Обеспечение надежности цепей поставок

Логистические системы — упорядоченные структуры, в которых осуществляется управление реализацией и развитием совокупного ресурсного потенциала, организованного в виде логистического потока, начиная с отчуждения ресурсов у окружающей среды вплоть до реализации конечной продукции — представляют собой большие сложные системы.

Некоторые специалисты рассматривают эти определения как идентичные, мы же проводим между ними различия.

В определении большой системы (large — scale system) акцентируется то, что она состоит из множества частей и элементов, выполняющих определенные функции и связанных между собой. Подобный размерный аспект, в основном, отражает количество ее частей и элементов и связей между ними, хотя значительный размер не только не отрицает, но и предполагает неоднородность этих элементов и связей.

В изучении сложных систем (complex system) подчеркивается именно неоднородность элементов и связей. Изучение сложных систем требует их четкого структурирования и самостоятельного изучения подсистем, не столько в силу их размера, сколько из-за специфики алгоритмического описания. Так, даже микрологистическая система малой предпринимательской структуры является сложной системой, состоящей из материальной, информационной, финансовой и др. подсистем. Кроме того, микрологистическая система предприятия может быть расчленена на ЛС закупок, поддержки производственного процесса, распределения и т. д. Таким образом, возможность множественного (по различным факторам) членения системы на подсистемы также является признаком ее сложности.

Следует особо отметить относительность данных понятий. Один и тот же объект в зависимости от цели и условий исследования может, как рассматриваться, так и не рассматриваться как большая и сложная система. Микрологистическая система как таковая в процессе ее проектирования, создания, функционирования, реструктуризации не может не квалифицироваться как большая сложная система. В то же время на макрологистическом уровне исследования микрологистическая система рассматривается как элемент (объект, не подлежащий дальнейшей декомпозиции) макрологистической системы.

Цепи поставок (объект SCM) представляют собой мезологистические системы (в ряде случаев тяготеющие к макроуровню), однако интеграция как процесс взаимодействия субъектов цепей поставок, не позволяет отказаться от трактовки микрологистических систем как больших и сложных. Здесь также требуется системный подход, т. е. рассмотрение надежности логистической системы как ее свойство сохранять значения установленных параметров функционирования в определенных пределах, соответствующих изначально заданным режимам и условиям.

Возрастающая конкуренция па рынке логистических услуг, увеличивающаяся сложность ЛС, повышающаяся ответственность поддержания заданного уровня логистического обслуживания конечного потребителя в цепях поставок, множащиеся возможности информационных технологий — вот основные факторы, определяющие направления исследований надежности ЛС в цепях поставок. В этом случае оказывается востребованной научная и учебная дисциплина — теория надежности ЛС и цепей поставок. В ней следует детерминировать основной понятийный аппарат, обосновать требования к надежности отдельных объектов и систем с учетом технических, организационно-технологических, экономических, социальных и экологических факторов, разработать рекомендации по обеспечению заданных требований к надежности объектов на разных этапах жизненного цикла товаров и услуг, и на всех этапах воспроизводственного процесса.

Остановимся на наиболее важных, по нашему мнению, аспектах данной проблемы.

Проблема повышения надежности функционирования отдельной логистической системы может быть рассмотрена в процессе решения задачи оптимизации товарного запаса фирмы. Допустим, характер реализации товара задается статистическими данными табл. 8.5.

Таблица 8.5. Статистика реализации товара фирмы

В этом случае величина товарного запаса определяется по формуле.

где ?) — дневной товарный запас в натуральных единицах; Ь — среднедневной размер продаж (отгрузки) товара; и — параметр нормального распределения Гаусса; аь — среднеквадратическое отклонение среднедневных объемов продаж.

Среднедневной объем продаж и среднеквадратическое отклонение объема продаж определены по формулам:

Величина товарного запаса рассчитывается по формуле Гаусса:

С точки зрения принятия управленческого решения в формуле (8.4) ключевым является параметр нормального распределения Гаусса. Установлено однозначное соответствие этого параметра надежности ожидаемого события Р (х), т. е. надежности поставки, которая с известной долей приближения может быть трактована как качество логистического обслуживания. В табл. 8.6 представлены наиболее характерные сочетания параметров нормального распределения Гаусса и и потребного для этого уровня товарного запаса.

Таблица 8.6. Соотношение величины товарного запаса и уровня логистического обслуживания

Выбор уровня надежности системы в значительной мере зависит от области ее функционирования. Многие системы, связанные с обеспечением безопасности жизнедеятельности человека, должны иметь максимально возможную надежность (военная техника, энергетические установки, транспортные средства, в особенности, летательные аппараты). Как видно из табл. 8.6, такой уровень, близкий к абсолютному (99,87%), достигается при параметре нормального распределения, а = 3,0. Такое положение носит название «правило трех сигм»: при проектировании подобных систем предусматривается запас прочности, адекватный трехкратному среднеквадратическому отклонению от среднестатистического параметра функционирования данной системы.

В нашем случае такая постановка вопроса неправомерна: требуется не максимально возможная, а оптимальная надежность системы (уровень логистического обслуживания), приносящая максимальную прибыль. В самом общем виде соотношение прибыли (как разности дохода от реализации и затрат на запасы) представлены на рис. 8.6.

Рис. 8.6. Определение оптимального уровня надежности по критерию максимальной прибыли.

В специальной литературе указывается на снижение прибыли фирмы при превышении уровня логистического обслуживания 95%, однако не дается объяснения этому явлению.

Из табл. 8.6 видно, что подобный уровень надежности (95,05%) достигается при величине параметра нормального распределения (а = 1,65), при котором величина товарного запаса (710 единиц) практически равняется объему максимального спроса (Спт= 700) в наблюдаемом процессе (табл. 8.5). Такая ситуация (правило 1,65 а) представляется оптимальной, исходя из соотношения «затратырезультат» .

Таким образом, можно сделать вывод о том, что в любых условиях, в том числе будучи субъектом цепи поставки, при прочих равных условиях фирма будет заинтересована в поддержании качества логистического обслуживания своих поставщиков, не превышающего 95%. Дальнейшее увеличение реализуется за счет наращивания величины запасов товарно-материальных ресурсов, что нельзя признать эффективным, так как это ведет к исключению из оборота большого объема оборотных средств.

Рассмотрим различные варианты функционирования подсистем цепи поставок (рис. 8.7).

Рис. 8.7. Обобщенный вид максимальной цепи поставок.

В самом общем виде цепь поставок (или ее часть) может быть представлена как последовательная система предпринимательских структур (рис. 8.8).

Рис. 8.8. Произвольная часть цепи поставок.

Надежность такой системы определяется как произведение надежностей всех участников этой цени (формулы (8.5) и (8.6)). Если надежности всех звеньев цепи одинаковы, то применима формула (8.7):

где Р (5) — надежность цепи поставок; Р (Э.) — надежность каждого элемента цепи поставок; п — количество элементов цепи поставок.

Если принять надежность каждого элемента цепи поставок Р (Э^) = 0,95, что обеспечивает оптимальность соотношения «затраты — результат», то надежность прямой цепи поставок (п = 3) составит Р (5) = 0,953 = 0,8574 (85,74%), а расширенной цепи поставок (п = 5) Р (5) = 0,955 = 0,7738 (77,38%), что никак нельзя признать удовлетворительным. Следующий шаг к максимальной цепи поставок в этом случае приближает надежность цепи поставок к 50%, что делает ее практически неработоспособной.

Мы можем определить потребный уровень надежности каждого из элементов цепи поставок Р (Э,), необходимый для обеспечения надежности всей цепи в приемлемых пределах Р (5) = 0,95. Эту операцию выполним по формуле.

Тогда в прямой цепи поставок потребуется надежность каждого элемента Р (Э.) = у]0,95 = 0,9831, а в расширенной — Р (Э{)=⁹⁵ = 0,9897. Как видно, в обоих случаях требуемый уровень надежности повлечет значительное увеличение уровня товарных запасов у субъектов цепи поставок, что может сделать их деятельность нерентабельной.

В этом случае встает проблема резервирования каналов в цепях поставок, т. е. применения наряду с основным поставщиком и резервного (резервных). Рассмотрим случай резервирования одного произвольного субъекта цепи поставок (рис. 8.9).

Рис. 8.9. Резервирование звена цепи поставок.

В этом случае надежность звена цепи поставок определяется по формуле (8.9), а в случае одинаковой надежности основного и резервных каналов — по формуле (8.10):

где Р (3) — надежность звена цепи поставок при резервировании каналов; Р (Э^) — надежность основного и резервных каналов звена; п — общее количество каналов в звене цепи поставок.

Надежность звена, состоящего из основного и одного резервного канала, составит: Р (3) = 1 — (1 — 0,95)2 = 0,9975 (99,75%); основного и двух резервных каналов: Р (3) = 1 — (1 — 0.95)3 = 0,999 875 (99,98%); основного и трех резервных: Р (3) = 1 — (1 — 0,95)* = 0,99 999 375 (99,99%). Исходя из этого, очевиден вывод о достаточности применения наряду с основным поставщиком лишь одного резервного.

В случае если каждый из участников цепи поставок будет представлять собой звено с однократным резервированием и надежностью Р (3) = 99,75%, надежность прямой цепи поставок (п = 3) составит Р (5) = 0,99 753 = 0,9925 (99,25%), а расширенной цепи поставок (п = 5) Р (5) = = 0,99 755 = 0,9876 (98,76%), что является залогом надежности дальнейшего усложнения цепи поставок.

