ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСІТЕТ

КОЛЧІН Руслан Вікторович

УДК 681.5.011.56:658.7

РОЗРОБЛЕННЯ АСУ ЗАПАСАМИ МАТЕРІАЛЬНИХ РЕСУРСІВ

У БАГАТОРІВНЕВИХ ЛОГІСТИЧНИХ СИСТЕМАХ,

ЩО ФУНКЦІОНУЮТЬ У НАДЗВИЧАЙНИХ УМОВАХ

05.13.06 – Автоматизовані системи управління

Та прогресивні інформаційні технології

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Одеса – 2006

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Одеському інституті сухопутних військ Міністерства оборони України на кафедрі військової кібернетики та інформатики.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор

Становський Олександр Леонідович,

Одеський національний політехнічний університет, завідувач кафедри нафтогазового

та хімічного машинобудування.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Скатков Олександр Володимирович, Севастопольський національний технічний університет, завідувач кафедри кібернетики

та обчислювальної техніки;

кандидат технічних наук, доцент

Колесніков Олексій Євгенович,

Одеський національний політехнічний університет, доцент кафедри охорони праці

та безпеки життєдіяльності.

Провідна установа: Херсонський національний технічний

університет

Захист відбудеться 26 жовтня 2006 р. о 1330 на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 41.052.01 в Одеському національному політехнічному університеті за адресою: 65044, м. Одеса, пр. Шевченка, 1, ауд. 400-А.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Одеського національного політехнічного університету за адресою: 65044, м. Одеса, пр. Шевченка, 1.

Автореферат розісланий 15 вересня 2006 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Д 41.052.01,

кандидат технічних наук, професор Ю.С. Ямпольський

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Матеріальні запаси є|з'являються,являються| найбільш витратним елементом логістичних систем (ЛС), оскільки вони не тільки є “замороженими” коштами, але й потребують значних витрат|затрати| на їх утримання та поповнення. Тому постійний розвиток систем матеріального забезпечення силових структур України, зокрема, систем управління запасами матеріальних ресурсів (МР), є|з'являється,являється| об'єктивним і закономірним процесом.

Особливо гостро ця проблема стоїть у тому випадку, коли силові структури виконують свої обов’язки в надзвичайних умовах (наприклад, бойових дій), коли, з одного боку, від наявності МР залежить виконання завдань, а з іншого, – ЛС діють в край малопередбачуваних умовах. Попит у|в,біля| споживачів таких, діючих у надзвичайних умовах ЛС (ЛСНУ), носить випадковий і нестаціонарний характер,|вдачу| залежно від завдань, які вони виконують. У системі об'єктивно присутні непередбачені втрати МР, засобів|коштів| їх зберігання і транспортування, іноді|інколи| зовсім відсутня стаціонарна транспортна мережа|сіть| і взагалі, процес функціонування системи супроводжується|супроводиться| істотними|суттєвими| витратами|затратами|. Тому, від того, наскільки прийнята система управління запасами адекватна умовам, в яких функціонує ЛС, безпосередньо|прямо| залежить ефективність функціонування всього підрозділу.

Сьогодні в силових структурах України, в яких застосовуються складні, багаторівневі ЛС, управління запасами МР здійснюється на підставі спрощених систем, які не враховують важливі фактори надзвичайних умов, що суттєво впливають на ефективність функціонування ЛСНУіз з аФЦВЛ.

До таких ЛС відносяться, наприклад|приміром|, системи речового забезпечення з'єднань|сполучень,сполук| Сухопутних військ Міністерства оборони України. Існуюча система управління запасами МР|установлена| |провіднипередбачає створення|створіння| запасів фіксованих розмірів на всіх складах, без урахування випадкового|вивиири попиту у|в,біля| споживачів. Процес функціонування ЛСНУ супроводжується|супроводитиметься| надмірними|надлишковими| витратами, що, однак, не виключає виникнення значного дефіциту|в,біля|.

Ефективне управління запасами в реальних надзвичайних умовах передбачає врахування логістиком великої сукупності різноманітних чинників, часто невизначеної природи. Оперативне розв’язання|розв'язати| цих складних завдань|задачу| не завжди можливе, в першу чергу|передусім,насамперед|, через обмеження психофізіологічних можливостей логістика та необхідність |спроможностей|прийняття|прийняття,приймання| рішення в реальному часі розвитку подій|розв'язання,вирішення,розв'язування|. Виходом з цієї ситуації є|з'являється,являється| застосування|вживання| засобів|коштів| автоматизації в процесі управління запасами ЛС вказаного рівня, тобто використання автоматизованих систем управління запасами (АСУЗ). В той же час, аналіз існуючих засобів|коштів| математичного та інформаційного забезпечення АСУЗ показав відсутність не тільки|не лише| необхідних математичних та інформаційних моделей, які б могли лягти|полягти| в основу такої АСУЗ, але і принципів їх створення|створіння| з урахуванням|з врахуванням| специфіки ЛС вказаного типа.

