CC BY
102
УДК 656.02+004.021
ПРОГРАМНА РЕАЛІЗАЦІЯ МОДЕЛЕЙ ВИБОРУ ЛОГІСТИЧНИХ ПОСЕРЕДНИКІВ НА ОСНОВІ БАГАТОКРИТЕРІАЛЬНИХ ОЦІНОК НЕОБХІДНОГО РІВНЯ
СЕРВІСУ
О.В. Дорохов, к.т.н., В.П. Волков, професор, д.т.н., О.М. Шептура, к.т.н., ХНАДУ
Анотація. Підтверджено багатокритеріальність задач вибору логістичних посередників, зокрема, виробників транспортних послуг, в конкурентних умовах. Опрацьовано підходи та створено програмне забезпечення для визначення перевізників, чиї умови виконання замовлень є найбільш прийнятними для споживачів.
Ключові слова: логістичні посередники, транспортні послуги, програмне забезпечення.
Вступ
В теперішній час на вітчизняному ринку вантажних перевезень постійно посилюється конкуренція серед виробників транспортно-логістичних послуг. Декларовані різними перевізниками основні характеристики пропонованих послуг (ціни, знижки, терміни доставки, умови оплати тощо) часто є практично однаковими.
Тому перед споживачами (замовниками перевезень) виникає задача вибору найбільш прийнятного надавача транспортної послуги (логістично-го посередника) за кількома критеріями приблизно однакової значущості з близькими значеннями їх оцінок для різних перевізників.
Аналіз публікацій
Питанням раціонального вибору транспортно-логістичних посередників, зокрема, автоперевіз-ників та транспортно-експедиційних фірм, протягом останніх років постійно приділяється велика увага в науковій літературі.
Домінують два основних підходи: аналітичний, що передбачає використання відповідних математичних формул, які містять основні параметри й критерії, що характеризують рівень обслуговування [1, 2] та експертний, основою якого є суб’єктивні слабкоформалізовані оцінки спеціалістів, які приймають рішення [3]. Кожний з підходів має певні переваги та обмеження, але не дає універсального розв’язання задачі вибору при довільних умовах [4].
В ринкових умовах важливість, взаємозв’язок, напрямки впливу критеріїв та обмежень постійно змінюються та коригуються. На практиці складно
обрати вирішальний (основний) критерій, визначити їх ієрархію. Недостатність інформації не дає можливості для точного, а лише для групового ранжування критеріїв. Тому необхідний пошук компромісу між основними критеріями. При цьому складно кількісно оцінити обране рішення, або обрати з кількох близьких варіантів кращий. Виникає необхідність застосування та коректної алгоритмічної реалізації відповідних моделей для їх практичного використання споживачами транспортних послуг й самими перевізниками.
Мета та постановка задачі
Тому ціллю дослідження є розробка та надання учасникам ринку вантажних перевезень практичних інструментів для багатокритеріального вибору транспортно-логістичних посередників.
Для цього розглянуто та вирішено такі завдання:
- обґрунтовано багатокритеріальність вибору клієнтами надавачів транспортних послуг;
- опрацьовано й адаптовано до комп’ютерної реалізації моделі прийняття багатокритеріальних рішень споживачами транспортних послуг;
- розроблено відповідні алгоритми та програмне забезпечення за розглянутими моделями.
Багатокритеріальність задачі вибору надавачів транспортних послуг
В ряді досліджень визначено та обгрунтовано перелік критеріїв (ознак), що характеризують якість логістичних (в тому числі транспортних) послуг [1-4]. Це, зокрема, надійність виконання умов угоди, врахування вимог клієнтури, характеристики транспортно-експедиційних послуг, технічні й сервісні можливості та інші. Зважаючи на кінцеву мету діяльності перевізника - прибутковість, збільшення обсягів перевезень та кілько-
сті клієнтів, - необхідним є врахування вимог замовників до якості обслуговування. Ступінь їх задоволення визначає наявність замовлень, їх обсяги, структуру, умови оплати, а також впливає на вибір клієнтами перевізника.
