Автоматизированная система оптимального управления запасами ремонтного предприятия

В условиях рыночной экономики становится актуальным изменение системы управления в различных предприятиях. В настоящий момент наиболее эффективными методами функционального и операционного управления запасами и ресурсами являются стандарты методологии планирования (MRP) и их модификации. При этом построение систем управления на отдельных участках позволяет использовать научно-технические наработки в области АСУ и АСУП с использованием новых информационных технологий. В частности это относится к системам оперативного управления химическими производствами [115, 116] и к тем подсистемам ХТС, которые отвечают за движение запасов на химических и сопряженных с ними ремонтных предприятиях [117].

Поддержание техники основного производства в работоспособном состоянии было и остается весьма актуальным. С одной стороны растет надежность устройств, с другой возрастает их сложность и происходит быстрое физическое и моральное устаревание, изменяются механизмы хозяйствования и управления производством. В плановой экономике функционировали разветвленные ремонтные сети, обслуживающие целые отрасли народного хозяйства или крупные зоны, например, сельскохозяйственные.

В химической промышленности на протяжении десятилетий функционировала и продолжала совершенствоваться специальная система технического обслуживания и ремонта [118−120]. Головной организацией-разработчиком данной системы выступал Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения (НИИХИММАШ). Согласно этой системе обеспечение, учет и хранение запасных частей выполнялось в соответствие с определенным регламентом, привязанным к плановой государственной экономике. Так, потребность предприятий в запасных частях к оборудованию обеспечивалась за счет:

1) изготовления новых и восстановления бывших в употреблении узлов и деталей на специализированных ремонтно-механических заводах или в ремонтно-механических и электроремонтных цехах предприятия;

2) поставок по внутриотраслевой кооперации;

3) поставок запасных частей отечественной промышленностью;

4) поставок по импорту.

При заказе запасных частей руководствовались номенклатурой и нормами расхода запасных частей министерств — изготовителей оборудования. С целью сокращения затрат на ремонт и дефицита в запасных-частях предприятия были должны (в пределах имеющихся у них технических возможностей) обеспечить изготовление собственными силами ОГМ (ОГЭ) или в кооперации с другими предприятиями дефицитных запасных частей к эксплуатируемому ими отечественному и особенно импортному оборудованию. Основным местом хранения запасных частей на предприятиях являлся центральный склад запасных частей, обеспечивающий весь технологический цикл эксплуатации. Планирование обеспечения необходимыми запасными частями строилось в основном на основе детерминированных моделей или с прогнозированием по износу, имеющим, как правило, невысокую эффективность [121−123]. С переходом к рыночной экономике и особенно применительно к акционированным предприятиям большинство элементов этой системы исчезло, а между предприятиями возникли конкурентные отношения. В мировой практике организация ремонтов химических производств в подобных условиях проводилась в соответствие с Руководством по промышленному обслуживанию и ремонту, подготовленным Организацией Объединенных наций по промышленному развитию — ЮНИДО [124]. Имелась попытка перенесения этого опыта на отечественную химическую промышленность [124]. Однако, многочисленные факторы перестройки экономики в конкретных специфических условиях не привели к должному результату, и этот процесс, по сути, находится только в начальной фазе. Если ограничиться только проблемой снабжения запчастями применительно к ремонту в подобных условиях, то многие характерные черты для отработки системы можно обнаружить на схожих, но более обозримых и уже адаптировавшихся предприятиях, накопивших собственный опыт. К таковым относятся авторемонтные предприятия, не входящие в государственные системы автосервиса [109]. Именно здесь выявляется основной фактор, влияющий на стратегию управления запасами, — случайный спрос.

