Лубенцова В.С. Математические модели и методы в логистике

Подождите немного. Документ загружается.

Оно связано с заменой традиционных конвейеров роботами, что

привело к значительной экономии живого труда и созданию гибких

производственных структур, сделавших работу по изготовлению не-

больших партий рентабельной.

Появилась возможность для крупных предприятий перестраи-

вать свою работу с массового производства на мелкосерийные с ми-

нимальными издержками. Малые же фирмы обрели шансы повысить

свою гибкость и конкурентоспособность.

В свою очередь, работа по принципу «малыми партиями» по-

влекла соответствующие изменения в процессе обеспечения произ-

водства материальными ресурсами и сбыта готовой продукции. Во

многих случаях поставки больших объёмов сырья и конечной про-

дукции стали не только не экономичными, но и не нужными. В связи

с этим отпала необходимость иметь большие склады, ёмкости на

предприятиях и возникла потребность в транспортировке грузов не-

большими партиями, но в более жёсткие сроки. При этом возросшие

расходы на перевозку покрывались за счёт сокращения складских

издержек.

При этом ряд факторов способствовал созданию возможностей

для развития логистики. К ним, прежде всего, относятся:

– использование теории систем и компромиссов для решения

экономических задач;

– ускорение научно-технического процесса в коммуникациях,

внедрение в хозяйственную практику фирм ЭВМ последних поколе-

ний, используемых в сфере товародвижения;

– унификация правил и норм по поставке товаров во внешнеэко-

номической деятельности, устранение различного рода импортных и

экспертных ограничений, стандартизация технических параметров

путей сообщения, подвижного состава и погрузочно-разгрузочных

средств.

В чем заключается принципиальное отличие логистического

подхода к управлению материальными потоками от традиционного

подхода?

Большинство определений трактуют логистику как науку и

практику управления материальными потоками. Однако это деятель-

ность осуществлялась человечеством с давних времен. Принципи-

альное отличие логистического подхода к управлению материаль-

ными потоками от традиционного заключается в выделении единой

функции управления прежде разрозненными материальными пото-

ками: в технической, технологической, экономической и методоло-

гической интеграции отдельных звеньев материалопроводящей цепи

в единую систему, обеспечивающую эффективное управление сквоз-

ными материальными потоками. При этом следует иметь в виду, что

в настоящее время в России за практической деятельностью по

управлению материальными потоками закрепилось название «логи-

стика» вне зависимости от того, насколько эта деятельность соответ-

ствует логистической идее.

Основными объектами изучения логистики являются:

– логистические издержки;

– информационный поток;

– материальный поток;

– логистическая система;

– логистическая функция;

– логистическая цепь;

– логистические операции.

1.3. Логистический подход к проблемам управления

потоковыми процессами

Сущность логистического подхода к управлению материальны-

ми потоками состоит в интеграции отдельных участков логистиче-

ского процесса в единую систему, способную быстро и экономично

доставить необходимый товар в нужное место. Сложность здесь за-

ключается в том, что в рамках единой системы необходимо объеди-

нить различные субъекты с различными экономическими интереса-

ми.

В целом логистическая оптимизация материального потока —

это комплекс математических задач, в результате решения которых

может быть создана интегрированная материалопроводящая система,

обеспечивающая экономический выигрыш только за счёт качествен-

ного изменения управления материальным потоком. Логистический

подход предполагает необходимость решение задач в области техни-

ки, технологии, экономики и математики, т.е. логистика, представля-

ет единство элементов,

представленных на ри-

сунке.

Результатом функ-

ционирования логисти-

ЭКОНОМИКА

ТЕХНИКА

ТЕХНОЛОГИЯ ЛОГИСТИКА МАТЕМАТИКА

ческой системы является наличие нужного изделия в нужном коли-

честве в нужное время в нужном месте с минимальными затратами.

1.4. Понятие логистической системы

Понятие системы является базовым понятием логистики. Систе-

ма в общенаучном понятии представляет собой такую взаимосвязан-

ную организованную совокупность элементов, которая обладает ка-

чествами, не свойственными отдельным составляющим её элемен-

там.

При этом некоторая совокупность объектов представляет собой

систему лишь при наличии следующих свойств:

– целостность и делимость: система состоит из элементов, вы-

ступающих как единое целое, но в то же время её можно разделить

на подсистемы и отдельные элементы;

– наличие связей между элементами;

– организованность: система должна быть определёнными обра-

зом структурирована;

– интегративные качества: наличие у системы таких качеств, ко-

торые не свойственны ни одному из её элементов.

Примеры систем: автомобиль, университет, авторучка, мобиль-

ный телефон и т.д. Для представления объекта как системы исполь-

зуют системный подход. При этом различают внутреннюю и внеш-

нюю среду системы, а также вход и выход.

Схематическое представление объекта в виде системы представ-

лено на рис. 1.1.

Если имеют место материальные потоки, то всегда имеется ка-

кая-то товаропроводящая (логистическая) система, которой присущи

Управляющий

элемент системы

вход

ход

взаимодействие

с внешней средой

элементы си

темы

Р и с. 1.1

следующие признаки и свойства.

1. Элементами логистической системы являются: транспортные

предприятия, склады, предприятия оптовой и розничной торговли,

перегрузочная и перевозочная техника и др. Причем элементы логи-

стической системы можно рассматривать на макро- и микроуровне.

2. Квалифицированный персонал обеспечивает связи между от-

дельными элементами. Так на макроуровне основу связи составляет

договор, а на микроуровне элементы связаны внутрипроизводствен-

ными отношениями.

3. Связи между элементами более или менее упорядочены.

4. Логистическая система обладает качествами, которыми не об-

ладает ни один элемент в отдельности. Это, во-первых, способность

поставить нужный товар в нужное время и место, необходимого ка-

чества с минимальными затратами, во-вторых, способность адапти-

роваться к изменяющимся условиям внешней среды.

ЛЕКЦИЯ 2

1.5. Виды логистических систем

Логистические системы делят на макро- и микрологические.

Макрологистические системы формируются на уровне государ-

ства, межгосударственных, межрайонных связей.

Микрологистические системы создаются на уровне предпри-

ятия, организации и являются подсистемами макрологистических

систем (принцип матрёшки). Примеры, отражающие оба эти поня-

тия: через склад оптовой торговой базы проходит 10 000 т. грузов в

год (микрологистика); страны Европейского сообщества формируют

единый внутренний рынок (макрологистика); ежегодно грузооборот

транспортного комплекса России составляет до 10 млрд.т. (макроло-

гистика); грузооборот склада в 15 раз превышает средний запас

(микрологистика). При этом критерии оптимизации у макро- и мик-

рологистических систем различны.

Для предприятия в качестве критериев оптимизации его функ-

ционирования в рыночной среде используются минимум издержек,

максимум объём продаж, завоевание максимальной доли рынка и др.

В макрологистических системах критериями являются экологиче-

ские, социальные, военные цели, хотя критерий минимума издержек

также используется.

Кроме того, в зависимости от наличия посредников в системе

продвижения товара различают три вида логистических систем:

– система с прямыми связями: материальный поток проходит

непосредственно от производителя к потребителю, минуя посредни-

ков (в настоящее время встречается редко):

– эшелонированная система (в таких системах имеется хотя бы

один посредник):

– гибкие логистические системы (здесь движение материально-

го потока от производителя к потребителю может осуществляться

как напрямую, так и через посредников):

1.6. Материальный поток, его измерители.

Классификация материальных потоков

Материальный поток является основным объектом исследова-

ния, управления и оптимизации в логистике.

Материальный поток – это грузы, товары, рассматриваемые в

процессе приложения к нему различных операций и отнесенные к

временному интервалу. Под операциями понимается разгрузка, пере-

возка, сортировка, укладка на хранение и т.д. Размерность матери-

ального потока представляет собой дробь, в числителе которой ука-

зана единица измерения груза (штуки, тонны и т.д.), а в знаменателе

– единица измерения времени (сутки, месяцы, год и т.д.).

Качественный состав потока меняется по мере продвижения по

цепи. Вначале между источником сырья и первым перерабатываю-

щим предприятием перемещаются, как правило, массовые однород-

ные грузы: сырая нефть, железная руда, уголь, сахар-сырец, зерно и

т.д. В конце цепи материальный поток представлен товарами, гото-

выми к потреблению: бензин, мука, фасованный сахар и др. Между

отдельными производствами, цехами перемещаются различные дета-

ли, заготовки, полуфабрикаты. Для того чтобы управлять материаль-

ПРОИЗВОДИТЕЛЬ

ПОТРЕБИТЕЛЬ

СИСТЕМА

С ПРЯМЫМИ СВЯЗЯМИ

ПРОИЗВОДИТЕЛЬ

ПОТРЕБИТЕЛЬ

ПОСРЕДНИК

ПРОИЗВОДИТЕЛЬ

ПОТРЕБИТЕЛЬ

ПОСРЕДНИК

ным потоком, необходимо знать его характеристики и размеры. Из-

мерителями материального потока являются:

– масса груза или количество мест, объём, род груза;

– расстояние транспортировки (км);

– направление движения (место отправления, место назначения);

– партионность – масса или количество мест груза, подлежащих

отправке за один раз, на одном транспортном средстве в одном на-

правлении (например, материальный поток при перевозке на данном

морском судне при работе между определёнными пунктами состав-

ляет 60000 т/год, при этом партионность груза составляет 30 000 т);

– время движения и время стоянки в пунктах перевалки или за-

пасы на производстве .

Материальные потоки образуются в результате деятельности

различных предприятий и организаций. Причём ключевую роль в их

управлении играют следующие предприятия и организации:

– транспортные предприятия и экспедиторские компании;

– предприятия оптовой торговли;

– посреднические предприятия;

– предприятия – изготовители (склады сырья и готовой продук-

ции, на которых выполняются разнообразные логистические опера-

ции).

Материальные потоки можно классифицировать по нескольким

признакам.

По первому признаку – отношению к логистической системе ма-

териальные потоки делятся на внешний, внутренний, входной и вы-

ходной.

Внешний поток протекает во внешней для предприятия среде.

При этом имеются в виду не все потоки, а лишь те, которые имеют к

данной организации какое-либо отношение. Например, внешним бу-

дет поток сырья для перерабатывающего предприятия, пока он не

доставлен на его склад. При поступлении на склад и движении в

рамках предприятия он будет являться внутренним для данного

предприятия. При входе на предприятие он будет называться входя-

щим, а после переработки и поставки со склада готовой продукции

— выходящим.

Второй признак классификации — количественный. По этому

признаку потоки делятся на массовые, крупные, средние и мелкие.

Массовым считается поток при его транспортировке несколькими

транспортными средствами, например, железнодорожный состав,

несколько десятков автомашин; крупные потоки — несколько ваго-

нов, машин; средние — одиночные вагоны, автомобили; мелкие —

количество груза, недостаточное для загрузки одного транспортного

средства.

Третий признак. По удельному весу материальные потоки делят

на тяжеловесные, легковесные, причём примерами первых могут

служить металлы, руда, а вторых лесные грузы, табачные изделия и

др.

Четвёртый признак. По консистенции грузов - материальные по-

токи навалочных, наливных и генеральных грузов. Первые перево-

зятся без тары: зерно, сахар-сырец, уголь и др.; вторые — нефть и

нефтепродукты, сжиженные газ, вино и др.; третьи — в таре, контей-

нерах, ящиках, к ним относятся также металлы и техника. Понятие

потока (П) тесно связано с понятием запасов (З), которые друг без

друга не могут существовать. Итак, поток представляет собой сово-

купность объектов, воспринимаемую как единое целое и измеряемую

в абсолютных единицах, как процесс, происходящий на некотором

временном интервале. Между статическими величинами запасов и

динамическими характеристиками потоков существует тесная взаи-

мосвязь:

П характеризует процесс изменения З:

= ,

З отражает результат накопления потока, т.е.

ЗПdt

∫

Для описания потоков и работы с ними необходима хотя бы са-

мая простая классификация, которую целесообразно выстраивать по

нижеследующим признакам.

1. По отношению к рассматриваемой системе:

ПРЕДПРИЯТИЕ

(ПЕРЕРАБОТКА СЫРЬЯ

ВНУТРЕННИЕ ПОТОКИ

ВХОДНОЙ ПОТОК

СЫРЬЕ, МАТЕРИАЛЫ

ВЫХОДНОЙ ПОТОК

ГОТОВАЯ ПРОДУКЦИЯ

ВНЕШНИЕ ПОТОКИ

– внутренние потоки циркулируют внутри системы

∈

, где

– поток;

– рассматриваемая система;

– внешние потоки – поступают в систему извне и/или покидают

ее пределы,

2. По степени непрерывности:

– непрерывные потоки – в каждый момент времени на траекто-

рии потока перемещается определенное количество объектов:

(

)

Pftdt

∫

;

– дискретные потоки – образуются объектами, перемещаемыми

с интервалами

∑

3. По степени регулярности:

– детерминированные потоки – характеризуются определенно-

стью параметров в каждый момент времени:

(

)

Pft

= ;

– стохастические потоки – характеризуются случайным характе-

ром параметров, которые в каждый момент времени принимают оп-

ределенную величину с известной степенью вероятности:

∑

где

– вероятность состояния потока.

4. По степени стабильности:

– стабильные потоки – характеризуются постоянством значений

параметров в течение определённого промежутка времени:

(

)

const,

Pftttt

==<<

;

– нестабильные потоки – характеризуются флуктуационным ха-

рактером изменения потока:

(

)

const

Pft=≠.

5. По степени изменчивости:

– стационарные потоки – характерны для установившегося про-

цесса, их интенсивность является величиной постоянной:

const

λ == ,

где

– интенсивность потока;

– количество прошедших единиц;

– временной период;

– нестационарные потоки – характерны для неустановившегося

процесса, их интенсивность меняется в течение определенного пе-

риода времени:

(

)

const

ftλ=≠ .

6. По характеру перемещения элементов потока:

– равномерные потоки – характеризуются постоянной скоростью

v перемещения объектов, т.е. в одинаковые отрезки времени t объек-

ты проходят одинаковый путь; интервалы начала и завершения дви-

жения объектов также равны:

Svt

;

– неравномерные потоки – характеризуются изменением скоро-

сти перемещения, возможностью ускорения, замедления, остановки в

пути, изменения интервалов отправления и прибытия

Svt

const

≠

7. По степени периодичности:

– периодические потоки – характеризуются постоянством пара-

метров или постоянством характера их изменения через определён-

ный интервал времени Т:

(

)

ρ = ;

– непериодические потоки – характеризуются отсутствием зако-

номерности изменения параметров потока

(

)

ρ = ,

≠

8. По степени соответствия изменения параметров потока зара-

нее заданному ритму:

– ритмические потоки;

– неритмические потоки.

9. По степени сложности:

– простые (дифференцированные) потоки состоят из объектов

одного вида

{

}

ρρ

∈ ;

– сложные (интегрированные) потоки объединяют разнородные

объекты:

ρρ

∑

10. По степени управляемости:

– управляемые потоки – адекватно реагирующие на управляю-

щее воздействие

со стороны, управляющей системы:

{

}

(

)

ρ = ;

– неуправляемые потоки – не реагирующие на управляющее

воздействие:

{

}

(

)

ρ = .

Вышеизложенные принципы классификации потоков являются

общепринятыми. Такая классификация в основном даёт возможность

изучать потоки, рассматриваемые в логике, и применять адекватный

им механизм регулирования. Однако по мере роста числа потоков и

их напряжённости в сферах производства и обращения может воз-

никнуть потребность подразделения потоков ещё по двум признакам.

11. По степени упорядоченности элементов потока:

– ламинарные потоки – в них взаимное перемещение состав-

ляющих потока отсутствует либо носит целенаправленный характер;

они имеют регулярный характер и способны меняться во времени

лишь при изменении внешних условий или управляющих воздейст-

вий. Для характеристики потоков с данной точки зрения необходимо

ввести следующие понятия:

1) вязкость

(

)

– свойство потока сопротивляться перемещению

одной части его элементов относительно другой под воздействием

внешней среды;

2) внутреннее трение

(

)

– характеристика изменения скорости

потока относительно разных слоев его элементов (возникает при пе-

ремещении элемента потока относительно друг друга):

τη

∆

где

∆

– изменение скорости потока при перемещении в направле-

нии, перпендикулярном направлению движения потока, на величину

слоя элементов потока

∆

;

3) текучесть

(

)

– характеристика скорости перемещения оди-

накового слоя данного потока под влиянием внешней среды; эта ве-

личина, обратная вязкости

;

– турбулентные потоки – характеризуются хаотическими взаим-

ными перемещениями элементов потока, вызывающими флуктуаци-