Задачи управления запасами

Одной из сфер практической деятельности, в которой успешно применяются методы системного анализа, является сфера управления запасами. Система управления запасами представляет особый интерес для системного аналитика. Это объясняется, во-первых, сложностью задач, которые приходится решать в этой сфере управления, а во-вторых, общностью постановки задачи, которая находит применение в системах различного типа, например, производственных системах, пред-

приятиях торговли и сбыта, при обосновании количества запасных изделий и т. п. Первые системы управления запасами были разработаны применительно к обоснованию необходимой потребности в запасных частях предприятий крупных компаний. Задачи управления запасами обладают одной особенностью — с увеличением запасов увеличиваются расходы, связанные с их хранением, но уменьшаются потери от возможного их дефицита. Следовательно, одна из задач управления запасами заключается в минимизации суммы ожидаемых затрат, связанных с хранением запасов, и потерь, обусловленных их отсутствием в

случае необходимости.

Основная проблема, возникающая при решении задачи управления запасами, состоит в создании эффективной и надежной системы управления. Общая система управления запасами представляет собой три уровня решения данной задачи.

Первый уровень предусматривает обработку, ведение учета и хранение информации о запасах. Основные сведения, необходимые для успешного функционирования системы управления запасами, — это информация об уровне имеющихся запасов и запасов, которые будут созданы за счет размещения заказов, а также о заделе по заказам потребителя, если такие заказы имеются. Учет информации относительно любой имеющейся в запасах продукции включает в себя такие показатели как ее стоимость, единица измерения, источник получения, время упреждения и т. п. На первый взгляд количество различных данных о производимых или необходимых операциях невелико, однако в условиях функционирования крупных промышленных предприятий объем поступающей информации оказывается существенным. Значительно повысить эффективность обработки и хранения информации удается путем автоматизации процесса обработки данных.

Второй уровень рассматриваемой системы предполагает разработку правил принятия решения, на основе которых устанавливаются срок и размер заказа, необходимого для пополнения запасов. Каждое правило принятия решений является частной задачей оптимизации управления запасами. Задачи, которые приходится решать пользователю в практических условиях, могут отличаться по своему характеру, так как конкретные системы имеют различные параметры. Поэтому системному аналитику необходимо знать условия, при которых одно правило принятия решений оказывается предпочтительнее другого. С формальной точки зрения эти решения являются оптимальными, тем не менее, для успешного применения необходимо учитывать мнение соответствующих сотрудников органов управления, имеющих опыт работы и соответствующую квалификацию в данном вопросе. Следует иметь в виду, что при разработке правил принятия решений более важным является соответствующий учет реальной обстановки, чем достижение максимального показателя эффективности функционирования системы.

Третий уровень системы позволяет на основе разработанных правил принятия решений построить модель системы управления запасами и в соответствии с этой моделью определить стратегию функционирования системы на длительную перспективу. Организация контроля за работой системы дает возможность органам управления осуществлять управление системой в целом, а не запасами конкретной продукции и в случае необходимости вмешиваться в работу системы. Правила принятия решений по восстановлению уровня первоначального запаса и сохранению уровня резервного запаса разрабатываются с помощью методов прогнозирования. Точность прогноза определяется уровнем отклонения результатов прогноза от фактических данных. Каждое правило принятия решений содержит, по крайней мере, одну управляющую переменную, значение которой обычно задается органами управления. Это делается с целью обеспечения возможности оказывать влияние на перераспределение материальных ресурсов между затратами, связанными с запасами, и эксплуатационными затратами. Для ряда систем актуальными являются вопросы разработки правил принятия решений по созданию запасов в условиях наличия ограничений на ресурсы.

Таким образом, можно сделать вывод, что задача управления запасами есть комплексная задача, составными частями которой являются ведение информационной базы, построение моделей управления запасами, оптимизация объема создаваемого запаса и времени его пополнения и прочие вопросы.

Организация обслуживания оборудования

К задачам организации обслуживания оборудования относятся задачи назначения времени проведения проверок исправности функционирования оборудования, проведения профилактического обслуживания, выбор оптимального числа запасных изделий и приборов для оборудования, находящегося в эксплуатации. Любое оборудование в процессе работы изнашивается, устаревает и поэтому нуждается в организации контроля за исправностью его функционирования, а также в проведении ремонтных, восстановительных работ. Под техническим обслуживанием систем понимается совокупность мероприятий, которые служат поддержанию и восстановлению рабочих свойств систем. Данные мероприятия подразделяют следующим образом:

• текущее обслуживание;

• контроль работоспособности и диагностика отказов;

• ремонтно-восстановительные работы. Предупредительные (регламентные) работы проводятся в системах,

которые еще не утратили работоспособность, т. е. еще функционируют. Действия, необходимые для восстановления работоспособности после того, как система отказала, относятся к ремонтно-восстановительным работам. Обычно в теории систем предупредительные работы называют профилактическими, а восстановительные — аварийным восстановлением. В свою очередь, мероприятия по ремонту, в случае, если система после его окончания по своим качествам эквивалентна новой, называют полным восстановлением.

Характер функционирования и обслуживания систем существенно зависит от процессов, происходящих внутри системы и обуславливающих тип отказов. Различают внезапные и постепенные отказы. Внезапный отказ практически мгновенно переводит систему из работоспособного состояния в состояние отказа. О постепенных отказах говорят в тех случаях, когда удовлетворительное функционирование системы сохраняется в некоторой допустимой области определяющих параметров, которые, в свою очередь, зависят от времени. Наблюдения за вектором параметров позволяют спрогнозировать состояния работоспособности и неработоспособности системы. Если имеют место исключительно внезапные отказы, различают только работоспособное и неработоспособное состояния.

На практике при организации функционирования систем об их состоянии можно узнать только с помощью контроля. Контрольные проверки являются неотъемлемой частью мероприятий по восстановлению работоспособности. Поскольку, с одной стороны, отказ системы приводит или может привести к экономическим потерям, а с другой стороны, контроль также сопряжен с затратами, возникает задача оптимального с точки зрения общих затрат планирования проверок. Постановка задачи в этом случае будет следующая. Определить сроки проведения контрольных проверок по обнаружению неисправностей, при которых суммарные затраты на проведение контроля и потери от простоя оборудования из-за несвоевременного обнаружения и замены вышедших из строя элементов минимизируются.

Ремонтно-восстановительные мероприятия — более масштабные по своему содержанию работы. Они связаны с проведением комплексной проверки работоспособности систем, заменой отказавших или достигших установленного ресурса элементов, регулировкой отдельных параметров и прочими работами. При планировании профилактических и восстановительных мероприятий так же, как и в задаче планирования контрольных проверок необходимо учитывать, что несвоевременное проведение профилактических работ может привести к отказам системы и связанным с ними материальным потерям. С другой стороны, проведение профилактических работ также сопряжено с определенными материальными издержками, и поэтому их необоснованно частое проведение снижает эффективность функционирования системы. Таким образом, в данном случае также имеет место оптимизационная задача. Ее формулировка может выглядеть следующим образом: определить сроки проведения профилактических работ и замены оборудования, при которых суммарные ожидаемые затраты по ремонту и замене, а также потери, связанные с ухудшением технологических характеристик работы оборудования ввиду его старения, минимизируются на всем интервале эксплуатации системы.

И, наконец, существует еще одна задача, относящаяся к задачам организации обслуживания систем, — обеспечение запасными частями или элементами. Она формулируется следующим образом: какое количество запасных элементов следует иметь для того, чтобы быть уверенным в том, что система с вероятностью ос будет бесперебойно функционировать в течение времени t.

Все сформулированные задачи относятся к числу оптимизационных. Однако описываемые в данном разделе задачи отличаются по постановке от задач предыдущих разделов. Дело в том, что для задач распределения ресурсов и управления запасами использовались, в основном, детерминистические модели. Для задач организации обслуживания необходимо применять вероятностные модели, поскольку в качестве управляющего параметра в данных задачах используется наработка объектов до отказа, а это, как известно, величина случайная. Поэтому при построении моделей такого типа необходимо проводить большую работу по сбору информации о функционировании системы и ее элементов, о наработках элементов до отказа, временах восстановления их работоспособности, стратегиях обслуживания и т.д. Таким образом, задачи организации обслуживания систем являются комплексными задачами, в которых требуется организовать и вести наблюдение за эксплуатационными параметрами системы и ее элементов, осуществлять обработку информации с целью определения параметров модели, формировать модель, решать оптимизационную задачу, принимать решения и внедрять их в практику управления эксплуатацией систем. В программе эксплуатации сложной системы помимо указанных работ необходимо также предусмотреть ее взаимодействие с операторами и другими системами, участвующими в решении общих задач, учет

различных режимов работы, перестройку структуры системы при возникновении нарушений, организацию ремонтов, модернизацию и продление ресурса системы.