Моделювання системи управління виробничими запасами на основі нечітких множин

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Донецький національний університет

УДК 510.22

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата економічних наук

Моделювання системи управління виробничими запасами на основі нечітких множин

Спеціальність 08.00.11 - математичні методи, моделі та інформаційні технології в економіці

Косенко Олександр Сергійович

Донецьк - 2011

Дисертацією є рукопис

Роботу виконано на кафедрі економічної кібернетики Донецького національного університету Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України (м. Донецьк). запас формалізація композиційний

Науковий керівник:

доктор фізико-математичних наук, доцент Щетініна Олена Костянтинівна, Донецький національний університет Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України, професор кафедри економічної кібернетики (м. Донецьк).

Офіційні опоненти:

доктор економічних наук, професор Румянцев Микола Васильович, Донецький національний університет Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України, професор кафедри математики та математичних методів в економіці (м. Донецьк);

кандидат економічних наук Мінц Олексій Юрійович, Приазовський державний технічний університет Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України, доцент кафедри фінансів та банківської справи (м. Маріуполь).

Захист дисертації відбудеться 29 червня 2011 року о 12.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 11.051.01 у Донецькому національному університеті Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України за адресою: 83015, м. Донецьк, вул. Челюскінців, 198-а, великий зал засідань.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Донецького національного університету Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України, за адресою: 83001, м. Донецьк, вул. Університетська, 24.

Автореферат розісланий 27 травня 2011 року.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Г.С. Овечко

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. В ринкових умовах хазяйнування максимізація ефективності функціонування підприємств визначає актуальність дослідження операційної діяльності: скорочення виробничого циклу, мінімізації запасів, вдосконалення управління матеріальними потоками, гнучкості реакції та швидкої адаптації до ринкових змін.

Таким чином, вітчизняним підприємствам необхідно впроваджувати ефективні системи управління виробничими запасами для того, щоб зайняти достойну конкурентну позицію у світовій економіці.

Але, згідно з даними Державного комітету статистики України, на протязі періоду з 1 кв. 2008 р. по 1 кв. 2009 р. рівень виробничих запасів на українських підприємствах мав тенденцію безперервного зростання з 60 млрд. грн. до 71 млрд. грн. навіть на тлі інтенсивного зниження темпів зростання ВВП. Тільки після пікового падіння рівня ВВП більш, ніж на 20% рівень запасів знизився до 63 млрд. грн. у 2 кв. 2009 р., після чого знов відновив зростання до 66 млрд. грн. в 1 кв. 2010 р.

У зв'язку з тим, що в управлінні виробничими запасами до переліку найважливіших чинників, що впливають на прийняття рішень, входять характеристики, які не мають чітких кількісних значень, виникає необхідність моделювання цих процесів з використанням інструментів нечіткої логіки.

Проблемам моделювання управління виробничими запасами у тому числі і на основі нечітких множин присвячено роботи вітчизняних і закордонних вчених: В.Н. Амітана, Р. Беллмана, В.П. Бочарнікова, К. Вонга, М.Г. Гузя, М.В. Ділігенського, Л.Г. Димової, Л.А. Заде, Г. Золло, А. Кофмана, М. Р. Лендерса, О.В. Леоненкова, Ю.Г. Лисенка, Б. Лю, М.В. Румянцева, А.П. Ротштейна, А.П. Рижова, П.В. Севаст'янова, Дж.Р. Стока, М. Суджено, Д.-У. Чои, Дж. Шапіро, Дж. Шрайбфедера, С.Д. Штовби, О.К. Щетиніної, Г.Є. Ях'яєвої та ін.

Однак в їх роботах не вирішено проблему прояву в задачах управління виробничими запасами нечіткості другого рівня та оцінки комплексного впливу вимірних чисельних нечітких даних і невимірних лінгвістичних факторів.

Тому розробка моделей системи управління виробничими запасами на основі нечітких множин є актуальною, що зумовило вибір теми, її мету та завдання.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Дисертаційну роботу виконано у рамках держбюджетних тем ДонНУ "Кількісні методи дослідження складних економічних систем" (Г-07/31, номер державної реєстрації - 0107U004649) і "Методологія моделювання економічних систем" (Г-07/30, номер державної реєстрації - 0107U004648).

Мета і завдання дослідження. Метою дослідження є моделювання системи управління виробничими запасами в умовах невизначеності і вербальної формалізації, що забезпечує підвищення ефективності діяльності підприємства. Відповідно до мети поставлено та вирішено наступні завдання дослідження:

визначено сутність процесу управління виробничими запасами з урахуванням нечіткості інформації;

досліджено існуючі методи і підходи до управління виробничими запасами;

визначено недоліки у вирішені проблеми управління виробничими запасами, пов'язані з нечіткістю інформації;

розроблено концепцію моделювання системи управління виробничими запасами підприємства на основі нечітких множин;

формалізовано параметри моделі нечіткого виводу в системі управління виробничими запасами;

побудовано модель оптимізації нечітко поставленої задачі управління виробничими запасами на основі модифікованого принципу узагальнення;

вдосконалено метод формулювання композиційного правила нечіткого логічного виводу modus ponens, що дозволяє включити в модель параметри лінгвістичної невизначеності;

отримано позитивні результати впровадження розробок дисертаційної роботи на підприємстві;

здійснено аналіз адекватності та ефективності отриманих результатів на реальному виробничому об'єкті.

