Оптимизация уровня запасов производства с целью повышения конкурентоспособности предприятия с непрерывным циклом производства

УДК: 332.122.009.12

ББК: 65.3

Данилова С.Ю., Пуденков Е.В.

ОПТИМИЗАЦИЯ УРОВНЯ ЗАПАСОВ ПРОИЗВОДСТВА С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЯ С НЕПРЕРЫВНЫМ ЦИКЛОМ ПРОИЗВОДСТВА

Danilova S.U., Pudenkov E. V.

OPTIMIZE THE LEVEL OF PRODUCTION RESERVES TO IMPROVE THE COMPETITIVENESS OF ENTERPRISES WITH CONTINUOUS PRODUCTION CYCLE

Ключевые слова: управление запасами, оптимизация, материальные запасы, конкурентоспособность, производственные процессы, непрерывный производственный процесс, система управления, логистические системы, точно в срок, математическая модель.

Keywords: inventory management, optimization, inventory, competitiveness, manufacturing processes, continuous production process, management system, logistic systems, just in time, the mathematical model.

Аннотация: в статье дана характеристика непрерывного процесса производства, представлены его особенности, проведен анализ существующих систем управления запасами, и предложена математическая модель оптимизации уровня запасов.

Abstract: the article provides characteristics of a continuous production process, are its characteristics, the analysis of the existing inventory management systems, and proposed a mathematical model of optimization of inventory levels.

В настоящее время эффективное управление запасами на предприятии играет ключевую роль в оптимизации процесса производства, снижении себестоимости продукции и, тем самым, повышении уровня конкурентоспособности предприятия в целом. Материальные запасы должны обеспечивать непрерывность производственнотехнологического процесса, предотвращать сбои из-за отсутствия необходимых материальных ресурсов и незавершенного производства, а так же минимизировать затраты, связанные со снабжением материалами.

По степени непрерывности различают следующие производственные процессы:

- непрерывные процессы - производство осуществляется в безостановочном режиме: круглосуточно, без перерывов, выходных и праздничных дней. Необходимость организации таких производственных процессов обусловливается, с одной стороны, специфическими особенностями технологических процессов переработки исходного сырья в готовый продукт: невозможностью остановки оборудования из-за наступления негативных последствий, в том числе

аварий, а также из-за снижения качества продукции, длительности и больших затрат на запуск производства после остановки, а с другой - условиями потребления готовой продукции, предусматривающими непрерывный, безостановочный и стабильный процесс ее получения потребителем;

- прерывные (дискретные) производственные процессы - осуществляются в периодическом режиме, при их организации допустимы различные перерывы в работе предприятия, в том числе в одну, две или три смены, с остановкой производства в выходные и праздничные дни.

Возможность организации дискретных производств обеспечивается тем, что их остановка не вызывает негативных последствий как с точки зрения качества изготавливаемой продукции, отсутствия причин возникновения аварийных ситуаций, так и с позиций условий ее поставки и потребления.

Непрерывный производственный процесс имеет следующие преимущества:

- позволяет полностью механизировать и автоматизировать производственный

процесс;

- создает прочные основы для ритмичного (равномерного) выпуска продукции;

- в наибольшей степени обеспечивает однородность и высокое качество продуктов;

- дает возможность использовать компактное и укрупненное оборудование, что снижает капиталовложения при заданной мощности;

- снижает себестоимость продукции;

- увеличивает производительность труда;

- упрощает условия оптимизации производства продукции.

Конечной целью системы управления дискретными и непрерывными производственными процессами является обеспечение эффективной ритмичной работы предприятия. Нарушение бесперебойного процесса производства происходит, в конечном счете, в результате возникновения дефицита сырья и материалов.

Исходя из особенностей дискретных процессов, дефицит сырья и материалов оказывает меньшее влияние на процесс нарушения нормального рабочего ритма, чем при непрерывном производстве.

Отсюда следует вся важность задачи оптимальной координации и управления работой в непрерывных производственных процессах. Для наиболее эффективной организации непрерывного производственного процесса используются вытягивающие логистические системы управления запасами на предприятии, особенностью которых является то, что размещение заказов на пополнение запасов материальных ресурсов происходит в том случае, когда количество их в определенных звеньях логистической системы достигает критического уровня. При этом запасы "вытягиваются" по распределительным каналам от поставщиков материальных ресурсов или логистических посредников в системе дистрибуции. К такому типу логистических систем относится концепция "точно в срок" (just-in-time, JIT). Широкое распространение в логистической практике данной концепции объясняется низким уровнем запасов материальных ресурсов, незавершенного производства и готовой продукции; сокращением производ-

ственных площадей; повышением качества изделий и снижением брака; сокращением сроков производства и др. Работу логистической системы, построенной на принципах концепции "точно в срок", можно представить как двухбункерную систему управления запасами. Один бункер используется для удовлетворения спроса в производстве или сбыте соответственно на материальные ресурсы или готовую продукцию, другой -пополняется по мере расходования первого. Теоретически идеальным размером заказа для базовой системы "точно в срок" является одна единица, однако это не реализуется из-за высоких затрат на сбыт и обработку каждого заказа. [1]

Запасы в производстве создаются с целью обеспечения его бесперебойности в случае резкого увеличения спроса или перебоев в снабжении. Создание запасов сопряжено с дополнительными финансовыми расходами. В связи с этим возникает необходимость в сокращении видов затрат с помощью достижения оптимального баланса между объемом запаса с одной стороны и финансовыми затратами с другой. Затраты связанные с созданием и содержанием запасов можно разделить на следующие группы:

- на поддержание запасов,

- расходы на содержание специально оборудованных помещений,

- оплата труда складского персонала.

Отсутствие необходимого объема запасов приводит так же к расходам, которые определяются в следующих формах потерь:

- потери от простоя производства,

- потери от недополученной прибыли из-за отсутствия товара на складе в момент возникновения повышенного спроса.

Управление запасами средств производства представляет собой совокупность мероприятий по обеспечению оптимального уровня запасов средств производства на предприятии. При управлении запасами любого ресурса следует ответить на два вопроса:

1. Когда пополнять запас?

2. Каков должен быть размер заказа на пополнение?

На сегодняшний день широко известны три основных типа стратегий управления запасами:

1. Стратегия наибольшей осмотрительности. В соответствии с данной стратегией размер необходимого запаса определяется как произведение максимального потребления запасов (по любой позиции) в течение одного дня на наибольшую продолжительность периода поставки, имевшейся по выданным предприятием заказам. В результате создаются запасы, которые практически не могут быть полностью использованы к моменту оформления очередного заказа на их пополнение.

2. Стратегия дополнительного резерва. Гарантия потребностей обеспечивается в этом случае за счет создания дополнительного резерва материальных ресурсов. Величина дополнительного резерва определяется по одному из методов:

- Размер резерва устанавливается равным средней величине спроса, умноженной на коэффициент надежности, значение которого обычно принимается равным 1,25 -1,40.

- Резервное количество единиц хранения определяется как показатель, равный квадратному корню из величины среднего потребления в период, соответствующий времени опережения.

3. Стратегия процента от спроса. В основе данной стратегии лежит анализ частоты спроса на материальные запасы по результатам работы в течение одного дня. Данные о величине спроса заносятся в график распределения продукции нарастающим итогом. Затем устанавливается та часть общего числа периодов выдачи заказов, для

Уровень

запаса

которой допустимо полное расходование запасов, не влекущих за собой нарушения производственного процесса. По этой величине из указанного графика определяется величина спроса, соответствующая установленным случаям полного использования запасов.

Выбор типа стратегии управления запасами необходимо начать с определения критериев оптимальности системы. В концепции «точно в срок» за критерий оптимальности уровня запасов принимают минимум суммарных расходов, связанных образованием и хранением запасов и убытков, возникающих при наличии перебоев в обеспечении производства материальными ресурсами.

Для осуществления управления товарно-материальными запасами в теории существует идеальная система (рисунок 1), в которой обязательным является требование о недопустимости отсутствия запасов на складе, не происходит систематического накопления или перерасхода запасов и основные факторы, влияющие на работу этой системы, учитываются как постоянные величины:

1. Скорость расходования запасов со склада.

2. Объем партии пополнения.

3. Время разгрузки прибывшей партии.

4. Время от принятия решения о пополнении до прихода заказанной партии.

Максимальный желательный уровень запаса

\ \ Страховой запас

Время

Рисунок 1 - График работы идеальной системы управления товарно-материальными

запасами

Управление запасами предусматривает организацию контроля за их фактическим состоянием.

Различают несколько систем регулирования запасов в зависимости от исходных параметров, которыми регламентируются запасы

Система с фиксированным размером

заказа (рисунок 2) является самой простой и наиболее распространенной. Она имеет два регулирующих параметра: точка заказа

(фиксированный уровень запаса, при снижении до которого организуется заготовка очередной партии товаре сырья, материалов) и размер заказа (объем партии поставки), причем последний из параметров постоянен.

Уровень

запаса

- Момент заказа

- Время поставки

- Время задержки поставки

Рисунок 2 - График работы системы с фиксированным размером заказа

Уровень перезаказа рассчитывается как объем запаса, который будет потреблен за время доставки с учетом сохранения страхового уровня запаса. При отсутствии сбоев в поставках поступление заказа происходит в момент, когда размер запаса достигает страхового уровня. Страховой запас позволяет обеспечивать потребность на время максимально возможной предполагаемой задержки поставки. Восполнение страхового запаса производится в ходе последующих поставок. При отсутствии сбоев в поставках и оптимальном размере постав-

ки запас пополняется до максимального желательного уровня. В отличие от страхового уровня заказа и уровня перезаказа максимальный желательный запас не оказывает непосредственного воздействия на функционирование системы в целом. Этот уровень запаса определяется для отслеживания загрузки площадей.

Система с фиксированной периодичностью заказа (рисунок 3) предполагает поставки сырья, материалов, комплектующих изделий, повторяющиеся через одинаковые промежутки времени.

X

->

- Момент заказа

- Время поставки

- Время задержки поставки

- Период заказа

<— -»

<---->

Рисунок 3- График работы системы с фиксированной периодичностью заказа

В конце каждого периода проверяется уровень запасов и, исходя из этого, определяется размер заказываемой партии. В процессе функционирования этой системы запас пополняется каждый раз до определенного уровня, не превышающего максимального запаса, но с помощью различных партий поставок, зависящих от степени расходования запаса в предшествующем периоде. Регулирующими параметрами системы является максимальный уровень, до которого осуществляется пополнение запасов и продолжительность периода поставки заказов; при этом варьируется лишь размер партии.

Система с двумя фиксированными уровнями запасов и с фиксированной пе-

Уровень

запаса

риодичностью заказа (рисунок 4) характеризуется тем, что допустимый уровень запасов регламентируется как сверху, так и снизу. Кроме максимального верхнего уровня, до которого может осуществляться пополнение запаса, устанавливается нижний уровень - точка заказа. Если размер запаса снижается до этого нижнего уровня еще до истечения установленного периода заказа, то делается внеочередной заказ. В остальных случаях система функционирует как система с фиксированной периодичностью заказа, т.е. независимо от уровня запаса заказ оформляется через фиксированные промежутки времени.

X - Момент заказа

<----> - Время поставки

^----* - Время задержки поставки

4 > - Период заказа

Рисунок 4 - График работы системы с двумя фиксированными уровнями запасов и с фиксированной периодичностью заказа

Максимальный запас и точка заказа в этой системе неизменны, периодичность заказа изменяется частично; размеры же партий поставок могут быть индивидуальны в каждом случае.

Система с двумя фиксированными уровнями без постоянной периодичности заказа

(рисунок 5). Запасы изменяются только в том случае, когда их уровень достиг точки заказа, независимо от наступления периода подачи заказа. Постоянными остается размер максимального запаса и точка заказа, периодичность заказа и размер заказываемой партии - величины переменные.

Максимальный жела-

- Момент заказа

- Время поставки

X

<—>

^___- Время задержки поставки

Рисунок 5 - График работы системы с двумя фиксированными уровнями без постоянной периодичности заказа.

Чтобы обеспечить поставки сырья, материалов, товаров и оборудования, удовлетворить запросы потребителей и создать запасы оптимального размера, необходимо решить комплекс разнообразных задач. При управлении запасами учитываются ограничения, налагаемые взаимным влиянием разнообразных товаров и ограниченными возможностями производства. При организации управления запасами в самом общем случае приходится рассматривать следующие факторы:

- спрос на конкретные товары, в целом случайный и зависящий от времени и лишь в отдельных случаях известный и определенный;

- наличие запаса этих товаров для удовлетворения спроса; пополнение запаса, которое может быть непрерывным, периодическим или осуществляться через некоторые интервалы времени;

- затраты на закупки, страхование, коммерческий риск, хранение, убытки из-за

неудовлетворительного спроса, в совокупности образующие экономическую функцию, которую нужно оптимизировать;

- ограничения, определяемые рядом факторов.

В качестве целевой функции при решении задач управления запасами чаще всего используется минимум затрат, связанных с заготовкой и содержанием запасов, а также с возникновением перебоев в поставках потребителям (потери от дефицита).

Простейшая математическая формула, характеризующая эту модель, выглядит следующим образом:

Р

= \

2Я[С + Е ]

С

где Р - размер заказа (поставки);

Я - предполагаемый (желаемый) объём сбыта;

С1 - стоимость организации и реализа-

ции заказа (все расходы в связи с пополнением запасов, начиная с поиска поставщиков и заключения договора и кончая оплатой всех услуг по доставке материала);

С2 - издержки, связанные с хранением запаса (аренда складских помещений, амортизация оборудования, текущее содержание складов, складская переработка материалов, потери в процессе хранения) и затраты вследствие вложения средств в запасы;

Е - издержки, связанные с дефицитом продукции (имеют место, если коммерческая фирма несет материальную ответственность за невозможность удовлетворения потребности потребителей из-за отсутствия товарных запасов).

Все вышепредставленные системы основываются на ряде факторов, таких как, тип спроса, способ пополнения запасов, издержки, ограничения и т.п. (рисунок 6). На основе имеющихся систем регулирования запасов мы предлагаем построить математическую модель управления запасами для предприятия с непрерывным циклом производства, позволяющую оптимизировать объем поставок, минимизировать уровень запасов на складе, не нарушая непрерывность производственного процесса. При построении математической модели, учиты-

ваются следующие особенности непрерывного производства:

- спрос должен быть постоянным и дискретным (при непрерывном типе производства спрос на готовую продукцию должен поддерживаться на постоянном уровне для обеспечения эффективности деятельности предприятия и исключения затоваривания складов готовой продукции);

- при пополнении запасов задержка должна отсутствовать или быть постоянной и фиксированной (при выборе уровня пере-заказа необходимо учитывать время доставки сырья и материалов от поставщика до производителя, которое должно стремиться к минимуму или быть постоянным. В случае задержки поставки существует риск возникновения дефицита запасов на предприятии и, как следствие, нарушение непрерывности процесса производства);

- объем заказываемой партии должен быть детерминированным и стремиться к минимуму, а частота поставок максимальной (расходы на содержание запасов на кладах значительно превышают затраты на транспортировку товарно-материальных ценностей, поэтому предприятие должно стремиться к минимизации запасов и увеличению частоты поставок).

Факторы

Тип спроса

Метод пополнения запаса

непрерывный -

детерминирован стохастический задержка Объем

ный

т„, г

- дискретный |_----------^

фиксированная |

‘-"Г"'

детерминирован ный

Т

случайный

Издержки

| Затраты на хранение

На обслуживание Потери из-за

|___дефицита

Ограничения

По объему склада

По объему заказа

|_ поставим_________|

случайная

Рисунок 6 - Факторы, влияющие на выбор модели управления запасами

Предлагаемая математическая модель (таблица 1) строится в MS Excel и представляет собой ряд взаимосвязанных формул, позволяющих проследить динамику изменения за-

пасов при различных показателях объемов заказываемых партий, частоты поставок, расхода запасов в определенном количественном интервале и уровне перезаказа.

Таблица

Предлагаемая математическая модель

Период Запас на начало периода Текущий расход Решение о поставке При- ход Запас на конец периода Уровень переза- каза Объем постав- ки

1 2 3 4 5 б 7 8

X Y А+ЦЕЛОЕ (СЛЧИС()* В) ЕСЛИ((Х- 1)+(X-2)+...(X- n)= М;0;ЕСЛИ^>= N;0;M)) ЕСЛИ (гр.4-п =0;0;M) гр.2- гр.З+гр.5 N M

В первой графе указывается временной период X (день, неделя, месяц и т.д.). В первой строке графы «Запас на начало периода» указывается первоначальный запас сырья и материалов на складе (У). В графе 3 указывается текущий расход в количественном интервале от А (минимальный расход запасов за период) до А+В (максимальный расход запасов за период). В «Решении о поставке» прописывается условие принятия решения о заказе очередной партии товарно-материальных ценностей, где п - количество периодов необходимых для доставки запасов от поставщика до склада производителя. Условие (Х-1)+(Х-2)+.. .(Х-п) прописывается для исключения дублирования заказов в период поставки запасов. В следующей графе «Приход» прописывается условие проверки принятия управленческо-

го решения о поставке товаров за предыду-

Таблица 2 - Пример использования модели при заданных условиях

щий п-период. «Запас на конец периода» рассчитывается как разность запаса на начало периода и текущего расхода плюс приход и ему будет равен запас на начало следующего периода. N - уровень запаса товарно-материальных ценностей, при котором следует принимать решение о заказе новой партии запасов. М - объем партии заказа, который может доставить поставщик за п-период времени. Ниже представлен пример динамики изменения уровня запасов на складе предприятия (таблица 2) при начальном уровне запасов равным 500 единицам, расход товарно-материальных ценностей варьируется от 35 до 80 единиц в день, решение о поставке принимается ежедневно, период доставки заказа равен 3 дням, уровень перезаказа равен 250 единицам, объем заказа, который может перевести поставщик за один раз, равен 500 единицам.

Период Запас на начало периода Текущий расход Решение о поставке Приход Запас на конец периода Уровень перезаказа Объем поставки

0 500 69 0 0 431 250 500

1 431 37 0 0 394

2 394 70 0 0 324

3 324 42 0 0 282

4 282 63 0 0 219

5 219 38 500 0 181

б 181 51 0 0 130

7 130 51 0 0 79

8 79 76 0 500 503

9 503 55 0 0 448

10 448 47 0 0 401

Рисунок 7 - Динамика изменения уровня запасов при заданных условиях

На рисунке 7 изображена динамика изменения уровня запасов при заданных условиях, которая показывает изменение объема товарно-материальных ценностей на складе предприятия производителя, что дает нам возможность методом подбора значений оптимизировать процесс управления запасами на промышленном предприятии с непрерывным циклом производства. Изменение исходных данных модели дает возможность выбрать наиболее оптимальные значения основных входных параметров, необходимых для принятия эффективного управленческого решения.

В настоящее время, несмотря на большое количество факторов, влияющих на конкурентоспособность предприятия, основным и определяющим из них остается его способность производить конкурентоспособную продукцию и создавать условия для ее продвижения на рынок.

Конкурентные преимущества определяются набором характеристик и свойств товаров, которые создают для предприятий определенные превосходства над конкурентами.

Одним из основных факторов конкурентоспособности промышленного предприятия является эффективное управление его запасами.

Сокращение запасов происходит за счет согласованности действий участников логистических процессов, повышения надежности поставок, рациональности распределения запасов.

Процессы управления производством товаров и их распределением чрезвычайно усложняются по всей логистической цепи, следовательно, усложняются процедуры управления и контроля прохождения материальных потоков по звеньям логистической цепочки. Это требует повышения эффективности рас-

пределения ресурсов всех видов, в том числе пребывающих в форме товарно-материальных запасов.

Ни одно современное производство не может обойтись без функций хранения сырья и материалов, полуфабрикатов и комплектующих изделий, инструментов и инвентаря.

Многие результирующие показатели хозяйственной деятельности предприятия в значительной степени зависят от того, как решаются проблемы, связанные с хранением товарно-материальных запасов и поддержанием определенного их уровня, оптимизация которого может быть осуществлена за счет использования логистики.

Возникновение запасов обусловлено естественными природными и экономикотехнологическими условиями. Необходимость образования запасов связана также с разделением труда, условиями производства и потребления товаров, которые разобщены как во времени, так и в пространстве.

Современное предприятие, чтобы выпускать определенную продукцию, вынуждено получать различные материальные ресурсы от многих других предприятий и организаций, в том числе территориально отдаленных от него.

Интеграция управления закупками и управления производством - это составная часть логистической стратегии предприятия, которая в конечном итоге позволяет получить значительный экономический эффект. Как показали исследования, на предприятиях, где расходование запасов соответствует плановым потребностям производства в сырье и материалах, производственные затраты снижаются, а степень использования инвестированного капитала повышается.

Вестник Волжского университета имени В.Н. Татищева №3

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Канке, А.А., Кошевая, И.П. Логистика: Учебник. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005. -

352 с.

2. Шах, А.Д., Погостин, С.З., Альман, П.А. Организация, планирование и управление предприятием химической промышленности: Учебник / под ред. Н.П. Федоренко. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 2007

3. Новиков, О.А., Уваров, С.А. Логистика: Учеб. пособие. - СПб.: Бизнес пресса, 2009.

- 208 с.