Разработка и анализ стохастической модели управления запасом производственной системы

Общее описание функционирования производственной системы, связанной с поставками ресурса

В классических моделях оптимального управления запасом рассматривается изолированное помещение складского типа с некоторым ресурсом, с которого идет прямое потребление данного вида номенклатуры. В работе рассмотрена модель управления поставками, а именно изучены этапы поступления заказа на предприятие, анализ рынка и выбор нужного поставщика, а также изготовление различных деталей с использованием одного вида номенклатуры.

Исследуемое предприятие, из-за условий кризиса, в нынешней рыночной экономики вынуждено работать по принципу «производства с колес». Название принципа возникло на предприятии. Как можно догадаться из названия этого принципа, заказ необходимого ресурса происходит после утверждения заказа на производство необходимого изделия.

Рассмотрим более подробно функционирование одного производственного цикла на предприятии ОАО «Серпуховский завод «Металлист».

Изначально на предприятие поступают заказы на производство некоторых изделий. Приоритет заказа определяется временем поступления, то есть изначально выполняется заказ поступивший первым. После полного выполнения заказа на производство очередь переходит к следующему заказу с наивысшим приоритетом. При отсутствии заказов в очереди предприятие вынуждено находится в режиме ожидания следующего заказа. Для удобства назовем заказы на производство требованиями.

После поступления требования на предприятие его необходимо проанализировать. Анализ покажет насколько выгодно выполнять поступившее требование и возможно ли предприятию выполнить его. После анализа требование утверждается и происходит переход к следующей ступени производственного цикла. В случае поступления неэффективного для предприятия требования, то есть выполнение требования приведет к росту издержек или вовсе принесет заводу лишь убытки, возможен сценарий, при котором предприятие может отказать заказчику и отвергнуть поступившее требование. Также предприятие может не удовлетворить поступившее требования поскольку не в состоянии выполнить его. Например, производственные мощности слишком велики или слишком малы для производства объема изделий в поступившем требовании. В таком случае производственный цикл считается завершенным и начинается анализ наиболее приоритетного требования в очереди.

После утверждения требования необходимо произвести все необходимые расчёты и определить, какие изделия необходимо изготовить и какой ресурс необходим для полного выполнения требования. Такой анализ позволит получить точные цифры необходимого объема ресурса для полного обеспечения требования и необходимое время полного выполнения требования. Время выполнения требования делится на два интервала. Первый интервал включает в себя период анализа требования до утверждения, анализа требования после утверждения, анализа рынка и период задержки поставки. Рассматриваемый временной интервал имеет вероятностный характер. Второй интервал зависит от производственной мощности предприятия и является фиксированной величиной, поскольку производственные мощности не изменяются за небольшие интервалы времени. Увеличение производственной мощности происходит в случае приобретения новых технологий и современной техники, но такие изменения не могут происходить во время выполнения требования. Поломкой техники можно пренебречь, поскольку вся техника своевременно обслуживается в силу недопустимости остановки производства.

После получения всех необходимых сведений об объеме необходимого ресурса начинается анализ рынка экспертами, работающими на предприятии. Анализ рынка включает в себя поиск поставщиков, которые готовы поставить необходимый ресурс по выгодной для предприятия цене. Обычно рассматриваются два типа поставщиков: заводы-изготовители и частные компании. В большинстве случаев заводы-изготовители поставляют ресурс по цене, которая ниже средней рыночной стоимости единицы ресурса, но минимальные нормы поставки ресурса, как правило, являются слишком большими для требований, на обеспечение которых требуется небольшое количество ресурса. Поэтому, в большинстве случаев, когда минимальные нормы поставки слишком велики для обеспечения небольших требований, приходится обращаться к частным компаниям, которые готовы поставить необходимое количество ресурса или у которых минимальные нормы поставки ниже, чем на заводах-изготовителях. Недостатком частных компаний является завышенная цена на ресурс. Как правило, цена за единицу ресурса выше средней рыночной стоимости ресурса, но практика показывает, что выгоднее заказать меньший объем по завышенной цене для того, чтобы обеспечить небольшое требование, чем заказывать ресурс с большим излишком, который может не использоваться долгий период времени. Такая ситуация особенно невыгодна, когда у ресурса небольшой срок хранения и использования.

После анализа рынка происходит закупка сырья у выбранного поставщика и начинается период задержки поставки. В этот период завод ожидает заказанный ресурс. Завершение данного периода означает поставку ресурса на склад предприятия.

Далее, по заранее подготовленному плану производства, начинается изготовление изделия. Как правило, план подразумевает ежемесячное потребление ресурса со склада для изготовления изделий. То есть каждый месяц со склада происходит потребление фиксированного объёма ресурса для производства заданного объема изделий. На данном этапе производство ограничено производственными мощностями предприятия. Производство деталей продолжается до полного выполнения требования. Ситуация, при которой производство деталей остановится из-за нехватки сырья невозможно, поскольку каждое требование изначально полностью обеспечено ресурсом. В большинстве случаев требования обеспечены ресурсом с избытком. После полного и успешного выполнения требования завершается производственный цикл по выполнению утвержденного требования и процесс начинает свою эволюцию заново.

На основе приведенного выше описания функционирования реальной производственной системы будет построена математическая модель и проведен ее анализ.