Развитие методологических основ гибких организационных форм кооперации промышленных предприятий на основе управления цепями поставок

Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

Развитие методологических основ гибких организационных форм кооперации промышленных предприятий на основе управления цепями поставок

Специальность 08.00.05 - экономика и управление народным хозяйством (экономика, организация и управление предприятиями, отраслями и комплексами: промышленность; логистика)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора экономических наук

Иванов Дмитрий Александрович

Санкт-Петербург-2008

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна»

Научный консультант - доктор технических наук, профессор Архипов Александр Валентинович

Официальные оппоненты:

доктор экономических наук, профессор Уваров Сергей Алексеевич

доктор экономических наук, профессор Долгов Александр Петрович

доктор экономических наук, профессор Макаров Василий Михайлович

Ведущая организация - Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный Университет - Высшая Школа Экономики"

Защита состоится «12» мая 2008 г. в 13⁰⁰ часов на заседании диссертационного совета Д 212.237.10 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет экономики и финансов» по адресу: 191023, Санкт-Петербург, ул. Садовая, д. 21, ауд. 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет экономики и финансов»

Автореферат разослан «___»_______________2008 г.

Ученый секретарь диссертационного cовета Е.В. Песоцкая

кооперация промышленный управление поставка

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Взаимодействовать, чтобы быть конкурентоспособным - именно этот принцип является одним из основополагающих для успешного ведения бизнеса на современных динамичных рынках. Данная парадигма обусловливает значительные изменения в подходах к организации и управлению бизнесом. Появление новых бизнес-концепций и информационных технологий (ИТ) открывает новые возможности для управления производственными и логистическими предприятиями (в данном случае, справедлив тезис «технология определяет организацию»). ИТ, с одной стороны, играют роль катализатора, способствующего развитию принципиально нового уровня взаимодействия предприятий, а с другой - обеспечивающей инфраструктурой для новых форм кооперации промышленных предприятий с целью повышения гибкости реакции на изменения рынка и процессов поставок продукции.

Перспективным направлением в решении задачи повышения конкурентоспособности и эффективности деятельности предприятий является развитие методов, механизмов и инструментов организации и управления хозяйственными образованиями промышленности на основе межпроизводственной кооперации. На принципах кооперации, координации и синхронизации основных бизнес-процессов и моделей планирования и управления на основе единых информационных каналов с поставщиками и клиентами по всей цепи поставок (ЦП) базируются стремительно развивающиеся концепции гибких организационных форм межпроизводственной кооперации.

Примеров подобных форм на практике множество. Производитель компьютерной техники DELL использует систему оперативного конфигурирования персональных компьютеров и ноутбуков. Подобная система существует у DELL с 2002г. В Dell уровень запасов рассчитан на 4 дня вместо 30 в среднем по отрасли. Прибыль компании составила 361 млн. долларов в 2001 г. против 1,1 млрд. потерь в отрасли. Из 100 000 производимых на заводе Audi в Некарзульме автомобилей только 2 полностью идентичны, на заводе Daimler Crysler в Штуттгарте - только 22 из 430 000 в год. При этом до 75% общего спектра деталей приходится под индивидуальный заказ.

В концепциях гибких организационных форм межпроизводственной кооперации активно используются Интернет-технологии для оперативной координации ЦП. К первым компаниям, внедрившим технологии управления ЦП, относятся Wal-Mart и Procter&Gamble в сфере торговли и Cisco, Toyota, National Semiconductor. Примеры внедрения управления ЦП в корпорациях Hewlett Packard, Spartan Stores, Clariant Inc., Ace Hardware показали возможность снижения уровня запасов на 40%, доведения уровня сервиса до 95-99%, повышения степени использования мощностей до 40%, а также снижения затрат на транспортировку с 7% до 2,5% от себестоимости продукции.

В России в области малого и среднего бизнеса также существуют примеры формирования системы промышленной кооперации на основе оперативного синтеза ЦП. Одним из них является основание Межрегионального центра промышленной субконтрактации и партнерства. В Санкт-Петербурге были разработаны Электронная Информационная Система Субконтрактинга (ЭИСС) и Информационная Система Субконтрактинга (ИСС).

Организация бизнеса на данных принципах позволяет гибко реагировать на изменения рыночной конъюнктуры за счет построения новых организационно-функциональных схем взаимодействия предприятий. Эти схемы позволяют оперативно формировать ЦП для выполнения заказов клиентов. Эффективное управление ЦП - это один из решающих факторов сохранения и повышения уровня доходов и конкурентоспособности на современных и будущих рынках.

По оценкам специалистов, реализованные проекты по внедрению концепции управления ЦП показали возможность снижения затрат на 5-60%, уровня запасов на 20-60 %, снижения времени изготовления и поставок за счет согласования процессных цепей до 10-50 %, повышение точности поставок дна 20-60%, улучшения использования мощностей до 20%, повышения прибыли за счет оптимизация процесса создания стоимости и снижения трансакционных издержек в области закупок и сбыта до 30 %, повышения качества продукции до 30%, увеличения оборота и доли рынка за счет улучшения реакционной способности системы и изменения отношений с клиентами до 55 %. Задачи управления ЦП являются чрезвычайно актуальными. По оценкам специалистов, доля оперативных затрат в цепи создания стоимости, приходящаяся на цепи поставок, составляет 75%. 80% стоимости конечного продукта зависит от решений, принятых на этапе построения ЦП.

