Моделі оптимального управління функціонуванням ланцюгів поставок в умовах невизначеності та ризику

Вантажиться...
Ескіз
Дата
2020
Автори
Куруджи, Ю.В.
Kurudzhy, Y.V.
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Хмельницький національний університет
Анотація
Дисертаційна робота присвячена теоретичному обґрунтуванню та розробці методичних підходів і практичних рекомендацій щодо оптимізації управління функціонуванням ланцюгів поставок в умовах невизначеності та ризику. У роботі відзначено, що ринок логістики в Україні зараз перебуває на стадії стабілізації, стає більш професійним і відкритим завдяки впровадженню інноваційних рішень, ІТ-продукції, нових методів оптимізації логістичних витрат, але поряд з тим для сучасного етапу розвитку українського ринку логістичних послуг характерні такі проблеми як відстала інфраструктура транспорту, недостатня кількість і низький техніко- технологічний рівень вантажних терміналів, низький рівень розвитку сучасних систем електронних комунікацій, зв'язку, слабкий рівень розвитку виробничо-технічної бази складського господарства. Розглянуто поняття ланцюга поставок як ключового в логістиці, класифікацію ланцюгів поставок. Встановлено, що в зв'язку з поширенням на практиці концепції ланцюга поставок виникають чисельні проблеми, які стосуються їх оптимального проектування та оптимального управління їх функціонуванням. Ці проблеми можуть бути вирішені за допомогою ряду конкретних теорій, таких як: мікроекономіка, операційний менеджмент, логістичний менеджмент, ризик-менеджмент, теорія конкуренції, дослідження операцій (теорія управління запасами, теорія оптимізації) тощо. Систематизовані основні причини невизначеності та ризиків в ланцюгах поставок і заходи щодо зниження ризиків в залежності від їхніх джерел. Встановлено, що на сучасному етапі розвитку інформаційних технологій нові можливості для організації ланцюгів поставок відкриває моделювання логістичних процесів, при цьому якість прийнятих рішень і зниження невизначеності у конкретних ситуаціях багато в чому залежить від коректності застосованих моделей. Проведений аналіз існуючих результатів моделювання ланцюгів поставок показав, що на даний момент в галузі економіко-математичного моделювання використовуються в основному статичні моделі, засновані на багатовимірних задачах лінійного програмування, не в достатній мірі враховується специфіка функціонування ланцюгів поставок в рамках VAT- класифікації, яка ґрунтується на тому, як проходить матеріальний потік через весь ланцюг поставок, недостатньо використані сучасні методи ризик- менеджменту, засновані на теорії ймовірностей, математичній статистиці і стохастичному програмуванні, слабо використовується величезний теоретичний матеріал, розроблений в теорії управління запасами. Також приділено недостатньо уваги конкуренції та кооперації між ланцюгами поставок, не достатньо вивчений вплив інноваційної стратегії підприємств- ланок ланцюга поставок на конкурентну боротьбу між ланцюгами поставок. Побудовані та проаналізовані статичні моделі планування взаємодії підприємств для різних конфігурацій ланцюгів поставок в рамках VAT- класифікації в умовах невизначеності та ризику. В розроблених моделях мінімізуються сумарні витрати по всьому ланцюгу поставок, пов'язані з виробництвом і доставкою комплектуючих і готової продукції від підприємства-виробника до пунктів призначення, а також збитки, які виникають через незадоволення попиту (у випадку коливання попиту на продукцію або нестачі сировини для виробництва внаслідок коливання виробничих коефіцієнтів) та витрати на додаткове зберігання надлишку (коли запланована для виробництва кількість продукції перевищує встановлений попит). Побудовані та проаналізовані моделі оптимального планування взаємодії підприємств в ланцюгах поставок, які враховують фактори зовнішньої (випадковий попит на продукцію в пунктах призначення) та внутрішньої (коливання виробничих коефіцієнтів) невизначеності, а також фактор часу. В рамках VAT-класифікації розроблено моделі оптимізації планів випуску і доставки продукції в ланцюгах поставок типу A, коли з великого числа різноманітних видів сировини, матеріалів і комплектуючих виготовляється відносно невелике число продукції кінцевого споживання, та V, для яких характерна наявність невеликого числа постачальників одного і того ж матеріалу, сировини, які в результаті виробничого процесу перетворюються на велике число видів кінцевої продукції. Побудовано оптимізаційну модель планів закупівлі та доставки товару в дворівневій логістичній мережі в умовах випадкового попиту. На підставі побудованих моделей розроблені методичні вказівки до розв’язку задачі оптимізації поставок сировини, випуску продукції підприємством і доставки готової продукції, які можуть застосовуватися в практичній діяльності підприємств і дозволяють підвищити ефективність управління функціонуванням ланцюга поставок і координації взаємодії між його ланками на заданому горизонті планування (з врахуванням фактора часу). Для всіх розроблених моделей оптимізації в роботі проведені розрахунки для випадку, коли величини попиту і виробничі коефіцієнти розподілені за законами Ерланга. Розрахунки показали, що наслідком неточно прогнозованого попиту є високі транспортні витрати, нереалізовані можливості продажу, що тягне за собою втрату прибутку. Більш точний прогноз попиту на продукцію дозволяє учасникам логістичного ланцюга збільшити загальний прибуток за рахунок зменшення витрат на зберігання, транспортування та закупівлю. Всі розроблені моделі з деякими обмеженнями можуть використовуватися в практичній діяльності. Розроблені методичні положення для обґрунтування економічної доцільності страхування основних видів фінансових ризиків у діяльності логістичних ланцюгів поставок. Суттєвою особливістю перерахованих методик є те, що вони побудовані на одночасному моделюванні процесів виробництва і доставки готової продукції в рамках ланцюга поставок і їх фінансових результатів, що є новим кроком у моделюванні процесів ризику. Сформульовані розв’язувальні правила, які дозволяють встановити доцільність страхування ризиків, пов'язаних з нестачею ресурсів для виробництва продукції і ризиків, що виникають через відхилення запланованих до випуску обсягів продукції від фактичного попиту. Суть розроблених методів полягає в оцінці очікуваного прибутку від реалізації продукції з урахуванням страхування зазначених ризиків і без страхування. Застосування розроблених методів проілюстровано для випадку, коли величини попиту та виробничі коефіцієнти розподілені за показовим законом, що відповідає самому несприятливому попиту. Після розв’язку двох задач одноетапної стохастичної оптимізації для кожного значення очікуваного прибутку проводиться порівняння двох значень максимального прибутку і приймається рішення про страхування або нестрахування ринкового ризику. Зазначені методики доведені до розрахункових формул і можуть бути використані в практиці. Оптимізовано функціонування ланцюгів поставок в умовах конкуренції. Знайдено рівноважні рішення для конкуруючих ланцюгів поставок з урахуванням інноваційної діяльності підприємств-виробників, яка полягає в технологічні нововведення на підприємствах. Для цього побудована економіко-математична модель дуополії, заснована на моделі оптимізації плану виробництва і доставки багатономенклатурної продукції. Для врахування інноваційної активності вважалось, що виробничі витрати підприємств знаходяться в зворотній залежності від розміру інноваційних інвестицій. Розроблена модель дозволила визначити рівноважні рішення дуополії за Курно і за Штакельбергом. Проведені розрахунки показали, що інвестиційні вкладення дозволяють збільшити розмір прибутку і конкурентоспроможність промислових підприємств. Розвинені теоретичні підходи до визначення функцій, завдань і місця відділу управління ризиками в організаційній структурі управління виробничих підприємств в рамках ланцюга поставок. Сформульовані основні вимоги, які відносяться до подальшого вдосконалення організації управління ланцюгами постачань, а саме до організації збору та статистичної обробки інформації, що стосується фінансових ризиків в ланцюгах поставок. При збільшенні обсягу робіт з управління ризиками, представляється доцільним створення в рамках ланцюга поставок групи або відділу управління ризиками на виробничому підприємстві, а також ведення баз даних, в яких збирається і систематизується необхідна інформація. До функцій такого відділу в основному відноситься обґрунтування доцільності страхування ризиків на основі методів і прийомів ризик-менеджменту і розробка відповідних методик, що стосуються економічного обґрунтування необхідності страхування основних видів ризиків у ланцюгах поставок. В інформаційних базах даних може зберігатися і накопичуватися інформація щодо кожного конкретного споживача продукції та постачальника сировини та комплектуючих, історії та видів взаємодій з кожним потенційним і реальним постачальником та споживачем, дані щодо обсягу і частоти продажів за деякий період часу та обсягів витрачених ресурсів на здійснення продажів. Така організація дозволить підвищити ефективність роботи ланцюга поставок за рахунок об’єднання планування продажів, виробництва і розподілу продукції, скорочення витрат на управління запасами, виробництво, доставку, дозволить швидко реагувати на вимоги споживачів і підвищити якість обслуговування клієнтів. Одержані результати можуть бути основою для подальших досліджень у цьому напрямку, серед яких можна вказати наступні:  визначення ймовірності розорення окремих ланок ланцюга поставок;  врахування зворотних зв’язків між пунктами кінцевого споживання готової продукції та підприємством-виробником, у тому числі в умовах конкуренції;  побудова та дослідження моделей оптимізації з урахуванням інноваційної діяльності підприємств-виробників та фактора часу;  дослідження більш складних конфігурацій логістичних мереж.
The dissertation is devoted to the theoretical substantiation and development of methodical approaches and practical recommendations on optimization of management of functioning of supply chains in the conditions of uncertainty and risk. Research paper is noted that the logistics market is at the stage of stabilization in Ukraine now, becoming more professional and open due to the introduction of innovative solutions, IT products, new methods of optimizing logistics costs, but at the same time for the current stage of development of the Ukrainian logistics market as backward transport infrastructure, insufficient number and low technical and technological level of cargo terminals, low level of development of modern electronic communications systems, communications, weak level of development of production and technical base of warehousing. The concept of supply chain as a key in logistics, classification of supply chains is considered. It is established that in connection with the spread in practice of the concept of supply chain there are numerous problems related to their optimal design and optimal management of their operation. These problems can be solved with the help of a number of specific theories, such as: microeconomics, operations management, logistics management, risk management, competition theory, operations research (inventory management theory, optimization theory), etc. The main causes of uncertainty and risks in supply chains and measures to reduce risks depending on their sources are systematized. It is established that at the present stage of development of information technologies new opportunities for the organization of supply chains are opened by modeling of logistic processes, thus quality of the accepted decisions and decrease in uncertainty in concrete situations in many respects depends on correctness of the applied models. The analysis of the existing results of supply chain modeling showed that at present in the field of economic and mathematical modeling are used mainly static models based on multidimensional linear programming problems, not sufficiently takes into account the specifics of supply chains in the VAT-classification based on therefore, as the material flow through the entire supply chain, insufficient use of modern methods of risk management based on probability theory, mathematical statistics and stochastic programming, poorly used huge theoretical material developed in the theory of inventory management. Insufficient attention is also paid to competition and cooperation between supply chains, the influence of the innovation strategy of supply chain enterprises on competition between supply chains is not sufficiently studied. Static models of enterprise interaction planning for different configurations of supply chains within the framework of VAT-classification in conditions of uncertainty and risk are constructed and analyzed. The developed models minimize the total costs throughout the supply chain associated with the production and delivery of components and finished products from the manufacturer to the destination, as well as losses arising from unsatisfied demand and the cost of additional storage of surplus. Models of optimal planning of enterprise interaction in supply chains are built and analyzed, which take into account the factors of external (random demand for products at destinations) and internal (fluctuations of production coefficients) uncertainty, as well as the time factor. Within the VAT-classification models of optimization of plans of release and delivery of production in supply chains of type A when from a large number of various types of raw materials, materials and accessories rather small number of final consumption products, and V for which presence of small number of suppliers of one and of the same material, raw materials, which as a result of the production process are transformed into a large number of types of final products. An optimization model of plans for the purchase and delivery of goods in a two-tier logistics network in terms of random demand. On the basis of the constructed models methodical instructions to the decision of optimization of deliveries of raw materials, release of production by the enterprise and delivery of finished goods which can be applied in practical activity of the enterprises and allow to increase efficiency of management of functioning of a supply chain and coordination of interaction between its links on the given planning horizon are developed (taking into account the time factor). For all developed optimization models, calculations are performed for the case when the demand values and production coefficients are distributed according to Erlang's laws. Calculations have shown that the result of inaccurately forecast demand is high transportation costs, unrealized sales opportunities, which entails a loss of profit. A more accurate forecast of product demand allows participants in the logistics chain to increase overall profits by reducing storage, transportation and procurement costs. All developed models with some limitations can be used in practice. Methodical provisions for substantiation of economic expediency of insurance of the basic kinds of financial risks in activity of logistic supply chains are developed. An essential feature of these techniques is that they are based on the simultaneous modeling of production processes and delivery of finished products within the supply chain and their financial results, which is a new step in modeling risk processes. Decision-making rules have been formulated to establish the feasibility of insuring the risks associated with the lack of resources for production and the risks arising from the deviation of planned production volumes from actual demand. The essence of the developed methods is to estimate the expected profit from the sale of products, taking into account the insurance of these risks and without insurance. The application of the developed methods is illustrated for the case when the demand values and production coefficients are distributed according to the indicative law, which corresponds to the most unfavorable demand. After solving two problems of one-stage stochastic optimization for each value of the expected profit, a comparison of the two values of the maximum profit is made and a decision is made on insurance or non-insurance of market risk. These techniques are brought to the calculation formulas and can be used in practice. The functioning of supply chains in the conditions of competition is optimized. Equilibrium solutions have been found for competing supply chains taking into account the innovative activity of manufacturing enterprises, which consists in technological innovations in enterprises. For this purpose, an economicmathematical model of the duopoly was built, based on the model of optimization of the plan of production and delivery of multi-item products. To take into account innovation activity, it was assumed that the production costs of enterprises are inversely related to the size of innovative investments. The developed model allowed to determine the equilibrium solutions of the duopoly according to Cournot and according to Stackelberg. The calculations showed that investments can increase the amount of profit and competitiveness of industrial enterprises. Theoretical approaches to defining the functions, tasks and place of the risk management department in the organizational structure of management of industrial enterprises within the supply chain are developed. The main requirements for further improvement of the organization of supply chain management are formulated, namely the organization of collection and statistical processing of information related to financial risks in supply chains. With the increase in the volume of risk management work, it is advisable to create within the supply chain of a group or risk management department at the production plant, as well as maintaining databases in which the necessary information is collected and systematized. The functions of such a department mainly include justification of the feasibility of risk insurance based on methods and techniques of risk management and the development of appropriate methods for economic justification of the need to insure the main types of risks in the supply chain. Such an organization will increase the efficiency of the supply chain by combining sales planning, production and distribution of products, reducing the cost of inventory management, production, delivery, will respond quickly to customer demands and improve customer service. The obtained results can be the basis for further research in this direction, among which we can, for example, specify the following:  determining the probability of ruin of individual links in the supply chain;  taking into account the feedback between the points of final consumption of finished products and the manufacturer, including in conditions of competition;  construction and research of optimization models taking into account the innovative activity of manufacturers and the time factor;  study of more complex configurations of logistics networks.
Опис
Ключові слова
ланцюг поставок, дуополія, стохастична оптимізація, конкурентне середовище, випадковий попит, інноваційна діяльність, випадкова продуктивність ліній, страхування ризику, ринковий ризик, спільна оптимізація планів закупівлі та доставки, duopolyвий ризик, supply chain, stochastic optimization, random demand, random line performance, market risk, joint optimization of purchase and delivery plans, risk insurance, innovation, competitive environment
Бібліографічний опис
Куруджи, Ю.В. Моделі оптимального управління функціонуванням ланцюгів поставок в умовах невизначеності та ризику : дис. ... канд. екон. наук : 08.00.11 / Ю. В. Куруджи. – Хмельницький, 2020. – 247с.
Зібрання