Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Построение системы логистики: проблема выбора метода оптимизации системы 13
1.1 Формирование логистической системы в условиях современного рынка 13
1.2 Учет неопределенности и рисков основных элементов системы логистики 23
1.3 Определение конечного состояния логистической системы: российский и зарубежный опыт 29
1.4 Особенности моделирования логистической системы 34
1.4.1 Логистическая система как объект экономико-математического моделирования 34
1.4.2 Классификация моделей и методов оптимизации системы логистики 37
1.5 Аналитический обзор выбора метода оптимизации системы логистики 45
Основные выводы по первой главе 50
ГЛАВА 2. Теоретико – игровая модель: разработка и анализ 51
2.1 Основные критерии принятия решений в играх с природой 51
2.1.1 Критерий Вальда принятия решений 56
2.1.2 Максимаксный критерий принятия решений 57
2.1.3 Критерий Сэвиджа принятия решений 58
2.1.4 Миниминный критерий принятия решений 61
2.2 Разработка синтетического критерия Гурвица 62
2.2.1 Критерий Гурвица оптимальности стратегий относительно выигрышей 63
2.2.2 Критерий Гурвица оптимальности стратегий относительно рисков 67
2.2.3 Синтетический критерий Гурвица 69
Основные выводы по второй главе 89
ГЛАВА 3. Выбор оптимальной системы транспортировки продукции на основе разработанной модели 91
3.1 Постановка задачи выбора системы транспортировки автомобильной продукции 91
3.2 Решение задачи выбора системы транспортировки автомобильной продукции 92
3.2.1 Моделирование входных данных 92
3.2.2 Математическая формализация задачи выбора системы транспортировки автомобильной продукции 98
3.2.3 Анализ задачи выбора системы транспортировки с применением синтетического критерия Гурвица 103
Основные выводы по третьей главе 130
Заключение 131
Список использованной литературы 136
- Определение конечного состояния логистической системы: российский и зарубежный опыт
- Классификация моделей и методов оптимизации системы логистики
- Критерий Сэвиджа принятия решений
- Математическая формализация задачи выбора системы транспортировки автомобильной продукции
Определение конечного состояния логистической системы: российский и зарубежный опыт
Развитие экономики для российских предприятий в условиях современного рынка предполагает необходимость оптимизации деятельности, что в контексте означает, необходимость особого внимания и тщательного изучения процессов создания систем, которые бы позволяли увеличить эффективность управления материальными потоками, что в свою очередь приводит к оптимизации всей хозяйственной деятельности предприятия в целом.
Глобализация логистики – это одна из основополагающих частей подобных процессов, которая, разумеется, затронула и российские предприятия. Но выход на международные рынки предприятий, функционирование логистических систем которых происходит скорее на интуитивной и опытной оценке ситуации менеджерами, чем на базе современных методов и моделей означает заведомую неудачу. Поэтому основным элементом успешной деятельности российских предприятий является правильное построение и эксплуатация логистических систем на базе внедрения международных стандартов функционирования интегрированной логистики.
Единой общепринятой логистической терминологии, строго говоря, не существует, тем не менее, некоторые из определений используются чаще других. Ниже приведены определения логистической терминологии необходимые для понимания дальнейшего исследования.
Сам по себе термин логистика не имеет исключительного отношения только к бизнес-процессам или только к процессам государственного сектора. Основные логистические положения, методы и принципы могут быть применены к нуждающимся в этом типам процессов как коммерческого, так и государственного сектора. В 1991 году Совет логистического менеджмента США (Council of Logistics Management) видоизменил свое определение физического распределения от 1976 года, во-первых, заменив сам термин на «логистика», во-вторых, внеся следующие изменения в формулировку: Логистика – это процесс планирования и обеспечения (включая контроль) эффективного и непрерывного поступления товаров, услуг и сопутствующей информации оттуда, где они создаются, к потребителю, направленный на всемерное удовлетворение потребительских запросов» [6].
Наиболее распространенным в отечественной литературе определением является следующее: «Логистическая система – это адаптивная система с обратной связью, выполняющая те или иные логистические операции и функции. Она, как правило, состоит из нескольких подсистем и имеет развитые связи с внешней средой» [18].
