Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ особенностей поставок партионных грузов и методов их оптимизации 11
1.1. Специфика потоков партионных грузов 11
1.2. Методы транспортного обеспечения поставок партионных грузов 18
1.3. Модели управления запасами для поставок партионных грузов 27
Глава 2. Разработка моделей управления запасами с учетом особенностей поставок партионных грузов 33
2.1. Универсальные EOQ-модели оптимизации параметров стратегии поставок с учетом грузовместимости используемых транспортных средств и временной ценности денег 33
2.2. Необходимые и достаточные условия экономической эффективности поставок несколькими транспортными средствами 46
2.3. Модели эффективных поставок, необходимые и достаточные условия их реализации 63
Глава 3. Разработка и апробация алгоритмов оптимизации поставок с учетом особенностей партионных грузов для моделей управления запасами 75
3.1. Универсальный алгоритм оптимизации однономенклатурных поставок партионных грузов 75
3.2. Универсальный алгоритм оптимизации многономенклатурных поставок партионных грузов 81
3.3. Апробация разработанных оптимизационных решений и оценка их экономической эффективности 102
Заключение 127
Список литературы 129
Приложения 144
Приложение А. Универсальный формат условий обеспечения эффективных одно- и многономенклатурных поставок партионных грузов 144
Приложение Б. Методические рекомендации по совершенствованию управления запасами при поставках партионных грузов 150
Приложение В. Блок-схемы универсальных алгоритмов одно- и многономенклатурной оптимизации поставок партионных грузов 158
Приложение Г. Реализация оптимизационных процедур для поставок партионных грузов 166
Приложение Д. Уточнение процедур оценки устойчивости полученных решений о поставках 173
- Методы транспортного обеспечения поставок партионных грузов
- Необходимые и достаточные условия экономической эффективности поставок несколькими транспортными средствами
- Универсальный алгоритм оптимизации многономенклатурных поставок партионных грузов
- Апробация разработанных оптимизационных решений и оценка их экономической эффективности
Введение к работе
Актуальность темы исследования. В условиях посткризисного развития сокращение логистических издержек является одним из важнейших направлений повышения эффективности российской экономики. Доля логистических затрат в валовом внутреннем продукте РФ доходит до 19%, тогда как средний мировой показатель оценивается Armstrong & Associates Inc в 11,7%. В свою очередь, в структуре логистических издержек преобладают затраты на выполнение ключевых логистических функций управления запасами и транспортировки: их совокупная доля составляет, по различным оценкам, 72% – 96%.
Применяемые в настоящее время методы управления запасами основаны на классических моделях, которые сфокусированы на определении оптимального размера заказа, при этом в транспортном аспекте задачи учитываются только обобщенные суммарные затраты на организацию транспортировки. В ряде случаев это приводит к превышению размера транспортной партии над грузоподъемностью / грузовместимостью транспортного средства (ТС), что влечет за собой дополнительные издержки. В классических моделях отсутствует совокупный учет и других существенных параметров, связанных с транспортировкой: возможности использования нескольких транспортных средств, скидок при увеличении объема партии и т.д. Подходы, позволяющие учитывать более широкий спектр существенных с точки зрения практики факторов, в настоящее время не разработаны.
Таким образом, проблема создания методики оптимизации размера заказа с учетом взаимодействия логистических функций управления запасами и транспортировки является актуальной, что и предопределило выбор направления диссертационного исследования.
Степень разработанности научной проблемы диссертации. Задачам оптимизации управления запасами и транспортного обеспечения логистической деятельности посвящены работы таких отечественных ученых, как Беспалов Р. С., Бочкарев А. А., Бродецкий Г. Л., Бубнова Г. В., Воркут А. И., Герами В. Д., Долгов А. П.,
1 Лукинский В. С., Лукинский В. В., Плетнева Н. Г. Логистика и управление цепями поставок: учебник и практикум для академического бакалавриата. – М.: Издательство Юрайт, 2016. – 359 с.
Дыбская В. В., Киреева Н. С., Клепиков В. П., Колик А. В., Косоруков О. А., Курен-ков П. В., Лукинский В. В., Лукинский В. С., Мищенко А. В., Панов С. А. Плетнева Н. Г., Прокофьева Т. А., Проценко И. О., Резер С. М., Сергеев В. И., Стерлигова А. Н., Уваров С. А., Эльяшевич И. П. и многих других. Среди близких по направленности трудов зарубежных авторов следует отметить работы Аксатера С., Баллоу Р. Н., Бауэрсокса Д. Дж., Клосса Д. Дж., Ксие М., Ламберта Д. М., Линдерса М., Стока Дж., Уотерса Д., Хакана Дж., Хугендорна С., Шрайбфедера Дж. и др.
Результаты выполненных вышеназванными авторами исследований внесли существенный вклад в решение теоретико-методологических проблем логистики и управления цепями поставок. Однако, несмотря на достигнутые результаты, ряд теоретических и методических проблем остается неразрешенным, требуя проведения дальнейших исследований, связанных, в частности, с учетом комплекса особенностей потоков партионных грузов при взаимодействии логистических функций управления запасами и транспортировки. К таким особенностям относятся, в частности, весогабаритные характеристики поставляемой продукции, параметры грузовместимости / грузоподъемности используемых ТС, возможность использования одновременно нескольких ТС, в том числе – разнотипных, возможность получения оптовых скидок на стоимость поставки, различные форматы начисления издержек хранения, а также концепция временной ценности денег (ВЦД) применительно к финансовым потокам, связанным с поставками партионных грузов. Вследствие этого, использование существующих моделей оптимизации параметров стратегии таких поставок может давать результаты, далекие от оптимальных.
