдается, поэтому для уточнения оптимальных размеров партий поставок воспользуемся функцией Лагранжа.

Результаты итерационного определения множителя Лагранжа z и соответствующих ему qopt i численным методом приведены в таблице:

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4.3

 

 

 

 

Совокупные

Функция

N

qopt i

Z

qopt 1

qopt 2

qopt 3

B å

затраты, грн.

Лагранжа

Cu i

2

 

 

 

 

i= 1

 

0

42,426

47,140

40,825

455322,4

455322,4

-77661,1

 

-0,1

40,452

44,947

38,925

455839,5

462546,0

-67066,3

 

-0,2

38,730

43,033

37,268

457215,6

468780,6

-57825,2

 

-0,3

37,210

41,345

35,806

459245,8

474147,4

-49672,0

 

-0,4

35,857

39,841

34,503

461781,2

478744,7

-42408,7

 

-0,5

34,641

38,490

33,333

464711,5

482653,7

-35884,5

 

 

 

-1

30,000

33,333

28,868

482942,4

493923,0

-1,0

 

-1,2

28,604

31,782

27,524

491165,3

495352,2

-1,2

 

-1,3

27,975

31,083

26,919

495380,7

495530,5

-1,3

 

-1,30354

27,954

31,060

26,898

495530,7

495530,7

 

0,0

 

Таким образом, решение задачи управления запасами без учета ограничения на имеющийся объем оборотного капитала приведено в таблице. Итерационный процесс, показанный в таблице 4.3, состоял в следующем: для

23

каждого выбранного значения Z решалась задача минимизации функции

Лагранжа;

множитель Лагранжа изменялся до тех пор, пока разница

B - åN Cu i

qopt i

не стала равной нулю. В результате, полученное оптимальное

 

2

i= 1

 

 

решение, с учетом введенного ограничения, потребовало больших суммарных затрат: с 455322,4 грн. они выросли до 495530,7 грн.

Аналитический метод: предполагает расчет по формуле множителя Лагранжа, а затем, на его основе – оптимальных партий поставок.

Множитель Лагранжа z определяется из выражения:

æ

N

 

ö

2

2 C0,i Si Cu,i

 

ç

å

÷

 

z = 1- ç

i= 1

 

 

÷

(15)

 

2´ B

 

ç

 

÷

 

ç

 

 

÷

 

è

 

 

ø

 

где z – такое значение множителя Лагранжа, при котором удовлетворяется ограничение (10).

Тогда, оптимальные значения qopt i могут быть получены из выражения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

qopt, i =

 

 

2C0 i Si

 

 

, i = 1,...,N

(16)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cu i (1-

 

z)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассчитаем указанные величины по данным таблицы 4.1-4.2:

 

z = 1-

æ 169705,63 +

 

212132,03 +

73484,69 ö 2

 

 

=

- 1,303538 ;

 

ç

 

 

 

 

 

 

2´ 150000

 

 

÷

 

 

 

 

 

è

 

 

 

 

 

 

 

 

ø

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2C0,1S1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

qopt,1

=

 

 

 

=

 

2 ´ 300 ´ 12000

 

 

=

27,954 ;

 

 

 

Cu,1 (1 -

z)

 

4000

´

(1

+ 1,303538)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2C0,2 S2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

qopt, 2

=

 

 

 

=

 

2 ´

200 ´ 25000

 

 

=

31,060 ;

 

 

 

 

Cu,2 (1 -

z)

 

4500 ´ (1 + 1,303538)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2C0,3 S3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

qopt, 3

=

 

 

 

=

 

 

2 ´

250 ´ 6000

 

 

=

26,898 .

 

 

 

 

Cu,3 (1 -

z)

 

1800

´

(1

+ 1,303538)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Как

видим,

значение

z,

а

также

 

оптимальный план поставок

qopt i ,

рассчитанные аналитическим методом, соответствуют полученному ранее итерационному решению.

24

Тема 5. Логистика складирования

План

1.Модель Хаффа планирования розничной торговой сети

2.Методы определения размещения распределительного склада

5.1. Модель Хаффа планирования розничной торговой сети

Логистика складирования охватывает процессы формирования складской, оптовой и розничной торговой сети, а также занимается вопросами их эффективного функционирования.

Рассмотрим модель планирования розничной торговой сети, которая решает задачу оптимального размещения торговых точек, доход которых зависит от интенсивности конкуренции со стороны расположенных вблизи торговых предприятий других производителей.

Большинство моделей размещения розничных торговых точек основаны на допущении, что их доход пропорционален размеру торгового предприятия и обратно пропорционален времени, которое потребитель затрачивает на дорогу к нему.