Основным объектом рассматриваемой системы управления в данном случае является склад. Современный склад запасных частей — главное звено в сбытовой сети. Это производственный цех по переработке купленных оптовых партий переменного объема и нестабильного ассортимента из сотен наименований в мелкооптовые партии переменного объема другого ассортимента из единиц наименований для отгрузки покупателям. Как всякое производство, служба запасных частей требует современной организации, технологии и квалифицированных кадров. Службы запасных частей выполняют следующие операции:

• приобретение запасных частей, принадлежностей;

• складскую обработку — разгрузку, приемку, размещение, учет, комплектацию для выдачи потребителям, упаковку, отгрузку;

• коммерческую реализацию (для региональных складов) запасных частей и принадлежностей дилерам;

• коммерческую реализацию (для дилерских складов) запасных частей и принадлежностей субдилерам, независимым сервисным фирмам, владельцам техники:

• передачу (для дилерских складов) запасных частей и принадлежностей службе сервиса для: предпродажной подготовки, гарантийных ремонтов, коммерческого обслуживания и ремонтов, ремонта собственного парка фирмы;

• прием и обработку заявок внутренних и внешних заказчиков, консультирование клиентов.

Для современного склада характерны следующие типы задач: стратегия выполнения заказов, уменьшение риска неликвидности запасов, активизация запасов, удешевление контроля, ускорение оборачиваемости запасов, формирование и контроль запасов, расчет объема склада, экономичное размещение деталей [108]. Последние две из выше перечисленных задач являются самостоятельными и в данной работе не рассматриваются.

Стратегия выполнения заказов

Товарная политика предусматривает установление порядка направления и выполнения заказов на запасные части. Поставщикам удобнее получать крупные заказы с длительными сроками поставок и регулярно. Дилерам удобнее не иметь запасов и получать запасные части при конкретной необходимости в течение нескольких часов после заказа. Эти противоречивые устремления примиряют путем установления высоких скидок на крупные заказы с квартальным и месячным сроком поставок и заметно меньших скидок — на еженедельные и срочные заказы. Для некоторых деталей устанавливается минимальное количество поставки, диктуемое количеством в одной упаковке или обязательностью одновременной замены (комплекты).

Поставщики регламентируют порядок предоставления заказов и их форму. В одних случаях региональные склады сами определяют потребности на предстоящий период, в других — поставщики предлагают к поставке для пополнения запасов регионального склада детали, количество которых на складе сократилось по данным обмена информацией в компьютерной сети поставщиксклад.

Для обеспечения рациональной организации поставок запчастей дилерам региональные склады вводят определенный порядок приема и исполнения заявок. Нагрузка на склад распределяется так, чтобы каждый день выполнялись заявки, примерно равные по трудоемкости.

Уменьшение риска неликвидности запасов

Рискованность торговли запасными частями состоит в постоянной, ежедневной опасности образования неликвидов — нереализуемых запасов деталей. Одна из основных причин возникновения неликвидных запасов является падение спроса из-за морального устаревания — При использовании системы автоматизированного управления запасами как правило удается заблаговременно спрогнозировать уменьшение спроса и существенно снизить или прекратить заказы заблаговременно. После выявления групп запсных частей, которые могут стать неликвидами производятся меры по активации запасов.

Удешевление контроля

Удешевление контроля помогает сократить расходы по содержанию запасов. Тщательный учет каждой находящейся на складе детали слишком дорог. Экономичное управление запасами предполагает, что нужно меньше контролировать дешевые товары и сосредоточивать все внимание на наиболее дорогостоящих.

При инвентаризации физических запасов основное внимание уделяют деталям групп, на которые приходится наибольшая доля суммарной стоимости запасов. Что же касается группы малоценных деталей, то принимают на веру данные карточек учета этих запасов.

На небольших складах за рубежом применяются простые и дешевые способы контроля. Используя принцип оптимального размера заказа, устанавливают, что детали малой стоимости нужно заказывать менее часто, но в больших количествах. С этой целью применяют, например, упрощенную систему визуального контроля запасов.

Ускорение оборачиваемости запасов

Значительная часть запасных частей содержится на складах поставщиков, оптовиков и дилеров не потому, что они постоянно требуются, а потому, что они могут потребоваться. Некоторые менеджеры складов, опасаясь возможной нехватки деталей, систематически создают избыточные запасы в целях подстраховки. Это приводит к излишним расходам и сокращению прибыли. Фирмы, торгующие запасными частями, стремятся увеличить оборачиваемость записав (отношение годового объема продаж к среднегодовому объему запасов), чтобы при меньшей площади складов и меньших затратах на содержание запасов получить наибольший объем продажи и, следовательно, прибыли. Разумеется, идеальной была бы продажа «с колес», без всякого хранения. Однако такая торговля невозможна в связи с особенностями запасных частей, поэтому оборачиваемость запасов является важным критерием, который тщательно анализируется фирмами.