Состояние разработанности научной проблемы. В последние годы за рубежом и в России в экономической литературе глубоко исследуются проблемы межфирменной кооперации в промышленности и логистике. В работах В.И. Сергеева, В.В. Дыбской, О.Д. Проценко, Л.Б. Миротина, А.Г. Некрасова, В.С. Лукинского, С.А. Уварова, Е.И. Зайцева, Б.В. Соколова, А.В. Смирнова, А.В. Архипова, S. Wirth, H. Wildemann, H.P. Wiendahl, J. Suedow, J. Kaeschel, T. Teich (Германия), B.Kaluza (Австрия), L.M. Camarihna-Matos (Португалия), C. Chandra, H. Simchi-Levi, T. Tayur, T. Harrison (США) сделан значительный задел в области разработки методологических основ моделирования и управления сложными организационно-технологическими структурами, и в частности, ЦП.

Вместе с тем, как показывает анализ отечественной и зарубежной экономической литературы, на практике и в теории концепции управления ЦП понимаются в самых различных аспектах - от простого согласования планов сбыта и поставок несколькими компаниями до всеобъемлющей концепции управления бизнесом в 21 веке. Подобное различие обусловлено, во-первых, недостаточной научной проработанностью теоретических основ организации и управления сложными кооперационными межфирменными сетевыми структурами, отсутствием классификации объектов и т.д., а во-вторых - чрезмерной абстрактностью имеющихся результатов вследствие отсутствия интегрированных формальных методов и моделей, учитывающих специфику сложных распределенных экономических систем.

Многие основополагающие понятия управления ЦП не получили до сих пор однозначного определения и по-разному трактуются многими авторами, которые, как правило, ограничиваются интуитивным пониманием различных терминов. Это приводит к отсутствию должного смыслового единства при решении различных задач управления ЦП, логической некорректности, неоднозначности понимания результатов работ и сферы применения предлагаемых методик. В связи с этим возникает потребность в теоретическом осмыслении комплекса междисциплинарных проблем моделирования и управления цепями поставок.

Актуальность и важность перечисленных проблем, их практическая значимость, а также необходимость более глубокой научной проработки вопросов моделирования и управления ЦП определили выбор темы диссертационного исследования, его структуру и круг решаемых задач.

Целью диссертационной работы является развитие научно-методических основ управления бизнес-процессами в гибких организационных формах межпроизводственной кооперации на основе разработки новых и адаптации существующих методов, механизмов и инструментов организации и управления цепями поставок.

Для достижения данной цели были поставлены и решены следующие основные задачи:

· Анализ гибких организационных форм межпроизводственной кооперации с учетом зарубежного и отечественного опыта, форм их организации, определение критериев их классификации, уточнение и расширение понятийного аппарата, а также определение особенностей управления цепями поставок,

· Разработка методологии интегрированного управления бизнес-процессами цепей поставок на функциональном, организационном и управленческом уровнях,

· Разработка междисциплинарной методологии комплексного решения задач управления цепями поставок с учетом их особенностей, а также с учетом факторов неопределенности,

· Разработка комплексной концептуальной и формальной модели процессов планирования и оперативного управления цепями поставок,

· Разработка прикладных моделей и алгоритмов решения задачи управления цепями поставок с учетом структурно-функциональной сложности, активности элементов цепей поставок, факторов неопределенности, взаимосвязи моделей планирования и управления цепями поставок и их практическая реализация.

Предметом исследования является совокупность теоретических, методологических, методических и практических вопросов, связанных с принятием решений при управлении цепями поставок в гибких организационных формах кооперации промышленных предприятий.

Объектом исследования являются промышленные предприятия, осуществляющие взаимодействие и формирующие цепи поставок на основе гибких организационных форм межпроизводственной кооперации.

Теоретической и методологической основой диссертационного исследования послужили труды отечественных и зарубежных ученых по производственному и информационному менеджменту, логистике, современным информационным технологиям, теории управления и принятия решений, системному анализу, системам искусственного интеллекта и эвристическим алгоритмам, а также экономико-математические методы.

Статистической базой исследования выступают материалы государственных статистических органов РФ, зарубежных органах статистики, а также материалы, непосредственно собранные автором в рамках участия в проектах создания систем управления цепями поставок в гибких организационных формах кооперации промышленных предприятий в России (Санкт-Петербурге) и Германии.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка используемой литературы и приложений. Общий объем работы составляет 273 страницы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, определены основные направления исследования, круг решаемых задач и методы их решения.

В главе 1 «Проблемы управления цепями поставок в современных организационных формах межпроизводственной кооперации» системно рассмотрены основы различных концепций гибких организационных форм межпроизводственной кооперации, их сущность и эффективность, тенденции развития, а также представлен обширный практический материал. Анализ современных подходов к организации и управлению предприятиями и научной литературы позволил выявить круг проблем повышения конкурентоспособности предприятий на основе их кооперации и координации с использованием потенциала современных информационных технологий.

В традиционных системах управления производством и логистикой, в которых предприятия рассматриваются как изолированные элементы, возникают существенные отклонения и колебания во всей логистической цепи (ЦП). Локальная оптимизация, несогласованность действий участников ЦП и недостаточный информационный обмен в ЦП приводит к так называемому Bullwhip-эффекту. Суть управления ЦП заключается в создании комплексной системы взаимодействия предприятий с использованием принципов промышленного аутсорсинга, включающей в себя организацию кооперационных отношений, интегрированное управление ЦП, создание единого информационного пространства для координации и коммуникации участников ЦП.