Із згаданого випливає, що|зумовлює| дослідження, розробка та впровадження в процес управління запасами МР ЛС комплексу математичного та інформаційного забезпечення АСУЗ є завданням вельми актуальним.

Дисертація виконувалася відповідно до завдань НДР Одеського інституту Сухопутних військ “Запас-Т” (Внутрішньоінститутська, інв. № 1413-в).

Метою дослідження є підвищення повноти забезпечення споживачів та зниження сумарних витрат, які виникають в процесі функціонування багаторівневих ЛСНУ, за рахунок створення та використання АСУЗ МР.

Для досягнення цієї мети в дисертаційній роботі розв’язані такі задачі:

-

-

-

-

-

-

Об'єктом дослідження є процес функціонування АСУ запасами МР ЛС.

Предметом дослідження є інформаційні моделі управління запасами МР ЛСНУ.

Методи дослідження. При розв’язанні задач дисертаційного дослідження використовували: для синтезу математичної (аналітичної) та імітаційної моделей управління запасами МР у багаторівневій ЛСНУ – методи теорії імовірності, теорії управління запасами та імітаційного моделювання систем; для визначення окремих параметрів моделі та розробки методики розрахунку оптимальних розмірів запасів – методи теорії експертних оцінок; для програмної реалізації математичної моделі управління запасами та розрахунку оптимальних розмірів запасів – чисельні методи; для аналізу та інтерпретації результатів моделювання, а також для оцінки адекватності математичної моделі об’єкту моделювання – методи математичної статистики; для розробки інформаційної моделі управління запасами та її програмної реалізації – методи об’єктно-орієнтованого моделювання та програмування.

Наукова новизна отриманих результатів полягає в розвитку і поглибленні теоретичних і методологічних основ підвищення ефективності управління запасами матеріальних ресурсів. Новими науковими результатами дисертаційного дослідження є:–

отримав подальший розвиток показник ефективності функціонування ЛС силових структур України, що функціонують у надзвичайних умовах, який базується на двох часткових показниках ефективності функціонування: математичному очікуванні дефіциту та математичному очікування витрат, що виникають у системі за обраний плановий період;

-

-

-

Практичне значення одержаних результатів. Вдосконалено методику визначення вартості витрат на створення, зберігання і переміщення МР між елементами ЛС (підвозу), яка враховує витрати на амортизацію транспортних засобів підвозу і зберігання та наслідки їх втрат, витрати пального, а також характеристики існуючої транспортної мережі і погодні умови. Розроблено програму розрахунку оптимальних розмірів запасів МР у дворівневій ЛСНУ. Розроблено практичні рекомендації щодо управління запасами у дворівневій ЛСНУ.

Практичне використання інформаційної системи АСУ запасами матеріальних ресурсів у багаторівневих ЛСНУ в загальній системі речового забезпечення військ Південного ОК дозволило, в середньому, знизити сумарні грошові витрати на 45,18 % та підвищити повноту забезпечення споживачів на 2,8 %.

Особистий внесок здобувача. Проведений аналіз існуючих систем управління запасами та математичних моделей управління запасами [1, 3, 5, 7]; обґрунтована необхідність автоматизації управління запасами МР [1, 8]; визначений розподіл функцій між машинною частиною АСУЗ МР та її оператором (логістиком) [1]; визначений склад параметрів об’єкта управління, який повинен відображатися в інформаційній моделі управління АСУЗ МР [2, 4]; запропонована математична модель управління запасами МР у дворівневій ЛС, що функціонує у надзвичайних умовах [3, 5, 6]; запропонована методика визначення вартості витрат на зберігання та підвезення одиниці МР у ЛСНУ [3].

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідалися й обговорювалися на: засіданні секції “Військова підготовка фахівців” V-ї міжнародної науково-методичної конференції “Удосконалення підготовки фахівців” Одеської державної академії будівництва та архітектури (Одеса, 2000 р.); щомісячних науково-технічних семінарах наукових співробітників та ад’юнктів Одеського інституту Сухопутних військ (Одеса, 1999 – 2001 р); ХІІІ семінарі “Моделювання в прикладних наукових дослідженнях” (Одеса, 2006), а також на розширеному засіданні наукового семінару Одеського інституту Сухопутних військ (Одеса, 2006).

Публікації. Результати дисертації викладені в 8 публікаціях, у тому числі – 6 статтях в журналах зі спеціального переліку ВАК України та в 2 матеріалах конференцій.

