Эффективность логистических систем

Одним из основополагающих понятий в логистическом анализе является категория эффективности систем любого типа и уровня. Именно эффективность обычно имеется в виду, когда речь идет об оптимальности принимаемых и реализуемых управленческих решений. Под оптимальным понимается решение, которое для конкретной ситуации в определенном смысле является наиболее эффективным. Эффективность любой производственно-коммерческой деятельности в огромной степени определяется эффективностью решений, повседневно принимаемых менеджерами разного уровня. В связи с этим чрезвычайно актуальны требования совершенствования (оптимизации) процессов принятия логистических решений и самих решений, успешное выполнение которых, как правило, возможно на основе методологии «Исследования операций» (ИО).

Кратко ее можно определить как методологию применения математических количественных методов для обоснования решений во всех областях целенаправленной человеческой деятельности. Здесь не случайно употреблено слово «обоснование», а не «принятие» – дело в том, что далеко не все существенные аспекты (параметры) логистических систем имеют количественную природу и соответственно могут быть учтены в решениях, генерируемых аппаратом ИО. Следовательно, эти решения являются в той или иной степени незавершенными, что компенсируется неформальными методами их коррекции.

Суть методологии ИО заключается в моделировании будущих (возможных) действий рассматриваемой логистической системы, например организации, с использование разнообразного математического аппарата (обладателем соответствующей компетенции является профессиональный математик-прикладник), но исходной базой при этом является содержательно поставленная задача или проблема. Данная постановка должна исходить от специалиста или менеджера, занятого в сфере логистики, имеющего достаточную теоретическую подготовку и опыт, в частности знакомого с методологией системного подхода. Последнее условие вытекает из генетической связи исследования операций с системным подходом, оно является одним из ведущих направлений его реализации.

Концепция исследования операций органически входит в парадигму методологии анализа, синтеза и оптимизации логистических систем. После того как на основе системного подхода (с использованием его категорий и понятий) осуществлен анализ и синтез объекта исследований и разработок, т.е. синтезирована логистическая система, выявлена ее внутренняя структура, характер связей, свойства и параметры как отдельных подсистем и элементов, так и свойства системы в целом, выявлены актуальные проблемы и поставлены соответствующие задачи, должен быть реализован кибернетический, т.е. информационно-управленческий подход к обеспечению эффективного поведения системы. Он предполагает моделирование ее состояния, структуры и динамики, формирование реального множества подлежащих рассмотрению альтернатив, решение задачи оценки эффективности функционирования системы, ее подсистем и элементов.

В данном пособии мы ограничимся рассмотрением только методологии исследования операций в логистике, т.е. классификацией задач, подходами к их решению и т.д.

Процесс выработки решения является ключевой и, как правило, наиболее сложной подсистемой в системе логистического управления. Чтобы он шел в верном направлении, прежде всего, необходимо правильно понять поставленную задачу. Как и всякий процесс, в котором участвует человек, он имеет объективную и субъективную стороны. Объективная сторона – исходная совокупность обстоятельств, обусловивших данный процесс: поставленная задача, внешние условия, доступные ресурсы всех видов. Субъективная сторона – отражение вышеуказанных обстоятельств в сознании лица принимающего решение, особенности его интеллекта и психики, проявляющиеся в ходе данного процесса. Правильным можно считать такое решение, которое в главных чертах верно отражает обстановку и соответствует поставленной задаче. Следовательно, для принятия верного решения необходимо, чтобы объективные параметры процесса воспринимались максимально адекватно реальности. Так как в процессе выработки решения участвуют конкретные формы мышления – анализ и синтез, индукция и дедукция, аналогия, абстракция и конкретизация, то его эффективность зависит и от уровня владения данными методами лицами принимающими решения (ЛПР).

Выработка любого решения в общем случае предполагает такую последовательность этапов:

· постановка задачи (суть проблемы, необходимость решения, ограничения на параметры решения);

· уяснение поставленной задачи (цель и средства ее достижения);

· оценка состояния управляемого объекта (условия решения задачи);

· выбор (или построение) математической модели объекта;

· вычислительная реализация модели (получение «предварительного» оптимального варианта);

· качественная оценка факторов, не учтенных математической моделью;

· анализ и синтез результатов количественной и качественной оценок;

· принятие «завершенного» решения.

