Оптимизационные модели в логистике

Оптимизационные модели в логистике

Оглавление

Введение 3

Глава 1. Основные понятия оптимизационного моделирования  в логистике 5

1.1 Основное  содержание и цели транспортной  задачи 5

1.2 EOQ-модель.  Характеристика модели. 6

Глава 2. Развитие оптимизационной модели на примере  РФ. 9

Заключение 18

Список используемой литературы: 20

Введение

Логистика хотя и имеет  глубокие исторические корни, тем не менее, сравнительно молодая наука. Бурное развитие она получила в период. Второй мировой войны, когда была применена для решения стратегических задач и чёткого взаимодействия оборонной промышленности, тыловых снабженческих баз и транспорта с целью своевременного обеспечения армии вооружением, горюче-смазочными материалами и продовольствием. Постепенно понятия и методы логистики стали переносить из военной области в гражданскую.

Расширение сферы применения логистики, которое наблюдается  в 80-е особенно в 90-е гг., объясняется  в первую очередь, развитием оптимальных  методов управления материальными  потоками. Логистика позволяет существенно сократить временной интервал между приобретением сырья и полуфабрикатов и поставкой готового продукта потребителю, способствует резкому сокращению материальных запасов, ускоряет процесс получения информации, повышает уровень сервиса.

Деятельность в области  логистики многогранна. Она включает управление транспортом, складским  хозяйством, запасами, кадрами, организацию  информационных систем, коммерческую деятельность и многое другое.

Принципиальная новизна  логистического подхода - органичная взаимная связь, интеграция выше перечисленных  областей в единую материалопроводящую  систем. Иными словами, цель логистического подхода - сквозное управление материальными потоками.

Опыт промышленно развитых стран и передовых компаний показывает, что логистике принадлежит стратегически важная роль и в современном бизнесе. Внедрение методов логистического менеджмента в практику бизнеса позволяли фирмам значительно сократить товарные запасы, ускорить оборачиваемость оборотного капитала, снизить себестоимость продукции, обеспечивать наиболее полное удовлетворение потребностей покупателей в отношении качества товара и сопутствующего сервиса.

Сущность логистического подхода к управлению материальными потоками состоит в интеграции отдельных участков логистического процесса в единую систему, способную быстро и экономично доставить необходимый товар в нужное место. Сложность здесь заключается в том. что в рамках единой системы необходимо объединить различные субъекты с различными экономическими интересами.

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 качественного изменения управления материальным потоком. Логистический подход предполагает необходимость решение задач в области техники, технологии, экономики и математики.(5, 15)

Результатом     функционирования    логистической системы является наличие нужного изделия в нужном количестве в нужное время в нужном месте с минимальными затратами.

Глава 1. Основные понятия оптимизационного моделирования в логистике

1.1 Основное содержание  и цели транспортной задачи

Значительная часть логистической  операции на пути движения материального  потока от первичного источника сырья  до конечного потребителя осуществляется с помощью различных транспортных средств. Затраты на выполнение этих операций составляют до 50 процентов  общих затрат на логистику.

Транспорт представляет собой  систему, состоящую из двух подсистем: транспорт общего и не общего использования.

Транспорт общего использования  обслуживает сферу обращения  и населения. Его часто называют магистральным. Понятие транспорта общего пользования охватывает: железнодорожный транспорт, водный (морской и речной), автомобильный, воздушный, трубопроводный.

Транспорт не общего пользования включает внутрипроизводственный транспорт, а также транспортные средства всех видов, принадлежащие не транспортным предприятиям.

Транспорт органично вписывается  в производственные и торговые процессы. Поэтому транспортная составляющая участвует во многих задачах логистики. Вместе с тем существует достаточно самостоятельная транспортная область логистики.