Исходя из указанных предположений, американский ученый Д. Хафф разработал модель, которая позволяет оценить степень предпочтения потребителями того или иного розничного торгового предприятия:

 

æ

 

S j

 

ö

 

 

ç

 

 

 

 

÷

 

 

 

Tij A

 

 

 

ç

 

 

÷

 

 

Nij = Ci × ç

 

 

 

 

 

÷

(1)

 

n

 

S j

 

 

ç

 

÷

 

 

å

 

 

 

 

 

1 T

A

 

 

ç

j

 

÷

 

 

è

=

 

ij

 

ø

 

где Nij

– количество потребителей i -ого района, которые, вероятно, будут

делать покупки в j -ом магазине, чел.;

 

 

 

 

Ci – количество потенциальных потребителей, проживающих в i -ом

районе, чел.;

 

 

 

 

 

 

 

S j

– торговая площадь j -ого магазина, м2;

 

 

 

Tij

– время, необходимое потребителю, проживающему в i -ом районе на

переход к месту расположения j -ого магазина, мин.;

A (показатель степени) – эмпирический параметр, отражающий влияние времени перехода на потребительские предпочтения относительно места совершения покупок.

В исследованиях Д. Хаффа установлено, что показатель степени А может принимать значения от 2,1 до 3,2.

Пример. Предположим, имеется четыре жилых района и два магазина в районах 1 и 4, как показано на рисунке:

25

Район 1

Район 2

Магазин 1

Магазин 3

Район 3

Район 4

 

Магазин 2

Используя модель Д. Хаффа, на основе данных таблицы 1 определить ожидаемое количество покупателей в магазинах 1 и 2. Как перераспределится количество покупателей во всех магазинах, если будет построен магазин 3 в районе 2? Параметр А принять на уровне 2,5.

Таблица 1

Район

Количество покупателей в районе

Время перехода, мин

Магазин 1

Магазин 2

Магазин 3

1

1000

10

15

20

2

500

20

40

10

3

1500

15

20

30

4

800

40

10

20

 

Площадь магазина, м2

2000

4000

4000

Решение. Представим исходные данные в виде матрицы, таблица 2:

Таблица 2

 

Tij

Магазины

Ci

 

1

2

 

1

 

 

10

15

1000

Районы

2

20

40

500

3

15

20

1500

 

 

4

40

10

800

 

Sj

2000

4000

 

Промежуточные результаты вычисления показаны в таблице 3.1:

Таблица 3.1

 

 

 

Магазины

n

 

S j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S1

 

 

S2

 

åj

 

 

 

 

 

1

T A

 

 

 

A

 

A

 

 

 

Ti1

 

Ti2

=

 

ij

 

1

 

 

10,915

 

 

6,325

4,590

 

Районы

2

1,118

0,395

1,513

 

3

2,295

2,236

4,531

 

 

 

 

4

0,198

12,649

12,847

 

В результате получим матрицу Nij , которая будет показывать количество потребителей i -ого района, делающих покупки в j -ом магазине, таблица 4.1:

Таблица 4.1

Nij

Магазины

26

 

1

 

1

 

2

 

= 1000

* 6,325 /

10,915 = 579

=1000 * 4,590 / 10,915 = 421

Районы

2

= 500

* 1,118 /

1,513 = 369

= 500 * 0,395 / 1,513 = 131

3

 

760

 

740

 

4

 

12

 

788

Всего, чел.

 

1721

2079

Таким образом, первый магазин будут посещать 1721 чел., а второй – 2079 чел.

Предположим, что во втором районе будет построен третий магазин. В этом случае, таблица промежуточных вычислений 3.1 примет вид 3.2:

Таблица 3.2

 

 

 

 

Магазины

S3

n

 

S j

 

 

 

 

S1

S2

 

 

 

 

 

åj

 

T A

 

 

 

 

A

A

A

1

 

 

 

 

Ti1

Ti2

Ti3

=

 

ij

 

 

1

 

 

 

 

 

 

6,325

4,590

2,236

13,151

Районы

 

2

1,118

0,395

12,649

14,162

 

3

2,295

2,236

0,811

5,343

 

 

 

 

4

0,198

12,649

2,236

15,083

В результате, матрица Nij

будет иметь вид, таблица 4.2:

 

 

 

 

Магазины

 

 

 

Таблица 4.2

Nij

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

481

349

170

 

 

 

 

Районы

2

 

39

14

447

 

 

 

 

3

 

644

628

228

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

10

671

119

 

 

 

 

Всего, чел.

 

1175

1662

963

 

 

 

 

Таким образом, видим, что в связи со строительством третьего магазина первый магазин потерял 1721-1175=546 покупателей, а второй – 2079-1662=417 чел. Таким образом, общая численность клиентов третьего магазина составит

963человек.

5.2.Методы определения размещения распределительного склада

Для решения одной из фундаментальных логистических задач – определения месторасположения распределительного склада в регионе – необходимо учитывать следующие факторы:

географическое месторасположение (координаты xi , yi ) фирмпроизводителей и потребителей продукции (клиентов);

объемы поставок продукции в единицу времени (Qi );

маршруты доставки (характеристика транспортной сети);

27

– затраты (тарифы) на транспортные услуги (Ti ).

В зависимости от выбранного критерия оптимизации и учета расстояний между поставщиками, потребителями и складом можно выделить несколько типовых случаев. При этом основное внимание уделяется способу учета расстояния между объектами.

