Разделы

Авто
Бизнес
Болезни
Дом
Защита
Здоровье
Интернет
Компьютеры
Медицина
Науки
Обучение
Общество
Питание
Политика
Производство
Промышленность
Спорт
Техника
Экономика

Оптимизация планирования поставок с учетом требований к безотказности

 

Поскольку сеть поставок может формироваться из каналов с разными характеристиками, модель структурной надежности сети в общем случае будет включать как отдельные каналы, так и цепочки, а также целые подсети поставок довольно сложной структуры (рис. 8.11).

Рис. 8.11. Многоуровневая сложно структурированная модель схемной надежности сети поставок

Формирование подсетей структуры C и более сложных (см. рис. 8.11) в процессной модели управления поставками нецелесообразно в силу трудности контроля и обеспечения необходимого уровня надежности. Из этих подсетей поставщиками 2-го уровня могут быть созданы дополнительные цепочки простой, последовательной структуры, предлагаемые заказчику на условиях аутсорсинга. Иными словами, упрощение структуры сети путем интеграции каналов поставок возлагается на поставщиков 2-го или еще более низкого уровня. Для заказчика задача формирования сети поставок трансформируется в задачу выбора наиболее экономически выгодных каналов при условии соблюдения требований к функциональным параметрам (например, объему) и безотказности, определяемой по формуле для простой, последовательно-параллельной схемы, представленной на рис. 8.12

,

где n – количество поставщиков; m – количество цепочек поставок (каналов); – бинарная переменная (переменная выбора), принимающая значение 1, если мощность j-ых поставщиков, включенных в i-й канал поставки позволяет удовлетворить спрос , либо 0 – если нет, т.е. . Бинарная переменная служит для формирования m цепочек из n каналов.

Рис. 8.12. Последовательно-параллельная модель структурной надежности сети поставок

В частном случае при n = m модель структурной надежности сети поставок состоит из n параллельно соединенных каналов мощностью .

Таким образом, предлагается использовать логико-вероятностный метод анализа для формирования многоуровневых сложно структурированных моделей сети поставок.

Введем в рассмотрение переменные представляющие величину поставок товара от j-ого поставщика, включенного в i-й канал поставки. Тогда, оптимальный план поставок определяется в результате решения задачи математического программирования с целевой функцией:

(8.23)

и ограничениями

(8.24)

(8.25)

(8.26)

(8.27)

(8.28)

(8.29)

(8.30)

(8.31)

(8.32)

Целевая функция (8.23) представляет собой сумму переменных и постоянных затрат в данной системе управления поставками. В системе ограничений (8.24)-(8.32) ограничение (8.24) – требование к безотказности цепи поставок, состоящей из последовательно-параллельных элементов. Условие означает: если не 0, то в произведении используется значение . В противном случае не входит в произведение, т.е. перемножаются только вероятности каналов, входящих в цепочку. Ограничение (8.25) – требование к объему поставки: стандартное ограничение на общий объем поставок по всем каналам сети. Ограничение (8.26) – условие включения поставщика в один канал (одну цепочку) означает, что поставщик может входить только в один канал или не входить ни в одну их них (лишний канал). Ограничение (8.27) – ограничение по предложению поставщиков . Ограничение (8.28) – ограничение на минимальный заказ d, которое учитывает издержки, связанные с заключением договора поставки, т.е. является экономическим условием контракта. Ограничение (8.29) – условие формирования канала поставки: каждый канал должен обеспечивать поставку в объеме не менее , причем суммируются только объемы по поставщикам, входящим в канал, т.е., если не 0. Наконец, ограничение (8.30)-(8.32) указывают, что переменные являются неотрицательными действительными числами, а являются булевыми переменными.

Данная модель обеспечивает гибкость поставок с заданной безотказностью за счет возможности регулирования объемов поставок по каналам. При решении данной задачи возникает ряд проблем. Первой проблемой является расчет вероятности безотказной работы сети поставок P0, требующий применения логико-вероятностного метода, т.е. описания всех работоспособных и неработоспособных состояний сети поставок с помощью функций алгебры логики (ФАЛ). Сложность заключается в большом количестве возможных функциональных состояний системы, особенно в многоуровневых сетях поставок. Вторая проблема связана с нахождением численного решения задачи (8.23)-(8.32). Математическая модель данной задачи относится к классу моделей смешанного программирования, поскольку переменные являются неотрицательными действительными числами, а являются булевыми переменными.

