CC BY
30
Библиографический список
1. Анисимов, Ю. П. Инновационная система региона [Текст] / Ю. П. Анисимов, С. В. Шапошникова, Т. М. Грязнова, Е. В. Солнцева / под редакцией Ю. П.Анисимоваю. - ВИТЦ-Воронеж : научная книга, 2007. - 576 с.
2. Бычков В.П. Формирование и развитие системы организации транспортного обслуживания промышленных предприятий [Текст] : монография / В. П. Бычков, В. А. Верзлин, Н. М. Бухонова, Д. В. Бычков. - М. : НИЦ «Инфра-М», 2013. - 185 с.
References
1. Anisimov Y.P., Shaposhnikova S.V., Gryaznova T.M., Solntseva E.V. Inrtowicionnaja sistema regiona [Innovation system in the region], Voronezh , 2007, 576 p. (In Rrfs^ian^T
2. Bychkov V.P., Verzlin V.A., Bukhonova N.M., BychkovD.V. FofmSíomme i razvitie sis-temy organizacii transportnogo obsluzhivcmija promyshlennyh ргесфигш1//\*те formation and development of the organization of transport service industries], Mos^O^^IS, 185 p. (In Russian).
Сведения об автора^ Л
Бычков Дмитрий Владимирович - специалист д&и^стш по инновациям и развитию Воронежской области, г. Воронеж, Российская Федо^ация^^гпаИ: [email protected].
Information about authors
Bychkov Dmitriy Vladimirovich - SpCiljaMt of Agency for Innovation and Development of Voronezh region, Voronezh, RussianJ&cteration; e-mail: [email protected].
DOI: 10.12737/8490 Л^»»* УДК 519.862 ^JV^
^НрШФАЗНАЯ АЦИКЛИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИ£Г^Ь^ ТОВАРОДВИЖЕНИЯ МЕБЕЛЬНОГО ХОЛДИНГА
доктор технических наук, профессор А. Д. Данилов1
О
о
Д- В. Тонких1
доктор технических наук, профессор Д. Н. Афоничев 1 - ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», г. Воронеж, Российская Федерация - ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора
Петра I», г. Воронеж, Российская Федерация
Смоделирована система товародвижения мебельного холдинга в виде взвешенного направленного графа. На основе полученной структуры синтезирована многофазная ациклическая система массового обслуживания с непрямолинейной последовательностью прохождения и вет-
вистой структурой. Выбор пути, по которому заявка будет двигаться по графу осуществляется решением транспортной задачи для каждого шага движения системы массового обслуживания. Поставлена задача оптимального управления перевозками для приведённой структуры. Планируемые затраты на перевозки должны стремиться к минимуму. В такой постановке задача является транспортной с промежуточными пунктами. Сформулирована эта задача для рассматриваемого случая с двумя слоями промежуточных пунктов. Для перемещения материалов с минимальными затратами целесообразно использовать не все имеющиеся пути движения, а только наименее затратные. Для определения таких путей решалась транспортная задача для каж^^ дискретного момента времени движения системы. Для решения оптимизационной заотя^ис-пользовался решающий модуль на основе табличного процессора MicrosoftExcel.TaK^cai задача не статическая, учтено также и то, что в систему будут приходить новые заявки, ¿Т^ю^еГзаявки будут выходить из системы. Объём перевозок должен превосходить объёмы щюйзведства заводов и потребления магазинов, чтобы склады не оказались переполненными Пртграсчетах потоки рассматривались только как ограничение, и задача решена толькегдля пасущего состояния системы, так как в противном случае вычисления становятся несоразмерно громоздкими. Использование данной модели требует наличия у предприятия исчерпывающей информации о собственной транспортной системе. Дальнейшее развитие таказгси£геш1 может получить при переходе на режим работы в реальном времени, но для осуц^гвлМия этой задачи потребуется непрерывный обмен информацией с транспортными arqpraMii.