1. Склад организуется на территории одного из объектов распределительной сети, например, на территории предприятия.

В этом случае расстояние между i-ым объектом (цехом) и складом может определяться по формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2)

R =

( x

i

- x

c

)2

+ ( y

i

- y

c

)2

i

 

 

 

 

 

 

 

где xi , yi - координаты i-ого объекта (цеха) на территории предприятия; xc , yc - координаты склада.

Критерием оптимизации месторасположения склада может быть минимум транспортной работы:

P = å Qi × Ri ® min

(3)

i

 

Последовательный перебор возможных координат склада позволяет оптимизировать целевую функцию.

2. Склад организуется на территории региона.

В этом случае расстояние между i-ым объектом (предприятием, потребителем) и складом может определяться по формуле Манхэттенского расстояния:

Ri =

 

xi xc

 

+

 

yi yc

 

(4)

 

 

 

 

«Манхэттенское расстояние» предусматривает учет расстояний между объектами на прямоугольной сетке, что наиболее полно соответствует прямоугольному расположению улиц города.

Критерием оптимизации также выступает минимум транспортной работы, формула (3).

Необходимо помнить, что значения целевой функции (3), рассчитанные с использованием формул расстояний (2) и (4) не сопоставимы между собой, так как маршруты движения транспортных средств существенно различаются.

Определение месторасположения распределительного склада возможно на основании формул центра тяжести грузовых потоков:

– с учетом объемов поставок продукции в единицу времени:

 

 

 

 

28

 

å Qi xi

 

å Qi yi

 

xc =

i

; yc =

i

(5)

å Qi

å Qi

 

 

 

 

i

 

i

 

– с учетом объемов поставок продукции и транспортных тарифов:

 

å Ti Qi xi

 

å Ti Qi yi

 

xc =

 

i

; yc =

i

 

(6)

 

å Ti Qi

å Ti Qi

 

 

 

 

Пример. Определить,

i

 

i

 

какие

координаты склада являются

наиболее

предпочтительными (300; 500), или (400; 275) с учетом формулы Манхэттенского расстояния по данным таблицы:

 

Координаты, км

Объем поставки, т

 

xi

yi

Qi

Производители

0

575

300

 

300

500

250

 

550

600

150

Потребители

150

125

150

 

275

300

75

 

400

275

125

Для первого склада с координатами (300; 500) будем иметь:

R1

=

 

x1

xc

 

+

 

 

 

y1

yc

 

 

 

 

 

=

 

 

0 300

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

575 500

 

= 375 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2

=

 

x2

xc

 

+

 

 

 

y2

yc

 

 

=

 

 

 

300

 

 

 

300

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

500

500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R3

=

 

x3

xc

 

+

 

 

 

y3

yc

 

 

 

=

 

 

 

550

 

 

 

300

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

600

500

 

 

 

 

 

 

 

 

=

350 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R4

=

 

x4

xc

 

+

 

 

 

y4

yc

 

 

=

 

 

 

150

 

 

 

 

300

 

 

+

 

 

 

 

 

 

125

500

 

 

 

=

525 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R5

=

 

x5

xc

 

+

 

 

 

y5

yc

 

 

=

 

 

 

275

 

 

 

 

300

 

 

+

 

 

 

 

 

 

300

500

 

 

 

 

 

 

 

=

225 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R6

=

 

x6

xc

 

+

 

 

 

y6

yc

 

 

=

 

 

 

400

 

 

 

 

 

300

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

275

500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

325 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P =

å Qi × Ri

=

375 * 300 +

 

 

 

0 * 250 +

350 *150 + 525 *150 +

225 * 75 + 325 *125 = 301250 .

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Второму складу с координатами (400; 275) соответствует расчет:

R1

=

 

x1

xc

 

+

 

 

 

y1

yc

 

 

=

 

 

0 400

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

575 275

 

=

 

 

700 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2

=

 

x2

xc

 

+

 

 

 

y2

yc

 

=

 

 

 

300

 

400

 

 

+

 

 

 

 

 

 

500

275

 

 

 

 

 

 

 

 

=

325 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R3

=

 

x3

xc

 

+

 

 

 

y3

yc

 

 

=

 

 

 

550

400

 

+

 

 

 

 

600

275

 

 

 

=

475 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R4

=

 

x4

xc

 

+

 

 

 

y4

yc

 

 

=

 

 

 

150

400

 

 

+

 

 

 

 

 

 

125

275

 

 

 

 

 

=

400 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R5

=

 

x5

xc

 

+

 

 

 

y5

yc

 

 

=

 

 

 

275

400

 

+

 

 

 

 

 

 

300

275

 

 

 

 

=

150 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R6

=

 

x6

xc

 

+

 

 

 

y6

yc

 

 

=

 

 

 

400

400

 

+

 

 

 

 

 

 

275

275

 

 

0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P =

å Qi ×

Ri

=

433750 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Как видно из полученных расчетов, первый вариант месторасположения распределительного склада является более предпочтительным.