Научная статья на тему 'Имитационное моделирование динамики оборотных запасов в цепи поставок промышленных предприятий'

Имитационное моделирование динамики оборотных запасов в цепи поставок промышленных предприятий Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
273
36
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
π-Economy
ВАК
Ключевые слова
ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ / ОБОРОТНЫЕ ЗАПАСЫ / ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Радаев Антон Евгеньевич

Рассмотрена задача минимизации количества оборотных запасов в рамках промышленного предприятия. Разработана имитационная модель производственного подразделения с помощью программы имитационного моделирования AnyLogic на основе дискретно-событийного подхода

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Радаев Антон Евгеньевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Paper covers task of industrial enterprise's circulating inventory minimization. Simulation model of production unit is built applying AnyLogic software tool on basis of discrete-event approach

Текст научной работы на тему «Имитационное моделирование динамики оборотных запасов в цепи поставок промышленных предприятий»

Таким образом, предложена модель бюджетирования, которая может применяться на различных предприятиях строительной отрасли, независимо от их размеров, в том числе и на предприятиях индивидуального деревянного домостроения. Особенностью данной модели является зависимость текущего периода плани-

рования от предыдущего периода, т. е. динамичность бюджетирования.

Для определения бюджета продаж в строительной отрасли - деревянном домостроении предлагается использовать вероятностный подход для расчета количества необходимого сырья.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Афанасьев, А. Особенности бюджетной модели компании [Электронный ресурс] / А. Афанасьев. -Режим доступа: http://www.bupr.ru/7litra/bujet/budj.htm (Дата обращения: 10.12.2010 г.).

2. Глущенко, В.В. Финансы. Финансовые политика, маркетинг, менеджмент. Финансовый риск-менеджмент. Ценные бумаги. Страхование [Текст] / В.В. Глущенко, И.И. Глущенко. - Железнодорожный, Моск. обл.: Крылья, 2009. - 416 с.

3. Гмурман, В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика [Текст] : учеб. пособие для вузов / В.Е. Гмурман. - 6-е изд. - М.: Высш. шк., 2009. - 479 с.

4. Горемыкин, В.А. Планирование на предприятии [Текст] : учебник / В.А. Горемыкин, Э.Р. Бугу-лов, А.Ю. Богомолов. - М.: Филинъ, 2009. - 328 с.

5. Джай К. Шим. Основы коммерческого бюджетирования [Текст] : пер. с англ. / Джай К. Шим, Джойл Г. Сигел. - СПб.: Азбука, 2001. - 496 с.

6. Ковалев, В.В. Анализ хозяйственной деятельности предприятия [Текст] / В.В. Ковалев, О.Н. Волкова. - М.: ПБОЮЛ Гриженко Е.М., 2008. - 424 с.

7. Коласс, Б. Управление финансовой деятельностью предприятия. Проблемы, концепции и методы [Текст] : учеб. пособие : пер. с франц / Б. Колас; под ред. проф. Я.В. Соколова. - М.: Финансы, ЮНИТИ, 2009. - 576 с.

8. Сапожников, Е.И. Особенности бюджетирования в российских организациях [Электронный ресурс] / Е.И. Сапожников // Финансовый менеджмент. - 2003. -№ 6. - Режим доступа: http://www.finman.ru/ агйе1ев/2003/6/708.Мт1 (Дата обращения: 13.12.2010 г.)

УДК 338.32.053.4, 658.78.07

А.Е. Радаев

ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ОБОРОТНЫХ ЗАПАСОВ В ЦЕПИ ПОСТАВОК ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

В современных экономических условиях, предполагающих развитие промышленных предприятий на основе принципов «тощего» производства и «тощих» цепей поставок, все большую значимость приобретают проблемы, связанные с образованием и хранением запасов в пределах всего производственного процесса, начиная от материалов и полуфабрикатов, поступающих на производство, и заканчивая гото-

вой продукцией, вывозимой с территории предприятия [2]. При этом одной из наиболее важных задач, решаемых в рамках организации производственных процессов на промышленных предприятиях, является задача минимизации количества оборотных запасов. Для эффективного решения данной задачи необходимо прежде всего детально изучить процессы движения и преобразования материальных потоков в пре-

делах рассматриваемой производственной системы с учетом особенностей планировки объекта и пропускной способности его отдельных подразделений. Применение традиционного подхода в рамках указанной процедуры предполагает аналитическое описание поведения моделируемой системы [3] и потому имеет следующие недостатки:

- детерминированный характер исходных данных (использование усредненных величин объемов спроса и предложения, ритма производства и т. д.);

- отсутствие учета особенностей функционирования конкретного производственного объекта (режим сменности предприятия, внезапный выход из строя оборудования и т. д.).

Принципиально новый подход к решению указанной задачи основан на использовании средств имитационного моделирования (ИМ), позволяющего учесть вероятностный характер исходных параметров, динамику их изменения, а также особенности работы рассматриваемого объекта [4]. К наиболее известным средствам ИМ относятся программы АиШто^ Уешт, еМ-Р1ап1, Б[ти18 и др. Однако здесь важно отметить, что приведенные программные среды активно используются только в Европе и США; в России же наиболее распространенным средством ИМ является программный продукт АпуЬо§ю [5], интегрирующий в себе все известные на данный момент подходы в области ИМ (дискретно-событийное моделирование, агентное моделирование и системную динамику) и потому обладающий расширенными возможностями относительно приведенных выше средств ИМ [1].

Объектом исследования является отдельное подразделение в составе промышленного предприятия, осуществляющее производство готовой продукции на основе заготовок и комплектующих, как закупаемых у поставщиков, так и изготавливаемых в рамках подразделения из доставляемых на объект полуфабрикатов. Поставки материалов и полуфабрикатов, а также вывоз готовой продукции за территорию подразделения осуществляются с использованием

автомобильного и железнодорожного транспорта. Хранение предметов производства осуществляется в стеллажах с использованием общезаводской тары, хранение заготовок - в штабелях. Межцеховая и внутрицеховая транспортировка полуфабрикатов, комплектующих и готовой продукции осуществляется безрельсовыми транспортными средствами с использованием вышеупомянутого вида тары. В рамках технологического процесса предметы производства последовательно проходят обработку на различных производственных участках. При поступлении деталей на определенный участок производится предварительная их перекладка из исходной тары в соответствующую технологическую (например, кассеты для токарной обработки, плиты-спутники для фрезерной обработки и т. д.) с последующей отправкой на обрабатывающие комплексы. При отсутствии простаивающих единиц оборудования детали в технологической таре помещаются в стеллажный склад рассматриваемого участка, откуда постепенно извлекаются при завершении цикла обработки определенным обрабатывающим комплексом.

Применение ИМ в рамках вышеописанной системы для исследования динамики изменения величины оборотных запасов в складах незавершенного производства, снабжения и сбыта предполагает разработку имитационной модели с использованием дискретно-событийного подхода в области ИМ для наиболее точного воспроизведения функционирования рассматриваемого объекта. Указанная модель включает в себя следующие элементы:

- блок входных параметров - содержит описание всех управляющих параметров и обеспечивает их изменение по указаниям пользователя;

- блок заявок - содержит описание пассивных объектов, имитирующих материальные потоки, проходящие через рассматриваемую систему (транспортные средства, грузовые единицы, детали и т. д.);

- блок ресурсов - содержит описание объектов, осуществляющих обработку поступающих

в систему заявок (различные виды производственного оборудования);

- потоковая диаграмма - специальная схема, представляющая собой совокупность программных элементов для управления ресурсами и потоками заявок;

- сеть - компонент модели, позволяющий учитывать особенности планировки исследуемой системы и представляющий собой совокупность программных элементов, обеспечивающих графическое отображение заявок и ресурсов, а также перемещения упомянутых объектов в заданные местоположения по установленным маршрутам;

- блок выходных параметров - обеспечивает вычисление и отображение выходных параметров модели по результатам контроля состояний заявок и ресурсов в пределах потоковой диаграммы.

Структура имитационной модели с указанием направления связей и типа информации, циркулирующей между отдельными модельными элементами, представлена на рис. 1.

В качестве примера рассмотрим разработанную в программе АпуЬо§ю модель производственного подразделения в рамках машиностроительного предприятия. Структурно-функциональная схема исследуемого объекта и

направления движения материальных потоков приведены на рис. 2.

К входным параметрам разработанной модели относятся характеристики поставки материалов, сбыта готовой продукции, внутрипроизводственного хранения, транспортировки и обработки предметов производства и т. д.

Выходным параметром имитационной модели является загруженность складов снабжения, незавершенного производства и сбыта, измеряемая поминутно в течение заданного промежутка модельного времени.

Модель предназначена для решения следующих задач:

- задачи организационного проектирования при создании новых производств, техническом перевооружении и реконструкции действующих, предполагающей предварительный расчет производственной мощности по усредненному значению спроса, полученному на основе прогнозных или статистических данных;

- задачи производственного планирования, связанной с составлением сменно-суточных заданий для периодически изменяющихся величин спроса.

Имитационная модель позволяет воспроизводить работу системы с резервированием производственной мощности, отслеживая при этом динамику изменения величины оборотных

Конкретные значения,

Вместимости очередей,

Данные о состоянии заявок

Рис. 1. Основные элементы имитационной модели и их взаимосвязи

Рис. 2. Структурно-функциональная схема моделируемого объекта с указанием направлений движения

материальных потоков

Обозначения маршрутов движения

1. Внутрипроизводственный транспорт:

- межцеховая транспортировка;

- внутрицеховая транспортировка; ) - картеры;

_ _) - подшипники; _ . _) - манжеты;

.......) - войлок / уплотнения;

■ ■ ■ ■) - листовая сталь / крышки; _) - прокат круглого сечения / валы;

(_______) - прокат круглого сечения / шестерни;

(________.) - прокат квадратного сечения / шпонки;

(._____________________.) - прокат круглого сечения / крепеж;

(..............) - прокат круглого сечения / щупы;

- готовая продукция.

