Основные сведения из теоретического курса. Раздел I. Использование одно-продуктовой модели управления ресурсами при переменном спросе

Раздел I. Использование одно-продуктовой модели управления ресурсами при переменном спросе.

Теоретическая часть.

Основные сведения из теоретического курса.

В рассмотренных ранее моделях управления ресурсами спрос на ресурсы (товары, продукты и т.п.) предполагался постоянным в течение всего цикла функционирования (периода планирования).Такой характер спроса имеет место во многих практических ситуациях, в которых приходится организовывать процесс закупок крупно-оптовых партий ресурсов с последующей их поставкой на центральный склад, с которого осуществляются мелкооптовые поставки соответствующим потребителям. Однако, наряду с указанной возникают ситуации, когда спрос на ресурсы существенно отличается от постоянного, т.е. фактически потребление ресурсов происходит неравномерно во времени, с различной интенсивностью. Использование в таких случаях моделей с постоянным спросом неизбежно будет приводить к сбоям процесса товародвижения. Причем, в одних ситуациях сбои будут происходить по причине отсутствия необходимого ресурса в необходимом количестве, а в других - по причине чрезмерных запасов. В итоге, функционирование таких организационно-экономических систем будет связано с повышенными издержками обращения, что эквивалентно потерям определенной величины прибыли и, как следствие, снижению темпов развития. Для устранения этих потерь процесс закупок и поставок необходимо осуществлять в рамках модели управления ресурсами с переменной интенсивностью спроса. Эта модель предполагает, что оценка затрат на хранение осуществляется по максимальному уровню запаса во времени за период Т, а интенсивность спроса (потребления) задана непрерывной детерминированной функцией времени , определенной на интервале Т=(t₀,t_n) Оценка затрат на хранение по максимальному уровню запаса ресурса в течение периода Т отражает довольно типичную для практики ситуацию, когда для хранения ресурсов по некоторой номенклатуре на складе выделятся фиксированная в данном периоде площадь (объем), закрепленная за ресурсами этого вида. После установления размера этой площади в данном периоде расходы на хранение данного вида ресурсов являются постоянными, не зависящими от фактического их уровня, который в некоторые моменты может быть меньше, чем размеры выделенной площади. Задача по оптимальному управлению ресурсами в рамках указанной модели сводится к следующему. Требуется определить объемы, количество и моменты поставок партий ресурсов таким образом, чтобы при условии удовлетворения заданного функцией спроса в объеме суммарной потребности Q_т, достигался минимум общих затрат на хранение и восполнение запаса ресурсов. В математических терминах эту задачу можно сформулировать следующим образом

(1)

при условии

где n - число поставок, S - удельные издержки по поставкам, С_Т-удельные издержки хранения ресурсов на складе,V_i(t_i-1) - объемы поставок, t - моменты поставок. Причем, запись V₁(t₀) означает, что первая поставка объемом V₁ осуществляется в начале интервала Т, т.е. в момент t₀, а V₂(t₁) означает, что вторая поставка размером V₂ осуществляется в следующий момент времени t₁ и т.д. Поскольку очередная поставка осуществляется в момент, когда уровень запаса понизится до нуля, то имеет место соотношение

, (2)

Имеет смысл рассматривать только случай, когда объемы поставок равны между собой, т.к. оптимальная стратегия управления лежит только в этой области. Поэтому будет иметь место выражение

Тогда целевая функция (1) может быть упрощена и представлена в следующем виде

(3)

Проводя дифференцирование и приравнивая к нулю получившееся выражение, можно получить следующую формулу для определения оптимального числа поставок

(4)

Учитывая естественные требования целочисленности значения n_опт следует проверить неравенство

(5)

где [n_опт] – целая часть значения n_опт

Если неравенство выполняется, то в качестве оптимального числа поставок принимается значение . Если неравенство имеет противоположный смысл, то в качестве оптимального числа поставок принимается значение . На основе определенного оптимального числа поставок определяется оптимальный размер поставки, равный

(6)

Для определения оптимальных моментов поставок используется выражение (2). Процесс вычислений носит итеративный характер и организован следующим образом. На первом шаге вычисляется значение t_1опт из соотношения

На втором шаге на основе определенного значения t_1опт вычисляется значение t_2опт, используя соотношение

Таким образом, в каждом i-том шаге данной итеративной процедуры на основе информации о предыдущем моменте поставки t_i-1 вычисляется оптимальный i-тый момент поставки t_iопт, используя выражение

Практическая часть

Исходные данные:

Интервал планирования
Функция интенсивности потребления, единица ресурса/день
Удельные издержки хранения, у.е./единица ресурса за интервал функционирования	0,4
Удельные издержки по поставкам, у.е./поставку

Общую потребность в некотором виде ресурса за интервал Т определим по формуле

шт.

Удельные издержки хранения С_Т =0,4 у.е.ст., а расходы по одной поставке S=170 у.е.ст. Определим все параметры оптимальной стратегии управления закупками и поставками в данном случае и минимум общих издержек обращения. Поскольку интенсивность спроса в данном случае является переменной, то указанные параметры определим в рамках рассмотренной модели управления ресурсами с переменным спросом. Поэтому определим оптимальное число поставок

Для принятия окончательного решения по оптимальному числу поставок проверим выполнение неравенства.

что верно отсюда заключаем, что =3. На основании формулы (6) определяем оптимальный объем поставок

Далее, определяем оптимальные моменты поставок по формуле (2), используя описанную выше итеративную процедуру. В соответствии с этим, на первом шаге определяем значение t_1опт

Отсюда находим, что

На втором шаге определяем значение t_2опт, используя выражение

Отсюда получаем, что

На третьем шаге определяем значение t3опт, используя выражение

Отсюда получим, что

Далее определяем оптимальный момент последней пятой поставки t_4опт, используя выражение

Отсюда определяем, что

В результате осуществления итеративной процедуры определены все моменты оптимальных поставок, причем первая поставка осуществляется в момент t₀=0 - условное начало процесса функционирования организационной системы, осуществляющей процесс закупок и поставок на склад крупно-оптовых партий товаров. Минимум издержек обращения вычисляем по формуле

у.е.

Аналитическая часть.

Для анализа модели рассчитанной выше делаем вычисление, основанное на изменении количества поставок на 50% в меньшую и большую сторону

у.е.

у.е.

и делаем вывод о том, что система достаточно чувствительна к изменению количества поставок на 50% в меньшую сторону, т.к. разница в расходах составит при этом у.е. и у.е. или на 12% и 7% соответственно в сторону увеличения.

Экономическая часть

Из условия знаем, что для внедрения рассмотренной модели нам необходимы инвестиции в размере четверти прироста прибыли, т.е. если прирост прибыли составляет 145,2 у.е. то необходимо у.е. Банковский процент по кредиту составляет 80%. Чтобы окупить инвестиции необходим срок 1 год, т.к. банковский кредит составляет 36,3 у.е., выплата по проценту в конце года составит 29,04 у.е., а общая выплата 36,3+29,04=65,34 тыс. руб., что меньше общей суммы прибыли от внедрения.