CC BY
82
УДК 656.13.073
СИСТЕМНЕ ПРОЕКТУВАННЯ ЛОГ1СТИЧНИХ ЛАНЦЮГ1В ПОСТАЧАНЬ
М.В. Пщгорний, доц., к.т.н., О.Ю. Лук'янченко, доц., к.т.н., Черкаський державний технолопчний ушверситет
Анотац1я. Запропоноеано nidxid до проектуеання, плануеання та управления ланцюгами пос-тачанъ Í3 застосуеанням системно! оптим^зацИ на ecix етапах життееого циклу ланцюга по-стачанъ, що передбачае ттеграцт й управления eciMa организациями i видами д1яльност1, що еходятъ до ланцюга постачанъ.
Ключов1 слова: лог1стика, ланцюг постачання, системна оптим1зац1я.
СИСТЕМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛОГИСТИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПОСТАВОК
М.В. Подгорный, доц., к. т.н., О.Ю. Лукьянченко, доц., к.т.н., Черкасский государственный технологический университет
Аннотация. Предложен подход к проектированию, планированию и управлению цепями поставок с применением системной оптимизации на всех этапах жизненного цикла цепи поставок, что предусматривает интеграцию и управление всеми организациями и видами деятельности, входящих в цепи поставок.
Ключевые слова: логистика, цепь поставок, системная оптимизация.
SYSTEM INGINEERING OF LOGISTIC SUPPLY CHAIN
M. Pidhornyi, Assoc. Prof., Ph. D. (Eng.), O. Lukyanchenko, Assoc. Prof., Ph. D. (Eng.),
Cherkasy State Technological University
Abstract. The approach to designing, planning and managing the supply chain with the use of system optimization at all stages of the supply chain life cycle is offered. Integration and management of all organizations and activities within the supply chain is suggested.
Key words: logistics, supply chain, system optimization.
Вступ
Сьогодш ринок лопстики в Украш перебу-вае на еташ стабшзаци. Bíh стае бшьш цивь л1зованим, вщкритим i професшним. Компа-нп-учаснищ, защкавлеш в розвитку свого 6Í3Hecy i 6Í3Hecy кшента, смшиво йдуть на впровадження шновацшних ршень та IT продукпв, шукають hobí методи оптим1зацп внтрат на лопстику. З'являються hobí вузь-коспещал1зоваш напрями проектування в лопстищ.
Анал1з публжацш
Управлшня ланцюгами постачань (Supply Chain Management - SCM) передбачае штег-
ращю й управлшня вс1ма оргашзащями 1 видами д1яльносп, що входять до ланцюга постачань, на основ! взаемного сшвроб1тниц-тва, ефективних б1знес-процес1в 1 високого ступеня спшьного використання шформацп, з метою створення високоефективних систем формування цшносп, яю забезпечують орга-шзащям-учасницям суттеву конкурентну перевагу [1]. Розвиток лопстики зумовлений в першу чергу прагненням до скорочення ча-сових 1 грошових витрат, пов'язаних ¿з рухом товару [2]. Вщповщно до юнуючо! класифь кацп матер1альш потоки подшяють за такими ознаками [3]: по вщношенню до лопстично! системи; за натурально-речовим складом; за характеристиками вантаж1в; за ступенем де-
термшованосн; за ступенем безперервносн в часц за ступенем сумюносп. Поряд ¿з матерь альним потоком переважно циркулюе шфо-рмацшний попк. У процес1 управлшня шфо-рмацшним потоком важливе значения мають координащя та узгодження основних характеристик потоку - швидкосн передач! 1 при-йому шформацп, обсягу шформацп та про-пускно! здатносн каналу передач! шформацп
[4].
Мета 1 постановка завдання
Наявний усшшний розвиток об'екнв сучасно! техшки та автоматизацп процес1в всього 1х «життевого циклу» сприяв появ1 ряду но-вих задач у галуз1 юбернетики. У робон [5] професор К.Д. Жук прагне розкрити становления сучасно! техшки, що проходить процес системотворення; найбшьш важливим 1 но-вим е створення шформацшних систем, що супроводжують процеси проектування, по-будови, керування 1 цшьового використання кожно1 сучасно! техшчно! системи 1 вс1е! су-купносп техшчних систем у цшому. Досягти цього можна лише на основ! широкого використання автоматизованих систем управлшня, ор1ентованих на виршення комплексу задач планування та управлшня. Суттево зросла роль як однокритер1альних, так I ба-гатокритер1альних оптим1зацшних задач при проектуванш ланцюпв постачань, досль дженню яких присвячено багато робп\ Отримано значш результати в розробщ ме-тод1в 1 алгоршмв розв'язання таких задач, у створенш пакенв програм, що реал1зують щ алгоритми. Але обмеженють постановок та засоб1в виршення таких задач не дае можли-восн зробити на сьогодш створений апарат шструментом у практищ управлшня, планування, проектування [6]. Особливо це стосу-еться задач багатокритер1ально! оптим1зацп, при виршенш яких застосовуються методи, що базуються на заданих вщносно важливих критер1альних функщях 1 зведенш вихщно! задач! до визначеного класу задач однокри-тер1ально! оптим1зацп, що не дае особ1, яка приймае ршення, отримати задовшьний результат. Останшм часом при виршенш задач багатокритер1ально! оптим1зацп нам1тилося широке застосування людино-машинних процедур, на кожному крощ яких особа, що приймае ршення, повинна вказувати свою перевагу на множит критер1альних функцш
[4-6].