Сделан вывод, что несмотря на использование общих принципов взаимодействия и формирования «сетевых» структур, развивающиеся современные формы управления бизнесом очень многообразны. В связи с этим некорректно говорить о логистических и производственных сетях вообще. Существует отраслевая, продуктовая, организационная и др. специфика, что вызывает необходимость классификации сетей.

Предложены критерии для классификации различных видов логистических и производственных сетей, в частности такие, как структура сети, степень ее открытости, принцип планирования и оперативного управления, принцип организации взаимодействий, цели сети, роль ИТ. По данным признакам выделены два основных типа сетей: цепи поставок и виртуальные предприятия (ВП). На практике существуют и такие сети, которые объединяют в себе частные элементы как ЦП, так и ВП (см. табл. 1).

Таблица 1 Ключевые характеристики цепей поставок и виртуальных предприятий

Критерий	Цепь поставок	Виртуальное предприятие
Структура кооперационной сети	Стабильная	Вариационная
Степень открытости сети	Низкая	Высокая
Горизонт планирования	Долгосрочный и среднесрочный	Оперативный, под проект
Цели сети	Создание системы долгосрочного взаимодействия предприятий	Гибкое реагирование на рыночные потребности
Роль ИТ	Внутрисетевая ИТ инфраструктура	Открытая ИТ инфраструктура на основе Интернет
Центр координации ЦП	Производитель конечного продукта	«Плавающий» центр, под проект
Конкуренция внутри сети	Практически отсутствует	Является неотъемлемым элементом
Планирование производства и логистики	На выполнение объема работ согласно прогнозируемому спросу	На выполнение заказа клиента

Анализ показал, что ЦП являются основной формой организации бизнеса на принципах стратегического взаимодействия. В ВП также существуют ЦП и именно они являются основным объектом планирования и оперативного управления. Различие состоит лишь в разных принципах формирования ЦП и оперативного управления ими. Именно ЦП являются практическим воплощением принципов стратегического взаимодействия (collaboration) предприятий и формирования «сетевых» структур (networking).

Анализ особенностей различных форм управления ЦП позволил определить основные источники проблем управления цепями поставок, которые состоят в активности элементов ЦП, структурной динамике, сочетании централизованного и децентрализованного управления.

На основе анализа практических примеров цепей поставок и виртуальных предприятий впервые сформулированы и систематизированы задачи управления бизнес-процессами в гибких организационных формах межпроизводственной кооперации, а также инструментарий решения данных задач. В основу предложенной систематизации положено разделение задач управления ЦП на три уровня концептуальный уровень (уровень бизнес-процессов), формальный уровень (уровень моделирования ЦП) и уровень информационных систем (ИС).

На каждом из этих уровней предложено классифицировать задачи синтеза и анализа ЦП применительно к стадиям планирования и оперативного управления ЦП. На концептуальном уровне моделируются организационно-экономические проблемы ЦП, бизнес-процессы, оргструктуры и т.д. На математическом уровне формализовано описываются в виде математических моделей и решаются на основе различных алгоритмов различные задачи синтеза и анализа ЦП. На уровне ИС моделируются отдельные программные продукты, а также среды из взаимодействия для интегрированной поддержки принятия решений в ЦП.

Проведен анализ состояния и тенденций развития методологии моделирования сложных производственно-логистических систем. Данный анализ показал, что особенности задач управления цепями поставок не позволяют осуществить адекватное описание процессов планирования и управления ЦП с помощью одного класса классических моделей и алгоритмов в силу высокой степени жесткости этих моделей, недостаточным учетом активности элементов системы и факторов неопределенности. Сделан вывод, что современной тенденцией в моделировании ЦП является комбинирование различных методов моделирования.

На основе вышеупомянутых исследований и обобщения методических вопросов, выявленных в результате многолетнего опыта практической работы автора в России и Германии сформулированы цели и задачи диссертационного исследования, системному рассмотрению которых посвящены главы 2 и 3. В главе 4 обобщены и представлены на практических примерах в тесной взаимосвязи методологии управления и моделирования ЦП, разработанные в главах 1-3.

В главе 2 «Разработка методологии интегрированного управления бизнес-процессами цепей поставок» раскрыты основные этапы внедрения концепции управления ЦП на практике. По мнению автора, организация и управление бизнесом на основе концепции управления ЦП включает в себя четыре основных этапа: интеграцию всех партнеров цепи создания стоимости для решения общих задач на основе организации межфирменных кооперационных отношений; моделирование и реинжиниринг ключевых бизнес-процессов; разработку принципов построения и структуры системы интегрированного планирования и управления; разработку концепции информационных технологий для управления ЦП.

Предложена и обоснована 4-стадийная концепция практического внедрения системы управления ЦП. Построение системы управления ЦП начинается с организации межфирменной кооперации. Эта фаза направлена на создание партнерских отношений между предприятиями-участниками ЦП. На фазе организации системы управления ЦП решается комплекс задач, связанный с установлением договорных отношений между предприятиями, выбором формы организации кооперационных отношений, выработкой системы целей кооперации, определением ролей, ответственности и правил взаимодействия. Для данного этапа разработана система классификации и оценки шансов и рисков кооперационной стратегии ведения бизнеса.

Фаза моделирования и реинжиниринга ключевых бизнес-процессов направлена на создание статического информационного портрета системы управления ЦП. Задачами данного этапа является выявление и описание межорганизационных бизнес-процессов с помощью специальных инструментальных средств. Основными средствами и методами моделирования логистических и производственных процессов в настоящее время являются SCOR (Supply Chain Operations Reference Model - модель операций цепей поставок), ARIS (Architecture of Information Systems - архитектура информационных систем), UML (Unified Modeling Language - унифицированный язык моделирования).