В понятие «логистическая система» можно включить такие объекты как промышленные предприятия, территориально-производственные комплексы, торговые предприятия и т. д. Цель логистической системы заключается в доставке сырья и продукции в определенный пункт в заданном количестве и ассортименте, подготовленных к производственному или личному потреблению при минимально возможном уровне издержек.
За рубежом среди ученых и специалистов в данной области общепринятым считается понятие логистической цепи или цепи поставок, а понятие логистической системы трактуется как «планирование и координация всех аспектов физического движения материалов, компонентов и готовой продукции для минимизации общих затрат и обеспечения желаемого уровня сервиса» [97].
Опыт применения систем управления в логистике среди крупных транснациональных компаний описанный Миротиным Л. Б. в [60] позволяет классифицировать эти системы в соответствии с характерным для каждой из них уровнем развития или степенью полноты охвата компонентов производственно-сбытовой системы:
Для логистических систем первой степени полноты охвата компонентов характерно выполнение функций организации складирования продукции, готовой к отправлению, и ее транспортировки к потребителям. S Для логистических систем второй степени полноты охвата компонентов характерно распространение их компетенции до выходов собственно производства, т.е. охват компонентов также внутризаводских складов готовой продукции. S Логистические системы третьей степени полноты охвата компонентов дополняются входными складами, системой доставки исходных материалов, сферой закупок и снабжения, а также материальным движением материалов в процессе производства. S Для логистических систем четвертой степени полноты охвата компонентов характерно распространение своей компетенции на весь объем элементов и стадий, включенных в производственно-сбытовой процесс, не исключая схемы по планированию и управлению самим производством.
Возросшая роль логистики в условиях современности обусловлена, прежде всего, экономическими причинами. Промышленное производство, стремительно увеличивающееся в объемах, и, расширяющиеся, внутри и межнациональные связи обуславливают необходимость увеличения внимания к снижению издержек в рамках рыночных процессов.
В странах Запада согласно данным за 2008 год [95] до 93% времени приходящегося на движение товара от первичного источника сырья до своего конечного потребителя составляет его прохождение по различным каналам материально-технического обеспечения.
Собственно сам процесс производства товара составляет всего 2% суммарного времени, а процесс транспортировки всего - 5%. При этом в этих странах на долю товародвижения продукции приходится более 20% национального дохода. Структура затрат на товародвижение представляет собой следующие расходы; S содержание сырья, материалов, полуфабрикатов и готовой продукции - 44%; S складские и диспетчерские расходы - 16%; S магистральные и технологические перевозки - соответственно 23% и 9%; S расходы по сбыту готовой продукции - 8%.
Своим развитием логистика первоочередно обязана стремлением компаний к минимизации временных и денежных затрат процессов товародвижения. Также резко возросший к логистике интерес обусловлен следующими факторами: S переходом «рынка продавца» к «рынку покупателя», что означает использование схемы, где потребительская потребность является основой разработки производственных программ и обусловливают необходимость создания систем товародвижения; S обеспечением предприятий, применяющих логистические принципы для организации своей производственно-сбытовой конкурентными преимуществами; S созданием объективных возможностей использования в системе логистики достижений технического прогресса; S разработкой новых теорий и методов исследования операций, служащих основой для оптимизации процессов логистики
Классификация моделей и методов оптимизации системы логистики
Любая логистическая система подвержена ситуациям, в которых приходится принимать решение в условиях неопределенности, в связи, с чем система подвергается различным рискам.
Под риском принято понимать возможность возникновения неблагоприятной ситуации или неудачного исхода деятельности организации в той или иной области. Отметим, что причинами возникновения риска помимо статистической возможности возникновения неблагоприятной ситуации могут выступать также и другие факторы, такие как неопределенность, случайность и противодействие логистической среды [28].
Под неопределенностью принято понимать сумму обстоятельств, возможность возникновения которых можно предугадать, но определить, насколько существенным будет ее влияние на значения итоговых показателей логистической деятельности невозможно. Фактор случайности представляет собой сумму обстоятельств, возникающих вне зависимости ситуации в общем, а также под воздействием факторов внешней среды. Случайность усиливает влияние неопределенности. Под противодействием понимается сопротивление обстоятельствам и участникам логистического процесса при его выполнении.
