автореферат диссертации по транспорту, 05.22.08, диссертация на тему:Совершенствование транспортно-технологических процессов в сети поставок комплектующих промышленного производства

На правах рукописи

МОРОЗОВ Станислав Игоревич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В СЕТИ ПОСТАВОК КОМПЛЕКТУЮЩИХ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

(05.22.08 - Управление процессами перевозок)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2005

Диссертационная работа выполнена на кафедре "Менеджмент" Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета) и в институте Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF (Институте организации промышленного производства и автоматизации им. Фраунгофера (Магдебург, Германия))

Научные руководители: доктор экономических наук, профессор

Некрасов Алексей Германович

Dr. rer. nat. hábil., Privatdozent Tolujew Juri

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Власов Владимир Михайлович

кандидат технических наук, доцент Ганченко Георгий Кондратьевич

Ведущая организация: Государственное унитарное предприятие

Г осударственный центр системных исследований

ею

Защита состоится " 28 " декабря 2005 года вJD часов на заседании Диссертационного совета Д 212.126.06 Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета) по адресу: 125319, г. Москва, Ленинградский проспект, д.64

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета).

Автореферат разослан "23" ноября 2005 года.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.126.06

Рощин А. И.

»-4

114 7936

з

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. В условиях современного производства наблюдается неуклонный рост влияния транспортно-технологических процессов (ТТП) на конкурентноспособность промышленного предприятия. Все больше производственных систем приобретают характер распределенных систем, в которых готовая продукция выпускается лишь на небольшом количестве сборочных предприятий, в снабжении которых участвуют многие специализированные предприятия. Производственные и транспортно-логистические предприятия все чаще образуют различные коалиционные структуры, к которым относятся и так называемые сети поставок (СП).

Условием применения любой эффективной стратегии планирования и управления ТТП в СП является наличие инструментов для расчета показателей функционирования, адекватно отображающих важнейшие характеристики ТТП. В настоящее время предприятиям предлагаются различные готовые системы показателей, однако методология конструирования и применения собственных показателей разработана явно недостаточно. Особенно контрастно данный факт проявляется в ситуации, когда необходимо решить задачи совершенствования ТТП на современном промышленном предприятии, поставки комплектующих для которого выполняются в режиме "точно в срок" и "точно в последовательности". В этих условиях становится очевидной необходимость разработки универсальных методов для поддержки работ по конструированию и использованию статических и динамических показателей для ТТП, протекающих в СП.

В работе предлагается использовать при разработке таких методов в качестве общей теоретической основы так называемый событийный подход. До настоящего времени этот подход наибольшее развитие получил в области имитационного моделирования транспортных и производственных процессов, однако вследствие прогресса, наблюдаемого в области внедрения современных систем идентификации грузов и транспортных средств (прежде всего средств радиочастотной идентификации - ЯРЮ), открываются большие перспективы для его применения в р емени для

управления ТТП.

Таким образом, актуальной представляется проблема разработки для ТТП новых универсальных методов создания и использования показателей функционирования, основанных на событийном подходе и ориентированных на применение современных методов регистрации событий в реальных производственных, транспортных и складских системах.

Объектом_исследования являются транспортно-

технологические процессы в сети поставок комплектующих промышленного производства.

Предметом исследования являются методы создания и использования систем проблемно-ориентированных показателей для транспортно-технологических процессов.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационного исследования является совершенствование транспортно-технологических процессов в сети поставок комплектующих промышленного производства на основе проблемно-ориентированных показателей, построенных на событийном подходе.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Проанализировать существующие подходы и методы совершенствования транспортно-технологических процессов и выявить границы их применимости.

2. Сформулировать принципы организации систем показателей функционирования для транспортно-технологических процессов в СП на базе событийного подхода.

3. Разработать концептуальную пространственно-временную модель процессов перемещения и накопления подвижных объектов ТТП в СП.

4. Разработать базовую информационную модель объектов и процессов в СП в форме виртуального хранилища данных о статических и динамических объектах ТТП в СП, а также связанных с ними событиях и состояниях.

5. Разработать методику анализа и идентификации элементов структуры показателей функционирования для транспортно-технологических процессов в СП, основанную на выявлении

физических, абстрактных и информационных объектов, а также связанных с ними событий и состояний.

6. Разработать методику анализа функций системы сбора данных, основанную на преобразовании первичных сообщений о событиях в материальных потоках в СП в протоколы событий с использованием базовой информационной модели СП.

7. Применить методы, основанные на полученных с помощью событийного подхода проблемно-ориентированных показателях функционирования, для совершенствования транспортно-технологических процессов в сети поставок комплектующих промышленного предприятия.

Теоретико-методическую основу исследования составляют положения общей теории систем и системного анализа, общей теории управления, теории информатики, теории математического моделирования, объектно-ориентированного подхода.

Научная новизна исследования. К результатам, обладающим научной новизной, необходимо отнести следующее:

• показана ограниченность методов совершенствования ТТП в СП, основанных на использовании фиксированных показателей функционирования, и обоснована необходимость разработки основанных на событийном подходе универсальных методов создания и использования показателей;

• сформулированы принципы организации систем показателей функционирования для ТТП в СП на основе событийного подхода;

• разработана пространственно-временная модель процессов перемещения и накопления подвижных объектов в качестве концептуальной основы событийного подхода к представлению и оценке ТТП в СП;

• разработана информационная модель объектов и процессов в СП, на базе которой проводится расширенная интерпретация первичных событий ТТП, обеспечивающая точное определение пространственной принадлежности всех динамических объектов, находящихся в пространстве СП;

• разработана методика анализа и идентификации элементов структуры показателей функционирования для ТТП в СП, основанная на выявлении физических, абстрактных и информационных объектов, а также связанных с ними событий и состояний;

• разработана методика анализа функций системы сбора данных, основанная на преобразовании первичных сообщений о событиях в материальных потоках в СП в полные протоколы событий с использованием разработанной информационной модели.

Положения, выносимые на защиту:

• концептуальная пространственно-временная модель процессов перемещения и накопления подвижных объектов ТТП в СП;

• информационная модель объектов и процессов как база для описания взаимной пространственной принадлежности статических и динамических объектов ТТП в СП;

• методика анализа и идентификации элементов структуры показателей функционирования для ТТП в СП;

• методика анализа функций системы сбора данных и преобразования первичных сообщений о событиях в материальных потоках в СП.

Практическая значимость работы. Путем применения разработанной методики интерпретации протоколов событий для оценки специальных показателей ТТП был проведен всесторонний и точный анализ внешних материальных потоков логистического центра предприятия Gläserne Manufaktur Dresden, а также были решены задачи в области оперативного управления процессом поставок комплектующих:

• оптимизация графика поставок комплектующих автотранспортом;

• оптимизация плана перевозок комплектующих в режиме "точно в срок" грузовым поездом;

• анализ устойчивости процессов в логистическом центре при наличии сбоев в работе автотранспорта.

Основные положения работы нашли также применение при выполнении проектов, связанных с внедрением систем RFID на транспортно-логистических и производственных предприятиях, институтом Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF (Магдебург) и в работе национального совета по цепям поставок.

Достоверность результатов проведенного исследования обеспечивается выбранной методологией исследования, основанной на фундаментальных и достоверно изученных положениях, а также подтверждается достаточным объемом экспериментальных данных, полученных на конкретном примере сети поставок комплектующих сборочного предприятия автомобилестроительного концерна Volkswagen AG.

Апробация работы. Автором разработана "Методика по разработке, анализу и измерению показателей функционирования сетей поставок", которая принята к внедрению в рамках программы совместных исследований подкомитета по стандартизации ГОСТ Р/ТК 355/ПК6 "Автоматическая идентификация в интегрированной логистике", института Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF и Московского автомобильно-дорожного института (ГТУ).

Основные положения диссертации докладывались автором на докторантских семинарах в институте Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF (Магдебург), а также на докторантских семинарах кафедры "Логистические системы" Магдебургского университета (Германия) и получили одобрение.

Представлен доклад на Второй всероссийской научно-практической конференции "Имитационное моделирование. Теория и практика" (ИММОД-2005, Санкт-Петербург, октябрь 2005 г.).

Разработанные методы и результаты исследования обсуждались и были одобрены в различных подразделениях автомобилестроительного концерна Volkswagen AG на технических советах, а также семинарах-совещаниях в рамках проекта по оптимизации функционирования сети поставок сборочного предприятия Gläserne Manufaktur Dresden.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ общим объемом 2,5 печатных листа.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 138 страницах машинописного текста, включающего 43 рисунка, 9 таблиц. Состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы, содержащего 105 наименований, и 7 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, определены предмет и объект исследования, сформулированы цели и задачи, выделена научная новизна, представлены основные результаты работы и ее практическая значимость, а также основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе диссертации "Анализ состояния вопроса и методов совершенствования транспортно-технологических процессов" определена роль ТТП в СП комплектующих промышленного производства и выявлены причины неэффективности ТТП в СП, проанализированы существующие подходы и методы совершенствования ТТП и определены границы их применимости, проведен анализ существующих систем показателей функционирования для ТТП в СП и показана ограниченность основанных на них методов совершенствования ТТП в СП, обоснована необходимость разработки основанных на событийном подходе универсальных методов создания и использования показателей и сформулированы принципы организации систем показателей функционирования для ТТП в СП на основе событийного подхода.