Сделан вывод, что главным недостатком данных средств и методов моделирования процессов является то, что они позволяют лишь формализовать описание бизнес-процессов, но не дают возможности для системного формирования функциональных структур и оптимизации бизнес-процессов. Поэтому с учетом всех положительных аспектов концепций ARIS, UML и SCOR необходима разработка специальной методологии комплексного моделирования процессов при проектировании информационных систем.

Разработана методология комплексного моделирования бизнес-процессов «КОМПАС». Суть методологии «КОМПАС» состоит в формировании комплексной модели производственной системы в виде взаимосвязанных составных частей. Функциональная, организационная и информационная модели составляют базовую модель (БМ), которая для конкретных целей анализа может быть дополнена другими моделями (регламентная модель, модель контроллинга, критериальная модель). Анализ и описание процессов и функциональных структур с помощью рассмотренных выше шести моделей позволяет в полной мере отразить все характеристики процессов: функции, исполнителей, информационные потоки, регламенты, затраты и критерии эффективности.

Помимо применения инструментальных средств моделирования, важной составляющей данного этапа является разработка специальных методик, позволяющих вскрыть источники формирования бизнес-процессов, оценить устойчивость бизнес-процессов, определить их узкие места и произвести целенаправленное улучшение (реинжиниринг) бизнес-процессов с помощью механизмов перехода на альтернативную траекторию выполнения бизнес-процесса в случае отклонений от планового состояния.

Построение интегрированной системы управления начинается с организационных изменений (реинжиниринга бизнес-процессов) и создания комплексных моделей планирования и управления ЦП. И лишь после синхронизации всех основных бизнес-процессов, разработки стратегии и концептуальных моделей планирования и управления ЦП можно приступать к работам по внедрению информационных систем, поддерживающей интегрированное управление ЦП. В предложенном подходе реализован принцип одновременного структурно-функционального синтеза ЦП как основы построения соответствующей интегрированной информационной системы.

Разработана методика сравнительного анализа и выбора стратегии интегрированного управления в условиях стратегического взаимодействия. Приведены практические примеры и рекомендации по построению системы интегрированного управления для распространенных стратегий интеграции и координации ЦП, таких как CPRF (Collaborative Planning, Replenishment and Forecasting - совместное планирование, приобретение материалов и прогнозирование), VMI (Vendor-Managed Inventory - запасы, управляемые клиентом), ECR (Efficient Consumer Response - эффективная реакция на потребности клиента).

Этап разработки концепции информационных технологий является завершающим в построении системы управления ЦП. Создание единого информационного пространства (ЕИП), т.е. среды интегрированного планирования и управления всей ЦП, координации и коммуникации участников ЦП является важнейшей составляющей концепции управления ЦП.

Разработана модель ЕИП, к основным составляющим которой относятся системы планирования и оперативного управления. Система планирования базируется, как правило, на системах классов ERP (Enterprise Ressource Planning - планирование ресурсов предприятий), а система управления - на системах классов APS (Advanced Planning Systems - системы расширенного планирования) и SCEM (Supply Chain Event Management - управление событиями в цепях поставок). Тенденциями развития ИТ для управления ЦП является разработка систем класса E-SCM (Electronic Supply Chain Management) на основе интернет-технологий, а также обеспечение взаимодействия между различными классами систем, используемых различными участниками ЦП. В концепции E-SCM, Интернет выступает в качестве среды коммуникации партеров в ЦП и их информационных систем. К основным элементам E-SCM относятся: E-Procurement (электронные закупки), E-Commerce (электронная коммерция), E-Collaboration (электронное взаимодействие).

ИТ выполняют роль информационной инфраструктуры, обеспечивающей реализацию бизнес-процессов и моделей планирования и управления ЦП. ИТ играют роль катализатора, позволяющего обеспечить принципиально новый уровень кооперационных отношений. С другой стороны, именно состояние развития ИТ во многом определяет решения, принимаемые на этапах организации кооперационных отношений, реинжиниринга бизнес-процессов и разработки моделей интегрированного планирования и управления ЦП. Это еще раз подчеркивает тесную взаимосвязь и взаимообусловленность всех этапов организации и управления бизнесом на основе концепции управления ЦП, что вызывает необходимость теоретического системного осмысления комплекса междисциплинарных проблем и выработки единых методологических основ организации и управления сложными кооперационными межфирменными сетевыми структурами.

В связи с этим, важное значение приобретает разработка концептуальных моделей управления ЦП, постановка и формализация типовых задач управления ЦП. При создании комплексных моделей управления ЦП особое значение приобретает системный учет факторов неопределенности с использованием специальной системы категорий и показателей. Важным элементом данного этапа является также разработка инструментальных средств моделирования и оптимизация цепей поставок. Данные вопросы рассмотрены в 3 и 4 главах диссертационной работы.

В главе 3 «Разработка методологии решения задач управления цепями поставок на основе развития концепции комплексного моделирования» представлена методология поддержки принятия решений при управлении цепями поставок, основанная на децентрализованном интегрированном моделирования ЦП, целью которой является разработка фундаментального междисциплинарного подхода к решению задач управления ЦП в гибких логистических и производственных сетях.

В работе проведен критический анализ основных концепций моделирования ЦП (исследование операций, мультиагентые системы, теория систем и управления, нечеткая логика) и различных инструментов решения задач управления ЦП (аналитические, статистические, имитационные и эвристические методы). В таблице 2 представлены преимущества и недостатки инструментария решения задач управления ЦП.