Об'єктом дослідження дисертаційної роботи є процеси управління виробничими запасами підприємства в умовах невизначеності.

Предметом дослідження є економіко-математичне моделювання процесів управління виробничими запасами підприємства в умовах невизначеності на основі теорії нечітких множин.

Методи дослідження. Теоретичною і методологічною основою дослідження є роботи зарубіжних та вітчизняних вчених в області теорії управління запасами: досліджено існуючі методи управління виробничими запасами, проаналізовано їх недоліки. В роботі використано модифікований принцип узагальнення: зроблено аналіз модифікованого принципу узагальнення та можливостей його застосування в системі управління виробничими запасами. Застосовано методи нечіткого виводу: вдосконалено метод формування нечіткого виводу на основі системи лінгвістичних показників. На основі методології композиційного правила нечіткого логічного виводу modus ponens розроблено метод формування композиційного правила нечіткого логічного виводу на тлі умовно лінійної та умовно нелінійної залежностей підсумкової змінної від вербальних чинників. Шляхом використання гіпернетичних множин формалізовано нечіткі показники, які характеризують виробничі запаси на n-му рівні нечіткості.

Наукова новизна одержаних результатів. У роботі здійснено постановку та вирішення нової актуальної для економіки України задачі моделювання системи управління виробничими запасами, що засновано на використанні комбінації композиційного правила нечіткого логічного виводу й модифікованого принципу узагальнення та дозволяє підвищити ефективність системи управління виробничими запасами підприємств в умовах нечіткості і вербальної формалізації.

При цьому отримано наступні нові наукові результати.

Вперше:

• розроблено концепцію моделювання системи управління виробничими запасами підприємства на основі нечітких множин, яку побудовано на базі використання комбінації модифікованого принципу узагальнення і композиційного правила нечіткого логічного виводу modus ponens, для пошуку оптимального рішення в процесі управління виробничими запасами, що враховує весь спектр чинників, які впливають на цей процес (як чисельних, так і вербальних) з урахуванням інформації про їх нечіткість, що дозволяє підвищити ефективність і точність розрахунку ключових параметрів управління виробничими запасами.

Отримали подальшого розвитку:

• метод формалізації нечітких показників на будь-якому рівні нечіткості, які характеризують виробничі запаси, що дозволяє підвищити надійність системи управління виробничими запасами за рахунок врахування більшого обсягу важливої вхідної інформації;

• метод використання модифікованого принципу узагальнення в умовах оперування гіпернетичними множинами, що дозволяє знизити витрати на систему управління виробничими запасами, підвищити якість внутрішньої логістики, постачань і зберігання товарних цінностей.

Вдосконалено:

* метод формування композиційного правила нечіткого логічного виводу на основі системи лінгвістичних, якісно сформульованих показників, що дозволяє оптимізувати структуру бізнес-процесів в системі управління виробничими запасами.

Практичне значення одержаних результатів. Впровадження результатів дисертаційної роботи дозволяє збільшити ефективність управління виробничими запасами підприємства за рахунок прийняття більш зважених рішень, заснованих на використанні в більш повному обсязі інформації, якою володіє особа, що приймає рішення, а також за рахунок оптимізації бізнес-процесів. Це дозволяє істотно підвищити швидкість обороту виробничих запасів; значно скоротити кількість збоїв в постачаннях; зменшити можливості появи дефіциту виробничих запасів і, таким чином, збільшити рентабельність від операційної діяльності підприємства.

Одержані результати мають високу міру готовності для використання на практиці, але вимагають специфічної адаптації менеджерів вітчизняних підприємств до кардинальної зміни їх діяльності для отримання необхідного ефекту.

Основні результати дослідження використано і впроваджено в бізнес-процеси служби матеріально-технічного постачання ВАТ «Авдіївський коксохімічний завод». Економічний ефект від впровадження склав 96 тис. гривень, що підтверджено актом впровадження № 17 від 05.08.2009р.

Отримані в дисертаційній роботі результати є універсальними і можуть бути застосовані на всіх підприємствах з аналогічними умовами виробництва.

Особистий внесок здобувача. Всі наукові розробки та результати, представлені в дисертаційній роботі, отримано автором самостійно. З наукових праць, опублікованих у співавторстві, у дисертації використано лише матеріали, що належать особисто авторові.

Апробація результатів дослідження. Основні результати дисертаційного дослідження були представлені і обговорювалися на III Всеукраїнській науково-практичній конференції «Перший крок в науку» (м. Луганськ, 2008р.); на IV Всеукраїнській науково-практичній конференції «Перший крок в науку» (м. Луганськ, 2009р.); на II Міжнародній науково-практичній конференції «Сучасні проблеми моделювання соціально-економічних систем» (м. Харків, 2009р.); на XIII Всеукраїнській науково-методичній конференції «Проблеми економічної кібернетики» (м. Алушта, 2008р.); на VI Міжнародній науково-практичній конференції «Інформація, аналіз, прогноз - стратегічні важелі ефективного державного управління» (м. Київ, 2008р.); на VII Міжнародній науково-практичній конференції студентів, аспірантів і молодих учених «Шевченківська весна: Економіка» (м. Київ 2009р.); на I Міжнародній науково-методичній конференції «Математичні методи, моделі та інформаційні технології в економіці» (м. Чернівці, 2009р.); на I Всеукраїнській науково-практичній конференції «Моделювання сучасних економічних процесів та інформаційні технології» (м. Дніпропетровськ, 2009р.).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 9 наукових праць загальним обсягом 4,5 д.а., з яких авторові належить 3,9 д.а.