К задачам транспортной логистики  в первую очередь относят задачи, решение которых усиливает согласованность  действий непосредственных участников транспортного процесса. К таким задачам относятся:

-   обеспечение технического соответствия участников транспортного процесса (техническое соответствие означает согласованность как внутри отдельных видов, так и в межвидовом разрезе, которая позволяет работать с контейнерами, пакетами);

- технологическая сопряженность - подразумевает применение единой технологии транспортировки, прямые перегрузки, бесперегрузочное сообщение:

-  экономическая сопряженность - это общая методология исследования конъюнктуры рыка и построения тарифной системы, означающие согласование экономических интересов участников транспортного процесса:

-  использование единых систем планирования (разработка и

применение различных  планов графиков для различных видов  транспорта);

К задачам транспортной логистики  также относят:

- создание транспортных коридоров:

- выбор вида транспорта:

- выбор маршрута транспортировки грузов:

- составление расписаний.(8, 145)

1.2 EOQ-модель.  Характеристика модели.

Наиболее распространенной моделью прикладной теории логистики  является модель оптимального или экономичного размера заказа EOQ (Economic Order Quantity).Расчет EOQ производится на основе суммарных общих затрат Су, которые можно представить в виде функции:

                                   (1)

Затраты на приобретение С_к определяются стоимостью единицы продукции; в свою очередь, стоимость может быть постоянной или переменной при учете оптовых скидок, которые зависят от объема заказа.(8, 115)

Затраты на оформление заказа С₃ представляют собой постоянные расходы, связанные с размещением заказа у поставщиков и его транспортировкой. Считается, что затраты С₃ не зависят от объема заказа, что, на наш взгляд, являются дискуссионным.

Затраты на хранение запаса С_х отражают затраты на содержание и грузопереработку запаса на складе; затраты С_х включают как процент на инвестированный капитал, так и стоимость хранения, содержания и ухода.

Потери от дефицита запаса С_Д включают, во-первых, потенциальные потери прибыли из-за отсутствия запаса, во-вторых, возможные потери из-за утраты доверия покупателей.

В общую зависимость (1) включен  еще один вид затрат, который мы назвали «скрытые» или «латентные». Это те затраты, которые реально существуют, но не учитываются в расчетных моделях. Примером таких затрат являются расходы на хранение продукции в контейнерах, кузовах автомобилей или железнодорожных вагонах при разгрузке транспортных средств, прибывающих на склад. К «скрытым» можно отнести, на наш взгляд, затраты, которые отражают взаимозависимость и взаимовлияние текущего и страхового запасов. К сожалению, эти вопросы еще не получили должного освещения в литературе по логистике.(8, 117)

Очевидно, что учет различного количества слагаемых в формуле (1) приводит к многовариантности  расчетных формул для определения  EOQ.

Приведенные в предыдущих разделах материалы показывают, что  модель EOQ занимает центральное место в теоретической логистике.

Таким образом, среди многообразия возможных направлении исследований модели EOQ к важнейшим, могут быть отнесены следующие:

•   постепенный переход  от допущений, принятых при выводе формулы Уилсона и ее модификаций, путем замены линейных (детерминированных, независимых, упрощенных) реальными параметрами (случайными, взаимосвязанными и взаимозависимыми), отражающими большее количество составляющих затрат и различных факторов;

•   обязательный учет в модели всевозможных ограничений, связанных с внутренними и внешними факторами и обеспечивающих по сути ее «жизнеспособность»;

•   подробный, достоверный  анализ всех составляющих затрат (издержек, расходов), их идентификация, однозначная трактовка и классификация;

•   разумное усложнение модели, ее дифференциация, без которой  невозможно приблизить аналитические  зависимости к практическим, прикладным задачам;

•   разработка специального пакета программ, позволяющего проводить расчеты всей гаммы возможных вариантов модели EOQ, анализировать их и осуществлять выбор эффективных решений.

Глава 2. Развитие оптимизационной  модели на примере РФ.

В рыночной экономике предприятие  самостоятельно определяет рациональные варианты всех составляющих производственно-финансовой деятельности на основе баланса интересов производителей и потребителей выпускаемой продукции. При этом экономической оценкой эффективности варианта мероприятий является прибыль предприятия, остающаяся в его распоряжении. В связи с этим основная задача в условиях рынка — повысить эффективность предприятия путем оптимизации использования его ресурсов, в том числе кредитных, и составить перспективную производственную программу, а также планы предприятия по повышению его эффективности. Именно эти принципы и легли в основу построения рассмотренных далее базовых экономико-математических моделей.