В работе [13] предложено решать указанные проблемы путем разбиения общей задачи (8.23)-(8.32) на ряд более простых задач и поэтапного их решении. На рис. 8.13 представлена блок-схема алгоритма решения задачи определения оптимального плана поставок с учетом требований к безотказности.

Рис. 8.13. Блок-схема алгоритма решения задачи определения оптимального плана поставок

Алгоритм решения задачи определения оптимального плана поставок включает следующие этапы:

1) описание всех функциональных состояний сети поставок с помощью ФАЛ и совершенной дизъюнктивной нормальной формы (СДНФ);

2) разработка модели линейного программирования и решение задача о нахождении оптимальной сетевой структуры цепи поставок;

3) разработка модели линейного программирования и решения задачи о нахождении оптимального плана поставок в рассматриваемой сети.

Рассмотрим более подробно этапы данного алгоритма.

Этап 1. Описание всех функциональных состояний сети поставок с помощью ФАЛ и СДНФ представляет проблему ввиду большого количества возможных вариантов структурной схемы системы.

Число возможных вариантов структурной схемы системы определяется следующим выражением:

,

где число сочетаний из n элементов по k (k = 1,2, …, n) находится по формуле .

Например, если число поставщиков n = 6, то число возможных вариантов структурной схемы системы в рассматриваемом примере составит:

Этап 2. На данном этапе должна решаться задача о нахождении оптимальной сетевой структуры цепи поставок. Данная задача может быть сформулирована в виде модели линейного программирования.

Введем в рассмотрение булевы переменные , принимающие значения 1, если и значение 0, если , . Таким образом, является функцией двоичных переменных и принимает значение 1 лишь для тех наборов переменных , при которых удовлетворяется требование к формированию канала поставок. Введем также в рассмотрение булевы переменные , принимающие значение 1, если i-й канал включен в оптимальную сетевую структуры цепи поставок и значение 0 – если не включен, и переменные , принимающие значение 1, если j-й поставщик включен в оптимальную сетевую структуры цепи поставок и значение 0 – если не включен.

В соответствии с формулой (2) очевидно, что наиболее надежная сеть поставок должна включать максимально возможное количество независимых каналов поставок.

Тогда, оптимальная сетевая структура цепи поставок может быть найдена в результате решения следующей модели линейного программирования:

(8.33)

при ограничениях

(8.34)

Первое ограничение в системе (8.34) гарантирует, что j-й поставщик будет включен только в один канал поставок либо не включен ни в один из них. Второе ограничение в системе (8.34) гарантирует, что в оптимальную сеть поставок будут включены только каналы удовлетворяющие требованию обеспечения заданного объема поставок. Третье и четвертое ограничения в системе (8.34) задают тип переменных и .

Полученное после оптимизации данной модели решение гарантирует выполнение условия . Очевидно, что при решении данной задачи в оптимальную сетевую структуру цепи поставок может быть включено избыточное число поставщиков. Чтобы избежать этого, необходимо создавать сценарии поиска решения, в которых переменная будет принимать задаваемые пользователем значения. Затем, из всех полученных решений необходимо выбрать такое, которое гарантирует выполнение условия с минимальным числом поставщиков, входящих в оптимальную сетевую структуру цепи поставок.

Этап 3. Затем, должна решаться задача определения оптимального плана поставок с учетом требований к надежности поставок. Данная задача также может быть сформулирована в виде модели линейного программирования. Допустим J – множество индексов поставщиков, включенных в оптимальную сетевую структуру цепи поставок, I – множество индексов каналов поставок, включенных в оптимальную сетевую структуру цепи поставок. Тогда, задача определения оптимального плана поставок с учетом требований к надежности поставок может быть сформулирована в следующем виде.

Найти минимум целевой функции

(8.35)

при ограничениях

(8.36)

Целевая функция (8.35) представляет собой сумму переменных и постоянных затрат. Первая строка в системе ограничений (8.36) гарантирует, что поставка объемом будет осуществлена только в том случае, если j-й поставщик включен в i-й канал поставок. Вторая строка в системе (8.36) – это ограничения на минимальный заказ d. Третья строка в системе (8.36) – это ограничение на общий объем поставок по всем каналам сети. Последние две строки в системе ограничений (8.36) указывают, что являются неотрицательными действительными числами.