Прикладная и научная актуальность проблемы оптимизации управления запасами при поставках партионных грузов определили тему, формулировку целей и постановку задач диссертационного исследования.
Целью диссертационного исследования является снижение логистических издержек на управление запасами и транспортное обеспечение поставок партионных грузов.
В соответствии с указанной целью, в диссертации решаются следующие задачи:
-
Анализ особенностей потоков партионных грузов (соотносимых с задачами управления запасами и транспортного обеспечения поставок) и существующих методов и подходов к управлению запасами, а также к оптимизации транспортного обеспечения поставок партионных грузов.
-
Разработка модифицированной универсальной модели управления запасами при поставках партионных грузов с учетом ВЦД и формата начисления издержек хранения.
-
Разработка комплекса прикладных моделей, учитывающих: грузоподъемность / грузовместимость для различных наборов ТС; концепцию ВЦД; одновременные поставки несколькими ТС, в том числе, с учетом скидок.
-
Разработка методических рекомендаций по применению разработанного комплекса прикладных моделей.
-
Апробация разработанных моделей и методических рекомендаций оптимизации поставок партионных грузов на примере компании оптовой торговли.
Объектом исследования выступает управление запасами и транспортным обеспечением поставок партионных грузов.
Предметом исследования является оптимизация параметров потоков партионных грузов в задачах управления запасами по критерию минимума логистических издержек.
Область исследования. Диссертационная работа выполнена в рамках Паспорта научных специальностей ВАК Минобрнауки России 08.00.05 «Экономика и управление народным хозяйством», раздел 4. «Логистика», п. 4.9. «Теоретические и методологические вопросы управления запасами в логистических системах», п. 4.21. «Оптимизация и управление операционной логистической деятельностью (складирование, транспортировка, управление заказами, упаковка)».
Научная новизна исследования состоит в разработке новых подходов к оптимизации параметров стратегии поставок партионных грузов с учетом следующих особенностей одно- и многономенклатурных моделей управления запасами: весога-баритных характеристик поставляемой продукции; грузовместимости / грузоподъемности (далее – грузовместимости) используемых ТС; одновременного использо-
вания нескольких ТС при поставках; наличия скидок на стоимость поставки; формата начисления издержек хранения; количества видов поставляемой продукции; концепции ВЦД.
Наиболее существенные результаты исследования, обладающие научной новизной и выносимые на защиту:
-
Реализован синтез модифицированных EOQ–моделей с разным форматом учета издержек хранения и концепции ВЦД в одну универсальную модель. Разработанная модель позволяет упростить проведение процедур оптимизации с учетом особенностей поставок партионных грузов и представить их в едином виде.
-
Разработан комплекс одно- и многономенклатурных EOQ–моделей оптимизации решений о поставках партионных грузов при управлении запасами с учетом весогабаритных свойств поставляемой продукции и грузовместимости ТС.
-
Установлены необходимые и достаточные условия для оценки экономически целесообразного уровня скидки на стоимость поставки (в зависимости от количества и видов одновременно используемых ТС). Доказано, что поставки с привлечением более одного ТС, при отсутствии скидок на их стоимость, будут экономически нецелесообразными.
-
Определен отдельный класс эффективных EOQ–моделей (с учетом ВЦД и грузовместимости ТС), для которых очередную поставку можно оплачивать из выручки (с учетом оборотного капитала). Установлены необходимые и достаточные условия, при которых исследуемые поставки будут относиться к классу эффективных моделей управления запасами. Дано обобщение таких условий для ситуаций, когда при принятии решения надо проверить, будет ли достигнуто требуемое значение рентабельности оборотного капитала.
-
Предложены новые подходы к оценке рентабельности оборотного капитала для EOQ–моделей, учитывающие концепцию ВЦД и следующие особенности поставок партионных грузов: а) грузовместимости ТС; б) количества поставляемой номенклатуры; в) количества ТС и степени использования их грузовместимости; г) скидок на стоимость поставок с использованием нескольких ТС.
EOQ – Economic order quantity (англ.), экономичный (оптимальный) размер заказа
6. Для одно- и многономенклатурных EOQ–моделей разработаны универсальные алгоритмы минимизации логистических издержек при поставках партионных грузов.
Теоретическая значимость исследования состоит в разработке нового подхода к оптимизации управления запасами и транспортного обеспечения поставок партионных грузов для одно- и многономенклатурных EOQ-моделей с учетом следующих факторов: весогабаритных характеристик груза; грузовместимости ТС для различного количества и наборов используемых ТС при скидках на стоимость поставок; концепции ВЦД, включая оценку рентабельности оборотного капитала моделируемых поставок.
Практическая значимость исследования заключается в том, что на базе теоретических положений диссертации разработаны методические рекомендации, включающие в себя алгоритмы минимизации логистических издержек поставок партионных грузов для новых модифицированных моделей. Такие рекомендации соотносятся с задачами:
формирования групп совместно поставляемых товаров;
определения оптимальных параметров стратегии одно- и многономенклатурных поставок партионных грузов с целью минимизации общих логистических издержек;
оценки экономической эффективности использования различных видов ТС и выбора их оптимального количества для поставок партионных грузов;
оценки порогового уровня скидки на стоимость поставки, при котором использование заданного числа ТС будет экономически эффективным;
оценки процентной ставки, характеризующей эффективность денежных потоков поставок партионных грузов.
Внедрение на практике методических рекомендаций, представленных в диссертации, позволит снизить общие логистические издержки при оптимизации управления запасами и транспортного обеспечения партионных грузов. Представленные в диссертации разработки, включающие в себя модели и алгоритмы, позволяют учитывать: весогабаритные характеристики продукции; возможные типы, количество и параметры ТС; предоставление скидок на поставки; концепцию ВЦД.
Предлагаемые разработки могут применяться для различных участников цепей поставок. Теоретико-методологические положения диссертации могут использоваться в системе высшей школы Российской Федерации для профессиональной подготовки по специальности «Логистика и управление цепями поставок» и направлению «Менеджмент» в рамках бакалаврских и магистерских программ для дисциплин «Стратегическое управление логистической инфраструктурой» и «Транспортное обеспечение логистики мегаполиса».
Апробация работы. Основные теоретические положения и результаты диссертации доложены, обсуждены и одобрены на следующих конференциях: «ХXII Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2015» (МГУ им. Ломоносова, секция «Менеджмент», 2015 г.); «IX Международная конференция студентов и аспирантов «Инновационные технологии в логистике и управлении цепями поставок» (НИУ ВШЭ, Москва, апрель 2015 г.); «Экономика и управление – 2015» (МЦНИП, Москва, декабрь 2015 г.); «Межвузовская научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов им. Е.В. Арменского» (МИЭМ НИУ ВШЭ, Москва, февраль 2016 г.); «Успехи науки – 2016» (МЦНИП, Москва, март 2016); «Х Международная научная конференция студентов и аспирантов «Современные проблемы и тенденции развития логистики и управления цепями поставок» (НИУ ВШЭ, Москва, апрель 2016 г.). Результаты апробированы в 2017 г. в компаниях ООО «МСК Энерго» и ООО «Тех-кабельсистемс».
Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ общим объемом 10,16 п.л. (из них 9 работ в научных изданиях, рекомендованных ВАК при Министерстве образования и науки РФ), при этом личный вклад автора – 6,75 п.л.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы из 138 источников, 18 рисунков, 15 таблиц и 5 приложений. Основной текст диссертации изложен на 143 страницах.
Методы транспортного обеспечения поставок партионных грузов
Автором были рассмотрены используемые в различных научных подобластях логистики оптимизационные решения, соотносящиеся с разрешением проблем в области транспортного обеспечения поставок партионных грузов.
Теоретические основы решений по рациональному выбору подвижного состава в зависимости от размера партии были заложены еще в середине прошлого века в работах С. Р. Лейдермана, Л. Л. Афанасьева, Д. П. Великанова, П. Б. Островского.
Развитие вероятностно-статистических подходов к выбору параметров автомобильных перевозок связано с разработками А. И. Воркута [11]. В его исследованиях изучены основные принципы и особенности организации перевозок партионных грузов, проанализировано влияние эксплуатационных факторов на производительность подвижного состава и себестоимость партионных перевозок, детально рассмотрены вопросы выбора транспортных средств и организации транспортного процесса во времени. Особое внимание уделяется вопросам применения математических методов планирования при организации перевозок.
Данное направление получило свое развитие в работе [12], в которой на основе теоретико-вероятностных моделей разработаны прикладные алгоритмы и методики планирования перевозок и выбора параметров подвижного состава для грузов различной партионности, поставляемых в системе оптово-розничной торговли.
В период рыночного развития отечественной экономики был выполнен ряд работ, основанных на использовании логистических подходов при планировании и организации автомобильных перевозок.
Так, в диссертационной работе [60] предпринята попытка разработки методики организации грузовых автомобильных перевозок, основанной на логистических принципах, для повышения эффективности и надежности перевозочного процесса во внутреннем и международном сообщении. Автором проанализированы методы решения задач оперативного планирования и алгоритмы моделирования автомобильных перевозок грузов и разработан обобщенный алгоритм планирования перевозочной деятельности с учетом партионности и параметров транспортных средств. Алгоритм учитывает взаимосвязь задач маршрутизации, определения кратчайших расстояний, выбора подвижного состава и загрузки транспортного средства, а также влияние на полученный маршрут доставки груза принципов логистики "точно во время" и "от двери до двери".
В работе [27] предложена методика выбора АТС для перевозки грузов. Автором определены пределы применимости существующих методов выбора грузовых АТС, доказана неправомерность положения о наличии единственного значения «равноценного» расстояния перевозок, ограничивающего область эффективного применения определенного типа АТС и обоснована необходимость сравнения групп транспортных средств в определенных автотранспортных системах доставки грузов. В исследовании разработаны алгоритмы выбора подвижного состава для различных автотранспортных систем доставки грузов, а также обобщенная методика выбора транспортных средств при выполнении грузовых автомобильных перевозок.
В исследовании В. А. Мигачева [50] предложен универсальный критерий для оценки эффективности использования грузовых автомобилей при выборе парка подвижного состава. Разработана методика выбора рационального парка подвижного состава с учетом размером партий грузов по введенному автором критерию «условно технические затраты». Методика автора дает возможность оценить эффективность различных организационно-технических мероприятий, направленных на повышение эффективности эксплуатации грузовых автомобилей, а также сравнивать и выбирать конкретные модели грузовых автомобилей, обеспечивающие наибольший эффект при их использовании.
Вопросы соотношения размеров партии и параметров транспортных средств рассматривались и зарубежными учеными. Так, в работе [83] изучена проблема выбора оптимальной грузоподъемности автомобиля в зависимости от параметров перевозимой партии и маршрута перевозки. Авторами предложена дискретно непрерывная модель, связывающая размер партии и грузоподъемность автомобиля (последний параметр представлен дискретной переменной). Калибровка модели выполнена на основе статистических данных по грузовым автомобильным перевозкам в Дании.
В работе [98] проанализировано влияние размера партии на эффективность автомобильных перевозок, при этом описывается поведение различных участников перевозочного процесса и принимаемые ими решения. Построены микроэкономические модели, основанные на эмпирических данных, которые позволяют обосновать равновесный тариф, учитывающий интересы грузоотправителя и перевозчика, и соответствующий компромиссному соотношению «размер партии - грузоподъемность».
Кроме того, отметим классические задачи, выделяемые логистикой с позиции оптимизации транспортной составляющей деятельности компаний. В частности, к таким задачам относят [25]:
Выбор способа транспортировки;
Выбор вида транспорта;
Выбор транспортного средства;
Выбор перевозчика.
Также нужно отметить, что исследователями в этой области был разработан алгоритм принятия решений по транспортировке [25] на уровне компании, в котором определена последовательность задач, которые требуется решать сотрудникам отдела логистики. Указанный алгоритм представлен на рисунке 2.1. Для каждого из пунктов данного алгоритма существуют подходы, позволяющие решать соответствующий задачи принятия решений. К примеру, возможно использование методов многокритериальной оптимизации, представленных в [9, 64, 70].
В частности, задача выбора транспортного средства при формировании транспортного парка решалась посредством метода аналитической иерархии в работе [123]. Позднее, это исследование было дополнено авторами, и был добавлен учет рисков при нахождении оптимального решения [16]. Для решения других задач в формате представленного алгоритма (см. рисунок 1.1) также существует ряд специальных подходов, причем такие подходы хорошо рассмотрены и представлены в работах [17, 25, 69].
Если же говорить об более узком понимании оптимизации транспортного обеспечения логистической деятельности компании, то нужно отметить следующие разработки и используемые авторами методы. К примеру, в [125] был разработан подход к проектированию транспортной сети грузоперевозок в цепи поставок, с использованием метода роя частиц. Использование такой методики позволяет определить наилучший набор действий для оптимизации транспортной сети и для достижения баланса уровня поставок. Если говорить о совершенствовании поставок в рамках конкретной компании, то нельзя забывать о проблеме оптимального выбора транспортных средств, используемых при поставках. Задачи такого класса можно решать с использованием методов многокритериальной оптимизации, с учетом множества важных для практики критериев (к примеру свойства перевозимого груза, ограничения транспортной доступности для разных типов ТС, направление грузоперевозок). Анализ таких методов представлен в работе [6]. Использование метода аналитической иерархии для выбора транспортных средств представлено в работе [10], в том числе с учетом рисков в работе [16].
Следующее важное исследование представлено в работе [105], в которой представлен каркас, включающий в себя методы эмпирического моделирования для оценки грузовых перевозок между заданными зонами. Он основан на использовании матриц отправки и назначения для каждой поставки и поставленная задача решается на основе подсчета точек и данных с исследования автоперевозок. Используется метод гравитации для оценки исходных и целевых матриц с использованием наблюдаемых потоков точек, валового внутреннего продукта по провинциям и межзональных расстояний. Для оценки коэффициентов гравитационного метода используются передовые статистические методы и регрессионный анализ. Окончательная матрица транспортировки грузов откалибрована с использованием данных потоковых линий с использованием итеративных методов. Разработанный метод был применен для нахождения исходной и конечной матрицы всех грузовых перевозок в Турции и авторами были получены успешные результаты.
Необходимые и достаточные условия экономической эффективности поставок несколькими транспортными средствами
В параграфе 2.1 были разработаны универсальные EOQ-модели с учетом ограничений на грузовместимость используемых ТС. Изложенные в данном параграфе результаты опубликованы в [21, 22, 23, 24, 79, 131, 132, 133]. Они соотносятся с дальнейшим анализом решений о поставках.
Необходимые и достаточные условия эффективности использования нескольких ТС при поставках для однономенклатурной модели. Для оптимизации поставок при управлении запасами необходимо провести дополнительный анализ, чтобы понять, смогут ли конкурировать с решением, найденным на основе (2.12), стратегии еще одного типа. Это стратегии, когда поставки реализуются одновременно несколькими ТС. Их нужно будет рассматривать в тех случаях, когда окажется, что решение в (2.12) находится на границе области ограничений (когда q0 = qm). Соответственно, потребуется анализ специальных дополнительных альтернатив, предполагающих поставки с одновременным использованием нескольких ТС.