Таблица 2 Анализ инструментов решения задач управления ЦП

Инструменты	Область применения	Преимущества	Недостатки
Аналитические методы	Простые проблемы планирования потребностей и выбора поставщиков	Наглядность; оптимальные решения	Ограничения для динамических систем; Недостаточная гибкость
Статистические методы	Прогнозирование спроса, анализ трендов	Решение задач с учетом неопределенности	Высокие требования к исходным данным; ошибки прогнозов
Эвристики	Сложные задачи, например, динамический выбор поставщиков	Решение сложных задач, в т.ч. с неполной информацией	Не гарантируют оптимального решения
Имитационное моделирование	Исследование поведения систем в динамике	Моделирование сложных сетевых структур; наглядность	Сложность разработки; неоднозначность интерпретации результатов; не гарантируют оптимального решения

Рассмотренным методам и инструментам моделирования ЦП свойственен ряд общих недостатков. Прежде всего, в них практически не учитывается свойство активности элементов ЦП (за исключением имитационных моделей). Структурная и функциональная стадии синтеза ЦП в ЦП, а также задачи планирования и управления рассматриваются отдельно, на основе различных, методологически не связанных друг с другом методов и моделей. Большинство из известных математических моделей носят статичный и детерминированный характер и не учитывают факторы неопределенности при планировании ЦП.

Выявлены основные причины сложности моделирования ЦП. Прежде всего, эти особенности связаны с активностью элементов ЦП (предприятий), т.е. наличия у них собстенных целей, интересов и т.д., которые меняются в динамике. ЦП как сложный объект планирования и управления, как правило, описывается с помощью различных моделей (статические и динамические, стохастические и детерменированные, аналитические и имитационные и т.д.). Помимо этого, функционирование ЦП сопровождается различными возмущающими воздействиями. Вследствие этих возмущений, которые могут носить как внешний (объективные изменения внешней среды), так и внутренний (субъективные факторы, например, изменение целей предприятия-участника ЦП) характер, возникают колебания в ЦП, что в совокупности приводит к значительному увеличению степени сложности и неопределенности при решении задач планирования и управления ЦП.

На основе результатов, представленных в предыдущих параграфах, проведен анализ различных методов моделирования цепей поставок с учетом особенностей моделирования сложных производственно-логистических систем. Данный анализ позволил выявить преимущества и недостатки различных методов моделирования ЦП, а также определить области их применения при решении различных задач управления ЦП. Проведена классификация основных методов решения задач управления ЦП

Обоснован выбор концепции междисциплинарного моделирования сложных производственно-логистических систем как основы методологии комплексного моделирования ЦП. В литературе описано множество примеров комбинирования различных методов моделирования ЦП. Существуют также разработки в области специальных языков моделирования ЦП, предназначенных для обмена моделями ЦП в независимости от метода их решения и компьютерной реализации, а также в области программных продуктов для поддержки принятия решений в распределенных кооперационных системах.

Основными принципами предлагаемой методологии комплексного моделирования ЦП являются учет активности элементов ЦП (т.е. наличия у них собственных целей, интересов и т.д.), полимодельность, интегрированность и децентрализованность. Разработана методология построения интегрированных комплексных моделей для SCM и ВП, основными элементами которой являются:

§ мультиагентная система как концептуальный носитель модели, предназначенная для концептуального, математического и имитационного моделирования на основе интеллектуальных агентов,

§ полимодельные комплексы, позволяющие осуществлять постановку, решение и получение результатов расчетов на различных классах моделей с помощью теории категорий и функтуров,

§ система интегрированного моделирования для связи стадий планирования и выполнения работ в ЦП, уровней принятия решений и реализации «сквозного» принципа моделирования «концептуальная модель - математическая модель - программный продукт»,

§ процесс децентрализованного принятия решения по управлению ЦП.

Рассмотрим данные принципы подробнее.

Принцип 1. Учет активности элементов ЦП. Предложено и обосновано использование мультиагентных систем как концептуального носителя моделей ЦП с целью учета активности элементов ЦП. Сложность и неопределенность ЦП во многом обусловлены взаимодействием активных элементов (предприятий) сети. В связи с этим представляется целесообразным привлечение аппарата мультиагентных систем в качестве идеологии концептуального, математического и имитационного моделирования ЦП на основе интеллектуальных агентов. МАС обладает множеством свойств, которые могут быть использованы для решения задач управления производством и логистикой в ЦП. Однако, следует отметить, что в большинстве работ МАС рассматриваются с позиций компьютерного моделирования, а не с общесистемных методологических позиций.

В развиваемом в данной работе подходе предлагается рассматривать агентов не только с позиций компьютерного моделирования, но и с общесистемных методологических позиций в качестве концептуальных носителей модели. Это означает, что агенты являются не только средством реализации программного обеспечения, но и выступают в роли элементов концептуального и математического моделирования. Это позволяет создать единую методологическую основу анализа и моделирования открытых экономических систем с активными элементами.

МАС в подобной постановке состоит из трех основных уровней:

· концептуальное моделирование в терминах МАС,

· математическое моделирование на основе комбинирования МАС и классических теорий,

· МАС как программный модуль имитационного моделирования ЦП.

В работе предложена функциональная модель агенты и общая схема управления заказами клиентов с помощью МАС.

Принцип 2. Полимодельность. В разработанной методологии традиционные методы и инструменты моделирования не противопоставляются, а рассматриваются в совокупности, формируя тем самым единую методологическую базу моделирования ЦП (рис. 1).

