CC BY
41
Серiя: Техшчш науки ISSN 2225-6733
УДК 652.02
© Булгакова Ю.В.*
ЭФФЕКТИВНОСТЬ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМОЙ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ (НА ПРИМЕРЕ ОТРАСЛИ
ВАГОНОСТРОЕНИЯ)
Раскрыты особенности эффективного управления транспортной системой промышленного предприятия (ТС ПП) отрасли вагоностроения в условиях динамично-изменяющейся внешней и внутренней среды. Сформулирована задача управления ТС ПП с точки зрения повышения эффективности системы за счет снижения логистических издержек. Для решения поставленной задачи управления ТС ПП разработаны процедуры принятия решений по управлению параметрами грузопотоков в ТС ПП, основанные на применении методов многокритериального принятия решений и теории нечетких множеств.
Ключевые слова: транспортная системы промышленного предприятия, логистические издержки, управление транспортной системой, теория нечетких множеств.
Булгакова Ю.В. Ефектившсть управлшня транспортною системою промисло-вого тдприемства (на приклаЫ галузi вагонобудування). Розкрито особливост1 ефективного управлшня транспортною системою промислового тдприемства (ТС ПП) в умовах зовтшнього та внутршнього середовища, що посттно змшюеться. Сформульована задача управлшня ТС ПП з точки зору тдвищення ефективност1 системи за рахунок зниження лог1стичних витрат. Для ршення поставленог зада-ч1 управлшня ТС ППрозроблем процедури прийняття ршень з управлшня параметрами вантажопотоюв в ТС ПП, засноваш на застосуванш метод1в багатокри-тер1ального прийняття ршень та теорИ' нечтких множин.
Ключовi слова: транспортна система промислового тдприемства, лог^стичш ви-трати, управлшня транспортною системою, теор1я нечтких множин.
J. V. Bulgakova. The efficiency of industrial enterprises transport system management (by the example of rail-cars building industry). The peculiarities of industrial enterprises system (IES) management in the conditions of dynamic factors of external environment, such as politics, economics, market demand, and internal factors, such as production accidents, transport delays has been viewed by the example of rail-cars building industry. The shortcomings of existing join management system of production and transportation processes in IES and possibilities of its improvement based on logistics methods has been identified. The task of IES management from point of view of system efficiency increasing by logistics costs reduction has been stated. Logistic costs are represented with work-in-process, waiting time of loading and uploading, percentage of served demand. For solving the stated task of IES management two decision-making procedures on material flow parameters management in real-time mode based on continuous information flow regarding system elements conditions has been developed. The first one is decision-making procedure on material flow size changing. The second one is decision-making procedure on demand arrival rate and processing rate changing. The procedures are based on multiple-criterion decision-making methods. Linguistic uncertainty of decision-making environment has been taken into account by fuzzy logic theory application for developing of criterions system, which characterizes logistics costs in IES. Keywords: industrial enterprises transport system, logistics costs, transport system management, fuzzy logic theory.
канд. техн. наук, ст. преподаватель, ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет», г. Мариуполь, Н [email protected]
Серiя: Технiчнi науки ISSN 2225-6733
Постановка проблемы. Эффективное управление транспортной системой промышленного предприятия (ТС 1111) вагоностроительной отрасли должно основываться на логистических методах непрерывного потокового процесса, начиная от заготовительных операций, складских процессов, материально-технического обеспечения, сборочных операций, текущего контроля и отгрузки на склад готовой продукции.
Особенностью внутренних транспортных процессов предприятия вагоностроения является тесная взаимосвязь с технологическим процессом, широкая номенклатура и объемно-массовые характеристики грузопотоков, незначительные расстояния перевозок.
Взаимодействие производства и транспорта в вагоностроении организовано по принципам классических толкающих логистических систем, для которых характерным является задание объемов производственной и транспортной работы звеном-отправителем. Толкающая система способна увязать сложный производственный процесс в единое целое и обеспечить планирование и управление на всех уровнях: объемном, объемно-календарном, оперативном.
Предприятие вагоностроения функционирует в условиях воздействия факторов неопределенности внешней и внутренней среды, обусловленных динамичностью рынка и политико-экономической ситуацией в стране, и факторов внутренней среды, которые возникают, в основном, по причине технических сбоев в работе предприятия.
В таких условиях слабыми сторонами существующей системы управления ТС ПП являются: обеспечение одновременного управления производством и транспортом в режиме реального времени, связь оперативного уровня управления и процесса функционирования транспортной системой. Обозначенные недостатки снижают быстроту адаптации предприятия к постоянно-изменяющимся условиям среды его функционирования, что является причиной возникновения ряда логистических затрат в ТС ПП, к которым можно отнести высокий уровень межоперационного запаса, простой транспортных средств и производственных мощностей.
Следовательно, повышение эффективности управления ТС ПП в условия современной постоянно-изменяющейся среды является актуальной проблемой.
Анализ последних исследований и публикаций. Работы Бабушкина Г.Ф., Кузькина А.Ф. посвящены совершенствованию управления микрологистических систем предприятия на основе оптимизации работы межцехового транспорта [1, 2]. Транспортное звено микрологистической системы предприятия рассматривается как обособленная система, показатели эффективности работы которой моделируются и анализируются отдельно от общих показателей работы системы. Предложенные автором методы управления грузопотоками в ТС ПП хоть и основаны на применении информационных технологий, но по прежнему сохраняют принципы толкающих логистических систем, что влечет за собой рост логистических издержек, сложность структуры управленческого аппарата, недостаток совместного оперативного управления производства и транспорта. Недостаточное внимание уделено рассмотрению показателей, характеризующих логистические издержки в системе.
Работы С. Сендила, Р. Луиса, Т. Оно, В.И. Сергеева [3-5] демонстрируют современные логистические подходы и концепции операционного менеджмента производственных и транспортных систем, однако ввиду различий экономических условий среды функционирования украинских и зарубежных предприятий усложняется возможность реализации этих концепций для управления ТС ПП отрасли вагоностроения в Украине.
Целью статьи является постановка задачи управления ТС ПП (на примере предприятия вагоностроения) в условиях неопределенности внешней и внутренней среды; разработка процедур принятия решений по управлению грузопотоками ТС ПП в рамках поставленной задачи.
Изложение основного материала. ТС ПП включает множество элементов N
(производственных цехов, складов материально-технического снабжения, транспортных цехов и др.). Обеспечение непрерывного процесса производства происходит за счет наличия транспортных связей R (автомобильных, железнодорожных, конвейерных), осуществляющих перемещение грузов в соответствии с технологией производства. Процесс функционирования ТС во
времени имеет формальную запись {N^1- хТ.
В течение всего времени функционирования на систему воздействуют у внешних факторов неопределенности (колебания спроса на продукцию, неопределенность работы с поставщи-
Серiя: Техшчш науки ISSN 2225-6733
ками, форс-мажоры внешней среды и др.), г внутренних факторов неопределенности (нарушения работы ТС по причине поломки производственного и транспортного оборудования, недостаточной оперативности принятия управленческих решений в ТС и др.).
Процесс функционирования ТС в условиях воздействия внешних и внутренних факторов
неопределенности имеет формальную запись: уг (v) ,Ryr (v)}х T , где v - аналитический
шаг для принятия решений в режиме реального времени.
Мониторинг состояния всех звеньев ТС и управление грузопотоком в ТС происходит в
режиме реального времени. Так на каждом аналитическом шаге v , v е |vt, v2,..., Vf | поступает и используется лицом, принимающим решение (ЛПР), информация о состоянии отдельных звеньев системы z , z g|1..R| : Qy 'г (v) - информация, обусловленная действием факторов неопределенности у, г , такая как сведения об исправности производственного оборудования, готовности парка транспортных средств, наличие необходимых комплектующих на складах материально-технического снабжения, изменение спроса и др.; Q(vv) - информация о транспортном процессе.
На основе информации Qy 'г (v) ЛПР формирует новые знания для принятия решений Qz (v ) . Следовательно, на v +1 аналитическом шаге основанием для принятия решений ЛПР является имеющаяся информация о процессе, сформированная на v -м шаге Q(v, дополненная новым знанием Q z (v ) .
Грузопоток в ТС ПП характеризуется следующими параметрами: интенсивностью поступления заявки на груз - Я , интенсивностью обслуживания грузопотока - Л , суточным объемом грузопотока - n .
Эффективность работы ТС ПП оценивается по критериям, характеризующим логистические издержки: уровень межоперационного запаса - k1, время ожидания транспортным средством погрузки в цехе-отправителе - k2 , безотказность работы системы - k3 и др.
Поскольку параметры грузопотока влияют на уровень логистических издержек в ТС ПП, на
v -м аналитическом на основании информации Q(v+l) ЛПР анализирует и принимает решение об изменении параметров грузопотоков с целью минимизации логистических затрат в ТС ПП. В зависимости от производственной ситуации возможны два типа принимаемых решений - D1 и D2 .
Принятие решения D1 состоит в определении оптимальных объемов грузопотоков n и
возникает на этапе составления суточных план-графиков работы ТС и производства. Альтернативами являются варианты объемов грузопотоков из множества, ограниченного максимальной производительностью производственного и транспортного цехов nmax, то есть
n e[n1,n2,...,nmax} . Критериями выбора являются целевые функции zk = fk (n1,n2,...,nmax) , k е [k1, k2,..., km ], которые представляют собой зависимость значения критерия k , характеризующего логистические издержки, от объема грузопотока n . Необходимо найти значение n , для которого n = arg rat( f (n)) , где f (n) = (fkl (n), fk2 (n),..., fkm (n)). Запись arg rat означает рациональное значение функции f (n) , которое может быть максимальным или минимальным.
Принятие решения типа D2 состоит в выборе пары параметров: интенсивность поступления заявки на груз Я, интенсивность обслуживания грузопотока - Л . Альтернативами являются варианты пар параметров (Я, ¡) из множества пар, ограниченных максимальными значениями параметров (Я^, л max), обусловленных технологией производства, то есть
В1СНИК ПРИАЗОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХШЧНОГО УН1ВЕРСИТЕТУ 2015р. Серiя: TexHÍ4HÍ науки Вип. 31
ISSN 2225-6733
(Я, ¡u)e{(^,¡u(),(Я2, ¡и2),...,(Ятах,¡max)} . Необходимо найти пару параметров (Я, ¡и) , для к°тор°й (Я,и) = argrat(/и)), где f (Я, u) = (f J (Я,и),f 2 (Я, и),..., f^ (Я, ¡)). Критерии выбора являются идентичными принятию решения D(.
Необходимость в принятии такого решения возникает в случае внештатных ситуаций (поломки производственного оборудования, поступление срочных заявок на изготовления продукции и т.д.), когда для выполнения конкретного объема грузопотока, фиксированного производственным планом, необходимо определить параметры грузопотока.
Таким образом, задача эффективного управления ТС I II I состоит в управлении параметрами грузопотоков в режиме реального времени, основанном на постоянно-поступающей информации о состоянии элементов ТС и принятии решений по изменению этих параметров на основании их оценки с помощью системы критериев, которые характеризуют логистические издержки в ТС I II I. Формализованная запись задачи управления грузопотоками в ТС I II I имеет вид:
{N,R}x T ^{N(V),Ry x (v)}х T ^ вг (V) ^ 0Z (V) ^ 0(v+;) = e(v> U ez (V), V e {v1,v2,...,vf };
n = argrat( f(n)), где/(n) = ( fki (n)^ (n),...,fkm (n)),
к e {ki,k2,...,km } ,n e{ni,n2,...,nmaX }
(Я,и) = argrat(f(Я,и)),где/(Я,и) = ( fki (Я,и),fk2 (Я,и),...,fkm (Я,и)),
k e{ki,k2,...,km } , (Я,и) e{( Я1, Ul ), ( Я2, ¡2 )( Яmax, Umax )}
Di ^
D2 ^
Эффективность управления ТС 1111 зависит от быстроты и качества обоснования принятия решений по управлению параметрами ее грузопотоков. Для этого разработаны процедуры принятия двух типов решений в рамках поставленной задачи управления ТС 1111: решений по определению оптимальных объемов грузопотоков, решений по определению оптимальных параметров грузопотоков.
Процессу принятия решений свойственна лингвистическая неопределенность, связанная с информационной нечеткостью и нечеткостью познания. Следовательно, в основу процедур поддержки принятия решений по управлению параметрами грузопотоков в ТС ПП положена теория нечетких множеств, которая позволяет формализовать и обосновать неуловимые внешние характеристики с помощью лингвистического и визуального представления информации в условиях ее неполноты, ненадежности, неточности и приоритетности.
Процедура принятия решения по определению оптимальных объемов грузопотоков имеет последовательность:
1. Определение альтернатив объема грузопотока. Существует множество альтернатив А = { А1з А2,..., Ат } объема грузопотока в ТС ПП. Каждая альтернатива характеризуется г числом наименований деталей и узлов, перемещаемых в ТС ПП, и представлена в виде вектора
значений объемов грузопотока Xр = хр Матрица альтернатив имеет вид:
X = A
, x:
p = 1, m .
4 x(1) x2() x3() . . x(()
xi(2) X2 x32) . . x(2)
A3 xi(3) x23) x33) . . ^
Am x(m) A( x(m) 2 x (m) 3 .. x (m) Xr
где хПт) - значение объема грузопотока для детали наименования г в альтернативе т.
Серiя: Техшчш науки ISSN 2225-6733
2. Определение критериев оценки альтернатив. Критериями оценки альтернатив являются показатели, характеризующие логистические издержки в ТС 1111: уровень межоперационного запаса, время ожидания погрузки, безотказность работы системы и т.д.
Действуют I количественных критериев k качественных критериев.
Каждая альтернатива объема грузопотока представлена вектором значений критериев оценки альтернатив:
~ (Х~р ) _ qJ (Х~р ) д1+ k {Х~р )|, (2)
Ap =
где qj (Хр ) - значение критерия ], j = 1,1+ к который характеризует логистические затраты в ТС 1111, для альтернативы А р, р = 1, т .
3. Присвоение критериям, характеризующим логистические издержки, степеней важности на основании оценок экспертов. Вектор значений важностей критериев имеет вид:
W = \w1,..., w,,..., wi
l+k
(3)
где Wj - степень важности критерия j, j = 1, l+ k , Wj e[0;l] .
Тогда вектором значений критериев оценки альтернатив, представленных объемами грузопотоков в ТС ПП, с учетом степеней важностей критериев равен:
Ap = Ap ® W =
pi4i (Xp ),..., j (Xp ),..., pi+k9i+k (Xp )|.
(4)
4. Задание ЛПР критериев, характеризующих логистические издержки, в виде функций принадлежности нечеткого множества решений требуемому уровню качества
/ (Xр ),..., / (Xр ),... .ц,'l+k (Xр ) на основании анализа работы ТС 1111.
Тогда матрица значений оценок всех альтернатив имеет вид:
( AW )'
(;( х ))w1,..., (;2( Xi ))w2,..., (;+k (x))wl+k
(;( x2 ))w1,..., (;2( x2 ))w2,..., (;+k (x2 ))wl+k
(; (x: ))\.., (;2 (x; ))w2,..., (;l+k ( x; ))wl+k
(5)
\pl+k
где (;+k (Xm )) - значение функции принадлежности нечеткого множества, которое
характеризует оценку альтернативы m по критерию l + k .
5. Определение наилучшей альтернативы. Требуется определить такой объем грузопотока A в ТС из множества вариантов A е A, который обеспечит рациональное значение вектора
значений оценок вариантов объемов грузопотока в ТС (App ) :
A = arg rat (Ap)'. (6)
Вектор (Ap ) определяется как минимум логистических затрат на всех этапах продвижения деталей и узлов в ТС I II I при заданных параметрах грузопотока:
(App )' = (;;(Tpf ,..., (;'(Т„ ))p ,..., Г ;.M(Tp)Wl+k 1 . (7)
Серiя: Технiчнi науки ISSN 2225-6733
Процедура принятия такого решения аналогична процедуре принятия решений по определению оптимальных объемов грузопотока. Уточнены некоторые этапы.
1. Определение альтернатив параметров грузопотока в ПТ 1111. Для заданного объема грузопотока ТС ПП существует множество альтернатив параметров В = {В„ Вг.....В } . Альтернативами параметров грузопотока является пара: интенсивность поступления заявок на груз - Я i и
интенсивность выполнения заявки на груз - , i = 1,г . Каждая альтернатива характеризуется Г числом наименований деталей и узлов производство и транспортировка которых осуществляется
в звеньях ТС ПП: У =
у1 ,..., ур
, р = 1,5 , тогда матрица альтернатив имеет вид:
В. у21) Уз(1) . .. у(1)
Вг у(2) у22) у32) . .. уГ2)
II В у1(3) у23) у(3) . .. уГ3)
В, у28) у38) . .. у?
(8)
где у^ - значение пары параметров грузопотока Я , Л для детали наименования Г в альтернативе 5.
Критерии оценки альтернатив и их степени важности заданы аналогично методу принятия решений об оптимальном объеме грузопотока показателями, характеризующими логистические издержки в ТС ПП, и представлены в виде функций принадлежности нечеткого множества.
Матрица значений оценок альтернатив, которыми являются параметры грузопотока в ТС ПП, с учетом степени важности критериев имеет вид:
(В; )' =
(¿у Г^ (*у Г.....(Л - 'У))"
(¿у))"\..., (л2'(У2 ))"',.., ))"
(Л1(У5 ))\., /'У Г^ / 'У )); •'
(9)
где Л1+к (у,) - значение функции принадлежности нечеткого множества, которая характеризует оценку альтернативы 5 по критерию I + к .
2. Определение наилучшей альтернативы. Требуется определить какие параметры грузопотока в ТС (интенсивность поступления, интенсивность обслуживания) В из множества вариантов В е В обеспечат рациональное значение вектора оценок альтернатив параметров грузо-
потока в ТС ПП (В
( в; У
определяемого как минимум логистических издержек на всех этапах
продвижения деталей и узлов в производственном процессе, и выполнение заданной производственной программы:
В = ЯГЕ ш(В; )',
(в; )'=(/, (ур ))4,., (/2 У )у\.., Г Л+к (У
\;+к р)
(10)
(11)
Для обеспечения быстрого реагирования системы на изменения среды, эффективное
Серiя: Техшчш науки ISSN 2225-6733
управление ТС IIII необходимо осуществлять в режиме реального времени. Следовательно, дальнейшие исследования направлены на: разработку математических моделей предложенных процедур принятия решений по управлению параметрами грузопотоков в ТС IIII, которые позволят учесть разные типы неопределенности среды функционирования ТС IIII и среды принятия решений; разработку концепции интеллектуальной программы поддержки принятия решений по управлению параметрами грузопотоков ТС IIII в режиме on-line.
Выводы
1. Задача эффективного управления ТС IIII в условиях динамично-изменяющейся современной экономической среды состоит в оперативной, научно-обоснованной корректировке параметров грузопотоков в ТС II на основании постоянно-поступающей информации о состоянии элементов ТС II с целью выполнения производственной программы с минимумом логистических затрат.
2. Разработанные процедуры принятия решений по определению оптимальных параметров грузопотоков в ТС II, основанные на методах многокритериального принятия решений и теории нечетких множеств, позволяют оценить каждую производственную ситуацию при разных значениях параметров грузопотоков с точки зрения логистических затрат, представленных системой критериев, и выбрать оптимальные параметры грузопотоков в условиях неопределенности среды принятия решений.
Список использованных источников:
1. Бабушкин Г.Ф. Микрологисическая система управления процессами межцеховых перевозок на машиностроительных заводах / Г.Ф. Бабушкин, А.А. Лебедь // Вюник Схщноукрашського нац. ун-ту iм. В. Даля. - Луганськ, 2010. - № 10 (152), Ч. 1. - С. 25-28.
2. Бабушкш Г.Ф. Принципи автоматизацп шформацшних потоюв у системi управлшня проце-сами мiжцехових перевезень машинобудiвних та металургшних шдприемств / Г.Ф. Бабушкш, 1.М. Райда, Т.В. Харченко // Новi матерiали i технологи в металургп та машинобуду-ванш. - 2009. - № 2. - С. 150-153.
3. Канбан и «точно вовремя» на Toyota : менеджмент начинается на рабочем месте. - М. : Альпина Бизнес Букс, 2008. - 218 с.
4. Луис Р. Система Канбан. Практические советы по разработке в условиях вашей компании / пер. с англ. Е.В. Журиной; под науч. ред. Э.А. Башкардина. - М. : Стандарт и качество, 2008. - 216 с.
5. Сергеев В.И. Менеджмент в бизнес-логистике / В.И. Сергеев. - М. : Филинъ, 1997. - 772 с.
Bibliography:
1. Babushkin G.F. Micro logistic control system of intershop transportations processes at engineering plants / G.F. Babushkin, A.A. Lebed' // Visnik Shidnoukrains'kogo nac. un-tu im. V. Dalja. -Lugans'k, 2010. - № 10 (152), Part 1. - Р. 25-28. (Rus.)
2. Babushkin G.F. Principles of information flow automation in the system of intershop transportations at engineering and metallurgical enterprises / G.F. Babushkin, I.M. Rajda, T.V. Harchenko // Novi materiali i tehnologii' v metalurgii' ta mashinobuduvanni. - 2009. - № 2. - Р. 150-153. (Rus.)
3. Kanban and «just in time» on Toyota: management begins on a workplace : transl. from eng. -M. : Al'pina Biznes Buks, 2008. - 218 р. (Rus.)
4. Luis R. System Kanbang. A practical advice on development in the conditions of your company / transl. from eng. E.V. Zhurinoj; under the supervision of Je.A. Bashkardina. - M. : Standart i ka-chestvo, 2008. - 216 р. (Rus.)
5. Sergeev V.I. Management in business logistics / V.I. Sergeev. - M. : Filin, 1997. - 772 р. (Rus.)
Рецензент: В.К. Губенко
д-р техн. наук, проф., ГВУЗ «^ТУ»
Статья поступила 13.11.2015
