Оптимальные партии поставки для однопродуктовых моделей
Модель управления запасами в условиях детерминированного спроса – это модель где интенсивность поступления требований предполагается известной и постоянной во времени. Как известно, на практике спрос почти никогда нельзя указать с определенностью; вместо этого его следует описывать в вероятностных терминах.
Детерминированные модели интересны тем, что позволяют познакомиться с методами анализа, используемыми в более сложных системах. Кроме того, результаты, полученные с помощью этих моделей, дают качественно правильные суждения о поведении системы даже при отказе от гипотезы детерминированного спроса.
На рис.4.1. показан самый общий случай образования (ОА), расходования (АК) запаса, затем возможное образование дефицита (КD) и его удовлетворения (DS). В точке S вновь начинается формирование запаса, так что временной отрезок OS представляет собой продолжительность рассмотренного цикла.
Рис. 4.1. Схема движения запасов для детерминированного спроса.
Таким образом, на рис.4.1. показана схема однопродуктовой модели с учетом неудовлетворенных требований и конечной интенсивностью потребления и расходования запаса, где по оси ординат откладывается величина текущего запаса I, а по оси абсцисс – время t.
Обозначим:
λ – интенсивность поступления;
ν – постоянная интенсивность потребления;
τ1 – продолжительность формирования запаса со
скоростью λ [ед. запаса/ ед. времени];
τ2 – время расходования запаса со скоростью ν;
τ3 – время образования дефицита со скоростью ν;
τ4 – время погашения дефицита со скоростью λ.
Тогда (λ-ν) – интенсивность (скорость) пополнения запаса.
Максимальный уровень (объем) наличного запаса AB=Y составит:
| (4-1) |
Максимальный уровень дефицита ED=y составит:
| (4-2) |
Продолжительность цикла поставки очередной партии или время возобновления запаса :
| (4-3) |
Так как спрос удовлетворяется полностью, но не всегда своевременно, то величина партии поставки:
| (4-4) |
Выразив ,
и
через
и
из (4-1) и (4-2) соответственно, получим:
| (4-5) |
Общие издержки при работе этой системы обеспечения запасами складываются из:
издержек от размещения запасов, которые не зависят от величины
; издержек от содержания запасов
; издержек от наличия дефицита
.
Величина:
| (4-6) |
где – удельные расходы на хранение и иммобилизацию средств
Потери из-за отсутствия продукции, на которую предъявляются требования, или от дефицита считаем пропорциональными средней величине задолженных требований и времени их осуществления:
| (4-7) |
где — удельные издержки дефицита, т.е. потери, связанные с нехваткой единицы продукции в единицу времени.
Учитывая полученные выражения ,
и
, получим формулу для общих издержек
в системе в течении цикла
:
| (4-8) |
отсюда удельные издержки за цикл составят:
| (4-9) |
Найдем оптимальные значения ?2* и ?3* из условия, что:
| и | | (4-10) |
Условия (4-10) позволяют получить систему двух уравнений с двумя неизвестными и
:
| (4-11) |
Обозначим и разделим первое из уравнений системы (4-11) на второе, найдем:
.
Откуда , и тогда
| (4-12) |
Подставив (4-12) в любое из уравнений системы (4-11), получим оптимальные значения:
| (4-13) |
| (4-14) |
Учитывая (4-13) и (4-14), из (4-5) получим оптимальные значения еще двух составляющих продолжительности цикла возобновления запасов:
| (4-15) |
| (4-16) |
Подставив ?2* и ?2* в формулы (4-5) и (4-4), получим оптимальные значения цикла повторения заказа и партии однопродуктовой поставки:
?ц*=? 2·K/(S·ν)·?(1+ S / d)/ (1-ν/λ)= S1/B1 (4-17)
q* = ? 2·K·ν/S·?(1+ S / d)/ (1-ν/λ)= S2/B1 (4-18)
Аналогично, подставив значения ?2* и ?3* из (4-13) и (4-14) в (4-9), определим оптимальные удельные издержки системы:
Lуд*=? 2·K·ν·S? (1-ν/λ)/(1+ S / d)= ? 2·K·ν·S· B1 (4-19)
И, наконец, находим оптимальные значения максимального уровня наличного запаса и задолженного спроса:
Y*= ? 2·K·ν/S·? (1-ν/λ)/(1+ S / d)= ? 2·K·ν/(S · B1) (4-20)
y*= S / d·? 2·K·ν/S·? (1-ν/λ)/(1+ S / d)= S / d·? 2·K·ν/(S · B1 ) (4-21)
Общие оптимальные издержки системы за время возобновления запаса составят:
Lобщ *= Lуд* ·?ц* (4-22)
Модель с учетом неудовлетворенных требований при конечной интенсивности поступлений можно широко применять при:
управлении поставками материальных ресурсов; определении оптимальной величины запуска деталей в производство с учетом переналадок на одном и том же технологическом оборудовании.
Во втором случае K – это издержки, связанные с переналадками. Предполагается, что они не зависят от величины выпускаемой партии и порядка запуска деталей в производство, λ – интенсивность выпуска (производительность),
?1+ ?4 – время, затраченное на производство определенного типа изделий.
Из уравнений (4-13) – (4-22) можно получить ряд других частных моделей:
при большой интенсивности пополнения, когда вся заказанная партия поступает одновременно; это значит, что λ>>ν и тогда можно принять ν/λ→0. при больших штрафах за допущение дефицита S/d→0, т.е. дефицит недопустим (d>>S). когда пункты а) и b) действуют одновременно. т.е. ν/λ→0, S/d→0, тогда имеем:
q* = ? 2·K·ν/S
?ц*=? 2·K/(S·ν)
Lуд*=? 2·K·ν·S
Последняя модель в отечественной и зарубежной литературе получила название Уилсона.
Применяя формулы (4-17) – (4-19), можно показать, что за счет разумного компромисса между затратами на содержание и потерями от дефицита можно уменьшить общие затраты в единицу времени в ?1+S/d раз. При ν/λ→0 и высоких штрафах за дефицит рассматриваемая модель превращается в модель Уилсона.