Модели и методы управления транспортно-терминальными операциями в цепях поставок с учетом надежности тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Модели и методы управления транспортно-терминальными операциями в цепях поставок с учетом надежности"

4ВЭ I» 1 ^а пРавах рукописи

ШУРПАТОВ Илья Григорьевич

МОДЕЛИ И МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНО-ТЕРМИНАЛЬНЫМИ ОПЕРАЦИЯМИ В ЦЕПЯХ ПОСТАВОК С УЧЕТОМ НАДЕЖНОСТИ

Специальность 08.00.05 — Экономика и управление народным хозяйством: логистика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

2 8 тп 2011

Санкт - Петербург 2011

4851712

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

Научный руководитель: Малевич Юлия Валерьевна

доктор экономических наук, доцент, декан факультета логистики и транспорта ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный инженерно-экономический университет»

Официальные оппоненты: Уваров Сергей Алексеевич

доктор экономических наук, профессор, заведующий кафедрой систем технологий и товароведения

ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет экономики и финансов»

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» Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Петербургский

государственный университет путей сообщения», кафедра логистики и коммерческой работы

Защита состоится «15» сентября 2011 г. в 11.00 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.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор экономических наук, доцент

Н.Г. Плетнева

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Одним из важнейших направлений в логистике в настоящее время является повышение надежности работы цепей поставок. Это отмечают в своем очередном отчете по оценке Индекса логистической эффективности (LPI) эксперты Всемирного банка. В первую очередь это вызвано требованиями клиентов, предъявляемыми к логистическому сервису, среди которых лидирующее место занимает требование по обеспечению надежности поставок (=97% по данным экспертов). При этом под надежностью поставок может пониматься не только доставка груза в требуемое место в назначенный срок, но и его сохранность, точность формирования заказа. В странах с низким уровнем LPI наблюдаются большие расхождения по выполнению сроков поставки экспортируемых и импортируемых товаров.

Цель управления цепями поставок состоит в минимизации общих логистических издержек при удовлетворении спроса. Любой даже незначительный сбой в процессе работы цепи поставок приводит к росту логистических издержек. Стабильность и устойчивость состояния цепи поставок определятся совокупностью состояний всех ее элементов и связей, которые оцениваются по критерию надежности. Повышение надежности каждого отдельного элемента логистической системы повлечет за собой повышение качества обслуживания и снижение затрат за счет уменьшения штрафных санкций из-за нарушений условий договора, затрат на восстановление работоспособного состояния цепи поставок.

Расчет показателей надежности цепей поставок является важным фактором при выработке форм и методов повышения их стабильности и защищенности. Идентификация угроз стабильности хозяйственных связей и правильный выбор измерителей их проявления позволяет сформировать комплекс необходимых мер и методов по предупреждению возможных отказов, соответствующих масштабу потерь, вызванных этими отказами.

Анализ общей надежности цепей поставок, включающий формирование требований к надежности их элементов и учет надежностных характеристик при оценке общих логистических издержек, является одним из актуальных направлений в исследовании возможностей повышения эффективности и конкурентоспособности цепей поставок.

Степень проработанности проблемы. Вопросам надежности цепей поставок посвящены работы отечественных ученых: Бочкарева A.A., Зайцева Е.И., Курганова В.М., Куликовой В.И., Лукинского B.C., Нагловского С.Н., Путилиной Т.И., Сергеева В.И., Схановой С.Э., Уварова С.А. и зарубежных ученых: Блеккера Т., Керстена В., Нагорной А., Йосси Ш. и др.

Проблемам организации терминалов, транспортировки, моделирования транспортно-терминальных систем и управления транспортно-терминальными операциями в цепях поставок посвящены работы:

Аникина Б.А., Волгина В.В., Гаджинского A.M., Герами В.Д., Горева Э.А., Дитриха М., Дыбской В.В., Королевой Е.А., Манжосова Г.П., Майзнера H.A., Малевич Ю.В., Миротина Л.Б., Николайчука В.Е., Никифорова В.В., Новикова О.В., Тарана С.А., Цениной Т.Т., Шапиро Дж. и др.

Анализ вышеперечисленных работ показал, что:

- исследования в области надежности цепей поставок носят разрозненный характер, нет четко определенного понятийно-методологического аппарата; большинство авторов в своих исследованиях берут за основу положения общей теории надежности;

- в большинстве вопросов организации и управления транспортно-терминальными операциями критерий надежности редко учитывается в расчетных моделях;

- аналитический инструментарий, позволяющий повысить надежность выполнения функций и операций в цепях поставок, требует дальнейшего совершенствования.

Целыо диссертационного исследования является развитие моделей и методов управления цепями поставок и, в частности, транспортно-терминальными операциями с учетом надежности.

Достижение поставленной цели потребовало решение следующих

задач:

- рассмотреть эволюцию теории надежности цепей поставок, а также проанализировать различные способы описания сложных систем с точки зрения надежности и рисков, связанных с их функционированием;

- осуществить оценку состояния цепей поставок по критерию надежности в Российской Федерации и раскрыть содержание задач повышения надежности цепей поставок;

- разработать расчетные модели формирования структуры цепи поставок по критерию надежности и минимума затрат, связанных с ее функционированием;

- разработать модель взаимодействия материальных потоков в транспортно-складских системах с условием обеспечения надежности, а также алгоритм синхронизации материальных потоков в транспортно-складских системах;

- разработать методические основы формирования надежности внутрискладских процессов;

- провести апробацию предлагаемых моделей формирования структуры цепи поставок в среде Mathcad.