Структура й обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, трьох розділів, висновків, списку використаних джерел з 131 найменувань і 8 додатків. Роботу викладено на 177 сторінках, дисертація містить 49 рисунків та 26 таблиць.

Основні положення дисертаційної роботи

У вступі обґрунтовано актуальність обраної теми, сформульовано мету і завдання дисертації, визначено об'єкт і предмет дослідження, викладено наукову новизну та практичне значення отриманих результатів і рекомендацій.

У першому розділі "МЕТОДОЛОГІЯ МОДЕЛЮВАННЯ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ ВИРОБНИЧИМИ ЗАПАСАМИ" розглянуто основні проблеми, що виникають в управлінні виробничими запасами, які викликані нечіткістю і невизначеністю процесів; досліджено недоліки існуючих методів і моделей управління запасами й шляхи їх усунення; розроблено концепцію моделювання системи управління виробничими запасами підприємства на основі нечітких множин.

У зв'язку з тим, що основні витрати щодо забезпечення виробництва підприємства несуть на придбання, переміщення і обслуговування необхідних товарно-матеріальних цінностей, резерви ефективності в цій області господарювання на підприємствах є найбільш значними.

Так, згідно з даними Держкомстату України, за період з початку 2008 до початку 2010 рр. рівень виробничих запасів на тлі різкого зниження темпів зростання ВВП знаходився приблизно на незмінному рівні (рис. 1).

Рис. 1. Динаміка рівня виробничих запасів українських підприємств на тлі змін обсягів ВВП з 1 кварталу 2008 року по 1 квартал 2010 року

Дослідження вхідних параметрів та критеріїв задачі оптимізації процесу управління виробничими запасами дозволило визначити, що більшість екзогенних змінних задачі не можуть мати конкретного кількісного формулювання, оскільки є носіями виключно лінгвістичної інформації описового характеру.

Але нечіткість формулювання при постановці задачі властива також і кількісним параметрам, які рідко встановлюються з високим ступенем достовірності.

Для аналізу важливості вирішення проблем нечіткості процесів в управлінні виробничими запасами підприємства необхідно розподілити цей процес на елементи (табл. 1).

Таблиця 1 Характеристика проблем невизначеності в управлінні запасами на підприємстві

№ з/п	Проблема	Елементи проблеми
1	Оптимізація логістичних процесів	Вивільнення фінансових ресурсів.
		Зниження рівня незадоволеного попиту.
		Зниження ризику виробничих простоїв.
		Оптимізація виробничого процесу.
2	Оптимізація процесів управління	Усунення втрат вхідної інформації.
		Зниження складності розрахунків.
		Підвищення рівня системності у роботі.
		Підвищення рівня коректності результатів.
3	Підвищення конкурентноздатності підприємства	Зміна принципу забезпечення матеріальними ресурсами.
		Реалізація невживаних резервів.

Для вирішення виділених у табл. 1 проблем (1, 2, 3) в роботі розроблено концепцію моделювання системи управління виробничими запасами підприємства на основі нечітких множин, яка заснована на використанні комбінації модифікованого принципу узагальнення і композиційного правила нечіткого логічного виводу (рис.2).

На першому етапі реалізації концепції здійснюються розрахунки з нечіткими множинами, які мають конкретну чисельну сутність, тобто з такими чинниками, як ціна зберігання однієї одиниці запасу, ціна проведення одного постачання, попит на споживання конкретного товару та ін.

На другому етапі одержаний результат коригується з урахуванням лінгвістичних параметрів. Серед найважливіших можна виділити розвиненість системи якості постачальника, пріоритетність напрямку використання запасу, легкість переробки вантажу і т. ін. Ці чинники є суто якісними, вони мають лише описовий характер і тому не можуть бути використані в стандартному завданні, яке передбачає принцип узагальнення.

Тому концепцією передбачається комбінація двох підходів, які широко використовуються в теорії нечітких множин, та використовується низка модифікацій цих інструментів. В основу першого підходу концепції моделювання системи управління виробничими запасами підприємства на основі нечітких множин покладено принцип узагальнення за формулою Уїлсона. При виборі однієї з модифікацій цієї формули необхідно переконатися в тому, що вона задовольняє необхідним вимогам, що до неї пред'явлені. Якщо ці вимоги не виконуються, то необхідно або обрати іншу модифікацію формули, або зробити необхідні зміни у ній.



Рис. 2. Концепція моделювання системи управління виробничими запасами підприємства на основі нечітких множин

Для забезпечення можливості врахування певної кількості лінгвістично сформульованих чинників, що істотно впливають на кінцевий результат поставленої задачі, необхідно внести до модифікованого принципу узагальнення додаткові модифікації. З цією метою у рамках даної роботи пропонується другий етап розрахунків, який дозволяє врахувати вплив лінгвістичних змінних у вже наявному нечіткому рішенні задачі.