В российской теории и методологии логистики, к сожалению, недостаточно исследований рассматривающих проблемы управления рисками в логистических системах в условиях неопределенности. Некоторые из отечественных исследователей [36; 69] предлагают рассматривать издержки риска как составляющую затрат в логистике и в связи с этим методы их оптимизации также соответствуют такому определению рисков. Работ, которые бы подробно рассматривали такие проблемы как идентификация, оценка, прогнозирование логистических рисков, а также анализировали бы способы по управлению ими, к сожалению, недостаточно. К тому же даже в тех из них, где предприняты подобные попытки [57; 64], применяют классификацию рисков и методов управления (риск-менеджмент) не учитывая специфику логистической деятельности.
Одной из основных задач, стоящих перед логистическим менеджментом является сокращение неопределенности функционального цикла в логистической системе.
Начнем с информационных рисков, так как началом любого функционального цикла является именно поступающая в систему информация.
Соответственно нетрудно понять, что недоброкачественная информация способна создать огромное количество проблем в рамках логистической системы.
Как правило «некачественная» информация бывает двух видов. Во–первых, поступающие данные могут неверно отображать реальные тенденции и события, что в случае неверного отображения тенденций создает неопределенность в области управления и планирования запасов, а в случае неверного представления событий отражается на лояльности клиентов. Во - вторых, данные, полученные в процессе обработки заказов клиентов, могут исказить их реальные потребности, что опять же ведет к неопределенности в области управления запасами, складскими издержкам и т. д. С развитием информационных технологий в области информационных рисков появилась еще одна проблема. Зачастую для оптимизации работы логистической системы все информационные процессы интегрируют в единую информационную систему. И в случае выхода из строя какого-либо звена подобной системы обездвиженными становятся и все остальные звенья.
Иначе говоря, информационные риски не несут в себе риска именно для информационной составляющей системы, так как информация, как было сказано выше, является связующим звеном всей структуры логистической системы, но именно неверная информация создает неопределенность в условиях, которой принятие последующих решений внутри системы сопряжено с риском.
Основные виды рисков, которые возникают в области транспортировки можно выделить исходя из задач, которые она призвана решать. Итак, для транспортной логистики Шрайбфедер Дж в [87] выделяет следующие риски: S Коммерческий риск - риск, выражающийся в возникновении дополнительных издержек в связи со срывом поставки, недостачей товара, нарушением оговоренного срока поставок, невыполнением финансовой составляющей договора, утратой доли дохода (прибыли);
Риск причинения ущерба транспортируемому грузу в условиях изменившейся погоды, не исключая стихийные бедствия; S Технический риск - риск возможной поломки средств технического обеспечения логистической системы при эксплуатации; S Экологический риск - риск причинения вреда окружающей среде, в процессе транспортировки или хранения продукции; S Риск судебной ответственности - риск вызываемый наступлением гражданской ответственности, по причине нанесения ущерба, юридическим или физическим лицам в результате осуществления логистической деятельности.
Управление запасами подвержено двум типам неопределенности. Неопределенность спроса - это колебания уровня продаж в течение функционального цикла пополнения запасов. Неопределенность самого цикла -это колебания его продолжительности [71].
Прогнозирование продаж дает предварительные оценки будущего спроса в течение функционального цикла. Даже если предположить, что эти прогнозы имеют высокое качество реальный спрос, как правило, колеблется в сторону от прогнозируемого уровня. В различных источниках предлагают разные пути для того, что избежать дефицита запасов.
Согласно Плетневой Н. Г. В [71] защитой от возможного дефицита, возникновения которого происходит в периоды, когда реальный спрос превышает прогнозные значения, может служить прибавление к прогнозным значениям страхового запаса. Примерную величину необходимых для удовлетворения спроса запасов предлагается рассчитывать следующим образом объем средних запасов равен половине размера заказа плюс страховой запас.
Критерий Сэвиджа принятия решений
Зачастую сложность анализа экономических моделей, проводимого с применением игр с природой, заключается в большом количестве стратегий игрока А, что в свою очередь ведет к большому размеру матрицы выигрышей. Но в ситуациях, когда матрица выигрышей обладает определенными свойствами, рассматриваемую игру можно редуцировать, т.е. игру с большим количеством стратегий свести к игре с меньшим количеством стратегий. Одним из способов подобного редуцирования, является принцип доминирования стратегий относительно выигрышей игрока А.