Для задачи оптимизации в (2.11) ТС соотносилось с набором из двух параметров: C0 и qm. В более общем случае понадобится анализ дополнительных альтернатив с новыми наборами такого типа. Они должны отражать возможности поставок товара одновременно несколькими ТС (двумя, тремя и т.д.). Менеджеру необходимо уметь проводить анализ таких альтернатив, для которых при организации поставок привлекается сразу n ТС (где n принимает значения n = 1, 2, 3, …). В таком случае, вместо набора показателей C0 и qm (характеризующих одно ТС) понадобится оптимизировать решения, соотносимые с дополнительными наборами показателей вида nC0 и nqm (если при поставках используются n ТС). Используя результаты [21, 22, 81, 133], достаточно будет анализировать модификации таких наборов только с учетом скидок на оплату поставки товара. Кроме того, графическая интерпретация случая использования двух ТС, без представления скидок на стоимость поставки представлена на рисунке 2.2. Формальное обоснование такого суждения звучит следующим образом: при использовании более одного транспортного средства, затраты на каждую поставку увеличиваются на число п ТС, умноженное на стоимость поставки и при этом из-за увеличения размера заказа увеличиваются соответствующие издержки на хранение продукции. Действительно, с одной стороны, как показано в [21, 22, 81, 133], при целых значениях п, альтернативы с указанными наборами показателей не могут быть эффективными. При этом с другой стороны, наличие скидок на стоимость поставки позволит изменить структуру первого из таких показателей, поскольку для затрат на поставку величины пСо надо будет учесть соответствующий дисконт. Достаточно рассмотреть вопрос о том, повлияет ли наличие дисконта / скидки применительно к издержкам поставки на процедуры оптимизации решения.
Представим анализ целесообразности одновременного использования нескольких ТС для поставок товара в случае, когда: 1) ограничение на грузоподъемность оказалось существенным (qo = qm); 2) предлагается дисконт / скидка на издержки поставок.
Сначала рассмотрим случай, когда анализируется возможность использования двух ТС для организации поставок. Пусть при этом накладные расходы на поставку растут линейно, но менее, чем в два раза. А именно, принимаем, что вместо затрат Со (при одном ТС) они станут 2(1–d)Co (при использовании двух таких ТС). Здесь показатель Охарактеризует соответствующий предлагаемый дисконт / скидку на указанные издержки. Наличие дисконта может изменить ситуацию и сделать использование двух ТС для одновременной поставки товара более эффективным. Каждый из приведенных выше в (2.15) и (2.15) результатов дает именно достаточное условие целесообразности поставок двумя ТС (применительно к возможной разной их загрузке: полной или нет соответственно). Тем не менее в совокупности они полностью покрывают требуемый перечень возможных и требуемых вариантов анализа при поставках двумя ТС и позволяют сформулировать следующее утверждение.
Утверждение 2.1. Необходимым и достаточным условием целесообразности совместного использования сразу двух ТС при поставках является выполнение любого из неравенств: (2.15) или (2.17). При этом именно в случае, когда выполняется условие (2.15), соответствующие два ТС будут загружены по их максимальной грузоподъемности.
Аналогичным образом можно рассмотреть случай, когда дисконт на издержки поставок сделает целесообразной поставку товара с использованием п ТС. При этом будут получены пороговые значение для величины соответствующего дисконта. Приведем результаты при использовании п ТС. Для предлагаемого дисконта d потребуется выполнение одного из двух (любого) несовместных условий (2.18) или (2.19)
Таким образом, имеет место результат, который облегчит менеджерам анализ стратегий такого типа.
Утверждение 2.2. Необходимым и достаточным условием целесообразности совместного использования n ТС при поставках товара является выполнение для предлагаемого дисконта d любого из неравенств: либо (2.18), либо (2.19). При этом именно в случае, когда выполняется условие (2.18), соответствующие n ТС надо будет загружать по их максимальной грузоподъемности / грузовместимости.
Как видим, при оптимизации поставок в задачах управления запасами надо учитывать полученные выше результаты. Они помогут менеджерами реализовать процедуры оптимизации, если при совместном использовании ТС возможны скидки. Анализ и оптимизация рассмотренных выше стратегий, когда поставки реализуются сразу несколькими ТС, могут быть целесообразными только в ситуации, если выполняется необходимое и достаточное условие, представленное утверждением 2.2.
Дополнительные аспекты вопроса целесообразности однономенклатурных поставок несколькими ТС. При нахождении наилучшего решения, относящегося к поставкам товара, может предлагаться дисконт / скидка на издержки поставок и в случае, когда для анализируемой исходной альтернативы с параметрами (C0; qm) оптимальное решение не превышало соответствующую границу области ограничений (т.е. при оптимизации поставок выполнялось равенство q0 = q 0). Анализ целесообразности одновременного использования нескольких ТС именно для такого случая представлен в [22]. Результат анализа показал, что при использовании двух ТС, соответствующая скидка должна составлять не менее 50 %, при использовании трех ТС – не менее 66,(6) %, а при использовании четырех ТС – не менее 75 %. В практических ситуациях на такие скидки вряд ли можно рассчитывать. Соответственно, альтернативы указанного типа в алгоритмах оптимизации для реальных ситуаций можно не рассматривать.
