Управление и оптимизация / Satin - Optimizatsionniye metodi upravleniya 2014

Предпосылки

Риски пожаров и ЧС

Недостаточная

техническая

готовность

техники

Риск, вызванный неправильным выбором приоритета потребностей

Разность оптовых цен в зависимости от объема поставки и характеристик тары и упаковки

Децентрализация системы МТО

Нерациональное использование ресурса техники

Цель и составляющие ее достижения

Повышение готовности техники, в том

числе в период усиленного варианта

несения службы Повышение качества обслуживание и ремонта

Мониторинг

технического

состояния

Анализ

неисправностей

Передача функций по обслуживанию и ремонту в аутсорсинг сторонним организациям

Оптимизация эксплуатации техники путем передачи в ПЧ с меньшей интенсивностью выездов

Разработка основ

Разработка специальных методов

концепции создания

управления

системы поддержки

принятия решений по

Построение

Оценка различных

управлению МТО

графиков

вариантов поставок

закупок и

Изменение

поставок

Оценка риска

организационной

неправильного

структуры управления

Нахождение рациональных вариантов закупок

Оптимизация

определения

МТО

приоритета

потребностей

Оптимизация

использования ресурсов

закупочной

и повышение

эффективности

деятельности

управления МТО

Рис. 1.7. Направления реинжиниринга системы управления материально-техническим обеспечением подразделений

Посредством моделирования на основании данных о функционировании системы МТО в условиях чрезвычайных ситуаций и при текущей деятельности подразделений, возможно построение системы поддержи принятия решений. Поэтому успешное управление материальнотехническим обеспечением не возможно без внедрения автоматизированных систем управления. Автоматизация функций по управлению МТО обеспечит требуемый уровень оперативности и расширение возможностей подразделений, посредством оптимизации учета, распределения и использования финансовых и материальных ресурсов.

Автоматизированной называют систему, состоящую из персонала и комплекса средств автоматизации его деятельности, реализации информационных технологий выполнения установленных функций [31].

40

Необходимость использования информационных технологий управления МТО подразделений МЧС России обусловлена следующими факторами:

1.Неприспособленность большинства типовых форм учетно - отчетных документов к машинной обработке.

2.Аппарат управления МТО не в полной мере использует современные средства сбора, обработки, хранения, накопления и передачи данных, для управления. Практически не используется безбумажная технология и технология автоматизированного учета имущества.

3.Дублирование потоков информации.

4.Отсутствует ряд нормативов, критериев и методик количественной оценки факторов, влияющих на принятие управленческих решений. К таким факторам следует отнести: оценку готовности техники в зависимости от рисков возникновения пожаров и ЧС, определению количества ремонтных бригад исходя из рисков возникновения пожаров и ЧС, оптимизация сроков эксплуатации пожарно-спасательной техники и другие.

5.Необходимость производить конкурсные закупки товаров и услуг

сиспользованием Интернет технологий [114].

Для решения сложных управленческих задач в области материальнотехнического обеспечения необходимо комплексное применение компьютерных технологий и экономико-математических методов в составе автоматизированной системы поддержки принятия решений при управлении материально-техническим обеспечением подразделений МЧС России [107-110].

Анализ функциональных задач управления МТО показывает, что их практическая реализация в условиях информационной системы многовариантна. Для автоматизации всех функций и охвата всего цикла работ, от планирования до подведения итогов работы и анализа учетной информации, для управления системой МТО следует создавать так называемую интегрированную информационную систему [111].

Построенная по такому принципу автоматизированная система поддержки принятия решений по управлению МТО, использующая информационно-логические методы и методы оптимизации процессов управления запасами, распределения ресурсов, моделированием потребности с учетом рисков неправильного определения их приоритетов при закупках, обеспечит оптимальное управление системой МТО в условиях ограниченных ресурсов.

41

Выводы

Совершенствование системы управления материально-техническим обеспечением подразделений позволяет не только снизить издержки на их содержание, но и оказывает непосредственное влияние на тактические возможности подразделений.