Для цього запропоновано використання композиційного правила нечіткого логічного виводу modus ponens. Для реалізації даного підходу необхідно в першу чергу визначитися з переліком якісних змінних, що істотно впливають на прийняття рішення. У задачі управління виробничими запасами такими змінними можуть бути пріоритетність використання запасу, якість товару, надійність зв'язків з постачальниками і т. ін.

Далі, у рамках другого етапу, необхідно побудувати систему правил виводу "якщо ..., тоді" за розробленим у роботі методом. Після цього задача управління виробничими запасами отримує остаточне рішення, яке включатиме відомості про показники вербального характеру, які мають лінгвістичну характеристику.

Після таких перетворень буде отримано нечіткий результат, яким особа, що приймає рішення, може скористатися в чистому вигляді або перетворити в дійсне число методом дефазифікації.

Таким чином, на виході двохетапної моделі нечіткого виводу, що входить до концепції моделювання системи управління виробничими запасами підприємства на основі нечітких множин, утворюється деяке нечітке значення, яке у відомій моделі управління запасами враховує як нечіткість параметрів, що входять у модель, так і лінгвістичні змінні, які не отримали належної уваги з боку усіх попередніх спостережень з управління запасами підприємства.

У другому розділі «МОДЕЛЮВАННЯ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ ВИРОБНИЧИМИ ЗАПАСАМИ З ВИКОРИСТАННЯМ НЕЧІТКОГО ЛОГІЧНОГО ВИВОДУ» сформовано модель формалізації вербальних змінних і визначення їх повного ортогонального семантичного простору, модель формалізації і оперування гіпернетичними множинами у процесі вирішення нечітких задач, модель вирішення нечітко сформульованої задачі управління виробничими запасами на основі модифікованого принципу узагальнення, модернізована модель формування правил нечіткого логічного виводу.

Формалізація вербальних змінних здійснюється відповідно моделі, розробленої на основі аналізу експертних оцінок, яка дозволяє оцінити дані фактори з точки зору їх впливу на обсяг замовлення (рис. 3). У зв'язку з цим пропонується використовувати набір з п'яти найважливіших факторів лінгвістичного характеру, який також отримано на основі аналізу експертних оцінок:

1) - пріоритетність напрямку використання запасу;

2) D - доступність запасу на ринку у вільному продажу (відсутність дефіциту);

3) H - сумісність з виробничими характеристиками;

4) K - рівень розвитку системи якості постачальника;

5) R - можливість безперешкодної реалізації.

У деяких випадках, при формалізації нечітких параметрів задачі, нечіткість параметру також не має чіткого визначення. Такі множини мають назву гіпернетичні або нечіткі множини другого рівня. Модель формалізації параметрів другого рівня нечіткості виглядає наступним чином:

(1)

де - гіпернетична множина „Витрати на здійснення одного замовлення”;

- рівень достовірності значення показника ;

- показник нечіткості другого рівня, який визначає ступінь підтримки експертами певної оцінки витрат на здійснення одного замовлення, яка має достовірність ;

- реперні точки, які мають ступінь нечіткості першого рівня (рівень достовірності), яка дорівнює , і ступінь нечіткості другого рівня (рівень підтримки експертами) - ;

Рис. 3. Модель формалізації вербальних факторів для вирішення нечіткої задачі

Вирішувати нечітку задачу управління виробничими запасами запропоновано на основі модифікованого принципу узагальнення з використанням наступної модифікації формули Уїлсона:

,

де - оптимальний обсяг замовлення, одиниць;

A - витрати на здійснення одного замовлення, грн.;

S - обсяг потреб у запасі за період, одиниць;

I - витрати на утримання одиниці запасу за період, грн.;

i - доля ціни продукції що закуповується, яка припадає на витрати з утримання запасів, %;

C - середня ціна закупівлі одиниці запасу, грн.

Таким чином, в умовах використання формули Уїлсона (2) з урахуванням нечіткості другого рівня, модель (1) можна викласти у наступному вигляді:

.

Модель (3) надає можливість розрахувати всі основні параметри системи управління запасами.

Для цього введемо наступні позначення:

t - час виконання замовлення, днів;

z - можлива затримка постачання, днів;

Op - очікуваний денний вжиток запасу, од./день;

T - термін витрачання замовленого товару, днів;

M - максимальний рівень запасу, що буде вжито за час виконання замовлення, од.;

St - страховий запас, од.;

y - пороговий рівень запасу, од.;

Ms - максимально бажаний запас, од.

Параметри t, z і Op - вихідні дані, які визначаються на основі аналізу статистики попередніх періодів або на базі експертних оцінок. Формули розрахунку цих параметрів мають наступній вигляд:

Вказані формули з урахуванням вимог, необхідних для реалізації модифікованого принципу узагальнення, матимуть наступний вигляд:

, ,

, (5)

Модель формування правил нечіткого логічного виводу використовується на другому етапі реалізації концепції моделювання системи управління виробничими запасами підприємства на базі нечітких множин (див. рис. 2).