Завершая анализ целесообразности использования поставок одновременно несколькими ТС, дополнительно отметим следующее. Еще один аспект, который может повлиять и/или обусловливать целесообразность использования таких поставок, связан с учетом рисков в таких цепях поставок. Анализ этого аспекта проблемы управления запасами требует использования методов принятия решений в условиях риска и неопределенности [3, 7, 16, 56]. Такие вопросы требуют отдельного исследования и здесь не рассматриваются.
Необходимые и достаточные условия экономической эффективности использования нескольких ТС при поставках для многономенклатурной модели. Итак, как уже было отмечено, анализ целесообразности использования сразу нескольких ТС для поставок товара требуется провести в случае, когда выполнены следующие два условия.
1) Первое условие отражает тот факт, что учет грузовместимости при оптимизации существенно повлиял на размер заказа. Это – ситуация, когда при расчетах по формуле (2.9) или (2.10) оказывается, что T 0 = . Это, в свою очередь означает, что полученное по соответствующей формуле (2.7) значение оптимального периода повторного заказа приводит к заказам, которые нельзя разместить в ТС при заданной его грузовместимости. Другими словами, априори для модели выполняется неравенство T , где значение T определяется формулой (2.7);
2) Кроме того, второе условие отражает тот факт, что при оптимизации решения надо учесть, что предлагается дисконт / скидка на стоимость поставок несколькими ТС.
Универсальный алгоритм оптимизации многономенклатурных поставок партионных грузов
Разработанный алгоритм оптимизации параметров стратегии поставок на основе разработанных (9 2-моделей управления запасами позволит менеджерам находить решения с учетом требований к моделям при поставках партионных грузов. Такие требования определены в главе 1 и соотносятся с особенностями поставок партионных грузов при управлении запасами. Речь идет как о специальных технических требованиях (соотносимых с выбором конкретного типа и количества ТС, чтобы реализовать поставки с учетом фактора грузовместимости), так и об академических требованиях (учет ВЦД).
К указанному комплексу требований, как уже подчеркивалось выше, относятся: учет параметров грузовместимости ТС; возможность выбора их типов для поставок; формат оплаты издержек хранения; целесообразность поставок сразу несколькими транспортными средствами, в частности, при скидках на стоимость поставки; учет фактора временной ценности денег; учет эффективности денежных потоков самой моделируемой цепи поставок; учет специфики загрузки транспортных средств при поставках, что, в свою очередь, будет влиять на рентабельность оборотного капитала цепи поставок.
Структурное представление алгоритма многономенклатурной оптимизации поставок. Приведем сначала, кратко, требуемые комментарии относительно самой структуры алгоритма оптимизации. Алгоритм формализован в виде пяти блоков процедур, которые связаны со спецификой поиска и выбора наилучшего решения об организации поставок применительно к разным возможным ситуациям. А именно, речь идет о следующих блоках.
Процедуры блока 1 позволяют задать атрибуты EOQ-модели управления запасами. Вместе с тем, в формате модели требуется учитывать важные для работы цепи поставок факторы: возможность выбора типа ТС для поставок товара (из исходно заданного списка); грузовместимость таких ТС (применительно к единицам каждой номенклатуры товара); учет временной ценности денег; учет специфики начисления издержек хранения. Процедуры этого блока позволят до начала оптимизации решений о поставках определить, принадлежит ли EOQ-модель к рассматриваемому специальному типу / классу важных для бизнеса моделей. А именно, речь идет о моделях, соотносимых со специальным понятием эффективности поставок (когда часть выплат реализуется из выручки, причем на каждом интервале повторного заказа будет получена прибыль). Решения о такой принадлежности используют достаточные условия, доказанные в главе 2. Типы ТС, для которых они выполняются, будут представлены специальным списком 1.
Если такие условия не выполняются, то, тем не менее, оптимизация с учетом ВЦД может привести к поставкам, когда будут выполняться соответствующие необходимые и достаточные условия, соотносимые с указанной выше принадлежностью (т.к. они являются более гибкими, чем достаточные условия). Для таких типов ТС указанные условия придется проверять наряду с процедурами оптимизации, и они будут представлены списком 2.
В блоке 2 для моделей с эффективными поставками (в указанном выше смысле использования выручки, если используется ТС из списка 1), для задачи минимизации суммарных годовых издержек работы цепи поставок представлены следующие процедуры оптимизации. Сначала, применительно к каждому типу ТС, находятся оптимальные стратегии организации поставок (одним ТС) с учетом фактора грузовместимости и фактора ВЦД. После этого реализуется выбор наилучшего решения при поставках одним ТС из списка 1.
В блоке 3 для EOQ-моделей из списка 2, в которых из-за особенностей ТС не выполняются достаточные условия, обеспечивающие эффективность поставок, представлены процедуры оптимизации на основе перепроверки условий эффективности поставок. Здесь речь идет именно о выполнении необходимых и достаточных условий такой эффективности.
А именно, для всех типов ТС, находятся оптимальные стратегии поставок одним ТС (хотя фактор эффективности поставок еще не обоснован). Стратегии определяются с учетом грузовместимости и ВЦД. Среди этих стратегий выделяются те, в формате которых выполняется, доказанное в [20], необходимое и достаточное условие эффективности поставок. После этого реализуется выбор наилучшего решения при поставках одним ТС из списка 2.
