Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГБОУ ВПО

Уфимский государственный авиационный технический университет

Кафедра Информатики

Курсовая работа

Дисциплина «Управление цепями поставок в информационной сфере»

Тема Моделирование цепи поставок на примере производства компьютерной продукции



Введение

В данной курсовой работе рассматривается моделирование цепи поставок на примере производства компьютерной продукции. Индивидуальное задание заключается в следующем:

- требуется выбрать компанию производящую компьютерную продукцию и составить ее сетевую модель, включая всех поставщиков ресурсов и потребителей конечного товара;

- разработать в табличном процессоре математические модели, позволяющие пользователю увидеть распределение ресурсов при производстве в зависимости от норм расхода и цены выпускаемой продукции;

- на основе данных, полученных при распределении ресурсов при производстве, в табличном процессоре сформировать план, учитывающий запасы и минимальный объем производства;

- построить граф, иллюстрирующий сеть распределительных центров, из которых предприятие будет поставлять свою продукцию на рынок с целью удовлетворения потребительского спроса. С помощью табличного процессора оценить целесообразность аренды дополнительных складских помещений;

- на основе данных, полученных при решении транспортно-складской задачи, сформировать кратчайшие маршруты для каждого склада.

Для решения строятся математические модели, сетевая модель цепи поставок, модель графа поставки продукции в регионы.

Решения осуществляются с помощью табличного процессора Microsoft Office Excel, графического редактора Microsoft Office Visio.



1. Формирование цепи поставок

1.1 Постановка задачи

Разработать и сформировать сетевую модель цепи поставок в MS Visio 2003 на примере компании «Intel».

1.2 Описание предприятия

Компания Intell занимается производством компьютерной техники с 2001 года. Качество выпускаемой продукции с каждым годом становится все лучше и лучше, так как в производстве используются самые передовые технологии и инновационные решения. Большим спросом пользуется продукция компании в таких странах как: Россия, Белоруссия, Украина, Казахстан, Эстония, Дания, Латвия и другие.

Компания производит ЖК-мониторы, Клавиатуры, Мышки, Системные блоки, Видеокарты и другие товары.

1.3 Сетевая модель цепи поставок в MS Visio

Рисунок - Сетевая модель

В сетевой модели поставщиками 1-го уровня являются:

«Lietpak», поставляющая пластмассу;

«Таймчипс», поставляющая транзисторы;

«Кабель Inc”, поставляющая кабели.

Поставщиками 2-го уровня являются:

«Эрдэнэт», поставляющая медь для «Кабель Inc”;

«Samsung LED», поставляющая диоды для «Таймчипс»;

«Зиракс», поставляющая. Бензол для «Lietpak».

Поставщиками 3-го уровня являются:

«ЛукОил», поставляющий нефть для Зиракс;

«Micron Technology» поставляющие полупроводники для «Зиракс»;

«Норильский никель», поставляющий медную руду для «Эрдэнэт».

Потребителями 1-го уровня являются:

«Форте», заказывающие системные блоки;

«Техно», заказывающие ЖК-мониторы;

«ДНС», заказывающие клавиатуры и мышки;

«М.Видео», заказывающие видеокарты.

Потребителями 2-го уровня являются:

Физические лица, покупающие ЖК-мониторы, Жесткие диски, Клавиатуры, Мышки, Системные блоки, Процессоры, Видеокарты.

Вывод

В ходе проделанной работы мы изучили фокусную компанию, а именно - компанию “Intell”, определили ее поставщиков и потребителей, на основе чего создали сетевую модель цепи поставок.

поставка маршрут модель графа



2. Распределение ресурсов

2.1 Постановка задачи

Изучить распределение ресурсов при производстве компьютерной техники в зависимости от норм расхода и цены выпускаемой продукции.

Рассчитать план выпуска продукции в зависимости от количества ресурсов каждого вида, которое требуется на изготовление единицы продукции.

Расчеты ориентировать исходя из норм расхода, а также прибыли, получаемой от реализации данного товара. Учитывать цифры наличия ресурсов за определенный промежуток времени.

Требуется максимизировать прибыль, при этом действует система ограничений, по которой суммарный расход ресурса не может превышать его наличие.

При выполнении лабораторной работы рассчитали план выпуска продукции в зависимости от количества ресурсов каждого вида, которое требуется на изготовление единицы продукции. Расчеты ориентировали исходя из норм расхода, а также прибыли, получаемой от реализации данного товара.

Вид продукции: ЖК-монитор, Мышка, Клавиатура, Видеокарта,

Системный блок.

Ресурсы: Кабели, Транзисторы, Пластмасса.

Прибыль: получаемая прибыль от единицы продукции.

Наличие ресурса:

Сырье	Наличие
Кабели(шт.)	150
Транзисторы(шт.)	80
Пластмасса(кг.)	100



Данная задача сводится к оптимизационной задаче линейного программирования. Требуется максимизировать прибыль, при этом действует система ограничений, по которой суммарный расход ресурса не может превышать его наличие. Описанная задача распределения ресурсов была решена с помощью составления программы, которая предусматривает свободный ввод данных по ресурсам и продукции.

Проверить результат с помощью Excel.

2.2 Математическая формулировка задачи

Пусть x1, x2, x3, x4, х5 соответственно - количество единиц продукции ЖК-монитор, мышка, клавиатура, видеокарта и системный блок, которую производит предприятие. Данные переменные не отрицательны.

Тогда F(x1, x2, x3, x4, х5) = 12500*x1 + 1250*x2 + 1100*x3 + 4500*x4 + 9500*х5 - совокупная прибыль от продажи произведенной продукции, которую требуется максимизировать.

Считаем затраты сырья:

Кабели(шт.): 15*x1 + 5*x2 + 8*x3 + 7*x4 + 38*х5, по условию затраты не превосходят 150.

Транзисторы(шт.): 8*x1 + 2*x2 + 4*x3 + 6*x4 + 16*х5, по условию затраты не превосходят 80.

Пластмасса (кг.): 1,5*x1 + 0,3*x2 + 0,5*x3 + 0,2*x4 + 2,5*х5, по условию затраты не превосходят 100.

Получаем задачу линейного программирования:

F(x1, x2, x3, x4, х5) = 12500*x1 + 1250*x2 + 1100*x3 + 4500*x4 + 9500*х5 > max,

15*x1 + 5*x2 + 8*x3 + 7*x4 + 38*х5 ? 150,

8*x1 + 2*x2 + 4*x3 + 6*x4 + 16*х5 ? 80,

1,5*x1 + 0,3*x2 + 0,5*x3 + 0,2*x4 + 2,5*х5 ? 100.

	ЖК-монитор	Мышка	Клавиатура	Видеокарта	Системный блок	Наличие
Кабели(шт.)	15	5	8	7	38	150
Транзисторы(шт.)	8	2	4	6	16	80
Пластмасса(кг.)	1,5	0,3	0,5	0,2	2,5	100
Прибыль	12500	1250	1100	4500	9500

2.3 Заполненное окно Поиск решения

Запускаем Поиск решения, заполняем соответствующие поля.

Рисунок Окно «Поиск решения» для распределения ресурсов

2.4 Результаты поиска решения

В результате выполнения поиска решения получаем следующую таблицу.



Вывод

В ходе проделанной работы было изучено распределение ресурсов при производстве компьютерной техники в зависимости от норм расхода и цены выпускаемой продукции. В результате при данных ограничениях мы получаем максимизированную прибыль в размере 125000 р. при производстве 10 единиц продукции ЖК-монитор.



3. Распределение ресурсов с учетом дополнительных ограничений

3.1 Постановка задачи

Оптимизировать составленный план производства с учетом дополнительных ограничений.

Выделить один ресурс (или несколько), по которому возникает необходимость формирования запаса. Для проведения расчетов в данном случае необходимо ориентироваться на текущий запас и страховой запас.

На основе данных, полученных при распределении ресурсов при производстве, сформировать план, в котором будут учитываться также запасы и минимальный объем производства.

Дополнить расчеты, полученные в ходе выполнения предыдущей задачи следующими данными:

- минимальный объем производства по каждому (или нескольким из представленных) видов продукции;

- объем текущего запаса по наиболее расходуемому ресурсу (с учетом времени между поставками, суточной потребности).

Рассчитать итоговую прибыль с учетом внесенных ограничений. Проанализировать и оценить несколько вариантов распределения ресурсов с учетом составления запасов.

3.2 Математическая формулировка задачи

Пусть x1, x2, x3, x4, х5 соответственно - количество единиц продукции ЖК-монитор, мышка, клавиатура, видеокарта и системный блок, которую производит предприятие. Данные переменные не отрицательны.

Тогда F(x1, x2, x3, x4, х5) = 12500*x1 + 1250*x2 + 1100*x3 + 4500*x4 + 9500*х5 - совокупная прибыль от продажи произведенной продукции, которую требуется максимизировать.

Считаем затраты сырья:

Кабели(шт.): 15*x1 + 5*x2 + 8*x3 + 7*x4 + 38*х5, по условию затраты не превосходят 150.

Транзисторы(шт.): 8*x1 + 2*x2 + 4*x3 + 6*x4 + 16*х5, по условию затраты не превосходят 80.

Пластмасса (кг.): 1,5*x1 + 0,3*x2 + 0,5*x3 + 0,2*x4 + 2,5*х5, по условию затраты не превосходят 100.

Получаем задачу линейного программирования:

F(x1, x2, x3, x4, х5) = 12500*x1 + 1250*x2 + 1100*x3 + 4500*x4 + 9500*х5 > max,

15*x1 + 5*x2 + 8*x3 + 7*x4 + 38*х5 ? 150,

8*x1 + 2*x2 + 4*x3 + 6*x4 + 16*х5 ? 80,

1,5*x1 + 0,3*x2 + 0,5*x3 + 0,2*x4 + 2,5*х5 ? 100.

x1?2,

x2?4,

x3?3,

x4?2,

х5?1.

3.4 Решение задачи в MS Excel

В ячейку целевой функции G9 вводим формулу:

=СУММПРОИЗВ($B$5:$F$5;B9:F9).

В ячейки ограничений для ресурсов G14 - G16 вводим соответственно формулы:

=СУММПРОИЗВ($B$9:$F$9;B14:F14);

=СУММПРОИЗВ($B$9:$F$9;B15:F15);

=СУММПРОИЗВ($B$9:$F$9;B16:F16).

Рассчитываем текущий запас и страховой запас:

Текущий запас обеспечивает непрерывность производства между двумя поставками:

,

где Pc - среднесуточный объем потребления ресурса, tmp - интервал времени между поставками (дни).

Среднесуточный объем потребления ресурса вычисляем делением наличия сырья на интервал времени между поставками. Страховой запас:

,

где tzp - задержка поставки (дни).

Рисунок Текущий запас

Текущий запас Кабелей(шт.): H2*I2

Страховой запас Кабелей(шт.): H2*J2

Текущий запас Транзисторов(шт.): H3*I3

Страховой запас Транзисторов(шт.): H3*J3

Текущий запас Пластмассы(кг.): H4*I4

Страховой запас Пластмассы(кг.): H4*J4



3.5 Заполненное окно Поиск решения

Запускаем Поиск решения, заполняем соответствующие поля.

Рисунок Заполненное окно Поиск решения

3.6 Результаты поиска решения

В результате выполнения поиска решения получаем следующую таблицу.

Вывод

В ходе проделанной работы составленный план производства компьютерной техники был оптимизирован с учетом дополнительных ограничений, а именно: установлен минимальный объем производства по каждому из видов продукции. В результате при данных ограничениях мы получаем максимизированную прибыль в размере 71800руб. при производстве 2 ЖК-мониторов, 4 мышек, 3 клавиатур, 2 видеокарт и 1 системного блока. Исходя из таблицы расхода ресурсов, необходимо сформировать дополнительный запас по ресурсу Кабель, так как данный ресурс расходуется полностью, а остальные еще имеются в запасе.



4. Транспортно-складская задача

4.1 Постановка задачи

Компания Intell имеет 4 складских помещения, которые обслуживают 15 различных регионов. Уфимский склад находится у кондитерской фабрики в собственности, а за остальные складские помещения снимает в аренду:

- Ишимбайский склад (17000 р.);

- Туймазинский склад (20000 р.);

- Хайбуллинский склад (15000 р.).

При этом у фабрики ограничено количество фургонов, выезжающих из складов в регионы.

Необходимо решить транспортно-складскую задачу, получить сводную таблицу результатов решения и оценить целесообразность использования арендуемых складских помещений.

Рисунок Количество фургонов, отправленных со складов в регионы за один период

Рисунок Транспортные издержки, требующиеся для отправки 1 фургона в заданный регион



4.4 Математическая формулировка задачи

Существует 4 склада. Тогда yj = 1 если склад арендуется и yj = 0 если нет. Введем следующие обозначения:

Rj - ежемесячная стоимость аренды j-того склада;

xi,j - количество автофургонов, отправленный со склада j в регион i;

ci,j - средние транспортные издержки на отправку одного автофургона со склада j в регион i;

Sj - пропускная способность (мощность) j-того склада;

Di - спрос i-того региона (рынка).

Составим целевую функцию:

- отражает полные затраты, связанные с отправкой автофургонов.

- полная стоимость аренды складов.

Тогда целевая функция примет вид:

при ограничениях



4.5 Решение задачи в MS Excel

В наличии имеется 4 склада, осуществляющие определенное количество выездов фургонов в регионы за один период.

Рисунок Исходные данные

Здесь:

yj - арендуется ли склад (1 - да, 0 - нет)

Rj - арендная плата j-го склада

xi,j - количество фургонов, отправляемых в i-регион с j-го склада

Di - спрос i-го региона

Так же в исходных данных отмечено количество затрачиваемых денег на осуществление транспортных перевозок за один период. Данные указаны в рублях.



Рисунок Количество издержек за определенный период

Здесь:

Ci,j - издержки, затрачиваемые на отправку 1 фурона в i-регион с j-го склада;

Sj - пропускная способность j-го склада.

4.6 Заполненное окно Поиск решения

В процессе работы мы ищем значение целевой функции для различных комбинаций складов с помощью функции Excel «Поиск решения».

Комбинации подбирались таким образом, чтобы склады были в состоянии обслужить все регионы (также учитывается, что в каждой комбинации должен быть склад, находящийся в собственности).

Запускаем Поиск решения, заполняем соответствующие поля.

Рисунок Окно «Поиск решения» для комбинации У+И и У+Т



Рисунок Окно «Поиск решения» для комбинации Т+У+Х, И+Т+У, У+Х+И

Рисунок Окно «Поиск решения» для комбинации И+Т+У+Х.

4.7 Результаты поиска решения

В результате анализа были найдены следующие решения для различных комбинаций складов

Рисунок Результат поиска решения для комбинации У+И



Рисунок Результат поиска решения для комбинации У+Т

Рисунок Результат поиска решения для комбинации Т+У+Х

Рисунок Результат поиска решения для комбинации И+Т+У

Рисунок Результат поиска решения для комбинации У+Х+И



Рисунок Результат поиска решения для комбинации У+Х+И+Т

В результате анализа получаем следущую итоговую таблицу, из которой следует, что нужно использовать комбинацию У+Т.

Рисунок Итоговая таблица

4.8 Построение графа в MS Visio

Построим итоговый граф для комбинации складов У+Т(Уфимский,Туймазинский).

Рисунок Итоговый граф

Вывод

В результате анализа получаем, что наименьшие издержки завод несет при использовании Уфимского и Туймазинского складов (издержки равны 62907 р.), следовательно принято решение использовать именно эту комбинацию.



5. Задача нахождения кратчайшего маршрута (задача коммивояжера)

5.1 Постановка задачи

Разработка кратчайшего маршрута (решения задачи коммивояжера) для доставки продукции из распределительных центров по регионам.

Компания Intell имеет 4 складских помещения, которые обслуживают 15 различных регионов.

Коммивояжер должен выйти из склада, посетить по разу в неизвестном порядке регионы и вернуться в склад. Расстояния между регионами известны (рис. 24). Необходимо узнать порядок посещения регионов, чтобы замкнутый путь коммивояжера был кратчайшим.

Задача заключается в отыскании самого выгодного маршрута, проходящего через указанные регионы хотя бы по одному разу с последующим возвратом в исходный склад. В условиях задачи указываются критерий выгодности маршрута (кратчайший, самый дешёвый, совокупный критерий и т. п.) и соответствующие матрицы расстояний, стоимости и т. п. Как правило, указывается, что маршрут должен проходить через каждый регион только один раз -- в таком случае выбор осуществляется среди гамильтоновых циклов.

Рисунок Расстояние между регионами

5.2 Математическая формулировка задачи

Для решения данной задачи необходимо построить граф, вершинами которого будут являться регионы. Дуги - дороги, соединяющие их. Необходимо разработать кратчайший маршрут, проходящий через все регионы, связанные с одним распределительным центром (складом). Исходной точкой является склад. Таким образом, необходимо построить кольцевой маршрут, начинающийся и заканчивающийся на складе, в который входят все вершины графа по одному разу.

В качестве исходных данных используется следующая информация:

1. Перечень регионов и их координаты.

2. Перечень распределительных центров (и их координаты), взятые из предыдущей лабораторной работы.

В качестве целевой функции рассматривается длина конечного маршрута. Задача минимизировать целевую функцию:

где Сij - расстояние между любой парой регионов i и j;

Xij - булевая переменная, определяющая осуществляется ли переезд и региона i в регион j (тогда переменная равна 1; и 0, если переезд не осуществляется).

Дополнительные ограничения: в каждый регион заезд осуществляется один раз.

В число ограничений необходимо ввести еще одну систему условий:

ui - uj + (n-l) • xij ? n-2, i?j, i,j = 2,..., n,

которые обеспечивают устранение распадения единого маршрута на несколько не связанных между собой (частичных) маршрутов, а также предотвращают образование циклов, означающих перемещение коммивояжера по замкнутому частичному маршруту.

Задача коммивояжера также относится к классу транспортных задач с дополнительными условиями на целостность и замкнутость маршрута.

5.3 Решение задачи в MS Excel

Из предыдущей лабораторной работы мы выяснили, что выгодным решением будет использование комбинации Уфимский+ Туймазинский склады.

Рассмотрим маршрут, начинающийся и заканчивающийся в Уфимском складе, в который входят все вершины графа по одному разу. Поскольку в табличном процессоре MS Excel не предусмотрено решение задачи на нахождение кратчайшего маршрута среди более 10-ти регионов, разобьем данный маршрут на два отдельных - У1 и У2. Для подробного рассмотрения решения задачи нахождения кратчайшего пути выберем маршрут У1.

Разместим исходные данные на отдельном рабочем листе. Заменим знак 0 числом 1000000 (на результат решения исключение пути не оказывает влияния).

Рисунок Исходные данные для маршрута, проходящего через У1

Построим граф для маршрута У1 через Уфимский склад:



Рисунок Граф для маршрута У1

Рисунок Данные для решения задачи коммивояжёра для У1

В ячейку ограничения B18 вводим формулу: = СУММ(B11:B17).

Распространяем на диапазон B18:H18.

В ячейку ограничения I11 вводим формулу:

= СУММ(B11:H11). Распространяем на диапазон I11:I17.

В ячейку целевой функции J11 вводим формулу:

=СУММПРОИЗВ(B2:H8;B11:H17)

В ячейку ограничений по дополнительным переменным C29 вводим и распространяем на диапазон C29:H29 формулу: =$C$21-C21+6*C12.

В ячейку ограничений по дополнительным переменным C30 вводим и распространяем на диапазон C30:H30 формулу: =$D$21-C21+6*C13.

В ячейку ограничений по дополнительным переменным C31 вводим и распространяем на диапазон C31:G31 формулу: =$E$21-C21+6*C14.

В ячейку ограничений по дополнительным переменным C32 вводим и распространяем на диапазон C32:G32 формулу: = =$F$21-C21+6*C15.

В ячейку ограничений по дополнительным переменным C33 вводим и распространяем на диапазон C33:G33 формулу: =$G$21-C21+6*C16.

В ячейку ограничений по дополнительным переменным C34 вводим и распространяем на диапазон C34:G34 формулу: =$H$21-C21+6*C17.

5.4 Заполненное окно Поиск решения

В ходе работы мы ищем значение целевой функции для определения длины наикратчайшего маршрута с помощью функции Excel «Поиск решения».

Запускаем Поиск решения, заполняем соответствующие поля.

Рисунок Окно «Поиск решения» для маршрута У1

Рисунок Окно «Поиск решения» для маршрута У2



Рисунок Окно «Поиск решения» для маршрута Т

5.5 Результаты поиска решения

В результате анализа были сформированы следующие кратчайшие маршруты для каждого склада.

Рисунок Результат поиска решения кратчайшего маршрута У1

Рисунок Результат поиска решения кратчайшего маршрута У2

Рисунок Результат поиска решения кратчайшего маршрута Т



5.6 Построение графа в MS Visio

Построим итоговые графы кратчайшего маршрута для доставки продукции из каждого склада (Уфимский, Туймазинский) по регионам с указанием расстояний между ними.

Рисунок Итоговые графы кратчайшего маршрута

Вывод

В результате анализа сформированы кратчайшие маршруты для доставки продукции из распределительных центров по регионам:

Уфимский скл.(1) >Иглинский р-н>Баймакский р-н>Ишимбайский р-н> Караидельский р-н > Дуванский р-н> Бураевский р-н> Уфимский скл.(1)

Уфимский скл.(2) > Уфимский р-н > Мелеузовский р-н > Кушнаренковский р-н > Хайбуллинский р-н >Учалинский р-н> Янаульский р-н> Уфимский скл.(2)

Туймазинский скл. > Чишминский р-н > Аскинский р-н> Хайбуллинский р-н > Туймазинский р-н > Туймазинский скл.



Заключение

В результате курсовой работы приобретены навыки построения сетевой модели цепи поставок и рассмотрены фокусные компании. На примере Компании Intell составлена своя сетевая модель с поставщиками и потребителями.

Сформирован план производства производства компьютерной техники с учетом дополнительных ограничений, при которых получена максимизированная прибыль в размере 71800 р. при производстве 2 ЖК-мониторов, 4 мышек, 3 клавиатур, 2 видеокарт и 1 системного блока.

Проведена минимизация суммы складских и транспортных издержек компьютерной компании, в результате которой выявлено, что наименьшие издержки компания несет при использовании Уфимского и Туймазинского склада (издержки равны 62907 р.), следовательно принято решение использовать именно эту комбинацию. В результате сформированы кратчайшие маршруты для доставки продукции из распределительных центров по регионам.

Для решения задач были разработаны математические модели и выполнены её реализации с помощью табличного процессора Microsoft Office Excel, графического редактора Microsoft Office Visio.



Список литературы

1. Смирнова Е.А. Управление цепями поставок: учебное пособие.- СПб.: Изд-во СПбГУЭФ, 2009.- 120 с.

2. Бочкарев А.А. Планирование и моделирование цепи поставок: Учеб. пособие. - М.: Изд-во«Альфа-Пресс», 2008. - 192 с.

3. Долгов А. П. Логистика запасов: Учебное пособие. - СПб.: Изд-во СПбГУЭФ, 2002. - 120 с.

4. Зайцев Е.И. Модель функционально-структурной надежности цепи поставок/ Е.И. Зайцев, А.А. Бочкарев// Logistics and Supply Chain Management: Modern Trends in Germany and Russia: IV Германо-российская конференция по логистике и управлению цепями поставок6-9 мая2009 г.: Тез. докл. - Геттинген: CUVILLER VERLAG, 2009. - С. 187-195.

5. Кристофер М. Логистика и управление цепочками поставок: Пер. с англ. СПб.: Питер, 2004. - 316 с.

6. Саркисов С.В. Управление логистикой: Учебное пособие. - М.: Дело, 2004. - 368 с.

7. Уотерс Д. Логистика. Управление цепью поставок: Пер. с англ. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003. - 503 с.

Размещено на Allbest.ur

...