У табл. 2 представлено правила, розроблені для умов переходу кожного вербального параметра в нечітке значення кінцевого результату.

Підсумкове значення по кожній комбінації значень вербальних змінних розраховується на основі даних з табл. 2 шляхом підстановки правил переходу у формулу кон'юнкції всіх параметрів, що розраховується з урахуванням рангів:

 (6)

де - одночасний прояв деяких значень кожної лінгвістичної змінної з побудованого семантичного простору;

, , , , - ранги кожної лінгвістичної змінної, які пораховано методом парних порівнянь;

, , , , - значення термів підсумкової змінної, відповідних значенню вхідної лінгвістичної змінної згідно з правилами переходу.

Для використання даної моделі необхідно надати кожному лінгвістичному терму підсумкової змінної відповіднго йому значення: , та .

Таблиця 2 Правила переходу вербальних змінних моделі управління виробничими запасами в кінцевий результат

№	Характеристики змінної	Правила отримання значень змінних
	Назва	Позна-чення	Ранг	Значення «Малий»	Значення «Середній»	Значення «Високий»
1	Пріоритетність напряму використання запасу	P	RP	Pmin = Qmin	Pmid = Qmin	Pmax = Qmid+Qmax
2	Доступність запасу, що купується, у вільному продажу	D	RD	Dmin = Qmid+Qmax	Dmid = Qmin	Dmax = Qmin
3	Сумісність з виробничими характеристиками обладнання	H	RH	Hmin = Qmin	-	Hmax = Qmax
4	Рівень розвиненості системи якості постачальника	K	RK	Kmin = Qmin	-	Kmax = Qmax
5	Можливість безперешкодної реалізації товару	R	RR	-	-	Rmax = Qmax

Особливістю моделі (6) є те, що, якщо правило переходу передбачає рівноправну появу двох значень підсумкової змінної при одному значенні параметра, то до формули підставляється сума значень відповідних термів підсумкової змінної з рангом, що ділиться на два.

У третьому розділі "РЕАЛІЗАЦІЯ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ ВИРОБНИЧИМИ ЗАПАСАМИ НА ОСНОВІ НЕЧІТКИХ МНОЖИН В УМОВАХ ПРОМИСЛОВОГО ПІДПРИЄМСТВА ВАТ "АВДІЇВСЬКИЙ КОКСОХІМІЧНИЙ ЗАВОД" проведено аналіз системи менеджменту виробничих запасів на одному з найбільших в Європі коксохімічних підприємств ВАТ "АКХЗ", в ході якого було виявлено недоліки цього процесу на досліджуваному об'єкті. Здійснено синтез запропонованої моделі управління виробничими запасами з урахуванням нечіткості даних і процесів в умовах досліджуваного підприємства. Зроблено аналіз ефективності і перспектив впровадження нечіткої моделі управління виробничими запасами на прикладі ВАТ " „Авдіївський коксохімічний завод”.

В ході дослідження було виявлено, що в управлінні виробничими запасами на досліджуваному об'єкті умови невизначеності практично не враховуються.

Тому формалізація вербальних параметрів на даному підприємстві постає складним завданням. В першу чергу складність цього процесу полягає у великій кількості потенційних лінгвістичних характеристик досліджуваної системи управління виробничими запасами.

Ще одним елементом складністі на шляху до формалізації вербальних параметрів є визначення переліку лінгвістичних змінних, що мають найбільш суттєве значення в системі підтримки прийняття рішень. В ідеалі це мають бути ті чинники, які менеджер з закупівлі оцінює на інтуїтивному рівні для прийняття рішення. В той же час вони повинні мати об'єктивне підґрунтя, а не тільки зважати на індивідуальні міркування спеціаліста.

Серед вербальних параметрів лінгвістичного змісту, які потребують найбільшої уваги, можна виділити розглянуті раніше змінні: , , , і .

Розрахунок значень нечітких множин, які є складовими частинами підсумкової гіпернетичної множини, виконується за розробленою моделлю (3). Для цього використовуються формалізовані значення чисельних параметрів:, , , , які було введено раніше.

У табл. 3 наведено структуру даних гіпернетичних змінних в моделі (3) і (5).

Таблиця 3 Структура гіпернетичних змінних моделі (3) і (5)

№ п/п	Вид значення	Оцінка експертів, грн./ замовлення
		Недостовірно <	Достовірно >	Достовірно <	Недостовірно >
1	Підтримка 0 <
2	Підтримка 1 >
3	Підтримка 1 <
4	Підтримка 0 >

Змінні і (значення змінних з нижньої нечіткої множини, яка має рівень достовірності , є відповідно нижньою і верхньою точкою параметру підтримки експертів на рівні ) описуються стовпцем "Недостовірно <" для , і стовпцем "Достовірно >" для .

При цьому змінна описується значеннями з рядка "Підтримка 0 <" при та змінна - рядком " Підтримка 1 >" при .

Аналогічну відповідність необхідно зробити зі змінними і (значення змінних є складовими елементами верхньої нечіткої множини, що має рівень достовірності , які відображають відповідно нижню і верхню точку параметра підтримки експертів на рівні ). Ці змінні описуються стовпцем "Достовірно <" для і стовпцем "Недостовірно >" для .

