Логистика_Использование экономико-математических методов при оптиизации транспортных операций

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

по   Промышленной логистике  

наименование дисциплины

 

 

 

  Использование экономико-математических методов  

тема (вариант)

 

   при оптимизации транспортных операций   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2014

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Стремление лучше организовать бизнес, сделать его более эффективным и рентабельным, требует от менеджера, практикующего в области логистики, в частности, умения и навыков использования соответствующих инструментов для экономического анализа и оптимизации моделей логистических систем и цепей поставок. Такой анализ позволит оптимизировать различные важные для приложений показатели эффективности работы системы.

В условиях высокой неопределенности рыночной экономики особенно важно уметь оптимизировать показатели эффективности работы цепи поставок или логистической системы в той или иной сфере бизнеса. Поэтому умение представить анализируемые процессы для системы/подсистемы логистики, например, моделью системы управления запасами или сетевой моделью, или моделью сетевых графиков и т.д., и выбрать лучшие варианты решений при анализе логистических процессов в таких моделях, чтобы обеспечить наибольшую рентабельность бизнеса, сегодня реально востребовано практикой.

С расширением производства и увеличение экономического развития транспортные грузовые перевозки приобретают все большее значение в современном мире. Актуальность вопросов оптимизации маршрута и снижение стоимости перевозки выходит на первый план. Поскольку это позволяет снизить конечную стоимость товаров для конечных потребителей, снижать производственные запасы, повысить рентабельность бизнеса.

Цель данной работы показать использование экономико-математических методов при оптимизации транспортных операций.

 

 

 

1 ПРОЦЕСС ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

 

Этот процесс состоит из нескольких взаимосвязанных этапов. Разбиение на этапы и выделение на каждом этапе присущих ему процессов условно: на одном из выделенных этапов возможно совмещение процессов, относящихся к разным этапам. Первый этап - постановка задачи. Данный этап начинается с выработки цели исследования. Для конкретной экономической системы цели исследования могут быть различными, например, для предприятия можно задаться целью составить оптимальный план выпуска продукции или перевозок грузов, либо найти оптимальный вариант раскроя исходных материалов и т.д.

Исходя из цели исследования необходимо провести подробный анализ системы, выявить ее структуру и функции, изучить особенности. В процессе постановки задачи необходимо помнить, что модель должна, во-первых, правильно воспроизводить действительность, во-вторых, быть доступной для исследования. Эти два обстоятельства оказывают существенное влияние на выбор исходных предпосылок. При моделировании экономических систем, исходя из цели исследования, с одной стороны, необходимо выбрать самые важные в условиях данной задачи факторы и ввести в модель только те, которые самым существенным образом влияют на результат решения, на достижение поставленной цели. Учет в модели несущественных факторов приводит к тому, что модель становится сложной для понимания моделируемой системы и для решения. С другой стороны, игнорирование многих факторов может привести к чрезмерному упрощению модели, нарушению соответствия ее действительности. Компромисс между этими двумя требованиями достигается методом проб и ошибок. Эйнштейн утверждал, что правильная постановка задачи более важна, чем ее решение.

Второй этап – построение математической модели На этом этапе проводится формализация задачи – построение математических зависимостей в виде уравнений, неравенств, функций и т.п. Формализованную с помощью математического аппарата запись экономической задачи называют моделью задачи. Приступая к формализации экономического процесса, необходимо проанализировать, подходит ли для его описания одна из ранее созданных ЭММ. К настоящему моменту создано несколько десятков так называемых универсальных, или типовых, моделей 5 (модель транспортной задачи, модели задачи о ранце, диете, раскрое и т.п.), которые используются на практике для описания различных экономических процессов. Самой универсальной моделью считается модель транспортной задачи, с помощью которой формализуется не только процесс перевозки грузов, но и процесс размещения предприятий отрасли на определенной территории, процесс назначения работников на работы и др. Третий этап - получение решения с помощью построенной модели.

Основные задачи данного этапа. Первая задача – сбор и обработка необходимой для модели достоверной исходной информации, определение числовых значений параметров и внешних переменных. На практике не всегда удается собрать требуемую информацию, что приводит к невозможности использования модели в полученном виде. Тогда приходится возвращаться к постановке задачи и приспосабливать ее к имеющимся исходным данным.