На практиці повне врахування всіх критеріїв у їх взаємозалежності, взаємовпливі, ієрархічності структурних зв’язків є досить утрудненим. По-перше, важко збирати та постійно оновлювати необхідні дані з достатнім рівнем достовірності й обґрунтованості. По-друге, особа, що приймає рішення, здатна одночасно відслідкувати та проаналізувати лише 7-10 параметрів. По-третє, відповідні математичні засоби є складними для користувачів-практиків (керівників, менеджерів) у виробничих умовах. В той же час в умовах конкурентного транспортного ринку перевізники часто пропонують однакові (близькі) умови обслуговування за основними параметрами.
При побудові багатокритеріальних моделей вибору перевізників попереднім етапом є визначення найбільш вагомих критеріїв, а також засобів формалізації їх рівневих оцінок. Критерії вибору, як правило, виражаються у різних одиницях виміру (кількісних, якісних), що ускладнює їх порівняння, нормалізацію, визначення співвідношень, побудову інтегрального рішення.
Часто критерії оцінюються в словесній, порівняльній формі. Тому для їх формалізації й подальшої математичної обробки доцільне застосування нечітких множин та перетворення лінгвістичних (якісних) оцінок критеріїв в кількісну форму за підходом, наведеним в [5].
Математичне розв’язання задачі
Розглядаємо множину п - надавачів транспортних послуг (серед яких треба обрати найприйнятні-шого) Х={хь х2, ..., Хі, ..., хп}. Умови надання послуг, їх певні якості відбиває множина т -параметрів (критеріїв) У={уь У2,..., Уі,..., Ут}. Тоді нечітке відношення т між елементами множин Х та У відображає оцінку транспортної послуги для і-го перевізника за 7-м параметром, де іщє [0,1]; і=1,...,п;]=1,...,т. Для всіх перевізників за всіма параметрами будуємо матрицю нечітких відношень F розміру тхп: F={/uij І і=1,...,п;]=1,., т}. Вирішенням завдання буде х*=ор^Х, У, F, М), де М - модель розв’язання, обрана особою, що приймає рішення. При цьому залежно від моделі результати можуть відрізнятися при тих же вхідних даних.
Дослідження пропозицій перевізників на транспортному ринку виявили, що часто пропоновані основні параметри обслуговування практично однакові (або дуже близькі). Тому вибір най-прийнятнішого для клієнта надавача транспорт-
них послуг доцільно здійснити на основі багато-критеріального вибору [4, 6].
Відповідні нечіткі відношення «перевізник-оцінка (рівень) критерію клієнтом», побудовані на основі [5], наведені в табл. 1.
Т аблиця 1 Матриця оцінок фірм за критеріями
* ни тє ніз ю ів ні & о По щ Критерії для оцінки обслуговування
Імідж підприємства (№1) Надійность виконання (№2) Рівень сервісу (№3) Гнучкість умов (№4) Інформативність (№5)
А 0,60 0,60 0,70 0,55 0,70
В 0,60 0,65 0,65 0,50 0,65
С 0,70 0,65 0,60 0,55 0,70
D 0,50 0,55 0,60 0,60 0,60
Е 0,55 0,60 0,65 0,50 0,55
F 0,65 0,50 0,65 0,60 0,55
Якщо немає інформації (вимог) щодо обмежень параметрів та їх важливості, можна застосувати згортку критеріїв. Тоді кращим буде варіант, що визначається, як: Q=y\ п у2 п ... п ут , де Q -кінцева оцінка варіантів (перевізників) на основі перетину окремих оцінок критеріїв у,_/ = 1,..., т. Операція перетину реалізується знаходженням мінімуму: Ле (хі) = тіп Лу , 7 = 1,..., т. Тоді завдання має вигляд: х* ={ хкІхкєХ; Ле (хк)= тах Ле (хі), і=1,., п}. Спочатку для кожного варіанту хі визначається кінцева оцінка Ле (хі). Потім обчислюється максимальне значення кінцевої оцінки варіантів Ле (хк) = тах Ле (хі) , і=1,..., п . Варіант хк є шуканим рішенням.
Наприклад, для даних табл. 1 отримуємо Ле (А, В, С, D, Е, ^=(0,55; 0,5; 0,55; 0,55; 0,5; 0,5). Максимальне значення (0,55) мають (А, С, D), серед яких слід здійснювати подальший вибір. Недоліком є неврахування окремих високих оцінок: низька оцінка лише за одним параметром веде до малої інтегральної оцінки. Водночас перевагами є простота алгоритму, малий обсяг вхідних даних, обов’язкова наявність рішення.