При осуществлении этого процесса, прежде всего, должна быть правильно понята и сформулирована цель процесса оптимизации, иначе принципиально невозможно принятие правильного решения. Формулировка должна удовлетворять требованию минимума информации, достаточной для надежного сравнения целевого (задаваемого) состояния оптимизируемого объекта с исходным или промежуточным. Исходя из анализа ограничений (например, по выделенным ресурсам) с учетом допустимой степени самостоятельности в принятии решения и требований нормального протекания процесса формируется допустимое множество вариантов решения. Из него выбирается оптимальное (наиболее эффективное) решение, т.е. такое, при котором максимизируется (или минимизируется в зависимости от характера цели) показатель (критерий) качества логистического процесса. При окончательной выработке решения, помимо максимизации или минимизации основного показателя процесса, часто необходимо дополнительно учитывать много различных обстоятельств (юридических, социальных, экономических и т.п.), которые не удается описать математически и выразить в форме основного показателя процесса или ограничений. Поэтому заключительная фаза принятия решения в общем случае не может быть формализована и является прерогативой ЛПР (менеджера или предпринимателя). Что же касается предшествующих этапов (кроме трех первых), то они могут быть реализованы с помощью математического аппарата ИО, т.е. количественная основа для выработки решения и оценки его эффективности может быть получена на научной основе методами ИО.

Принципы и содержание исследования операций

Объектом приложения современной теории ИО являются задачи организационно-управленческого характера. Соответственно в логистике ее объектом являются подлежащие оптимизации логистические системы любых типов. При этом можно говорить о двух «фазах» процесса оптимизации. Первая предполагает разработку такого управленческого решения (в частности, плана), реализация которого должна привести систему в целевое состояние, ассоциируемое с максимумом эффективности. Здесь результат оптимизации существует только как образ реально достижимого в будущем целевого состояния системы. Вторая предполагает комплекс реальных действий менеджмента организации по приведению в действие располагаемых ресурсов согласно содержанию ранее полученного решения. ИО связано только с первой фазой. Далее начинается область приложения теории организации и управления, технологии и т.д.

Предметом исследования операция в общем случае является некоторое целенаправленное действие (операция) сложной системы, в результате которого она приводится в состояние оптимума (целевого, обычно наивысшего уровня эффективности). Причем определение целей этого действия, т.е. конкретного содержания понятия оптимума, его основных параметров не входит непосредственно в задачи лица, решающего задачу оптимизацию – система и ее цели считаются априори заданными, они устанавливаются на стадии ранее на стадии системного анализа объекта.

Следует подчеркнуть, что ИО занимается изучением и строгим обоснованием целенаправленной деятельности (какой является, в частности, логистическая деятельность), т.е. системы действий, служащих для достижения вполне определенной цели. Последняя должна быть настолько четко сформулирована словесно на стадии системного анализа, чтобы ее можно было корректно перевести на язык математики и записать в виде математического выражения, показывающего степень достижения поставленной цели (так называемый критерий оптимальности процесса ли состояния). Обычно, говоря об оптимальности, имеют в виду эффективность системы[11].

Для четкого уяснения основ методологии ИО отметим, что под операцией здесь понимается законченное действие, мероприятие (или их система), объединенное единым замыслом, направленное на решение определенной задачи, достижение поставленной цели. В частности, под операцией может пониматься организация (задание, в т.ч. в динамике, определенного набора параметров) производственно-коммерческого процесса, разработка проекта некоторой логистической системы и его осуществление, организация снабжения предприятия материальными ресурсами и т.д. операция всегда имеет финал – совокупность результатов, возникающих в итоге ее проведения. Каждая операция обязательно имеет цель – тот результат, ради достижения которого она проводится. В большинстве случаев цель и результат имеют несколько аспектов (экономический, экологический и т.д.), поэтому возникают многокритериальные задачи и модели оптимизации.

Еще до начала осуществления ИО исследователь должен определить полную систему существенных связей, присущих логистической системе, чтобы иметь возможность установить влияние любого решения (варианта решения) на состояние и поведение всей системы и ее частей. При этом не следует перегружать исследование, а значит и модель логистической операции, рассмотрением и учетом второстепенных связей.

ИО применяется только при наличии нескольких вариантов решения, в выработке которых должен принимать участие менеджер объекта оптимизации. Оценка же эффективности вариантов производится методами ИО.