В самом общем виде возможна постановка вопроса о резервировании в цепи поставок как основного, так и резервного поставщиков (рис. 8.10).

Очевидно, в этом случае достаточная надежность системы может быть обеспечена и при надежности каждого из элементов менее 95%.

Следует заметить, что предыдущие рассуждения справедливы, если для переключения в рамках резервированного звена с основного капала на резервный не требуется специального элемента (переключателя), либо надежность переключающего устройства Р (П) = 1. Переключение с основного канала поставок на резервный может осуществляться как автоматически (в рамках компьютерной поддержки), так и непосредственно менеджером, но логистике. В обоих случаях следует учесть неполную надежность переключателя. Особо показательным может стать второй случай (наличие человеческого фактора). Принципиальная схема отдельного звена цепи поставок примет следующий вид (рис. 8.11).

Рис. 8.10. Фрагмент цепи поставок с резервированием поставщиков I и II уровня.

Рис. 8.11. Резервирование звена цепи поставок при наличии переключателя.

Надежность звена цепи поставок при наличии переключателя и в случае одинаковой надежности основного и резервных каналов определяется по формуле.

где Р (3) — надежность звена цепи поставок при резервировании каналов и при наличии переключателя; Р (Э^) — надежность основного и резервных каналов звена; Р (П) — надежность переключателя; к — число резервных каналов.

Очевидно, что общее количество каналов (основного и резервных) в звене цепи поставок составит п = к + 1. Примеры различных вариантов резервирования звеньев цепей поставок и соответствующие им расчетные параметры приведены в табл. 8.7.

Таблица 8.7. Варианты резервирования звена цепи поставок

До сих пор мы рассматривали варианты так называемого горячего резервирования, для которого характерна независимость надежности резервного канала от времени его включения в работу звена. На практике это может означать параллельное функционирование основного и резервного каналов (реальное соотношение пропускной способности этих каналов зависит от конкретной ситуации).

Ситуация усложняется, когда резервные каналы до замещения неисправного основного канала считаются абсолютно надежными, так как находятся в выключенном состоянии и не расходуют свой ресурс (случай так называемого холодного резервирования). Другой вариант: резервные каналы до замещения неисправного основного капала могут отказывать, но с меньшей вероятностью, так как изначально резервные каналы тоже функционируют, но с меньшей, чем основной капал, интенсивностью (так называемое облегченное резервирование).

Случаи холодного и облегченного резервирования каналов в цепях поставок предусматривают значительное количество вариантов и требуют самостоятельного рассмотрения.

В самом общем смысле можно заметить, что в системе с холодным резервированием (при этом резервирование осуществляется так, как указано па рис. 8.11) при отказе основного канала Э (подключается первый резервный канал Э2, при отказе которого подключается следующий Э3 и т. д. До включения каждый из резервных каналов находится в нерабочем состоянии, а потому его отказ невозможен. Тогда возможны следующие состояния системы в целом (5.):

• 5, — работает основной канал Э,;
• 52 — работает резервный канал Э2;
• 53 — работает резервный канал Э3; 5^ - не работает ни один канал.

В этом случае надежность системы Р (5) будет равна сумме всех состояний, при которых система работает:

В системе с облегченным резервированием очередность подключения аналогична предыдущей, однако число вариантов увеличивается из-за необходимости учета состояния резервных каналов в момент подключения. Пусть Э, — основной канал, а Э2, Э3 и Э4 — резервные каналы. Основной канал подвержен простейшему потоку отказов (А,). Каждый из резервных каналов до своего включения подвергается потоку отказов (Х2 « А,), но после включения резервного канала эта интенсивность мгновенно возрастает (А'2 >> Х2; А/2 = А.,). Подключение резервных каналов осуществляется аналогично случаю холодного резервирования. В описании состояний системы (5//у) соблюдаются следующие условия:

I = 1, если основной капал работает;

/ = 0, если основной капал неисправен;

у равен числу исправных резервных каналов.

Тогда возможны следующие состояния системы:

• 5)3 — основной канал работает, все три резервных исправны;
• 5,2 — основной канал работает, из трех резервных один отказал, два исправны;
• 5И — основной канал работает, из трех резервных два отказали, один исправен;
• 510 — основной канал работает, все три резервных отказали;
• 503 — основной канал отказал, работает один из резервных, остальные два резервных исправны;
• 502 — основной канал отказал, работает один из резервных, из остальных резервных один исправен, другой отказал;
• 501 — основной канал отказал, работает один из резервных, остальные два резервных отказали; 5уо — все каналы отказали.

Надежность системы Р (5) равна сумме вероятностей, при которых система в целом работоспособна:

Основная же сложность заключается не в моделировании характера резервирования ЛС в цепях поставок, а в идентификации разработанных моделей в конкретных формах механизма хозяйствования, в построении реальных эффективных хозяйственных связей фокусной (центральной) компании с прочими субъектами цепей поставок.