Абсолютне рішення застосовується, якщо треба забезпечити рівень кожного з параметрів не нижче мінімально припустимого ут. Завдання набуває вигляду: х* ={хк|хкєХ; л ку ^ Л у тт> ^ 7 = 1,..., т}. Спочатку встановлюються мінімальні
тіп • тіп
припустимі значення т параметрів ут : л7 є
[0,1],7 = 1,..., т. Їх числові рівні наведено в табл.2.
Далі перевіряються всі варіанти хі множини Х на виконання умови Л7 ^ Л/™ , 7=1,., т. Для наведених числових значень прийнятними є варіанти
А, В, Е (С не задовольняє за параметром №3, D -
Т аблиця 2 Обмеження та важливість критеріїв
Критерії Імідж (№1) .н ) йі 2 к Сервіс (№3) .к ) ч4 .м ) р5 О щОі ф№ Ін (
Нижня межа (нГ) 0,50 0,60 0,65 0,50 0,40
Порядок за важливістю 3 2 1 4 5
за №3, F - за №2). Можливі три ситуації: наявність одного кращого варіанта (розв’язання закінчується), кількох варіантів, відсутність варіантів. В другому випадку слід посилити обмеження на один (кілька) параметрів та повторити алгоритм (з перевіркою лише параметрів з посиленими обмеженнями), або застосувати для подальшого вибору більш складний алгоритм. В третьому випадку, навпаки, необхідно послабити обмеження на один або кілька параметрів (одночасно, або поступово у визначеній послідовності) і повторити алгоритм. Недоліком підходу є неврахування рівня важливості параметрів. Варіант, що відповідає обмеженням за кількома важливими параметрами, може не потрапити до кінцевого розв’язання через невиконання обмеження за одним, не дуже важливим параметром.
Іншим варіантом є покрокове розв’язання задачі з обранням на кожному кроці основного параметру і визначення множин розв’язань, що залишилися для наступного кроку алгоритму (тому що задовольняють обмеженню за цим параметром).
У формалізованому вигляді: Х0* ={хк\хкєХ; к=\,..., п}, ...,Х*={хк\ ХкєХя*; Нк/— нР™,/=1,- • •, т}.
Попередньо параметри множини Y ранжуються за зменшенням важливості. При цьому доцільно їх перенумерувати, щоб параметр у1 став найважливішим, у2 - менш важливим і т.ін. (див. табл. 2). Далі аналізується множина Х0* за основним (на першому кроці - №1, найважливішим) параметром. Підмножина прийнятних варіантів визначається, як: Хі*={Хк\ ХкєХ0*; ц и — Н тіп }• На другому кроці отримана підмножина Х1 * перевіряється за другим за важливістю (№2) параметром та будується така підмножина Х2* = ={хк\хкєХ1*; Н к 2 — Н2 тіп} і так далі.
На кожному /-му кроці (/ = 1,..., т) можливі: наявність одного, кількох варіантів, або їх відсутність. В першому випадку розв’язання закінчується. У другому, якщо опрацьовані не всі параметри, розглядається наступний з них. В іншому разі остаточне обрання варіанта здійснюється особою, що приймає рішення, або посилюються обмеження на значення параметрів (кількох або одного) та повторюється розв’язання (початкова множина розв’язань визначається, як: Х0*=Хт*).
У третьому - послаблюється обмеження на даному (або на попередньому) кроці та повторюється розв’язання.
Згідно з цим підходом для табл. 1, 2 маємо на першому кроці Х1* = {А, В, Е, F}; на другому -Х2* = {А, В, Е} На наступних кроках множина варіантів зберігається, тому остаточне рішення приймається за іншими критеріями (алгоритмами), або посилюються обмеження та повторюється розв’язання. Перевагою підходу (порівняно з вищерозглянутими) є врахування важливості критеріїв, можливість корегувати обмеження на кожному кроці, що прискорює розв’язання. Недоліком є необхідність вибору одного з розв’язань при наявності кількох варіантів з близькими параметрами.
За необхідності побудови єдиного інтегрального параметру застосовується компромісний підхід, який дозволяє максимально задовольнити вимоги за кількома, часто суперечливими або протилежними частковими критеріями. Рівні важливості критеріїв задаються у векторному вигляді: W = {^1, ^2,... ,^т} , де V/ - рівень важливості у/
(0 - не має впливу, 1 - вирішальний вплив) та
w.
нормалізуються, як: w. = -
w
k=1
Інтегральний показник якості варіантів F={fl, /г,... ,/,} , де fi - його значення для х варіанту,
визначається, як: F=R*W, тобто {/ї,/2,... /}=
H11 ■■■ H1m W1
■■■ Hj *
H„1 ■■■ H„m Wm
або //
'ZHv • wj
J=1
Таким чином, шукане рішення:
Х*={ Xk I XkєX; /k = max {/ I/eF; i=1,
,„ }}■
Послідовність практичних дій така. Спочатку задаються і нормалізуються важливості параметрів Wj , ]=\,...,т. Припустимо, що мінімально прийнятний рівень кожного з параметрів співпадає з його впливом на остаточний вибір (табл. 2). Тоді нормалізований вектор ^={0,189; 0,226; 0,245; 0,189; 0,151}. Обчислюється значення інтегрального параметру і=1,..., п ) для кож-
ного варіанту. Так, / = 0,6-0,189 + 0,6-0,226 + +0,7-0,245 + 0,55-0,189+ 0,7-0,151 = 0,637. Остаточно F={0,637, 0,620, 0,643, 0,576, 0,584, 0,599}. Кращим виявляється варіант С (/3=/тах=0,643). Порядок розташування інших варіантів: А, В, F, Е, D.
Позитивом цього підходу є завжди наявність розв’язання, врахування не тільки рівня важливості параметрів, але й частки впливу кожного з них на загальне розв’язання. Однак значна величина узагальнюючого параметру (для певного варіан-
ту) не гарантує повної його відповідності за всіма вимогами. Низьке значення одного з параметрів може бути перекрито високим значенням іншого (інших), що не завжди є прийнятним.
Можливий також підхід з використанням попередньої побудови еталонного рішення х0, параметрами якого є мінімально припустимі значення Ду, j=1, ..., m. Кожний варіант множини Х порівнюється з еталоном х0. Якщо оцінки Yi для хі не гірші за еталонний за всіма параметрами, то цей варіант хі включається до множини можливих розв’язань і для нього розраховується інтегральний показник /і. Зрозуміло, що для еталонного варіанту f0 = 0. Кращим є варіант з максимумом значення інтегрального параметру
fmax : x* = { Xk\xk єХ; д kj >д о j, V j=1,..., m } ; fk = max { fi \ ^єF; i=1,...,n };
m
де fj = Z C^j- -ц j) • wj.
j=1
Таким чином, розв’язання починається з побудови еталонного варіанту х0 (встановлення мінімальних значень Ду для параметрів у, j=1,...,m). Визначається важливість параметрів wj, j=1,...,m й проводиться їх нормалізація. Кожний з варіантів хі множини Х порівнюється з еталонним варіантом х0 , починаючи з першого варіанту і=1. Перевіряється умова д j > д 0j , j=1,..., m . При її виконанні варіант хі включається до множини Х для подальшого розгляду, для нього обчислюється інтегральний показник fj. Далі перевіряється наявність варіантів у множині Х. Якщо Х =0 (множина є порожньою), то всі наявні варіанти гірші за еталонний. Перший вихід - пом’якшити обмеження на один (кілька) параметр, перебудувавши еталонний варіант х0 та повторити розв’язання. Другий - розширити множину Х, тобто знайти нові варіанти xi є X та розглянути їх. На останньому кроці визначається максимум інтегрального показника fk = max (fi\fieF; i=1,...,n }, що дає xk, тобто розв’язання.
Основним недоліком тут є більша кількість необхідної інформації (порівняно з попередньо розглянутими підходами). По суті еталонне порівняння є поєднанням абсолютного та компромісного розв’язання (ці підходи є окремими випадками еталонного порівняння). Так, при встановленні Wj = 0, при Vj=1,..., m (не враховується важливість параметрів) отримуємо абсолютне розв’язання. Коли приймається = 0 для V j=1,..., m або (у загальному випадку) д0і/ =min {Ду , i=1,..., n ; j=1, ..., m}, отримуємо компромісне розв’язання.