Предметом исследования являются модели и методы повышения надежности цепей поставок и, в частности, модели формирования надежности транспортно-терминальных операций.

Объектом исследования являются транспортно-терминальные one-

рации в цепях поставок предприятий и организаций, управление которыми направлено на повышение надежности и оптимизацию ресурсов.

Теоретическую и методологическую основу исследования составляют труды отечественных и зарубежных ученых по разработке моделей управления цепями поставок, транспортно-терминальными операциями и организации терминалов, а также исследования, посвященные теории надежности и надежности цепей поставок. В ходе исследования были рассмотрены следующие разделы теории надежности: структурная надежность, параметрическая (или функциональная) надежность, надежность сложных систем. Были проанализированы специализированные справочники, результаты научных конференций, публикации в журналах.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в следующем:

- на основе анализа данных о состоянии цепей поставок в Российской Федерации обоснована необходимость обеспечения надежности как отдельных операций, так и цепей поставок в целом, и раскрыто содержание задач управления цепями поставок с учетом надежности;

- разработан комплекс расчетных моделей формирования структуры цепи поставок с учетом надежности и минимума совокупных затрат;

- разработана модель взаимодействия материальных потоков, позволяющая повысить надежность транспортно-терминальных операций за счет использования технологии тайм-слотирования и оптимизации временных параметров поставок;

- сформированы методические основы обеспечения складских процессов, в рамках которых выполняется оценка неравномерности поступления и генерации материальных потоков, и определяются уровни, необходимые для обеспечения надежности всего процесса с учетом минимизации затрат.

Практическая значимость исследования заключается в том, что предложенные в работе подходы, модели и методы способствуют повышению надежности как отдельных элементов, так и цепей поставок в целом, что позволяет оптимизировать издержки на выполнение логистических операций.

Методические положения диссертации могут использоваться в системе высшей школы Российской Федерации для профессиональной подготовки по специальности «Логистика и управление цепями поставок» и направлению «Менеджмент» в рамках магистерских программ.

Апробация и внедрение результатов исследования. Основные аспекты работы изложены и обсуждены на ежегодных международных конференциях «Логистика: современные тенденции развития» (Санкт-Петербург, апрель 2009-2011 гг.), на IV Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Эффективная логистика» (Челябинск, 3 декабря 2010 г.), на научно-практической конфе-

ренции с международным участием «Системный анализ и логистика на транспорте» (Санкт-Петербург, 21-22 апреля 2011 г.).

Ряд положений диссертации нашли практическое применение в учебном процессе в ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный инженерно-экономический университет» при подготовке дисциплин «Экономико-математические методы и модели в логистике» и «Информационные системы и технологии в логистике и управлении цепями поставок», а также в деятельности предприятия ОАО «Колпинская автобаза «Спецтранс».

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

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 19 научных работах общим объемом 5,42 п. л., в том числе в 6 статьях в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

II. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. На основе анализа данных о состоянии цепей поставок в Российской Федерации обоснована необходимость обеспечения надежности как отдельных операций, так и цепей поставок в целом, и раскрыто содержание задач управления цепями поставок с учетом надежности.

По результатам исследования Всемирного банка, проведенного в 2010 г., Россия по значению Индекса логистической эффективности находится на 94 месте из 155 стран, которые участвовали в исследовании. При формировании данного показателя учитывался такой фактор, как своевременность поставок, который, по мнению экспертов Всемирного банка, в первую очередь говорит о надежности цепей поставок. По этому показателю Российская Федерация занимает 88 место, что говорит о достаточно невысокой надежности цепей поставок.

Для повышения надежности в работе сформирован комплекс задач по управлению цепями поставок, основными из которых являются:

- идентификация угроз стабильности функционирования цепей поставок и формирование моделей оценки ущерба;

- нормирование уровней надежности отдельных операций в цепях поставок;

- разработка моделей и методов оптимизации структуры цепи поставок по критерию надежности;

- формирование моделей взаимодействия материальных потоков в транспортно-складских системах, позволяющих повысить надежность логистических функций и операций с учетом интегрального характера процессов;

- разработка и применение специализированного программного обеспечения поддержки и принятия решений.

2. Разработан комплекс расчетных моделей формирования структуры цепи поставок с учетом надежности и минимума совокупных логистических затрат.

Изменения, происходящие в мировой экономике - глобализация и интеграция, приводят к тому, что в настоящее время конкурируют уже не отдельные предприятия, а цепи поставок. При этом изменились и приоритеты потребителей логистических услуг: большое значение имеет не только минимум затрат, но и качество и своевременность предоставляемых услуг. В этой связи особую актуальность приобретают вопросы надежности цепей поставок.

Выполненные исследования показали, что для качественного функционирования цепи поставок по заданному критерию надежности должно выполняться условие:

Рс^Ро, (О

где Ре - уровень надежности всей цепи поставок;

Р0 - требуемый уровень надежности всей цепи поставок.

Например, в качестве критерия надежности можно рассматривать вероятность выполнения логистических операций в указанный срок. В таком случае, для цепи поставок приведенной на рис. 1, введем следующие обозначения:

Р] ~ вероятность комплектования поставщиком требуемой партии товара в течение определенного отрезка времени;

Р2 - вероятность доставки груза первым перевозчиком на региональный терминал в заданный интервал времени;

Рз - вероятность выполнения погрузочно-разгрузочных работ и терминальной обработки груза за заданный промежуток времени;

Р4 - вероятность доставки груза потребителю в заданный интервал времени.