Прежде чем проанализировать применение принципа доминирования при формировании структуры множества (sc)(Hur w) стратегий, оптимальных во множестве Sc чистых стратегий по синтетическому критерию Гурвица, введем некоторые определения.
В рамках игры с матрицей выигрышей (2.1), в случае если выполняются неравенства: Принято говорить, что //-я строка (а ,а 2,...,а ) матрицы А доминирует v-ю строку (av1,av2,...,am), или, что v-я строка (av1,av2,...,am) доминируется //-й строка (а1,а2,.,.,а ), и записывать соответственно (а 1,а 2,...,а ) (av1,av2,...,am) или (av1,av2,...,am) (а1,а2,...,а).
Если все неравенства (2.48) строгие, то это означает, что /и -я строка (ар1,ар2,-",а ) строго доминирует v-ю строку (av1,av2,...,am), и запись соответственно (а 1,а 2,...,а ) (av1,av2,...,am) или (av1,av2,...,am) (а 1,а 2,...,а ).
В случае, когда все неравенства (2.48) обращаются в равенства, это значит, что строки равны или взаимно дублируемы. Представленные выше определения можно применить и в отношении стратегий.
Теперь сформулируем и докажем теорему о применении принципа доминирования при формировании структуры множества (sc)(Hur » стратегий, оптимальных во множестве Sc чистых стратегий по синтетическому критерию Гурвица.
Теорема 5. Доминанта оптимальна во множестве чистых стратегий и по критерию Гурвица относительно выигрышей с любым показателем оптимизма Л є [од], и по критерию Гурвица относительно рисков с показателем оптимизма а є [ОД].
Доказательство. Пусть стратегия Ак - доминанта. Тогда ащ at., і є [l,m],j є [1,и] и, следовательно, на основании определения (2.13),
Замечание 1. В процессе доказательства теоремы 5 мы показали: если в игре с природой существует доминанта, то цена игры в чистых стратегиях по критерию Гурвица относительно рисков с любым показателем оптимизма а є [0,1] равна нулю.
Следствие 1 (из замечания 1). Если в игре с природой существует доминанта, то для цены игры в чистых стратегиях по синтетическому критерию Гурвица для любых показателей а, Л, а є [0,1] имеет место формула
На основании теоремы 5 существующая по условию доминанта оптимальна во множестве чистых стратегий по критерию Гурвица и относительно выигрышей и относительно рисков. Но тогда справедливо равенство (2.35). По замечанию 1, Ниг с(ст) = 0, тє[0,1]. Подставим это значение в равенство (2.35) и получим равенство (2.54). Теорема 6. Доминанта оптимальна во множестве чистых стратегий по синтетическому критерию Гурвица с любыми выигрыш-показателем а є [0,1], показателем оптимизма относительно выигрышей Л є [0,1], и показателем оптимизма относительно рисков а є [0,1].
Доказательство. Пусть стратегия Ак - доминанта. Тогда по теореме 5 справедлива принадлежность (2.53), из которой следует: пересечение (Sc)(HurPw) r\(Sc)(Hur (ст)) = , т.е. выполняется условие (2.44) теоремы 4. Тогда по этой теореме имеет место равенство (2.43).
Синтетический критерий Гурвица Нигрс(а,Л,ст) при а = 0 эквивалентен критерию Гурвица относительно рисков [42], а по теореме 5 доминанта оптимальна по критерию Гурвица относительно рисков. Поэтому доминанта оптимальна по синтетическому критерию Гурвица Нигрс(а,Л,сг) при а = 0, т.е.
Результатом описанных действий, становится уменьшения размерности матрицы А. Таким образом, использование принципа доминирования стратегий А весьма полезно. Но для столбцов матрицы А, т.е. состояний природы, применение данного принципа невозможно. Природа не может выбирать свои состояния исходя из наиболее выгодных для нее и наименее выгодных для игрока А стратегий. Она принимает их неопределенным образом. Синтетический критерий Гурвица оптимальности смешанных стратегий
Основные понятия синтетического критерия Гурвица с показателем оптимизма а є [0, 1] (Hurpr (а, Л, а) -критерия) для смешанных стратегий определяются следующим образом:
Надо заметить, что выбор игроком А значения выигрыш-показателя а є [o,l] является субъективным и связан с психологическими особенностями игрока А, определяющими его отношение к выигрышам и рискам.
Теорема 7. В любой игре с природой существует стратегия, оптимальная во множестве смешанных стратегий по синтетическому критерию Гурвица при любых выигрыш-показателе и показателях оптимизма относительно выигрышей и рисков.
Доказательство. Лабскером Л. Г. в [48] была доказана непрерывность показателя эффективности Нигр(Р;Л) стратегии Р по Нигр(Л) - критерию при любом показателе оптимизма Л є [0,1] относительно выигрышей, как функции аргумента Р на множестве S.
Также Лабскером Л. Г. в [48] доказана непрерывность Hurr(P; j) при любом показателе оптимизма о є [0,1] относительно рисков, как функции аргумента Р на множестве S.
Следовательно, из (2.57) получаем непрерывность Нигрг(Р;а,Л,а) на множестве S как линейной комбинации непрерывных функций Нигр(Р;Л) и Hurr(P; j) с коэффициентами а и (1-а). А так как множество S - симплекс и, следовательно, замкнуто и ограничено в ЧЯ", то по теореме Вейерштрасса [40]) функция Нигрг(Р;а,Л,а) достигает на этом множестве своего наибольшего значения, т.е. для каждой тройки значений аД, тє[0,1] существует смешанная стратегия Р, такая, что Нигрг (Р; а, Л, а) = Нигрг (а, Л, а)
При а = 0 из (2.57) получим: Нигрг(Р;0,Л,а) = -Нигг(Р;а), т.е. синтетический критерий Гурвица превращается в критерий «противоположный» критерию Гурвица относительно рисков с показателем оптимизма т, и уже не зависит от показателя оптимизма Л относительно выигрышей.
При а = 1 из (2.57) имеем: Нигрг(Р;1,Л,а) = Нигг(Р;а), т.е. синтетический критерий Гурвица превращается в критерий Гурвица относительно выигрышей с показателем оптимизма Л и уже не зависит от показателя оптимизма о относительно рисков.
Теорема 8. Следующие условия эквивалентны
а) Для каждого значения выигрыш-показателя оптимизма а є (0,1) множество стратегий, оптимальных во множестве смешанных стратегий по синтетическому критерию Гурвица, совпадает с множеством стратегий, оптимальных во множестве смешанных стратегий и по критерию Гурвица относительно выигрышей и по критерию Гурвица относительно рисков, т.е. справедливо равенство:
Математическая формализация задачи выбора системы транспортировки автомобильной продукции
Сравнивая результаты, полученные при применении синтетического критерия Гурвица и решение принимаемые менеджером логистики с одинаковой целью минимизировать издержки внутри системы транспортировки, отметим, что они во многом вполне соответствуют друг другу.
При этом не будем забывать, что в случае с синтетическим критерием Гурвица, мы имеем в качестве рассматриваемых показателей не только показатели оптимизма или пессимизма, как в случае с комбинированными критериями, при использовании синтетического критерия мы руководствуемся значениями трех показателей, а именно выигрыш-показателя а, показателя оптимизма относительно выигрышей и показателя оптимизма относительно рисков .
Применяя стратегию A1 , компания принимает решение использовать автовозы только своего автопарка без аренды железнодорожных платформ.
Автотранспорт в отличие от других видов транспорта требует сравнительно небольших капиталовложений при оборудовании терминалов (погрузочно– разгрузочных мощностей) и благодаря тому, что для транспортировки подобным способом используются автодороги общего пользования. При данном типе транспортировки величина переменных издержек при расчете на километр пути достаточно велика, так как для каждого прицепа или связки нескольких прицепов нужны отдельный двигатель и водитель. Расходы на оплату труда также высоки из-за необходимости соблюдать ограничения налагаемые требованиями о безопасности водителей, и из-за многочисленности ремонтного и обслуживающего персонала. В структуре расходов на содержание автотранспорта в качестве постоянных выступают накладные расходы и амортизация грузовика, в качестве переменных оплата труда водителей, затраты на горючее, шины и ремонт [82].
Поэтому в случае использования данной стратегии, т.е. в случае использования своего автопарка компания несет расходы по курсированию автовозов в оба конца, так как оплачивает не только доставку груза на первый и второй уровни системы, но и расходы на обратную дорогу [73, 74]. Необходимость перегона порожних прицепов очевидна, так как для транспортировки следующей партии продукции на указанные выше уровни транспорт должен прибыть на места погрузки.
Принимая все эти данные во внимание, и, руководствуясь инструкциями [35], очевидно, что расходы в рамках данной стратегии будут минимальны случае, когда реальный спрос оказывается ниже прогнозных значений. Максимальные расходы соответственно в случае, превышения реальным спросом прогнозируемых значений.
При применении синтетического критерия Гурвица для определения оптимальной стратегии, рассматриваемая стратегия A1 будет считаться оптимальной, если значения выигрыш-показателя синтетического критерия Гурвица, показателя оптимизма относительно выигрышей и показателя оптимизма относительно рисков будут соответствовать значениям, представленным во второй, четвертой, пятой, восьмой, девятой, одиннадцатой и двенадцатой строчкам таблицы 3.5.
Если же компания решает придерживаться стратегии A2 , т.е. не вводить в систему транспортировки новый тип средств доставки, в виде железнодорожных платформ, но при этом принимает решение заключить договор со сторонней транспортной компанией для доставки продукции с первого на второй уровни системы. Для понимания, поясним, что к услугам сторонней транспортной компании, руководство компании прибегает с целью сократить свои расходы на транспортировку [79]. Ведь в таком случае полные затраты на транспорт имеют место только в период доставки автомобилей в дистрибьюторские центры, во время последующего распределения автомобилей по дилерским центрам, компания оплачивает только стоимость автовозов все остальные издержки по содержанию берет на себя транспортная компания.
В таком случае, логично будет предположить, что наименьшие расходы компания понесет в случае, когда прогнозные и реальные значения спроса будут совпадать. При заключении договора по оказанию услуг перевозки, особенно в случае, когда речь идет о таком специфическом виде перевозок как транспортировке автомобилей, стороны, опираясь на законодательные акты в области перевозок и экспедирование, такие как [20, 21] оговаривают количество автовозов, которые транспортная компания предоставляет для транспортировки продукции.
Однако в случае, когда спрос колеблется в сторону уменьшения, затраты за сторонний арендованный транспорт становятся дополнительными издержками на балансе компании, и ведут не к уменьшению затрат а наоборот к увеличению. В ситуации, когда спрос выше прогнозных значений, компания за каждый дополнительно предоставляемый сверх условий автовоз, компания выплачивает не только стоимость автовоза, но процент «за срочность» предоставления дополнительной единицы транспортировочной техники.
Теперь рассмотрим, оптимальность данной стратегии в рамках синтетического критерия Гурвица, также как и предыдущая стратегия, данная стратегия будет считаться оптимальной при значениях выигрыш-показателя, показателя оптимизма относительно выигрышей и показателя оптимизма относительно рисков соответственно расположенных в таблице на первой, второй, третьей, четвертой, шестой, седьмой восьмой, десятой, и одиннадцатой строках. Заметим также, что на некоторых строках стратегия A2 выступает в качестве оптимальной вместе со стратегией A1, т.е. при некоторых значениях показателей эффективности у руководства компании есть выбор относительно того ограничится своими автовозами или все-таки заключать договор со сторонней транспортной компанией.
Если компания принимает решение придерживаться стратегии A3 , это значит, что для доставки продукции на первый уровень она планирует использовать автовозы только собственного парка, а для распределения с первого на второй уровень продукции заключить договор аренды необходимого количества железнодорожных платформ.
Разумеется применение данной стратегии как и предыдущих должно способствовать снижению затрат на транспортировку, но для справедливости надо заметить, что данный тип транспортировки является наименее разумным вариантом. Так как при его применении, компания несет расходы по транспортировке партии продукции с нулевого уровня на первый посредством собственных автовозов.
Похожие диссертации на Оптимизация системы логистики в бизнесе на основе теоретико-игровой модели
