Модели и методы планирования распределения продукции в многоуровневых сетях поставок тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Модели и методы планирования распределения продукции в многоуровневых сетях поставок"

КОЛМАКОВ Алексей Владимирович

4851204

ч

МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ПЛАНИРОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОДУКЦИИ В МНОГОУРОВНЕВЫХ СЕТЯХ ПОСТАВОК

Специальность 08.00.05 - Экономика и управление народным хозяйством:

логистика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

3 О ЙЮН 2011

Санкт-Петербург 2011

4851264

Диссертационная работа выполнена на кафедре логистики и организации перевозок ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный инженерно-экономический университет»

Научный руководитель: Бочкарев Андрей Александрович

доктор экономических наук, доцент, профессор кафедры логистики и организации перевозок ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный инженерно-экономический университет» Официальные оппоненты: Горев Андрей Эдливич

доктор экономических наук, профессор, заведующий кафедрой организации перевозок, управления и безопасности на автомобильном транспорте ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет» Королева Елена Арсентьевна доктор экономических наук, профессор, заведующая кафедрой транспортной логистики ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет водных коммуникаций»,

ГОУ ВПО «Северо-Западный государственный заочный технический университет», кафедра логистики

Защита состоится «30» ЦНГНЛ 2011 г. в ^ часов на заседании диссертационного совета Д 212.219.01 при ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный инженерно-экономический университет» по адресу: 191002, г. Санкт-Петербург, ул. Марата, д. 27, ауд. 422.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский ' государственный инженерно-экономический университет» по адресу: 196084, г. Санкт-Петербург, Московский пр., д. 103а.

Автореферат разослан « 2011 г.

Ведущая организация:

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор экономических наук, доцент

Н.Г. Плетнева

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. В современных условиях рынок предъявляет к каждому субъекту финансово-хозяйственной деятельности достаточно жесткие требования. Повышение эффективности систем распределения является сегодня одной из самых актуальных проблем, стоящих перед руководством любого промышленного предприятия. Разработка методов и моделей стратегического планирования распределения продукции все острее встает перед активно развивающимися торговыми компаниями, нуждающимися как в создании сетей распределения, так и в совершенствовании уже существующей технологии продвижения своей продукции на рынки сбыта.

Значимым элементом системы физического распределения продукции является дистрибутивная сеть, через которую осуществляется распределение материального потока. Построение оптимального плана размещения продукции в звеньях сети распределения оказывает существенное влияние на издержки, возникающие в процессе доведения товаров до потребителей, а через них и на конечную стоимость реализуемого продукта, что, безусловно, является одним из ключевых факторов конкурентоспособности, особенно в условиях мирового финансового кризиса. Обобщение мнений экспертов дает право сообщить о том, что применение логистики позволяет: сократить время движения продукции на 25-45%, сократить повторные складские перевозки в 1,5-2 раза, сократить расходы на автоперевозки на 7-20%, на железнодорожном транспорте - на 5-12%.

В настоящее время получили распространение многоуровневые системы размещения запасов, характерные для дилерских сетей, сетевых ри-тейлеров, транснациональных компаний и технологически сложных производств. На сетевые компании приходится более половины мирового промышленного производства и до 75% продаж готовой продукции.

Для сетевых бизнес-структур и технологически сложных производств характерны следующие особенности:

- материальные запасы в них формируются на нескольких иерархических уровнях, соответствующих определенному технологическому этапу производства, либо положению запаса в цепи поставок;

- между запасами существует взаимосвязь и взаимозависимость, обусловленная спецификой технологии производства, пространственным размещением объектов логистической инфраструктуры;

- имеют место проблема существенной неопределенности спроса, которая приводит к завышенным товарным запасам на складах всех уровней.

Для управления запасами в таких с истемах не всегда применимы традиционные модели и методы, ориентированные на случай «изолированных запасов» при детерминированном спросе на них, поэтому требует-

ся разработка принципиально новых подходов, учитывающих многоуровневое размещение запасов и неопределенный спрос.

Степень разработанности проблемы. Вопросами теории и практики логистики, проектирования логистических сетей и систем распределения в разное время занимались отечественные ученые - Аникин Б.А., Бережная Е.В., Бережной В.И., Бочкарев A.A., Бобкова В.М., Будрина Е.В., Гаджинский A.M., Горев А.Э., Долгов А.П., Дыбская В.В., Зайцев Е.И., За-лманова М.Е., Иванов Д.А., Королева Е.А., Лукинский B.C., Лукинский ВВ., Малевич Ю.В., Миротин Л.Б., Некрасов А.Г., Неруш Ю.М., Плетнева Н.Г., Рыжиков Ю.И., Сидоров И.И., Семененко А.И., Сергеев В.И., Смехов A.A., Ташбаев Ы.Э., Тяпухин А.П., Уваров С.А., Щербаков В.В., а также зарубежные - Бауэрсокс Д.Д., Гатторна Дж., Клосс Д.Д., Ламберт Д.М., Сари-уш-Вольский 3., Скворонек Ч., Сток Д.Р., Taxa X., Уотерс Д., Шапиро Дж., и др.

Тем не менее, на основании анализа большого числа статей, учебных пособий и монографий, посвященных логистике, можно сделать вывод о том, что, несмотря на появление в последнее время не малого количества аналитических работ в области логистики и управления цепями поставок, методы и модели планирования распределения продукции в многоуровневых сетях поставок не достаточно подробно изучены и проработаны.

Целью диссертационного исследования является совершенствование методического подхода, разработка и апробация моделей оптимального распределения продукции в логистических сетях с учетом заданных ограничений для повышения конкурентоспособности и эффективности управления цепями поставок на стратегическом, тактическом и операционном уровне.

