МЕТОДЫ СТОХАСТИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ПРИ ОЦЕНКЕ НЕОБХОДИМОГО УРОВНЯ ЗАПАСОВ СЫРЬЯ ЛЕСОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕГО ПРЕДПРИЯТИЯ

1

• Авторы
• Файлы

Костюкевич В.М. Статья в формате PDF 121 KB Задача определения целесообразного уровня запасов является актуальной для любого предприятия, в том числе и лесопереpaбатывающего. Увеличение размера запаса сырья страхует предприятие от простоев, связанных с его нехваткой, но увеличивает расходы на содержание, растет объем замороженного капитала. Уменьшение же этих запасов снижает логистические затраты на их хранение и перемещение, но увеличивает вероятность простоя производства вследствие отсутствия сырья в определенные промежутки времени. Поэтому и возникает задача обеспечения оптимального, с точки зрения максимизации совокупной прибыли предприятия, уровня запасов.

Известные из «Теории управления запасами» две основные модели - с фиксированным размером заказа и фиксированным интервалом между заказами имеют ряд ограничений при их пpaктическом применении. В частности, они не учитывают вероятностный хаpaктер основных параметров предприятия таких, например, как производительность. При оперативном планировании работы лесопереpaбатывающего предприятия возникает необходимость в учете случайных факторов, существенно влияющих на процесс производства. К таким факторам можно отнести непредусмотренные сбои в поступлении сырья, энергии, рабочей силы, отказы, профилактика и обслуживание оборудования. Поэтому задачи планирования производства целесообразно исследовать методами стохастического программирования, в основе которых лежит использование законов распределения случайных величин.

В статье рассмотрена задача определения оптимального уровня запасов сырья для случая максимизации прибыли лесопереpaбатывающего предприятия с учетом случайного хаpaктера поставок сырья и его переработки.

Желательно, чтобы объем сырья, поступающий на предприятие за единицу времени был равен производительности переpaбатывающего предприятия и был равен x_j. В этом случае расходы на создание и содержание запасов сырья минимизируются, повышая, в конечном итоге, прибыль предприятия.

В реальности объем поступающего и переpaбатываемого сырья за единицу времени в общем случае является величиной случайной. Поток поступающего сырья на лесопереpaбатывающее предприятие зависит от множества факторов: таксационных показателей лесозаготовительного участка, погодных условий, условий лесозаготовки, надежности лесозаготовительной и лесовозной техники и т.д. Поэтому для дальнейшей оценки целесообразной величины запасов сырья определим входной поток сырья x_j, как величину случайную, подчиняющуюся определенному закону распределения. Рассуждая аналогично, можно показать, что производительность переpaбатывающего предприятия в определенный момент времени также зависит от множества факторов и, в действительности, является величиной случайной.

Для уменьшения риска простоя предприятия из-за нехватки сырья необходимо предусмотреть запас сырья, который можно выразить, как долю n_j от входного потока сырья за единицу времени x_j.

Модель отказа системы (случай отсутствия сырья на лесопереpaбатывающем предприятии) определим следующим образом. Производительность предприятия (объем сырья, переpaбатываемого за единицу времени) определим как случайную величину, подчиняющуюся в общем случае нормальному закону распределения с известными оценками среднего значения и среднеквадратического отклонения. Для каждого конкретного случая закон распределения производительности предприятия должен быть получен из статистической обработки данных по фактической производительности.

В общем случае фактический поступающий объем сырья z_j на предприятие - случайная величина, подчиняющаяся нормальному закону распределения с известными параметрами. Как уже указывалось выше, для определенного предприятия конкретный закон распределения поступающего объема сырья должен быть определен по статистическим данным.

Отказ наступит в случае превышения производительности оборудования f(x) объема поступающего сырья и объема сырья запасов f1(x) в данный момент времени. Вероятность отказа равна вероятности превышения фактической производительности оборудования f(x) объема поступающего сырья и объема сырья запасов f1(x).

Если рассматриваемый промежуток времени принять за единицу, то время простоя Dt будет показывать долю времени, когда предприятие простаивало, т.е. будет эквивалентно вероятности простоя.

Данная задача была реализована в электронных таблицах Exel. За целевую функцию была выбрана функция S, максимизирующая прибыль предприятия. В качестве случайных величин, распределенных по нормальному закону, рассматривались потоки поступающего на предприятие сырья x_j и объемы запасов данного вида сырья z_j. За управляемые переменные выбраны 3 переменные n_j, хаpaктеризующие объем запасов, как долю от объема поступающего сырья x_j. Выбранный метод оптимизации - метод Ньютона. Для заданных условий были определены оптимальные значения величины запасов каждого вида сырья. Как получено из реализации модели, оптимальный объем запасов должен составлять 15% трехметровых сортиментов, 14% четырехметровых сортиментов и 11% шестиметровых сортиментов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Костюкевич В.М. Логистический подход при анализе работы лесопереpaбатывающего предприятия. - Лесной журнал. Известия вузов №5 2003, с.75-79.
2. Костюкевич В.М. Моделирование работы лесопереpaбатывающего предприятия. Лесопромышленная логистика и информационные системы лесного комплекса. Материалы международной научно-технической конференции /СПбГЛТА. СПб.:ЛТА, 2003. с.103-105.
3. Костюкевич В.М., Рогов А.А., Щеголева Л.В. Моделирование лесопереpaбатывающего предприятия. Обозрение прикладной и промышленной математики. Москва, Изд-во «ТВП», том 8, выпуск 1, 2001, с.236-237.

---