Структура дисертації. Дисертація складається із вступу, чотирьох розділів, чотирьох додатків. Об’єм дисертації – 150 стор., додатків – 70 стор. Дисертація містить 38 рисунків, 9 таблиць та посилання до 175 літературних джерел.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступ наведена загальна характеристика роботи, яка підкреслює її актуальність, відповідність державним науковим програмам, вимогам ВАК України, наукову новизну та практичне значення; визначено об’єкт та предмет дослідження, сформульована його мета та задачі.

У першому розділі проведено аналіз характеристик та властивостей існуючих ЛС що діють у надзвичайних умовах з позиції вимог відповідних керівних документів, які регламентують порядок управління запасами в системах даного типу. В результаті проведеного аналізу були визначені такі показники ефективності функціонування ЛС як дефіцит і затрати, які можуть виникати в системі за плановий період, а також виділені найбільш суттєві характеристики системи. Подальший аналіз показав, що прийнята система управління запасами – періодична з граничним верхнім рівнем запасу – потребує удосконалення, оскільки створення фіксованих, необґрунтовано великих розмірів запасів обумовлює виникнення в процесі функціонування ЛС суттєвих витрат. Іншими словами, розмір запасів доцільно визначати виходячи з обставин, які виражені впливом на ЛС великої кількості факторів, у тому числі невизначеної природи. Однак людині, а саме логістику, в силу обмежень його психофізіологічних можливостей в ті короткі терміни, що відводяться йому на прийняття рішення, вирішити дану задачу без застосування засобів автоматизації неможливо. Даний висновок визначив необхідність у впровадженні АСУЗ МР в процес функціонування ЛС. В той же час розробка такої складної системи неможлива без застосування необхідного науково-методичного апарату синтезу математичного, інформаційного та програмного забезпечення АСУЗ МР.

Аналіз існуючих математичних моделей управління запасами з позиції придатності їх для вирішення поставленої наукової задачі показав, що в даній галузі знань відсутня необхідна науково-методична база розробки відповідних компонентів АСУЗ МР стосовно даної ЛС. Однак, вона має багатий вихідний матеріал, на основі якого можливо рішення поставленої наукової задачі. Даний висновок визначив необхідність у розробці спеціалізованої математичної моделі управління запасами стосовно багаторівневої ЛС (що функціонує у надзвичайних умовах і втратами) типову до військових з’єднань МОУ.

У другому розділі розглянуто модель інформаційного обміну в АСУЗ МР ЛС. За допомогою методу декомпозиції початкову досліджувану систему (у цьому випадку АСУ) розкладували на більше прості об'єкти – типові групи споживачів (ТГС) інформації, як правило, такої ж природи (структури), як і початкова система, причому, сукупність цих більш простих ТГС (об'єктів або систем) було еквівалентне структурі початкової системи.

ТГС системи є структурою, призначеною для рішення певних (у ряді випадків – специфічних) завдань, що побудована у функціональному та організаційному відношенні у вигляді багаторівневої (багатоступінчастої) схеми, де функції управління розподілені між супідрядними рівнями. Така схема типова, для логістичної системи, у якій логістики першого та другого рівнів мають у своєму розпорядженні склади із запасами матеріальних ресурсів, а логістики третього рівня вирішують завдання остаточного розподілу матеріальних ресурсів між споживачами.

Модель інформаційного обміну в локальній ТГС інформації. При побудові моделі обміну інформацією в ТГС основний інтерес представляють такі об'єкти Ui системи S, як вхідний U1=Yвх і вихідний U2=Yвих інформаційні потоки. У цьому випадку ТГС, будучи інформаційною системою S, може бути визначена відношенням

, (1)

де множини

; (2)

позначають інформаційні потоки, відповідно, на вході та виході системи S (типової групи споживачів), причому й утворюють розбивку множини індексів N, тобто і .

Для аналізу процесів обміну інформацією в локальній ТГС розглянуте питання інформаційної взаємодії його підрозділів (підсистем), організаційне з'єднання яких утворює ТГС як систему взагалі. У цьому випадку ввели поняття класу підсистем (підрозділів ТГС), які з'єднуються (в інформаційному значенні), а потім на ньому вже визначили різні моделі інформаційної взаємодії.

Узагальнена модель локальної інформаційної взаємодії між підрозділами А и В по вертикалі (Y) в ієрархії дворівневої логістичної системи наведена на рис. 1. Ця модель відображає узагальнену інформаційну взаємодію декількох локальних ТГС інформації, які належать, наприклад, до різних родів військ Сухопутних військ (систем управління зброєю), у границях конкретної структури військових формувань.

Характерною для такої моделі є однорівнева взаємодія між типовими групами різних військових формувань. Якщо виникає потреба, інформаційний обмін може відбуватися, крім верхніх, також і між іншими рівнями кожної з ТГС. Інформаційний обмін між користувачами при інтеграції ТГС окремих видів ВР ілюструється узагальненою моделлю.

Загальна архітектура АСУ матеріальних ресурсів у ЛСНУ для ТГС інформації. Розглянуті вище моделі інформаційного обміну між ТГС інформації дозволили визначити загальну архітектуру АСУ запасами матеріальних ресурсів у логістичних системах більш високих рівнів інтеграції.

Виходячи з міри інтеграції процесу інформаційного обміну між споживачами інформації, можна виділити наступну архітектуру АСУ СВ та її підсистем: АСУ з’єднання; міжродова АСУ в масштабі Сухопутних військ; міжвидова АСУ. Автоматизовані системи управління, які задовольняють потреби військового формування загалом, відрізняються лише кількістю ієрархічних рівнів інформаційного обміну.

Обмін інформацією між споживачами інформації типової групи відбувається по горизонталі та вертикалі відповідно до конкретної схеми інформаційного обміну, причому, з будь-якого рівня ТГ, якщо буде потреба, здійснюється вихід на центр обміну оперативною інформацією.

Центр обміну оперативною інформацією забезпечує доступ підрозділів різних рівнів ТГ до таких мереж, як, наприклад, мережі загального користування, мережі сигналізації по загальному каналі, а також широкосмугові мережі високошвидкісної передачі інформації й доступу до баз даних.

Широкосмугова мережа передачі інформації надає персоналу дворівневої логістичної системи високошвидкісні канали для обміну текстовими даними, графічними зображеннями та відеоінформацією.

Вихід користувачів типової групи на мережу загального користування дозволяє розширити функціональні, оперативні та інформаційні можливості АСУ.

Наведена структура відображає інформаційну взаємодію між ТГС інформації різних родів військ. Тут координацію інформаційної взаємодії здійснює центр взаємодії. У цьому випадку ТГС інформації через вузли взаємодії і центри обміну оперативною інформацією зв'язані між собою в єдину інформаційну мережу. Така структура взаємодії ТГС інформації обов'язково передбачає наявність вузла стандартизації нормативно-технічної бази, що дозволяє розробити стандарти на міжродові інтерфейси.

У третьому розділі наведено комплекс методик дослідження управління запасами МР у зазначених ЛС, принципи створення математичних моделей та їх програмної реалізації. Розробку математичної моделі управління запасами МР у багаторівневій ієрархічній ЛС, що функціонує у надзвичайних умовах, було проведено на основі існуючої моделі управління запасами у системі з випадковим попитом, яка містить один склад та одного споживача. Процес управління запасами здійснюється за системою з постійною періодичністю і з розміром замовлення, який регулюється. При побудові моделі було обрано два часткових показника ефективності функціонування даної ЛС, а саме – математичне очікування дефіциту DT та математичне очікування затрат QT, які виникають у системі за обраний плановий період Т. Ці показники антагоністичні по відношенню один до одного, що дозволяє вирішити задачу пошуку оптимальних розмірів запасів МР, які необхідно створювати на плановий період.

В математичній моделі враховується наявність в ЛС складів двох рівнів з одним складом першого рівня і сьома складами другого рівня. До кожного складу другого рівня закріплено одного споживача. Модель повинна також враховувати витрати і втрати у матеріальних ресурсах, які виникають при зберіганні на складах, а також при русі матеріальних потоків між елементами ЛС. Запас на складі першого рівня створюється з метою компенсації ймовірного дефіциту на одному зі складів другого рівня системи. У свою чергу, запаси на складах другого рівня системи створюється безпосередньо для задоволення потреб у споживачів. У ЛС присутня черговість забезпечення, яку визначає логістик в залежності від важливості повноти забезпечення того чи іншого споживача.

Використовуючи цю властивість ЛС, що розглядається, модель будували із застосуванням принципу декомпозиції ЛС на логістичні ланцюги (підсистема з лінійною структурою, по елементах якої рухається матеріальний потік до окремо взятого споживача). Таким чином, дефіцит і сумарні витрати, які виникають в ЛС за період Т, складаються з дефіциту та сумарних витрат в її ланках. Тобто

. , (3)

де – математичне очікування дефіциту, який виникає при функціонуванні n-го логістичного ланцюга,–

витрати на підвіз МР (рух матеріального потоку) між складами n-го логістичного ланцюга,

N – загальна кількість логістичних ланцюгів (споживачів),–

первинний запас МР на складі першого рівня,–

вартість витрат на створення одиниці МР на складі першого рівня,–

вартість витрат на зберігання одиниці МР на складі першого рівня.

Дефіцит у n-го споживача при :

та витрати в n-му логістичному ланцюгу:

де – попит протягом періоду T,

– щільність розподілу попиту,

– запаси МР на складах другого рівня,–

запас МР на складі першого рівня для задоволення попиту у n-ого споживача,

– щільність розподілу залишку МР на складі першого рівня, який залишився для забезпечення n-го споживача,

– коефіцієнти втрат, які виникають в процесі зберігання запасів,

– коефіцієнти втрат, які виникають в процесі підвозу МР від складу другого рівня до споживача,–

коефіцієнти втрат, які виникають в процесі підвозу МР від складу першого рівня до складу другого рівня,–

вартість витрат на підвіз одиниці МР від складу другого рівня до споживача,–

вартість витрат на підвіз одиниці МР від складу першого до складу другого рівня,--–

вартості витрат на створення одиниці МР на складі другого рівня,–

вартості витрат на зберігання одиниці МР на складі другого рівня.

Щільність розподілу залишку МР на складі першого рівня визначається з урахуванням наступного виразу:

де – випадкова величина залишку на складі першого рівня системи для попереднього споживача по відношенню до даного,–

випадкова величина попиту у n-го споживача.

Вид функції розподілу залишку на складі першого рівня системи визначається на основі існуючих методів теорії ймовірності за умовами наявності відомої функції розподілу попиту у даного споживача.

При розробці цієї математичної моделі були отримані наступні проміжні наукові результати:

-

-

-

Всі ці математичні моделі розроблялись стосовно ЛС забезпечення Сухопутних військ речовим майном, як яркого представника ЛС що функціонують у надзвичайних умовах. Даний комплекс моделей може використовуватися для створення відповідного спеціалізованого математичного забезпечення АСУЗ МР різноманітних ЛС що функціонують у надзвичайних умовах.

З метою обробки вихідних даних і розрахунку параметрів моделі управління запасами МР у ЛС типу що розглядається, а також розрахунку оптимальних розмірів запасів був розроблений необхідний комплекс методик, який викладений у другому підрозділі. Він включає у себе визначення щільності розподілу попиту у споживачів. Згідно центральній граничній теоремі теорії ймовірності, враховуючі що чисельність одного із споживачів може становити де кілька сот осіб, було прийнято, що попит у окремо взятого споживача розподіляється за нормальним законом.

Далі було розглянуто методику визначення значень параметрів щільності розподілу попиту (математичного очікування та дисперсії). Вона дозволяє визначити вказані параметри за результатами обробки даних існуючого статистичного матеріалу і за результатами обробки даних отриманих у результаті експертних оцінок. Слід відмітити, що для опитування експертів був застосований метод шкальних оцінок, а для обробки отриманих результатів – методи обробки статистичних та експертних даних. Ці ж методи були запропоновані для визначення значень коефіцієнтів втрат.

Для визначення значень вартісних параметрів моделі була розроблена методика розрахунку вартостей витрат на зберігання та підвіз МР. Дана методика базується на наступних формульних співвідношеннях:

;

,

де – маса одиниці МР,

– коефіцієнт витрат транспортних засобів при зберіганні,

– коефіцієнт витрат транспортних засобів при підвезенні,

– вантажопідйомність транспортного засобу, який використовується для зберігання запасів МР,

– коефіцієнт використання вантажопідйомності транспортного засобу при перевезені МР,

– вартість 1 літра пального, яке витрачається транспортними засобами, що виділені для зберігання запасів МР,–

норма витрат пального даним видом транспортних засобів,

– вартість транспортного засобу,–

пробіг транспортного засобу до його списання,

– коефіцієнт дорожніх умов експлуатації,

– коефіцієнт природнокліматичних умов,

– коефіцієнт типів машин і характеру їх використання,–

сумарна довжина шляху в км, на яку переміщуються запаси,–

сумарна довжина шляху, який проходять транспортні засоби при підвозі МР протягом періоду Т.

Методика розрахунку оптимальних розмірів запасів МР базується на розрахунку показника переваги вибору оптимального розміру запасів МР. Розрахунок проводиться з використанням формули

,

де та – коефіцієнти лінійних форм відповідно дефіциту і витрат,

та – безрозмірний варіант математичного очікування, відповідно, дефіциту та витрат.

Визначення безрозмірного виду часткових показників ефективності здійснювали з використанням виразу:

,

де та – максимальний дефіцит і витрати, які можуть виникнути у системі протягом планового періоду.

Для визначення даних величин пропонується використовувати наступні формули:

;

,

де – математичне очікування попиту у i-го споживача,

– максимальний попит у i-го споживача.

Таким чином, задача пошуку оптимальних розмірів запасів у системі зводиться до знаходження максимуму значення показника, тобто

,

де – оптимальні розміри запасів МР на складах ЛС,

– функції дефіциту та витрат, відповідно, які представляють собою модель (1).

Коефіцієнти лінійних форм і визначаються за даними експертних оцінок, які отримані в результаті опитування групи експертів з метою визначення важливості впливу на якість функціонування ЛС, дефіциту та витрат.

Методика оцінки адекватності розробленої аналітичної моделі управління запасами МР самій логістичній системі. У зв’язку з відсутністю в природі об’єкту моделювання, який функціонує у надзвичайних умовах, а тим більше з неможливістю проводити з ним експерименти, було запропоновано замінити реальний об’єкт його імітаційною моделлю, прийнявши що вони абсолютно ідентичні один до одного. Таке рішення було прийнято на підставі висновку багатьох, відомих фахівців в галузі моделювання складних систем про необмежені можливості з урахуванням різноманітних факторів при використанні методу імітаційного моделювання. Імітаційну модель системи було реалізовано існуючими програмними засобами. При оцінці адекватності аналітичної моделі імітаційній за об’єкт дослідження було обрано ЛС з трьома складами другого рівня і одним складом першого рівня. Кореляційний аналіз результатів моделювання показав, що аналітична модель управління запасами у заданій ЛС повністю адекватна своєму імітаційному аналогу.

Одним з основних компонентів АСУ є її інформаційне та програмне забезпечення. Розробку та реалізацію інформаційного забезпечення АСУЗ МР було проведено на прикладі програми розрахунку оптимальних розмірів запасів МР у ЛС зазначеного типу. В цій програмі чисельними методами було також реалізовані математична модель управління запасами, методики розрахунку її параметрів та оптимізації, а також інформаційна модель у вигляді інтерфейсу взаємодії, програмно-реалізованих процедур і структур обробки та зберігання даних. Опис елементів інформаційної моделі здійснювався в термінах об’єктно-орієнтованої мови програмування Delphi.

Четвертий розділ присвячено розробці практичних рекомендацій щодо використання розроблених результатів дослідження в системі управління запасами МР в ЛС даного типу. В процесі аналізу результатів дослідження з використанням розробленого математичного забезпечення АСУЗ МР було розглянуто ступінь впливу значень:

– втрат при зберіганні і підвозі МР;

– вартості витрат на створення, зберігання і підвіз одиниці МР;

– розмірів запасів МР при їх сумісному розгляді на складах ЛС;

на величину показника переваги.

Рішення даної задачі здійснювалося з використанням методу кореляційного аналізу. В результаті даного аналізу були отримані наступні значення відповідних коефіцієнтів кореляції:

– коефіцієнта втрат при зберіганні МР kП = – 0,52564;

– коефіцієнта втрат при підвозі МР kП = – 0,47654;

– вартості витрат на створення однієї одиниці МР = 0,84345;

– вартості витрат на зберігання одиниці МР = 0,90063;

– вартості витрат на підвіз одиниці МР = – 0,98701.

Для визначення загальних властивостей логістичної системи розглянутого типу з наступною їхньою інтерпретацією, розглянемо зміну показника переваги залежно від ешелонування й розподілу запасів МР у ЛС. Залежність показника переваги від розмірів запасів, створюваних на різних рівнях системи, представлена на рис. 2 та 3. Зокрема, на рис. 3 представлений випадок, коли показник переваги приймає деяке максимальне значення при оптимальних, не нульових запасах МР на складі першого і одного зі складів (третьому) другого рівня.

Рис. 2. Залежність показника переваги від розмірів запасів МР, створюваних на складі першого рівня і на складі другого рівня ЛС споживача, забезпечуваного в третю чергу | Рис. 3. Залежність показника переваги від розмірів запасів МР, створюваних на складі споживача, забезпечуваного в другу чергу, та споживача, забезпечуваного в третю чергу

Запаси на складах першого і другого споживачів навмисно зафіксовані. Дана властивість системи свідчить про те, що за даних умов, якщо за якихось причин створювати запаси на складах другого рівня недоцільно, то забезпечення даних споживачів (у нашому випадку першого і другого) здійснюється за рахунок запасів першого рівня. Менш важливі споживачі задовольняють свої потреби за рахунок власних запасів другого рівня.

Збільшення розмірів запасів на складах більш важливих споживачів стосовно даного веде до необхідності зниження (залежно від умов) запасів на складі першого рівня, або на складах другого рівня, менш важливих споживачів, задовольняючи їхні потреби за рахунок запасів складу першого рівня.

Таким чином, важливо відзначити властивість, загальну для логістичних систем даного класу. З аналізу моделі управління запасами МР у ЛС треба, щоб в даних системах, відповідно до існуючої класифікації запасів, запаси нижнього рівня за своїми функціями, було варто відносити до поточних запасів. Запаси верхніх рівнів системи можуть виконувати функції як поточних запасів – для споживачів, яким свої запаси мати недоцільно, так і страхових – для споживачів, що мають власні запаси.

Трохи інакше поводиться модель при розгляді залежності показника переваги від системи запасів другого рівня двох будь-яких споживачів, як це представлено на рис 3. У цьому випадку оптимальний розмір одного із запасів завжди прагне до нуля (розміри запасів інших споживачів зафіксовані). На рис 3 – це запас споживача, забезпечуваного в третю чергу. Така властивість моделі управління запасами означає, що, за певних умов, якісь групі споживачів краще будуть задовольняти свою потребу головним чином за рахунок власних запасів, а іншим споживачам оптимальним варіантом буде задоволення своїх потреб у МР за рахунок запасів першого рівня.

Вибір того або іншого варіанта створення запасів для даного споживача, у силу встановленої черговості забезпечення, залежить від установленого варіанта створення запасів та їхніх оптимальних розмірів для більш пріоритетних споживачів стосовно даного.

Таким чином, складніше всього визначити оптимальні розміри запасів МР на складі споживача, забезпечуваного в останню чергу, і на складі першого рівня, оскільки для визначення даних величин необхідно враховувати стан вхідних параметрів у всіх елементах системи. У той же час вивчені властивості моделі управління запасами свідчать про існування складної, невизначеної залежності між параметрами моделі управління запасами, а, отже і між станами елементів логістичної системи, що відбивається, особливо, на розподілі значень оптимальних запасів МР по складах всіх рівнів. Цей висновок свідчить про наявність у логістичної системи розглянутого типу властивості емерджентності – одного з найважливіших ознак складної систем.

Для рішення комплексу перерахованих вище завдань була побудована АСУ запасами МР (рис. 4), яка містить такі підсистеми:

Рис. 4. Структурна схема організації апаратно-програмних засобів АСУ

запасами МР ЛС з’єднання

– автоматизовану систему обліку матеріальних ресурсів на основі централізованої бази даних;

– систему АРМ персоналу підрозділів логістики;

– програмне забезпечення на основі комплексу інформаційних моделей управління запасами МР у багаторівневій ЛС, прогнозування потреб та поставок, а також засобів їхньої оптимізації;

– автоматизовану інформаційну систему;

– ЛВС або ВЧС із необхідними для АСУ апаратно-програмними засобами, які забезпечують розгортання відповідних мережевих служб.

Розрахунок економічної ефективності, яка очікується в ході впровадження результатів дослідження у практику управління запасами МР у ЛС зазначеного типу, наведений у табл. 1.

Таблиця 1

Економічний ефект від впровадження АСУЗ МР

Типові варіанти функціонування ЛС | Витрати які виникають в процесі функціонування ЛС (грн/люд.) | Економія (грн/люд)

з використанням АСУЗ | з використанням існуючої системи управління запасами

1 | 2 | 3 | 4

варіант “А” | 17,723 | 22,177 | 4,454

варіант “Б” | 25,914 | 22,225– | 3,689

варіант “В” | 16,658 | 22,281 | 5,623

варіант “Г” | 6,522 | 22,15 | 15,628

В речовій службі тилу логістики управління Південного ОК були проведені випробування інформаційної системи АСУ запасами матеріальних ресурсів у багаторівневих логістичних системах, що функціонують у надзвичайних умовах. При цьому було встановлено, що використання даної інформаційної системи в загальній системі речового забезпечення військ Південного ОК дозволило, в середньому, знизити сумарні грошові витрати на 45,18 % та підвищити повноту забезпечення споживачів на 2,8 %.

Висновки

1. Існуюча система управління запасами МР з постійною періодичністю поставок до максимального рівня не відповідає умовам функціонування ЛС. Головним її недоліком є відсутність адекватної реакції на випадкові та нестаціонарні коливання попиту споживачів МР. Зазначений недолік є наслідком нерегульованості розміру створюваних запасів, що в результаті знижує ефективність функціонування ЛС, обумовлює високу ймовірність виникнення дефіциту в МР або збільшення сумарних витрат.

2. Аналіз відомого науково-методичного апарата теорії управління запасами (логістики) показав відсутність готового математичного та інформаційного забезпечення як фундаменту для створення адекватної АСУ запасами МР.

3. Досліджено існуючі та проектовані інформаційні потоки системи управління і визначені їхні основні характеристики. Встановлено, що типова група споживачів системи – суть структура, призначена для розв’язання специфічних завдань, яка побудована у функціональному та організаційному відношенні у вигляді багаторівневої (багатоступінчастої) схеми, де функції управління розподілені між супідрядними рівнями.

4. Запропоновано модель, яка відображає узагальнену інформаційну взаємодію декількох локальних типових груп споживачів інформації, що належать, наприклад, до різних родів Сухопутних військ у границях конкретної структури військових формувань. Характерним для такої моделі є однорівнева взаємодія між типовими групами різних військових формувань. Розглянуті моделі інформаційного обміну між типовими групами споживачів інформації дозволили визначити загальну архітектуру АСУ запасами матеріальних ресурсів у логістичних системах більш високих рівнів інтеграції.

5. Розроблені програмно реалізовані засоби діяльності оператора АСУ запасами МР у логістичній системі, що діє в надзвичайних умовах. Вони включають математичну модель управління запасами, яка є основою математичного забезпечення АСУ запасами МР, а також комплекс додаткових методик.

6. Розроблено моделі управління запасами МР у розглянутій ЛС, обраний показник ефективності та доцільний состав інших показників, що характеризують дану систему: запаси МР на складах системи, коефіцієнти втрат при підвезенні та зберіганні МР, вартість витрат на підвезення, зберігання і створення запасів МР.

7. Розроблено загальну модель управління запасами МР, що дозволяє будувати частинні моделі управління запасами МР в аналогічних логістичних системах з довільною кількістю рівнів.

8. Запропоновано узагальнений показник переваги та методику його визначення, що ґрунтується на експертних оцінках. Показано, що завдання пошуку оптимальних запасів МР зводиться до пошуку максимуму даного показника.

9. На основі зіставлення результатів, отриманих у результаті аналітичного моделювання, з результатами імітаційного моделювання виконана оцінка адекватності розробленої моделі управління запасами МР реальній логістичній системі. При цьому імітаційну модель логістичної системи вважали апріорі адекватною системі, яка моделюється, у зв'язку з відсутністю з об'єктивних причин розглянутого об'єкта дослідження.

10. На основі математичної моделі управління запасами МР, а також методик розрахунку її параметрів і оптимізації розроблені принципи створення інформаційних моделей АСУ запасами МР у ЛСНУ та засобів їхньої програмної реалізації.

11. На прикладі логістичної системи речового забезпечення з'єднання Сухопутних військ ЗС України розраховані оптимальні розміри запасів МР для типових варіантів функціонування. Аналіз результатів досліджень, отриманих з використанням математичного забезпечення АСУ запасами МР у ЛСНУ, дозволив виявити найбільш істотні особливості та властивості логістичних систем даного класу, на основі яких розроблені практичні рекомендації з удосконалення управління запасами МР із використанням АСУ.

12. В речовій службі тилу логістики управління Південного ОК були проведені випробування інформаційної системи АСУ запасами матеріальних ресурсів у багаторівневих логістичних системах, що функціонують у надзвичайних умовах. При цьому було встановлено, що використання даної інформаційної системи в загальній системі речового забезпечення військ Південного ОК дозволило, в середньому, знизити сумарні грошові витрати на 45,18 % та підвищити повноту забезпечення споживачів на 2,8 %.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

Колчін Р.В. Розроблення АСУ запасами матеріальних ресурсів у багаторівневих логістичних системах, що функціонують у надзвичайних умовах. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 – Автоматизовані системи управління та прогресивні інформаційні технології. – Одеський національний політехнічний університет, Одеса, 2006.

Дисертація присвячена підвищенню повноти забезпечення споживачів та зниження сумарних витрат, які виникають в процесі функціонування багаторівневих логістичних систем (ЛС), які діють в надзвичайних умовах, за рахунок створення та використання АСУ запасами матеріальних ресурсів (МР).

Проаналізовано сучасний стан систем управління запасами МР та їх математичних і інформаційних моделей. Розроблені моделі інформаційного обміну в АСУ запасами МР у багаторівневих ЛС, що функціонують у надзвичайних умовах. Розроблені математичні моделі управління запасами МР у багаторівневих ЛС, що функціонують у надзвичайних умовах, з урахуванням черговості забезпечення споживачів та випадкового характеру потреби у МР. Запропоновані методики визначення вартості витрат на переміщення між ланками системи МР та на зберігання їх запасів; методики визначення оптимальних запасів МР на кожному складі логістичної системи, а також методики оцінки адекватності математичної моделі управління запасами МР об’єкту моделювання.

Ключові слова: інформаційна модель, логістична система, запаси матеріальних ресурсів, автоматизована система управління, надзвичайні умови.

Kolchin R.V. The development of the ACS by stocks of material resources in the multilevel logistical systems, functioning in extreme conditions. – Manuscript.

The dissertation seeking scientific degree of the candidate of technical science in specialty 05.13.06 – Automatic control systems and progressive information technologies. – Odessa national polytechnic university, Odessa, 2006.

The dissertation is devoted to increase of completeness of maintenance of consumers and decrease in the total expenses arising during functioning of multilevel logistical systems (LS), operating in extreme conditions, due to creations and uses of the ACS by stocks of material resources (MR).

The modern condition of control systems by stocks of МR and their mathematical and information models is analyzed. Models of an information