В соответствии с целью исследования в работе были поставлены следующие основные задачи:

- провести анализ теории и методологии управления запасами, выявить проблемы практического применения существующих моделей размещения запасов в сети распределения и доказать необходимость их развития;

предложить классификация существующих методов решения задачи о размещении запасов в сети распределения;

- предложить концептуальный подход к выбору стратегии размещение запасов в сети распределения;

- провести сравнительный анализ различных методов и алгоритмов решения задачи о размещения запасов в сети распределения и предложить алгоритм, позволяющий наиболее эффективно решать данную задачу;

разработать математические модели и методику решения задачи о разработке стратегии приобретения и продажи товаров в условиях изменяющегося спроса;

провести апробацию предложенных алгоритмов и моделей.

Объектом исследования являются предприятия и организации, участники логистической цепи, осуществляющие распределение товаров.

Предметом исследования являются модели и методы управления логистическими потоками, процессы физического продвижения продукции от поставщика к потребителю.

Теоретической и методологической основой диссертационного исследования являются труды отечественных и зарубежных ученых в области экономической теории, системного анализа, системного проектирования, теории логистики, теории управления, финансового менеджмента. В качестве инструментов исследования в диссертации были применены методы экономического анализа, математической статистики, экономико-математического моделирования и линейного программирования. Проведение необходимых расчетов было осуществлено с использованием электронных таблиц и универсальных математических пакетов.

В работе были также использованы материалы научно-практических конференций, периодической литературы.

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:

1. Предложен обобщенный подход к выбору стратегии размещения запасов в сети распределения продукции, позволяющий оптимизировать совокупные затраты, связанные с созданием и продвижением запасов.

2. Предложена новая постановка задачи о стратегии распределения запасов в многоуровневых сетях поставок в виде модели транспортной задачи с промежуточными пунктами, что позволяет минимизировать затраты на доставку и грузопереработку, в отличие от целевой функции задачи о максимальном потоке, которая максимизирует величину потока в данной сети.

3. Разработана динамическая многопериодная модель многономенклатурной задачи о стратегии приобретения и продаж товаров в условиях изменяющегося спроса. Численное решение данной задачи позволяет найти оптимальное соотношение между покупаемым, хранимым и продаваемым товаром, приводящее к максимальной величине прибыли.

4. Разработана стохастическая модель многономенклатурной задачи о стратегии приобретения и продаж товаров в условиях изменяющегося спроса, которая в отличие от динамической модели данной задачи позволяет не только найти оптимальное соотношение, между покупаемым, хранимым и продаваемым товаром, но и свести к минимуму рост складских запасов в условиях существенной неравномерности спроса.

5. Предложен алгоритм разработки стратегии приобретения и продажи товаров в условиях изменяющегося спроса. Реализация данного алгоритма позволяет выбрать оптимальный в конкретных условиях метод решения рассматриваемой задачи.

Теоретическая и практическая значимость диссертационного ис-

следования заключается в разработке методов и моделей распределения запасов в многоуровневых сетях поставок с учетом затрат на доставку и грузопереработку и заданных ограничений; разработке математических моделей многономенклатурной задачи о стратегии приобретения и продаж товаров в условиях изменяющегося спроса. Предложения и рекомендации по применению разработанных моделей и методов логистики могут быть использованы в практической работе руководителей предприятий и их структурных подразделений, менеджеров и специалистов в области логистики, а также аналитиков и консультантов.

Апробация результатов. Основные положения и результаты диссертационного исследования были доложены на конференциях: VIII Международная научно-практическая конференции «Логистика: современные тенденции развития», СПбГИЭУ, 16-17 апреля 2009 г.; IX Международная научно-практическая конференции «Логистика: современные тенденции развития», Санкт-Петербург, СПбГИЭУ, 15-16 апреля 2010 г.; VI Международной научно-практической конференции «Логистика - евразийский мост», г. Красноярск , Красноярский государственный аграрный университет, 2-3 марта 2011 г. и получили положительную оценку. Ряд предложенных в диссертационном исследовании методов планирования распределения запасов прошли апробацию в компании «ПРОСТОР Телеком».

Публикации по теме диссертации. Всего по теме диссертационного исследования опубликовано 9 научных работ общим объемом 1,85 п.л.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложений.

II. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Предложен обобщенный подход к выбору стратегии размещения запасов в сети распределения продукции, позволяющий оптимизировать совокупные затраты, связанные с созданием и продвижением запасов.

Наличие сети распределения товаров, включающей поставщиков, распределительные центры и склады различных уровней, логистических посредников, розничные торговые точки и конечных потребителей, позволяет достичь конкурентного преимущества за счет приближения товара к потребителю, сокращения сроков реакции на изменение спроса в различных регионах, оптимизации ассортиментного состава товаров, расширения спектра предлагаемых услуг и т.д. Распределение запасов в сети является одной из наиболее сложных и многогранных задач, решаемых специалистами служб маркетинга, продаж и логистики.

Целесообразно провести классификацию существующих методов решения задачи о размещении запасов в сети распределения (рис. 1).

По нашему мнению, все методы решения задачи размещения запасов

в сети распределения можно разделить на три группы:

- эвристические методы: методы пропорционального и приоритетного (директивного) распределения запасов;

- экономико-математические методы (исследования операций): математическое программирование (линейное, нелинейное, динамическое); сетевые и потоковые методы оптимизации; имитационное моделирование;

- методы технико-экономических расчетов: метод БЯР.

Рис. 1. Методы решения задачи размещения запасов в сети распределения

На выбор того или иного метода влияет, прежде всего, то на каком уровне планирования стратегическом, тактическом или операционном решается задача о размещении запасов в сети распределения. Очевидно, что эвристические методы и методы технико-экономических расчетов не пригодны для стратегического планирования размещения запасов в сети распределения.

Наряду со стратегией управления запасами целесообразно ввести понятие стратегии размещения запасов, под которой будем понимать как стратегию продвижения запасов в сети распределения, так и стратегию управления спросом и предложением.

Существуют две основных стратегии продвижения запасов: «вытягивание» запасов на основании спроса клиентов; «выталкивание» запасов на основе прогноза. Стратегия «вытягивания» запасов применяется в основном в производственных цепях поставок для сырья и полуфабрикатов, которые проходят через процесс обработки. Подобный механизм работает на заводах Toyota с помощью, так называемых, карточек «канбан», кото-

рые используют при перемещениях обрабатываемых деталей между станками.

Выделяют семь основных стратегий управления спросом и предложением: хранение запасов готовой продукции рядом с клиентами; производство на склад; конфигурация на заказ; сборка по заказу; производство по заказу; проектирование по заказу; штучное изготовление (проект). Базовое отличие между этими стратегиями заключается в отношении времени цикла выполнения заказа клиента ко времени полного цикла логистической цепочки (включая производство). Это отношение минимально в случае хранения запасов готовой продукции рядом с клиентом и максимально в случае реализации уникального проекта.

Анализ теории и практики управления запасами позволяет констатировать, что на выбор стратегии размещение запасов в сети распределения влияет ряд факторов, среди которых, в первую очередь, следует выделить:

1) время цикла выполнения заказа клиента;

2) отношение времени цикла выполнения заказа клиента ко времени полного цикла логистической цепи (включая производство);

3) устойчивость цепи поставок к колебаниям спроса;

4) способность цепи поставок учитывать индивидуальность заказа клиента (потенциал кастомизации продукции).

Изучение ряда теоретических работ и анализ практики работы компаний позволили определить степень влияния перечисленных выше факторов на выбор стратегии размещения запасов в сети распределения и разработать рекомендации по выбору стратегии (табл. 1).

При выборе той или иной стратегии размещения запасов в сети распределения следует учитывать также совокупные затраты, связанные с созданием и продвижением запасов.

Таблица 1

Выбор стратегии размещения запасов в сети распределения

Критерий Варианты значений критерия Рекомендуемая стратегия продвижения запасов Рекомендуемая стратегия управления спросом и предложением

Время цикла выполнения заказа клиента Немедленное выполнение заказа «Выталкивание» запасов Хранение запасов готовой продукции рядом с клиентами

Минимальное «Выталкивание» запасов Производство на склад

Среднее «Вытягивание» запасов Конфигурация на заказ, сборка по заказу или производство по заказу

Максимальное «Вытягивание» запасов Проектирование по заказу, штучное изготовление (проект)

Окончание табл.1

Отношение времени цикла выполнения заказа клиента ко времени полного цикла логистической цепи Минимальное (=1/100) «Выталкивание» запасов Хранение запасов готовой продукции рядом с клиентами

Низкое (менее 1/1) «Выталкивание» запасов Производство на склад

Среднее (=1/1) «Вытягивание» запасов Конфигурация на заказ, сборка по заказу или производство по заказу

Максимальное (=5/1) «Вытягивание» запасов Проектирование по заказу, штучное изготовление (проект)

Устойчивость цепи поставок к колебаниям спроса Высокая «Выталкивание» запасов Хранение запасов готовой продукции рядом с клиентами или производство на склад

Низкая «Вытягивание» запасов Конфигурация на заказ, сборка по заказу или производство по заказу

Высокая «Вытягивание» запасов Проектирование по заказу, штучное изготовление (проект)

Способность цепи поставок учитывать индивидуальность заказа клиента Отсутствует «Выталкивание» запасов Хранение запасов готовой продукции рядом с клиентами или производство на склад

Существенная «Вытягивание» запасов Конфигурация на заказ, сборка по заказу или производство по заказу

Максимальная «Вытягивание» запасов Проектирование по заказу, штучное изготовление (проект)

Эти затраты максимальны в случаях хранения запасов готовой продукции рядом с клиентами и производства на склад, снижаются в случаях конфигурации на заказ, сборки по заказу и производства по заказу, и практически равны нулю в случаях проектирования по заказу и штучного изготовления.

2. Предложена новая постановка задачи о стратегии распределения запасов в многоуровневых сетях поставок в виде модели транспортной задачи с промежуточными пунктами, что позволяет минимизировать затраты на доставку и грузопереработку, в отличие от целевой функции задачи о максимальном потоке, которая максимизирует величину потока в данной сети.

Численное решение задачи о максимальном потоке в сети распределения позволяет осуществлять планирование мощности и пропускной дистрибутивной сети, но не дает ответа на главный вопрос - как должен быть перераспределен поток товаров в сети распределения, чтобы стоимость доставки товаров к потребителю была бы минимальной? По нашему мнению, для ответа на данный вопрос необходимо сформулировать задачу о распределении запаса в звеньях цепи поставок как транспортную задачу с промежуточными пунктами. Рассмотрим частную содержательную и математическую постановка данной задачи в контексте проблемы распределения запасов в звеньях цепи поставок.

Введем следующие условные обозначения:

3 - множество номеров вершин (посредников в цепи поставки), в которые товар может быть доставлен из к-й вершины;

I - множество номеров вершин (посредников в цепи поставки), из которых товар может быть доставлен в к-ю вершину;

Су - пропускная способность дуги (у„уу), ед. товара/ед. времени;

стоимость доставки единицы товара от ¡-й до у'-й вершины (от г-го доу-го посредника в цепи поставки), ден. ед.;

- исходное предложение /-го поставщика (посредника в цепи поставки), ед. товара;

Dj - исходный спрос у'-го потребителя (посредника в цепи поставки), ед. товара',

Тк - величина «чистого запаса» товара, равная объему исходного предложения или исходного спроса, ед. товара',

В - величина «буферного запаса», равная величине суммарного предложения в цепи поставки, ед. товара-,

хц - объемы поставок товара от г-го до у-го посредника в цепи поставки, ед. товара.

Требуется определить оптимальный план распределения товара в звеньях цепи поставки, приводящий к минимуму суммарные затрат на доставку и грузопереработку для фокусной компании (компании товаропроизводителя).

Частная математическая постановка данной задачи может быть сформулирована следующим образом. Требуется вычислить переменные Хц, обращающие в минимум линейную форму.

Первая и вторая строки в системе ограничений (2) представляют собой, соответственно, ограничения по предложению и по спросу для исходных пунктов отправления и назначения:

I тЬ;

/е/ уеУ

при ограничениях:

<е/

^ (2)

Цх1.к+Ч,к = В, У/'еУ; ш

^х^.бЛГи^.У/е/.У/еУ.

Третья строка в системе (2) представляет собой ограничение по предложению для промежуточных пунктов и требует, чтобы предложение промежуточного пункта было равно сумме величин «чистого» и «буферного запаса». Четвертая строка в системе (2) представляет собой ограничение по спросу для промежуточных пунктов и требует, чтобы спрос промежуточного пункта равнялся величине «буферного запаса». Пятая и шестая строки в системе (2) представляют собой ограничения, накладываемые на переменные х^. Переменные Ху должны быть неотрицательными целочисленными величинами и не должны превышать пропускные способности дуг Сц исходного сетевого графа.

В диссертации приводятся результаты вычислительного эксперимента показывающего эффективность предложенной модели для решения задачи о стратегии распределения запасов в многоуровневых сетях поставок.

3. Разработана динамическая многопериодная модель многономенклатурной задачи о стратегии приобретения и продаж товаров в условиях изменяющегося спроса. Численное решение данной задачи позволяет найти оптимальное соотношение между покупаемым, хранимым и продаваемым товаром, приводящее к максимальной величине прибыли.

Анализ проблемы распределения запасов в телекоммуникационной отрасли показал, что одной из проблем, с которой сталкиваются менеджеры, является проблема неопределенности спроса, которая приводит к завышенным товарным запасам на складах всех уровней. Одним из инструментов решения данной проблемы является разработка стратегии приобретения и продаж в условиях изменяющегося спроса.

В литературе по приложениям линейного программирования и по логистике рассматриваются разные динамические задачи, связанные с разработкой стратегии приобретения и продажи товара в условиях изменяющегося спроса. Как правило, рассматривается постановка данной задачи для одного товара, т.е. одноиндексная задача. В диссертации разработана модель многономенклатурной (многоиндексной) задачи о стратегии при-

обретения и продажи товаров в условиях изменяющегося спроса.

Пусть имеется склад заданной емкости с! и начальный запас 0 некоторых товаров, объемы продаж которых подвержены колебаниям в рамках рассматриваемого периода планирования. Необходимо найти соотношения между объемом приобретаемого, хранимого и продаваемого товара, при которых обеспечивается максимальная прибыль. Введем следующие условные обозначения: у е {],...,У} - множество индексов товаров; I е {1,...,Т} - множество индексов периодов планирования; Хр - число единиц товара подлежащие приобретению в период времени (;

УjJ - число единиц товара}, подлежащие продаже в период времени Г; йр - запасы товарау в конце периода времени г, - запасы товарау в начале периода времени с?*, — число единиц товара), подлежащие хранению в период времени £, Ср - цена приобретаемой единицы товарау в период времени Г; Ср - продажная цена единиц товарау в период времени Ср - затраты на хранение цена единиц товара у в период времени

Предположим, что в начальный период времени продажа товаров производится только за счет начального запаса, т.е. ух<йй. Тогда, ограничение на объем у-го товара, подлежащего продаже в период времени Г, записывается в следующем виде:

У и - = + £ I* л<-1 ~ У лм )•

I

Ограничение по емкости склада записывается в виде неравенств:

В некоторых случаях может оказаться необходимым при решении рассматриваемой задачи учитывать затраты на хранение товара. В случае, когда запас расходуется равномерно в течение планового периода, объем товара у, подлежащего хранению в период времени (равен:

Й,7 - 2 •

Кроме того, при решении данной задачи целесообразно учесть ограничения на минимальный у™™ и максимальный объем продаж товаров в период времени I, а также бюджетные ограничения Ъ, на общую сумму средств, которая выделяется на приобретение товаров в период времени г. Данное ограничение можно выразить следующим образом:

Цс1)хи<Ьг )

Оптимальное соотношение между покупаемым, хранимым и продаваемым товаром может быть получено из решения следующей специальной задачи линейного программирования. Требуется вычислить переменные х^, У] ,, и обращающие в максимум линейную форму:

2 = -с^и (3)

при условиях:

г у и - <*,.„ + ~ ==

-у^]

^}хи<Ьп{ = 1,...,Т-, (4)

хи > 0,уи > > 0,у = 1.....У,/ = 1,...,7\

Линейная функция (3) выражает прибыль - превышение доходов над расходами. Первая строка в системе ограничений (4) представляют собой ограничения по объему продаж для у-го товара, который не должен превышать запаса данного товара в начале периода времени г. Вторая строка в системе ограничений (4) представляет собой ограничение по емкости склада. Третья строка - бюджетные ограничения на приобретение товаров. Четвертая строка - двусторонние ограничения, накладываемые на максимальный и минимальный объем продаж товаров в период времени ? в соответствии с маркетинговыми прогнозами рыночного спроса на данные товары. Наконец, последняя строка в системе ограничений (4) - это ограничения на неотрицательность переменных х , уи г/^,. В некоторых случаях может потребоваться дополнительное ограничение на целочислен-ность переменных х , у^ и .

В диссертации рассматривается численный пример иллюстрирующий применение модели рассматриваемой задачи на практике.

4. Разработана стохастическая модель многономенклатурной задачи о стратегии приобретения и продаж товаров в условиях изменяющегося спроса, которая в отличие от динамической модели данной задачи позволяет не только найти оптимальное соотношение между покупаемым, хранимым и продаваемым товаром, но и свести к минимуму рост складских запасов в условиях существенной неравномерности спроса.

Ограниченность рассмотренной выше динамической модели задачи о

стратегии приобретения и продажи товаров в условиях изменяющегося спроса заключается в детерминистической трактовки будущего, поэтому детерминированные модели, как правило, не позволяю находить приемлемое решение в условиях, когда прогноз спроса характеризуется существенной неточностью. Для этих целей используют модели стохастического линейного программирования.

Используя введенные ранее обозначения коэффициентов и переменных, сформулируем модель стохастического линейного программирования.

Частная стохастическая модель многономенклатурной задачи о стратегии приобретения и продаж товаров в условиях изменяющегося спроса на двухнедельный период имеет вид:

2 = 20 + 0,252, + 0,522 + 0,2523 -> шах, (5)

где 20 - чистая прибыль за первый период времени / = 1;

2Х - чистая прибыль для следующих периодов времени г = 2,..., Т по

1-му сценарию;

22 - чистая прибыль для следующих периодов времени г = 2,..., Т по

2-му сценарию;

2Ъ — чистая прибыль для следующих периодов времени ? = 2,..., Г по

3-му сценарию.

Каждая из переменных 2к целевой функции (9) представляет собой подмодель следующего вида:

-г(1)г „(3) + ¿и

=£1

) 1

и

(6)

при условиях:

= сога?, ] = 1,...,/; У]Л =соти]~ 1,...,./;

<

= 1.....Т;

}

гшп ^ , ^ .тах 1 г . л гр

(7)

^ хи > 0> 0> 0,у = 1,...,/,? = 1 Очевидно, что мы объединили в целевой функции (5) три подмодели динамического линейного программирования. Отличия представленной выше модели (6)-(7) от модели (3)-(4) заключаются в том, что, во-первых, в том, что решение для первого периода времени I = 1 рассматриваемого периода планирования Т уже реализовано, поэтому количество товара приобретенного в первый период времени и продажи в первый период

времени у^ являются константами. Данные ограничения означают, что

мы фактически находим оптимальное решение для следующих периодов времени г = 2,..., Т, поскольку решение для первого периода является исходными данными задачи. Во-вторых, мы исключили ограничения по объему продаж для ]-го товара, который не должен превышать запаса данного товара в начале периода времени I (первая строка в системе ограничений (4)). Поскольку в рассматриваемой стохастической задаче данное ограничение является избыточным.

В диссертации рассматривается численный пример иллюстрирующий применение модели рассматриваемой задачи на практике.

5. Предложен алгоритм разработки стратегии приобретения и продажи товаров в условиях изменяющегося спроса. Реализация данного алгоритма позволяет выбрать оптимальный в конкретных условиях метод решения рассматриваемой задачи.

Задача о стратегии приобретения и продажи товара в условиях изменяющегося спроса может быть представлена как в виде динамической многопериодной модели, так и в виде стохастической модели. В этой связи возникает вопрос о целесообразности применения для разработки стратегии приобретения и продажи товаров той или иной модели. По нашему мнению, в случае, когда спрос является относительно стабильным целесообразно использовать динамическую модель данной задачи, в случае существенной неравномерности спроса - стохастическую модель. Тогда, алгоритм разработки оптимальной стратегии приобретения и продажи товаров в условиях изменяющегося спроса можно представить в виде блок-схемы (рис. 2). Алгоритм содержит несколько этапов планирования, которые представлены в виде десяти основных блоков на блок-схеме.

В блоке 1 и блоке 2 решается задача сбора исходных данных о заказах и закупках и их предварительного анализа с целью выявления проблемы и определения наиболее проблемных групп товаров.

Затем производится расчет коэффициентов вариации спроса по проблемным группам товаров и выбор метода разработки стратегии приобретения и продаж в условиях изменяющегося спроса (блок 3 и блок 4). Если коэффициент вариации спроса не превышает 30%, то разрабатывается и находится численное решение динамической модели рассматриваемой задачи (блок 5), если коэффициент вариации спроса превышает 30% — стохастической модели (блок 6). Результатом решения данных задач является план приобретения и продаж (блок 7).

Анализ численного решения рассматриваемой задачи проводят с целью выявления неадекватности или некорректности модели (блок 8).

товаров в условиях изменяющегося спроса

В случае если процесс численного решения задачи завершился успешно, признаков неадекватности или некорректности модели не выявлено (блок 9), то полученное решение является оптимальным планом приобретения и продажи товаров в условиях изменяющегося спроса (блок 10), в случае выявления неадекватности модели требуется ее коррекция и доработка.

Предложенный алгоритм апробирован в компании «ПРОСТОР Телеком» при разработке оптимальной стратегии приобретения и реализации наиболее востребованных товаров в условиях изменяющегося спроса на них. Анализ данных о заказах и закупках в компании «ПРОСТОР Телеком» показал, что наиболее проблемными позициями товаров являются отдельные виды кабелей, например, кабель FTP наружный, кабель UTP внутренний и кабель UTP наружный. Остатки основного склад по этим товарно-номенклатурным позициям значительно превышают страховой запас (минимальный остаток). Спрос клиентов удовлетворяется в значительной степени из запасов.

Результаты различных вариантов решения задачи о стратегии приобретения и продажи товаров в условиях изменяющегося спроса в компании «ПРОСТОР Телеком» представлены в табл. 2.

Таблица 2

Варианты решения задачи о стратегии приобретения и продажи товаров в

условиях изменяющегося спроса в компании «ПРОСТОР Телеком»

Показатель Стратегия управления уровнем запасов

Минимизации Оптимизации Максимизации

Количество приобретенных единиц товара, м 189925 209605 213875

Количество проданных единиц товара, м 209605 209605 186205

Запасы на начало периода (январь), м 27705 27705 27705

Запасы на конец периода (апрель), м 8025 27705 55375

Общая чистая прибыль, тыс. руб. 1582,4 1245,6 406,7

Анализ данных, представленных в табл. 2, позволяет сделать ряд выводов. Во-первых, оптимальным решением в отношении стратегии управления уровнем запаса является выбор стратегии минимизации запаса. В данном случае общая чистая прибыль составляет 1582,4 тыс. руб., что на 336,8 тыс. руб. или на 27,0% больше, чем в случае применения стратегии оптимизации запасов, и на 1175,7 тыс. руб. или в 2,9 раза больше, чем в случае применения стратегии максимизации запасов. Во-вторых, используемая в компании «ПРОСТОР Телеком», стратегия оптимизации запасов показывает свою недостаточно высокую эффективность. Очевидно, что не-

эффективность данной стратегии связана с необходимостью поддержания избыточных остаточных запасов по рассматриваемым товарно-номенклатурным позициям при относительной стабильности спроса на них. В-третьих, применение стратегии максимизации запаса целесообразно только в случае, если клиент не может ждать, что требует немедленной выдачи его заказа из запасов.

Таким образом, в результате проведенного вычислительного эксперимента подтверждена эффективность применения разработанного алгоритма планирования на практике.

III. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Проведенные нами исследования показали, что изучение проблемы планирования распределения продукции в многоуровневых сетях поставок является актуальной задачей в современных условиях, которая встает перед активно развивающимися торговыми компаниями, нуждающимися как в создании сетей распределения, так и в совершенствовании уже существующей технологии продвижения своей продукции на рынки сбыта.

2. Анализ специализированной литературы показал, что модели и методы планирования распределения продукции в многоуровневых сетях поставок недостаточно хорошо изучены, поэтому очевидна необходимость проведения исследований в этой области.

3. Проведенный анализ существующих методов и моделей размещения запасов в сети распределения позволил разработать обобщенный подход к выбору стратегии размещения запасов в сети распределения продукции, позволяющий оптимизировать совокупные затраты, связанные с созданием и продвижением запасов.

4. Разработанные нами модели и методы решения задачи о стратегии распределения запасов в многоуровневых сетях поставок, а также задачи о стратегии приобретения и продаж товаров в условиях изменяющегося спроса показали свою эффективность в процессе вычислительного эксперимента. Данные модели могут быть включены в программные пакеты по планированию распределения, и их использование позволит добиться снижения совокупных издержек, связанных с физическим распределением.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ:

1. Колмаков A.B. Сетевые модели распределения товаров в цепи поставок // Вестник ИНЖЭКОНа. Сер. «Экономика». 2011. Вып. 2 (45). -С. 289-293.-0,4 п.л.

Публикации в других изданиях:

2. Козаков A.B., Бочкарев A.A. Стратегия приобретения и продажи товаров в условиях изменяющегося спроса // Логистика - евразийский мост: материалы VI Междунар. науч.-практ. конф. 2, 3 марта 2011 г., г. Красноярск / Краснояр. гос. аграр. ун-т. - В 2 ч. - Красноярск, 2011. - Ч. 1. -С. 196-202.-0,4/0,2 п.л.

3. Колмаков A.B., Бочкарев A.A. Проблема распределения запасов в звеньях цепи поставок и подходы к ее решению // Проблемы подготовки профессиональных кадров по логистике в условиях глобальной конкурентной среды: VIII МНПК 8-9 октября 2010 г. Сборник докладов К.: НАУ, 2010. - С. 33-35.-0,2/0,1 п.л.

4. Колмаков A.B. Актуальные задачи управления закупками в многоуровневых логистических системах // Логистика: современные тенденции развития: VIII Международная научно-практическая конференция 16, 17 апреля 2009 г.: Тез. докл. СПб.: СПбГИЭУ, 2009.-С. 130-132.-0,15 п.л.

5. Колмаков A.B. Задачи управления денежными потоками на примере ООО «Торговый Дом «ПЕКАР» // Первый научный конгресс студентов и аспирантов 23, 24 апр. 2008 г. ИНЖЭКОН-2008 : тез. докл. СПб.: СПбГИЭУ, 2007. - С. 74. - 0,05 п.л.

6. Колмаков A.B. Исследование функций и задач закупочной логистики // Современные проблемы экономики, социологии и права : сб. науч. ст. асп. СПбГИЭУ. Вып. 7. СПб.: СПбГИЭУ, 2010. - С. 153-156.-0,2 п.л.

7. Колмаков A.B. Проблемы управления запасами в телекоммуникационной области // Логистика: современные тенденции развития: IX Международная научно-практическая конференция 15, 16 апреля 2010 г.: Тез. докл. СПб.: СПбГИЭУ, 2010. - С. 192-193.-0,1 п.л.

8. Колмаков A.B. Тенден ции развития телекоммуникационной отрасли // Современные проблемы экономики, социологии и права : сб. науч. ст. асп. СПбГИЭУ. Вып. 8. СПб.: СПбГИЭУ, 2010. - С. 263-266. - 0,2 п.л.

9. Колмаков A.B. Факторы, определяющие актуальность логистики в условиях российской экономики // Современные проблемы экономики, социологии и права : сб. науч. ст. асп. СПбГИЭУ. Вып. 6. СПб.: СПбГИЭУ, 2009.-С. 272-274.-0,15 п.л.

Подписано в печать Формат 60x84'/16 Печ.л. 4. Тираж ЮО экз. Заказ 5 •( Л

ИзПК СПбГИЭУ 191002, Санкт-Петербург, ул. Марата, 31

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидата экономических наук, Колмаков, Алексей Владимирович

ВВЕДЕНИЕ.

1. АКТУАЛЬНОСТЬ ЗАДАЧИ ПЛАНИРОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАПАСОВ В МНОГОУРОВНЕВЫХ СЕТЯХ ПОСТАВОК.

1.1. Место и роль управления запасами в логистике. Процесс управления запасами.

1.2. Анализ состояния и тенденций развития теории и практики управления распределением запасов в многоуровневых сетях поставок.

1.3. Проблема распределения запасов в телекоммуникационной отрасли.

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И МОДЕЛЕЙ СТРАТЕГИЧЕСКОГО ПЛАНИРОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТОВАРОВ В МНОГОУРОВНЕВЫХ СЕТЯХ ПОСТАВОК.

2.1. Сетевые и потоковые модели в управлении цепями поставок.

2.2. Разработка стратегии распределения товаров в звеньях цепи поставок.

2.3. Разработка стратегии приобретения и продажи товаров в условиях изменяющегося спроса.

3. ФОРМИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ БАЗЫ И АПРОБАЦИЯ ПРЕДЛОЖЕННЫХ МОДЕЛЕЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАПАСОВ В МНОГОУРОВНЕВЫХ СЕТЯХ ПОСТАВОК.

3.1. Информационная поддержка процесса принятия решений в сфере управления запасами в многоуровневых сетях поставок.

3.2. Апробация предложенных моделей распределения запасов в многоуровневых сетях поставок.

Диссертация: введение по экономике, на тему "Модели и методы планирования распределения продукции в многоуровневых сетях поставок"

Актуальность темы исследования. В современных условиях рынок предъявляет к каждому субъекту финансово-хозяйственной деятельности достаточно жесткие требования. Повышение эффективности систем распределения является сегодня одной из самых актуальных проблем, стоящих перед руководством любого промышленного предприятия. Разработка методов и моделей стратегического планирования распределения продукции все острее встает перед активно развивающимися торговыми компаниями, нуждающимися как в создании сетей распределения, так и в совершенствовании уже существующей технологии продвижения своей продукции на рынки сбыта.

Значимым элементом системы физического распределения продукции является дистрибутивная сеть, через которую осуществляется распределение материального потока. Построение оптимального плана размещения продукции в звеньях сети распределения оказывает существенное влияние на издержки, возникающие в процессе доведения товаров до потребителей, а через них и на конечную стоимость реализуемого продукта, что, безусловно, является одним из ключевых факторов конкурентоспособности, особенно в условиях мирового финансового кризиса. Обобщение мнений экспертов дает право сообщить о том, что применение логистики позволяет: сократить время движения продукции на 25-45%, сократить повторные складские перевозки в 1,5-2 раза, сократить расходы на автоперевозки на 7-20%, на железнодорожном транспорте - на 5-12%.

В настоящее время получили распространение многоуровневые системы размещения запасов, характерные для дилерских сетей, сетевых ритейле-ров, транснациональных компаний и технологически сложных производств. На сетевые компании приходится более половины мирового промышленного производства и до 75% продаж готовой продукции.

Для сетевых бизнес-структур и технологически сложных производств характерны следующие особенности:

- материальные запасы в них формируются на нескольких иерархических уровнях, соответствующих определенному технологическому этапу производства, либо положению запаса в цепи поставок;

- между запасами существует взаимосвязь и взаимозависимость, обусловленная спецификой технологии производства, пространственным размещением объектов логистической инфраструктуры;

- имеют место проблема существенной неопределенности спроса, которая приводит к завышенным товарным запасам на складах всех уровней.

Для управления запасами в таких системах не всегда применимы традиционные модели и методы, ориентированные на случай «изолированных запасов» при детерминированном спросе на них, поэтому требуется разработка принципиально новых подходов, учитывающих многоуровневое размещение запасов и неопределенный спрос.

Степень разработанности проблемы. Вопросами теории и практики логистики, проектирования логистических сетей и систем распределения в разное время занимались отечественные ученые — Аникин Б.А., Бережная Е.В., Бережной В.И., Бочкарев A.A., Бобкова В.М., Будрина Е.В., Гаджин-ский A.M., Долгов А.П., Дыбская В.В., Зайцев Е.И., Залманова М.Е., Иванов Д.А., Королева Е.А., Лукинский B.C., Лукинский В.В., Малевич Ю.В., Миро-тин Л.Б., Некрасов А.Г., Неруш Ю.М., Плетнева Н.Г., Рыжиков Ю.И., Сидоров И.И., Семененко А.И., Сергеев В.И., Смехов A.A., Ташбаев Ы.Э., Тяпу-хин А.П., Уваров С.А., Щербаков В.В., а также зарубежные - Бауэрсокс Д.Д., Гатторна Дж., Клосс Д.Д., Ламберт Д.М., Сариуш-Вольский 3., Скворо-нек Ч., Сток Д.Р., Taxa X., Уотерс Д., Шапиро Дж., и др.

Тем не менее, на основании анализа большого числа статей, учебных пособий и монографий, посвященных логистике, можно сделать вывод о том, что, несмотря на появление в последнее время не малого количества аналитических работ в области логистики и управления цепями поставок, методы и модели планирования распределения продукции в многоуровневых сетях поставок не достаточно подробно изучены и проработаны.