При цьому змінна описується значеннями з табличного рядка "Підтримка 0 <" при та змінна - рядком "Підтримка 1 >" при .

Синтезовану в роботі концепцію було використано в підрозділах відділу матеріально-технічного забезпечення (ВМТЗ) Авдіївського коксохімічного заводу. Високу ефективність її практичного застосування підтверджено результатами використання упродовж першої половини 2009 року запропонованого підходу, що дозволило істотно підвищити ефективність функціонування ВМТЗ підприємства.

Порівняльну оцінку ефективності функціонування Авдіївського коксохімічного заводу до і після застосування розробленої моделі представлено в табл. 4.

Таблиця 4 Аналіз ефективності впровадження моделей розробленої концепції моделювання системи управління виробничими запасами підприємства на основі нечітких множин, у ВАТ "Авдіївський коксохімічний завод"

№ п/п	Показник ефективності	1-е півріччя 2007-го року	1-е півріччя 2008-го року	Відхи-лення, %	Джерела отримання ефекту
1	Коефіцієнт оборотності запасів, оборотів/місяць	12,7	19,1	50%	1. Відсутність надмірних закупівель 2. Раціональне використання запасів і складських приміщень
2	Збої постачань, %	7%	2%	-71%	1. Високий рівень контролю за закупівлями 2. Високий рівень вибору і контролю за постачальниками
3	Поява дефіциту запасу, разів	8	1	-88%	1. Висока точність планування закупівель 2. Висока точність планування складських приміщень
4	Рентабельність від операційної діяльності, %	-6%	12%	300%	1. Скорочення накладних витрат на утримання запасів 2. Вивільнення засобів і зменшення долі кредитів

Аналізуючи дані у табл. 4, можна зробити висновок, що застосування запропонованої концепції моделювання системи управління виробничими запасами підприємства на основі нечітких множин виявило резерви зростання ефективності функціонування системи матеріально-технічного забезпечення ВАТ «Авдіївський коксохімічний завод».

Основні висновки дисертаційної роботи

В результаті дисертаційного дослідження було вирішено актуальне для економіки України науково-практичне завдання моделювання системи управління виробничими запасами підприємства з урахуванням нечіткості даних. При цьому отримано такі основні наукові результати:

1. На основі проведеного аналізу визначено сутність процесу управління виробничими запасами з урахуванням нечіткості інформації, а також проблеми та існуючі інструменти вирішення задач управління запасами, які лише частково вирішують проблеми невизначеності та нечіткості.

2. Для ефективного вирішення проблем нечіткості в задачах з управління виробничими запасами доведено необхідність застосування методів теорії нечітких множин як найбільш ефективного підходу. При цьому запропоновано враховувати два основні різновиди нечітких показників: чисельні параметри, які описані нечіткою множиною, і вербальні чинники, які описані лінгвістичними змінними.

3. Для прийняття ефективних рішень з управління запасами розроблено концепцію моделювання системи управління виробничими запасами підприємства на основі нечітких множин. Реалізація системи прийняття рішень в області менеджменту виробничих запасів з використанням розробленої концепції дозволяє враховувати широке коло важливих параметрів, які не можна використати в умовах застосування чіткої логіки, що надає можливість отримувати змістовніші результати і підвищити ефективність діяльності системи матеріально-технічного забезпечення і підприємства в цілому.

4. Для реалізації поставленої задачі вдосконалення процесу управління виробничими запасами шляхом використання інформації про нечіткість даних розроблено комплекс економіко-математичних моделей. Ці моделі дозволяють враховувати нечіткість інформації з використанням комбінації таких двох підходів нечіткої логіки, як модифікований принцип узагальнення і композиційне правило нечіткого логічного виводу modus ponens. Ефективність даних підходів було підвищено за допомогою включення в модель аспектів другого рівня нечіткості параметрів, що розширило межі дослідження і підвищило змістовність отриманого результату.

5. Для використання моделі модифікованого принципу узагальнення застосовано загальновизнану формулу Уїлсона, яка враховує втрати від замороженого капіталу. Такий підхід дозволяє визначити запропоновані моделі як інструмент нового покоління в управлінні запасами, що ґрунтується на класичному, перевіреному на практиці підході та дозволяє отримувати достовірні результати з високою ефективністю.

6. Для вирішення нечітких задач в галузі управління виробничими запасами запропоновано модель композиційного правила нечіткого логічного виводу, яка заснована на застосуванні методу Mamdani, що є найбільш прийнятним підходом, здатним надати найбільш адекватні й наближені до дійсності результати.

7. Основні результати дослідження були успішно реалізовані на ВАТ «Авдіївський коксохімічний завод», шляхом впровадження розробленої методології прийняття нечітких рішень в управлінні виробничими запасами. Фактичний ефект від впровадження запропонованої моделі склав 96 тис. грн., що підтверджено відповідним актом.

Список опублікованих автором праць за темою дисертації

у наукових фахових виданнях:

1. Косенко А.С. Моделирование финансового контроля за логистическими показателями / А.С. Косенко, Г.И. Шишковский. // Новое в экономической кибернетике: (Сб. науч. ст.) Под общ. ред. Ю.Г. Лысенко; Донецкий нац. ун-т. // Моделирование логистических систем. - Донецк: ДонНУ, 2008. - № 3. - С. 77-89. (Особистий внесок здобувача: вдосконалено метод фінансового контролю за логістичними показниками).