Под системой материально-технического обеспечения понимается система источников заявок и источников ресурсов для удовлетворения потребностей источника заявок, между которыми в процессе функционирования системы материально-технического обеспечения происходит обмен материальными и информационными ценностями. Источниками заявок являются подразделения МЧС. Источники заявок также могут возникать внезапно при ликвидации пожаров и ЧС. Источниками ресурсов является экономика страны, в том числе специализированные предприятия, выпускающие специализированную пожарно-техническую продукцию, технику, средства спасения и т.д. Источниками ресурсов являются и сама система управления МТО, в которой организуется централизованное снабжение. Главной задачей совершенствования системы управления МТО является удовлетворение потребностей подразделений в необходимом объеме в минимальные сроки.

Пока не создана комплексная модель материально-технического обеспечения. Все известные подходы к изучению данной проблемы носят функциональный характер, так как описывают одну или несколько функций материально-технического обеспечения (хранение запасов, транспортировка, прогнозирование потребности, оценка надежности контрагентов, автоматизация закупок и прочее).

Экономия бюджетных средств возможна при осуществлении крупных оптовых поставок. Для этого необходимо построение модели распределения заказа между изготовителями пожарно-технической продукции и аварийно-спасательного оборудования и снаряжения. В связи с чем можно утверждать, что модели, позволяющие оценить условия применения централизованных схем снабжения и определить выигрыш для системы МТО, изучены не достаточно.

Основной трудностью построения алгоритмов решения подобных задач является разрывный характер целевой функции, задаваемой, как правило, таблично.

Не исследованным также вопрос о требуемом уровне технической готовности пожарно-спасательной техники, возможности дополнительного привлечения ремонтных бригад и оптимальных сроках эксплуатации пожарно-спасательной техники в подразделениях с различной интенсивностью выездов.

42

В целях оптимизации размеров и сроков заказываемой партии материальных ресурсов, страхового запаса, грузопотоков и маршрутизации, в литературе [75, 37, 123] приведены модели управления запасами и транспортировки.

Для решения проблем, связанных с неопределенностью зависимости текущей потребности подразделений от риска возникновения пожаров и чрезвычайных ситуаций, рассмотрено решение задачи оптимального распределения ограниченного ресурса при заранее выбранном критерии оптимальности, по методике, приведенной в литературе [43, 112, 120].

Не принижая значения других, не менее важных задач, решаемых в интересах совершенствования системы управления материальнотехническим обеспечением подразделений, в настоящее время пока не разработаны специальные методы прогнозирования параметров управления системой МТО, а именно:

-метод прогнозирования размера заказа в системе материального обеспечения для случая постоянной и меняющейся потребности в них в течение планируемого периода поставок с учетом риска неправильного определения приоритета потребностей;

-метод обоснования уровня технической готовности техники и оптимизации количества ремонтных бригад;

-метод определения оптимальных сроков использования пожарноспасательной техники в подразделениях с различной интенсивностью выездов.

43

Часть 2. Модели управления ресурсами и эксплуатацией техники

Проблемы управления материально-техническим обеспечением, как правило, связаны с тем, что решение о поставках принимается при планировании деятельности подразделений за год до фактического возникновения потребностей. Потребность в поставках определяется в соответствии с существующими нормативами, связанными с размерами населенных пунктов и охраняемых территорий.

Внебольших населенных пунктах и сельских поселениях, где созданы пожарные части или отдельные посты, потребность может быть ниже расчетной и определяется исходя из практического опыта руководителей.

Вмегаполисах потребность часто выше расчетной и может быть определена объемом ресурсов, посредством которых обеспечивается заданное время прибытия пожарно-спасательных формирований к месту вызова (например, увеличивается количество пожарных частей на территории мегаполиса, оптимизируются маршруты движения к месту вызова).

Исследованием проблем оптимизации размещения подразделений пожарной охраны на территории мегаполиса занимается профессор Брушлинский Н.Н. Благодаря его разработкам, в мегаполисах, для обоснования количества подразделений пожарной охраны используются компьютерные имитационные комплексы типа КОСМАС и СТРЕСС [17].

2.1. Описание централизованной системы снабжения

Оптимизацию материально-технического обеспечения подразделений целесообразно начинать с исследования модели описания системы снабжения. Так как поставки ресурсов осуществляются через определенный период после подачи заявок на снабжение, потребности могут изменяться и требуется определить приоритет закупок и выбрать схему снабжения (от центра подразделениям – централизованную или децентрализованную, когда подразделения получают финансирование и предметы снабжения приобретают самостоятельно).

Для решения данной задачи рассмотрим преимущества централизованной схемы снабжения, где вопросы материальнотехнического обеспечения берет на себя специализированный орган – центр.

44

Роль центра в системе управления МТО выполняет департамент (департамент тыла и вооружения или департамент инвестиций и капитального строительства).

Центр проводит оптовые закупки у производителей по оптовым ценам, за счет чего обеспечивается экономия финансовых ресурсов.

В масштабе региона роль центра выполняет региональный центр, в масштабе субъекта федерации - Главное управление МЧС по субъекту РФ.

Если не рассматривать подсистемы управления МТО на местах, то централизованная система управления МТО в укрупненном виде может быть представлена в следующем виде (рис. 2.1).

	ЦРЦ			Центр
УМТО
субъекта
	ЮРЦ	СКРЦ	СЗРЦ	ПРЦ	УРЦ	СРЦ	ДВРЦ
УМТО	УМТО		УМТО	УМТО	УМТО	УМТО
субъекта	субъекта		субъекта	субъекта	субъекта	субъекта
			Крымский				УМТО
							субъекта
				РЦ

С марта 2014 года

УМТО

субъекта

Рис. 2.1. Централизованная система управления МТО

Движение ресурсов на этой схеме может быть представлено в виде транспортной модели с промежуточными пунктами. При этом если центр представлен как истинный пункт отправления, региональные центры и субъекты федерации можно назвать транзитными пунктами движения ресурсов, снабжаемые подразделения МЧС можно назвать пунктами назначения. Подобные задачи хорошо описаны в литературе [100].

В целях обоснования преимуществ централизованной схемы снабжения в диссертации рассмотрены примеры снабжения подразделений имуществом.

Снабжение имуществом одной номенклатуры.

Пусть в текущий период имеется n подразделений, испытывающих потребность в определенном виде предметов снабжения. Обозначим через ci цену, по которой i–ое подразделение может приобрести предметы снабжения в объеме, требуемом для него на месте дислокации у

45

региональных поставщиков, vi – количество предметов снабжения, необходимое i-му подразделению в рассматриваемый период времени. На местах централизованная система снабжения предпочтительнее в случаях, если стоимость поставляемых предметов снабжения (или затрат на работы или услуги) q, получаемых из центра будет меньше или равна ci, то есть q ≤ ci. Обозначим P(q) число подразделений, получаемых централизованное снабжение при цене предметов снабжения q. Количество предметов снабжения, заказываемое у центра можно представить в виде V(q) = Vi .

Зависимость V(q) имеет вид кусочно-постоянной, непрерывной слева, убывающей функции q. Центр закупает предметы снабжения одного производителя, получая скидки к оптовой цене при больших объемах закупок. Обозначим через b(V) цену продукции производителя при объеме закупок V, который необходим одному подразделению для его нужд. b(V) так же убывающая функция V. Экономия при цене централизованной закупки q составит для n - подразделений

Э = (

n	i
	b(V )
i 1

q

)V(q).

(2.1)

Полагаем, что транспортные расходы до регионального центра входят в цену q, а доставка от центра пожарно-спасательным формированиям производится транспортом подразделений.

Задача заключается в определении такого объема поставки, цена которого q обеспечит максимальный экономический эффект. Для решения задачи перейдем от функции V(q) к обратной функции q(V). Эта функция показывает максимальную цену заказа объемом V, является убывающей, кусочно-постоянной и ограничена потребностями подразделений, входящими в централизованную систему снабжения (см. рис. 2.2).

46

q(V)

bn
bn-1
.
.
.
b3
b2
b1			V
Vn	Vn-1	V3 V2	V1

Рис. 2.2. Функция максимальной цены заказа

Перепишем уравнение 2.1 в виде зависимости экономии от объема закупок для конкретного подразделения.

Э(V) = [b(V) – q(V)]V.

(2.2)

Получилась зависимость для одного подразделения, просуммировав все значения, получается общая формула для всех подразделений, входящих в централизованную систему снабжения.

Обозначив разность цен [b(V) – q(V)] через ε(V), тогда

Э(V) = ε(V) V.

(2.3)

Геометрически эта величина равна площади прямоугольника со сторонами ε(V) и V.

Если для двух точек (V1 ε1(V1)) и (V2 ε2(V2)) имеет место V2 ≥ V1 и

ε2(V2) ≥	ε1(V1), то решение (V2	ε2(V2)) лучше решения	(V1 ε1(V1)). Это
			~
решение позволяет перейти от зависимости ε(V) к зависимости (V ) ,
которая	является убывающей	функцией. Способ	построения этой
		~

зависимости показан на рисунке 2.3. Зависимость	(V ) показана жирной
линией.

47

ε(V)

~(V )

V

Рис. 2.3. Построение зависимости ~(V )

Так как зависимость

~(V )

является кусочно-постоянной,

непрерывной слева функцией сравним конечное число вариантов. Запишем условие того, что вариант (V1 ε1) лучше варианта (V2 ε2) или

V2 ε2 > V1 ε1.

Перепишем неравенство в виде

tqλ1 =

V

1 2

>

	2
V
	1

= tqλ2.

(2.4)

Геометрически смысл этого выражения показан на рис 2.4.

ε1
			λ1
ε2
	λ2
	V1			V2

Рис. 2.4. Зависимость разности цен от объема поставок

Так как

V

1 2

равно тангенсу угла λ1, а

	2
V
	1

равно тангенсу угла λ2,

вариант (V1 ε1) лучше варианта (V2 ε2), если угол λ1 больше угла λ2. Это позволяет решать задачу геометрическим способом, попарно сравнивая варианты поставок.

При закупках у нескольких производителей, обозначим bk(xk) – цену продукции k-го производителя при объеме заказа xk. Экономия при цене централизованной закупки через посредников на местах b(V) составит:

48

Э = [b(V)∙V –

x b	(x	k
k k
k

)

],

(2.5)

где V =

xk k

.

Задача делится на две задачи.

Первая задача распределения заказов между производителями, которая должна минимизировать стоимость всего заказа величины V.

Такую задачу в некоторых случаях можно решить как транспортную, предположим, что она решена, и Sm(V) – минимальная стоимость заказа величины V.

Далее следует определить оптимальную величину заказа V, позволяющую максимизировать экономию финансовых ресурсов, это вторая задача.

Э = b(V) ∙ V - Sm(V).

(2.6)

Рассмотрим методы решения первой задачи, распределения первого заказа величины V между m производителями так, чтобы минимизировать стоимость заказа. Формальная постановка задачи так определить объем

величины xk ≥ 0, чтобы общий объем был не менее V, то есть

	m
самая минимальная стоимость заказа	S Sk (xk ) , где	Sk (xk
	k 1

m

k 1 )

x	k
x b
	k	k

V (x

, а

k ) .

Сложность решения представленной задачи объясняется тем, что функции

bk (xk )

разрывные (имеют скачки). Поэтому рассматриваемые задачи

относятся к многоэкстремальным задачам математического программирования. При решении этих задач используются специальные методы (динамического программирования, локальной оптимизации, ветвей и границ и другие).

Пример 2.1. Рассмотрим вариант решения задачи методом ветвей и границ, на примере двух производителей пожарных автомобилей ОАО «Посевнинский завод противопожарного и специального оборудования» и ОАО «Пожтехника» г. Торжок. Пусть требуется закупить 23 однотипных пожарных автоцистерны, V = 23, и первый производитель имеет на складе 14 единиц, а второй – 18 единиц. С учетом принятых обозначений перепишем условие задачи в виде таблиц, предположим, что требуется осуществить поставки для пяти подразделений.

Таблица 2.1

План поставок пожарных автоцистерн

Номер подразделения	1	2	3	4	5
План закупок Vi	5	3	2	10	3
Стоимость у региональных дилеров Сi, млн руб.	2,6	2,8	3,0	2,4	2,75

49