Ключевые слова: модель, затраты, логист»ц&\решспорт, материальные потоки, грузоперевозки, система массового обслуживаш*®к Y
MULTIPHASE ACYCLIC MODE^OF^IE SYSTEM OF GOODS DISTRIBUTION OF
EriWWuRE HOLDING
DSc inÄHgraering, Professor A. D. Danilov1 D. V. Tonkikh1
D^ciVEngineering, Professor D. N. Afonichev2 1 - FSBEI FtPE State Technical University», Voronezh, Russian Federation
2 - FSBEI HPE^^ö^mefeh State Agrarian University named after Emperor Peter I», Voronezh,
Russian Federation
jC V»*^ Abstract
^ytera of goods distribution of furniture holding as a weighted directed graph is modeled. Based oifthe\btained structure synthesized multiphase acyclic queuing system with non-rectilinear sequence of passage and branching structure is get. The choice of the way in which the application will move through the graph, is made by the decision of the transportation problem for each step of movement of queuing system. Optimal traffic management for the reduced structure is tasked. Planned cost of transportation should seek to be minimized. In this formulation, the problem is transport with intermediate points. We formulate this problem for the considered case with two layers of intermediate points. For
material handling with minimal cost it is not advisable to use all available paths of motion, but only the least expensive ones. To determine these paths the transportation problem for each of the discrete points in time of movement of system is solved. To solve the optimization problem solving module on the basis of spreadsheet Microsoft Excel was used. Since the problem is not static, it is considered that the system will be sent with new applications and the old applications will be out of the system. The volume of traffic must exceed the volume of production and consumption of plant stores because warehouses were not overcrowded. When calculating flows we considered only as a limitation, and the problem is solved for the current state of the system, since otherwise the calculations become disproportionatel^^rrrWer-some. The use of this model requires comprehensive information about the transportation system. Further development of this system can be obtained by switching to the operation mod£ii|reaItirne, but this would require the implementation of a continuous exchange of information v^ONransport agents. Keywords: mode,, cos,s, iogisflcs, .ransportaflon, mate„a, flows, casing sys.en,
В статьях [1, 2] мы рассмотрели структуру крупного промышленного холдинга с точки зрения логистики и представили её в виде иерархического древа. Углубимся более подробно в подсистему на примере сбыта холдингового мебельного предприятия. Как уже было отмечено, сбы-^ товая цепочка состоит из двух этапов^ ставки товара к местам его реализаций и отгрузки на склады для хранения^Склады и магазины могут относиться ]щ; к шоиЬрним, так и к сторонним предприяоетмуно в рамках нынешней задачи д{йщт\их не будем.
<v
Смоде.рйЦуе|^Систему товародвижения холдинг^й/биде взвешенного направленно^ графа на рис. 1. Здесь а\, ¿?2, «з -рознш^ныс магазины; ¿4, ¿5, Ъц, ¿7, ¿8, ¿9 -различной вместимости; ю, ¿/п, ¿/12 омышленные структуры холдинга, отгружающие товар. При рёбрах графа подписаны соответствующие затраты на перевозку из пункта в пункт. Цифры в фигурах обозначают начальные условия задачи: для производства - запасы, для магазинов -потребности, а для складов - их вместимость, при этом сами склады в начальных
условиях будем считать пустыми.
На основе структуры, приведенной на рис. 1, предлагается синтезировать многофазную ациклическую систему массового обслуживания (СМО) с непрямолинейной последовательностью прохождения и ветвистой структурой [3, 4]. Выбор пути, по которому заявка будет двигаться по данному графу осуществляется решением транспортной задачи для каждого шага движения системы массового обслуживания.
Поставим задачу оптимального управления перевозками для приведённой структуры. Пусть для каждого отдельно взятого момента времени план перевозок будет минимальным, или иначе, планируемые затраты на перевозки должны стремиться к минимуму. В такой постановке задача является транспортной с промежуточными пунктами. Сформулируем эту задачу для нашего случая с двумя слоями промежуточных пунктов.
Допустим, имеется т пунктов про водства (предприятий), п пунктов потребления (магазинов), р промежуточных брб (складов) 1-го порядка и межуточных баз (складов) «^рого порядка. Как и в обычной траг^Чпс^гной задаче, обозначим через соответственно
объемы поставок>*«потре8ления. Пусть с!, -
При текущем уровне детализации модели от ограничения объёма складов откажемся для простоты. В дальнейшем это свойство возможно добавить в модель, учтя его при синтезе СМО.
В СМО за каждую заявку примем запрос на перевозку товара унифицированного по объёму, например контейнера. Обсл)|)Ч^ вающими приборами в такой сисгем^ст^ут транспортные агенты. Выбирать ото!адгиче-
ское распределение потока з; для такой постановки зад; но, т.к. перевозки всё
пс; времени лесообраз-сильно детер-
мощность г-и но стоимо ции от _р($став требйте-:
и с,у - соответствен-
возки единицы продук-иков на базы и от баз к по-
огда модель примет вид
т V
V
¿ = 1 Г = 1
г=1 1 = 1
п
1 = 1 _/=!
менированныи и /Предсказуемый характер, поэтому распределят! потока примем рав-номерным.^ ^сод^ые потоки заявок примем за соответствующих узлов
заводоК Вещные потоки заявок для остальных ууов будут равны интенсивности обра-^оответствующего узла из предыдуще-Интенсивность обработки заявок для каждой СМО приведена на рис. 2.
Заявка в многофазной СМО проходит несколько этапов обработки: производство - склад - склад - магазин [5]. Каждому из этих этапов на графе соответствует узел и исходящие из него узлы. Некоторые из этих локальных СМО будут многоканальными, это действительно для случаев, если из вершины выходит более одного ребра. Количество каналов в представленной модели: ш4 = 1; ш7 = 2; шю = 2; ш5 = 2; ш6 = 3; ш8=2; ш9= 1; шц = 2; т12=2.
Очередями для каждой локальной системы являются логистические объекты: магазины, склады производство. Длины очередей для локальных СМО: N4 = 8; N = 6; N6 = 2; N7 = 4; N8 = 10; N9 = 15; N10 ^ ю; N11 ^ ю; ^ ю.
Для перемещения материалов с минимальными затратами целесообразно использовать не все имеющиеся пути движения, а только наименее затратные [6]. Для определения таких путей будем решать транспортную задачу для каждого дискретного момента времени движения СМО [7].
Для решения оптимизационной задачи для наглядности воспользуемся решающим модулем на основе табличного процессора Microsoft Excel (рис. 3). Здесь стоимости перевозок для узлов, не связанных друг с другом, равны заведомо большому числу - 1000, а стоимость перевозки в тот же узел (фактическое отсутствие перевозки) равно нулю. Такое заполнение таблицы обусловлено наличием промежуточных пунктов в задаче.
Также создадим таблицу, содержа-
щую данные о выходных потоках обрабатывающих аппаратов. Эта таблица приведена на рис. 4.
Так как задача не статическая, учтём также и то, что в систему будут приходить новые заявки, а старые заявки будут выходить из системы. Объём перевозок долЖен превосходить объёмы производств^^вадов и потребления магазинов, чтоб^Г^лады не оказались переполненными *].|Гш не менее, при расчете решения э^ГЧютдки будем рассматривать только како граничение, и решать задачу будем толвко доя^гекущего состояния системы, так/Кик вгп^отивном случае вычисления становя&едягесоразмерно громоздкими. Далее тадгсуовим таблицу для поиска реше-
«Поставки» введены объёмы
2. Схема товарных потоков с транспортными мощностями
ч->
Стоимость перевозки единицы товара
Пвошвщики к ▼ Потребители
1 2 3 4 s 6 7 6 9
\ 4 1000 1000 1000 0 1000 30 1000 1000 1000
/ 5 90 90 1000 1000 0 1000 1000 1000 1000
* 6 80 70 50 1000 1000 0 1000 1000 1000
7 60 1000 10 1000 1000 1000 0 1000 1000
8 1000 1000 1000 1000 1000 70 £0 0 1000
9 1000 1000 1000 1000 1000 1000 20 1000 0
10 1000 1000 1000 70 го 1000 1000 1000 1000
11 1000 1000 1000 60 1000 1000 1000 90 1000
12 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 30 20
Рис. 3. Таблица стоимостей перевозок Лесотехнический журнал 4/2014
Потоки обработки
1 2 3 4 5 6 7 8 9
4 0 0 0 0 0 7 0 0 0
5 1 1 0 0 0 0 0 0 0
6 2 3 5 0 0 □ 0 0 0
7 4 0 9 0 0 0 0 0 0
8 0 0 0 0 0 3 5 0 0
9 0 0 0 0 0 0 8 0 0
10 0 0 0 3 2 0 0 0 0
11 0 0 0 4 0 0 0 1 h
12 0 0 0 0 0 0 0 7
о>
Рис. 4. Таблица потоков обработки
План перевозок товара меледу складами
Поставщики
12
Потребители
Ж
Спрос
Ж
Целевая перевозка
Объём перевозок
Полная стоимость по узлу
Стоимость всех перевозок
Критерий
Й!