2. Косенко А.С. Анализ эффективности логистической системы / А.С. Косенко // Модели управления в рыночной экономике: Сб. науч. тр. Общ. ред. и предисл. Ю.Г. Лысенко; Донецкий нац. ун-т. - Донецк: ДонНУ, 2007. - Вып. 10. - С. 160-168.

3. Косенко А.С. Проектирование нечеткой модели интегрированного подхода в управлении производственными запасами / А.С. Косенко // Модели управления в рыночной экономике: Сб. науч. тр. Общ. ред. и предисл. Ю.Г. Лысенко; Донецкий нац. ун-т. - Донецк: ДонНУ, 2008. - Спец. вып. - С. -227.

4. Косенко А.С. Моделирование процесса выбора оптимальных поставщиков в системе менеджмента складских запасов. // Модели управления в рыночной экономике: Сб. науч. тр. Общ. ред. и предисл. Ю.Г. Лысенко; Донецкий нац. ун-т. - Донецк: ДонНУ, 2008. - Вып. 11. - С. 111-118.

5. Щетинина Е.К. Концепция моделирования системы управления производственными запасами на основе нечетких множеств / Е.К. Щетинина, А.С. Косенко // Модели управления в рыночной экономике: Сб. науч. тр. Общ. ред. и предисл. Ю.Г. Лысенко; Донецкий нац. ун-т. - Донецк: ДонНУ, 2010. - Вып. 13. - С. 154-163. (Особистий внесок здобувача: розроблено концепцію моделювання системи управління виробничими запасами на основі нечіткої множини).

за матеріалами конференцій:

1. Шишковский Г.И. Определение коэффициентов весомости лингвистических параметров в нечетких задачах с применением теории нечетких множеств / Г.И. Шишковский, А.С. Косенко // Сучасні проблеми моделювання соціально-економічних систем: Тези доповідей міжнародної науково-практичної конференції 9-10 квітня 2009 р. - Х.: ФОП Александрова К. М.; ВД „ІНЖЕК”, 2009. - С. 211-214. Укр. мова, рос. мова, англ. мова. (Особистий внесок здобувача: вдосконалено метод формалізації нечітких показників на будь-якому рівні нечіткості).

2. Косенко А.С. Решение проблем нечеткости в системе менеджмента промышленных запасов / А.С. Косенко // Шевченківська весна: Економіка: Матеріали Міжнародної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених / За заг. ред. проф. В.Д. Базидевича. - Вип. VII. - К.: Сталь, 2009. -С. 376-378.

3. Косенко А.С. Формализация семантического пространства лингвистических параметров в системе управления промышленными запасами / А.С. Косенко // Математичні методи, моделі та інформаційні технології в економіці. Матеріали I Міжнародної науково-методичної конференції. Чернівці: ДрукАрт, 2009. - С. 209-211.

4. Косенко А.С. Управление промышленными запасами с применением модифицированного принципа обобщения в условиях нечеткости второго уровня / А.С. Косенко // Матеріали І Всеукраїнської науково-практичної конференції „Моделювання сучасних економічних процесів та інформаційні технології”. -Том 1. - Дніпропетровськ: ПДАБА, 2009. - С. 49-51.

Анотація

Косенко О.С. Моделювання системи управління виробничими запасами на основі нечітких множин. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата економічних наук за спеціальністю 08.00.11 - математичні методи, моделі та інформаційні технології в економіці. - Донецький національний університет, Донецьк, 2011.

У дисертаційній роботі поставлено і вирішено важливу, актуальну для економіки і економічної науки України наукове завдання моделювання системи управління виробничими запасами на основі нечітких множин. На основі дослідження особливостей використання та сучасного рівня розвитку підходів, методів і технологій управління виробничими запасами з використанням нечітких множин в дисертаційній роботі визначено основні недоліки і переваги існуючих систем управління виробничими запасами.

Розроблено концепцію моделювання системи управління виробничими запасами підприємства на основі нечітких множин, яку побудовано з використанням комбінації модифікованого принципу узагальнення і композиційного правила нечіткого логічного виводу, яка дозволяє вирішувати проблеми підвищення ефективності управління запасами сучасних підприємств.

Модель оптимізації нечітко поставленої задачі управління виробничими запасами, яку побудовано на основі модифікованого принципу узагальнення з використанням формули Уїлсона, дозволяє підвищити надійність системи управління виробничими запасами за рахунок збільшення обсягів важливої інформації в процесі прийняття рішень.

Результати дисертації впроваджено в практику управління запасами ВАТ «Авдіївський коксохімічний завод»

Доведено ефективність і спроможність розроблених методів щодо покращення показників оборотності і надійності в управління запасами, а також підвищення рентабельності операційної діяльності підприємства.

Ключові слова: управління виробничими запасами, нечіткі множини, модифікований принцип узагальнення, композиційне правило нечіткого логічного виводу, вербальні змінні.

Аннотация

Косенко А.С. Моделирование системы управления производственными запасами на основе нечетких множеств. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата экономических наук по специальности 08.00.11 - математические методы, модели и информационные технологии в экономике. - Донецкий национальный университет, Донецк, 2011.