Таким образом, задача математического программирования (8.23)-(8.32) с переменными смешанного типа может быть представлена в виде двух моделей линейного программирования: модели (8.33)-(8.34) с булевыми переменными и , и модели (8.35)-(8.36) с переменными , являющимися неотрицательными действительными числами. Поскольку нахождение численного решения данных задач не представляет никакой проблемы, то представляется возможным нахождения оптимального плана поставок для моделей многоуровневых сложно-структурированных сетей поставок.

Математическая постановка задачи (8.35)-(8.36) может быть усложнена, например, в целевой функции может быть учтена величина возможного ущерба от недопоставок продукции. Тогда, целевая функция примет вид:

, (8.37)

где – вероятность отказа i-го канала, входящего в цепь поставок.

Рассмотренная проблема обеспечения безотказности каналов поставок товаров характерна для распределенных сетевых структур цепей поставок, ориентированных на активное использование технологии аутсорсинга бизнес-процессов. Возникающую в таких системах поставок сложную задачу планирования с учетом требований потребителя к безотказности по объемам и точности поставок можно путем логического анализа структур свести к достаточно легко решаемым задачам линейного программирования.

Контрольные вопросы по теме 8

1. Дайте определение понятий надежность, отказ и безотказность в теории надежности технических систем.

2. Назовите критерии надежности технических систем.

3. Что понимают под отказом цепи поставок? Назовите основной показатель надежности цепи поставок.

4. Назовите основные проблемы обеспечения надежности цепи поставок.

5. Назовите основные методы расчета надежности.

6. Назовите и охарактеризуйте основные способы описания функционирования сложных систем в смысле их надежности.

7. В чем заключается сущность логико-вероятностного метода анализа надежности?

8. Назовите и охарактеризуйте методы структурного резервирования.

9. Представьте графически и охарактеризуйте функциональную и структурную схему цепи поставок.

10. Как рассчитать вероятность безотказной работы цепи поставок, зная вероятность работы ее элементов – контрагентов цепи поставок? Приведите пример расчета.

11. В чем заключается сущность нормирования требований к надежности цепи поставок? Какими методами решается данная задача?

12. Представьте многоуровневую сложно-структурированная сеть поставок в виде схемы. В чем заключается проблема определения оптимального плана поставок с учетом требований к безотказности в таких сетях?

13. В чем заключается сущность алгоритма решения задачи определения оптимального плана поставок с учетом требований к безотказности?

14. Дайте содержательную и математическую постановку задачи о нахождении оптимальной сетевой структуры цепи поставок.

15. Дайте содержательную и математическую постановку задачи определения оптимального плана поставок с учетом требований к надежности поставок.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате изучения дисциплины студенты должны знать:

− проблемы, связанные с обеспечением качества, и основные понятия в области управления качеством;

− организационно-методологические и правовые основы управления качеством продукции (услуг);

− сущность и содержание международных, национальных и ведомственных стандартов в области качества;

− методологические основы оценки качества логистического сервиса в цепях поставок;

− методы статистического управления процессами;

− методы оценки качества транспортных услуг;

− методы оценки надежности цепи поставок.

В результате изучения дисциплины студенты должны получить навыки построения контрольных карт качества и уметь:

− проводить анализ статистически управляемого состояния процесса по контрольным картам;

− проводить анализ пригодности производственного процесса для обеспечения стабильного уровня качества.

При изучении дисциплины применяется шкала балльной оценки.

Всего: 100 баллов.

В течение семестра студент может набрать 100 баллов.

На экзамене студент может набрать 40 баллов.

Для перевода балльной оценки в традиционную применяется шкала:

0-40 баллов – 2;

41-70 баллов – 3;

71-85 баллов – 4;

86-100 баллов – 5.

Примерное распределение баллов по видам работ студента представлено в табл.

 

Таблица

Примерное распределение баллов

Вид работы студента, форма контроля знаний Обязательное количество баллов Дополнительное количество баллов
Тестирование на лекциях по материалам предыдущей темы -
Лабораторные работы -
Оценка самостоятельной аудиторной работы студента (до 1 балла за одну лекцию) -
Всего самостоятельная аудиторная работа в течение семестра -
Самостоятельная внеаудиторная работа студента -
Всего в течение семестра -
Теоретические вопросы экзаменационного билета -
Задача экзаменационного билета -
Тестовые задания экзаменационного билета -
Всего на экзамене -
Итого -
Участие в конференции -
Подготовка статьи (тезисов) -
Активное посещение занятий -
Итого премиальных - не более 20

 

После суммирования полученных при изучении дисциплины и на экзамене баллов определяется рейтинг студента по дисциплине.

 

 


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

Нормативные документы:

1. ГОСТ Р ИСО 9000 – 2008 Система менеджмента качества. Основные положения и словарь.

2. ГОСТ Р ИСО 9001 – 2008 Система менеджмента качества. Требования.

3. ГОСТ Р ИСО 9004 – 2008 Система менеджмента качества. Рекомендации по улучшению деятельности.

4. ГОСТ Р 51814.1 – 2001 Системы качества в автомобилестроении. Системы качества для предприятий-поставщиков автомобильной промышленности.

5. ГОСТ Р 51814.2 – 2001 Системы качества в автомобилестроении. Метод анализа видов и последствий потенциальных дефектов.

6. ГОСТ Р 51814.3 – 2001 Системы качества в автомобилестроении. Методы статистического управления процессами.

7. Закон РФ «О стандартизации» от 10.06.93 (с дополнениями от 27.12.95) №211-ФЗ.

8. Закон РФ «Об обеспечении единства измерений» от 27.04.93 №4871-1.

9. Закон РФ «О техническом регулировании» от 27.12.02 №184-ФЗ.

Основная литература:

10. Голдсби Т. Бережливое производство и 6 сигм в логистике: рук. по оптимизации логистических процессов / Томас Голдсби, Роберт Мартиченко; пер. с англ. Т.О. Ежов; науч. ред. Р.В. Морозов. – Минск: Гребцов Паблишер, 2009. – 416 с.

11. Ефимов В.В. Статистические методы управления качеством продукции: Учебное пособие / В.В. Ефимов, Т.В. Барт. – М.: КРОНУС, 2006. – 240 с.

12. Никифоров А.Д. Управление качеством: Учебное пособие для вузов. – М.: Дрофа, 2004. – 720 с.

Дополнительная литература:

13. Бочкарев А.А. Оптимизация планирования поставок в многоуровневых сетевых структурах с учетом надежности / А.А. Бочкарев, Е.И. Зайцев // Логистика и управление цепями поставок. – 2010. – № 2 (37). – С. 38-48.

14. Бочкарев А.А. Теория и методология процессного подхода к моделированию и интегрированному планированию цепи поставок: дис. … д-ра экон. наук: 08.00.05 / Бочкарев Андрей Александрович. – М.: РГБ, 2009. – 291 с.

15. Зайцев Е.И.Модель функционально-структурной надежности цепи поставок / Е.И. Зайцев, А.А. Бочкарев // Logistics and Supply Chain Management: Modern Trends in Germany and Russia: IV Германо-российская конференция по логистике и управлению цепями поставок 6 – 9 мая 2009 г.: Тез. докл. – Геттинген: CUVILLER VERLAG, 2009. – С. 187-195.

16. Корпоративная логистика. 300 ответов на вопросы профессионалов / Под общ. и научн. редакцией проф. В.И. Сергеева – М.: ИНФРА-М, 2004. – 976 с.

17. Никитин В.А. Управление качеством на базе стандартов ИСО 9000:2000. – СПб.: Питер, 2002. – 272 с.

18. Половко А.М.Основы теории надежности / А.М. Половко, С.В. Гуров. – 2-е изд., перераб. и доп. – СПб.: БХВ-Петербург, 2006. – 704 с.

19. Управление цепями поставок: Справочник издательства Gower / Под ред. Дж. Гаторны (ред. Р. Огулин, М. Рейнольдс); пер. с 5-го англ. изд. – М.: ИНФРА-М, 2008. – 670 с.

20. Яблонский О.П., Иванова В.А. Основы стандартизации, метрологии, сертификации: Учебник. – Ростов н/Д: Феникс, 2004. – 448 с. – (Серия «Высшее образование»).


ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Дата публикации:2014-01-23

Просмотров:507

Вернуться в оглавление:

Комментария пока нет...


Имя* (по-русски):
Почта* (e-mail):Не публикуется
Ответить (до 1000 символов):







 

2012-2018 lekcion.ru. За поставленную ссылку спасибо.