Ш
••у 100
¡в
щ
9)
Ф
пе Объём
о" о" о" о" о" о" о" о" о"
Поли. по узлу 0 0 0 0 0 0 0 О
Рис. 5. Подготовка к расчет^пла^а перевозок
запасов на производстве, в строке «Спрос» -текущие запросы на потребление магази Эти числа между собой равны, транспорт задача является сбалансированной/^ОоСёмы запасов и потребления складов ЧтЦЙРЯВйены общим запасам и спросу всЗ&^^И^гемы, это условие также обусловле™^ наличием промежуточных пунктов^защне.
Для поиск; следующие ошшяг
^ния синтезированы ия:
быть о:
ж
движение товара не может дтапьным;
аг = Х}= ю а1 ~ весь товар дол-ь вывезен с предприятия; Ьг = Ь[ - потребности магазинов должны быть полностью удовлетворены;
Хц <
< ^¿у - количество перевозимого
рвара на каждом шаге не может превышать исходящий поток заявок для каждого аппарата;
£i=i£}=4*iy ^ " объём пере-
возок должен превосходить входящий поток товара.
^ Шю h ~ объём перевозок должен превосходить суммарный исходящий поток товара
5j£ = 1 Х/=4 ^i/ = 2j£=4 Yij=9 ~ количество товара, вывезенного с предприятия, должно быть равно количеству товара, ввезённого в магазины.
Целевая функция будет состоять из двух факторов:
Z^=iZ)=4x£y ^ шах - общий объём перевозок должен быть максимальным
Хц ^ min - общие за-
у9 v12 Zj£ = 1 ZJ/ =
4 Cij
траты на перевозки должны быть минимальны.
Таким образом, целевая функция получит вид:
^ = ь • У9 У12 г-.-У9 У12 с--
]цел ¿-¡1 = 1 ¿-¡¡=А л1] ¿-¡1 = 1 ¿-¡¡=А1'1]
• Хц ^ тах, где k - коэффициент перевозок, определяет потенциальную прибыль от перевозки единицы товара, задаётся произвольно.
Результат, полученный решающим модулем с использованием метода обобщенного приведенного градиента, изображен на рис. 6.
Таким образом, был рассчитан план перевозок для начального состояния системы товародвижения. Для всех последующих состояний план рассчитывается аналогичным образом.
При применении данного метода управления транспортными цепочками н; предприятии возможно получение дующих преимуществ:
- оптимизация транспортное на1*руз ки: улучшение координации^^ивкания материалов и доступных тршо^ортных мощ ностей;
- снижение длины транспортного цикла: принимая во внимание ограничения и альтернативные пути движения материалов, можно укоротить транспортный цикл;
- оптимизация закупок материалов: отслеживание потребностей в сырье и остатков на складах позволит уменьшать время хранения и количество ^^пггтов сверх необходимого минимумс^^
орта: мо-нспорта подержания избы-
С1
/Су
¡1 наКр
- уменьшение парка ниторинг задействовав зволит избавиться точного парка;
- глубэвдй йр&лиз перевозок позволяет предсказать нарушения в системе перев<ж>к »предотвращать их.
Ууе^те менее, использование данной Модели требует наличия у предприятия исчерпывающей информации о собствен-ой транспортной системе. Дальнейшее развитие такая система может получить при переходе на режим работы в реальном времени, но для осуществления этой задачи потребуется непрерывный обмен информацией с транспортными агентами.
^ План перевозок товара между складами
. w Потребители
Поставщик* Поста. ЬъьШ 1 2| 3 4 5 6 7| 8 9
„ и Спрос
X У ь 35 50 100 100 100 100 100 100 Целев. пе Объём Поли по узлу
4 о 0 0 0 0 5 0 0 0 5 г 5 150
1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 г 1 90
2 3 0 0 0 0 0 0 0 5 г 5 370
.{ 7 1 100 4 0 7 0 0 0 0 0 0 11 г 11 310
§ 100 0 0 0 0 0 0 3 0 0 3 г 3 150
\ л» Г 100 0 0 0 0 0 0 8 0 0 8 г 8 160
\ 10 0 0 0 1 1 0 0 0 0 55 г 2 4125
^ X и 35 0 0 0 4 0 0 0 1 0 35 г 5 2310
12 10 0 0 0 0 0 0 0 2 8 10 г 10 220
Ш Целевая перевозка 15 35 50 5 1 5 11 3 8
Объём перевозок 7 Зг 7 5' 1 5' 11 3' 8
Полная стоимость по узлу 1050 2450 500 310 80 150 310 150 160
Стоимость всех перевозок 5160 Критерий -60
Рис. 6. Результат расчетов
Библиографический список
1. Данилов, А. Д. Иерархическая структура организации транспортной логистики крупного промышленного холдинга [Текст] / А. Д. Данилов, Д. В. Тонких // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2013. - Т. 9. - № 6-2. - С. 50-54.
2. Данилов, А. Д. Декомпозиционная модель проектирования системы управления процессами транспортной логистики [Текст] / А. Д. Данилов, Д. В. Тонких // Моделирование систем и процессов. - 2013. - № 4. - С. 26-30.
3. Данилов, А. Д. Управление многомерными экономическими системами [Текст] ^^ Д. Данилов, М. А. Кривотулова // Известия высших учебных заведений. Северо-Кав^ш^ий регион. Серия: Технические науки. - 2006. - № 1. - С. 83-85.
4. Данилов, А. Д. Моделирование и управление в системе маркетинга г^^ь1цшенных предприятий [Текст] / А. Д. Данилов. - Воронеж : ВГУ, 2003. - 330 с. С^Ч
5. Данилов, А. Д. Оптимальное управление материальным обеспечением промышленных предприятий [Текст] / А. Д. Данилов, B.C. Петровский // Извегтчш выСших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Технические науки. - 20о«ЗиЛ № 4. - С. 96-102.
6. Данилов, А. Д. Инновационная стратегия управлен™ рациональными кластерами [Текст] / А. Д. Данилов // Инновационный Вестник Регион^^Ю1У- № 3. - С. 19-23.
7. Данилов, А. Д. Модели формирования нечетко^^тнЬшения предпочтения при решении задач маркетинга / А. Д. Данилов, М. А. Кривотулова, А. В. Чистякова // Вестник Воронежского государственного технического универвщш*»!»"^2009. - Т. 5. - № 12. - С. 219-222.
8. Данилов, А. Д. Создание объедине^1Й1|щ£производства в рамках региональных мебельных кластеров [Текст] / А. Д. Данилов, нГ СГПетровский, Д. Н. Афоничев // Лесотехнический журнал. - 2013. - № 3. - С.
References
1. Danilov A.D., TonkikbsD^L l^rarhicheskaja struktura organizacii transportnoj logistiki krup-nogo promyshlennogo holdiils|Yne hierarchical structure of the organization of the transport logistics of a large industrial holdimC vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta -Herald of VoromzhJ^awftthmccil University, 2013, Vol. 9, no. 6-2, pp. 50-54. (In Russian).
2. Daniloy^^^Tonkikh D.V. Dekompozicionnaja model' proektirovanija sistemy upravleni-ja pro-cessamrtra^portnoi logistiki [Decomposition model of design of process control systems of transport fcgisacs], Modelirovanie si stem i pr осе ssov - Simulation systems and processes, 2013, no. (In Russian).
О Danilov A.D., Krivotulova M. A. Upravlenie mnogomernymi jekonomicheskimi sistemami of multidimensional economic systems]. Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij. Severo-Kavkazskij region. Serija: Tehnicheskie nauki - Proceedings of the higher educational institutions. North Caucasus region. Series: Engineering, 2006, no. 1, pp. 83-85. (In Russian).
4. Danilov A.D. Modelirovanie i upravlenie v sisteme marketinga promyshlennyh predprijatij [Modeling and control system of marketing of industrial enterprises]. Voronezh, 2003, 330 p. (In Russian).
5. Danilov A.D., Petrovsky V.S. Optimal'noe upravlenie material'nym obespecheniem pro-myshlen-nyh predprijatij [Optimal control of material support of industrial enterprises]. Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij. Severo-Kavkazskij region. Serija: Tehnicheskie nauki - Proceedings of the higher educational institutions. North Caucasus region. Series: Engineering, 2003, no. 4, pp. 96-102. (In Russian).
6. Danilov A.D. Innovacionnaja strategija upravlenija regional'nymi klasterami [Innovative management strategy of regional clusters]. Innovacionnyj Vestnik Region - Innovation HermaRe-gion, 2013, no. 3, pp. 19-23. (In Russian). ^^
7. Danilov A.D., Krivotulova M. A., Chistyakov A.V. Modeli formirovanija nechet^oj^otrioshe-nija predpochtenija pri reshenii zadach marketinga [Model of the formation of fuzzy ртефшгсе relation in solving marketing tasks], Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo tehnichesMfa^ityversiteta- Herald of Voronezh State Technical University, 2009, Vol. 5, no. 12, pp. 219-222£(TVR¡H5sian).
8. Danilov A.D., Petrovsky V.S., Afonichev D.N. Sozdanie ol^in^mogo proizvodstva v ramkah regional'nyh mebel'nyh klasterov [Establishment of joint /ftsdultien within regional furniture clusters], Lesotekhnicheskii zhnrncil, 2013, no. 3, pp. 146-153. fojjlussian).
Сведения об авт
Данилов Александр Дмитриевич - профеаУр^ ка^цры электропривода, автоматики и управления в технических системах ФГБОУ ВПО«Воронежский государственный технический университет», доктор технических наук, проф^от^т. Воронеж, Российская Федерация; e-mail: [email protected]. /Ч Y
Тонких Дмитрий ВнкторовгиS ^¿аспирант кафедры электропривода, автоматики и управления в технических системах Ф{~БОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», г. Вороней^Цюсрййская Федерация; e-mail: [email protected].
Афоннчев Дмитрий фшвШевг/у - заведующий кафедрой электротехники и автоматики ФГБОУ ВПО «Воронвщ^щи* государственный аграрный университет имени императора Петра I», доктор те^ич^ских наук, профессор, г. Воронеж, Российская Федерация; e-mail: dmafonichev@yana^yrir
Information about authors
! Tileksandr Dmitrievich - Professor of Electric Drive, Automation and Control in En-[ Systems department, FSBEI HPE «Voronezh State Technical University», DSc in Engi-çingTProfessor, Voronezh, Russian Federation; e-mail: [email protected].
Tonkikh Dmitriy Viktorovich - post-graduate student of Electric Drive, Automation and Con-rol in Engineering Systems department, FSBEI HPE «Voronezh State Technical University», Voronezh, Russian Federation; e-mail: [email protected].
Afonichev Dmitriy Nikolaevich - Head of the Department of Electrical Engineering and Automation of FSBEI HPE «Voronezh State Agrarian University named after Emperor Peter I», DSc in Engineering, Professor, Voronezh, Russian Federation; e-mail: [email protected].