Поставщик Перевозчик Терминал Перевозчик Потребитель

Рис. 1. Пример цепи поставок

Выход за допустимые рамки любого из указанных параметров на одном из участков цепи поставок приведет к нарушению контрактных обязательств, т.е отказу в цепи поставок.

Для примера, приведенного на рис. 1, задача разработки структуры цепи поставок при условии минимизации затрат будет выглядеть следующим образом:

С^ттДС,.....Сп,Р„...,Р„)

р < ртш*

где /(С,,...,Сп,Ри...,/'„)- функция затрат, связанных с работой цепи поставок с определенными уровнями надежности ее элементов;

Р], ..., Р„ - надежности элементов цепи поставок;

С1...,С„ - параметры функции затрат, отражающие влияние

надежности каждого элемента цепи поставок на общий уровень затрат С;

- максимальная надежность, которая может быть обеспечена /-м звеном цепи поставок.

При высоких значениях Рв задача (2) не имеет решений, которые удовлетворяли бы поставленным в задаче ограничениям. В таком случае необходимо привлечение дополнительных поставщиков, перевозчиков, дополнительных складских мощностей и т.д., которые будут замещать соответствующий отказавший элемент цепи поставок в случае необходимости. Дополнительные элементы цепи поставок, которые будут включаться в работу только в отдельных случаях, будем называть резервными.

Поэлементное резервирование в цепи поставок позволит обеспечить заданный (более высокий, чем существующий) уровень надежности. В случае, когда каждый из элементов цепи поставок резервируется несколькими дополнительными элементами, возможная структура цепи поставок для рассматриваемого примера будет иметь вид, представленный на рис. 2.

Поставщик 1 " Перевозчик 1 Терминал 1 г Перевозчик 1

Поставщик 2 ^ Перевозчик 2 ^ ^ Терминал 2 Перевозчик 2

Поставщик п Перевозчик п ^ Терминал ^ Перевозчик п

Рис. 2. Структура цепи поставок с резервированием Цепь поставок можно сформировать путем подбора основных и резервных элементов из имеющегося набора возможных вариантов, представленных на рынке рассматриваемого региона, каждый из которых ха-

рактеризуется обеспечиваемым уровнем надежности Ру и затратами, возникающими при его использовании В таком случае возможно решение двух задач:

- определение уровня надежности, обеспечиваемого цепью поставок с определенной структурой при заданном уровне издержек, связанных с функционированием цепи;

- определение издержек, связанных с обеспечением функционирования цепи определенной структуры и заданным уровнем надежности.

Допустим, что доставка груза осуществляется т основными перевозчиками (перевозчиками первого уровня), каждый из которых может резервироваться п-1 перевозчиком. В свою очередь каждый перевозчик характеризуется следующими параметрами:

Ру - вероятностью нормального функционирования (доставки груза в указанный срок);

Су - затратами, связанными с резервированием элемента (перевозчика);

Gjj - затратами, связанными с транспортировкой груза (г б[l;m], Уе[1;и]).

В случае, когда требуемая надежность функционирования цепи поставок задана клиентом, структура цепи поставок определяется из условия минимизации затрат. Условие такой задачи выглядит следующим образом:

s = Z2X; -X.J +11max(G„ -X, J-> min

Ы j-1

В случае, когда существует ограничение по суммарным затратам, условие задачи следует записать так:

^nfi-nMA)]-»»«

S = t ЬС,., ■ X,J + £тах(о„ • X,j) < Sm„

/.I ¡.\ ,.i

где X— матрица закрепления, отражающая структуру цепи.

Элементы матрицы X могут принимать только два возможных значения 0 и 1. Значение 1 соответствует элементу, который будет присутствовать в цепи, а значение 0 - который будет в ней отсутствовать.

В некоторых случаях целью решения задачи формирования структуры цепи поставок при минимизации затрат является определение количества резервных элементов на каждом участке цепи поставок, а также тех уровней надежности, которые должны ими обеспечиваться. В этом случае решение задачи следует выполнять при допущении, что надежности основных и резервных элементов на каждом участке цепи поставок должны

быть равны.

Тогда условие задачи (для примера, приведенного на рис. 2) следует записать в виде системы:

Ы]

./(С„...,СЛ>Р,...../»,)-» min . (5)

Р. < Р.шх

Y, < Y™

Задача (5) сводится к определению двух векторов Р и Y. Элементы вектора Р соответствуют уровням надежности i-го основного элемента в цепи поставок, а значения элементов в векторе Y соответствует количеству резервных элементов (включая и основной) на г'-м участке цепи (г е [1,ш]).

3. Разработана модель взаимодействия материальных потоков, позволяющая повысить надежность транспортно-терминальных операций за счет использования технологии тайм-слотирования и оптимизации временных параметров поставок.

Для повышения надежности транспортно-терминальных операций необходимо равномерно распределять потоки грузов на терминале. Наиболее эффективный вариант взаимодействия транспорта и терминала подразумевает наличие согласованного расписания, которое должно неукоснительно соблюдаться. Выполненные исследования показали, что одним из возможных путей решения данной проблемы является внедрение на терминалах технологии «тайм-слотирования»

Согласование выполнения транспортно-терминальных операций при реализации технологии тайм-слотирования должно осуществляться, на наш взгляд, на основе временной диаграммы, представленной на рис. 3.

