Оптимизация управления многономенклатурными распределенными запасами ремонтируемых узлов сложной техники методом имитационного моделирования

По данным различных исследований на крупных машиностроительных предприятиях в запасах может быть заморожено до 50% оборотных средств. На предприятиях других отраслей ситуация не сильно отличается в лучшую сторону. Вопросы управления запасами касаются и производственных предприятий, и эксплуатационных предприятий, и торговых предприятий. Но в каждой сфере управление запасами имеет свою специфику.

В конце ХХ-ого века в промышленности начали развиваться новые управленческие технологии, направленные на осуществление глобального контроля над расходами предприятия, сведение всей информации о ресурсах предприятия в единое информационное пространство.

Все это стало возможным благодаря бурному развитию информационных технологий, которые позволили внедрять информационные базы данные, автоматизированные системы учета и другие средства.

Для решения проблемы производственных запасов на Западе появились такие технологии как ERP, MRP (MRP II), SCM, JIT и другие, направленные, в том числе, на минимизацию запасов предприятия, на совершенствование систем поставок и учета движения материальных потоков.

В России эти технологии только начинают внедряться на крупнейших предприятиях, способных профинансировать многомиллионные затраты, что требует от них полного пересмотра управленческих подходов и глобальной информатизации всех направлений деятельности предприятия.

Однако указанные процессы в сфере управления запасами касаются в основном торговых и производственных предприятий. Решение проблемы запасов направлено на минимизацию затрат, обусловленных необходимостью хранения товаров, расходных материалов, заготовок и готовой продукции на складах, организацию закупки, транспортировки и доставки указанных ресурсов с учетом производственных планов, колебаний потребительского спроса, сезонности и других факторов.

В то же время задача управления запасами для предприятий, эксплуатирующих технику, простои которой приводят к убыткам, измеряемым сотнями тысяч и миллионами рублей в единицу времени, или влечет за собой серьезные военно-политические последствия, в отечественной научно-технической литературе практически не освещается. На таких предприятиях имеет место управление многономенклатурными запасами узлов, агрегатов и изделий для восстанавливаемой (ремонтируемой) техники в распределенной (обычно иерархической) среде. Речь идет о сложной, дорогостоящей технике, обладающей длительным жизненным циклом. Такая техника является восстанавливаемой, то есть в случае отказа находится неисправный узел, и проводятся работы по замене или ремонту этого узла. Поэтому под запасами подразумеваются в первую очередь запасы узлов, агрегатов и целых изделий. Характерными примерами такой техники1 являются многокоординатные и высокоточные обрабатывающие центры, элементы гибких производственных систем, магистральные пассажирские и транспортные самолеты, самолеты ВВС, простои которых обусловливают снижение обороноспособности государства, магистральные электровозы, танкеры и другие изделия.

Системы управления запасами (СУЗ) указанных предприятий и являются предметом исследования диссертации. Для таких предприятий основной целью содержания запасов является обеспечение высокого коэффициента готовности (КГ) эксплуатируемой техники, поскольку от её бесперебойной работы (и от скорости восстановления) зависит конкурентоспособность предприятий и величина убытков в случае простоев. Требуемый КГ технических изделий лежит в пределах от 80 до 99,99%.

Сложность изделий и особенности функционирования указанных предприятий требуют создания системы управления многономенклатурными, распределенными запасами ремонтируемых узлов. Такая СУЗ должна со.

1 Далее в тексте в качестве синонима технического изделия используется термин конечное изделие.

2 В тексте вместо термина «запчасть» здесь и далее используется «узел», чтобы подчеркнуть ремон-тируемость не только самого изделия, но и его составных частей, и по возможности, избежать тавтологий (запасы — запасные части). блюдать оптимальный баланс между количеством и номенклатурой хранимых узлов в каждой точке расположения в распределенной структуре предприятия с учетом таких факторов, как:

— наличие ремонтных возможностей;

— количество КИ и интенсивность их использования;

— удаленность от центрального обслуживающего подразделения;

— стоимость изделий и время их ремонта.

При этом критерием эффективности СУЗ является максимизация КГ всей совокупности КИ при минимальных затратах.

Такие требования существенно усложняют задачу УЗ по сравнению с ее традиционной постановкой для «обычных» товаров и расходных материалов.

Сложность задачи усугубляется стохастической природой отказов и восстановлений работоспособности изделий и их узлов, что предопределяет необходимость использования имитационного моделирования как основного средства исследования.

Решению традиционной задачи УЗ посвящена обширная литература. Сведения о методах исследования и проектирования систем управления распределенными, многономенклатурными запасами ремонтируемых узлов в отечественной литературе практически отсутствуют, а зарубежные источники содержат, как правило, ограниченную информацию о постановке задачи и о результатах исследований. Методы расчета и проектирования являются «know-how» исследовательских организаций и фирм и практически не публикуются.

Необходимость создания методики решения указанной задачи также обусловлена современной тенденцией эксплуатации сложной техники по техническому состоянию, а не по плановому ресурсу, что означает эксплуатацию до отказа или предотказного состояния.

Выводы по главе:

1. Разработанные базовые ИМ одноуровневой и двухуровневой СУЗ позволили получить данные о фактических значениях суммарного среднего количества дефицитов в СУЗ, необходимых для дальнейшего расчета критерия эффективности СУЗ.

2. Сравнение базовых ИМ с эталонной моделью установило, что разработанные модели являются адекватными, в полной мере отражающими введенные принципы СУЗ. ч ч. .

Ч.

X V. — — ч-. х-.

4 Развитие имитационной модели и разработка алгоритма оптимизации СУЗ.