Вторая задача – выбор метода получения решения: используются аналитические (формульные) и численные экономико-математические методы: симплекс-метод, метод потенциалов и др. Экономико-математические методы в определенной степени универсальны и используются для решения различных экономических задач. Однако не любая задача укладывается в рамки модели, для которой уже разработаны эффективные аналитические или численные методы решения. В этом случае пользуются другими методами получения решения, в частности эвристическими и имитационными методами исследования систем. Эвристика (в переводе с греческого - нахожу, придумываю, открываю) - это совокупность неформальных методов решения задач (эвристических методов), основанных на прошлом опыте, интуиции решающего. Эвристические методы в общем случае не гарантируют получение наилучшего решения, поскольку они опираются не на доказательства, а на так называемые правдоподобные рассуждения.

Имитационное моделирование следует рассматривать как новую методологию, новое направление в моделировании, позволяющее расширить его возможности. Под имитационным моделированием понимается экспериментирование с моделью реальной системы, в частности, вычислительный эксперимент, проводимый с помощью математической модели путем изменения различных исходных предпосылок. Поскольку вручную такие эксперименты просто невозможны, ИМ получило развитие только с появлением ЭВМ. Имитация (в переводе с латинского - подражание) - это воспроизведение чего-либо искусственными средствами, что позволяет постичь суть явления, не прибегая к экспериментам на реальном объекте. Имитационные модели служат для анализа поведения системы в условиях, определяемых экспериментатором. Четвертый этап - применение полученных с помощью модели результатов на практике. Сложность экономических процессов и явлений, другие особенности экономических систем затрудняют не только построение моделей, но и проверку их адекватности - соответствия ЭММ рассматриваемой экономической системе, цели ее исследования. Любая модель любой системы предполагает абстрагирование от некоторых реальных свойств объекта и отражает лишь основные его свойства. На данном этапе проверяется, насколько принятые допущения правомерны и, следовательно, применима ли построенная модель для исследования моделируемой системы. В случае необходимости модель корректируется. С целью обоснования пригодности модели для конкретных исследований проводится так называемый анализ модели на чувствительность. Полученное с помощью ЭММ решение анализируется на чувствительность путем изменения исходной информации в определенных пределах. Важность данной задачи состоит в том, что исходная

 

2 СХЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ ПЕРЕВОЗОЧНОГО ПРОЦЕССА

 

С точки зрения организации перевозочного процесса возможны три основные схемы.

«Один-к-одному». Первая схема организации перевозок, наиболее простая с точки зрения планирования, «один-к-одному», когда перевозка груза осуществляется в течение дня (рейса) между одним отправителем и получателем, не требует от автотранспортного предприятия решения ни транспортной задачи, ни задачи маршрутизации.

«Один-ко-многим». Один отправитель – несколько получателей. Перевозки по второй схеме («один-ко-многим») требует решения задачи маршрутизации, которая включает в себя решение: о задачи «увязки» ездок, если между грузоотправителями и грузополучателями перевозка осуществляется только по маятниковым маршрутам; о задачи коммивояжера, если между грузоотправителями и грузополучателями перевозка осуществляется только по развозочным (сборным или сборно-развозоч-ным) маршрутам; о двух вышеперечисленных типов задач, если при организации перевозочного процесса используются как маятниковые, так и развозочные (сборные или сборно-развозочные) маршруты.

Перевозка груза осуществляется по развозочному маршруту, если в качестве первого объекта выступает грузоотправитель и второго — грузополучатель, в противном случае организуется сборный маршрут. В случае, когда первый и второй объекты являются как грузообразующи-ми, так и грузопоглощающими пунктами, для перевозки груза используется сборно-развозочный маршрут.

«Многие-ко-многим». Несколько отправителей – несколько получателей. При организации движения по схеме «многие-ко-многим» требуется на первом этапе решить транспортную задачу, затем задачу маршрутизации (второй этап). 

 

 

 

2.1 Проектирование технологии организации перевозочного процесса.