Достижение высокой оборачиваемости — нелегкая задача для крупных поставщиков, поскольку они вынуждены хранить на складах часть запасов номенклатуры нерегулярного спроса. Если для экономически эффективной торговли запасными частями необходимо поддерживать высокий уровень оборачиваемости запасов, то для обеспечения спроса на любую деталь, особенно для снятых с производства машин, необходимо хранить широкий ассортимент редко продающихся деталей, что тормозит оборачиваемость запасов.

Учитываются несколько видов оборачиваемости запасов, оборачиваемость каждой детали в количественном выраженииоборачиваемость всего запаса по стоимостиоборачиваемость групп деталей разной степени спросаоборачиваемость запасных частей к устаревшим моделям машин. К каждому виду оборачиваемости запасов предъявляются свои требования.

Одной из причин низкой оборачиваемости запасов является большой объем «мертвых» и бездействующих, или «спящих», запасов. К «мертвым» запасам относят детали, на которые вообще не было спроса в течение года, к бездействующим — детали, спрос на которые был случайным или очень редким.

При увеличении оборачиваемости возрастают объем реализации и прибыль. Стоимость содержания запасов деталей и узлов автотракторной техники на складах растет из года в год вследствие инфляции, роста стоимости аренды помещений, расходов на заработную плату, накладных расходов и т. д., что вызывает естественное стремление снизить уровень запасов за счет более частого заказа запасных частей меньшими партиями.

Однако, если в результате снижения уровня хранимых запасов склад потеряет возможность удовлетворять запросы клиентуры на запасные части, то потерянная при этом прибыль может превысить стоимость содержания соответствующих запасов.

Для регионального дистрибьютора или крупного дилера размещение у поставщика слишком большого числа срочных заказов может привести к существенному снижению получаемой им торговой скидки и, следовательно, к снижению прибыли. Эти проблемы вызвали применение современных методов управления запасами, которые обеспечивают увеличение оборачиваемости и прибыли.

Основными элементами управления запасами в целях ускорения оборачиваемости являются: организационная структура сбытовой сети, спрос, стратегмя управления, формирование и контроль запасов.

Высокоэффективная торговля запасными частями возможна в настоящее время только при условии системной организации распределения и сбыта, управления запасами на основе научных методов компьютеризации учета, статистики, анализа, прогноза, обработки всей документации, позволяющей не только оптимизировать запасы, снизить расходы по хранению запасных частей, но и значительно ускорить обслуживание покупателей.

Формирование и контроль запасов

Формирование и контроль запасов — составляющие системы управления, от которых зависит своевременное устранение дефицита или затоваривания. Организация пополнения запасов характеризуется определенными и случайными параметрами. Интервалы между поставками, объемы партий и спрос не являются постоянными величинами, так как находятся под влиянием многих факторов, которые необходимо учитывать при формировании запасов. Например, время на перевозку одной партии отличается от времени на перевозку следующей, на оформление документов также может требоваться разное время и т. д.

Формирование, регулирование и контроль запасов предусматривают поддержание такого соотношения деталей частого и нерегулярного спроса, которое обеспечивает высокую оборачиваемость запасов при удовлетворительном обеспечении покупателей и оптимальных расходах на содержание запасов. Регулирование запасов заключается в определении их уровня, оптимального по конкретному критерию, и в разработке условий, которые обеспечивают поддержание запасов на этом уровне.

Анализ спроса на запасные части

Анализ спроса на отдельные запасные части является одним из элементов системы управления запасами. Спросэто совокупность требований на запасные части, предъявляемых к сбытовой сети. Для управления запасами важно знать некоторые характеристики спроса.

Спрос, предъявляемый дилерами к поставщикам, а последними к изготовителям, отличается от фактического потребительского спроса. Заказы дилеров региональному складу и последнего изготовителю выражаются конкретной величиной, а, значит, в этих звеньях спрос имеет детерминированный характер. Объем спроса покупателей при розничной продаже подвержен значительным колебаниям и не может рассматриваться в качестве конкретной величины, поэтому в системах управления запасами учитывается стохастический (неопределенный) характер спроса в розничной торговле.