Повышение эффективности ТТП в СП комплектующих промышленного производства является одной из первостепенных задач, стоящих перед аппаратом управления предприятия, так как именно ТТП играют ключевую роль в обеспечении бесперебойного производственного процесса. Для сглаживания возможных перебоев в ТТП в СП на промышленных предприятиях создаются и поддерживаются материальные запасы, что часто приводит к появлению значительных дополнительных издержек, то есть к снижению эффективности ТТП по фактору затрат. При этом затраты на ТТП всегда составляют

существенную часть совокупных затрат СП и в некоторых случаях могут достигать уровня в 30%.

Неэффективные ТТП в СП являются источником дополнительных задержек в цепочке по созданию добавленной стоимости в СП. Часто причиной таких задержек являются не нештатные ситуации, а наличие несогласованностей в ТТП. Эти несогласованности проявляются в слабой синхронизации событий в рамках ТТП, что приводит к общей неэффективности ТТП по фактору времени. Все это значительно усложняет достижение промышленным предприятием его экономических целей и, в частности, конкурентного преимущества.

Исследованию различных проблем, связанных с анализом и совершенствованием ТТП, посвящены работы таких российских ученых, как Миротин Л.Б., Вельможин A.B., Гудков В.А., Некрасов А.Г., Николин В.И., Неруш Ю.М., Лившиц В.И. и др. Анализ работ этих и других ученых показал, что для совершенствования ТТП в настоящее время применяются математическое и имитационное моделирование, методы сетевого планирования и управления (сетевые модели), теория массового обслуживания, теория расписаний и теория нечетких множеств, а также методы и средства моделирования процессов, основанные на использовании графических концептуальных моделей (ARIS, IDEF, UML, SCOR).

Все упомянутые выше подходы и методы являются полезными при решении задач совершенствования отдельных элементов ТТП. Однако на основании их анализа был сделан вывод о том, что они не в полной мере учитывают результаты развития современных информационно-коммуникационных технологий (ИКТ), которые открывают принципиально новые возможности для решения проблем совершенствования ТТП. Ни один из рассмотренных методов не направлен, например, на использование возможностей систем слежения и трассировки (tracking & tracing) или технологий автоматической идентификации (технологии штрихового кодирования и технологии радиочастотной идентификации).

В настоящее время наблюдается значительное усложнение материальных и информационных процессов в СП, что, в свою очередь, приводит к усложнению задач их анализа и моделирования.

В то время как все более сложным становится использование абстрактных математических методов для совершенствования соответствующих процессов, применяемые сегодня современные ИКТ требуют разработки новых подходов и методов, изначально ориентированных на потоки данных, поступающих от новейших систем идентификации и определения местоположения объектов ТТП.

Наряду с методами анализа и моделирования для улучшения ТТП используются соответствующие системы показателей функционирования. Проведенный в работе анализ существующих "эталонных" систем показателей, в том числе и таких широко используемых систем, как SCOR, BSC и VDI, показал, что в них определены лишь принципы формирования показателей верхних стратегических уровней управления СП. Разработку внутренней информационно-логической структуры каждого показателя предприятие, являющееся участником СП, должно выполнять собственными силами. Успех решения этой задачи в каждом конкретном случае зависит от многих субъективных факторов, так как на сегодняшний день практически отсутствуют ясные методики, которые описывали бы всю цепочку работ по построению и реализации систем показателей, полностью отвечающих любым произвольно сформулированным целям управления ТТП в СП. Кроме того, на основе проведенного анализа сделан вывод о том, что существующие системы показателей не в полной мере учитывают особенности организации ТТП именно в условиях СП. Отсутствие адекватного инструментария (системы показателей) для анализа транспортно-технологических процессов в СП часто приводит к снижению их эффективности, так как улучшение протекающих в СП процессов возможно только на базе их соответствующей оценки.

Таким образом, становится очевидной необходимость разработки новых универсальных методов создания и использования показателей функционирования, учитывающих особенности организации ТТП в условиях СП и ориентированных на применение современных ИКТ.

В случае, когда такие методы разрабатываются для СП комплектующих промышленного производства, должны быть учтены также следующие особенности организации ТТП в современных СП:

• каждый участник ТТП оказывается связанным как с партнерами (смежниками) на уровне транспортной цепочки, так и с основным заказчиком (промышленным производством), для которого организуется ТТП;

• эффективность каждого отдельного ТТП зависит в первую очередь от общего (системного) эффекта, достигаемого всеми участниками как транспортно-технологического, так и связанного с ним производственного процесса;

• важнейшими становятся показатели, отражающие качество обслуживания основного заказчика, а также эффективность ТТП, реализуемого в пределах всей СП;

• требуемая гибкость управления ТТП может быть достигнута только на базе общей информационной системы, которая дает возможность всем участникам ТТП оперативно использовать общие показатели, а также формировать и применять собственные показатели без внесения изменений в систему сбора первичных данных ТТП.

В качестве концептуальной основы для разработки новых методов создания и использования показателей в диссертации предложено использовать событийный подход. Для оценивания характера (и качества) протекающих в СП процессов недостаточно иметь информацию лишь о текущем состоянии системы, а нужно иметь также информацию о ее предыдущих состояниях, упорядоченных во времени. Так как при наблюдении любой системы с дискретными состояниями обычно фиксируются только моменты изменения состояния, на первый план выходит понятие события. Упорядоченные во времени и зафиксированные на носителях информации последовательности событий называются протоколами событий. Базовые принципы создания и интерпретации протоколов событий для ТТП объединены в работе понятием "событийный подход".

Основная особенность систем показателей функционирования для ТТП в СП, созданных на основе событийного подхода, заключается в их изначальной системной ориентации на учет тех возможностей, которые предоставляют современные информационно-

коммуникационные системы, в частности, такие основанные на регистрации событий в ТТП системы, как системы слежения и трассировки, а также системы идентификации подвижных объектов на базе ЯРЮ-технологий.

Результатом проведенного в первой главе анализа состояния проблемы стало обоснование необходимости разработки основанных на событийном подходе методов создания и использования показателей функционирования для ТТП в СП. Сформулированы принципы организации основанных на событийном подходе систем показателей функционирования для ТТП в СП, для реализации которых необходимо решить следующие теоретические задачи-

• разработать концептуальную пространственно-временную модель процессов перемещения и накопления подвижных объектов ТТП в СП;

• разработать базовую информационную модель объектов и процессов в СП;

• разработать методику анализа и идентификации элементов структуры показателей функционирования для ТТП в СП;

• разработать методику анализа функций системы сбора данных, ориентированную на получение полных протоколов событий.

Во второй главе диссертации "Разработка моделей транспортно-технологических процессов и методов анализа протоколов событий" была разработана концептуальная пространственно-временная модель процессов перемещения и накопления подвижных объектов ТТП в СП, разработана базовая информационная модель объектов и процессов в СП, разработана методика анализа и идентификации элементов структуры показателей функционирования для ТТП в СП, разработана методика анализа функций системы сбора данных, обобщены основные свойства объемно-временных графиков процессов и предложены методы их применения для численного моделирования материальных потоков в СП.

Разработанная пространственно-временная модель процессов перемещения и накопления подвижных объектов стала концептуальной основой событийного подхода к представлению и

оценке ТТЛ в СП. Она необходима для формального отображения ТТП в СП именно на таком уровне детализации, который позволяет сформулировать и решить задачу оценивания группы показателей функционирования, учитывающих процессы в системе материальных потоков СП. Суть модели составляет процесс взаимодействия объектов (рис. 1), принадлежащих точно определенным классам, и отображение результатов этого взаимодействия с помощью диаграмм типа "время-количество".

Бизнее-лроцесс: договора, заказы, поставки и т.п.

Процесс обработки данных

Информационные объекты

Данные об абстрактных объектах

Данные о физических объектах

Показатели функционирования

Интерпретация процессов е СП Принятие

—- решений

ставщик I 1 I 1 I 1 Клиент

{ \ \LlJ I -1 - 1 I \\у А чЬ _ I I V_) А »1 | А р_ А »1 | А р_ А р|_| А

Физические процессы: перевозка, перевалка, складирование

- материальный

поток

информационный поток

□ □

склад или

перевалочный пункт

транспортный канал

точка измерения

О

Рис. 1. Взаимосвязь трех типов процессов в СП На рис. 1 показаны процессы в СП, основанные на взаимодействии трех типов (классов) объектов: физических (материальных), абстрактных и информационных. В работе описана внутренняя структура данных классов объектов и даны определения другим базовым понятиям концептуальной модели, представленным в виде логически связанной цепочки: объект, атрибут, состояние, событие, процесс и материальный поток.

Неотъемлемой частью концептуальной модели процессов перемещения и накопления подвижных объектов ТТП в СП являются так называемые объемно-временные графики процессов (ОВГП), показывающие в системе координат "время-количество" как события в потоках, так и уровни запасов в узлах (рис. 2). ОВГП следует рассматривать как прямое отображение динамических показателей

функционирования, полученных в результате измерений или представленных в качестве прогнозируемых данных. В работе показано, что ОВГП могут применяться как для интерпретации реальных наблюдаемых физических процессов в СП, в частности, для разработки и оценивания показателей функционирования для ТТП в СП, так и для численного моделирования таких процессов.

I Начальный запас

Входной поток -¥-

Узел СП (накопитель)

Выходной поток —¥—

А

I;

Текущий запас

Рис. 2. Фрагмент структуры СП, содержащий ОВГП для связей и узлов Основной составляющей информационной модели объектов и процессов в СП стала разработанная в диссертации статическая модель данных о физических объектах ТТП в СП, в которой пять видов информационных объектов (классов) соединены между собой отношениями пространственной принадлежности (рис. 3).

с:

События в административной системе

Изделие

Ю

др атрибуты

принадлеж- _

ность

Транспортное средство

10 ► статус др атрибуты % состав принадлеж- _ ность л

I

Транспортный канал

Ю

►статус др атрибуты »состав

Склад или перевал пункт

Ю

►статус др атрибуты * состав

Протокол событий

(^^События в системе материальных потоков^)

Рис. 3. Статическая модель данных о физических объектах Временной аспект функционирования модели данных о физических объектах ТТП в СП отмечен на рис. 3 в виде потоков событий, поступающих от системы материальных потоков или административной системы. В любой момент времени атрибут "принадлежность" может указывать на один единственный

идентификатор (ГО). Каждое элементарное событие в системе материальных потоков изменяет значение атрибута "принадлежность" одного из подвижных объектов. В этот же момент времени соответствующим образом изменяется атрибут "состав" того пространственного объекта, из которого вышел подвижный объект, а также того объекта, в который он поступил.

На базе статической модели данных о физических объектах в работе было сформулировано понятие элементарного события материального потока в ТТП в СП, ставшее ключевым при проведении анализа структуры подлежащих оценке показателей функционирования для ТТП в СП. Стандартная (каноническая) форма записи элементарного события показана на рис. 4.

в момент I объект 01 из объекта 02 перешел в объект 03

Рис. 4. Форма записи элементарного события материального потока в

ТТП в СП

В диссертации разработана методика анализа и идентификации элементов структуры показателей функционирования для ТТП в СП, основанная на выявлении физических, абстрактных и информационных объектов, а также связанных с ними событий и состояний. Данная методика необходима для решения задачи описания и расчета показателей функционирования для ТТП в СП, построенных на основе предлагаемого в работе событийного подхода. Методика может использоваться как для работы с известными и применяемыми на практике типами показателей, так и для работы с произвольными специально сформулированными новыми типами показателей.

Важнейшим этапом разработанной методики является выделение составных частей показателя функционирования для ТТП в СП (рис. 5 и 6).

Составные части показателя функционирования для ТТП в СП

планово-нормативная процессная

(статическая) (динамическая)

общесобытийная материально-

потоковая

Рис. 5. Классификация составных частей показателя функционирования для ТТП в СП

Рис. 6. Процедура анализа структуры показателя функционирования

для ТТП в СП

г

Планово-нормативная (статическая) часть показателя состоит из величин, которые являются константами, то есть их значения не зависят от событий, входящих в состав процесса функционирования СП, для которого рассчитывается значение показателя. Точное определение можно дать событиям, относящимся к типу "матери-

ально-потоковые" Здесь имеются в виду обычные события материальных потоков в ТТП в СП, заключающиеся в переходах подвижных объектов между (подвижными и неподвижными) пространственными объектами ТТП в СП. Именно для событий этого типа выше было дано определение элементарного события материального потока в ТТП в СП. События, относящиеся к типу "общие события", определяются методом исключения материально-потоковых событий.

Целью разработанной в диссертации методики анализа функций системы сбора данных является проверка возможностей полной реконструкции элементарных событий материальных потоков в ТТП, необходимых для расчета связанных с этими событиями показателей функционирования. Данная задача возникает вследствие того, что практически ни в одной системе сбора данных формат первичных сообщений не совпадает с форматом записи элементарного события (см. рис. 4.). Результатом решения этой задачи стала разработка - по аналогии с другими физическими объектами ТТП в СП - информационной модели точки измерения, в которой регистрируются события. Это дало возможность сформулировать условия полной восстанавливаемости протокола элементарных событий:

• система сбора данных должна фиксировать первичные сообщения, относящиеся к конкретным точкам измерения и проходящим через них подвижным объектам;

• один из атрибутов каждой точки измерения (Ю источника или ГО приемника подвижных объектов) должен быть динамическим, и его значение должно задаваться извне перед началом взаимодействия каждой новой пары объектов, выполняющих функции источника и приемника подвижных объектов. Основным результатом второй главы диссертации является

создание новой теоретической платформы для разработки и использования построенных на событийном подходе показателей функционирования, которые дают возможность реализовать принципиально новые подходы к оценке и совершенствованию транспортно-технологических процессов в сетях поставок.

В третьей главе диссертации "Применение разработанных моделей и методов для совершенствования транспортно-техно-логических процессов в сети поставок комплектующих промышленного предприятия" исследованы особенности организации ТТП в СП комплектующих сборочного предприятия автомобилестроительного концерна Volkswagen AG, разработана процедура оптимизации ТТП на базе комплексной имитационной модели, сформулирована и решена задача оптимизации графика поставок комплектующих автотранспортом, сформулирована и решена задача оптимизации плана перевозок комплектующих в режиме "точно в срок" грузовым поездом, решена задача анализа устойчивости процессов в логистическом центре при наличии сбоев в работе автотранспорта и оценена эффективность применения разработанных в диссертации моделей и методов.

Разработанные в диссертации пространственно-временная и информационная модели и методы работы с протоколами событий применены для анализа и оптимизации транспортно-технологических процессов в условиях реальной сети поставок комплектующих сборочного предприятия (Gläserne Manufaktur Dresden - GMD) концерна Volkswagen AG. Особенностью предприятия GMD является его месторасположение, так как оно находится в историческом центре г. Дрездена (Германия), что делает неприемлемым вариант прямых поставок на него комплектующих автотранспортом. В связи с этим обстоятельством было принято решение о создании логистического центра (ЛЦ), выполняющего функции перевалочного пункта, через который осуществляются поставки всех комплектующих, необходимых для сборки автомобилей, за исключением кузовов (рис. 7)

Рис. 7. Структура транспортно-производственной системы сборочного

предприятия

Поставка комплектующих на ЛЦ осуществляется ежедневно автотранспортом от большого числа поставщиков. Основная функция логистического центра в СП заключается в компенсации неравномерности режима поставок автотранспортом за счет хранимых в центре запасов и обеспечении поставок "точно в срок" комплектующих на сборочное предприятие с помощью специального грузового поезда, который является трамваем специальной конструкции и использует при своем движении городские трамвайные пути.

Оптимизация ТТП в СП комплектующих предприятия СМй проводилась на базе комплексной имитационной модели, при создании которой в полной мере были использованы пространственно-временная и информационная модели, а также методы получения и интерпретации протоколов событий, разработанные в диссертации. Основные показатели функционирования для ТТП в СП и основанные на них целевые функции сформированы и рассчитаны на базе протоколов событий. В качестве варьируемых данных в процедуре оптимизации использовались графики поставок, реализуемых с помощью автотранспорта или грузового поезда.

Решение сформулированной в диссертации задачи оптимизации графика поставок комплектующих автотранспортом заключается в нахождении оптимального графика, учитывающего все заданные ограничения на процесс поставки и обеспечивающего минимальное суммарное сверхнормативное время задержки автотранспорта при его обслуживании в логистическом центре.

Учитываемое время пребывания автомобилей на территории логистического центра определяется суммой времени возможного ожидания начала разгрузки и длительности процесса разгрузки

Ту, ~~ Тож + "фразер ■ 0 )

В свою очередь, время ожидания определяется как разность между плановым и фактическим моментами начала процесса разгрузки

Тож 1факт ^план

Для каждого поставщика заранее определяется нормативное время Т пребывания его автомобилей на территории логисти-

ческого центра в зависимости от объема поставки. Если превышает Тнори, то вычисляется разность между этими значениями, которая интерпретируется как сверхнормативное (штрафное) время

~ Туч ~~^иорм — {Т„ + Траир) — ^яорм

Если в течение дня в логистический центр прибывает N автомобилей, то целевая функция задачи оптимизации выглядит как сумма

0 = (4)

где означает расписание, представляющее собой набор плановых моментов начала разгрузки.

На рис. 8,а показаны результаты моделирования работы логистического центра при расписании, составленном без применения средств оптимизации, а на рис. 8,6 - с применением разработанных в диссертации средств оптимизации.