Если транспортное средство прибыло ранее установленного времени, возникают издержки, связанные с простоем транспорта в ожидании обслуживания (td<T„, интервал I на рис. 3).

s,=c,(r„-0, (6)

где СI - удельные издержки, связанные с простоем транспорта (издержки в единицу времени);

Т„ - время предоставления тайм-слота;

t/, - фактическое время доставки груза на склад.

В том случае, если происходит задержка в пути и транспортное средство прибывает на терминал позже назначенного срока >T„+Atä, интервал III), то есть не попадает в заданный интервал Ыд, возникают дополнительные издержки, связанные с обслуживанием вне расписания или задержкой отправки, вызванной ожиданием погрузки в общей очереди. Такие издержки могут быть определены в виде:

S2=C2(i,-(r„+ Ы,)), (7)

где С2 - удельные издержки, связанные с ожиданием свободного тайм-слота или организацией экстренной (вне расписания) погрузки (разгрузки).

Третий вид издержек связан с резервированием времени на терминале. Подразумевается, что размер тайм-слота должен оплачиваться исходя из определенного тарифа С?:

= (8)

С учетом вышеизложенного, можно построить следующую целевую функцию от Д<), для минимизации возможных суммарных издержек!

Тв

5„(Д,)= /С, (Т„-О/О, К + |С2(/,-(Г„+Дгй))/(/,К + СА->тт, (9)

¡¿-Зстд Т„+

где /(Га) - плотность распределения времени прибытия транспортного средства.

Рис. 3. Диаграмма согласования времени прибытия транспортного

средства и предоставления тайм-слота для его обработки Полученная таким образом величина Дй соответствует определенно-

му значению ад - среднеквадратическому отклонению времени доставки груза на терминал. При заданном значении надежности Рд, условие минимизации издержек должно обеспечиваться при новом параметре распределения ад времени доставки груза. Изменение ад (чаще всего уменьшение) требует проведения мероприятий по повышению точности процесса доставки.

На наш взгляд, немаловажным фактором при составлении расписания работы терминала с использованием технологии тайм-слотирования должно быть время подачи заявок. Заявки, поданные раньше, должны быть включены в расписание на приоритетных условиях, кроме этого возможно учесть наличие скидок на стоимость обслуживания.

Например, если время подачи заявки I будет меньше чем некоторое время Т, после которого не предоставляются скидки, заявка занимает запрашиваемый тайм-слот (или ближайший к запрашиваемому) и получает скидку на обслуживание.

Заявки, поданные позже, могут включаться в расписание в случае наличия свободного тайм-слота, который устроил бы заказчика и должны обслуживаться по базовому тарифу. Заявки, которые были поданы позже всех (в том случае, если нет ближайших к запрашиваемому времени свободных тайм-слотов) могут обслуживаться с применением технологии тайм-слотирования (т.е в указанный тайм-слот, по указанному тарифу) либо в порядке общей очереди по базовому тарифу. Алгоритм принятия решения приведен на рис. 4.

Введем следующие обозначения:

х, - заявки, закрепленные в г'-м тайм-слоте на приоритетной

основе (запрашиваемый тайм-слот был свободен);

х\ - приоритетные заявки, обслуживаемые в г-м тайм-слоте

со скидкой;

*' = *,-*; - приоритетные заявки, обслуживаемые в г'-м тайм-слоте по базовому тарифу;

X' = X, - х, -откорректированный спрос на обслуживание в г'-м тайм-слоте;

2\ = 1, - х, - откорректированное ограничение на загрузку г'-го тайм-слота с учетом приоритетных заявок;

У,' - план загрузки свободной части 1-го тайм-слота;

С,' - тарифный план на обслуживание заявок в свободной

части г'-го тайм-слота;

г - доля от базового тарифа С0 на обслуживание заявки,

приходящаяся на скидку;

¡1 = (]-г)-Са - минимально допустимый тариф на обслуживание заявок.

Рис. 4. Алгоритм реализации технологии тайм-слотирования при наличии приоритетных заявок

Условие достаточности производственных мощностей для обработки всех поступающих заявок можно записать в виде:

¿z;>¿x;. (Ю)

j=l м

Условие нахождения плана загрузки можно записать в виде системы: у;< z; y;> о

■±y;>±X] . (И)

/.i м

min

Условие нахождения тарифного плана, с учетом всего вышеизложенного будет записано следующим образом:

£ (с; ■ y;+о - о • с„ • +с. • *,■) = £ с0 ■ х,

W и

■q¿0-r)-c. . (12)

¿ (с; •í;'- с„ • (х, - (i - г) ■ - *,*)) m¡n

.'«i

4. Сформированы методические основы обеспечения складских процессов, в рамках которых выполняется оценка неравномерности поступления и генерации материальных потоков, и определяются уровни, необходимые для обеспечения надежности всего процесса с учетом минимизации затрат.

Известно, что одним из показателей качественной работы складской системы является неравномерность поступления и генерации материальных потоков. Одной из причин высокой неравномерности (при условии отсутствия сезонности) является нерациональная организация движения материального потока на складе, что приводит к снижению надежности работы не только склада, но и всей цепи поставок.

Очевидно, что для повышения надежности складских процессов необходимо формирования аналитического инструментария. Проведенные исследования позволили сформировать методические основы обеспечения надежности складских процессов, в рамках которых систематизированы принципы организации движения материальных потоков на складе, предложены аналитические зависимости оценки неравномерности поступления и генерации материальных потоков (фрагмент графической интерпретации представлен на рис. 5), и разработан алгоритм формирования модели надежности внутрискладского процесса, включающий следующие основные этапы:

1. Исследование типовой последовательности операций, происходящих в системе. Количество операций, выделяемых исследователем, будет зависеть от сложности системы и требований к точности модели.

-2 - 3

Примечание: 1 - кумулятивная кривая, отражающая объем поступивших потоков, 2 - кумулятивная кривая, отражающая объем сгенерированных потоков, 3 - кривая, отражающая объем материальных потоков накопившихся на складе.

Рис. 5. Интегральные диаграммы оборота склада (с наличием переходящих остатков из предыдущего периода)

2. Рассмотрение каждой выделенной операции с позиции вероятности возникновения нарушений и вероятных потерь из-за возникших нарушений.

3. Укрупнение полученной структуры - выделение нескольких сложных событий А;, ...,А„, которые соответствуют основным этапам протекания рассматриваемого логистического процесса.

4. Определение издержек, возникающих из-за нарушений в системе, с учетом отказа отдельных элементов.

5. Анализ влияния возникающих отказов на величины возможных затрат.

6. Формирование целевой функции как зависимости между уровнями вероятности наступления каждого сложного события и возможными затратами.

7. Введение дополнительных ограничений, в том числе величины затрат на обеспечение требуемого уровня надежности.

8. Составление целевой функции, связывающей уровни надежности и возможные затраты.

С учетом всех ограничений задача определения уровней надежности каждого рассмотренного этапа внутрискладского процесса может быть записана следующим образом:

F(Pi,-,P„) = C(pt,...,р„) + G(p...... p„) ->• min

• Pi ^ РГ X(Pl,...,P„)>P0

где рх,...,р„ -вероятности наступления событий ..., А„;

С(р,,...,р„)- суммарные затраты, возникающие из-за нарушений в наступлении событий А1, ..., А„\

С(р1,...,рГ1)- суммарные затраты, необходимые для обеспечения требуемых уровней надежности;

^•тах - максимально возможные вероятности наступления событий

Х{р.....,/>„)- функция надежности всей системы;

Р0 - требуемый уровень надежности системы.

9. Вычисление искомых величин />,,...,/>„. Решение системы (13) может быть получено аналитическими способами, в том числе с применением специализированных компьютерных программ.

III. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Обоснована необходимость разработки и реализации задач по повышению надежности цепей поставок в Российской Федерации. Высокий уровень надежности цепей поставок позволит сократить время доставки экспортируемых товаров конечным потребителям и повысит конкурентоспособность отечественных предприятий и цепей поставок на мировом рынке.

2. Разработанные модели формирования структуры цепи поставок позволяют учитывать требования клиентов об обеспечении заданного уровня надежности. При этом затраты, связанные с функционированием цепи поставок, будут находиться на минимально возможном для данных условий уровне, что позволит повысить конкурентоспособность проектируемой цепи. Разработанные модели позволяют сформировать структуру цепи поставок, обеспечивающую надежность более 0,9, в том числе для цепей поставок, в которых требуется резервирование.

3. Предлагаемая модель взаимодействия материальных потоков в транспортно-терминальных системах позволит снизить время простоя транспорта и повысить надежность выполнения транспортно-терминальных операций в цепи поставок. Расчет величины резервируемого тайм-слота и повышение точности выполнения доставки груза позволяет сократить планируемый интервал времени выполнения транспортно-терминальных операций.

4. Использование технологии тайм-слотирования с возможностью получения скидок при раннем бронировании тайм-слотов позволит снизить совокупные логистические издержки при высокой степени интегрированное™ участников цепи поставок.

5. Реализация принципов организации движения материальных потоков в складских системах, как одного из инструментов, позволит повысить надежность внутрискладских процессов до определенных значений,

при которых затраты, связанные с обеспечением надежности, а также ущерб связанный с нарушениями в работе склада будут минимальны.

IV. ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

Статьи, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК:

\. Шурпатов И.Г Анализ неравномерности поступления и генерации материальных потоков в складских комплексах // Вестник ИНЖЭКОНа. Сер. Экономика. 2009. Вып. 7 (34). С. 243-246. - 0,48 п.л.

2. Шурпатов И.Г., Шульженко Т.Г. Методы формирования модели надежности складских процессов // Вестник ИНЖЭКОНа. Сер. Экономика. 2010. Вып. 3 (38). С. 255-263 - 1,2/0,6 п.л.

3. Шурпатов И.Г., Малевич Ю.В. Повышение надежности цепей поставок при реализации технологии тайм-слотирования // Логистика и управление цепями поставок. №6 (41) декабрь 2010. С. 7-14. - 0,56/0,28 п.л.

4. Шурпатов И.Г., Малевич Ю.В. Повышение надежности транспортно-терминальных операций в цепях поставок // Вестник ИНЖЭКОНа. Сер. Экономика. 2011. Вып. 1 (44). С. 175-182. - 1/0,5 п.л.

5. Шурпатов И.Г., Зайцев Е.И. Методический подход к разработке топологии цепи поставок по критериям надежности и минимума затрат // Вестник ИНЖЭКОНа. Сер. Экономика. 2011. Вып. 2 (45). С. 229-234. -0,78/0,39 п.л.

6. Шурпатов И.Г., Зайцев Е.И. О методах расчета уровня надежности элементов цепи поставок // Логистика и управление цепями поставок. №1 (42) февраль 2011. С. 31-36 - 0,64/0,32 п.л.

Статьи, опубликованные в прочих научных изданиях:

7. Шурпатов И.Г. Анализ неравномерности распределения материальных потоков во временном интервале // Логистика: современные тенденции развития: VIII международная научно-практическая конференция 16,17 апреля 2009 г.: Тез. докл. / Ред. колл.: B.C. Лукинский (отв. ред.) [и др.]. - СПб.: СПбГИЭУ, 2009 - С. 329-332 - 0,18 п.л.

8. Шурпатов И.Г. Информационные технологии в логистике: системы управления складом // Современные проблемы экономики, социологии и права: сб. науч. ст. асп. СПбГИЭУ. Вып. 6. - СПб.: СПбГИЭУ, 2009. С. 359-363.-0,2 п.л.

9. Шурпатов И.Г. Применение моделей и методов теории логистики в складской деятельности // Экономика и менеджмент на транспорте: сб. науч. тр. Вып 6. - СПб.: СПБГИЭУ, 2009. С. 223-227 - 0,26 п.л.

10. Шурпатов И.Г. Проблема обеспечения надежности логистических систем // Логистика: современные тенденции развития: XI международная научно-практической конференции 15,16 апреля 2010 г.: Тез. докл. / Ред.

колл.: B.C. Лукинский (отв. ред.) [и др.]. - СПб.: СПбГИЭУ, 2010. С. 455458,- 0,18 п.л.

11. Шурпатов И.Г., Лукин М.А. Анализ и структуризация классификационных признаков материальных потоков // Логистика: современные тенденции развития: XI международная научно-практическая конференция 15,16 апреля 2010 г.: Тез. докл. / Ред. колл.: B.C. Лукинский (отв. ред.) [и др.]. - СПб.: СПбГИЭУ, 2010. С. 242-245.-0,18/0,09 п.л.

12. Шурпатов И.Г. Принципы организации движения материальных потоков на складе // Коммерция и логистика: сб. науч. тр. Вып. 8 / Под ред.

B.В. Щербакова и др. - СПб.: СПбГУЭФ, 2010. С. 188-191. - 0,24 п.л.

13.Шурпатов И.Г. Анализ показателей и факторов надежности цепей поставок // Современные проблемы экономики, социологии и права: сб. науч. ст. асп. СПбГИЭУ. Вып. 7. - СПб.: СПбГИЭУ, 2010. С. 217-220. -0,2 п.л.

14. Шурпатов И.Г., Лукин М.А. Расчет показателей надежности цепей поставок // Современные проблемы экономики, социологии и права: сб. науч. ст. асп. СПбГИЭУ. Вып. 7 - СПб.: СПбГИЭУ, 2010. С. 159-163. -0,28/0,14 п. л.

15. Шурпатов И.Г. Проблемы использования радиочастотной идентификации в цепях поставок // Современные проблемы экономики, социологии и права: сб. науч. ст. асп. СПбГИЭУ. Вып. 8 - СПб.: СПбГИЭУ, 2010.

C. 325-328. - 0,2 п.л.

16. Шурпатов И.Г. Классификационные признаки информационных потоков в логистических системах // Эффективная логистика: IV Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием 3 декабря 2010 г.: Тез. докл. / отв. ред. А.Г. Бутрин. - Челябинск: ЮУрГУ, 2010. С. 312-316 - 0,39 п.л.

17. Шурпатов И.Г. Модель учета затрат на транспортные и складские услуги при расчете оптимальной партии поставки // Экономика и менеджмент на транспорте: сб. науч. тр. Вып. 7. - СПб.: СПбГИЭУ, 2010. С. 217225. - 0,5 п.л.

18.Шурпатов И.Г. Некоторые задачи повышения надежности цепей поставок // Логистика: современные тенденции развития: X международная научно-практическая конференция 14,15 апреля 2011 г.: Тез. докл. / Ред. колл.: B.C. Лукинский (отв. ред.) [и др.]. - СПб.: СПбГИЭУ, 2011. С. 431-434,- 0,18 п.л.

19.Шурпатов И.Г., Зайцев Е.И. Оценка состояния цепей поставок в России по критерию надежности // Логистика: современные тенденции развития: X международная научно-практическая конференция 14,15 апреля 2011 г.: Тез. докл. / Ред. колл.: B.C. Лукинский (отв. ред.) [и др.]. - СПб.: СПбГИЭУ, 2011. С. 126-129.-0,18/0,09 п.л.

Подписано в печать Формат 60x84 '/,6 Печ. п.^О Тираж 100жг. Заказ 640

ИзПК СП6ГИЭУ 191002, Санкт-Петербург, ул. Марата, 31

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидата экономических наук, Шурпатов, Илья Григорьевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ В ЛОГИСТИКЕ И УПРАВЛЕНИИ ЦЕПЯМИ ПОСТАВОК.

1.1. Анализ методов описания систем с точки зрения надежности.

1.2. Развитие теории надежности цепей поставок.

1.3. Задачи управления.цепями поставок с учетом надежности.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ И МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ В ЦЕПЯХ ПОСТАВОК.

2.1. Разработка расчетных моделей формирования структуры цепи поставок с учетом надежности.

2.2. Формирование модели взаимодействия материальных потоков в транспортно-терминальных системах.

2.3. Разработка алгоритма синхронизации материальных потоков в транспортно-терминальных системах.

ГЛАВА 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ СКЛАДСКИХ ПРОЦЕССОВ.

3.1. Оценка неравномерности поступления и генерации материальных потоков на терминалах.:.

3.2. Методические основы обеспечения надежности складских процессов.

3.3. Использование специального программного обеспечения - пакета МаЙгсаё при формировании структуры цепи поставок с учетом надежности.

Диссертация: введение по экономике, на тему "Модели и методы управления транспортно-терминальными операциями в цепях поставок с учетом надежности"

Актуальность темы исследования: Одним из важнейших направлений в логистике в настоящее время является повышение надежности работы цепей поставок. Это отмечают в своем очередном отчете по оценке Индекса логистической эффективности (ЬР1) эксперты Всемирного банка. В первую очередь это вызвано требованиями клиентов^, предъявляемыми к логистическому сервису, среди которых лидирующее место занимает требование по обеспечению надежности поставок (—97% по данным^ экспертов). При этом под надежностью поставок может пониматься не только доставка груза в требуемое место в назначенный срок, но й его сохранность, точность формирования' заказа. В; странах с низким уровнем: ЬРГ наблюдаются большие расхождения? по выполнению сроков поставки; экспортируемых и импортируемых товаров. Цель управления-цепями поставок состоит в минимизации общих логистических издержек при удовлетворении; спроса. Любой- даже* незначительный сбой в; процессе работы цепи поставок приводит к.росту логистических издержек. Стабильность и устойчивость состояния цепи?поставок определятся» совокупностью состояний всех ее элементов и связей, которые оцениваются по критерию надежности; Повышение надежности каждого, отдельного элемента логистической системы повлечет за собой» повышение качества обслуживания и снижение затрат за счет уменьшения штрафных санкций из-за нарушений; условий договора, затрат на восстановление работоспособного состояния цепи поставок.

Расчет показателей надежности цепей поставок является важным фактором при выработке форм и методов повышения их стабильности и защищенности. Идентификация угроз стабильности хозяйственных связей и правильный выбор измерителей их проявления позволяет сформировать комплекс необходимых мер и методов по предупреждению возможных отказов, соответствующих масштабу потерь, вызванных этими отказами.

Анализ общей надежности цепей поставок, включающий формирование требований к надежности их элементов и учет надежностных характеристик при оценке общих логистических издержек, является одним из актуальных направлений в исследовании возможностей повышения эффективности и конкурентоспособности цепей поставок.

Степень проработанности проблемы. Вопросам надежности цепей поставок посвящены работы отечественных ученых: Бочкарева A.A., Зайцева Е.И., Курганова В.М., Куликовой В.И., Лукинского B.C., Нагловского С.Н., Путилиной Т.И., Сергеева В.И., Схановой С.Э., Уварова С.А. и зарубежных ученых: Блеккера Т., Керстена В., Нагорной А., Йосси Ш. и др.

Проблемам организации терминалов, транспортировки, моделирования транспортно-терминальных систем и управления транспортно-терминальными операциями в цепях поставок посвящены работы: Аникина Б.А., Волгина В.В., Гаджинского A.M., Герами В.Д., Горева Э.А., Дитриха М., Дыбской В.В., Королевой Е.А., Манжосова Г.П., Майзнера H.A., Малевич* Ю.В., Миротина Л.Б., Николайчука В.Е., Никифорова B:Bi, Новикова-O.B., Тарана С.А., Цениной Т.Т., Шапиро Дж. и др.

Анализ вышеперечисленных работ показал, что:

- исследования; в области надежности цепей поставок носят разрозненный характер, нет четко определенного понятийно-методологического аппарата; большинство авторов в своих исследованиях берут за основу положения общей теории надежности;

- в большинстве вопросов организации и управления транспортно-терминальными операциями критерий надежности редко учитывается в расчетных моделях;

- аналитический инструментарий, позволяющий повысить надежность выполнения функций и операций в цепях поставок, требует дальнейшего совершенствования.

Целью диссертационного исследования является развитие моделей и методов управления цепями поставок и, в частности, транспортно-терминальными операциями с учетом надежности.

Достижение поставленной цели потребовало решение следующих задач:

- рассмотреть эволюцию теории надежности цепей поставок, а также проанализировать различные способы описания сложных систем с точки зрения-надежности и рисков, связанных с их функционированием;

- осуществить оценку состояния цепей поставок по критерию надежности в Российской Федерации и раскрыть содержание задач повышения надежности цепей поставок;

-разработать расчетные модели формирования-структуры цепи поставок по критерию надежности и минимума затрат, связанных с ее функционированием;

- разработать модель взаимодействия материальных потоков в транс-портно-складских системах с условием обеспечения г надежности,, а также алгоритм синхронизации материальных потоков >в?транспортно-складских системах;

- разработать методические основы формирования- надежности внут-рискладских процессов;

- провести апробацию предлагаемых моделей» формирования, структуры цепи поставок в среде МаШсаё.

Предметом исследования являются модели и методы повышения надежности цепей поставок и, в частности, модели формирования надежности транспортно-терминальных операций:

Объектом исследования, являются транспортно-терминальные операции в цепях поставок предприятий и организаций, управление которыми направлено на повышение надежности и оптимизацию ресурсов.