 

Логистический подход к организации автомобильных перевозок обусловливает новое методологическое содержание, заключающееся в том, что основной составляющей частью перевозок должно стать проектирование оптимального (рационального) перевозочного процесса. Под этим понимается поиск наилучших организационных и технически возможных решений, обеспечивающих максимальную эффективность перевозки грузов от места их производства до места потребления. Следует отметить, что понятие «проектирование» означающее дословно выбор задуманного предначертания, представляется правомерным относить к процессу создания не только технических средств, но и транспортной продукции.

На рис. 1 показана принципиальная схема организации перевозки груза.

Рисунок 1 – Принципиальная схема организации перевозки груза

где I – грузообразующий пункт; II – грузопоглащающий пункт; III – перевозочный комплекс; W(t) – грузопоток перевозочного комплекса; WQ – транспортная продукция; 
Wг – потребности грузополучателя; W’k – плановая провозная возможность перевозочного комплекса; Wk – фактическая провозная возможность перевозочного комплекса; 
О1,О2,О3 – операторы.

 

Под грузообразующими пунктами понимаются предприятия и организации всех отраслей народного хозяйства, с которых вывозятся их продукция и отходы.

Под грузопоглощающими пунктами понимаются предприятия и организации всех отраслей народного хозяйства, на которые завозятся сырье, топливо, материалы, готовая продукция и другие грузы, необходимые для их нормальной производственной деятельности.

Расположение грузообразующих и грузопоглощающих пунктов определяется, с одной стороны, природными условиями, а с другой – более или менее случайными факторами.

Одно и тоже предприятие может одновременно быть грузообразующим и грузопоглощающим пунктом. Например, завод железобетонных изделий, как вывозящий готовую продукцию является грузообразующим пунктом, а как ввозящий сырье – песок, щебень, цемент, и т.д. – грузопоглощающим.

В данной принципиальной схеме можно выделить два контура. 1 – количество груза, доставленного грузополучателю WQ, должно соответствовать грузопотоку перевозочного комплекса W(t). Разница между входом и выходом ΔW=W(t)-WQ подается по цепи обратной связи на грузообразующий пункт и через оператора О1 изменяет плановую величину провозной возможности перевозочного комплекса. Оператор О1 приводит в соответствие связь между грузопотоком и провозной возможностью перевозочного комплекса. Планируемая величина его провозной возможности W’k в свою очередь преобразуется в действительную провозную возможность Wk с помощью оператора О2.

Второй контур представляет собой изменение в объеме перевозок, связанные со спросом получателя на данную продукцию (груз). Свои потребности он подает в виде заказов по другой цепи связи на грузообразующий пункт и на перевозочный комплекс. Изменение потребности получателя в данном грузе влияет на действительную провозную возможность, что отражается, прежде всего, на выходе системы. Это действие выполняется оператором О3.

Независимыми переменными будут являться производительность грузообразующего пункта и потребность получателя, которые могут принимать произвольные значения.

 

2.2 Классическая транспортная задача.

 

Транспортная задача (классическая) – задача об оптимальном плане перевозок товара со складов в пункты потребления на транспортных средствах. 
Для классической транспортной задачи выделяют два типа задач: критерий стоимости (достижение минимума затрат на перевозку) или расстояний и критерий времени (затрачивается минимум времени на перевозку).

Классическая транспортная задача является одной из важнейших задач линейного программирования, и заключается она в нахождении оптимальных грузопотоков, то есть в оптимальном закреплении поставщиков однородного груза за потребителями (несколько складов и большое количество потребителей).

Исходные данные

Исходными данными для рассматриваемой задачи являются: о количество грузоотправителей и грузополучателей; о ограничения, накладываемые грузоотправителем и грузополучателем на партию груза, которая может быть отправлена и получена соответствующим субъектом; о затраты на перемещение единицы груза от каждого отправителя каждому получателю.

Классическая транспортная задача предполагает, что количество груза у отправителя точно соответствует количеству груза, необходимому получателям.

 

 

Особые виды транспортной задачи

Однако в практике планирования грузовых автомобильных перевозок встречаются особые виды транспортной задачи, решение которых также может быть сведено к классической задаче: