CC BY
135
ТЕRRА E^NOMICUS (Экономичeский вестник Ростовского государственного университета) ^ 2009 Том 7 № 3
МОДЕЛИРОВАНИЕ ЦЕПЕЙ ПОСТАВОК С УЧЕТОМ ФАКТОРОВ КОНКУРЕНЦИИ
М. Г. ПОПОВЯН
Ростовский государственный cтроительныйуниверситет, соискатель кафедры «Организации перевозок и дорожного движения»,
email: [email protected]
В современной экономике транспортировка и доставка товаров конечному потребителю включает множество действующих лиц: производителей, подрядчиков, снабженческих организаций, посредников и других участников рынка, составляющих логистическую цепь. Используя приведенные в статье модели можно анализировать различные стратегии функционирования логистической системы с учетом совместного влияния поставщиков, потребителей, логистических операторов на эффективность их деятельности.
Ключевые слова: логистика, логистическая цепь, транспортировка, управление запасами, логистические потоки.
Коды классификатора JEL: O12, D40.
Транспортная логистика обеспечивает основу для взаимосвязей и создания цепей поставок в экономической деятельности, согласование экономических интересов всех участников транспортной цепи поставок товаров и устранение основных разрывов в целях участников системы товародвижения. В современной глобальной экономике при разветвленных дистрибутивных сетях транспортировка является критическим узлом в цепях поставок, поскольку без своевременной доставки товаров не будет обеспечено функционирование производственных процессов и произведенные товары не будут доставлены конечному потребителю. Однако современная логистика рассматривает транспортировку не только как изолированный этап доставки товаров, концепция сервис-ориентированной логистики требует предоставления основного продукта (транспортировки) в совокупности с сервисной оболочкой: ориентация на запросы потребителя, а не на процесс оказания транспортных услуг; создание открытого информационного пространства для интерактивного взаимодействия потребителей и операторов; создание сервис-ориентированной инфраструктуры в виртуальной среде, оптимизация взаимодействия виртуальных и реальных компонентов логистических цепей [1; 3]. Поэтому при реализации интегральной парадигмы осуществляется предоставление множества сервисных услуг, связанных с организацией товародвижения начиная с выбора метода транспортировки и заканчивая предоставлением информации о местонахождении товара и транспортного средства в реальном режиме времени. Информационное обеспечение должно позволять планировать логистические цепи поставок по оптимальным маршрутам, с использованием рационального вида транспорта и терминальных комплексов. Каждый из предлагаемых вариантов должен сопровождаться оценкой затрат на совершение поездки или доставки груза. Это особенно важно, так как результаты исследований показывают, что затраты на транспортировку и управление запасами составляют значительную часть общих логистических затрат и эти затраты имеют тенденцию к возрастанию (рис. 1; 2) [3; 6].
Такое динамическое развитие соответствует стратегии транспортной логистики. Это приводит к тому, что цепи поставок постоянно расширяются, включая не только непосредственно производителей, но и их подрядчиков, снабженческие организации, совместные предприятия. В этих условиях нарушения в любом звене цепи поставок могут оказывать негативное воздействие не только на функционирование предприятия-производителя, но на других участников этой цепи поставок. Поэтому необходимо создавать модели цепей поставок для оценки различных сценариев. Современный этап развития информационных технологий и моделирования логистических процессов открывает новые возможности для организации цепей поставок в логистических системах. Логистические операторы, которые обеспечивают потребности предприятий, должны быть готовы к формированию логистических цепей в динамических режимах, поскольку постоянно меняется дислокация объектов поставок, объем и время поставляемой продукции. Например, кроме стабильных цепей поставок могут быть созданы гибкие цепи поставок специально для данного клиента или вида товара, виртуальные логистические процессы обновляются. Дополнительными ограничениями при разработке цепей поставок являются
© М. Г. Поповян, 2GG9
пропускная способность элементов транспортной инфраструктуры, наличие соответствующих типов транспортных средств для доставки определенных видов грузов. Поэтому основные функциональные требования к логистическому менеджменту и организации информационных потоков для управления транспортной цепочкой заключаются в следующем: организация и управление доставкой грузов; организация электронного документооборота; мониторинг перевозочного процесса и контроль за соблюдением графиков и маршрутов движения; определение местоположения и приоритетов обслуживания клиентов в логистической цепи.
■Другис логистические затраты ОЛогистичсскнс админ истрэтивныс затраты
□Затраты на содержание запасов □Сктадскис затраты
Е33;праты на транспортировку
предприятия предприятия предприятия
Рис. 1. Структура логистических затрат
□ Будутвозрастать ННе изменятся ПБудут уменьшаться
1 2 3 4 5
Рис. 2. Оценка изменения логистических затрат
Таким образом, при анализе цепей поставок нельзя разрывать другие виды логистической деятельности от транспортировки. Поэтому рассмотрим комплексную структурную модель цепи поставок. Эту структурную модель можно представить в нескольких вариантах — как более упрощенную на конечном этапе функционирования предприятия, которую можно соотнести с микро-логистической системой предприятия, так и полную модель для макрологистической системы.
При полном варианте модели цепи поставок на макроуровне необходимо начинать с представления макроуровня, который включает множество концернов или компаний іеі. В свою очередь эти компании имеют в своей структуре множество различных предприятий, функционирующих на рынке услуг региона mєM. Каждая производственная структура в рамках управляющих воздействий и ограничений своего концерна определяет оптимальную производственно-экономическую стратегию. Производители продукции или услуг при организации цепи поставок взаимодействуют с компаниями и логистическими провайдерами, которые связывают производителей и покупателей, обеспечивают продажи товаров и услуг, обработку товаров, хранение запасов, обеспечение сервиса; множество таких компаний составляет jеJ. Естественно, что продвижение товаров по цепи поставок обеспечивается различными транспортными операторами їеТ. Вся эта структурная модель функционирует для обеспечения кеК потребителей на рынке товаров и услуг.
Рассмотрим достаточно существенные различия, на которых строится модель цепи поставок для рассмотренной структурной схемы. В большинстве случаев при выборе оптимальных
ТЕRRА EСONOMICUS ^кономичєский вестник Ростовского государственного университета) ^ 2009 Том 7 № 3
ТЕRRА EСONOMICUS (Экономичeский вестник Ростовского государственного университета) ^ 2009 Том 7 № 3
вариантов функционирования логистических систем используется критерий минимума полных логистических затрат. Однако такой подход определенным образом идеализирует ситуацию. В реальной экономике существует конкурентная среда, и предприятия функционируют, прежде всего, исходя из целевых критериев, направленных на максимизацию прибыли, поэтому необходимо рассматривать баланс между критериями максимизации прибыли и критериями минимизации логистических затрат. Фактически необходимо применять многокритериальные подходы. Поэтому в приведенной структурной модели предположим целевую функцию как максимизацию прибыли каждым предприятием с учетом дохода от производства, затрат на производство продукции и трансакционных издержек:
при ограничениях
J
=Чш'т = 1......м;
у-1
а. . > 0, т = 1,... , М; j = 1, ..., 0,
11т] — ' Г Г Г J г г г
где р — стоимость единицы продукции, произведенной в г-й компании производителем т, при распределении и продаже дистрибьютером_/;
— объем продукции, произведенной в г-й компании производителем т, при распределении и продаже дистрибьютером j;
£т(ат) — функция стоимости производства в г-й компании производителем т, при распределении и продаже дистрибьютером j;
сш(аш.) — трансакционные издержки в г-й компании производителем т, при распределении и продаже дистрибьютером j.
Приведенная модель (1) основана на выполнении равенства материальных потоков произведенной и потребляемой продукции. Это относится к потокам ап, ... ... ам на связях
между головными компаниями и входящими в них производителями, материальным потокам О1 между производителями и логистическими провайдерами, материальным потокам О2 между логистическими провайдерами и потребителями. Можно допустить следующее условие сохранения материальных потоков в этих каналах:
КТ / м
_ _ : : _ _ '! ■ ! 1 - - • ■ - ■ ' . 1 2 '
к=и=\ j=\ т=\
где к — множество потребителей товаров и услуг на рынке дорожного хозяйства региона;
t — множество транспортных операторов, обеспечивающих продвижение продукции в цепи поставок;
г — множество концернов или компаний, действующих на региональном рынке; т — множество производителей, структурно входящих в концерны или компании. Последнее условие можно истолковать таким образом, что общий объем продукции, проданный или раелизованный потребителям, равен общему объему произведенной продукции. При этом, конечно, каждый дистрибьютер в цепи поставок стремится максимизировать собственную прибыль.
Для того чтобы в полной мере иметь возможность формирования цепей поставок, необходимо составить модель транспортной сети, по которой осуществляются поставки, и сформировать критерии эластичного спроса для распределения потоков в сети. Модель сети должна включать в себя совокупность узлов, возможных связей между узлами, мест расположения всех участников цепи поставок, матрицу связей между пунктами отправления и назначения. В этой модели также должно выполняться условие равновесия потоков в сети:
5 = 1 если связь а входит в путь р,
8 = 0 если связь а не входит в путь р, где а — связи между узлами сети, входящие во множество Ь;
/а — материальный поток на связи а; хр — материальный поток на пути р.
Затраты на транспортировку материального потока по всей цепи поставок суммируются по каждой связи, и это можно описать следующим образом:
где ср — затраты на транспортировку материального потока по всей цепи поставок; са — затраты на транспортировку потока по связи а.
Информацию об этих затратах необходимо затем использовать в модели динамического равновесия в сети, сущность которой описывается в следующей форме: если в каждый момент времени для каждой пары матрицы ОБ издержки на единицу потока на рассматриваемом маршруте равны минимальным затратам именно в это время, то данная модель потоковых процессов соответствует состоянию динамического равновесия потока. Этот подход также известен как метод адаптивного распределения и может быть реализован в логистических системах при доступе к информации в реальном режиме времени [4; 5].
Проблема динамического распределения потоков в сети должна быть сформулирована в общем пространстве маршрутов потоков Нк(^ для всех маршрутов к0к. , представляющих совокупность возможных маршрутов для каждо й г-й ОБ пары в момент вре мени t. Оценка маршрутов потоков в исследуемой области О удовлетворяют в любой момент времени Ю(0, Т) потоку сохранения и неотрицательному ограничению, входящему в это условие:
КО
(5)
X= 8&\ /;/>*(/)>о|
к*К1
где I — совокупность всех ОБ пар в сети;
Т — время моделирования;
д.($ — доля спроса для г-й пары ОБ во временном интервале t.
Этот подход допускает, что оптимальные пользователи в равновесных условиях могут быть определены следующим образом:
ч(‘) =
[г/г(0 если /?£ (У) > О [> щ (і) в ином случае
(б)
м(0 = тіп £*(*)}■
кє Ку
где бЛ) — время прохождения к-го участка маршрута.
Методы динамического распределения потоков в сети позволяют также в интегрированной оболочке реализовать различные стратегии управления запасами. Практические примеры функционирования наиболее эффективных логистических систем показывают, что политика управления запасами должна быть интегрированной. Поэтому необходимы дифференцированные подходы при разработке интегрированных моделей управления запасами в цепях поставок, которые обеспечивают принятие общих решений в логистических системах при управлении запасами и конкурентных решений в вопросах производственной деятельности. Таким образом, для создания моделей управления запасами необходимо сформулировать условия взаимодействия производителей, потребителей и посредников в логистических системах. Как и в реальных логистических системах, потребители находятся в различных пунктах и различаются по уровню спроса. Но в соответствии с классическими моделями экономики функция спроса для каждого потребителя является идентичной по основным свойствам — функция спроса является убывающей и выпуклой относительно цены продукта. Таким образом, необходимо установить стратегию управления запасами в логистической системе при условиях, когда производитель имеет целью максимизацию прибыли, имеет возможности задавать основные параметры системы управления запасами, в то же время каждый потребитель проводит самостоятельную экономическую политику.
Базовые аналитические выражения, которые можно использовать при реализации этого алгоритма, приведены в литературе по логистике [1; 3; 7]. На первом шаге определяется минимальное значение оптовой цены и для этих условий вычисляется общая прибыль производителя. Минимальное значение прибыли с™ для заданного объема поставляемой продукции Р вычисляется по уравнению:
Г-1ПЛР (7)
1=1
где Р — общий объем поставляемой продукции;
рг — стоимость поставляемой продукции для г-го потребителя;
Б — функция спроса для г-го потребителя.
Общая функция спроса Б. обычно описывается моделью Кобба—Дугласа. Оценка параметров функции Кобба-Дугласа, которая задает зависимость объема поставляемой продукции имеет вид:
(8)
где К. — коэффициент функции спроса для г-го потребителя; вр{ — коэффициент эластичности функции спроса.
ТЕР13А ЕСОЫОМОЭ (Экономический вестник Ростовского государственного университета) 4- 2009 Том 7 № 3
ТЕІЗІЗА ЕСОІХЮМІСиБ (Экономический вестник Ростовского государственного университета) ^ 2009 Том 7 № 3
Для этого значения оптовой цены определяется общая прибыль:
(9)
где Ф. — транспортные затраты на доставку товара для г-го потребителя;
Ьы — затраты на заказ для г-го потребителя; ср — оптовая цена единицы продукции; с. — затраты на создание и хранение запасов для г-го по требителя;
Sы — фиксированные расходы производителя по управлению запасами для г-го потребителя; ыг
Нр — затраты на содержание запасов производителем; ст — стоимость произведенной единицы продукции.
На следующем шаге определяется оптимальное значение оптовой цены в цепи поставок по следующим уравнениям:
(10)
при условии
Э Щс„)
дс„
н.
(11)
На основе приведенных выше моделей разработан алгоритм — программное обеспечение для определения эффективных параметров в цепи поставок (рис. 3).
Модельное исследование различных сценариев поведения логистической системы с учетом конкуренции между логистическими операторами показывает, что предложенные экономикоматематические модели имеют ряд ценных отличительных свойств. Прежде всего, это влияние коэффициента эластичности каждого логистического оператора на общую ситуацию на рынке логистических услуг, как это и происходит в реальных экономических системах. Рассмотрим пример моделирования ситуации при изменении коэффициента эластичности для одного из логистических операторов при следующих условиях. В логистической системе функционируют три логистических оператора и у одного из них происходит увеличение коэффициента эластичности с 1,9 до 2 при сохранении неизменными всех остальных параметров. В наибольшей степени это изменение сказывается на эффективности работы именно этого оператора, поскольку происходит существенное падение его прибыли, но в то же самое время прибыль других операторов возрастает. В табл. 1 приведены результаты расчетов по одному из сценариев.
Таблица 1
Изменение прибыли операторов с различными коэффициентами эластичности
Оператор с изменяемым коэффициентом эластичности (коэф. эластичности/прибыль) Оператор с постоянным коэффициентом эластичности 1,93 Оператор с постоянным коэффициентом эластичности 1,95
1,9/4293,823 3575,27 3165,241
1,91/4056,566 3590,878 3179,356
1,92/3816,518 3590,878 3179,356
1,93/3606,628 3606,628 3193,602
1,94/3393,743 3606,628 3193,602
1,95/3193,602 3606,628 3193,602
1,96/3019,098 3622,521 3207,979
1,97/2841,49 3622,521 3207,979
1,98/2674,469 3622,521 3207,979
1,99/2529,264 3638,561 3232,49
2,00/2380,952 3638,561 3222,49
Определить минимальный уровень оптовой цены С
Определить прибыль производителя при данном минимальном уровне ОПТОВОЙ цены МРЯ(С*,Л)
Определить оптимальный уровень оптовой цены для данной логистической цепи поставок Ср
Определить новое значение прибыли для Q,
min Г* т
Заменить р на ^ р
Ъ ~
Определить прибыль для каждого логистического оператора при недостатке продукции £
Определить прибыль для каждого логистического оператора при оптим альном использовании производственных мощностей
Рис. 3. Алгоритм равновесного состояния цепи поставок
Таким образом, при реализации рассмотренного подхода получена комплексная модель функционирования логистической системы, которая имеет следующие отличительные свойства: анализируется поведение одновременно множества участников логистических процессов, ведущих конкурентную борьбу; коэффициент эластичности позволяет дифференцировать поведение различных операторов; модель управления запасами построена на принципах интеграции, при моделировании учитываются как критерии минимизации логистических затрат, так и критерии прибыли предприятий. Очевидно, что такие свойства модели приближаются к реальным условиям функционирования логистических систем. Используя приведенные в статье модели можно анализировать различные стратегии функционирования логистической системы с учетом совместного влияния поставщиков, потребителей, логистических операторов на эффективность их деятельности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бауэрсокс Д., Клосс Д. Логистика. Интегрированная цепь поставок. Пер. с англ. ЗАО «Олимп-Бизнес». М., 2001.
2. Миротин Л. Б., Некрасов А. Г. Логистика интегрированных цепочек поставок. М.: Экзамен, 2003.
3. Модели и методы теории логистики: учеб. пособие / под ред. В. С. Лукинского СПб.: Питер, 2003.
4. Barcelo J., Casas J. Stochastic Heuristic Dynamic Assignment based on AIMSUN Microscopic traffic simulator / Transportation Research Records. 2006. No. 1964. PP. 70-79.
5. Friesz T., Bernstein D., Smith T., Tobin R., Wie B. A Variational Inequality Formulation of the Dynamic network user equilibrium problem // Operations Research. 1993. № 41. РР. 179-191.
6. State of Logistics in the Baltic Sea Region // LogOn Baltic Masters Reports. Turku School of Economics. 2007. p. 137
7. Yuang Y., Liang L., Huang G. Leader-follower Game in Vendor Managed Inventory System with Limited Producton Capacity Considering Wholesale and Retail Prices // International Journal of Logistics: research and applications. 2006, vol. 9, 335-350.
ТЕРРА E^NOMICUS ^кономичєский вестник Ростовского государственного университета) ^ 2009 Том 7 № 3
