автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.18, диссертация на тему:Модели, методы и программно-технические комплексы планирования и управления материально-техническим снабжением Мосэнерго

Российская Академия Наук Институт проблем управления им.В.А.Трапезникова

на правах рукописи УДК: 681,012.011.56

РГБ ОА

ДЗАЛАЕВ ТАЙМУРАЗ ГЕОРГИЕВИЧ л

гг т г

МОДЕЛИ, МЕТОДЫ И ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕКИЕ КОМПЛЕКСЫ ПЛАНИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКИМ СНАБЖЕНИЕМ МОСЭНЕРГО

Специальность: 05.13.18 - Математическое моделирование.

Численные методы и комплексы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2000

Работа выполнена в Институте проблем управление им. В.А.Трапезникова Российской Академии Наук.

Научный руководитель:

доктор технических наук профессор Кульба В.В.

', Официальные оппоненты:

доктор технических наук профессор Дцыкин И.Б.

кандидат технических наук Султанов Н.Л.

Ведущая организация: Московский энергетический институт

Защита состоится " 25 " декабря 2000 г. на заседали] диссертационного Совета № 1 (Д 002.68.02) Института проблеи управления им. Трапезникова РАН по адресу: 117806 Москва ул. Профсоюзная, д. 65. Телефон Совета: 334-93-29.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Институт! проблем управления РАН.

Автореферат разослан "_"_2000 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета, доктор технических наук

Акинфиев В.К

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Система Мосэнерго является технологически неотъемлемой частью Единой энергетической системы России, обеспечивает электроснабжение Москвы и Московского региона в целом, осуществляет более 80% теплоснабжения Москвы и частично Московской области. ОАО' "Мосэнерго" является сложной системой с большим числом взаимосвязанных и различных по своим функциям предприятий (филиалов), деятельность которых должна обеспечивать бесперебойную работу этого важнейшего объекта топливно-энергетического комплекса (ТЭК).

Исключительно важное значение с точки зрения надежной и бесперебойной работы Мосэнерго имеет эффективная и качественная работа системы материально-технического снабжения (СМТС), предназначенной для полного и своевременного обеспечения его предприятий горюче-смазочными материалами, оборудованием, материалами и запасными частями, необходимыми для выполнения производственной программы по выработке электроэнергии и тепла.

Анализ действующей системы материально-технического снабжения Мосэнерго показывает, что ей принципиально присущи возникновение на предприятиях дефицита в одних видах ресурсов и рост объемов сверхнормативных и неиспользуемых ресурсов других видов. В этой связи совершенствование системы материально-технического снабжения Мосэнерго с целью создания эффективных механизмов планирования поставок материально-технических ресурсов (МТР), оперативного устранения или ослабления их дефицита, сокращения объемов сверхнормативных и неиспользуемых ресурсов является важной народнохозяйственной проблемой, что определяет ее исключительную актуальность. Одним из основных путей решения данной проблемы является разработка единой методологии, моделей, методов и программно-технических комплексов планирования и управления материально-техническим снабжением Мосэнерго, реализующих решение задач сквозного планирования МТР, перераспределения МТР и их оперативных замен, что обеспечивает бесперебойное производство

тепла и электроэнергии.

Цель работы. Целью диссертационной работы является создание моделей, методов и программно-технических комплексов планирования и управления обеспечением ресурсами энергетических предприятий и их использование для разработки первой очереди автоматизированной системы управления материально-техническим снабжением Мосэнерго.

Методы_исследования. Основные результаты

диссертационной работы получены и обоснованы с использованием методов системного анализа и исследования операций, теории множеств, теории графов, методов математического моделирования и оптимизации.

Научная новизна. В результате проведенных исследований и обобщения опыта управления материально-техническим снабжением российских энергетических предприятий в диссертационной работе впервые получены следующие результаты: разработана единая методология моделирования, планирования и управления процессами материально-технического снабжения в Мосэнерго на основе использования концепций логистики, сквозного планирования, идеологии "точно-вовремя", оперативного перераспределения МТР и замены дефицитных видов ресурсов;

разработан индикаторный метод оценки материального обеспечения производственных и сбытовых подразделений Мосэнерго, основанный на синхронизации их работы посредством использования соответствующей нормативной базы и информационного мониторинга уровня обеспеченности МТР; - разработана модель сквозного планирования производства и поставок МТР на основе использования индикаторного метода, единого плана комплектной поставки, а также предложенных процедур определения фаз состояния производственных и сбытовых процессов;

разработаны формализованная модель и методы решения задачи определения оптимального периода поставок на основе использования критерия минимума суммарных затрат и потерь на стадиях подготовки и отгрузки продукции; разработаны модели оптимального перераспределения и обмена

неиспользуемых МТР между предприятиями Мосэнерго по различным экономическим критериям, основным из которых является минимум потерь от недопроизводства продукции за счет нехватки требуемых ресурсов;

предложены процедуры оперативного выявления дефицитных видов ресурсов и выбора их вынужденных замен с учетом колебаний цен, позволяющие обеспечить выполнение или превышение плана выпуска основной продукции филиалами Мосэнерго;

разработана функциональная структура первой очереди автоматизированной системы управления материально-техническим снабжением (АСУ МТС) Мосэнерго, включающая комплексы задач учета, сквозного планирования и оперативного управления движением товарно-материальных ценностей на складах Мосэнерго; оптимальной замены и перераспределения МТР между предприятиями Мосэнерго; управления функционированием автоматизированной системы.

Практическая ценность. Разработанные в диссертации методологический подход, модели, методы и программно-технические комплексы планирования и управления обеспечением МТР позволяют существенно снизить общие издержки на организацию снабжения, а также потери от недопроизводства продукции за счет нехватки требуемых ресурсов.

Внедрение. Разработанные модели, методы и программно-технические комплексы планирования и управления процессами снабжения внедрены в составе первой очереди АСУ МТС Мосэнерго, а также используются при разработке аналогичных систем в ряде крупномасштабных предприятий РАО "ЕЭС Россия". Использование разработанных методов, моделей и комплексов в указанных организациях обеспечило получение общего экономического эффекта в размере более 4,2 млн.руб.

Связь диссертации с планом научных работ. Диссертационная работа выполнена в соответствии с координационным планом научных исследований РАН по направлению 3.1.3 и планом научных работ ИПУ РАН по теме 320-96/20 "Разработка теории и методологии исследования организационных и структурных механизмов и проектирования автоматизированных систем

управления социально-экономическими системами в условиях неполной информации и чрезвычайных ситуаций".

Личный вклад. Все основные положения и результаты, вынесенные на защиту, получены автором самостоятельно.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международных конференциях по проблемам регионального и муниципального управления (г.Москва, 1999,2000 г.г.), на VII и VIII Международных конференциях "Проблемы управления безопасностью сложных систем" (Москва, 1999, 2000 г.г.).

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 9 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа содержит 250 стр., в том числе 198 стр. машинописного текста, 29 рис., 14 табл., а также список литературы, включающий 96 наименований.

Во введении обосновывается выбор и актуальность рассматриваемых в работе проблем и задач, приведены основные положения диссертационной работы.

В первой главе анализируются основные организационные и экономические особенности функционирования системы управления крупным энергетическим предприятием (Мосэнерго), а также ее важнейшей обеспечивающей подсистемы — системы управления материально-техническим снабжением (СМТС).

АО Мосэнерго является одной из крупнейших в составе 72 региональных энергетических компаний по установленной мощности, производимой энергии и социальному значению.

Основная продукция Акционерного общества Мосэнерго — это электрическая и тепловая энергия. Электрическая энергия используется во всех отраслях экономики Московского региона и передается в сети РАО «ЕЭС России». Сегодня невозможно представить ни одной сферы деятельности человека, где бы не использовалась электрическая энергия. В структуре потребления электроэнергии наибольшая доля приходится на промышленность — 28,0%, группу непромышленных потребителей — 20,0%, население — 15,0%, сети РАО — 17,0%. Мосэнерго производит 13%

тепла и 10% электроэнергии России, что ставит АО Мосэнерго на первое место по производству тепла и на второе после РАО ЕЭС — по производству электроэнергии. Территория, обслуживаемая АО Мосэнерго, составляет около 47,0 тысяч кв.км. Московский регион, объединяющий город Москву и Московскую область, представляет собой хозяйственный комплекс с численностью населения более 16,0 млн.чел., из них в Москве проживает около 9 млн.чел. Это крупнейший урбанистический комплекс, доля городского населения в котором составляет более 90,0%. Экономика Московского региона представляет собой сложную многоотраслевую систему, включающую в себя металлургию, машиностроение и металлообработку, химическую и нефтехимическую промышленность, энергетику и связь, строительство, производство строительных материалов, сферу услуг, легкую и пищевую промышленность и др.

Регион — крупнейший транспортный узел страны. В различных отраслях экономики Москвы и области трудится почти 50,0% населения региона. В сельском хозяйстве занято примерно 8,0% от всех работающих в области. АО Мосэнерго обеспечивает электроснабжение Московского региона в целом, осуществляет более 80% теплоснабжения города Москвы и частично — Московской области.

Максимальная электрическая нагрузка потребителей Московского региона (с учетом собственных нужд ТЭС и технологического расхода на передачу электроэнергии) составила в 1994 году 12,5 млн. кВт, тепловое потребление от ТЭЦ г. Москвы — 32,8 тыс. Гкал/ч. В 1994 году электростанциями АО Мосэнерго выработано 71,6 млрд. кВт.ч. электроэнергии и 87,7 млн.Гкал тепловой энергии. Часть электроэнергии Акционерное общество Мосэнерго продает в соседние регионы на оптовый рынок энергии и мощности через сети РАО «ЕЭС Россия».

Энергетическая система Мосэнерго является технологически неотъемлемой частью Единой энергетической системы России.

Результаты анализа показывают целесообразность создания и функционирования в составе Мосэнерго специализированного филиала - предприятия производственно-технологической комплектации (ГПТГК), централизованного организующего и

обеспечивающего бесперебойность снабжения товарно-материальными ресурсами (TMP) производственные и обеспечивающие подразделения (филиалы) Мосэнерго.

В 1998 году службами 11111К по заявкам филиалов приобретено материалов и оборудования на сумму 710 млн.руб. без НДС, в т.ч. для эксплуатации 522 млн.руб,, для нужд капитального строительства 98 млн.руб., подрядчикам в счет долгов АО Мосэнерго за выполненные работы 90 млн.руб.

Для С МТС Мосэнерго характерна большая номенклатура товарно-материальных ценностей, включающая 35 классов, 100 групп, 530 подгрупп, около 2000 позиций при относительно небольших количествах по подавляющему большинству позиций, что создает известные трудности в их получении, распределении и доставке производственным предприятиям, а также ведет либо к появлению дефицита, либо к появлению сверхнормативных запасов на складах (общий текущий объем хранения составляет более 30 млн.рублей). Поэтому обосновывается необходимость разработки эффективных методов и средств сквозного планирования использования материально-технических ресурсов на основе логистического подхода, мониторинга уровня запасов на складах Мосэнерго, моделей их перераспределения и замены, выбора рациональных (оптимальных) сроков и объемов заказов МТР, способов их поставки на склады и последующей реализации заказчикам (другим филиалам Мосэнерго), а также разработки автоматизированной системы управления материально-техническим снабжением.

На основе проведенного обзора работ в области разработки ресурсных стратегий, методов и моделей управления материально-техническим снабжением крупных промышленных предприятий и объединений выделены наиболее перспективные классы задач, проведено их разбиение на отдельные группы, определены требования к их постановке и последовательности решения, критерии оптимизации и основные ограничения, отражающие экономико-организационную среду деятельности Мосэнерго и его системы материально-технического снабжения.

Кроме вышеизложенных задач, основное внимание уделено моделям и методам сквозного планирования использования МТР на

основе логистического подхода, а также разработке методов их перераспределения и замены.

Во второй главе рассматриваются вопросы использования логистического подхода при решении задач материально-технического обеспечения производственных и сбытовых процессов в системе Мосэнерго.

В этой связи исследуется технология сквозного планирования материально-технического обеспечения при реализации производственных и сбытовых процессов в режиме оперативного управления участками. Показана целесообразность использования в этих процессах разработанного индикаторного метода материального обеспечения, в основе которого находится определение обоснованных уровней запасов, определение времени нормального и аварийного начала работ и информационный мониторинг за состоянием индикаторов материальной обеспеченности.

Подробно рассматривается модель сквозного планирования производства и поставок, основанная на использовании индикаторного метода, единого плана комплектной поставки для периода равномерной поставки, а также - разработанных процедур определения фаз состояния производственных и сбытовых процессов.

Целями использования концепции логистики является обеспечение следующих дополнительных возможностей:

- сквозного планирования МТР на всех этапах производственной и коммерческой деятельности Мосэнерго;

- реализации концепции "точно-вовремя";

- организации поставок МТР на основе создания логистического центра Мосэнерго.

В соответствии с концепцией логистического управления процессы МТС должны быть интегрированы с системами оперативного планирования предприятий (01И1) Мосэнерго. Технической базой интеграции процессов МТС и ОПП и реализации концепции "точно-вовремя" является АСУ МТС Мосэнерго, функциональная структура которой представлена ниже. Функционирование АСУ МТС охватывает основные предприятия Мосэнерго: ТЭЦ, РЭТО (производство запасных частей для

электротехнического оборудования), ОЗАП (производство средств автоматизации технологических процессов), ЦРМЗ (ремонт тепломеханического оборудования), МЭРЭ (ремонт электрооборудования) и др.

Концепция "точно-вовремя" является средством адаптации производственного процесса к отклонениям на технологических участках, обеспечения необходимыми ресурсами и т.п. Основой обеспечения эффективности при внедрении этой концепции является наличие соответствующего информационного обеспечения на всех этапах производственного цикла. Необходимая информация представляется в виде данных о количестве МТР и изделий на различных участках технологического процесса, а также - времени, которое необходимо для каждой технологической операции.

В отличие от традиционных систем управления производством, когда основным инструментом управления являются производственные графики по каждому участку, в системах "точно-вовремя" неукоснительно выполняется принцип планирования "от последующего участка к предыдущему", т.е. потребность в производстве (или выполнении определенной ремонтной операции) определяется, начиная с каждой последующей стадии технологического процесса к предыдущей стадии. Реализация концепции "точно-вовремя" позволяет избавиться от внутренних запасов МТР на всех участках производства, неизбежно возникающих при традиционном управлении, а также от множества корректировок производственных планов.

Предметной областью применения предлагаемого индикаторного метода материального обеспечения являются производственные процессы предприятий Мосэнерго, требующие поставок определенных МТР, которые должны быть поставлены в определенном объеме на определенный участок технологического процесса в определенное время, т.е. это эксплуатационные процессы, процессы планового ремонта, аварийного ремонта и процессы выпуска определенной номенклатуры изделий, интегрированные с поставками МТР и продукции. В дальнейшем изложении общим термином для перечисленных процессов будет термин "производственный процесс". Элементом, испытывающим воздействие производственного процесса (ЭВПП), может быть

деталь, изделие, работа ремонтного цикла и т.д. Аналогично, партией ЭВПП может быть партия изделий, набор работ, последовательность работ и т. д.

Рассмотрим основные положения разработанного индикаторного метода материального обеспечения (ИММО) на примере стадии оперативного планирования производства, интегрированной с процессами поставок.

Индикаторы материального обеспечения (ИМО) отражают количественные уровни состояния наличия запасов (измеряемые, обычно, в днях) на различных стадиях производства и поставок продукции. Величины этих уровней соответствуют дискретному времени, в течение которого данный участок будет обеспечен МТР.

Для производственного процесса индикатор материального обеспечения участка (ИМОУ) может находиться в следующих состояниях:

1) достигнут максимально допустимый уровень запаса (ИМОУ=МАХ), превышение которого приводит к образованию сверхнормативных запасов;

2) достигнут нормативный уровень запаса (ИМОУ =>ЮКМ), который гарантирует нормальное начало работ на последующем участке производственного процесса;

3) достигнут аварийный уровень запасов (ИМОУ=АЬАКМ), который сигнализирует о том, что на последующем участке работа может проходить в условиях дефицита.

На стадии поставок продукции через складскую систему индикаторы материальной обеспеченности (ИМОП) могут находиться в аналогичных состояниях, относящихся к таким участкам этого процесса, как накопление, приемка, размещение и отгрузка продукции.

Каждому из устанавливаемых значений индикаторов материального обеспечения соответствуют определенные величины так называемого опережения Р, т.е. времени, которое должно быть затрачено по нормативам на ЭВПП от текущего состояния, определяемого значением индикатора, до даты завершения запланированных операций.

Опережение соответствующее состоянию ИМ0У=М01Ш,

является определяющим. На его основе, а также нормативов отклонений, устанавливаются типы опережений, соответствующие

другим состояниям. Например, опережение = + А/^, где - отклонение опережения, соответствующего состоянию ИМОУ=МАХ, от опережения Гм.

Для 7-го участка в фазе выпуска продукции величина опережения, соответствующего состоянию ИМОУ=МСЖМ, определяется выражением:

(о

к к к где - опережение нормального выпуска партии готовой

продукции на конечном (к -ом) участке производственного процесса, т" - длительность производственного цикла на г-ом

участке, т°3 - время расходования/накопления оборотного запаса между смежными участками.

В свою очередь опережение определяется выражением

(2)

где - опережение нормального завершения приемки и

размещения продукции, к- номер конечного (последнего перед сбытом) производственного участка.

Опережение определяется выражением:

^пр = г+ гз + гвпр, (з)

где Тгвпр - время гарантированного выполнения приемки и

Го

^ _ , , , , - время цикла подготовки и отгрузки

продукции.

Другие выражения, связанные с различными фазами производства и поставки, определяются на основе опережения и соответствующих нормативов отклонений от него.

Для фазы насыщения по у-му участку, которая для случаев нормативного и сверхнормативного значений запасов предоставляет возможным не запускать в производство очередную партию ЭВПП или предпринять меры к снижению запасов до нормативного значения:

fmj = f„j+afmj (4)

Для фазы подготовки к запуску, отражающей необходимость подготовки производственного процесса к запуску партии ЭВПП:

^ = + AFn,. (5)

Для фазы запуска, отражающей необходимость запуска партии ЭВПП в производство:

f3j=fnj+af,j. (6)

Для фазы выпуска, означающей, что изготовленная партия

ЭВПП, будучи переданной на очередной участок, обеспечит ее нормальный запуск:

fbj=fnj+af^. (7)

Для фазы критического выпуска ИМОУ=АЬАИМ, означающей, что нормативная работа последующих участков находится под угрозой срыва, если срочно не будет исправлена ситуация с конкретной партией ЭВПП:

faj = fnj-afaj. (8)

Для фазы возникновения дефицита по всему производственному процессу, начиная с текущего:

fmj = fnj - afmj. (9)

Для фазы дефицита предприятия на уровнях производства и поставок со складов:

f^j = fnj - afimj. (10)

При определении длительности фазы насыщения, для которой ИМОУ=МАХ, необходимо использовать нормативные значения отклонений от уровня нормативного выпуска продукции, завершения приемки и размещения изделий в сбыте

соответственно ДFMJ для производственного процесса и AFMj для

сбытового процесса. Содержательно, ДТ^ соответствует

максимально допустимой величине так называемого задела

продукции на производственном участке, а Л/^ соответствует

максимально допустимой величине запаса изделий для сбытового процесса приемки и размещения на складе.

Величина А/7^. определяется на основе введенных ранее

величин т" (длительность производственного цикла) и р^ (периодичность запуска партии ЭВПП).

Если т" > pj, то вначале находим среднее количество партий

ЭВПП К", которые одновременно участвуют в производственном процессе в течение длительности производственного цикла, т.е. к" =т;/рр которое обычно округляется до ближайшего целого

числа Щ в сторону увеличения. Тогда максимальная величина

циклового задела будет равна = К*П], где п]- размер партии ЭВПП, средняя величина циклового задела определится как ££ =Ка)П). Далее определяется нормативное значение

¿^щ = к, ру, тогда продолжительность фазы допустимого

насыщения Л/7^ = ДР^ — Т*.

Если т" < р], то очевидно, что к* <1 и к" = 1. Тогда

= , = Р] и ^ = р] - т;.

Представляет интерес случай, когда т* — р}. Тогда щ = 2, ^тах — 2п} и а величина продолжительности фазы

допустимого насыщения АРД- = р}.

В итоге при определении продолжительности фазы допустимого насыщения на производственном участке следует пользоваться следующим правилом:

при т; > р] = (11)

при 7}п < Р} ^¿ = />-77; (12)

при г; = р] л^д. = Ру . (13)

В свою очередь, продолжительность фазы допустимого накопления в сбытовом процессе Л/^ определяется по этапам приемки и размещения продукции на сбытовом складе. Кроме того, рассматриваются величины А7гмпр - нормативное отклонение до

максимально допустимого уровня (ИМОП=МАХ) накопления, 7",пр -длительность цикла приемки и размещения продукции, а также

периодичность проведения приемки Рпр .

Таким образом для сбытового процесса имеем:

при Тпр > Рпр Д^пдр = - Гр; (14)

при Гр < рпр м?« = Рпр - 7; ; (15)

при Гр = рпр Л^др = рщ . (16)

Как видно из формул (1) - (3), при расчете опережений используется гарантийное время выполнения процесса на производственном участке и в сбыте. Основным его назначением является предотвращение срывов в работе и обеспечение ритмичности процессов. Предложены соответствующие рекомендации по установлению конкретных значений этих величин в зависимости от типа производства в потребляющем участке, в зависимости от длительности производственного цикла в подающем участке и т.п. Общим критерием при выборе конкретного значения этой величины, является следующая рекомендация: гарантийное время должно иметь минимальное и в то же время такое значение, которое обеспечивает ритмичную (без сбоев) работу всех участков в производственном и сбытовом процесса.

При расчете опережений используется время накопления и расходования (операционное время) складского оборотного запаса

между смежными производствами Т?э и на складе продукции в

сбытовом процессе - Т03. Нормативные значения этих величин должны иметь обоснованные значения, поскольку они отражают связанные, как в производстве, так и в сбыте, -объемы ЭВПП. Как известно, оборотные запасы образуются вследствие асинхронного характера процессов запуска ЭВПП на смежных участках,

поступления ЭВПП на склад и отгрузки. Если Pj > , то

величина соответствует максимальному времени расходования

оборотного запаса Т°3,пах = Pj~ , а в качестве нормативного времени расходования оборотного запаса принимают его среднюю величину, т.е. = (Р^ — Р}_1 )/ 2 . Если Р} < Р.^, то Т?3

соответствует максимальному времени накопления оборотного запаса Т?У'тах — Р]~ Р}.1 , а в качестве нормативного времени накопления оборотного запаса принимают величину — Pj — PJ_J / 2 . Наконец, при /у = Р}_{ имеем случай, при

котором оборотный запас не образуется, т.е. Т°3 = 0.

В сбытовом процессе оборотный запас появляется на складе готовой продукции при различных значениях периодичности

приемки продукции на склад Рпр и поставок продукции

потребителям Рпос. Тогда нормативное операционное время оборотного запаса между фазами приемки на склад и поставки

рпр _ рп

/2.

потребителям вычисляется по формуле Т™ =

Важное значение для СМТС имеет определение оптимального значения периода поставок.

В условиях организационной структуры Мосэнерго целесообразно использование метода, в основе которого лежит экономическое обоснование периода поставки. За критерий оптимальности принимается минимум суммарных годовых затрат по

поставкам продукции С,, а также потерь С2 от неиспользования оборотных средств на этапах подготовки и отгрузки продукции потребителям. Расчет годовых затрат по поставкам продукции

производится согласно формуле

с1 =фс;ос/рпос, (п)

в которой Ф - годовое количество рабочих дней, С"°° - затраты на

Г)ПОС

выполнение одной поставки, г - период поставки.

Расчет величины годовых потерь С, от неиспользования оборотных средств на этапах подготовки и отгрузки продукции производится по формуле

С2 = 5П0СедЯ (18)

в которой 5П0 - нормативное значение запаса продукции на этапах

подготовки и отгрузки продукции, Сед - отпускная цена единицы

продукции, Я - годовая норма дисконта. В свою очередь,

нормативное значение величины запаса &по на этапах подготовки и отгрузки определяется формулой

5по = Го02, (19)

,, гт-1ПО

в которой 1 - затраты времени на подготовку и отгрузку партии изделий, () - интенсивность отгрузки. В тоже время, величину епо

о можно представить в виде

У10 =РП0Са<2, (20)

где а - коэффициент потерь от неиспользования оборотных средств в запасах на этапах подготовки и отгрузки. Тогда из (20) и (19) следует

С, = Р™С,яйРа . (21)

Введенный выше критерий оптимальности принимает вид:

С = тт(С, + С2) = тт(фС'Г / Гос + . (22)

Решая задачу нахождения минимума (22), получим

■Ч10С

ФГШ

После нахождения оптимального значения периода поставки

Р"п°с в соответствии с (23) определяется оптимальный размер партии поставки:

Необходимо отметить, что в предложенном методе определения периода поставок учитывается как организационный аспект, так и экономический аспект потерь от вынужденного неиспользования оборотных средств на этапах подготовки и отгрузки продукции.

С использованием предложенного подхода в системе Мосэнерго разработаны методы формирования единого плана комплектной поставки (ЕПКП) материально-технических ресурсов. При этом ЕПКП разрабатывается с учетом принципов логистической концепции, т.е. этот план по каждой позиции является единственным, распространяется на процессы изготовления всей продукции, связанной с этим комплектом, а также распространяется на процессы приемки и размещения на складе.

Исследованы предложенные процедуры оперативного выявления дефицитных видов ресурсов и выбора способов их вынужденных замен с учетом колебаний цен на рынке МТР.

Третья глава посвящена разработке математических моделей перераспределения материальных ресурсов между предприятиями (филиалами) Мосэнерго.

Подробно рассматриваются процессы перераспределения, заключающиеся в односторонней передаче ресурсов предприятиям, испытывающим в них дефицит, с других предприятий Мосэнерго, имеющих эти ресурсы в наличии, по директивному указанию вышестоящих органов (Генеральная дирекция и ППТК Мосэнерго). Выявлены и систематизированы ситуации, вызывающие необходимость перераспределения материальных ресурсов, приводятся соответствующие математические модели задач перераспределения. В качестве основных критериев оптимальности рассматриваются: минимум транспортных расходов по перевозке перераспределенных ресурсов; минимум общего числа предприятий, передающих требуемые ресурсы; максимум дополнительной продукции (прибыли) по множеству предприятий, испытывающих дефицит; минимум общих потерь по предприятиям, передающим дефицитные ресурсы, и другие.

Проведенные в Мосэнерго исследования показали, что Генеральной дирекции и руководству ППТК с целью оперативного устранения или ослабления дефицита приходится принимать соответствующие решения по перераспределению ресурсов в одной из следующих ситуаций:

одно из предприятий (филиалов Мосэнерго) испытывает дефицит в одном виде ресурса (ситуация дефицита-1); несколько предприятий одновременно испытывают дефицит в одном и том же виде ресурса (ситуация дефицита-2); одно из предприятий испытывает дефицит одновременно в нескольких видах ресурсов (ситуация дефицита-3); несколько предприятий одновременно испытывают дефицит в нескольких видах ресурсов (ситуация дефицита-4).

Эти ситуации для аппарата управления СМТС Мосэнерго возникают достаточно случайно, при этом сигналом для выработки решений являются, как правило, обращения предприятий.

При анализе возникшей ситуации дефицита руководство ППТК располагает информацией, хранящейся в информационной базе АСУ Мосэнерго и позволяющей оценить ожидаемое наличие дефицитных ресурсов на других предприятиях. Кроме того, ему известны нормы потребления этих ресурсов, что дает возможность приближенно оценить по ним количество дней запаса по каждому предприятию, имеющему в наличии дефицитный ресурс. Кроме того, как правило, приближенно известны периоды времени, в течение которых ожидается поступление данных ресурсов на предприятия Мосэнерго.

В условиях создания специальной организационной системы перераспределения ресурсов на базе АСУ Мосэнерго существенно улучшится качество принимаемых руководством СМТС решений, поскольку формируемые в автоматизированной системе варианты основаны на более точных сведениях о наличии ресурсов на предприятиях Мосэнерго, о нормах расхода, о выделенных лимитах и их реализации, о планах и фактах завоза МТР и т.д., которые поддерживаются в актуальном состоянии в информационной базе АСУ. Кроме того, аппарат управления СМТС имеет возможность задавать те или иные принципы и стратегии поиска, критерии оптимальности формируемых вариантов перераспределения, что

достигается благодаря реализации в автоматизированной системе для рассматриваемых процессов описанных ниже моделей перераспределения материально-технических ресурсов. Эти модели ориентированы на вышеописанные ситуации дефицита и наличия ресурсов, которые для удобства дальнейшего изложения будем идентифицировать с помощью обозначений, приведенных в табл.1. Здесь использованы следующие обозначения: К, С К -подмножество ресурсов, уровень запасов, по которым ниже уровня дефицита; подмножество ресурсов, уровень запасов по

которым равен уровню дефицита; К3 С К - подмножество ресурсов, уровень запасов по которым несущественно выше уровня дефицита;

к = к,ик2ик3 - множество ресурсов, по которым

предприятия Мосэнерго могут испытывать дефицит. Приведенные в табл.1 ситуации будем называть ситуациями директивного

к

перераспределения. Введем следующие обозначения: Х^ -количество к -того ресурса, перераспределяемое 7 -тому предприятию с ] -того предприятия, X^ "> о;"Г|* - норма

суточного потребления к -того ресурса 7 -тым предприятием; -период времени в днях, в течение которого не ожидается

7 • • к

поступления к -того ресурса на 1 -тое предприятие; ? - период времени в днях, по истечению которого ожидается поступление к -того ресурса на одно (несколько) из предприятий Мосэнерго;

я:-

количество к-того ресурса, имеющегося в наличии у у-того

предприятия; I -множество предприятий Мосэнерго; АК -подмножество предприятий Мосэнерго, имеющих К -тый ресурс в наличии, АК С/,'ЕК-подмножество предприятий,

испытывающих дефицит в к -том ресурсе, Ек С / .

С учетом принятых обозначений количество к -того ресурса, перераспределяемое / -тому предприятию, испытывающему в нем

Таблица 1

Число ресурсов, по которым испытывается дефицит Уровень запасов дефицитных ресурсов в Мосэнерго Ситуации директивного перераспределения

Число предприятий, одновременно испытывающих дефицит

=1 >1

|К|=, Ниже уровня дефицита Б1 Б4

На уровне дефицита Б2 Б5

Выше уровня дефицита БЗ Б6

|К|>, К, ф 0;К2 ф 0;К3 ф0 Б7 Б 14

К, ф 0;К2 ф 0;К3 = 0 Б 8 Б 15

К, * 0;К2 = 0;К3 Б9 Б 16

К,*0;К2=0;К3*0 Б 10 Б 17

К, = 0;К2 ф 0;К3 8 11 Б 18

К, = 0;К2 ф 0;К3 = 0 Б 12 Б 19

К1 = 0;К2 = 0;К3 ф 0 Б 13 Б 20

дефицит, должно удовлетворять условиям:

Х4< 1\№,1еЕ',кеК (25) ]еАк

хк>0,1еЕк,]еАк,кеК (26)

%хк.<Нк-цк/, ]еАк (27)

¡еЕк

<Щ, ]еАк, (28)

¡е.е*

А* = {/е1/Нк>х\к/}.

Уровень запаса к -того ресурса в СМТС Мосэнерго определяется

как £ {Н) -,,*/ ).

уеЛ*

Рассмотрим некоторые модели директивного перераспределения МТР для приведенных в табл.1 ситуаций.

Модель перераспределения для ситуаций и 52 включает

ограничения (25), (26)и (27) при Ек | = 1 | = 1. Поскольку в рассматриваемых ситуациях:

]еЛк

то потребности / -того предприятия в к -том ресурсе максимально будут удовлетворены при:

В соответствием с данным решением все предприятия ] е Ак,

имеющие в наличии ресурс к передают его / -тому предприятию, испытывающему дефицит в количестве, равном разности наличия

ресурса и ожидаемой потребности предприятия } на период ^ .

Модели перераспределения для ситуации 53. В данном случае перераспределение должно удовлетворять системе ограничений

(25), (26) и (27) при |ек | = 1 и \к | = 1. Ограничения (25)

используются в виде ограничений типа равенств.

Поскольку в рассматриваемой ситуации:

}еАк

то система ограничений имеет для бесконечно-делимых ресурсов бесконечное, а для конечно-делимых — конечное число решений. Из множества допустимых решений может быть отобрано решение, соответствующее максимуму или минимуму некоторого критерия оптимальности.

В качестве такого критерия могут быть, например, Ш\У\ транспортных расходов или ТПШ количества передающих к-тип ресурс предприятий.

Пусть в качестве минимизируемого критерия оптимальности приняты транспортные расходы, выражаемые линейной функцией количеств перевозимого груза:

Хф* ->тт, (29)

/са*

где: ск - стоимость перевозки единицы к -того ресурса от ] -того

предприятия / -тому.

Тогда имеем частный вид транспортной задачи с целевой функцией(29) и ограничениями (25), (26) и (27), решение которой может быть найдено в результате выполнения стандартного алгоритма.

Рассматриваются процессы перераспределения неиспользуемых ресурсов. Совокупность последних делится на два множества: множество неиспользуемых ресурсов, по которым спрос не превышает наличия, и множество ресурсов, спрос по которым превышает предложение. Для каждого из этих множеств предложены различные стратегии и соответствующие модели перераспределения.

Последний раздел посвящен исследованию процессов перераспределения ресурсов путем натурального обмена. Приводятся модели оптимального обмена, использующие следующие критерии оптимальности: максимум объема обмениваемых ресурсов в натуральном и стоимостном выражениях;

максимум суммарной прибыли, получаемой предприятиями от выпуска товаров и услуг, для производства которых используются обмениваемые ресурсы; минимум потерь (штрафных санкций) от недопроизводства продукции из-за нехватки требуемых ресурсов.

Приводятся также математические модели оптимального обмена ресурсами между предприятиями Мосэнерго с учетом требований их комплектности.

В четвертой главе представлена разработанная функциональная структура первой очереди автоматизированной системы управления материально-техническим снабжением АО Мосэнерго, включающая комплексы задач учета, сквозного планирования и оперативного управления движением товарно-материальных ценностей (ТМЦ) на складах ППТК; оптимальной замены и перераспределения ТМЦ между предприятиями Мосэнерго; управления функционированием автоматизированной системы. Приводятся основные проектные решения, определяющие требования к составу алгоритмического, программного и информационного обеспечения системы.

Представлена разработанная структура комплексов программного и информационного обеспечения первой очереди АСУ МТС Мосэнерго, для которой определены назначение, функции и взаимосвязи программных модулей в процессе формирования и использования текущих, условно-постоянных и архивных информационных массивов системы. Определяются структура и процедуры формирования и ведения информационных массивов в процессе реализации службами ППТК Мосэнерго функций управления движением товарно-материальных ценностей.

Представлена разработанная структура комплекса технических средств, входящих в состав технического обеспечения первой очереди АСУ МТС Мосэнерго. Основным звеном предложенного комплекса технического обеспечения является корпоративная вычислительная сеть, объединяющая оперативные службы и склады ППТК Мосэнерго и реализуемая с использованием оптоволоконных, проводных и беспроводных сетей передачи данных. Определяются требования к защите данных, хранящихся и циркулирующих в корпоративной сети, от несанкционированного доступа.

Критерием эффективности функционирования

автоматизированной системы управления материально-техническим

снабжением Мосэнерго является минимизация суммарных приведенных затрат и потерь, связанных с материально-техническим обеспечением его производственных подразделений.

Критерий эффективности представляет собой линейный функционал со следующими составляющими: скорость оборота оборотных средств, выделяемых 111 ПК; потери потребителей (филиалов Мосэнерго) от несвоевременного или некомплектного снабжения и неэквивалентных замен; затраты на хранение и перемещение оборудования и материалов, в т.ч. сверхнормативных запасов, а также на другие складские операции; затраты, связанные с контролем и оформлением снабженческих операций, в т.ч. финансовых расчетов, и потери от некачественного и несвоевременного их выполнения.

При разработке структуры и решении функциональных задач системы АСУ МТС Мосэнерго используются различные составляющие общего критерия эффективности системы и их модификации.

Укрупненная схема реализации основных проектных решений по функциональной структуре первой очереди АСУ МТС Мосэнерго приведена на рисунке.

Комплекс задач управления функционированием первой очереди АСУ МТС обеспечивает: диагностику общих состояний системы, диспетчеризацию решения плановых и оперативных задач, оптимизацию процесса обновления информационных массивов системы; контроль и обеспечение достоверности и надежности операций обработки данных, ведение и обновление шифров пользователей, проверку правильности доступа пользователей к программному и информационному обеспечению системы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ.

В результате проведенных исследований в диссертационной работе получены следующие основные результаты: 1. На основе проведенного анализа, исследования и обобщения особенностей системы материально-технического снабжения Мосэнерго как объекта управления решена важная народнохозяйственная задача, заключающаяся в разработке

Данные о запасах ТМЦ

Поставщик»

Модуль

«Поставщики

План перераспределения ТМЦ Модуль «(Перераспределение»

Службы ППТК Регистрация и ввод

Заявки на приобретение ТМД

План потребностей

Отчет об остатках на складах аварийного запаса

"К

Предложения о поставках

Реквизиты поставщиков Справочник «Поставщиков))

Выбор поставщиков

Склады ППТК Модуль «Склада»

Оформление Договоров поставк» Модуль «Договора»

Оформление приложений к Договорам поставки (ассортименты, оттруз.разнарядки) Модуль «Договора»

План поставок

План отгрузки

Тч

X

Бухгалтерия ППТК

Поставки ТМД на

ППТК Счета поставщиков, накладные, подтверждения о получении ТМЦ

Расчет к пригодному ордеру Модуль «Приходы»

Поставка через I ¡1 П К ОДхгомление накладных, счетов-фактур Модуль «Счета»

Рисунок 26

единой методологии моделирования, моделей, методов и программно-технических комплексов планирования и управления процессами материально-технического снабжения в Мосэнерго, основанных на использовании концепций логистики, сквозного планирования, идеологии "точно-вовремя", оперативного перераспределения неиспользуемых МТР и замены дефицитных ресурсов. Разработанные методы и средства позволяют существенно снизить общие издержки на организацию снабжения, а также потери от недопроизводства продукции за счет нехватки требуемых ресурсов.

2. Проведен обзор и детальный анализ ресурсных стратегий, методов и моделей управления материально-техническим снабжением крупных промышленных предприятий и объединений. На основе анализа функциональных возможностей и особенностей реализации исследованных методов и моделей применительно к условиям деятельности Мосэнерго предложено использовать два их специальных класса, различающиеся способами пополнения запасов МТР: ориентированные на реализацию механизмов заказа МТР у внешних и внутренних поставщиков и — на реализацию механизмов замены и обмена излишними ресурсами между предприятиями Мосэнерго, а также между последними и другими предприятиями Московского и близлежащих регионов.

Поставлена задача разработки моделей и методов сквозного планирования использования материально-технических ресурсов в Мосэнерго на основе логистического подхода, а также проектирования и внедрения автоматизированной системы управления материально-техническим снабжением.

3. Разработан индикаторный метод оценки материального обеспечения производственных и сбытовых подразделений Мосэнерго, основанный на синхронизации их работы посредством использования соответствующей нормативной базы и информационного мониторинга уровня обеспеченности МТР. Предложенный метод использован при разработке процедур оперативного регулирования производства и гарантированной поставки продукции, которые обеспечивают

определение обоснованных уровней запасов, определение времени нормального и аварийного начала работ на стадиях производства и поставок.

4. Разработана модель сквозного планирования производства и поставок МТР в Мосэнерго на основе использования индикаторного метода, единого плана комплектной поставки, а также - разработанных процедур определения фаз состояния производственных и сбытовых процессов. Предложена постановка и методы решения задачи определения оптимального периода поставок на основе использования критерия минимума суммарных затрат и потерь на стадиях подготовки и отгрузки продукции. Предложены процедуры оперативного выявления дефицитных видов ресурсов и выбора их вынужденных замен с учетом колебаний цен, позволяющие обеспечить выполнение или превышение плана выпуска основной продукции филиалами Мосэнерго.

5. Для различных ситуаций дефицита материальных ресурсов на одних предприятиях Мосэнерго и наличия их запасов на других предложены модели их директивного перераспределения, в которых оптимальные варианты обеспечивают: минимум транспортных расходов по перевозке перераспределенных ресурсов, максимум прибыли от выпуска дополнительной продукции по предприятиям, получающим дефицитные ресурсы, минимум потерь по предприятиям, передающим ресурсы, минимум предприятий, передающих ресурсы и др.

6. Предложены модели и методы решения задачи формирования оптимальных вариантов перераспределения материальных ресурсов между предприятиями Мосэнерго путем натурального обмена, обеспечивающих: максимум объема обмениваемых ресурсов в натуральном и стоимостном выражениях, максимум суммарной прибыли, получаемой предприятиями от выпуска видов продукции, для производства которых используются обмениваемые ресурсы, минимум потерь от недопроизводства продукции за счет нехватки требуемых ресурсов. Показано, что предложенные модели оптимального перераспределения материальных

ресурсов в Мосэнерго относятся к классу задач линейного программирования, для решения которых могут быть использованы известные методы и пакеты прикладных программ.

7. Разработана функциональная структура первой очереди автоматизированной системы управления материально-техническим снабжением Мосэнерго, включающая комплексы задач учета, сквозного планирования и оперативного управления движением товарно-материальных ценностей на складах 11111 К; оптимальной замены и перераспределения МТР между предприятиями Мосэнерго; управления функционированием автоматизированной системы. Разработана структура комплексов программного и информационного обеспечения первой очереди АСУ МТС Мосэнерго, для которых определены назначение, функции и взаимосвязи программных модулей в процессе формирования и использования текущих, условно-постоянных и архивных информационных массивов автоматизированной системы сквозного планирования и управления снабжением. Определены структура и процедуры формирования и ведения текущих и условно-постоянных информационных массивов в процессе реализации службами ПГГГК Мосэнерго функций управления поставками, перераспределением и заменой материально-технических ресурсов.

8. Разработана структура комплекса технических средств, входящих в состав технического обеспечения первой очереди АСУ МТС Мосэнерго. Основным звеном предложенного технического обеспечения является корпоративная вычислительная сеть, объединяющая оперативные службы и склады ППТК Мосэнерго и функционирующая с использованием оптоволоконных, проводных и беспроводных сетей передачи данных. Определены требования к защите данных, хранящихся и циркулирующих в корпоративной сети АСУ МТС Мосэнерго, от несанкционированного доступа и использования.

9. Разработанные модели, методы и программно-технические комплексы планирования и управления процессами

снабжения энергетических предприятий внедрены в составе первой очереди АСУ МТС Мосэнерго, а также использованы при разработке аналогичных систем на ряде предприятий РАО "ЕЭС Россия". Общий экономический эффект от использования разработанных моделей, методов и программно-технических комплексов составил более 4,2 млн.руб.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1. Дзалаев Т.Г., Ковалевский С.С., Пелихов В.П. Модели и методы сквозного планирования использования материально-технических ресурсов в Мосэнерго на основе логистического подхода. /Институт проблем управления РАН. - Препринт -М., 2000.

2. Дзалаев Т.Г. Использование логистического подхода при управлении материально-техническим снабжением предприятий Мосэнерго. Материалы VIII Международной конференции "Проблемы управления безопасностью сложных систем", -М., РГГУ, 2000.

3. Дзалаев Т.Г. Назначение, функциональная структура и особенности функционирования предприятия производственно-технологической комплектации "Мосэнерго". Материалы международной конференции. Проблемы регионального и муниципального управления, РГГУ, М., 1999.

4. Дзалаев Т.Г. Разработка основных положений индикаторного метода материально-технического обеспечения производственных процессов Мосэнерго. Материалы VIII Международной конференции. "Проблемы управления безопасностью сложных систем", М. РГГУ,2000.

5. Дзалаев Т.Г. Анализ факторов, определяющих энергетическую безопасность регионов России. Материалы международной конференции. "Проблемы регионального и муниципального управления", РГГУ, М. 1999.

6. Дзалаев Т.Г. Проблемы и задачи управления процессом снабжения предприятий Мосэнерго материально-техническими

ресурсами. Материалы VII международной конференции "Проблемы управления безопасностью сложных систем", РГГУ, М. 1999.

7. Дзалаев Т.Г. Перераспределение материально технических ресурсов между предприятиями Мосэнерго. Материалы VII международной конференции "Проблемы управления безопасностью сложных систем". М., РГГУ, 1999.

8. Дзалаев Т.Г., Косяченко С.А. Модели перераспределения материальных ресурсов в системе управления материально-техническим снабжение энергетических предприятий. Материалы VIII Международной конференции "Проблемы управления безопасностью сложных систем", -М., РГГУ, 2000.

9. Дзалаев Т.Г. Модели перераспределения материальных ресурсов путем натурального обмена. Материалы П Международной конференции "Проблемы регионального и муниципального управления", М., РГГУ, 2000.

ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА В СОВМЕСТНЫЕ РАБОТЫ.

Личный вклад автора в совместные публикации: [1] -сформулирована постановка задачи сквозного планирования использования материально-технических ресурсов в Мосэнерго на основе логистического подхода; [8] - разработаны модели и алгоритмы директивного перераспределения материальных ресурсов между предприятиями Мосэнерго.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Основные задачи и модели анализа и синтеза систем управления материально-техническим снабжением комплексов энергетических предприятий (ОАО "Мосэнерго").

§ 1.1. Структура и функции системы управления энергетическим предприятием.

§ 1.2. Цель, назначение и особенности функционирования системы материально-технического снабжения энергетических предприятий.

§ 1.3. Стратегии, методы и модели управления материально-техническим снабжением (обзор).

§ 1.4. Основные проблемы и задачи управления материально - техническим снабжением энергетических предприятий.

КРАТКИЕ ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 2. Модели и методы сквозного планирования использования материально-технических ресурсов в Мосэнерго на основе логистического подхода.

§ 2.1. Разработка основных положений индикаторного метода материально-технического обеспечения производственных процессов Мосэнерго.

§ 2.2. Реализация принципов логистического управления в системе Мосэнерго.

§ 2.3. Анализ адаптационных возможностей предприятий Мосэнерго, связанных с вынужденной заменой используемых материально-технических ресурсов 133 КРАТКИЕ ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 3. Математические модели перераспределения материальных ресурсов в системе управления материально - техническим снабжением энергетических предприятий.

§ 3.1. Модели директивного перераспределения материально-технических ресурсов между предприятиями Мосэнерго.

§ 3.2. Модели перераспределения неиспользуемых ресурсов между предприятиями Мосэнерго.

§ 3.3. Модели перераспределения материальных ресурсов путем натурального обмена.

КРАТКИЕ ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 4. Разработка функциональной структуры, комплексов технического, программного и информационного обеспечения первой очереди

АСУ материально-техническим снабжением

Мосэнерго.

§ 4.1. Разработка функциональной структуры первой очереди АСУ МТС Мосэнерго.

§ 4.2. Разработка комплексов программного и информационного обеспечения первой очереди

АСУ МТС Мосэнерго.

§ 4.3. Разработка комплексов технического обеспечения первой очереди АСУ МТС Мосэнерго.

КРАТКИЕ ВЫВОДЫ.

Актуальность темы. Система Мосэнерго является технологически неотъемлемой частью Единой энергетической системы России, обеспечивает электроснабжение Москвы и Московского региона в целом, осуществляет более 80% теплоснабжения Москвы и частично Московской области. ОАО "Мосэнерго" является сложной системой с большим числом взаимосвязанных и различных по своим функциям предприятий (филиалов) , деятельность которых должна обеспечивать бесперебойную работу этого важнейшего объекта топливно-энергетического комплекса (ТЭК).

Исключительно важное значение с точки зрения надежной и бесперебойной работы Мосэнерго имеет эффективная и качественная работа системы материально-технического снабжения (СМТС), предназначенной для полного и своевременного обеспечения его предприятий горючесмазочными материалами, оборудованием, материалами и запасными частями, необходимыми для выполнения производственной программы по выработке электроэнергии и тепла.

Анализ действующей системы материально-технического снабжения Мосэнерго показывает, что ей принципиально присущи возникновение на предприятиях дефицита в одних видах ресурсов и рост объемов сверхнормативных и неиспользуемых ресурсов других видов. В этой связи совершенствование системы материально-технического снабжения Мосэнерго с целью создания эффективных механизмов планирования поставок материально-технических ресурсов (МТР), оперативного устранения или ослабления их дефицита, сокращения объемов сверхнормативных и неиспользуемых ресурсов является важной народнохозяйственной проблемой, что определяет ее исключительную актуальность. Одним из основных путей решения данной проблемы является разработка единой методологии, моделей, методов и программно-технических комплексов планирования и управления материально-техническим снабжением Мосэнерго, реализующих решение задач сквозного планирования МТР, перераспределения МТР и их оперативных замен, что обеспечивает бесперебойное производство тепла и электроэнергии.

Цель работы. Целью диссертационной работы является создание моделей, методов и программно-технических комплексов планирования и управления обеспечением ресурсами энергетических предприятий и их использование для разработки первой очереди автоматизированной системы управления материально-техническим снабжением Мосэнерго.

Методыисследования. Основные результаты диссертационной работы получены и обоснованы с использованием методов системного анализа и исследования операций, теории множеств, теории графов, методов математического моделирования и оптимизации.

Научнаяновизна. В результате проведенных исследований и обобщения опыта управления материально-техническим снабжением российских энергетических предприятий в диссертационной работе впервые получены следующие результаты:

- разработана единая методология моделирования, планирования и управления процессами материально-технического снабжения в Мосэнерго на основе использования концепций логистики, сквозного планирования, идеологии "точно-вовремя", оперативного перераспределения МТР и замены дефицитных видов ресурсов;

- разработан индикаторный метод оценки материального обеспечения производственных и сбытовых подразделений Мосэнерго, основанный на синхронизации их работы посредством использования соответствующей нормативной базы и информационного мониторинга уровня обеспеченности МТР;

- разработана модель сквозного планирования производства и поставок МТР на основе использования индикаторного метода, единого плана комплектной поставки, а также предложенных процедур определения фаз состояния производственных и сбытовых процессов;

- разработаны формализованная модель и методы решения задачи определения оптимального периода поставок на основе использования критерия минимума суммарных затрат и потерь на стадиях подготовки и отгрузки продукции;

- разработаны модели оптимального перераспределения и обмена неиспользуемых МТР между предприятиями Мосэнерго по различным экономическим критериям, основным из которых является минимум потерь от недопроизводства продукции за счет нехватки требуемых ресурсов;

- предложены процедуры оперативного выявления дефицитных видов ресурсов и выбора их вынужденных замен с учетом колебаний цен, позволяющие обеспечить выполнение или превышение плана выпуска основной продукции филиалами Мосэнерго;

- разработана функциональная структура первой очереди автоматизированной системы управления материальнотехническим снабжением (АСУ МТС) Мосэнерго, включающая комплексы задач учета, сквозного планирования и оперативного управления движением товарно-материальных ценностей на складах Мосэнерго; оптимальной замены и перераспределения МТР между предприятиями Мосэнерго; управления функционированием автоматизированной системы.

Практическая ценность. Разработанные в диссертации методологический подход, модели, методы и программно-технические комплексы планирования и управления обеспечением МТР позволяют существенно снизить общие издержки на организацию снабжения, а также потери от недопроизводства продукции за счет нехватки требуемых ресурсов.

Внедрение. Разработанные модели, методы и программно-технические комплексы планирования и управления процессами снабжения внедрены в составе первой очереди АСУ МТС Мосэнерго, а также используются при разработке аналогичных систем в ряде крупномасштабных предприятий РАО "ЕЭС Россия". Использование разработанных методов, моделей и комплексов в указанных организациях обеспечило получение общего экономического эффекта в размере более 4,2 млн.руб.

Связьдиссертации с планом научных работ.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с координационным планом научных исследований РАН по направлению 3.1.3 и планом научных работ ИПУ РАН по теме 320-96/20 "Разработка теории и методологии исследования организационных и структурных механизмов и проектирования автоматизированных систем управления социально-экономическими системами в условиях неполной информации и чрезвычайных ситуаций".

Личный вклад. Все основные положения и результаты, вынесенные на защиту, получены автором самостоятельно.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международных конференциях по проблемам регионального и муниципального управления (г.Москва, 1999,2000 г.г.), на VII и VIII Международных конференциях "Проблемы управления безопасностью сложных систем" (Москва, 1999, 2000 г.г.).

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 9 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа содержит 250 стр., в том числе 198 стр. машинописного текста, 29 рис., 14 табл., а также список литературы, включающий 96 наименований.

Общая топология сети приведена на рис.4.3.5. КРАТКИЕ ВЫВОДЫ.

В четвертой главе получены следующие основные результаты:

1. Разработана функциональная структура первой очереди автоматизированной системы управления материально-техническим снабжением АО Мосэнерго, включающая комплексы задач учета, сквозного планирования и оперативного управления движением товарно-материальных ценностей на складах ППТК; оптимальной замены и перераспределения МТР между предприятиями Мосэнерго; управления функционированием автоматизированной системы. Приведены основные проектные решения, определяющие требования к составу алгоритмического, программного и информационного обеспечения системы.

2. Разработана структура комплексов программного и

Дер.Трошково, ул.Новая 25

Рис.4.3.5 Общая топология сети информационного обеспечения первой очереди АСУ МТС Мосэнерго. Определены назначение, функции и взаимосвязи программных модулей в процессе формирования и использования текущих, условно-постоянных и архивных информационных массивов автоматизированной системы управления снабжением. Определены структура и процедуры формирования и ведения текущих и условно-постоянных информационных массивов в процессе реализации службами ППТК Мосэнерго функций управления движением товарно-материальных ценностей.

3. Разработана структура комплекса технических средств, входящих в состав технического обеспечения первой очереди АСУ МТС Мосэнерго. Основным звеном предложенного технического обеспечения является корпоративная вычислительная сеть, объединяющая оперативные службы и склады ППТК Мосэнерго и функционирующая с использованием оптоволоконных, проводных и беспроводных сетей передачи данных. Определены требования к защите данных, хранящихся и циркулирующих в корпоративной сети от несанкционированного доступа.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В диссертационной работе получены следующие основные результаты:

1. На основе проведенного анализа, исследования и обобщения особенностей системы материально-технического снабжения Мосэнерго как объекта управления решена важная народнохозяйственная задача, заключающаяся в разработке единой методологии моделирования, моделей, методов и программно-технических комплексов планирования и управления процессами материально-технического снабжения в Мосэнерго, основанных на использовании концепций логистики, сквозного планирования, идеологии "точно-вовремя", оперативного перераспределения неиспользуемых МТР и замены дефицитных ресурсов. Разработанные методы и средства позволяют существенно снизить общие издержки на организацию снабжения, а также потери от недопроизводства продукции за счет нехватки требуемых ресурсов.

2. Проведен обзор и детальный анализ ресурсных стратегий, методов и моделей управления материально-техническим снабжением крупных промышленных предприятий и объединений. На основе анализа функциональных возможностей и особенностей реализации исследованных методов и моделей применительно к условиям деятельности Мосэнерго предложено использовать два их специальных класса, различающиеся способами пополнения запасов МТР: ориентированные на реализацию механизмов заказа МТР у внешних и внутренних поставщиков и — на реализацию механизмов замены и обмена излишними ресурсами между предприятиями Мосэнерго, а также между последними и другими предприятиями Московского и близлежащих регионов.

Поставлена задача разработки моделей и методов сквозного планирования использования материально-технических ресурсов в Мосэнерго на основе логистического подхода, а также проектирования и внедрения автоматизированной системы управления материально-техническим снабжением.

3. Разработан индикаторный метод оценки материального обеспечения производственных и сбытовых подразделений Мосэнерго, основанный на синхронизации их работы посредством использования соответствующей нормативной базы и информационного мониторинга уровня обеспеченности МТР. Предложенный метод использован при разработке процедур оперативного регулирования производства и гарантированной поставки продукции, которые обеспечивают определение обоснованных уровней запасов, определение времени нормального и аварийного начала работ на стадиях производства и поставок.

4. Разработана модель сквозного планирования производства и поставок МТР в Мосэнерго на основе использования индикаторного метода, единого плана комплектной поставки, а также - разработанных процедур определения фаз состояния производственных и сбытовых процессов. Предложена постановка и методы решения задачи определения оптимального периода поставок на основе использования критерия минимума суммарных затрат и потерь на стадиях подготовки и отгрузки продукции. Предложены процедуры оперативного выявления дефицитных видов ресурсов и выбора их вынужденных замен с учетом колебаний цен, позволяющие обеспечить выполнение или превышение плана выпуска основной продукции филиалами Мосэнерго.

5. Для различных ситуаций дефицита материальных ресурсов на одних предприятиях Мосэнерго и наличия их запасов на других предложены модели их директивного перераспределения, в которых оптимальные варианты обеспечивают: минимум транспортных расходов по перевозке перераспределенных ресурсов, максимум прибыли от выпуска дополнительной продукции по предприятиям, получающим дефицитные ресурсы, минимум потерь по предприятиям, передающим ресурсы, минимум предприятий, передающих ресурсы и др.

6. Предложены модели и методы решения задачи формирования оптимальных вариантов перераспределения материальных ресурсов между предприятиями Мосэнерго путем натурального обмена, обеспечивающих: максимум объема обмениваемых ресурсов в натуральном и стоимостном выражениях, максимум суммарной прибыли, получаемой предприятиями от выпуска видов продукции, для производства которых используются обмениваемые ресурсы, минимум потерь от недопроизводства продукции за счет нехватки требуемых ресурсов. Показано, что предложенные модели оптимального перераспределения материальных ресурсов в Мосэнерго относятся к классу задач линейного программирования, для решения которых могут быть использованы известные методы и пакеты прикладных программ.

Разработана функциональная структура первой очереди автоматизированной системы управления материально-техническим снабжением Мосэнерго, включающая комплексы задач учета, сквозного планирования и оперативного управления движением товарноматериальных ценностей на складах ППТК; оптимальной замены и перераспределения МТР между предприятиями Мосэнерго; управления функционированием автоматизированной системы.

Разработана структура комплексов программного и информационного обеспечения первой очереди АСУ МТС Мосэнерго, для которых определены назначение, функции и взаимосвязи программных модулей в процессе формирования и использования текущих, условно-постоянных и архивных информационных массивов автоматизированной системы сквозного планирования и управления снабжением. Определены структура и процедуры формирования и ведения текущих и условно-постоянных информационных массивов в процессе реализации службами ППТК Мосэнерго функций управления поставками, перераспределением и заменой материально-технических ресурсов.

Разработана структура комплекса технических средств, входящих в состав технического обеспечения первой очереди АСУ МТС Мосэнерго. Основным звеном предложенного технического обеспечения является корпоративная вычислительная сеть, объединяющая оперативные службы и склады ППТК Мосэнерго и функционирующая с использованием оптоволоконных,

241 проводных и беспроводных сетей передачи данных. Определены требования к защите данных, хранящихся и циркулирующих в корпоративной сети АСУ МТС Мосэнерго, от несанкционированного доступа и использования.

9. Разработанные модели, методы и программно-технические комплексы планирования и управления процессами снабжения энергетических предприятий внедрены в составе первой очереди АСУ МТС Мосэнерго, а также использованы при разработке аналогичных систем на ряде предприятий РАО "ЕЭС Россия". Общий экономический эффект от использования разработанных моделей, методов и программно-технических комплексов составил более 4,2 млн.руб.

1.Лотоцкий В.А., Мандель А.С. Анализ применения системного подхода к разработке подсистем управления технологическими процессами и запасами на крупномасштабном производстве (обзор). -М.: Институт •проблем управления, 1975.

2. Лотоцкий В.А., Мандель А.С. Методы управления запасами в АСУП. -М.: Институт проблем управления, 1975.

3. Лотоцкий В.А., Мандель А.С. Модели и методы управления запасами. -М.: Наука, 1990.

4. Arrow K.J., Karlin S., Studies in the Mathematical Theory of Inventory and Production, Standford University Press, Standford, California, 1958.

5. Brown R.G., Statistical Forecasting for Inventory Control, McGraw-Hill, N.Y., 1959.

6. Brown R.G., Smoothing, Forecasting and Prediction, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, N.Y., 1963.

7. Brown R.G., Decision Rules for Inventory Management, Holt, Rinehart and Winston, N.Y., 1967.

8. Brown R.G., Management Decision for Production Operations, Dryden, 1971.

9. Dvoretsky A., Kiefer J., Wolfowitz J., The Inventory Problem, Econometrica XX, 187-222 and 450-466 (1952) .

10. Mannell R.F., Early History of Economic Lot Size, Am. Production and Inventory Control Soc. Quart. Bull., 2, No. 2, 19-22 (April 1961).

11. И.Букан Дж., Кенингсберг Э. Научное управление запасами. М.: Наука, 1963.

12. Хедли Дж., Уайтин Т. Анализ систем управления 'запасами. М. : Наука, 1969.

13. Лагуткин В.М. Экономико-математические методы в снабжении. М.:Экономика, 1971.

14. Лагуткин В.М. и др. Некоторые проблемы совершенствования материально-технического снабжения. М.: Экономика, 1970.

15. Бурков В.Н., Мамиконов А.Г., Каднельсон М.Б. Прогрессивные механизмы обмена ресурсами. Автоматика и телемеханика, 1983, № 1, с. 140-149.

16. Лагуткин В.М. Автоматизированные системы управления материально-техническим снабжением. М.: Экономика, 1975.

17. Brown R.G., Economic Order Quantities for Materials Subject to Engineering Changes, Production and Inventory Management, 12, No. 2, 89-91 (1971).

18. Brown R.G., Improved Customer Service at the HAL Division, Proc. Am. Production and Inventory Control Conf., Toronto, 152-177 (October 1972).19. deMatteis J.J., Mendoza A.O., Part-Period Algorithm, IBM Syst. J., 7, No. 1, 30-46 (1968).

19. Gerson G., Brown R.G., Decision Rules for Equal Shortage Policies, Nav. Res. Log. Quart., 17, No. 3, 351-358 (September 1970).

20. Harris F.W., Operations and Cost, A.W. Shaw, Chicago, 1915.

21. Magee J.F., Production Planning and Inventory Control, McGraw-Hill, N.Y., 1958.

22. Magee J.F., Industrial Logistics, McGraw-Hill, N.Y., 1968 .

23. Могan P.A.P., The Theory of Storage, Methuen, London, 1959.

24. Nocturne D.H., Economie Ordering Frequency for Several Items Jointly Replenished, Management Sci. , 19, No. 9, 1093-1096 (May 1973).

25. Кацнельсон M.Б. Перераспределение ресурсов. M.: Наука, 1985.

26. Смирнов П.В., Степанова З.И., Фасоляк Н.Д. Организация и планирование материально-технического снабжения народного хозяйства. -М.: Экономика, 1986.

27. Хазанович Э.С., Шестаков В.Н. Управление материальными ресурсами. -М.: Экономика, 1987.2 9. Шахова Г.Я. Современные методы управления товарно-материальными запасами (на примере США). -М.: Экономика, 1969.

28. Трошин А.Н. Автоматизированная система оперативного управления производством на машиностроительном предприятии. -М.: Статистика, 1978.

29. Колотилин Б.А. Методологические основы организации интегрированной системы оперативного управления производством и поставками в машиностроении. -Самара: СамГТУ, 1998.

30. Неруш Ю.М. Коммерческая логистика /-М.: Банки и биржи, ЮНИТИ, 1997.33 . Костоглодов Д.Д., Хрисова JI.M. Распределительная логистика. -М.: Экспертное бюро, 1997.34.3алманова М.Е. Логистика: /Сарат. гос. техн. ун-т. Саратов., 1985.

31. Гаджинский А.М. Основы логистики. ИВЦ "Маркетинг". М., 1995.

32. Монден Я. "Тоета". Методы эффективного управления. -М.: Экономика,198 9.37 . Клейнер Г. В., Тамбовцев B.J1., Качалов P.M.

33. Дзалаев Т.Г. Анализ факторов, определяющих энергетическую безопасность регионов России. Материалы международной конференции. "Проблемы регионального и муниципального управления", РГГУ, М. 1999.

34. Дзалаев Т.Г. Проблемы и задачи управления процессом снабжения предприятий Мосэнерго материально-техническими ресурсами. Материалы VII международной конференции "Проблемы управления безопасностью сложных систем", РГГУ, М. 1999.

35. Проценко О.Д., Белотелов Е.П., Кодуа Д.М. Оперативное регулирование поставок продукции производственно-технического назначения. -М.: Экономика, 1985. 176 с.

36. Пустозерова В.М., Соловьев A.A. Договор поставки. М.: Приор, 1997. 96 с.

37. Потоцкий В.А., Мандель A.C. Модели и методыуправления многономенклатурными запасами. // Автоматика и телемеханика, № 6, 1976.46 . Первозванская Т.Н., Первозванский А.А. Элементытеории управления запасами. JI.: Изд. ЛГУ, 1983.

38. Долганов А.В., Лотоцкий В.А. Управление запасами в сети технического обслуживания при ограниченном дефиците // Тез. докладов VIII Всес. совещ. по проблемам управления. -М. -Таллин,1980, с. 411-413.

39. Scarf F.E., Guilford D.M., Shelly M.W. (Eds.), Multistage Inventory Models and Techniques, Standford University Press, Stanford, California, 1963.

40. Schlaifier R., Introduction to Statistics for Business Decision, McGraw-Hill, N.Y., 1961.

41. Silver E.A., Schaack J.P., A Procedure, Involving Simulation, for Selecting the Control Variables in an: S, c, s) Joint Ordering Strategy, INFOR J., 10, 2 (May 1972) .

42. Simpson K.F., In-Process Inventories, Operations Res., 6, 863-873 (September 1958).

43. Wagner H., Whitin T.M., Dynamic Version of the Economic Lot Size Model, Management Sci. , 5, 89-96 (1958) .

44. Whitin T.M., The Theory of Inventory Managment, Princeton University Press, Princeton, N.J., 1953.

45. Лотоцкий В.А., Логинов А.А. Математическое моделирование процессов распределения в сложных системах снабжения // Общая теория систем и интеграция знаний (материалы семинара). -М.: МДНТП, 1976, с. 101-106.

46. Прабху Н.У. Стохастические процессы теории запасов. М.: Мир, 1984.5 8 . Понтрягин JI.С., Болтянский В.Г., Гамкрелидзе Р.В., Мищенко Е.Ф. Математическая теория оптимальных процессов. Изд-е 2-е. -М.: Наука, 19 69.

47. Хедли Дж. Нелинейное и динамическое программирование. М.: Мир, 1976.

48. Рубальский Г.Б. Управление запасами при случайном спросе. М.: Советское радио, 1977.

49. Майн X., Осаки С. Марковские процессы принятия решений. М.: Наука, 1977.

50. Хазен Э.М. Методы оптимальных статистических решений и задачи оптимального управления. М.: Советское радио, 1968 .

51. Ховард P.A. Динамическое программирование и марковские процессы. М.: Советское радио, 1964.64 . Гнеденко Б.В., Беляев Ю.К., Соловьев А.Д.

52. Математические методы в теории надежности. М. : Наука, 1965 .

53. Гнеденко Б.В., Коваленко И.Н. Введение в теорию массового обслуживания. М.: Наука, 1965.

54. Рыжиков Ю.И. Управление запасами. М.: Наука, 1969.

55. Основы управления технологическими процессами /Под ред. Н.С.Райбмана. -М.: Наука, 1978.

56. Дзалаев Т.Г. Разработка основных положений индикаторного метода материально-технического обеспечения производственных процессов Мосэнерго. Материалы VIII Международной конференции. "Проблемы управления безопасностью сложных систем", М. РГГУ,2000.

57. Багиров С.А., Кацнельсон М.Б., Мамиконов А.Г., Нуриев Ф.С. Управление перераспределением ресурсов во Всесоюзном промышленном объединении. М., ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1985, с.33.

58. Дзалаев Т.Г. Перераспределение материально технических ресурсов между предприятиями Мосэнерго.

59. Материалы VII международной конференции "Проблемы управления безопасностью сложных систем". М., РГГУ, 1999.

60. Общесоюзный классификатор промышленной и сельскохозяйственной продукции. Высшие классификационные группировки (ВКГ ОКП) М., "Экономика", 1972.

61. Arrow K.J., Debreu G. Existence of an Equilubrium for a Competitive Economy. Econometrica, № 22, h. 265-290, 1954.

62. Mc Kenzi L. On the Existence of General Equilubrium for a Competitive Market Econometrica, № 27, p.54-71, 1959.

63. Debreu G. On a Theorem of Scarf. Rev. Economic Studies 3 0(1963), № 3.

64. Debreu G. , Scarf H.A Limit Theorem on the Core of on Economy. International Economic Review № 4. h.235-246, ,1963.

65. Scarf H. Some Examples of Global Instability of the Competitive Equlibrium. International Economic Rewiew № 1. p.157-172, 1960.

66. Scarf H. The Core of n Person Came. - Econometrica, 35 (1967), № 1, p.50-69.

67. Багатурова О.С. Кацнельсон М.Б., Красицкая JI.M., Мамиконов А.Г. Управление перераспределением ресурсов путем натурального обмена М., Институт проблем управления, 1978.

68. Задачи управления перераспределением обменного ресурса. АиТ, 1974, № 10.

69. Кацнельсон М.Б., Красицкая JI.M., Якубовская JI.H. Человеко-машинный подбор вариантов обмена. В кн: IV Научно-техническая школа "Теория и практика построения человеко-машинных систем". Тезисы докладов. -М., РИОМИЭМ, 1982.

70. Бурков В.Н., Кондратьев В.В. Механизмы функционирования в организационных системах. -М., Наука, 1981, с. 383.

71. Дзалаев Т.Г. Использование логистического подхода при управлении материально-техническим снабжением предприятий Мосэнерго. Материалы VIII Международной конференции "Проблемы управления безопасностью сложных систем", -М., РГГУ, 2000.

72. Дзалаев Т.Г. Модели перераспределения материальных251ресурсов путем натурального обмена. Материалы II Международной конференции "Проблемы регионального и муниципального управления", М., РГГУ, 2000.

73. Татевосов Н.Г. Основы оперативно-производственного планирования на машиностроительном предприятии. -JI.: Машиностроение, 1985.

74. Мамиконов А.Г., Кульба В.В., Косяченко С.А. Типизация разработки модульных систем обработки данных. -М.: Наука, 1989.

75. Кульба В.В., Ковалевский С.С., Косяченко С.А., Сиротюк В. о. Теоретические основы проектирования оптимальных структур распределенных баз данных. -М.: СИНТЕГ, 1999.!<<<^ШЕРЖДАЮ>>хо^1ШТК «Мосэнерго» ^Т^Т^- Чимбирь И .Г. ЧН;|ртября 2000 г.1. Акт

76. О внедрении моделей и методов распределения и перераспределения материальных ресурсов в системе управления материально-техническим снабжением энергетических предприятий.

77. О внедрении технического, программного и информационного обеспечения АСУ материально-техническим снабжением энергетических предприятий Мосэнерго.

78. В течении ряда лет Дзалаев Т.Г. участвовал в разработке технического, программного и информационного обеспечения АСУ материально-техническим снабжением Мосэнерго.

79. Разработанные и внедренные под его руководством и при его непосредственном участии проектные решения по АСУ МТС обеспечили автоматизацию основных функций по управлению материальнольно- техническим снабжением предприятий Мосэнерго .

80. Директор Государственного .унитарногодприятиящрактпром» Щ Фраев О.А. Щпа 2000 г.1. Акт

81. О внедрении моделей и методов распределения и перераспределения материальных ресурсов в системе управления материально-техническим снабжением ГУП «Москонтрактпром» при правительстве Москвы.