При анализе статистических данных выявляют соотношения между количеством машин данной модели в исследуемом районе и количеством ремонтов, номенклатурой и количеством заказанных в течение года запасных частей, а также их стоимостью и весом. Полученные в результате анализа данные помогают выяснить средний спрос, частоту замены деталей и среднюю величину расходов владельцев машин на их содержание.

В целях подчинения производства запасных частей условиям сбыта практикуется именно анализ спроса, а не фактических продаж, т. е. ведется учет и анализ как выполненных заказов, так и неудовлетворенного спроса.

Наиболее совершенными считаются компьютерные программы анализа, обеспечивающие получение данных статистики, анализов и прогнозов по каждому наименованию деталей в различных аспектах. Отобранная и систематизированная информация, полученная при анализе спроса, служит базой для планирования производства и поставок, управления запасами в сети распределения и сбыта. Чтобы сконцентрировать основное внимание на тех деталях, которые чаще продаются и дают основную долю объема сбыта, данные о сбыте и прибылях разбивают по группам деталей, выделенным в результате анализа спроса.

Практикой установлено, что основная стоимость продажи запасных частей обычно приходится на очень небольшую долю всех наименований деталей, и экономисты говорят о законе «80/20», когда 20% номенклатуры дают 80% продаж по сумме.

Прогнозы сбыта

В 60-х годах крупные компании начали практиковать комплексное прогнозирование сбыта запасных частей на предстоящие периоды. В торговле запасными частями применяются прогнозы общего объема сбыта и прогнозы сбыта по номенклатуре.

Прогноз общего объема сбыта — это оценка емкости рынка по объему запасных частей, которые могут быть реализованы в течение года или ряда лет. Она необходима для ориентировочного расчета объемов и количества складов, капиталовложений и планирования мероприятий маркетинга.

Краткосрочные прогнозы составляют на финансовый год плюс квартал. Они используются в качестве основы для планирования потребности в денежных средствах, товарах и рабочей силе в течение года с разбивкой на полугодовые, квартальные или сезонные. Разработав прогноз сбыта по всем районам рынка, составляют программу заказов и складирования на весь год, чтобы быть готовыми к сезонным увеличениям продаж в каждом районе.

Цель работы

Целью диссертационной работы является повышение эффективности управления запасами ремонтного предприятия за счет создания автоматизированной системы управления, обеспечивающей оптимальное снабжение запасными частями при нестабильном спросе и ограничениях на объем хранимых запасов.

В данной работе рассматривается автоматизированная система управления складскими запасами применительно к типовому авторемонтному предприятию. Полученные результаты, в качестве первого приближения, могут быть использованы в химической или другой отрасли. Однако, при переносе системы потребуется ее уточнение к конкретным производствам, так как вопросы соответствующей номенклатурной классификации и масштабирования остаются открытыми.

Основные результаты работы

1. На основе анализа статистических данных спроса на запчасти на ремонтном предприятии показана аддитивная структура потока заявок, состоящая из линейного тренда, сезонной компоненты и случайного пуассоновского процесса.

2. Предложена комбинированная система автоматизированного управления запасами ремонтного предприятия, осуществляющая компенсацию случайных возмущающих воздействий по спросу на запасные части и стабилизацию объема запаса на складе.

3. На основе теории неантагонистических матричных игр решена задача оптимального управления запасами склада при пуассоновском распределении спроса на запасные части, обеспечивающая гарантированный минимум непроизводственных затрат ремонтному предприятию.

4. Предложено решающее правило выбора оптимальных стратегий управления запасами и алгоритм их адаптации к изменениям параметров пуассоновского распределения спроса на запасные части.

5. Разработано и апробировано функционально-алгоритмическое и программно-техническое обеспечение автоматизированной системы управления запасами ремонтного предприятия средней мощности. Алгоритмы оптимального управления запасами однопродуктовых складов проходит стадию внедрения в рамках автоматизированной системы документооборота, на автоцентре Ford (г. Москва).