Целью диссертационного исследования является совершенствование методического подхода, разработка и апробация моделей оптимального распределения продукции в логистических сетях с учетом заданных ограничений для повышения конкурентоспособности и эффективности управления цепями поставок на стратегическом, тактическом и операционном уровне.

В соответствии с целью исследования в работе были поставлены следующие основные задачи:

- провести анализ теории и методологии управления запасами, выявить проблемы практического применения существующих моделей размещения запасов в сети распределения и доказать необходимость их развития;

- предложить классификация существующих методов решения задачи о размещении запасов в сети распределения;

- предложить концептуальный подход к выбору стратегии размещение запасов в сети распределения;

- провести сравнительный анализ различных методов и алгоритмов решения задачи о размещения запасов в сети распределения и предложить алгоритм, позволяющий наиболее эффективно решать данную задачу;

- разработать математические модели и методику решения задачи о разработке стратегии приобретения и продажи товаров в условиях изменяющегося спроса;

- провести апробацию предложенных алгоритмов и моделей. Объектом исследования являются предприятия и организации, участники логистической цепи, осуществляющие распределение товаров.

Предметом исследования являются модели и методы управления логистическими потоками, процессы физического продвижения продукции от поставщика к потребителю.

Теоретической и методологической основой диссертационного исследования являются труды отечественных и зарубежных ученых в области экономической теории, системного анализа, системного проектирования, теории логистики, теории управления, финансового менеджмента. В качестве инструментов исследования в диссертации были применены методы экономического анализа, математической статистики, экономико-математического моделирования и линейного программирования. Проведение необходимых расчетов было осуществлено с использованием электронных таблиц и универсальных математических пакетов.

В работе были также использованы материалы научно-практических конференций, периодической литературы.

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:

1. Предложен концептуальный подход к выбору стратегии размещения запасов в сети распределения продукции, позволяющий оптимизировать совокупные затраты, связанные с созданием и продвижением запасов.

2. Предложена новая постановка задачи о стратегии распределения запасов в многоуровневых сетях поставок в виде модели транспортной задачи с промежуточными пунктами, что позволяет минимизировать затраты на доставку и грузопереработку, в отличие от целевой функции задачи о максимальном потоке, которая максимизирует величину потока в данной сети.

3. Разработана динамическая многопериодная модель многономенклатурной задачи о стратегии приобретения и продаж товаров в условиях изменяющегося спроса. Численное решение данной задачи позволяет найти оптимальное соотношение между покупаемым, хранимым и продаваемым товаром, приводящее к максимальной величине прибыли.

4. Разработана стохастическая модель многономенклатурной задачи о стратегии приобретения и продаж товаров в условиях изменяющегося спроса, которая в отличие от динамической модели данной задачи позволяет не только найти оптимальное соотношение между покупаемым, хранимым и продаваемым товаром, но и свести к минимуму рост складских запасов в условиях существенной неравномерности спроса.

5. Предложен алгоритм разработки стратегии приобретения и продажи товаров в условиях изменяющегося спроса. Реализация данного алгоритма позволяет выбрать оптимальный в конкретных условиях метод решения рассматриваемой задачи.

Теоретическая и практическая значимость диссертационного исследования заключается в разработке методов, и моделей распределения запасов в многоуровневых сетях поставок с учетом затрат на доставку и грузоперера-ботку и заданных ограничений; разработке математических моделей многономенклатурной задачи о стратегии приобретения и продаж товаров в условиях изменяющегося спроса. Предложения» и рекомендации по применению разработанных моделей и методов логистики могут быть использованы в практической работе руководителей предприятий и их структурных подразделений, менеджеров и специалистов в области логистики, а также аналитиков и консультантов.

Публикации по теме диссертации. Всего по теме диссертационного исследования опубликовано 9 научных работ общим объемом 1,85 п.л., в т.ч. 1,55 п.л. авторских.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложений.

Диссертация: заключение по теме "Экономика и управление народным хозяйством: теория управления экономическими системами; макроэкономика; экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами; управление инновациями; региональная экономика; логистика; экономика труда", Колмаков, Алексей Владимирович

Основные результаты проведенного исследования состоят в следующем:

- проведен анализ теории и методологии управления запасами, выявлены проблемы практического применения существующих моделей размещения запасов в сети распределения и доказана необходимость их развития;

- предложена классификация существующих методов решения задачи о размещении запасов в сети распределения;

- предложен концептуальный подход к выбору стратегии размещение запасов в сети распределения;

- проведен сравнительный анализ различных методов и алгоритмов решения задачи о размещения запасов в сети распределения и предложен алгоритм, позволяющий наиболее эффективно решать данную задачу;

- разработаны динамическая и стохастическая математические модели задачи о разработке стратегии приобретения и продажи товаров в условиях изменяющегося спроса;

- разработана индивидуальная постановку задачи о стратегии приобретения и продаж в условиях изменяющегося спроса для компании «ПРОСТОР Телеком» и проведен вычислительный эксперимент, подтверждающий эффективность применения разработанной модели на практике.

Полученные результаты и выводы, на наш взгляд, далеки от совершенства, но в то же время могут быть полезны как для научных работников, так и для практиков, осуществляющих планирование распределения продукции в многоуровневых сетях поставок.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Внешняя среда, в которой осуществляются логистические операции, постоянно претерпевает изменения под воздействием изменения рынка и условий конкуренции. Для того чтобы своевременно и адекватно реагировать на эти изменения, любой компании нужна методология систематического планирования, проектирования и реинжиниринга логистической системы, позволяющая учитывать сложившиеся обстоятельства и оценивать, возможные альтернативы ее развития. Данная методология, получившая название управление цепями поставок, требует развития соответствующего инструментария.

В диссертации разработаны методы и модели прикладного характера, предназначенные для планирования распределения продукции в многоуровневых сетях поставок.