В блоке 4 будут реализованы процедуры выбора наилучшего решения применительно к поставкам одним ТС, причем с учетом указанных выше обоих списков 1 и 2. Эти процедуры дадут ответ для задачи поиска оптимального решения, если априори не будут предоставляться скидки на стоимость поставок, для которых используется сразу несколько ТС.
Если такие скидки будут предоставлены, то потребуется дополнительный анализ, который предоставлен в следующем блоке алгоритма
В блоке 5 представлены процедуры оптимизации для ситуаций, когда формат задачи минимизации годовых затрат / издержек, соотносимых с работой цепи поставок, потребует учитывать априори предлагаемые скидки на стоимость совместных поставок сразу несколькими ТС.
В этом же блоке будет реализован выбор наилучшего решения применительно к поставкам с учетом всех указанных выше особенностей EOQ-модели.
Блок-схема алгоритма представлена в соответствии с процедурами блоков 1-5. Изложение алгоритма предполагает, что каждый шаг будет реализован применительно ко всем типам ТС, о которых пойдет речь на соответствующем шаге.
Для удобства восприятия, шаги разработанного алгоритма оптимизации транспортного обеспечения поставок для многономенклатурных EOQ моделей управления запасами представлены определенными блоками. При этом отметим, что нумерация соответствующих шагов алгоритма (а также использованных формул и соотношений) будет сквозной, т.е. не будет привязана к конкретному из указанных выше блоков. Сначала представим шаги алгоритма оптимизации, которые соотносятся с выбором наилучшего решения, если планируются поставки именно одним ТС (первые четыре блока алгоритма).
Блок 1. Атрибуты модели и проверка возможности обеспечить эффективность поставок (шаги 1-5).
Шаг 1. Задаются атрибуты анализируемой многономенклатурной системы управления запасами. При этом задаются исходные параметры, соотносимые с атрибутами поставляемых товаров: п - количество поставляемой номенклатуры; Dj - годовое потребление у-товара; Сщ - стоимость единицы у-товара; Рщ - прибыль от реализации единицы у-товара; Ьщ -отчисления от прибыли с единицы /-товара для поддержки бизнеса; Сщ - затраты на хранение единицы у-товара за год.
Дополнительно, на этом шаге также определяются требуемые для дальнейших расчетов числовые показатели такой EOQ-модели в виде соответствующих скалярных произведений (D-Cn), (D-Pn), (D-Ln), (D-Ch).
Шаг 2. Задается множество N доступных типов ТС для поставки товаров (варианты с номерами / = 1, 2, …, N), а также множество показателей стоимостей поставок Со, соотносимых с каждым таким ТС.
Кроме того, чтобы в формате заданной многономенклатурной модели учитывать при оптимизации грузовместимости соответствующих типов ТС, уточняется множество следующих показателей: qmij - максимальное количествоу-товара, которое можно загрузить в ТС /-го типа (без загрузки товаров остальной номенклатуры). При этом определяется требуемый для дальнейших расчетов числовой показатель скалярного произведения ф-%), где Чі - вектор с координатами Чі = (дт)1; qm12; …; Чт1п). Напомним, что его у –я компонента такого вектора указывает на соответствующую долю (часть) от всего грузового пространства ТС (исходно принимаемого за условную единицу), которую занимает единица поставляемогоу–товара применительно к поставкам таким /–ым ТС.
Дополнительно, на основе таких показателей определяются вспомогательные индексы 1ц = Dj /qmij (для каждой номенклатуры у-товара и каждого ТС /–го типа). При этом для каждого ТС /–го типа определяется величина Дг-, которая устанавливает граничную (максимально допустимую) длительность интервала времени Т между поставками, чтобы не было нарушения грузовместимости соответствующего ТС. Для определения Дг используется равенство (2.9) или (2.10).
Апробация разработанных оптимизационных решений и оценка их экономической эффективности
Апробация разработанных оптимизационных решений. Представим применение разработанных моделей и алгоритмов на примере поставок партионных грузов для группы компаний МСК (далее - компании). Компании группы МСК являются дистрибьюторами следующих производителей (включая, но не исключая): Tyco Electronics Raychem (кабельные муфты, Германия, с 2010 г.); Telenco (арматура для монтажа волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), Франция, с 2010 г.); 3М; ИНКАБ. В 2012 году компанией было запущено собственное производство монтажной ленты и узлов крепления, расположенное в г. Ярославле, а также компания была признана дилером компаний Еврокабель-1, МЗВА, VOLSCOM. На протяжении 2013 года были подписаны договоры с такими компаниями как Южкабель, Старлинк, Иркутсккабель и КамКабель. С 2014 года компания начала сотрудничать со следующими поставщиками: Норма-кабель, Энергоком, ПК Термолинк. Начиная с 2015 года были заключены договора с такими производителями, как Электротехпром, ГК Севкабель, завод Москабель, и другими. Всего, группа компаний МСК сотрудничает более чем с двумястами производителями и поставщиками электротехнической и кабельно-проводниковой продукции. Расширение номенклатуры поставляемых товаров позволяет повышать ценность для потребителей, а также привлекать новых клиентов. Так, компания является поставщиком для АО «Мосметрострой», и многих строительных организаций по всей территории России. Помимо этого, за последние несколько лет, компанией было выиграно несколько тендеров в качестве поставщика кабельно-проводниковой продукции и электротехнического оборудования. В частности, на поставку электротехнической и кабельной-проводниковой продукции при строительстве газопровода «Северный поток - 2».
Основными приоритетами компании на данный момент времени являются:
Активное развитие производственной базы;
Расширение контактов с производителями и переход на новые качественные уровни взаимоотношений;
Увеличение доли охвата рынка;
Индивидуальный подход к клиентам.
В формате своего вида деятельности, компания занимается реализацией следующих основных видов продукции:
Соединительных и концевых муфт для различных типов кабелей;
Высоковольтного силового кабеля для разного напряжения;
Оптоволоконного кабеля;
Бандажной ленты и скреп для ее крепления;
Продукции изготовления собственного производства;
Прочего электротехнического оборудования.
Распределение основных групп товаров, по долям от общего объема продаж (как в рублях, так и в шт.), представлено на рисунке 3.9. Легко заметить, что основную долю продаж (по сумме в руб.) компании занимают две группы товаров, муфты (69%) и силовой кабель (20%), далее следует продукция собственного производства компании (5%), и затем другие виды продукции5.
Логистическая сеть компании включает наличие складских и офисных помещений в г. Москве и г. Ярославле, в котором также находится производственная база компании. Компания, для осуществления своей деятельности по реализации кабельно-проводниковой продукции использует основной склад, находящийся в п.г.т. Нахабино, площадью 1500 м2, относящийся, по классификации Swiss Realty Group, к категории «С». Для обеспечения производства (хранение сырья, материалов, а также готовой продукции), компания также имеет складские площади, размером 1200 м2 в г. Ярославле аналогичной категории. Складские площади компания арендует на достаточно короткие сроки (до полутора лет, с пролонгацией), производственная площадка находится полностью в собственности компании. Основной склад компании используется одновременно как длительного хранения, и как подсортировочный, в зависимости от характера грузов, поступающих на склад.
Если говорить об обеспечении компании транспортной инфраструктурой, то она представлена следующими элементами:
Четыре малотоннажных транспортных средства, для организации поставок клиентам, находящимся в центральной части города (в пределах третьего транспортного кольца), в частности, АО «Мосметрострой», различным СМУ, и пр., а также для возможности свободного движения в зонах грузового каркаса г. Москвы;
Два средне-тоннажных транспортных средства, для обеспечения возможности доставки крупных партий товаров потребителям, находящимся в г. Москве и Московской области.
Указанный выше транспорт также используется для организации заборов грузов от тех поставщиков компании, складские мощности которых находятся в пределах транспортной однодневной доступности.
Отдельно требуется отметить, что одно из средне-тоннажных транспортных средств регулярно (с периодичностью от одного до трех раз в неделю) используется для перемещения продукции со склада готовой продукции при производстве (г. Ярославль) на основной склад компании (п.г.т. Нахабино). В дополнение к этому, заметим, что в случае поступления заказов большого объема (при значениях использования грузоподъемности более 70%), произведенная продукция может направляться непосредственно клиенту, минуя склад в п.г.т. Нахабино, при этом, вся требуемая предпродажная подготовка товара, проводится на складе готовой продукции при производстве (г. Ярославль).
Для обеспечения поставок в другие регионы России, а также в страны ближайшего зарубежья, компания использует услуги 3PL провайдеров, транспортных операторов, а также наемный транспорт. Ранее, на протяжении нескольких лет, ключевым поставщиком транспортных услуг для группы компаний МСК являлась компания ООО «Деловые линии», взаимоотношения с которой происходили и происходят на договорной основе. Однако, в настоящее время, в связи с повышением стоимости транспортных услуг в ООО «Деловые линии», группа компаний МСК пересматривает свою политику в данной области, в связи с чем, сотрудниками отдела логистики, для каждой крупной поставки товара решается задача выбора поставщика транспортных услуг.
Также нужно отметить особенности рынка кабельно-проводниковой продукции, на котором работает компания [65, 135, 136, 137, 138]. Электропотребление в Российской Федерации возрастает (на 1,7% в 2016 г. относительно факта 2015 г.), однако при этом остаточный ресурс состояния электросетей составляет 21% в среднем по стране, при заявленном среднем сроке службы оборудования в 40 лет6. Кроме того, производится строительство и ввод в эксплуатацию различных объектов федерального и национального уровня (газопровод северный поток 2 и др.). Строительство подобных объектов, равно как и поддержание адекватного состояния электросетей формируют часть спроса на кабельно-проводниковую продукцию. Однако сам рынок кабельно-проводниковой продукции практически перешел в состояние стагнации7. На данный момент на рынке присутствует более 150 средних и крупных оптовых компаний8, осуществляющих поставки кабельно-проводниковой продукции российских и зарубежных производителей. При этом география расположения производителей и клиентов охватывает всю территорию РФ, а также страны ближайшего зарубежья. Заметим, что в структуре себестоимости единицы продукции для компаний оптовой торговли, транспортные затраты и затраты на хранение и управление запасами достигают значений, в среднем, в 30-40% [44]. Компаниям приходится прикладывать значительные усилия для того, чтобы оставаться конкурентоспособными, и при этом они сталкиваются с задачами оптимизации транспортного обеспечения своей логистической деятельности и необходимостью грамотно управлять поставками своих запасов.