Принципиальная постановка задачи, определение цели операции, принципиальных ограничений и принятие окончательного решения должны производиться руководителем, несущим ответственность за успех операции в целом. Его уникальная миссия состоит в системном представлении исходной задачи (проблемы), обеспечении системного подхода к реализации процесса принятия решения и синтезе «завершенного» оптимального (хотя бы приближенно) решения.

Эффективность решения это степень достижения поставленных перед операцией целей. В общем случае для априорной оценки эффективности операции необходимы три показателя: величина ожидаемого полезного эффекта (результата), вероятность его достижения, затраты ресурсов на достижение этого эффекта с данной вероятностью. Основной принцип количественной оценки эффективности состоит в соизмерении результатов деятельности (операции) и соответствующих затрат на их получение. Причем в общем случае соизмерение недопустимо трактовать как отношение, и тем более как результат решения. Для каждого однородного класса задач оптимизации соответствующий соизмеритель устанавливается отдельно и принимает форму так называемого критерия оптимальности. Под ним понимается показатель, экстремальное значение которого характеризует предельно достижимую эффективность состояния (или процесса изменения) объекта оценки (управления). Оптимальным решением является такое, при котором при заданных условиях достигается экстремальное значение критерия оптимальности (эффективности) операции и соблюдаются заданные ограничения.

Критерий должен отвечать ряду условий:

1. представительность, т.е. адекватное отражение основной цели операции;

2. критичность к варьируемым (управляемым) параметрам, т.е. достаточная изменчивость при изменении параметров принимаемого решения;

3. единственность, т.е. выраженность в виде единственной функции параметров решения, только в этом случае возможно строгое математическое решение задачи оптимизации. Выполнение данного условия является желательным, но не категоричным требованием, так как актуальность комплексного учета всех основных результатов деятельности приводит к необходимости описывать их рядом показателей (функций), которые ввиду различия их содержания не поддаются агрегированию в один интегральный критериальный показатель. В подобных случаях имеет место постановка так называемых многокритериальных задач, решением которых занимается особый раздел ИО[12].

Возможна и обратная постановка вопроса о выборе критерия: требуется принять такое оптимальное решение, при котором обеспечивается заданное значение критерия (уровень эффективности операции) и минимизируются затраты. В этом случае критерием становятся затраты (чаще всего в форме стоимости), а показатели эффективности превращаются в ограничения.

Краеугольным камнем и начальным звеном ИО, особенно для операций большого масштаба, является моделирование объекта исследования (управления), которое в общем случае представляет собой длительный процесс, состоящий из следующих основных этапов:

· Сбор исходных данных и их обработка. Его цель – обеспечение всей последующей работы качественной информацией об изучаемой логистической системе. Качественное выполнение данного этапа в многом определяет число итераций, необходимых для доведения формируемой модели до состояния необходимого соответствия (гомоморфности) моделируемому объекту.

· Анализ полученной информации с целью выявления наиболее существенных факторов, определяющих сущность операции.

· Построение модели в виде системы уравнений и неравенств, включающих в себя целевую функцию и все накладываемые на переменные величины (управляемые параметры) ограничения.

· Разработка алгоритма и машинной программы решения задачи.

· Выполнение расчетов по разработанной программе, анализ полученных результатов, проверка гомоморфности модели реальному объекту.

В общем случае модель ИО выражает эффективность исследуемой системы как функцию множества переменных, из которых, по крайней мере, одна поддается управлению. Операционная модель в самом общем виде может быть представлена уравнением

где – критерий эффективности системы;

– управляемые переменные системы;

– неуправляемые переменные.

Ограничения, наложенные на переменные, формализуются в виде системы равенств и неравенств, связывающих между собой параметры , и ряд констант, выражающих постоянные характеристики операции.

Сформулировав цель и ограничения для операции, построив модель и определив входную информацию, необходимо найти оптимальное или хотя бы близкое к нему решение. Сложный и трудоемкий процесс отыскания такого решения выполняется с помощью математических методов, совокупность которых составляет так называемое математическое программирование.

Важно отметить основные требования, предъявляемые к оптимизационной модели. Прежде всего, она должна объективно отражать сущность соответствующей логистической операции, учитывать все ее основные стороны и связи, что обеспечивается системным подходом в процессе построения модели.