Результатом решения данной задачи оптимизации стало создание оптимального графика поставок комплектующих на ЛЦ, что позволило сократить сверхнормативное (штрафное) время пребывания автомобилей поставщиков на территории ЛЦ со значения 162,19мин в день до значения 46,71 мин в день.

В задаче оптимизации процесса перевозок в режиме "точно в срок" грузовым поездом график перевозок считается оптимальным, если возникающие в течение дня запасы в зонах комплектации сборочного предприятия превышают исходный уровень на минимально возможную величину и ни по одному из изделий уровень запаса не падает до нулевой отметки. Целевая функция сформулированной в диссертации задачи оптимизации строится на предположении о том, что для каждого типа изделия / (/ = 1,...,35) известен динамический показатель SJ(t), являющийся реальной площадью, которую занимают

транспортные единицы (контейнеры или поддоны), хранимые в зоне комплектации сборочного предприятия. Минимизации подлежит наибольшее значение всей занятой в течение дня площади

0 = тах(£ву(0)—^тт, (5)

где Я означает набор параметров плана перевозок с помощью грузового поезда.

а) вариант с неоптимальным расписанием б) вариант с оптимальным расписанием

Атоиаиииы в логистическом центр«

1 4 Т 10 13 1« 1» 22 29 28 31 34 37 40 43 46 49 82 Порядковый номер а/м

Атомашнмы ■ логиеткчкгом ц*нтр«

I а 5 I з I I 5 I I 8 I м ! И 5 ? !

Учитываемое время пребывания а/м

1 4 7 10 13 1в 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 Порядковые ио мор а'м

Штрафное время пребывания а/м

1 4 7 10 13 16 19 22 » 26 31 34 37 40 43 46 49 62 Порядеооыв номер а/м

Рис. 8. Результаты моделирования двух вариантов расписания прибытия автомобилей в логистический центр

На диаграммах а, б и в (рис. 9) варьируется время выезда первого поезда с территории логистического центра при одном фиксированном варианте организации рабочих смен на сборочном предприятии. Диаграмма г, соответствующая решению задачи оптимизации, получена в результате моделирования второго варианта организации рабочего времени при сохранении расписания перевозок с первым выездом в 7ч 10 мин.

Решением данной задачи оптимизации стало создание оптимального плана загрузки каждого грузового поезда в течение дня, оптимального расписания отправления поездов из ЛЦ, эффективное использование площадей зон комплектации и рекомендации персоналу, принимающему решения, по организации рабочих смен на сборочном предприятии.

Занятая площадь в зонах комплектации QMD

Занятая площадь в зонах комплектации О МО

Первый выезд поезда в 7 10 лШШз|

Время работы GMD с9 00 до 19 ___

so к Такт конвейере 11,4 мин

88SSi8ISgSS!¡§?¡§ilI

Время (MMHJ

§ 8 5 I 1 8 1 8 S i t 1 I I I I I 8 Я í

Время [мин]

Занятая площадь в зонах комплектации QMD

о

о .

Занятая площадь в зонах комплектации QMD

Время работы GMD с 9 00 до 19~ЭС w Такт конвейера 11 4 мин

1 8 i S I i 8 I g g 1 I I | g i 8 8 l | S

Время [мин]

8 « S S I I I S ? i 8 § ¡ | ! | ? § | f

Время [мин]

Рис. 9. Вид динамического показателя "суммарная занятая площадь" в экспериментах по оптимизации процесса перевозок

Под сбоями в работе автотранспорта рассматривались ситуации, когда в течение определенного времени автотранспорт не прибывает на территорию логистического центра из-за блокировки дорог, например, по причине сложного дорожно-транспортного происшествия. Были проанализированы негативные последствия, которые могут возникать при "отключении" на один или два часа канала поставок на основе автотранспорта (рис. 10).

Анализ устойчивости проводился на базе решения рассмотренных выше задач оптимизации. Анализ устойчивости процессов в ЛЦ показал, что организация ТТП в СП данного предприятия, найденная в результате решения сформулированных в диссертации задач оптимизации, позволяет обеспечить бесперебойный сборочный процесс даже при появлении рассмотренных в исследовании сбоев в работе автотранспорта.

6>>/м н« ярив и • 1»т с > 00 ц < 01

Рис. 10. Динамика очереди ожидающих автомобилей при различных сбоях в работе автотранспорта

В заключении работы сформулированы основные выводы и результаты исследования:

1. Проведенный в работе анализ существующих подходов к совершенствованию ТТП на основе применения различных методов моделирования и соответствующих показателей показал, что они не в полной мере учитывают результаты развития информационно-коммуникационных технологий (ИКТ), которые открывают принципиально новые возможности для решения проблем совершенствования ТТП.

2. При организации ТТП в современных СП комплектующих промышленных производств главную роль должны играть не фиксированные системы показателей, а гибкие методы создания и использования новых показателей, соответствующих особенностям текущих задач управления ТТП на отдельных предприятиях. В диссертации обосновано, что наиболее гибкие методы работы с показателями должны опираться на протоколы событий, создаваемые системой сбора данных СП. Базовые принципы получения и интерпретации протоколов событий для

ТТП объединены в работе понятием "событийный подход". Сформулированы принципы организации систем показателей функционирования на базе событийного подхода.

3. Разработана пространственно-временная модель процессов перемещения и накопления подвижных объектов в качестве концептуальной основы событийного подхода к представлению и оценке ТТП в СП. Полезность модели заключается в том, что в ней системно описываются все типы взаимодействующих в рамках ТТП объектов, включая точки измерения, которые являются источниками информации о фиксируемых событиях.

4. Разработана информационная модель объектов и процессов в СП, на базе которой проводится расширенная интерпретация первичных событий ТТП. Использование данной модели при фиксации любого события, относящегося к конкретному подвижному объекту, позволяет сделать логические выводы, относящиеся к позициям и текущему содержимому других пространственно связанных с ним объектов.

5 Разработана методика анализа и идентификации элементов структуры показателей функционирования для ТТП в СП, важнейшим этапом которой является выделение его материально-потоковой части, непосредственно связанной с элементарными событиями материальных потоков в ТТП в СП. На базе данной методики принимаются решения о том, в каких точках пространства СП должны быть установлены точки измерения и какие типы событий должны фиксироваться в этих точках, чтобы появилась возможность рассчитывать требуемые показатели.

6 Разработана методика анализа функций системы сбора данных СП, позволяющая выполнять операции по преобразованию первичных сообщений системы сбора данных в полные протоколы событий в материальных потоках в СП, необходимые для расчета связанных с этими событиями показателей. На основе этой методики могут быть сделаны выводы о том, какие показатели могут быть сконструированы и рассчитаны на базе заданных точек измерения.

7. Разработанные в работе модели и методы анализа ТТП, основанные на протоколах событий, применены в условиях реальной СП комплектующих сборочного предприятия GMD автомобилестроительного концерна Volkswagen AG. Эксперименты, проведенные в рамках анализа и оптимизации ТТП в данной СП, показали состоятельность и эффективность разработанных в диссертации моделей и методов. Годовой экономический эффект (с учетом выходных дней) от применения разработанных в диссертации моделей и методов при решении задачи оптимизации графика поставок комплектующих автотранспортом составляет 120099,20 евро.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Некрасов А.Г., Морозов С.И. Современные информационные системы в логистике II Директор информационной службы - 2003, №9.

2. Некрасов А.Г., Морозов С.И. Анализ и моделирование систем доставки и распределения товаров в логистических системах // Прикладная логистика - 2005, №7.

3. Толуев Ю.И., Некрасов А.Г., Морозов С.И. Анализ и моделирование материальных потоков в сетях поставок // Интегрированная логистика - 2005, №5.

4. Некрасов А.Г., Морозов С.И. Системы слежения и трассировки в сетях поставок // ЛОГИНФО - 2005, № 9.

5. Морозов С.И., Толуев Ю.И., Змановская Т.П. Использование протоколов событий для интерпретации результатов моделирования логистического центра // Имитационное моделирование. Теория и практика: Сб. Второй всероссийской научно-практической конференции - СПб.: ФГУП ЦНИИ ТС, 2005.

6. Morozov S. Selbstregelungsmechanismus in integrierten Lieferketten der Luftfahrtindustrie Russlands // 9.Magdeburger Logistik-Tagung "Logistikplanung und -management". Magdeburg: LOGiSCH, 2003

7. Morozov S., Piontek M., Tolujew J. Protocol-based interprétation of discrète event processes in logistics systems // Simulation in Supply Chain Management and Logistics Magdeburg- Magdeburger Schriften zur Logistik, 2005

Для заметок

Заказ Na 2205 Подписано в печать 22.11.2005 Тираж 100 экз. Усл. пл. 0,96

ООО "Цифровичок", тел. (095) 797-75-76; (095) 778-22-20 VV. J) www.cfr.ru; e-mail:info@cfr.ru

РНБ Русский фонд

2006-4 26966

Введение

Глава 1. Анализ состояния вопроса и методов совершенствования транспортно-технологических процессов

1.1. Роль транспортно-технологических процессов в сети поставок комплектующих промышленного производства

1.2. Анализ существующих подходов и методов совершенствования транспортно-технологических процессов

1.3. Анализ существующих систем показателей функционирования для транспортно-технологических процессов в сети поставок

1.4. Формирование принципов организации систем показателей функционирования для транспортно-технологических процессов на основе событийного подхода

1.5. Выводы по главе

Глава 2. Разработка моделей транспортно-технологических процессов и методов анализа протоколов событий

2.1. Разработка концептуальной пространственно-временной модели процессов перемещения и накопления подвижных объектов

2.1.1. Представление транспортно-технологического процесса как процесса взаимодействия объектов

2.1.2. Определение событий и процессов

2.2. Разработка информационной модели объектов и процессов

2.2.1. Формирование логической структуры хранилища данных

2.2.2. Элементарное событие материального потока в транспортно-технологических процессах в сети поставок

2.3. Разработка методов анализа и идентификации элементов структуры показателей

2.3.1. Анализ общих свойств показателей функционирования для транспортно-технологических процессов

2.3.2. Декомпозиция структуры показателей и идентификация источников первичных данных для их расчета

2.3.3. Применение протокола элементарных событий для вычисления стандартных статистических показателей

2.3.4. Построение процедуры анализа структуры показателя с ориентацией на протоколы событий

2.4. Разработка методов анализа и преобразования первичных сообщений о событиях

2.5. Применение объемно-временных графиков процессов для численного моделирования

2.5.1. Основные свойства объемно-временных графиков процессов

2.5.2. Применение объемно-временных графиков процессов для моделирования

2.6. Выводы по главе

Глава 3. Применение разработанных моделей и методов для совершенствования транспортно-технологических процессов в сети поставок комплектующих промышленного предприятия

3.1. Сеть поставок комплектующих сборочного предприятия концерна Volkswagen AG

3.2. Оптимизация транспортно-технологических процессов на базе комплексной имитационной модели 98 3.2.1. Оптимизация графика поставок комплектующих автотранспортом

3.2.1.1. Формулировка задачи оптимизации процесса поставок комплектующих автотранспортом

3.2.1.2. Анализ целевой функции как показателя функционирования системы обслуживания грузовых автомобилей, основанного на протоколе событий

3.2.1.3. Эксперименты по оптимизации процесса поставок автотранспортом

3.2.2. Оптимизация плана перевозок комплектующих грузовым поездом в режиме "точно в срок"

3.2.2.1. Формулировка задачи оптимизации процесса перевозок комплектующих грузовым поездом

3.2.2.2. Анализ целевой функции как показателя эффективности использования площадей зон комплектации, основанного на протоколе событий

3.2.2.3. Эксперименты по оптимизации процесса перевозок комплектующих грузовым поездом

3.2.3. Анализ устойчивости процессов в логистическом центре предприятия при наличии сбоев в работе автотранспорта

3.3. Оценка эффективности применения разработанных моделей и методов

3.4. Выводы по главе

Актуальность исследования. В условиях современного производства наблюдается неуклонный рост влияния транспортно-технологических процессов (ТТП) на основные экономические показатели промышленного предприятия. Постоянно увеличивается доля затрат на транспортно-экспедиционное и складское обеспечение производства. Уровень чисто производственных затрат на единицу продукции имеет тенденцию к уменьшению в результате применения современного высокопроизводительного и энергосберегающего оборудования, а также более дешевых технологий и материалов. При этом значительно меньший прогресс наблюдается в области организации ТТП. Сравнительно медленно изменяется как сама инфраструктура, необходимая для реализации ТТП (например, сеть автомобильных дорог), так и методы планирования и управления ТТП. По мнению ряда российских ученых одной из причин низкой конкурентноспособности продукции, произведенной в России, являются затраты на транспортно-экспедиционное обеспечение, величина которых значительно превышает уровень стран Запада [54]. Большие недостатки наблюдаются как в работе транспорта, так и в управлении складскими запасами. Из этого следует, что улучшение планирования и управления ТТП должно приводить к сокращению совокупных затрат предприятия и повышению его конкурентноспособности.

Актуальность задачи совершенствования ТТП возрастает еще и потому, что все большая часть производственных систем приобретает характер распределенных систем, в которых готовая продукция выпускается лишь на небольшом количестве сборочных предприятий, в снабжении которых участвуют многие специализированные предприятия, выпускающие отдельные компоненты и узлы. В результате глобализации мировой экономики появляется большое число потенциальных поставщиков комплектующих, расположенных как на территории государства, где находится производитель готовой продукции, так и на территории других государств. Обычной становится практика организации мультимодальных и интермодальных транспортных каналов. В данной ситуации многие производственные и транспортно-логистические предприятия образуют различные коалиционные структуры, к которым относятся и так называемые сети поставок (СП).

Условием применения любой эффективной стратегии планирования и управления ТТП в СП является наличие постоянно обновляемой информации о всех элементах ТТП, а также инструментов для расчета показателей функционирования, адекватно отображающих важнейшие характеристики ТТП. Обобщенные типы показателей функционирования СП предлагаются, например, в рамках концепции SCOR (референтная модель цепи поставок), но содержание конкретных используемых на практике показателей, а также методы их конструирования и расчета должны разрабатываться на уровне отдельных предприятий, входящих в состав СП. В настоящее время предприятиям предлагаются различные готовые системы показателей, с помощью которых, однако, далеко не всегда удается отобразить важные специфические особенности организации ТТП. Методология конструирования и применения собственных показателей, если судить по имеющимся на эту тему публикациям, разработана недостаточно.

Особенно контрастно данный факт проявляется в ситуации, когда необходимо решить задачи совершенствования ТТП на современном промышленном предприятии, поставки комплектующих для которого выполняются в режиме "точно в срок" и "точно в последовательности". Только с помощью очень специальных показателей становится возможным оценить и улучшить процесс поставки комплектующих в подобных условиях. При этом в любой момент может появиться необходимость сформулировать и ввести в процесс оперативного управления новые показатели, так как у промышленного предприятия складываются новые формы отношений с поставщиками комплектующих и транспортными предприятиями. Таким образом, становится очевидной необходимость разработки универсальных методов для поддержки работ по конструированию и использованию статических и динамических показателей для ТТП, протекающих в СП. В работе предлагается в качестве основы данных методов использовать так называемый событийный подход. До настоящего времени этот подход наибольшее развитие получил в области имитационного моделирования транспортных и производственных процессов, однако, вследствие прогресса, наблюдаемого в области внедрения современных систем идентификации грузов и транспортных средств (прежде всего, средств радиочастотной идентификации - RFID), открываются большие перспективы для его применения в режиме реального времени для управления ТТП.

Таким образом, актуальной представляется задача разработки для ТТП новых универсальных методов создания и использования показателей функционирования, основанных на событийном подходе и ориентированных на применение современных методов регистрации событий в реальных производственных, транспортных и складских системах.

Объектом исследования являются транспортно-технологические процессы в сети поставок комплектующих промышленного производства. Предметом исследования являются методы создания и использования систем проблемно-ориентированных показателей для транспортно-технологических процессов.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационного исследования является совершенствование транспортно-технологических процессов в сети поставок комплектующих промышленного производства на основе проблемно-ориентированных показателей, построенных на событийном подходе.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Проанализировать существующие подходы и методы совершенствования транспортно-технологических процессов и выявить границы их применимости.

2. Сформулировать принципы организации систем показателей функционирования для транспортно-технологических процессов в СП на базе событийного подхода.

3. Разработать концептуальную пространственно-временную модель процессов перемещения и накопления подвижных объектов ТТП в СП.

4. Разработать базовую информационную модель объектов и процессов в СП в форме виртуального хранилища данных о статических и динамических объектах ТТП в СП, а также связанных с ними событиях и состояниях.

5. Разработать методику анализа и идентификации элементов структуры показателей функционирования для транспортно-технологических процессов в СП, основанную на выявлении физических, абстрактных и информационных объектов, а также связанных с ними событий и состояний.

6. Разработать методику анализа функций системы сбора данных, основанную на преобразовании первичных сообщений о событиях в материальных потоках в СП в протоколы событий с использованием базовой информационной модели СП.

7. Применить методы, основанные на полученных с помощью событийного подхода проблемно-ориентированных показателях функционирования, для совершенствования транспортно-технологических процессов в сети поставок комплектующих промышленного предприятия.

Теоретико-методическую основу исследования составляют положения общей теории систем и системного анализа, общей теории управления, теории информатики, теории математического моделирования, объектно-ориентированного подхода.

Научная новизна исследования. К результатам, обладающим научной новизной, необходимо отнести следующее:

• показана ограниченность методов совершенствования ТТП в СП, основанных на использовании фиксированных показателей функционирования, и обоснована необходимость разработки основанных на событийном подходе универсальных методов создания и использования показателей;

• сформулированы принципы организации систем показателей функционирования для ТТП в СП на основе событийного подхода;

• разработана пространственно-временная модель процессов перемещения и накопления подвижных объектов в качестве концептуальной основы событийного подхода к представлению и оценке ТТП в СП;

• разработана информационная модель объектов и процессов в СП, на базе которой проводится расширенная интерпретация первичных событий ТТП, обеспечивающая точное определение пространственной принадлежности всех динамических объектов, находящихся в пространстве СП;

• разработана методика анализа и идентификации элементов структуры показателей функционирования для ТТП в СП, основанная на выявлении физических, абстрактных и информационных объектов, а также связанных с ними событий и состояний;

• разработана методика анализа функций системы сбора данных, основанная на преобразовании первичных сообщений о событиях в материальных потоках в СП в полные протоколы событий с использованием разработанной информационной модели.

Положения, выносимые на защиту:

• концептуальная пространственно-временная модель процессов перемещения и накопления подвижных объектов ТТП в СП;

• информационная модель объектов и процессов как база для описания взаимной пространственной принадлежности статических и динамических объектов ТТП в СП;

• методика анализа и идентификации элементов структуры показателей функционирования для ТТП в СП;

• методика анализа функций системы сбора данных и преобразования первичных сообщений о событиях в материальных потоках в СП.

Практическая значимость работы. Путем применения разработанной методики интерпретации протоколов событий для оценки специальных показателей ТТП был проведен всесторонний и точный анализ внешних материальных потоков логистического центра предприятия Glaserne Manufaktur Dresden, а также были решены задачи в области оперативного управления процессом поставок комплектующих:

• оптимизация графика поставок комплектующих автотранспортом;

• оптимизация плана перевозок комплектующих в режиме "точно в срок" грузовым поездом;

• анализ устойчивости процессов в логистическом центре при наличии сбоев в работе автотранспорта.

Основные положения работы нашли также применение при выполнении проектов, связанных с внедрением систем RFID на транспортно-логистических и производственных предприятиях, Институтом организации промышленного производства и автоматизации им. Фраунгофера (Магдебург) и в работе национального совета по цепям поставок.

Достоверность результатов проведенного исследования обеспечивается выбранной методологией исследования, основанной на фундаментальных и достоверно изученных положениях, а также подтверждается достаточным объемом экспериментальных данных, полученных на конкретном примере сети поставок комплектующих сборочного предприятия автомобилестроительного концерна Volkswagen AG.

Апробация работы. Автором разработана "Методика по разработке, анализу и измерению показателей функционирования сетей поставок", которая принята к внедрению в рамках программы совместных исследований подкомитета по стандартизации ГОСТ Р/ТК 355/ПК6 "Автоматическая идентификация в интегрированной логистике", Института организации промышленного производства и автоматизации им. Фраунгофера (IFF) и Московского автомобильно-дорожного института (ГТУ) (см. приложение 7).

Основные положения диссертации докладывались автором на докторантских семинарах в Институте организации промышленного производства и автоматизации им. Фраунгофера (Магдебург), а также на докторантских семинарах кафедры "Логистические системы" Магдебургского университета (Германия) и получили одобрение.

Представлен доклад на Второй всероссийской научно-практической конференции "Имитационное моделирование. Теория и практика" (ИММОД-2005, Санкт-Петербург, октябрь 2005г.).

Разработанные методы и результаты исследования обсуждались и были одобрены в различных подразделениях автомобилестроительного концерна Volkswagen AG на технических советах, а также семинарах-совещаниях в рамках проекта по оптимизации функционирования сети поставок сборочного предприятия Glaserne Manufaktur Dresden.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ общим объемом 2,5 печатных листа.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 138 страницах машинописного текста, включающего 43 рисунка, 9 таблиц. Состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы, содержащего 105 наименований, и 7 приложений.

Основные выводы и результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Проведенный в работе анализ существующих подходов и методов совершенствования ТТП на основе применения различных методов моделирования и соответствующих показателей показал, что они не в полной мере учитывают результаты развития информационно-коммуникационных технологий (ИКТ), которые открывают принципиально новые возможности решения проблем совершенствования ТТП. Применение с этой целью современных ИКТ требует разработки новых подходов и методов, изначально ориентированных на потоки данных от новейших систем идентификации и определения местоположения объектов ТТП.

2. При организации ТТП в современных СП комплектующих промышленных производств главную роль начинают играть не фиксированные системы показателей, а гибкие методы создания и использования новых показателей, соответствующих особенностям текущих задач управления ТТП на отдельных предприятиях. В диссертации обосновано, что наиболее гибкие методы работы с показателями должны опираться на использование полной динамической информационной картины управляемого ТТП, фиксируемой с помощью протоколов событий, создаваемых системой сбора данных СП. Базовые принципы получения и интерпретации протоколов событий для ТТП объединены в работе понятием "событийный подход".

3. Сформулированы принципы организации систем показателей функционирования для ТТП в СП на основе событийного подхода, которые учитывают следующие важные особенности организации ТТП именно в условиях СП комплектующих промышленного производства:

• каждый участник ТТП оказывается связанным как с партнерами (смежниками) на уровне транспортной цепочки, так и с основным заказчиком, для которого организуется ТТП;

• важнейшими становятся показатели, отражающие качество обслуживания основного заказчика, а также эффективность ТТП, реализуемого в пределах всей СП;

• для обеспечения требуемой гибкости управления ТТП необходимо создать возможности для формирования и применения новых показателей без внесения изменений в систему сбора данных ТТП;

• технологии слежения и трассировки (traking & tracing) могут быть применены на уровне отдельных транспортных единиц или даже транспортируемых изделий.

4. Разработана пространственно-временная модель процессов перемещения и накопления подвижных объектов в качестве концептуальной основы событийного подхода к представлению и оценке ТТП в СП. Полезность модели заключается в том, что в ней системно описываются все типы взаимодействующих в рамках ТТП объектов, включая точки измерения, которые являются источниками информации о фиксируемых событиях. Составной частью разработанной модели являются диаграммы "время-количество", которые являются универсальной формой представления материальных потоков в СП, оказавшейся особенно эффективной при использовании событийного подхода.

5. Разработана информационная модель объектов и процессов в СП, на базе которой проводится расширенная интерпретация первичных событий ТТП, обеспечивающая точное определение пространственной принадлежности всех динамических объектов, находящихся в пространстве СП. Использование данной модели при фиксации любого события, относящегося к конкретному подвижному объекту, позволяет сделать логические выводы, относящиеся к позициям и текущему содержимому других пространственно связанных с ним объектов.

6. Разработана методика анализа и идентификации элементов структуры показателей функционирования для ТТП в СП, важнейшим этапом которой является выделение его материально-потоковой части, непосредственно связанной с элементарными событиями материальных потоков в ТТП в СП. В диссертации показано, что с помощью этой методики могут быть описаны и рассчитаны как многие уже применяемые на практике показатели функционирования для ТТП, так и любые стандартные статистические или специально сконструированные показатели, построенные на основе событийного подхода. На базе данной методики принимаются решения о том, в каких точках пространства СП должны быть установлены точки измерения и какие типы событий должны фиксироваться в этих точках, чтобы появилась возможность рассчитать требуемые показатели.

7. Разработана методика анализа функций системы сбора данных СП, позволяющая выполнять операции по преобразованию первичных сообщений системы сбора данных в полные протоколы событий в материальных потоках в СП, необходимых для расчета связанных с этими событиями показателей. На основе этой методики также могут быть сделаны выводы о том, какие показатели могут быть сконструированы и рассчитаны на базе заданных точек измерения.

8. Разработанные в работе модели и методы анализа ТТП, основанные на протоколах событий, применены в условиях реальной СП комплектующих сборочного предприятия GMD автомобилестроительного концерна Volkswagen AG. Эксперименты, проведенные в рамках анализа и оптимизации ТТП в данной СП, показали состоятельность и эффективность разработанных в диссертации моделей и методов.

9. В диссертационной работе впервые сформулированы и решены задачи оптимизации ТТП в СП комплектующих сборочного предприятия GMD. Результаты, полученные при их решении, являются очень полезными для персонала управления предприятием, так как позволяют сэкономить рабочее время участников ТТП, рационально использовать ресурсы, а также снизить уровень возможных затрат. Годовой экономический эффект (с учетом выходных дней) от применения разработанных в диссертации моделей и методов при решении задачи оптимизации графика поставок комплектующих автотранспортом составляет 120099,20 евро.

10.Разработанные в диссертации теоретические модели в полном объеме применены как при разработке комплексной имитационной модели ТТП в СП комплектующих сборочного предприятия GMD, так и при исследовании ТТП путем проведения имитационных экспериментов с этой моделью. Использованная техника протоколов событий позволила эффективно решить задачу оценки требуемых показателей функционирования и провести оптимизацию двух видов ТТП.

Заключение

1. Аблязов К.А. Разработка информационного обеспечения автоматизированной системы управления транспортно-технологическими процессами. Дисс. на соискание уч. степ. канд. техн. наук. Краснодар, 1998

2. Батурин А.П. Оптимальное развитие транспортных систем. М.: Транспорт, 1991

3. Безель Б.П., Миротин Л.Б., Сулейманов Т.Б. Имитация на персональных компьютерах работы транспортно-производственных систем. М.: Прометей, 1993

4. Белов Л.Б. Использование системы сбалансированных показателей для оценки эффективности логистики снабжения. "Логистика и управление цепями поставок" №4-5, 2004

5. Бесон Д., Уайтхед Д. Транспорт и доставка грузов. М.: Транспорт, 1990

6. Вельможин А.В., Гудков В.А., Миротин Л.Б., Теория транспортных процессов и систем: Учебник для вузов. М.: Транспорт, 1998

7. Вендров A.M. Возможности и ограничения стандарта языка UML моделирования бизнес-процессов. Сборник трудов 2-ой Всероссийской практической конференции "Стандарты в проектах современных информационных систем". Москва, 2002

8. Власов В.М., Жанказиев С.В., Николаев А.Б., Приходько В.М. Телематика на автомобильном транспорте. М.: МАДИ, 2003

9. Гёттинг Б. Международная производственная кооперация в промышленности: Роль логистики в усилении конкурентноспособности хозяйственных структур. М.: Дело, 2000

10. Ю.Горелов А.Э. Информационные системы и технологии в логистике: объектно-ориентированный подход к моделированию и управлению цепями поставок. "Логистика и управление цепями поставок" №4-5, 2004

11. Гуляев Я.Ф., Лебединский П.К. Основные показатели и измерители работы транспорта: Справочник. М.: Транспорт, 1980

12. З.Губанов В.А., Захаров В.В., Коваленко А.Н. Введение в системный анализ. Л.: ЛГУ, 1998

13. М.Гуров С.В., Герасин М.Л. Моделирование систем. Сывтывкар,1986

14. Демиденко О.В. Совершенствование транспортно-технологического процесса обеспечения строительных потоков материальными ресурсами. Дисс. на соискание уч. степ. канд. техн. наук. Омск: СибАДИ, 2004

15. Демченко B.C., Вилета В.И. Системный анализ деятельности предприятия. М.: Финансы и статистика, 1990

16. Долгов А.П., Уваров С. А. Логистический менеджмент. Управление запасами: Учебное пособие. СПб.: Изд-во СПбГУЭФ, 2003

17. Дружинина А.Г. Информационная поддержка материально-технического обеспечения машиностроительного производства в объектно-функциональной системе управления предприятием. Дисс. на соискание уч. степ. канд. техн. наук. Кострома, 2003

18. Ефимова О.А. Реорганизация предприятий в современных условиях. Интегрированная методология ARIS http://vvvv,\v.citforurn.elcat.kg/serninars/cis99/vest.shtml

19. Етеровский Д.В. Повышение эффективности автотранспортного обслуживания основного производства металлургического комбината. Дисс. на соискание уч. степ. канд. техн. наук. Липецк: ЛГТУ, 2004

20. Иванов Д.А. Виртуальные предприятия и логистические цепи: Комплексный подход к организации и оперативному управлению в новых формах производственной кооперации. СПб: Изд-во Санкт-Петербургского государственного университета экономики и финансов, 2003

21. Казаков К.В., Сергеев В.И. Разработка системы сбалансированных показателей логистики промышленной компании. "Логистика и управление цепями поставок" №4-5, 2004

22. Кельтон В., Лоу А. Имитационное моделирование. Классика CS. 3-е изд. СПб.: Питер; Киев: BHV, 2004

23. Корчагин В.А., Ляпин С.А. Ноосферологистические технологии доставки грузов в основные цеха крупного металлургического комбината. "Транспорт. Экспедирование и логистика". №5, 2003

24. Кривцов A.M., Шеховцов В.В. Сетевое планирование и управление. Изд. 2-е, дополненное и переработанное. М.: Экономика, 1978

25. Курсенко П.А. Использование методов линейного и динамического программирования для решения некоторых транспортных задач. Новосибирск, 1974

26. Ларин О.Н. Методологические основы оптимального планирования доставки сырья в логистических системах (на примере предприятий кондитерской промышленности). Дисс. на соискание уч. степ. канд. техн. наук. М.: МАДИ, 1998

27. Миротин Л.Б., Ташбаев Ы.Э. Системный анализ в логистике. М.: Экзамен, 2002

28. Миротин Л.Б., Некрасов А.Г. Логистика интегрированных цепочек поставок. М.: "Экзамен", 2003

29. Миротин Л.Б., Корчагин В.А., Ляпин С.А., Некрасов А.Г. Логистические цепи сложных технологических производств. М.: "Экзамен", 2005

30. Миротин Л.Б., Ташбаев Ы.Э. Логистические системы и технологии перевозочного процесса на транспорте, основанные на логистике. М.: Транспорт: Наука, техника, управление: Сб. обзорн. информации / ВИНИТИ №2, 1993

31. Мочалин С.М. Методика планирования и анализа функционирования средних транспортных систем доставки грузов. Дисс. на соискание уч. степ, канд. техн. наук. Омск, 1997

32. Невматулина Г.Ф. Совершенствование механизма управления материально-техническим снабжением промышленного предприятия на базе автоматизации. Дисс. на соискание уч. степ. канд. экон. наук. Махачкала, 2004

33. Некрасов А.Г., Морозов С.И. Современные информационные системы в логистике. "Директор информационной службы" №9, 2003

34. Некрасов А.Г., Морозов С.И. Анализ и моделирование систем доставки и распределения товаров в логистических системах. "Прикладная логистика", №7, 2005

35. Некрасов А.Г., Морозов С.И. Системы слежения и трассировки в сетях поставок. "Логинфо" №9, 2005

36. Неруш Ю.В. Коммерческая логистика: Учебник для вузов. М: Банки и биржи, ЮНИТИ, 1997

37. Николин В.И. Автотранспортный процесс и оптимизация его элементов. М.: Экономика, 199040.0динцов Д.Г., Жаворонков Е.П. Транспортное обеспечение строительного производства: Учебное пособие. Омск: ОмПИ, 1987

38. Одинцов Д.Г., Невьянцев В.А. Транспортное обеспечение строительных потоков. М.: Стройиздат, 1992

39. Оптимизация планирования и управления транспортными системами. Под ред. Лившица В.Н. М.: Транспорт, 1987

40. Основы логистики: Учебное пособие. Под ред. Миротина Л.Б., Сергеева В.И. М.:ИНФА-М, 1999

41. Панкратов Л.В. Информационное обеспечение систем управления транспортными технологическими процессами. Дисс. на соискание уч. степ.д-ра. техн. наук. М.: Российский государственный открытый технический университет путей сообщения, 2001

42. Постолит А.В., Власов В.М., Ефименко Д.Б. Информационное обеспечение автотранспортных систем: Учебное пособие. М.: МАДИ, 2004

43. Сергеев В.И. Управление цепями поставок в России. "Логистика и управление цепями поставок". №1, 2004

44. Сергеев В.И., Сергеев И.В. Система сбалансированных показателей оценки эффективности функционирования логистики компании. "Логистика и управление цепями поставок" №4-5, 2004

45. Серышев Р.В. Организационно-экономический механизм логистической координации снабженческой деятельности промышленного предприятия. Автореферат дисс. на соискание уч. степ. канд. экон. наук. М.: ГОУВПО ГУУ, 2004

46. Скалецкий В.В. Математическое обеспечение некоторых задач планирования и управления транспортом. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1985

47. Спицнадель В.Д. Основы системного анализа: Учеб. Пособие. СПб.: "Бизнес-пресса", 2000

48. Терехова С.А. Повышение эффективности обслуживания предприятий автомобильным транспортом. Дисс. на соискание уч. степ. канд. экон. наук. М.: МАДИ, 1982

49. Терешко С.И. Системный подход к повышению качества транспортного процесса. Мн.: Наука и техника, 1998

50. Транспортная логистика: Учебник для транспортных вузов. Под общей редакцией Л.Б. Миротина. М: "Экзамен", 2003

51. Уемов Л.И. Системный подход и общая теория систем. М.: Мысль, 1978

52. Умаргаджиев М.О. Совершенствование организации и управления материально-техническим обеспечением промышленного предприятия в условиях рынка. Дисс. на соискание уч. степ. канд. экон. наук. Махачкала, 2005

53. Чуркин А.Т. Обоснование и разработка транспортно-технологического процесса для внесения жидких удобрений машинами с разматывающимся трубопроводом. Дисс. на соискание уч. степ. канд. техн. наук, 1993

54. Эффективность логистического управления: Учебник для вузов. Под общей ред. Л.Б.Миротина. М.: "Экзамен", 2004

55. Arnold D., Isermann П., Kuhn A., Tempelmeier Н. Handbuch Logistik. Berlin: Springer, 2004

56. AUTO-ID Center Massachusetts Institution of Technology. Technology Guide http://archive.epciilobalinc.org/new media/brochures/TechnologyGuide.pdf

57. Baumgarten H., Wolf S. The new wave of logistics Global supply chain efficiency. Boston, 2003

58. Bramel J., Simchi-Levi D. The logic of Logistics: Theory, Algorithms and Applications for Logistics Management. New-York: Springer, 1997

59. Bramel J., Chen X., Simchi-Levi D. The logic of Logistics: Theory, Algorithms and Applications for Logistics and Supply Chain Management. Second Edition. New-York: Springer, 2005

60. Bretzke W., Stolzle W., Karrer M., Ploenes P. Vom Tracking & Tracing zum Supply Chain Event Management aktueller Stand und Trends. KPMG Deutsche Treuhand-Gesellschaft Aktiengesellschaft Wirtschaftsprufungsgesellschaft, 2002

61. Chopra S., Meindl P. Supply chain management: Strategy, Planning and Operation. New Jersey: Prentice-Hall Inc., 2001

62. Delfmann W. Influence of Information Technology on Supply Chain Management. Working paper, 2000http://www.uni-koeln.de/wiso-fak/planung/download/colo 400.pdf

63. Dyckhoff H., Lackes R., Reese J. Supply chain management and Reserve logistics. Berlin: Springer, 2003

64. European Committee for Standardization: Logistics Performance Measures Requirements and Measuring Methods. Report ВТ N 5976, 1999

65. Fischer W., Dittrich L. MaterialfluB und Logistik: Optimierungspotentiale im Transport- und Lagerwesen. Berlin: Springer, 1997

66. Francis J., McCormack K., Kasper K. Compaq Computer Corporation: Turning Supply Chain Strategy into Reality. A Case Study from Supply Chain Council Inc. Pittsburgh, 2003

67. Gudehus T. Logistik 2: Netzwerke, Systeme und Lieferketten. Berlin: Springer, 2000

68. Gudehus T. Dynamische Disposition: Strategien und Algorithmen zur optimalen Auftrags- und Bestandsdisposition. Berlin: Springer, 2002

69. Griffiths J.D. Mathematics in Transport Planning and Control. Oxford: Clarendon Press, 1992

70. Hieber R. Supply Chain Management: A Collaborative Performance Measurement Approach. ETH Zurich: Zurich, 2002

71. Jackson R.J. Radio Frequency Identification (RFID). A White Paper, 2004 http://home.att.net/-randall.i.iackson/vvhat is rfid.pdf

72. Kasilingam R.G. Logistics and Transportation: Design and Planning. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 1998

73. Kasper K., McCormack K. United States Marine Corps: Logistics Chain Business Transformation and Integration. A Case Study from Supply Chain Council Inc. Pittsburgh, 2003

74. Kuhn A., Rabe M. Simulation in Produktion und Logistik. Fallbeilspielsammlung. Berlin: Springer, 1998

75. Leveraging RFID Technology A Practical Approach to Business Process Efficiency, 2004http://wvvw.net-kraft.com/resources/RFID Whitepaper.pdf

76. Lee Y.T., McLean С., Umeda S. A Preliminary Information Model for a Supply Chain Simulation. Proceedings of the EUROSIM '01 Conference, 2001

77. Morozov S., Piontek M., Tolujew J. Protocol-based interpretation of discrete event processes in logistics systems. Simulation in Supply Chain Management and Logistics. Magdeburg: Magdeburger Schriften zur Logistik, 2005

78. Morozov S. Selbstregelungsmechanismus in integierten Lieferketten der Luflfahrtindustrie Russlands. 9. Magdeburger Logistik-Tagung "Logistikplanung und -management". Magdeburg: LOGiSCH GmbH., 2003

79. M. Palmer. Build an effective RFID architecture // RFID Journal, 2004

80. Rupper P., Roland H. Lager und Transport Logistik: Planung, Steuerung und Kontrolle im Transport- und Lagerbereich. Zurich: EHT Zurich

81. Schenk M., Wirth S. Fabrikplanung und Fabrikbetrieb: Methoden fur die wandlungsfahige und vernetzte Fabrik. Berlin: Springer-Verlag, 2004

82. Scheer A.W. ARIS Business Process Modeling. Berlin: Springer, 1999

83. Schlosser.C. Physics can solve your RFID puzzle // RFID Journal, 2004

84. Schonsleben P. Integrates Logistikmanagement: Planung und Steuerung von umfassenden Geschaftsprozessen. 2., uberarbeitete und erweiterte Auflage. Berlin: Springer, 2002

85. Schmidt U. Angewandte Simulationstechnik fur Produktion und Logistik. Dortmund: Praxiswissen, 1997

86. Speranza M., Stahly P. New Trends in Distribution Logistics. Berlin: Springer, 1999

87. Stolzle W., Karrer M. Supply Chain Event Management (SCEM) Impulse zur ereignisprientierten Steuerung von Supply Chains. Universitat Duisburg-Essen, 2003

88. Stadtler H., Kilger C. Supply chain management and Advanced Planning: Concepts, Models, Software and Case Studies (second edition). Berlin: Springer, 2002

89. Supply Chain Council (2001): Supply Chain Operations Reference-model. Overview of SCOR Version 5.0. Pittsburgh, 2001

90. Supply Chain Council (2001): Supply Chain Operations Reference-model. SCOR Version 5.0. Pittsburgh, 2001

91. Supply Chain Council (2004): Supply Chain Operations Reference-model.

92. Overview of SCOR Version 6.1. Pittsburgh, 2004 96.Supply Chain Council (2003): Supply Chain Operations Reference- model.

93. Overview of SCOR Version 6.0. Pittsburgh, 2003 97.Supply Chain Council (2004): Reference Guide SCOR Version 6.1. Pittsburgh, 2004

94. Supply Chain Council (2003): Overview Presentation: Supply Chain Operations Reference-model.

95. Tansel A., Clifford J., Gadia S., Jajodia S., Segev A., Snodgrass R. Temporal Databases: Theory, Design, And Implementation. Redwood City (CA), 1993

96. Tolujew, J. Prozessbilder als Grundlage fur die Prozessanalyse in Materialflusssystemen. Proceedings of the 17th Symposium Simulationstechnik ASIM 2003. Magdeburg: SCS Int., 2003

97. The Association of the Automatic Identification and Data Capture Industry (2000): Draft Paper on the Characteristics of RFID-Systems. Version 1.0., 2000

98. Tolujew J., Ziems D. Prozessorientierte dynamische Materialflussrechnung. Neue Moglichkeiten zur Analyse logistischer Netzwerke. Magdeburger Logistik-Tagung Logistikplanung & -management. (Hrsg.): LOGiSCH, 2003

99. Weber J. Kennzahlen ftir die Logistik. Stuttgart: Schaffer-Poeschel, 1995

100. Weber J., Baumgarten H. Handbuch Logistik: Management von Material- und WarenfluBprozessen. Stuttgart: Schaffer-Poeschel, 1999

101. Zipkin P. Foundation of Inventory Management. USA: The McGraw-Hill Companies Inc.,2000

102. Классификация сетей поставок

103. Классификационный признак Значение

104. Число уровней (эшелонов) в СП 2 3 4 . . п

105. Число узлов, входящих в структуру СП 2 3 4 . . m

106. Сфера функционирования СП производство дистрибуция и торговля (промышленность) интегрированная

107. Географическое месторасположение объектов СП Локальное Региональное национальное глобальное

108. Наличие централизованного управления (управляющей СП компании) Да нет

109. Принцип работы СП по прогнозу (push-принцип) по заказу (риН-принцип) смешанный

110. Уровень гибкости по срокам поставки (одна из составляющих ТТП) мягкий средний (с определенными исключениями) жесткий (без возможного изменения сроков)

111. Изменчивость потребления (спроса) низкая / стабильная изменчивость но изменчивость по временному фактору количественному фактору высокая изменчивость по обоим факторам

112. Стратегия реализации конечного продукта (номенклатура) единичный или стандартный продукт узкая номенклатура средняя номенклатура широкая номенклатура в соответствии со спецификацией клиента

113. Виды создаваемых запасов запасы отсутствуют сырьевые материалы, покупные изделия отдельные детали узлы конечные продукты, готовые изделия

114. Маршрут продвижения продуктов(одна из составляющих ТТП) вертикальный горизонтальный диагональный звездообразный

115. Использование сторонних услуг аутсорсинг (логистический провайдер) Да нет

116. Использование ИТ-технологий ИТ используется только для внутренних бизнес-процессов ИТ используется для поддержки координации работы в СП (например, EDI) ИТ используется для поддержки процессов планирования и управления (например, SCM)

117. Высший уровень структуры информационной модели сети поставок

118. Специальный грузовой поезд "CarGoTram"1. Макс, общий объем: 205 м3

119. Макс, полез, объем: 140 м3

120. Груз, пространство (Ш х В): 2,0 м х 2,0 м1. Ширина колеи: 1.450 мм1. Диаметр колеса: 700 мм1. К)

121. Схема материальных потоков сети поставок сборочного предприятия1. VW Мозель1. Окраска1. Сборочное предпри^ие1. Последовательная сборкае^а» e^»1. JITпоставщики 33 последовательности без Перевалкаскладированияв ЛЦпаи IS @ □ □□ I

122. Поставщики малых и больших покупых изделий1. Хранение в ЛЦзавод, контейнеров600 позиций на автомашинуип

123. Комплектация заводских контейнеров в зонах комплектации