Рис. 1. Комбинирование различных концепций и инструментов моделирования как основа изучения сложных логистических и производственных систем

Определены основные концепции, формирующие основу интегрированного моделирования ЦП. Мультиагентные системы (МАС) представляют собой концептуальную основу моделирования активных элементов. Теория систем и управления служит теоретической основой анализа и синтеза ЦП. Методы исследования операций выступают в роли базовых методов оптимизации ЦП. Концепция нечеткой логики используется в целях описания качественных характеристик моделей. Аналитические методы предназначены для получения оптимальных значений, статистические - вероятностной оценки и прогнозирования. Эвристические методы используются для решения трудно формализуемых задач большой размерности с неполной информацией. Имитационное моделирование используется для исследования процессов ЦП в динамике и анализа различных сценариев выполнения работ в ЦП.

Как правило, реальные задачи управления ЦП требуют одновременное использование различных методов и инструментов моделирования ЦП. Это обусловлено, во-первых, сложностью задач управления ЦП, во-вторых, одновременным решением задач управления ЦП на различных структурах ЦП (технологической, организационной, функциональной, информационной, технической, финансовой), а в-третьих - изменением задач управления ЦП, структуры и полноты исходных и выходных данных в динамике на всем протяжении ЦП. Это приводит как к проблеме выбора инструмента решения задачи управления ЦП, так и к проблеме связи задач и моделей их решения (результат одной модели, как правило, является исходными данными для другой модели).

Формируемые интегрированные модели содержат элементы нескольких методов (например, теория графов и МАС для описания активных элементов графов, исследование операций и МАС для оценивания качества решений агентов, эвристические алгоритмы и нечеткая логика, теория управления в сочетании с исследованием операций и МАС и т.д.).

Принцип 3. Интеграция. Интеграция рассматривается в следующих трех аспектах: интеграция стадий планирования и выполнения работ в ЦП, интеграция уровней принятия решений и реализация «сквозного» принципа моделирования «концептуальная модель - математическая модель - программный продукт» на основе интегрированного использования различным концепций моделирования ЦП.

Основными элементами предлагаемой концепции интеграции являются: общесистемный блок, блок интегрированного экономико-математического моделирования, блок моделей и алгоритмов. В общесистемном блоке определены концептуальные модели, метаметодологии, а также совокупность базовых категорий, определений и показателей для моделирования ЦП. Все эти элементы носят междисциплинарный характер на основе комбинирования различных концепций моделирования. В данном блоке заложены основы единой методологической базы моделирования ЦП с учетом особенностей ЦП. Примерами содержания общесистемного блока служат (i) мета-методология комбинирования концепций МАС и теории управления, (ii) концептуальные модели синтеза и оперативного управления ЦП, в т.ч. с учетом факторов неопределенности, а также(iii) разработанная система категорий для анализа факторов неопределенности в ЦП.

В блоке интегрированного моделирования определены правила междисциплинарного интегрированного моделирования ЦП. В нем предложены методы (i) комбинирования различных классов моделей и (ii) интегрированного рассмотрения различных этапов управления ЦП.

Блок моделей и алгоритмов содержит конкретные модели и алгоритмы для решения различных задач ЦП, а также их реализацию в виде программных продуктов для моделирования ЦП. На основе концептуальных моделей из общесистемного блока и с применением принципов интегрированного моделирования в данном блоке разрабатываются междисциплинарные модели, алгоритмы и программные продукты, позволяющие гибко использовать различные модели при решении всего спектра задач управления ЦП.

Прицип 4. Децентрализация. Под децентрализацией в данной концепции понимается принцип управления и принятия решения в ЦП. На рис. 2 представлен процесс принятия решений в ЦП, основанный на комбинированном использовании МАС, исследования операций и теории управления.

Рис. 2. Процесс принятия решений в ЦП

Алгоритмы исследования операций и теории управления предназначены для нахождения идеальных (эталонных) решений. Эти решения используются координатором ЦП для оценки предварительных решений, представленных агентами, относительно их качества, полноты и достоверности. Другим преимуществом является возможность балансировки интересов и целей координатора заказа и агентов. Планы, рассчитанные координатором, корректируются и улучшаются агентами. Подобная комбинированная процедура принятия решений позволяет реализовать принцип децентрализованного управления ЦП, четко определяя сферы компетенций координатора ЦП и предприятий-участников ЦП.

В разработанной методологии моделирования ЦП впервые представлен междисциплинарный подход к моделированию ЦП в гибких организационных формах межпроизводственной кооперации с децентрализованным управлением, что позволило сформировать единую методологическую основу анализа, моделирования и оптимизации ЦП, обеспечить создание целостных реалистичных моделей и избежать несогласованных модельных фрагментов и реализовать принцип «сквозного» моделирования «концептуальная модель - математическая модель - программный продукт».

В главе 4 «Разработка методологии принятия решений при управлении цепями поставок в условиях неопределенности» представлена методология учета факторов неопределенности при управлении ЦП. ЦП являются сложной многоструктурной системой с активными элементами, функционирующей в условиях динамично развивающейся рыночной среды. В связи с этим возникает необходимость расширения моделей планирования и управления ЦП за счет оценивания и мониторинга так называемых возмущающих факторов, а также включения в комплексные модели управления ЦП механизмов выработки регулирующих управляющих воздействий.