Ключевой вопрос при оптимизации  деятельности предприятия — формирование его производственной программы с учетом наиболее рационального использования ресурсов предприятия. Для определения объемов прибыли в зависимости от реализации различных вариантов производственной программы необходимо иметь данные о цене реализации продукции и себестоимости ее изготовления, а также об объеме выпуска по каждому виду продукции. Производственная программа формируется исходя из имеющихся у предприятия ресурсов (материально-сырьевых, производственных, финансовых и др.).

Процедура выбора оптимального варианта производственной программы предприятия на этапе стратегического управления производственно-финансовой деятельностью включает:

•    генерацию   вариантов   перспективной   производственной программы;

•    расчет объема товарной продукции, соответствующего каждому варианту программы и планируемой балансовой прибыли;

• определение расхода  материально-сырьевых ресурсов и загрузки производственного аппарата для каждого варианта.

При решении такой задачи стратегического управления, как  формирование плана технического перевооружения предприятия, особенно в условиях использования  им кредитных средств для реализации данного проекта, возникает необходимость генерации и сравнения альтернативных вариантов его производственно-технологической и организационных структур с последующим выбором наиболее рационального, обеспечивающего задаваемый уровень критерия оптимальности. В условиях директивной экономики при осуществлении мероприятий по реконструкции производства условия оптимальности игнорировались по причинам большой трудоемкости генерации альтернативных вариантов и их многообразия, а также сложности определения показателя эффективности для каждого варианта.

При экономической оценке наилучшим вариантом финансирования работ по созданию нового или реконструкции действующего предприятия с привлечением для финансирования кредита признается тот, который обеспечивает, во-первых, наибольшую эффективность использования ресурсов для реализации проекта, во-вторых, наибольшую рентабельность производства.

Очевидно, что при расширении производства, перевооружении предприятия  или переходе на выпуск новой продукции  встает вопрос о необходимости дополнительных инвестиций. При этом инвестиции могут осуществляться как самим предприятием, его собственниками, так и сторонними кредитными организациями. Проблема поиска наиболее эффективных условий инвестирования, учитывающих оптимизацию производственной программы предприятия, имеет немаловажное значение. Данная проблема актуальна не только для предприятия, но и для инвестора — ведь оба субъекта, определяя условия инвестирования, стремятся получить максимальный экономический эффект.

Таким образом, основная цель, которая ставится при использовании базовых моделей управления ресурсами предприятия,— решить задачу оптимизации прибыли в условиях ограничений на время использования оборудования, материальные и финансовые ресурсы, а также в условиях использования кредита для пополнения оборотных средств и реализации инвестиционных программ. Кроме того, целью исследования является решение задач, направленных на минимизацию риска производственной программы и получение прибыли не ниже ожидаемого уровня.

Задача управления кредитными ресурсами предприятия с использованием моделей решается путем анализа результатов, полученных в процессе моделирования различных вариантов производственно-финансовой деятельности предприятия с учетом использования им заемных средств. Предложенные механизмы позволяют решать вопросы управления предприятием в ходе текущей деятельности и при проведении реорганизационных мероприятий, когда предприятие использует банковский кредит в своей деятельности. К числу таких мероприятий относятся расширение и реорганизация производства, переход на выпуск новой продукции и др.

Использование моделей позволяет  формировать оптимальную производственную программу, осуществлять стратегическое планирование развития предприятия.

В основу моделирования производственно-финансовой деятельности предприятия легло решение задачи оптимизации с использованием методов линейного программирования.

Состояние предприятия, прежде всего объем его ресурсов, учитывается при составлении ограничений задачи оптимизации. Таким образом, моделирование осуществляется в условиях ограничений на имеющиеся материально-сырьевые и трудовые ресурсы, а также производственные мощности предприятия.

Для автоматизированной обработки  данных и вычислений могут использоваться пакеты программ линейной оптимизации, в том числе программный продукт Microsoft Excel.

Модели предназначены  преимущественно для средних  и крупных предприятий, имеющих серийное производство, выпускающих разнообразную номенклатуру изделий и использующих большое количество видов материально-сырьевых ресурсов.

Экономико-математические модели, цель которых состоит в нахождении наилучшего (о п т и м а  л ь н о г о) с точки  зрения некоторого критерия или критериев варианта использования имеющихся ресурсов, существенно помогают выбрать правильную стратегию развития предприятия.

Производственная программа  предприятия определяется исходя из имеющихся ресурсов различного вида (материально-сырьевых, производственных, финансовых).

Процедура выбора оптимального варианта производственной программы  предприятия на этапе стратегического  управления производственно-финансовой деятельностью включает:

•    генерацию вариантов  перспективной производственной программы;

*    определение расхода материально-сырьевых ресурсов и использования производственных ресурсов для каждого вида выпускаемой продукции.

Очевидно, что в случае расширения производства, технического перевооружения предприятия, перехода на выпуск новой продукции необходимы дополнительные инвестиции. В рассматриваемых нами моделях финансовые ресурсы заимствуются в кредитной организации.

Решение задачи управления кредитными ресурсами предприятия с использованием экономико-математических моделей реализуется путем анализа результатов, полученных в процессе моделирования различных вариантов производственно-финансовой деятельности предприятия с учетом использования им заемных ресурсов.

Последнее десятилетие развития отечественной промышленности характеризовалось, с одной стороны, сменой форм собственности для многих предприятий, с другой — возникновением проблем в области инвестиционного управления. В то же время пример развития реального сектора экономики как в нашей стране, так и за рубежом свидетельствует о том, что стратегически эффективная деятельность предприятий, обеспечение высоких темпов экономического роста и повышение конкурентоспособности в рыночной экономике в значительной мере определяются их инвестиционной активностью.

Одной из отличительных черт развития российской экономики на протяжении 1999—2006 гг. являлся опережающий рост инвестиций в основной капитал по сравнению с динамикой ВВП и выпуском продукции базовых отраслей экономики. Лидирующие позиции в использовании инвестиций заняли отрасли по производству оборудования для нефтяной и химической промышленности, а также отрасли машиностроения, традиционно ориентированные на внутренний рынок, — железнодорожное и металлургическое машиностроение.

Российский рынок с  его обширным потенциалом — на сегодняшний день один из самых привлекательных для инвесторов рынков, но в то же время и один из наиболее рискованных. Основные препятствия для притока капитала в Россию — это неэффективность законодательства, чрезмерные налоги, отсутствие механизма защиты инвестиций, криминогенность обстановки, распространение коррупции. Именно поэтому для государства очень важно сегодня улучшить инвестиционный климат нашей ораны.

В экономике большинства  стран мира инвестиции осуществляются за счет внутренних источников. Среди них амортизация стоит на первом месте. В общем объеме осуществляемых валовых вложений на нее приходится 60—70%. В России на сегодняшний день имеются огромные фонды, большая часть которых не используется, тем самым амортизационные отчисления из инвестиционного ресурса превращаются в тяжкое бремя. В связи с этим особую актуальность приобретает создание в нашей стране механизма, позволяющего переместить активы, не нашедшие эффективного применения, от одного юридического лица к другому, способному извлечь из них реальную выгоду. В таких условиях особое значение имеет деятельность по продаже активов, предоставлению их в аренду или финансовый лизинг, т.е. любая из возможных схем создания среды, позволяющей активам перемешаться.

Существует достаточно много  определений того, что же такое  инвестиции. В соответствии с законодательством  Российской Федерации инвестиции определяются как денежные средства, целевые банковские вклады, паи, акции и другие ценные бумаги, технологии, машины, оборудование, лицензии, кредиты, любое другое имущество или имущественные права, интеллектуальные ценности, вкладываемые в объекты предпринимательской и других видов деятельности в целях получения прибыли или достижения другого социального эффекта. Далее мы будем рассматривать реальные инвестиции, т.е. вложения в материальные и нематериальные активы, формирующие основной и оборотный капиталы предприятия.

Для оценки эффективности  долгосрочных капиталовложений существует несколько традиционных критериев, к которым прежде всего относится чистая приведенная стоимость проекта (NPV), внутренняя ставка доходности (IRR), индекс рентабельности (Р1), срок окупаемости (РР) и др. При расчете каждого из этих показателей используются дисконтированные притоки и оттоки денежных средств в течение нескольких временных периодов. Эти денежные потоки определяются однозначно, когда речь идет о капиталовложениях в предприятие, выпускающее один вид продукции. Если же предприятие выпускает несколько видов продукции, используя при этом для выпуска каждого вида одни и те же материально-сырьевые ресурсы и одни и те же машины и оборудование, то определение количества приобретаемого оборудования, производственной программы предприятия, а следовательно, и соответствующих притоков и оттоков денежных средств является во многих случаях задачей, имеющей неединственное решение. Примером такого предприятия может быть мебельная фабрика. Основные виды ее материально-сырьевых ресурсов — это древесина и лакокрасочные материалы для производства столов, стульев, полок и т.н. В условиях ограничений на производственные мощности предприятия, объемы материально-сырьевых ресурсов и рыночного спроса на продукцию необходимо для каждого временного периода выбрать такую производственную программу, чтобы при расчете, например, NPV проекта получить наибольшую его величину. Далее рассмотрены методы решения подобной задачи.

Несмотря на определенные успехи национальной экономики, современный уровень развития ее реального сектора характеризуется во многом устаревшими производственными технологиями, низкой квалификацией кадров, нехваткой оборотных средств и инвестиций в основной капитал. При этом проблема инвестиций отходит на второй план из-за нехватки оборотных средств. В этой ситуации актуальной становится задача управления оборотным капиталом предприятия, с тем, чтобы обеспечить наиболее рациональную структуру запасов материальных ресурсов производства.

Эта задача решается с помощью динамической производственной модели, которая задает технологическую последовательность операций производственного процесса, объем производственных ресурсов, потребность рынка в конечной продукции. Оптимальное распределение оборотного капитала, используемого для закупки материальных ресурсов, достигается за счет структуризации соответствующего финансового потока.

В общем случае данная задача сводится к классической проблеме оптимального управления и может быть решена путем итерационного применения симплекс-процедуры.

Вопросы эффективности работы склада достаточно подробно изучены отечественными и зарубежными исследователями 124. 44]. Как правило, задача оценки эффективности является многокритериальной и использует следующие показатели: минимум логистических издержек при приеме, грузопереработке и хранении поступающего потока грузов; максимальный объем продаж; максимальная прибыль при реализации складируемых товаров; расширение рынка сбыта; максимизация капитализации компании и др. Поэтому при реализации проекта строительства и эксплуатации склада правомерно использовать методы многокритериальной оптимизации (35|, суть которых заключается в следующем.

На первом этапе среди  всех вариантов проекта выбираются так называемые Парето-оптимальные, или эффективные.

На втором этапе среди  множества Парето-оптимальных вариантов выбирается единственный.

Среди показателей эффективности  проекта строительства и эксплуатации склада выделим следующие четыре:

•    чистый дисконтированный доход;

•    индекс доходности;

•    внутренняя норма  доходности;

•    время окупаемости  проекта.

Суть этих показателей  и методы их расчета будут приведены  в главе 6.

На предварительной (иредынвестиционной) фазе проекта строительства и  эксплуатации собственного склада необходимо определить такие его параметры, как:

•    количество необходимых  складских площадей;

•    разнообразие грузовых перевозчиков;

•    количество и  качество работников склада;

•    ставки заработной платы;

•    стоимость земельного участка;

•    возможность  последующего расширения;

•    структура налогов;

•    стоимость строительства;

•    расходы на коммуникационные услуги;

•    стоимость привлеченного  капитала на финансовом рынке;

•    налоговые льготы.

Для современной российской экономики характерна активизация субъектов рынка в реальном секторе. В связи с этим необходимо разрабатывать адекватные методы управления большими потоками товаров, их хранением, транспортировкой, оптово-розничной реализацией. Поскольку интенсивность материальных и товарных потоков возрастает, нужно развивать и совершенствовать системы складирования. В этой ситуации потребитель складских услуг оказывается перед выбором: создавать собственный склад или пользоваться услугами уже существующего на тех или иных условиях.

При анализе эффективности проекта одним из важных его показателей является продолжительность инвестиционной фазы. В частности, она определяет время, за которое может быть создано предприятие, производящее продукцию или оказывающее услуги, реализация которых обеспечит окупаемость проекта. Например, таким проектом может быть проект строительства и эксплуатации склада. С учетом ограниченности жизненного цикла выпускаемой продукции и оказываемых услуг инвестор заинтересован в сокращении инвестиционной фазы, при этом увеличивается временной интервал, на котором предприятие может эффективно функционировать.

Успешное выполнение всех действий, относящихся к инвестиционной фазе, зависит от эффективности планирования, благодаря которому можно определить такие параметры, как продолжительность каждого контролируемого элемента проекта, потребность в трудовых, материальных, технических и финансовых ресурсах, сроки поставки сырья и материалов. Планирование позволяет реализовать проект в заданный срок с минимальной стоимостью в рамках установленных затрат ресурсов.

Важным условием развития предприятия в соответствии с  избранной экономической и финансовой стратегией является его высокая инвестиционная активность.

Заключение

Бурное развитие экономических  отношений между хозяйствующими субъектами в условиях роста конкуренции и глобализации требует использования новых методов управления предприятиями и объединениями. Применению таких методов способствует прогресс в области информационных технологий, значительно ускорившийся в последние годы. Рост быстродействия современных компьютеров, совершенствование технической базы, а также возрастающие возможности компьютерных программ, разработанных для нужд управления, содействуют расширению сферы их применения. Однако конкурентного преимущества нельзя достигнуть путем простого использования скоростного и дешевого процесса передачи информации. Для того чтобы эффективно применять информационные технологии в управлении цепями поставок и системах логистики, необходимо использовать аналитические информационные технологии, основными компонентами которых являются оптимизационные модели, раскрывающие сложные взаимосвязи в динамике функционирования предприятия. Они служат тем аналитическим инструментом, который способен проанализировать многомерные числовые базы данных для определения оптимальных или хороших управленческих решений.

За последние десятилетия  сложились два направления, связанные с принятием решений руководителями и организациями. В первом случае используется принцип теории рационального выбора решения. В этой ситуации лицо, принимающее решение, должно знать:

•    перечень альтернатив  возможных действий;

•    возможные последствия  различных действий;

•    установку предпочтений по каждой альтернативе;

•    правило выбора решения, обеспечивающего наибольшую выгоду.

Во втором случае управленческие решения принимаются на основе правил, т.е. в соответствии с принятыми оперативными процедурами, профессиональными стандартами или другими принципами, связанными с личностными управленческими концепциями. Этот подход чаще всего обречен на неудачу, поскольку руководство отделено от объекта управления в пространстве и времени. Особенно негативны последствия таких решений при управлении инвестиционными ресурсами в системах логистики, когда из обращения изымаются крупные денежные суммы и направляются на строительство или модернизацию производственных предприятий, складов, транспортных систем и т.п.

Привлечение же средств экономико-математического  моделирования при анализе инвестиционных проектов дает возможность с помощью количественных методов определить эффективность каждого варианта реализации всего инвестиционного проекта или его фрагментов и выбрать из них наилучший. Таким образом, руководители, ответственные за принятие решений, должны стремиться развивать или приобретать системы экономико-математического моделирования логистических процессов, основанные на аналитической обработке данных с использованием методов оптимизации решений.

Конечно, чтобы освоить  современные технологии управления, основанные на применении современных  средств вычислительной техники  и моделирующих комплексов, необходимы дополнительные затраты на обучение и приобретение соответствующего инструментария. В то же время всегда есть соблазн использовать более простые правила принятия решений, однако этот путь, по словам одного из самых известных в мире специалистов в области логистики и управления цепями поставок Дж. Шапиро, может привести к следующим результатам: «За последние годы организационное выравнивание, аутсорсинг, сокращение размеров предприятия — все это предлагалось в качестве источников спасения предприятия. Однако такие способы управления обычно терпят неудачу. Управление по принципу растворимого кофе: только открой крышку и добавь воды — не требует никаких усилий. Хуже того, менеджеры, которые следуют этим принципам, рискуют быть объявленными непрофессионалами» (11, 167).