В диссертационной работе поставлена и решена важная, актуальная для экономики и экономической науки Украины задача моделирования системы управления производственными запасами на основе нечетких множеств. На основе исследования особенностей использования и современного уровня развития подходов, методов и технологий управления производственными запасами с использованием нечетких множеств в диссертационной работе определены основные недостатки и преимущества существующих систем управления производственными запасами.

Исследованы современные проблемы экономики в условиях усиливающейся конкурентной борьбы между производственными предприятиями, а также в условиях глобализации мировой экономики, что требует использования всего потенциала снижения себестоимости и уровня привлекаемых средств.

Разработаны новые методы управления производственными запасами предприятия, позволяющие решить указанные проблемы путем использования новых инструментов на основе нечетких множеств.

Установлена важность решения проблем неопределенности относительно решения вопросов нечеткости в любом процессе. Составными элементами этого фактора является устранение возможных потерь исходной информации.

Предложен оптимальный спектр факторов, как численных, так и вербальных, с учетом информации об их нечеткости, оказывающих наиболее весомое влияние на процесс управления производственными запасами предприятия, которые ранее в подобных моделях не использовались. Предложены методы формализации данных факторов.

Разработана концепция моделирования системы управления производственными запасами предприятия на основе нечетких множеств, построенная с использованием комбинации моделей модифицированного принципа обобщения и композиционного правила нечеткого вывода, позволяющая решать проблемы повышения эффективности функционирования современных предприятий.

Предложены две основные модели: усовершенствованная модель оптимизации нечетко поставленной задачи управления производственными запасами на основе модифицированного принципа обобщения и усовершенствованная модель формулирования композиционного правила нечеткого вывода, позволяющая включить в модель параметры лингвистической неопределенности.

Разработаны принципы оперирования нечеткими множествами второго уровня нечеткости, имеющими конкретные численные выражения, то есть, с такими факторами, как цена хранения одной единицы запаса, цена проведения одной поставки, спрос на потребление данного товара. В основе данного подхода лежит модифицированный принцип обобщения, использующий формулу Уилсона с учетом потери средств от замораживания капитала.

Разработан метод корректировки полученных результатов с учетом существенно влияющих на процесс лингвистических параметров. Среди них выделены такие, как развитость системы качества поставщика, приоритетность направления использования запаса, легкость грузопереработки и т. д. Эти факторы являются сугубо качественными, неизмеримыми, имеют лишь описательный характер и поэтому не могут быть использованы в стандартной формульной задаче на основе принципа обобщения. Для обработки данных параметров предлагается использовать композиционное правило нечеткого вывода modus ponens, при помощи которого формируется система правил вида «если …, то», позволяющая в дальнейшем получить окончательное решение задачи управления производственными запасами, включающее в себя сведения о показателях вербального характера, имеющих лингвистическую характеристику.

Установлено, что разработанный подход позволяет учитывать весь спектр факторов, влияющих на процесс, как численных, так и вербальных с учетом информации об их нечеткости, которые раньше не использовались в подобных моделях.

Результаты диссертации успешно реализованы на базе конкретного производственного предприятия. Разработанные теоретико-методологические положения, а также методическое и инструментальное обеспечения внедрены на ОАО «Авдеевский коксохимический завод»

Проведен анализ данных, полученных после реализации результатов данной диссертационной работы на производственном предприятии, на основе которого можно сделать вывод о том, что применение предложенной концепции моделирования с использованием комбинированного подхода нечеткого моделирования оказало положительное воздействие на эффективность функционирования Авдеевского коксохимического предприятия. Установлена конкретная эффективность разработанных в диссертации методов и инструментов.

Ключевые слова: управление производственными запасами, нечеткие множества, модифицированный принцип обобщения, композиционное правило нечеткого логического вывода, вербальные переменные.

Summary

Kosenko O.S. Modeling of production inventories management system on the basis of fuzzy sets. - Manuscript.

Thesis for candidate degree of Economic sciences by speciality 08.00.11 - mathematical methods, models and information technologies in the economics. Donetsk National University, Donetsk, 2011.

Thesis solves the important, actual for an economy and economic science of Ukraine, scientific problem of modeling of the production inventories management system on the basis of fuzzy sets. The basic shortcomings and advantages of current management system of production inventories with the use of fuzzy sets are identified. In the conditions of the world economic globalization and fierce competition between companies, it is necessary to use the new methods of management production inventories to cut production cost and level of debt funds, which are one of major reasons of expenses of enterprises.

Conception of modeling of the production inventories management system on the basis of fuzzy sets was offered with the use of two models combination: the modified principle of generalization and composition logical inference rule.

Within the limits of this conception the essence of the production inventories management process under fuzzy information conditions was specified; the parameters of the fuzzy inference model were formalized; the optimization model of the production inventories management system on the basis of modified principle of generalization was offered; the method of the composition logical inference rule of modus ponens was improved; the analysis of adequacy and efficiency of the got results from introduction on the real production object was carried out and it has got a positive effect.

Key words: management of production inventories, fuzzy sets, modified principle of generalization, composition fuzzy logic inference rule, verbal variables.

Размещено на Allbest.ru