Для системного анализа задачи планирования и управления ЦП с учетом возмущающих факторов в данной работе предлагается ввести в рассмотрение определенную систему категорий, терминов, принципов, измерителей и т.д. Для данного спектра проблем в данной работе предложено использование развитого понятийного аппарата, разработанного в теориях систем и управления для изучения факторов неопределенности, колебаний, надежности, чувствительности и устойчивости сложных систем.

Разработана методология управления цепями поставок с учетом факторов неопределенности, включающая в себя концепцию управления рисками в ЦП, анализ устойчивости ЦП, а также концепции адаптации ЦП. В случае недопустимых отклонений в функционировании ЦП, либо в случае неблагоприятного прогноза осуществляется регулирование ЦП путем внесения соответствующих структурных, функциональных, параметрических, целевых и прочих изменений как в сам ход выполнения работ в ЦП, так и в модели планирования и оперативного управления ЦП (структурно-параметрическая адаптация моделей).

Впервые предложено и обосновано использование анализа устойчивости для проверки выполнимости плана ЦП, а также поддержки принятия оперативных решений по управлению ЦП на основе интеграции анализа устойчивости и многоуровневой системы адаптации ЦП, что позволило расширить классическое понимание анализа неопределенности с позиций управления риском и разработать эффективный инструментарий поддержки принятия решений в условиях неопределенности.

Основным результатом методологии управления цепями поставок с учетом факторов неопределенности является разработка методологических основ и практических методик поддержки принятия решений в условиях неопределенности при решении задач синтеза и анализа ЦП на этапах планирования и оперативного управления ЦП. Предложенная концепция позволяет существенно повысить устойчивость ЦП, эффективность и оперативность принятия решений при управлении ЦП.

В главе 5 «Разработка прикладных моделей и алгоритмов управления цепями поставок и их практическая реализация» разработаны и проиллюстрированы на практических примерах модели и алгоритмы для трех наиболее значимых задач управления и моделирования ЦП.

Впервые разработана и реализована на практике в России и Германии комплексная концептуальная модель управления ЦП, формирующая единую методологическую основу анализа и синтеза ЦП на всех этапах технологии управления ЦП и позволяющая целенаправленно формировать бизнес-процессы ЦП и проектировать соответствующие информационные системы.

Разработана обобщенная схема моделирования задачи динамического структурно-функционального синтеза и реконфигурирования ЦП, которая представлена на рис. 3.

Рис. 3. Обобщенная схема моделирования задачи динамического структурно-функционального синтеза и реконфигурирования ЦП

Предложена концептуальная модель управления ЦП. Основными этапами технологии управления ЦП являются планирование (синтез/конфигурирование) ЦП и оперативное управление ЦП (мониторинг ЦП и реконфигурирование ЦП). Задача планирования работ в ПЛС (задача формирования ЦП) состоит в выборе на данном множестве альтернатив наилучшей конфигурации ЦП с учетом параметров заказов клиентов (сроки поставок, цены, количество, технология изготовления и т.д.), а также характеристик доступных в данных момент времени компетенций предприятий (производственные мощности, затраты и т.д.). Задача оперативного управления ЦП состоит в мониторинге бизнес-процессов и их регулировании (реконфигурировании ЦП) в случае недопустимых отклонений от плановых состояний в результате воздействия возмущающих факторов.

Разработанная концептуальная модель планирования и управления ЦП представлена на рис. 4.

Рис. 4. Концептуальная модель управления логистическими цепями

Сформулирована постановка и разработаны обобщенная модель и алгоритмы для решения задачи планирования и оперативного управления ЦП, проиллюстрированные на примере машиностроительного предприятия с использованием специально разработанного программного пакета "Supply Network Dynamic Control".

Сформулирована постановка и разработаны обобщенная модель и алгоритмы для решения задачи комплексного учета факторов неопределенности при синтезе и анализе цепей поставок, проиллюстрированные на примере оперативного управления ЦП автомобилестроительного предприятия на основе интегрированного анализа устойчивости ЦП и адаптации ЦП.

Практическое применение разработанной концепции управления ЦП представлено на примере субконтрактинговой сети Санкт-Петербурга. В Санкт-Петербурге в рамках цикла научно-исследовательских работ, проводимых Фондом поддержки промышленности и Институтом промышленного субконтрактинга по заказу Комитета экономического развития, промышленной политики и торговли Администрации Санкт-Петербурга в 2003-2005 гг были разработаны Электронная Информационная Система Субконтрактинга (ЭИСС), функциями которой являются: предоставление единой платформы для получения, обработки, хранения и обновления информации; организация инструмента обмена информацией; механизм поиска поставщиков и заказчиков продукции промышленного назначения и др., а также Информационная Система Субконтрактинга (ИСС).

ИСС содержит сведения о производственных возможностях промышленных предприятий в базе данных (Электронная База Данных Мониторинга - ЭБДМ), которая обновляется в соответствии с изменениями производственных возможностей и текущей загрузки предприятий. Помимо ЭБДМ, составными частями ИСС являются система планирования заказов на базе ERP-системы, а также система моделирования и оптимизации ЦП.

Рис. 5. Информационная система управления ЦП

На основе построенной системы управления ЦП были достигнуты следующие результаты:

· Формирование единой информационной среды взаимодействия малых, средних и крупных предприятий в рамках развития субконтрактинга,

· Усиление связей научно-технической и производственной сфер экономики,

· Ускорение появления и устойчивого роста технологически ориентированных инновационных специализированных малых и средних предприятий,

· Внедрение эффективных механизмов ресурсного обеспечения и управления разделением рисков для малых и средних производственных предприятий, цепочек кооперированных поставок и инновационных процессов,

· Развитие конкурентоспособных производственных предприятий, специализированных по основным технологическим переделам, с использованием методов проектного инвестирования,

· Углубление специализации и расширение кооперации промышленных предприятий, усиление связи предприятий малого и крупного научно-производственного бизнеса.