Она должна четко соответствовать цели и содержанию конкретной задачи исследования (проектирования, планирования и т.д.) В зависимости от цели те или иные аспекты операции могут оказаться основными, второстепенными или несущественными, поэтому модель, приспособленная для одной задачи, может оказаться совершенно непригодной для других.

Естественно, модель должна дать все необходимые данные для показателя эффективности операции, и быть критичной к варьируемым параметрам.

Модель при прочих равных должна быть максимально простой, т.е. содержать только существенные для решаемой задачи элементы.

Общее представление о многообразии моделей ИО дает следующая последовательность их классификаций.

По иерархическому признаку они разделяются на модели макрологистики и микрологистики.

По характеру учета фактора времени модели разделяются на статические (предмет следования – состояние потокового процесса в фиксированный момент времени) и динамические (потоковый процесс рассматривается во времени). Модели второго типа заметно сложнее в построении, изучении и использовании.

По форме математического описания модели делятся на две структурно сложные группы:

· детерминированные, т.е. не учитывающие элементов случайности и имеющие форму обыкновенных уравнений, логических правил и дифференциальных уравнений;

· стохастические, т.е. учитывающие объективно случайные аспекты логистических процессов.

По целям исследования логистические модели разделяются на модели рационального распределения и экономии ресурсов, модели упорядочения, модели управления запасами, модели массового обслуживания, модели выбора оптимального маршрута, модели состязательных задач, модели формирования и оценки эффективности и др.

Систематизация многолетнего опыта логистического предпринимательства в конкурентной среде привела к разработке ограниченно полной системы критериев эффективности функционирования логистических систем всех видов, получившей название « Система 6» или «6 правил логистики». В утилитарном понимании это название символизирует шесть условий обеспечения необходимой конкурентоспособности логистических операторов (организаций). Они имеют четко выраженную маркетинговую направленность (взгляд со стороны получателя соответствующей продукции или услуг), что вполне естественно учитывая сервисный характер современной (постиндустриальной) экономики и логистики в частности. Ниже приведены наименования и краткая интерпретация каждого из них.

1. Груз — потребителю должен быть доставлен именно тот товар, который ему необходим, с учетом его комплектности, габаритов, уровня сборки, характера тары и т.д. Привило предъявляет к логистическому оператору требование высокой универсальности и гибкости применяемых им логистических технологий.

2. Качество — предполагается сохранение качественных (потребительских) характеристик принятых к доставке ценностей (грузов) и доведение в процессе доставки ее готовности к потреблению до заявленного потребителем уровня.

3. Количество — продукция должна доставляться партиями такого размера, который наиболее удобен (экономичен) для получателя. Как известно размер партии в большей или меньшей степени влияет как на стоимость доставки потребляемой продукции в целом, так и на издержки в отдельных звеньях логистических цепей, в частности у потребителей[13], поэтому они стремятся оптимизировать по собственным критериям (дифференцированно по отдельным закупаемым позициям) этот важный параметр входящего потока. Следовательно, логистические операторы должны адаптировать типаж размеров доставляемых партий к запрашиваемым потребителями. В общем случае речь идет именно об адаптации (поиске компромисса), а не о дублировании оптимальных потребительских решений, так как последние могут противоречить возможностям и интересам операторов.

4. Время — груз должен быть доставлен в требуемое время. Правило предполагает учет графиков потребления поступающей продукции ее получателями. Здесь, как и в случае прочих правил исследователь сталкивается с задачей поиска оптимального компромиссного решения при определении срока или графика прибытия грузов к получателю. Последний, исходя из оперативных планов собственного производственного или коммерческого процесса, составляет оптимальный график[14] прибытия к нему партий грузов. Чем точнее соблюдается данный график, тем выгоднее при прочих равных сотрудничество с соответствующим логистическим оператором. Однако принятие его без некоторой коррекции в большинстве случаев неприемлемо для операторов, так как существенно увеличивает их затраты и препятствует исполнению этого же правила по отношению к другим потребителям. Обычно операторы обслуживают достаточно широкий круг клиентов-получателей, о какой-либо координации режимов потребления которых не может быть речи.

5. Место — доставка осуществляется из пункта указанного грузовладельцем в другой им же указанный пункт. И снова предельная реализация правила в ряде случаев либо технологически затруднена, например, требует применения транспортных средств повышенной проходимости, смешанных перевозок (железнодорожно-автомобильных, автомобильно-воздушных и т.д.), специального оборудования для погрузочно-разгрузочных работ, либо увеличивает затраты на доставку. Следовательно, каждый логистический оператор должен определить для себя оптимальную степень и границы реализации данного правила.

6. Затраты — предполагается, что любой логистический процесс в рамках условий, заданных прочими правилами должен осуществляться с минимальными затратами. Данное правило реализуется путем оптимизации комплекса организационно-технических решений принимаемых операторами. Примерами таких решений являются оптимальный выбор логистических партнеров и целых логистических цепей, вида и типа транспортных средств, тары, оптимизация графиков движения, рациональное управление запасами и их размещение в складских сооружениях и т.д. Здесь имеется практически безграничное поле деятельности для профессиональных логистов.

Цель логистического обслуживания потребителей считается достигнутой, если данные шесть условий выполнены в той степени, в какой они актуальны для каждого конкретного случая.

По поводу каждого из данных критериев необходимо заметить, что в исходной форме они носят явно неформальный, качественный характер, т.е. не могут быть непосредственно использованы в задачах оптимизации. Поэтому для каждого отдельного случая реализации соответствующего правила его необходимо трансформировать в адекватное рассматриваемой задаче математическое выражение, выполняющего функцию частного измерителя степени этой реализации. Данный измеритель в зависимости от обстоятельств может использоваться как критерий оптимальности или как ограничение. В общем случае каждое правило следует понимать не в смысле «делай так и чем полнее, тем лучше», а как постановку задачи нахождения оптимальной степени реализации данного правила в конкретной обстановке. Эта задача должна быть нацелена на поиск наилучшего компромиссного варианта взаимодействия всех участников логистического процесса, реализующих правило (в том числе и потребителей), несущих соответствующие затраты и получающих соответствующие эффекты, в том числе и не поддающиеся четкой стоимостной оценке.

Не менее сложные задачи связаны с необходимостью системной реализации данных правил. Дело не только в том, что практически очень редки ситуации, когда ЛПР интересует только одно правило (допустим, что оно на порядок значимее всех остальных), а в их взаимовлиянии, которое в каждой ситуации и для каждой пары правил специфично. Общим местом является только противоречие между правилом «затраты» и всеми прочими ― чем выше степень реализации любого из правил 1¸ 5, тем выше связанные с этим затраты у реализующего их оператора. Что касается взаимовлияния внутри множества правил 1¸ 5, то здесь возможны парные отношения любого типа (отсутствие взаимовлияния, положительная связь –благоприятствование, отрицательная связь – противодействие). Так как обычно актуальны как минимум 2-3 правила-критерия, то мы имеем дело с задачей многокритериальной оптимизации, в общем случае двухуровневого типа (1-й уровень соответствует частной оптимизации по отдельным критериям, 2-й – интегральной по всей совокупности правил). Строгая формальная постановка и решение подобных задач предполагает участие специалистов в области математического программирования и наличие соответствующего программного обеспечения. Если этот «максималистский» подход по каким-либо причинам невозможен, то можно попытаться получить квазиоптимальное решение используя профессиональный потенциал логистов-практиков, используемых в данном случае как экспертов, но при условии соблюдения той же логики и последовательности этапов решения.

Еще раз подчеркнем, что данные шесть правил при всей их актуальности являются чисто локальными критериями эффективности логистических систем, любая их конфигурация ориентирована только на обеспечение необходимого качества логистического сервиса и его конкурентоспособности на соответствующих целевых рынках. Если же рассматриваются финансово-экономические, инновационные и прочие аспекты деятельности логистических систем, то им соответствуют иные множества критериальных показателей.

В заключении отметим, что практическое выполнение «6 правил логистики» возможно, если предварительно осуществлена завершенная система обеспечивающих мероприятий, в частности:

· проведен глубокий комплексный анализматериальных и информационных потоков;

· налажены соответствующие коммуникационные внутрисистемные и межсистемные связи.

· интегрированы системы обработки заказов, комплектации грузов и доставки продукции с системами производства, создана единая система сквозного планирования и контроля исполнения заказов;

· введена эффективная система складирования и дислокации материальных запасов;

· оптимизированы величины заказов, а также структура и уровни запасов;

· рационализированы транспортно-складские работына всех подконтрольных предприятию складах;

· осуществлена рационализация тары;

· унифицированы грузовые единицы;

· выбраны оптимальные маршруты перевозок на транспорте;