Для обоснования параметров управления потоковыми процессами в системах производства и сбыта металлоизделий с целью повышения их эффективности применяются имитационные модели на основе методов автоматного, дискретно-событийного и системно-динамического моделирования, а также подходов к их комбинированию и комплексному применению на практике

     Ключові  слова:  УПРОИЗВОДСТВО, СБЫТ, ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, СИСТЕМНО-ДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ, ДИСКРЕТНО-СОБЫТИЙНАЯ МОДЕЛЬ, АВТОМАТНАЯ МОДЕЛЬ, ПОТОК, ПРОЦЕСС, УПРАВЛЕНИЕ.

V.M. Kravchenko, A.Y. Lysenko. Simulation of flow processes in production and sales of metal

    Simulation models are applied to justify the parameters of control of flow processes in production and sales of metal in order to increase their effectiveness. These models are based on the methods of automata, discrete-event and system dynamics simulation, as well as approaches to their combination and integrated application in practice

   Keywords: production, sales and distribution, simulation, system dynamic model, the automaton model, discrete-event model, flow, workflow, process, control

Кравченко В.М., Лисенко О.Ю. Імітаційне моделювання потокових процесів в системах виробництва і збуту металовиробів

    Для обґрунтування параметрів управління потоковими процесами в системах виробництва і збуту металовиробів з метою підвищення їх ефективності застосовуються імітаційні моделі на основі методів автоматного, дискретно-подійного та системно-динамічного моделювання, а також підходів до їх комбінування і комплексного застосування на практиці

     Ключові слова: виробництво, збут, імітаційне моделювання, системно-динамічна модель, автоматна модель, дискретно-подійна модель, потік, процес, управління

  Введение. В условиях структурных изменений мировой экономики, циклических колебаний промышленного производства и конъюнктуры рынков, кризисных ситуаций в экономическом и финансовом секторах особое внимание должно уделяться потенциальным для стратегического развития экономики отраслям и рынкам сбыта [19]. Несмотря на колебания объемов добычи руды, производства цемента и стройматериалов, общая тенденция свидетельствует об их росте, что влечет за собой увеличение объемов потребления мелющих тел (МТ). При этом технологии измельчения в мельницах с МТ не являются новыми и не претерпели серьезных изменений с момента начала их использования [6]. На фоне недостаточной насыщенности мирового рынка мелющих тел, перспектив его роста и высоких барьеров для появления новых производителей уровень конкуренции оценивается как достаточно высокий, а условия функционирования – нестабильные из-за зависимости от финансово-экономического состояния и деловой активности узкого круга основных потребителей: горно-обогатительных комбинатов, производителей строительных материалов и энергетических компаний [11, 18].
  Стратегии развития производителей МТ заключаются, с одной стороны, в реализации технико-технологических новаций, позволяющих улучшить эксплуатационные характеристики продукции и снизить расход энергоресурсов на стадиях помола, а с другой стороны, – во внедрении действенных инструментов и средств управления производством и сбытом мелющих тел, позволяющих сократить потери на всех этапах цепи поставок [2].
В мировой практике широкое распространение получила организация межфирменных сетей и управление деловыми процессами в ней [8, 10, 16]. Поскольку управленческие и технологические процессы на предприятиях и в межфирменных сетях осуществляются в условиях высокого уровня конкуренции, неопределенности и нестабильности рыночной среды, отношения производителей с контрагентами характеризуются нередко напряженностью, недоверием и взаимными обвинениями в случаях нарушения требований [3, 14]. В то же время, эффективность прямых продаж для производителя ограничена, и она падает при срабатывании таких факторов, как: скачкообразные изменения спроса на территориально удаленных от него рынках, изменения в требованиях к поставкам, послепродажному обслуживанию, несогласие потребителей с условиями продажи, усиление конкуренции [4, 5]. Кроме того, слабая организованность работы торговых компаний, неприемлемые задержки на этапах выполнения деловых процессов, потери и задержки при перемещении продукции по цепи поставок, необоснованно высокие затраты на обработку грузопотоков и хранение продукции и другие управленческие ошибки в сферах маркетинга, сбыта, логистики и сервиса приводят к незначительному или негативному эффекту [7, 15].
  Поэтому важной научно-практической задачей в сферах металлургического производства и производства металлоизделий является формирование межфирменной сети (цепи поставок) с эффективными потоковыми процессами в системах производства, сбыта и дистрибуции. Планирование деятельности данных систем нацелено на согласование внутренних и внешних деловых процессов, синхронизацию ресурсных потоков между потребителями, торговыми компаниями и производителями. Следует отметить, что широко распространенным подходом к проектированию системы сбыта и дистрибуции является создание центрального распределительного склада и закрепление за ним локальных распределительных складов.
  Анализ публикаций. В соответствии с логистическим подходом ресурсные потоки являются ключевым объектом исследований в теориях организации и управления деятельностью предприятия, логистики и управления цепями поставок [12, 21]. В [26] выделены шесть направлений измерения цепи поставок и ключевых областей улучшения процессов в ней: системная динамика – управление заказами; исследование операций – конфигурация структуры и поиск оптимальных параметров потоков в ней; логистика – интеграция (синхронизация, согласование) потоковых процессов; маркетинг – соответствие потребностям потребителей через правильный подбор продукции, цены, каналов доставки и сервиса; организация – управление внутренними взаимодействиями; стратегия – позиционирование на рынке и способность к партнерству.
  Большое внимание уделяется подходам к многоуровневому планированию бизнес-процессов на предприятии и в межфирменных сетях с использованием моделей одного или нескольких классов для каждого уровня [9, 27].  Планирование производства и сбыта продукции характерно для трех уровней управления: стратегического, тактического и оперативного [23]. Во многих видах экономической деятельности применяется смешанный тип стратегий, который сочетает как «толкающий» («push»), так и «тянущий» («pull») типы посредством определения (корректировки) точки привязки заказа клиента (ТПЗК) – Customer Order Decoupling Point (CODP) [29].
  Формирование структуры систем производства, сбыта и дистрибуции (распределительной сети) относится к верхнему уровню планирования, а его инструментами выступают многомерные оптимизационные задачи с учетом выбранных критериев оптимизации и ограничений на потоки между звеньями такой сети [30]. Для понимания правил работы системы, иными словами ее поведения разрабатываются концептуальные модели общей структуры межфирменной сети (системы дистрибуции, логистической сети или цепи поставок). Для анализа процессов в данных системах с учетом стохастической природы внешнего окружения используются цепи Маркова, сети Петри и системы массового обслуживания [22].
  Имитация функционирования цепи поставок, логистической системы или систем материально-технического снабжения, сбыта и дистрибуции, имеющих сетевую структуру расположения своих звеньев (бизнес-единиц, подразделений), между которыми существуют ресурсные потоки, осуществляется посредством [20, 24]: электронных таблиц; системной динамики; дискретно-событийного моделирования; автоматного моделирования; гибридного моделирования, в том числе на основе диаграмм состояний; агентного моделирования; бизнес-игр. При разработке автоматных моделей управления заказами (заявками) в производственных и сбытовых системах учитываются методические положения агрегированного подхода к планированию процессов и теории очередей [1].
  Следует также отметить работу К. Алмедера, М. Преуссеры и Р. Хартла, посвященную разработке дискретно-событийных моделей потоковых процессов в цепи поставок и их комбинированию с задачами линейного программирования [22].
  В общем случае имитационные модели состоят из [28]: наборов компонент программного обеспечения (модулей и блоков), отвечающих за определенные типы элементов, субъектов, звеньев в цепи поставок (склад, транспортировка, поставщик и т.д.); стратегий управления запасами, потоками, процессами; протоколов взаимодействия компонент, которые регулируют потоки информации, ресурсов и финансов.
  Однако имитационные модели не дают готового решения, а только описывают поведение исследуемой системы, поэтому интерпретация и оценка имитационных экспериментов при заданной ее конфигурации опираются на целевую функцию, которая выражает совокупность технических и финансовых критериев, обуславливающих переход системы в требуемое состояние [25].
  Поставка задачи. Для моделей процессов управления производственной и сбытовой деятельностью, логистическими системами и цепями поставок необходимы компоненты, учитывающие новые подходы  к повышению эффективности потоковых процессов, и модули их комбинирования, что позволит решать взаимосвязанные задачи, относящиеся к разным уровням управления. Кроме того, разработка планов для основных и вспомогательных процессов на разные временные периоды – от года до одного дня – осуществляются практически «изолировано» друг от друга. Планы разделяются, в большей мере, по проблемам, которые отличаются «масштабом», а следовательно, и затратами времени и ресурсов. Взаимосвязь стратегических, тактических и оперативных планов обеспечивается лишь при распределении ресурсов (рабочего капитала) [13, 17].
  Для повышения эффективности сбыта мелющих тел следует развивать систему сбыта и дистрибуции (распределительные сети), обеспечивающую качественное выполнение маркетинговых и логистических принципов, на основе интегрированного взаимодействия предприятий и применения дескриптивных, квази-экспериментальных, математических и эмпирических моделей в управлении процессами и ресурсными потоками.
  Таким образом, целью данной статьи является разработка имитационных моделей потоковых процессов в системах производства и сбыта металлоизделий для анализа их эффективности и надежности поставок, как одной из характеристик качества обслуживания потребителей. Для достижения поставленной цели важна реализация следующих задач:
разработка автоматной модели управления процессом обслуживания заказов при партионном методе организации производства продукции и ее модификаций для разных алгоритмов накопления партий заявок и стратегий управления запасами ресурса;
разработка имитационной модели функционирования системы дистрибуции и ее системно-динамической версии в ППП «iThink», позволяющей оценить влияние параметров управления запасами и заказами на надежность и качество обслуживания потребителей, а также  финансовое состояние производителя и торговых компаний;
  формирование комплекса дискретно-событийных моделей производственно-сбытовой деятельности на оперативном уровне для стратегий с разными точками привязки СОDP, которые позволяют определить ее эффективность. Данные модели могут разрабатываться для каждой стратегии с учетом особенностей схемы продаж и подхода к управлению ресурсными потоками, или же могут совмещать сразу несколько стратегий на основе алгоритма распределения заказов между этими стратегиями. Применение моделей, предназначенных для отдельных стратегий, позволяет провести их сравнительный анализ для разных типов продукции (мелющих тел) и разных групп потребителей, и, в итоге, выбрать наилучшую стратегию. В комплексной модели, реализующей сразу несколько стратегий, существует возможность выявить дополнительный эффект от сочетания стратегий за счет наилучшего распределения потока заказов между ними.