Для числового прикладу, що розглядається, визначимо еталонний варіант з вектором
W={0,189, 0,226, 0,245, 0,189, 0,151}. Еталонним вважаємо варіант з мінімально прийнятними параметрами (табл. 2), тобто х0 = {0,5, 0,6, 0,65,
0,5, 0,4}. Тоді далі залишаються варіанти, параметри яких не гірші, ніж відповідні значення еталонного варіанту: Х ={A, B, E}. Інтегральний параметр для цих варіантів обчислюємо, як: fA = = (0,6 - 0,5) • 0,189 + (0,6 - 0,6) • 0,226 + (0,7 - 0,65) х х0,245 + (0,55 - 0,5) • 0,189 + (0,55 - 0,4) • 0,151 = = 0,1^0,189 + 0-0,226 + 0,05-0,245 + 0,05 • 0,189 +
+ 0,15 • 0,151 = 0,019 + 0 + 0,012+0,009+0,023= 0,06.
fB =(0,6 - 0,5) • 0,189 + (0,65 - 0,6) • 0,226 + (0,65 --0,65) • 0,245 + (0,5 - 0,5) • 0,189 + (0,65 - 0,4) х х0,151= = 0,1-0,189 + 0,05-0,226 + 0-0,245 + 0-0,189 + +0,25-0,151 = 0,019 + 0,013 + 0 + 0 + 0,038 = 0,07.
fE = (0,55 - 0,5) - 0,189 + (0,6 - 0,6) - 0,226 + (0,65 -
- 0,65) -0,245 + (0,5 - 0,5) -0,189 + (0,55 - 0,4) -0,151= = 0,05 - 0,189 + 0 - 0,226 + 0 - 0,245 + 0 - 0,189 +
+ 0,15-0,151 = 0,009 + 0 + 0 + 0 + 0,023 = 0,032 .
В результаті fk = max{fi\fieF ; i=1,...,3}=max {0,063, 0,07, 0,032}=0,07, тобто кращим є варіант В, за ним слідують А та Е.
Результати обчислень за наведеними підходами дещо відрізняються (при тих же вхідних даних). Це пояснюється як різним обсягом інформації, що використовується, так і відмінностями алгоритмів. В загальному випадку найбільш доцільним є застосування підходу на основі еталонного порівняння, що дає найбільш обґрунтоване розв’язання.
Комп’ютерна реалізація задачі
Як обґрунтовано, зокрема, в [7 - 9], програмну реалізацію багатокритеріального вибору на множині альтернатив (до яких відносяться й підходи, викладені вище), з огляду на необхідність забезпечення простоти використання, ліцензійної чистоти, невибагливості до апаратного забезпечення і кваліфікації користувачів, доцільно виконувати в поширеному офісному середовищі Microsoft Office.
Тому розглянуті підходи реалізовані засобами Visual Basic for Application в складі Microsoft Access. Вигляд Головної Форми додатку наведений на рис. 1.
Програма є досить функціональною та зручною для використання. Користувач має можливість обрати необхідну модель для обчислень та задати кількість параметрів і виробників (альтернатив). Цю інформацію можна ввести безпосередньо в інтерфейсі, або завантажити вже попередньо збережені файли вхідних даних з обраного носія. Також надається можливість зміни назв критеріїв і альтернатив, збереження результатів розрахунків у файлі та їх роздрукування. В разі необхіднос-
► 1 -1 №1 прямой (свои ми автомобиля| 0,6 | 0,6 | 0-7 1 0,55 | 0-7] 'Г г ' І і і 1
1 2 №2 прямой (чужими автомобит| 0 ; Б | 0,65 | 0,65 | 1 0,65 | | -[ г Г і ! 1
1 з ЫаЗ с одним терминалом V отпр | I 0,65 | 0,6 | 0,55 | 0,7] I ! ' Г г Г ®
1 4 №4 с одним терминалом V полу| 0-5 | 0,55 | 0,6 | 0.6 | 0,6 | 1 1 I г 0
1 5 №5 через терминал отправлен!| 0,55 | 0,6 | 0,65 | 0,5 [ 0,55 | Т 11 - I 1 1
1 6 №6 своими авто до терминала і| 0,65 | 0,5 | 0,65 | 0,6 | 0,55 | | 1 -1 і Г ї 1 0
II 1111 1 1 1 ! 1 I Го I
* 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Го" I
юсоб доставки:|6 критериев: |5
Кафедра транспортных технологий. Харьковский национальный автомобильно-порожный ІЧЇЗТІ^І
университет
Максминная
Абсолютное
Основи. параметр
Эталонное
Способ доставки
Значення критериев для соответствующих способов доставки _ ..
Вычисленным
Крнт.1 Крит .2 Крит.З Крит .4 Крит.5 Крит.6 Крит.7 Крит.К Крит.9 Крит .10 „ОЇІ11„г КОЭфф.
оентннг
Проверка 3-го критерия 5-го по важности [~Х]
На 5-м шаге возможны решения: 1, 2J 5
Нижняя граница критериев:| 0,50 | 0,60 | 0,65 | 0,50 | 0,40
Важность критериев^ 3,00 [ 2,00 | 1,00 | 4,00 | 5,00
"I I I Г
/читывать:
"I I I Г
—Управление данными —
Загрузить
Имя файл
| C:\po stavka.txt
Управление вычислениями
ВЫЧИСЛИТЬ
параметра
■ Управление интерфейсом
Изменить название Изменить язык
Изменить способ поставки Показать шкалу оиенок
Запись: | 14 | | Г [ ► )[ Н ][^1 из 7
Рис. 1. Інтерфейс користувача (при проведенні розрахунків для вибору раціонального варіанта доставки)
ті може бути завантажене допоміжне вікно, яке містить таблицю співвідношення нечітких оцінок та фактичного числового рівня значень для кожного критерію-параметру вибору. В режимі «допомоги» доступна також розгорнута довідкова інформація.
Висновки
Підтверджено багатокритеріальність задач вибору логістичних посередників, зокрема, виробників транспортних послуг в конкурентних ринкових умовах. Опрацьовано підходи до визначення перевізників, чиї умови виконання замовлень та сервісу є найбільш прийнятними з точки зору вимог споживачів. Створено програмне забезпечення для практичного використання як надава-чами, так і замовниками транспортного обслуговування. Його використання дозволяє значно прискорити час прийняття управлінсько-виробничих логістичних рішень, посилити їх розрахункову обґрунтованість та покращити якість, зменшити при цьому вплив суб’єктивних чинників.
Література
1. Бауэрсокс Д.Дж., Клосс Д.Дж. Логистика:
интегрированная цепь поставок. - М.:
Олимп-Бизнес, 2001. -640 с.
2. Транспортная логистика / Под ред. Л.Б. Миро-
тина. - М.: МГАДИ (ТУ), 1996. - 211 с.
3. Сергеев В.И. Менеджмент в бизнес-логистике.
- М.: Филинъ, 1997. - 772 с.
4. Модели и методы теории логистики / Под. ред.
В.С. Лукинского. - СПб.: Питер, 2003. - 176 с.
5. Дорохов О.В. Багатокритеріальне порівняння
центрів транспортного сервісу при їх нечітких оцінках споживачами // Вестник ХНАДУ / Сб. научн. тр. - Харьков: ХНАДУ.
- 2003. - Вып. 21. - С. 66-69.
6. Миротин Л.Б., Ташбаев Ы.Э. Транспортная
логистика. - М.: Экзамен, 2002. - 512 с.
7. Левтеров А.И., Дорохов А.В. Компьютерная
реализация задач управления для автотранспортных предприятий // Автомоб. трансп.: Сб. научн. тр. - Харьков: ХНАДУ. - 2002. -Вып. 9. - С. 23-25.
8. Нагорний Є.В., Левтеров А.І., Дорохов О.В.
Ефективна реалізація інтерфейсу користувача при розробці інформаційних систем транспортного обслуговування // Автомоб. трансп. / Сб. научн. тр. - Харьков: ХНАДУ.
- 2003. - Вып. 12. - С. 11-14.
9. Дорохов О.В., Фастовець В.І. Оптимізація та
підвищення швидкодії додатків при комп’ютерній реалізації транспортних задач // Вестник ХНАДУ / Сб. науч. тр. - Харьков: ХНАДУ. - 2004. - Вып. 24. - С. 81-83.
Рецензент: |В.М. Варфоломєєв ХНАДУ.
професор, д.т.н.,
Стаття надійшла до редакції 30 січня 2007 р.