Системный розгляд ланцюга постачань
У практищ, як правило, при проектуванш великих систем (ланцюпв постачань) 1 керу-ванш такими системами використовуеться багато критерпв [7]. А. Харрисон 1 Р. Хоук пропонують використовувати вю1м показни-юв оцшки ефективносп ланцюпв постачань [8]: вхщний потш: вчасно та в повному обся-з1 - критерш оцшки отриманих поставок - в повнш м1р1, вчасно та вщповщно до вимог; вихщний потш: вчасно 1 в повному обсяз1 -критерш оцшки виконання замовлень ктента - в повнш м1р1, вчасно та вщповщно до вимог; внутршнш вщсоток браку: критерш вщповщносп процесу техшчним вимогам 1 контролю якостц коефщент введения ново! продукцп: критерш оцшки чутливосп ланцюга постачань до ново! продукцп; скоро-чення витрат: критерш оцшки беззбитковосп розробки продукцп та процес1в; швидюсть обороту товарних запас1в: критерш оцшки потоку товар1в у ланцюгу постачань; час вщ моменту замовлення до моменту доставки: критерш чутливосп ланцюга постачань до процес1в; гнучюсть бюджету: критерш, що показуе, наскшьки легко структурувати лан-цюг постачань для отримання фшансових переваг.
У ряд1 випадюв !х удаеться тим або шшим чином звести до одного критерш 1 тим самим повернутися до випадку однокритер1а-льно! оптим1зацп. Найпроспший спос1б такого зведення полягае в так званому «зважуванш» критерпв. Якщо /1(х),..., /п(х) -цшьов1 функцп, що виражають значения ви-користовуваних критерпв, то для кожно! з них, з вщносною важливютю критерпв, оби-раеться позитивний ваговий коефщент а1.
Операщя зважування критерпв (цшьових функц1й) Пп(Х) полягае в замш !х
единим критер1ем (цшьовою функц1ею) П(х)(х) а/п(х).
Однак для багатьох задач, пов'язаних з великими системами, под1бне зведення виявля-еться практично неможливим, оскшьки у процес1 оптим1зац1! доводиться мати справу з векторною (багатокритер1альною) цшьовою функщею. При цьому допустима область моделей М може змшюватися у процес1 оптим1-зац11.
Бшьше того, у цш цшеспрямованш змш са-ме 1 полягае основна змютовна сутшсть про-цесу оптим1зацп для под1бного класу задач. Оскшьки закони можливих змш припустимо! обласп М задаються звичайно системною моделлю, то описуваний шдхщ до оптим1за-цшних задач природно називати системним.
Вщмптсмо, що при системному шдход1 змши обмежень, що задають допустиму область у простор! тих або шших параметр1в, вщбува-ються, як правило, у результат! послщовносп ршень. Ц1 ршення обираються з дискретно! множини можливих ршень, причому сама ця множина на початку процесу оптим1зацп звичайно бувае не цшком задана й уточню-еться у процес1 д1алогу з менеджерами, що волод1ють прийомами вироблення нових рь шень, не до кшця формал1зованими.
Для того щоб краще розкрити щею, прошюс-труемо И граф1чно, розглянемо двукритер1а-льний випадок. Припустимо також, що вибо-ром значень цих критерйв (оцшки отриманих поставок - в повнш м1рц оцшки виконання замовлень кшента - в повнш м1р1) однозначно визначаються вщповщш ршення. 1ншими словами, шукане ршення визначаеться без-посередньо у простор! К критерпв оптим1за-цп, яю ми позначимо х11 х2 (рис. 1).
Рис. 1. Формал1зована постановка задач1 системно! оптим1зацп
Процес виршення починаеться з того, що в заданому простор! К обираеться деяка точка А0 з координатами а0, Ь0 - бажаний розв'язок задачг Дал1 будуються початков1 обмеження (ф1зичш, економ1чш, технолопчш, оргашза-ц1йн1) Fl(■a) (Х1, Х2) > 0,..., F„1(0) (Х1, Х2) > 0, що задають початкову допустиму область Р0. Прямою перев1ркою встановлюеться, чи на-лежить точка А0 обласп Р0. У першому ви-падку в принцип! може бути застосована
звичайна (класична) процедура оптим1зацп за одним ¿з критерпв х1, х2 або за т1ею чи шшою 1х комбшащею.
Однак при системному шдход1 застосовуеть-ся звичайно зовс1м шший прийом, а саме: вщповщно до модел1 М вищого р1вня, що керуе вибором критерпв, точка А0 виводиться за меж1 припустимо! обласп Р0, як це \ показано на рис. 1.
Пюля цього видшяються т1 обмеження, що не виконуються в точщ А0 (у розглянутому ви-падку ними будуть F3(0) и F4(0)). Звертаючись до моделей М3 \ М4, що формують щ обмеження, у д1алоговому режим1 дослщжуються т1 або шш1 ршення, що змшюють вщповщш обмеження в потр1бному напрямку (якщо така змша виявляеться можливою). Потр1б-ним при цьому вважаеться той напрямок, що зменшуе абсолютну величину негативних нев'язок FiW> (а0,Ь0) (у розглянутому випадку - Fз(0) (ао,Ьо) 1 F4(0) (ао,Ьо)).
Слщ мати на уваз1, що в багатьох випадках обмеження виявляються взаемозалежними, оскшьки змша одного з них приводить до змши певно! частини шших обмежень. Керу-вання вибором ршень для змш обмежень визначае при цьому мшмальну функщю штрафу р0 (а0,Ь0). Такою функщею обираеться максимальна абсолютна величина негативних нев'язок ai F(*> (а0,Ь0) (де ai - деяю ва-гов1 коефщ1енти). Якщо таких нев'язок немае, то, за визначенням р0 (а0,Ь0) = 0.
У результат! керування з'являеться ряд рь шень R1,..., Rm , що приводять до зменшення значения функцп штрафу, яке теля т-го рь шення позначимо рт (а0, Ь0). Кожне з прийн-ятих ршень, змшюючи обмеження, приводить до вщповщно! змши допустимо! области На рис. 1 показано дв1 таю змши: перша змшюе обмеження F2(0), замшяю-чи 1х вщповщно обмеженнями F2(1);
друга стосуеться лише одного обмеження F4(0), замшяючи його обмеженням F4(1). При-пустима область Р0, що виходить, обмежена лшями F1(0), F2(1), F3(1), F4(1), а вщповщне значения функцп штрафу дор1внюе р2 (а0,Ь0).
Помнимо, що завчасний виб1р кшцево! допустимо! обласп не можливий, через те що послщовшсть областей Р0, Р1,. може не бути упорядкована по вкладенню. Кр1м того, величезна трудомютюсть формування нових
обмежень не дозволяе виконати цю роботу завчасно, оскшьки при цьому необхщно було б виконати багато зайво! роботи по змш не-суттевих обмежень.
Якщо £2 (а0,Ь0) Ф 0 (як на рис. 1), а ршень, що приводять до подальшого зменшення значения функцп штрафу, немае, то вщбува-еться повернення до вищо! модел! М, що ке-руе вибором бажаних ршень А(а,Ь). Шляхом ряду послщовних ршень D1,D2,D3,...,Dk проходить замша початкового ршення А0(а0,Ь0), воно замшюеться на А1(а1,Ь1),_, Ак(ак,Ьк), поки чергова точка не опиниться у допустимш обласи (на рисунку к = 1). Рь шення та змши обираються ¿з припустимо! множини ршень, з метою мш1м1зацп функцп штрафу. Цей процес е близьким до класично-го процесу оптим!зацп, за винятком не! об-ставини, що кроки обираються не довшьно, а вщповщно до припустимого (моделлю М) ршення.
Нарешт1, теля потрапляння точки Ак у за-ключну припустиму область Рт може бути застосована додаткова процедура оптим1зацп за якими-небудь комбшащями критерпв у межах ще! припустимо! области Така процедура в1др1зняеться вщ класично! лише тим, що виб1р кроюв оптим!зацп не довшьний, а керуеться моделлю М вищого р1вня. Якщо подальшому полшшенню обраного критерш заважають деяю обмеження, що шддаються подальшим змшам у потр1бному напрямку, то процес оптим1зацп може бути продовже-ний за рахунок включения в послщовшсть ршень таю змши.
Зазначимо, що однозначне визначення рь шення задач! вибором значень ус1х критерпв оптим1зацп зустр1чаеться не настшьки рщко, як це може здатися на перший погляд. Воно мае, наприклад, мюце для проектування ланцюга постачань, де критер1ем (векторним) е оцшка отриманих поставок, а ршенням задач! - отримання вантажу в повнш м1р1, або критер1ем е виконання замовлень киента, а ршенням задач! - виконання замовлень кль ента в повнш м1рг У випадку, коли така од-нозначнють вщсутня, проспр, в якому проводиться пошук ршень, кр1м координат, що вщповщають критер1ям оптим1зацп, може мати й шш! координата. Описаний вище процес оптим!зацп при цьому ускладнюеться за рахунок того, що точки А(а^Ьг) замшяють-ся гшерплощинами. Ускладнюеться 1 визна-
чення функцп штрафу: як така може бути узята, наприклад, вщстань вщ обрано! гшер-площини до чергово! припустимо! обласи у простор! ¿з заданими стисками (розтягами) уздовж осей, що вщповщають критер1ям оп-тим1зацп.
У найбшьш загальному випадку замють гше-рплощин можуть застосовуватися множини точок довшьного виду е можливими постановки, при яких на цих множинах значения критерпв визначеш неоднозначно, а для роз-р1знення бшьш-менш кращих ршень на множинах задаються (моделлю вищого р1вня М) вщповщш вагов! функцп. Однак важли-вою рисою системно! оптим!зацп, що зберь гаеться при вс1х шдходах, кр1м багатокрите-р!альносп й можливосп змши припустимо! облает!, е взаемод1я моделей р1зних р!вшв. У випадку виконання задач проектування ланцюпв постачань ршення в цих моделях про-водяться менеджерами р1зних р1вшв, а у випадку виршення проектно-конструкторських задач - проектантами.
Неважко пом!тити, що розглянуп процедури побудоваш на алгоритмах виршення р1зного класу задач математичного програмування, яю виникають на р1зних етапах реал!зацп технологи системно! оптим!зацп багатокри-тер!альних задач, що потребуе розробки спе-щального системного забезпечення. Доступ-н!сть методу системно! оптим!зацп доц!льно запроваджувати при побудов! ланцюг!в постачань.
Висновки
Системний розгляд ланцюга постачань !з по-дальшою оптим!зац!ею важливих показниюв ефективност! при проектуванн! ланцюга постачань е критер!ем п!двищення потужносп ланцюг!в постачань, що включають у себе можливють учасник!в ланцюга шдтримувати максимально можливу швидк!сть матер!аль-ного потоку. Загальна швидк!сть матер!аль-ного потоку у всьому ланцюгу постачань до-р!внюватиме м!н!мальн!й швидкост! найпроблемшшо! ланки. Вид!лення важливих систем ! компонент!в ланцюга постачань, найбшьш значущих похибок мае велике значения для удосконалення проекту ланцюга постачань ! для п!дготовки персоналу логю-тично! компан!!.
Лггература
1. Кристофер М. Логистика и управление цепочками поставок / М. Кристофер. -С Пб.: Питер, 2004. - 316 с.
2. Окландер М.А. Промислова лопстика: навч. noci6. / М.А. Окландер, О.П. Хромов. - К.: Центр навчально! лператури, 2004. - 222 с.
3. Гаджинский A.M. Логистика: учеб. для высших и средних спец. учеб. заведений / A.M. Гаджинский. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Информационно-внедренческий центр «Маркетинг», 2000. - 375 с.
4. Воркут Т.А. Проектування систем транспортного обслуговування в ланцюгах постачань: монограф1я / Т.А. Воркут. -К.: НТУ, 2002. - 248 с.
5. Жук К.Д. Системное проектирование современной техники / К.Д. Жук // Сбо-
рник научных трудов. - 1982. -C.146-158.
6. Пономарьова Ю.В. Лопстика: навч. по-абник / Ю.В. Пономарьова. - 2-е. вид., перероблене та доповнене - К.: Центр навчально! лп-ератури, 2005. - 328 с.
7. Cross K.F. Measure Up!: Yardsticks for Continuous Improvement / K.F. Cross, R.L. Lynch. - 2nd Edition. - Oxford: Blackwell Publis-hers, 1995. - 436 p.
8. Харрисон А. Управление логистикой. Разработка стратегии логистических операций / А. Харрисон, Р.В. Хоук. - Д.: Баланс Бизнес Букс, 2007. - 368 с.
Рецензент: С.В. Нагорний, професор, д.т.н., ХНАДУ.
Стаття надшшла до редакцй 27 квиня 2016 р.