Теоретическую и методологическую основу исследования составляют труды отечественных и зарубежных ученых по разработке моделей управления цепями поставок, транспортно-терминальными операциями и организации терминалов, а также исследования, посвященные теории надежности и надежности цепей поставок. В ходе исследования были рассмотрены следующие разделы теории надежности: структурная надежность, параметрическая (или функциональная) надежность, надежность сложных систем. Были проанализированы специализированные справочники, результаты научных конференций, публикации в журналах.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в следующем:

- на основе анализа данных о состоянии цепей поставок в Российской Федерации обоснована необходимость обеспечения надежности как отдельных операций, так и цепей поставок в целом, и раскрыто содержание задач управления цепями поставок с учетом надежности;

- разработан комплекс расчетных моделей формирования структуры цепи поставок с учетом надежности и минимума совокупных затрат;

- разработана модель взаимодействия материальных потоков, позволяющая повысить надежность транспортно-терминальных операций за счет использования технологии тайм-слотирования и оптимизации временных параметров поставок;

- сформированы методические основы обеспечения складских процессов, в рамках которых выполняется оценка неравномерности поступления и генерации материальных потоков, и определяются уровни, необходимые для обеспечения надежности всего процесса с учетом минимизации затрат.

Практическая значимость исследования заключается в том, что предложенные в работе подходы, модели и методы способствуют повышению надежности как отдельных элементов, так и цепей поставок в целом, что позволяет оптимизировать издержки на выполнение логистических операций.

Методические положения диссертации могут использоваться в системе высшей школы Российской Федерации для профессиональной подготовки по специальности «Логистика и управление цепями поставок» и направлению «Менеджмент» в рамках магистерских программ.

Апробация и внедрение результатов исследования. Основные аспекты работы изложены и обсуждены на ежегодных международных конференциях «Логистика: современные тенденции развития» (Санкт-Петербург, апрель 2009-2011 гг.), на IV Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Эффективная логистика» (Челябинск, 3 декабря 2010 г.), на научно-практической конференции с международным участием «Системный анализ и логистика на транспорте» (Санкт-Петербург, 21 -22 апреля 2011 г.).

Ряд положений диссертации нашли практическое применение в учебном процессе в ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный инженерно-экономический университет» при подготовке дисциплин «Экономико-математические методы и модели в логистике» и «Информационные системы и технологии в логистике и управлении цепями поставок», а также в деятельности предприятия ОАО «Колпинская автобаза «Спецтранс».

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы, 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", Шурпатов, Илья Григорьевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные исследования показывают, что, несмотря на увеличивающееся количество требований по обеспечению надежности, предъявляемых клиентам к цепям поставок, в нашей стране состояние цепей поставок именно по этому критерию еще далеко до мировых стандартов.

Растущая конкуренция-на рынке логистических услуг должна привести к развитию теории надежности цепей поставок-в нашей стране, как одного из инструментов по повышению конкурентоспособности и клиентооринетиро-ванности. Этому также должно способствовать развитие информационного обеспечения работы цепей поставок, развитие технологии аутсосрсинга и растущая степень интегрированности всех участников цепи поставок.

Анализ работ отечественных ученых показал, что вопросам формирования структуры цепи поставок с учетом надежности в настоящее время уделено недостаточно внимания. В диссертационном исследовании развиты модели и методы управления' цепями поставок, и в частности, транспортно-терминальными операциями с учетом надежности, которые-позволили сделать следующие выводы.

1. По результатам исследования, Всемирного, банка, проведенного в 2010 г., Россия по значению-Индекса логистической эффективности находится на 94-месте из 155 стран, которые участвовали в* исследовании. При* формировании данного показателя учитывался такой- фактор, как своевременность поставок, который, по мнению экспертов Всемирного банка, в первую очередь говорит о надежности цепей поставок. По этому показателю Российская Федерация занимает 88 место, что говорит о достаточно невысокой надежности цепей поставок.

Таким образом, обоснована необходимость разработки и реализации за-: дач по повышению надежности цепей поставок в. Российской Федерации. Высокий уровень надежности цепей поставок позволит сократить время доставки экспортируемых товаров конечным потребителям и повысит конкурентоспособность отечественных предприятий и цепей поставок на мировом рынке.

2. Разработанные модели формирования структуры цепи поставок позволяют учитывать требования клиентов об обеспечении заданного уровня надежности. При этом затраты, связанные с функционированием цепи поставок, будут находиться на минимально возможном для данных условий уровне, что позволит повысить конкурентоспособность проектируемой цепи. Разработанные модели позволяют сформировать структуру цепи поставок, обеспечивающую надежность более 0,9, в том числе для цепей поставок, в которых требуется резервирование.

3. Предлагаемая модель взаимодействия материальных потоков в транспортно-терминальных системах позволит снизить время простоя транспорта и повысить надежность выполнения транспортно-терминальных операций в цепи поставок. Расчет величины-резервируемого тайм-слота и повышение точности выполнения доставки груза позволяет сократить планируемый интервал времени выполнения транспортно-терминальных операций.

4. Использование технологии тайм-слотирования с возможностью получения скидок при раннем бронировании тайм-слотов «позволит снизить совокупные логистические'издержки'при высокой степени интегрированности участников^цепи-поставок.

5. Реализация принципов; организации движения, материальных потоков в складских системах, как одного из инструментов, позволит повысить надежность внутрискладских процессов до определенных значений, при которых затраты, связанные с обеспечением надежности, а также ущерб связанный с нарушениями в работе склада будут минимальны.

Таким образом, формирование моделей и методов управления- транс-портно-терминальными операциями в цепях поставок с учетом надежности необходимо как для повышения конкурентоспособности цепей поставок, в том числе на международном рынке, так и для снижения логистических издержек, которые, как известно, по оценкам специалистов, в Российской Федерации находятся на высоком уровне.