2. Внепроизводственный транспорт:

(■.........►) - поставка заготовок (ж/д);

(-►) - поставка полуфабрикатов и комплектующих

(авт.);

( >■) - сбыт готовой продукции (авт.)

запасов в течение всего производственного цикла для различных сценариев изменения спроса, функционирования парка оборудования и режима работы объекта. Кроме того, модель может быть интегрирована в систему MRP предприятия в рамках современных корпоративных информационных систем класса ERP.

В качестве демонстрации возможностей имитационной модели приведем пример решения задачи минимизации запасов незавершенного производства в рамках исследуемой системы. На рис. 3, а приведены графики изменения величины оборотных запасов на протяжении одной рабочей смены, полученные по результатам прогона модели с входными параметрами, заданными в диапазоне допустимых значений.

Из рисунка видно, что в течение указанного промежутка времени в различных производственных участках образовывались промежуточные запасы (задел), при этом загруженность соответствующих складов составляла 10-40 % от заданной вместимости.

а)

Для минимизации запасов незавершенного производства в модели были произведены следующие изменения:

- обеспечена синхронность движения материальных потоков заготовок, полуфабрикатов и комплектующих путем добавления задержек на отправку предметов производства на соответствующие участки;

- обеспечено соответствие интенсивности поступления деталей на производственные участки пропускной способности данных участков путем корректировки входных параметров количества оборудования и вместимости технологической тары.

- обеспечена синхронность обработки деталей в технологической таре производственным оборудованием путем перехода от стохастических к детерминированным значениям входных временных параметров.

Графики изменения оборотных запасов в имитационной модели, полученные после проведения вышеуказанных изменений, представлены на рис. 3, б.

б)

Рис. 3. Графики изменения оборотных запасов в моделируемой системе, полученные по результатам прогона имитационной модели: а - перед оптимизацией входных параметров, б - после их оптимизации

При сравнении рис. 3, а и 3, б видно, что загруженность склада готовой продукции практически не изменилась, в то время как объемы промежуточных запасов уменьшились до нуля с одновременным увеличением загруженности складов снабжения. Последнее обстоятельство позволяет сделать вывод о том, что внедрение принципов концепции «тощего» производства и «тощей» цепи поставок не приводит к общему сокращению запасов на предприятии, а лишь перераспределяет их между сегментами снабжения, производства и сбыта.

На основе всего вышеизложенного можно сделать следующие выводы.

Разработанная и описанная имитационная модель производственного подразделения в программной среде АпуЬо§ю на основе дискретно-событийного подхода в области ИМ предназначена для оценки динамики изменения оборотных запасов на протяжении заданного промежутка модельного времени.

Оптимизация входных параметров модели позволяет сформулировать эффективные рекомендации по минимизации уровня оборотных запасов в рамках исследуемого объекта.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Борщев, А.В. Применение имитационного моделирования в России - состояние на 2007 год [Текст] / А.В. Борщев // Имитационное моделирование. Теория и практика: Сб. Третьей Всерос. науч.-практ. конф. - СПб.: ФГУП ЦНИИ ТС - 2007. -С. 11-16.

2. Вумек, Д.П. Бережливое производство: Как избавиться от потерь и добиться процветания вашей компании [Текст] : учебник / Д.П. Вумек, Д.Т. Джонс. -М.: Альпина Бизнес Букс, 2004. - 473 с.

3. Козловский, В.А. Производственный менеджмент [Текст] : учеб. пособие / В.А. Козловский, В.В. Кобзев;

под общ. ред. проф. В.В. Кобзева. - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2009 . - 356 с.

4. Радаев, А.Е. Методика обоснования структуры парка оборудования для складского комплекса промышленного предприятия на основе имитационного моделирования [Текст] / А.Е. Радаев, В.В. Кобзев // Научно-технические ведомости СПбГПУ. - 2011. -№ 1(114). - С. 98-104.

5. Толуев, Ю.И. Имитационное моделирование логистических сетей [Текст] / Ю.И. Толуев // Логистика и управление цепями поставок. - 2008. -№ 2(25). - С. 53-61.

УДК 631.15

Н.Ю. Сухарева

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ УРОЖАЙНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

В СТРУКТУРЕ РЕГИОНАЛЬНОГО АПК

Аграрно-промышленный комплекс (АПК) является крупнейшим межотраслевым формированием России, его характеризуют большой территориальный разброс, разнообразие природных условий, экономических ситуаций, уровень внедрения технических и технологических средств производства [6].

На рис. 1 схематически, в виде модели вход -выход представлено функционирование регионального АПК с позиций системного подхода.

Целью обратной связи выход - процесс производства является управление, т. е. контроль функционирования системы, а назначением -изменение существующего процесса.

АПК часто представляют в виде взаимодействия трех сфер [6, 8] - сельского хозяйства (земледелия и животноводства), отраслей, перерабатывающих сельскохозяйственное сырье, и отраслей промышленности, выпускающих средства производства для сельского хозяйства и перерабатывающих отраслей.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.