Имитационное моделирование производственных и логистических процессов

По причине возрастающей сложности продукта и разнообразия вариантов, а также возрастающей сложности систем и сетей, а также возрастающих требований к качеству, гибкости, времени обслуживания и затратам компаниям требуются эффективные методы и модели процедур для планирования, перепроектирования и совершенствования своих производственных и логистических систем. Управление логистическими сетями, такими как сети поставщиков, производства, дистрибуции и транспортировки, также стало важной стратегической задачей в связи с продолжающейся глобализацией экономики. В настоящее время моделирование является хорошо зарекомендовавшим себя методом анализа на основе моделей для многих приложений в этой области. 

Применение имитационного моделирования в логистике

В условиях современного бизнеса логистика является инструментом, оказывающим значительное влияние на расходы компании. В связи с этим в настоящее время уделяется большое внимание задачам по перевозкам и хранению, следовательно, важным является соблюдение сроков перевозок и высокая скорость сообщения.

Недостаточное развитие вышеуказанных факторов делает российских перевозчиков неконкурентными на рынке логистических услуг. Наиболее развитыми логистическими рынками мира, в настоящее время, являются рынки США и стран Европы.

Оценка и выбор плана производственной деятельности в неопределенной ситуации поставок, производства и спроса на продукцию возможен с помощью имитационного моделирования поведения каждого элемента производственной системы.

На данный момент имитационное моделирование является эффективным, и, как правило, единственным методом исследования и решения сложных управленческих проблем.

Создание концептуальных моделей

При исследовании с применением имитационного моделирования в логистике, необходимо распределить весь процесс на три этапа:

• разработка концептуальной модели
• реализация модели
• планирование и проведение экспериментов с работающей моделью

Для создания концептуальных моделей, которые ориентированы на изучение материальных потоков в логистических сетях, необходимо предусмотреть принципы построения частичных моделей: модели структуры системы обработки материальных потоков, модели ассортимента и количества груза в потоках, модели пространственной вложенности грузов (транспортные средства, носители груза), временные модели входных потоков системы, модели для определения длительности технологических операций, модели маршрутизации динамических объектов, модели стратегий обработки очередей ожидания, модели стратегий управления запасами, модели процессов распределения ресурсов.

Первую модель можно отнести к физической структуре системы. Модели второго и третьего типа служат для отображения структуры логистических объектов. Остальные модели можно отнести к совокупности модели процесса, развивающегося в логистической системе.

Большинство имитационных моделей систем логистики и сетей поставок создаются с помощью программ: Arena, AutoMod, eM-Plant (SIMPLE++, Plant Simulation), Enterprise Dynamics, Extend, ProModel, QUEST, Simul8 и WITNESS.

Преимущества и возникающие трудности

В области имитационного моделирования выделяют преимущества:

• отсутствие ограничений на сложность логики моделируемых процессов и воспроизводимых в модели алгоритмов управления
• отсутствие ограничений на структуру и объем исходных данных при моделировании
• свободный выбор детализации отображения процессов в модели

Кроме того, при применении имитационного моделирования в логистике возникают трудности:

• модель может быть эффективно применена для исследования только одной системы
• модель отражает субъективные представления разработчика модели о моделируемой системе
• весомые затраты финансовых средств и времени (затраты на привлечение экспертов в области имитационного моделирования, затраты на разработку и проверку модели, затраты на планирование и проведение имитационных экспериментов, затраты на подготовку детальных исходных данных)

Имитационное моделирование можно считать гибким и многофункциональным подходом для описания процессов складской логистики, транспортной логистики и управления цепочками поставок, применяемый на всех этапах: планирование, управление, контроль.

Модель показывает взаимодействие между звеньями логистической системы, прогнозирует альтернативные варианты развития событий, помогает обнаруживать экстренные ситуации, требующие особого внимания менеджеров, создает отчетность для детального понимания поведения логистической системы. При этом моделирование может использоваться в качестве системы оперативного управления и как инструмент принятия стратегических решений.

Кроме того, для применения имитационного моделирования в логистике, необходимо: понимание принципов функционирования определенных классов логистических систем, владение методами системного анализа и управления проектами для корректной постановки задач моделирования, владение общими методами имитационного моделирования, владение информационными технологиями, которые обеспечивают интеграция моделей в системах проектирования.

Методы моделирования для логистических и производственных сетей

Сеть цепочки поставок состоит из поставщиков, производителей, дистрибьюторов и розничных торговцев, связанных материалами и информацией, а также финансовыми потоками, направленными на удовлетворение спроса клиентов с наименьшими затратами посредством разнообразных бизнес-стратегий, механизмов сотрудничества и моделей конфигурации сети.

Моделирование в производстве и логистике может быть посвящено различным системным уровням: от оценки отдельных узлов сети (например, производственной ячейки, фабрики, склада, контейнерного терминала) до целой сети взаимодействующих узлов (например, производственной сети с соответствующими различными уровнями и логистическими потоками). Исследуемая логистико-производственная система моделируется и воспроизводится в программной среде, где входные данные, параметры, переменные и случайные элементы могут имитировать сценарии, определенные разработчиками модели и пользователями.