Разработанная обобщенная схема моделирования задачи динамического структурно-функционального синтеза и реконфигурирования ЦП проиллюстрирована в работе в виде соответствующих моделей и алгоритмов. В заключение главы рассмотрен пример моделирования ЦП в программном пакете "Supply Network Dynamic Control". На этапе планирования осуществляется синтез ЦП и составление оперативно-календарного плана для каждого из заказов. Использование методологии многоструктурных макросостояний позволяет представить и оценить не только результаты планирования, но и результаты функционирования ЦП на агрегированном уровне детализации (на уровне трех основных макросостояний: плановое, отклонения от плана, необходимость реконфигурирования, и шести переходных макросостояний), что дает возможность менеджерам получить комплексное представление о динамике выполнения заказов в ЦП и сформировать необходимые управленческие воздействия (например, изменить структуру сети, привлечь в сеть дополнительные ресурсы, отказаться от выполнения части заказов, определить «узкие места» ЦП и т.д.).

В заключение работы представлены основные результаты проведенного диссертационного исследования.

В приложениях содержатся методические и расчетные материалы, подтверждающие апробацию результатов исследования.

ВКЛАД АВТОРА В ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОБЛЕМЫ

Определение цели, постановка задач, методологический подход к решению научной проблемы, теоретические положения, выводы и практические рекомендации, содержащиеся в диссертации, являются результатом самостоятельного исследования автора. Конкретное личное участие автора в получении результатов, изложенных в диссертации, и личный вклад в исследование проблемы состоят в следующем:

· Проведен анализ гибких организационных форм межпроизводственной кооперации, видов их организации, определены критерии их классификации, уточнен и расширен понятийный аппарат,

· Определены особенности управления цепями поставок гибких организационных форм межпроизводственной кооперации, сформулированы и систематизированы задачи управления бизнес-процессами цепей поставок, а также инструментарий решения данных задач.

· Разработана методология интегрированного управления бизнес-процессами цепей поставок,

· Разработана междисциплинарная методология комплексного решения задач управления цепями поставок гибких организационных форм межпроизводственной кооперации с учетом их особенностей, а также с учетом факторов неопределенности,

· Сформулирована и решена задача планирования и оперативного управления ЦП,

· Разработаны и реализованы на практике прикладные модели алгоритмы решения задач управления цепями поставок.

СТЕПЕНЬ НОВИЗНЫ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

Научная новизна исследования состоит в том, что в работе получили развитие теоретические и методологические основы управления бизнес-процессами в гибких организационных формах межпроизводственной кооперации на основе впервые предложенных автором и представленных им в виде практических рекомендаций новых и адаптации существующих методов, механизмов и инструментов организации и управления цепями поставок, а также на основе комплексного междисциплинарного подхода к решению задач управления цепями поставок с учетом их специфических особенностей, практического опыта и с применением современных информационных технологий.

К основным результатам, определяющим научную новизну диссертационного исследования, относятся:

· На основе методов общесистемного анализа и практического опыта управления цепями поставок определены ключевые критерии классификации гибких организационных форм межпроизводственной кооперации, что позволило выделить основные виды этих форм, а также классифицировать основные проблемы управления цепями поставок.

· Предложена и апробирована на практике методология практического внедрения концепции управления ЦП, которая позволяет комплексно выполнять работы на четырех основных этапах построения системы управления ЦП: интеграция партнеров цепи создания стоимости; моделирование и реинжиниринг ключевых бизнес-процессов; разработка принципов построения и структуры системы интегрированного планирования и управления; разработка концепции информационных технологий для управления ЦП.

· Разработана и опробована на практических примерах методология комплексного моделирования ЦП, в которой впервые представлен междисциплинарный подход к моделированию ЦП в гибких организационных формах межпроизводственной кооперации с децентрализованным управлением, что позволило сформировать единую методологическая основа анализа, моделирования и оптимизации ЦП и реализовать принцип «сквозного» моделирования «концептуальная модель - математическая модель - программный продукт».

· Разработана методология управления ЦП в условиях неопределенности, включающая в себя концепцию управления рисками в ЦП, анализ устойчивости ЦП, а также концепцию адаптации ЦП, что позволяет комплексно учесть различные факторы неопределенности и риска как на этапе формирования ЦП, так и на этапе выполнения работ в ЦП.

· Впервые разработана и реализована на практике в России и Германии комплексная концептуальная модель управления ЦП, формирующая единую методологическую основу анализа и синтеза ЦП на всех этапах технологии управления ЦП и позволяющая целенаправленно формировать бизнес-процессы ЦП и проектировать соответствующие информационные системы.

· Впервые разработаны методы интегрированного моделирования ЦП в рамках предложенной комплексной концептуальной модели управления ЦП, на основе которых предложены и реализованы на практике варианты моделей и алгоритмов решения задачи динамического структурно-функционального синтеза и реконфигурирования ЦП с учетом факторов неопределенности, активности элементов системы и взаимосвязи моделей планирования и управления ЦП.

Практическая значимость результатов. Разработанные на базе предложенных автором методологических положений методы и инструменты управления ЦП в гибких организационных формах межпроизводственной кооперации имеют значительную практическую значимость, т.к. позволяют: