Актуальность применения средств имитационного моделирования к оптимизации функционирования склада Управления закупок ОАО «Балаковорезинотехника» обоснована тем, что аналитические расчеты, с помощью которых ведется технологическое проектирование, не могут описать процесс со 100 % соответствием: они учитывают лишь основные вероятностные распределения, а их результатом являются средние показатели. Между тем, склад представляет собой сложную систему, чья жизнедеятельность определяется как достаточно чётким расписанием, так и случайными факторами (локальное нарушение расписания прибытия автомобилей или вагонов — опоздание в рамках временного окна, ухудшение погодных условий). Отсутствие учета этих факторов может оказать негативный эффект на общую конкурентоспособность предприятия [1]. Расчетные методы для распределения трудовых и транспортных ресурсов определения оптимального количества работников с учетом всех вышеупомянутых факторов попросту отсутствуют. В то время как имитационная модель описывает функционирование склада, принимая во внимание весь набор специфических условий, необходимых для выполнения отдельных операций. Прогон модели годовой работы занимает минуты. Пользователь модели выполняет так называемые сценарии «что–если» в кратчайшие сроки осуществляет проверку нескольких вариантов функционирования. При этом модель предоставляет не только конечный результат расчётов, но и позволяет наблюдать за функционированием склада и динамикой изменения показателей его эффективности с течением времени.
Целью данного исследования является изучение временных характеристик, характеризующих работу склада Управления закупок ОАО «Балаковорезинотехника» с помощью имитационного моделирования, а также определение экономического эффекта от предлагаемого мероприятия по оптимизации распределения работников на погрузке-выгрузке транспорта.
Общее время занятости работников склада является одной из основных временных характеристик процесса функционирования бюро закупок. Эту величину необходимо, прежде всего, знать для обоснования численности работников склада, что является уже не только технической, но и экономической задачей. Сам процесс функционирования склада может быть математически формализован как система массового обслуживания (СМО).
Рис. 1. Диаграмма декомпозиции второго уровня
Рис. 2. Формализованная модель
Представим концептуальную модель (рис. 1) в виде СМО (рис. 2).
Н1, Н2, Н3 — накопители, используемые для хранения заявок; К1, К2, –каналы, моделирующие разгрузку автомобилей; К3,К4, К5, –каналы, моделирующие разгрузку вагонов; К6, К7 — каналы, моделирующие выдачу ТМЦ.
При этом каналы К1, К2 реализуются в виде многоканального устройства с двумя каналами, каналы К3,К4, К5, реализуются в виде многоканального устройства с тремя каналами, каналы К6, К7 реализуются в виде многоканального устройства с двумя каналами.
Заявки, поступающие на выполнение, задаются различно, соответственно для заявок каждого типа предусмотрен свой накопитель (очередь).
Промоделируем работу склада в течение рабочей недели для следующих входных условий, полученных на основе анализа данных о работе ОАО «Балаковорезинотехника»:
- заявки на разгрузку автомобилей поступают с периодичностью 140–480 минут, а на разгрузку вагонов с периодичностью 1440–4320 минут (состав 10–20 вагонов). Следовательно, подача 1 вагона осуществляется с периодичностью 100–200 минут;
- заявки на выдачу ТМЦ поступают с периодичностью 25–55 мин;
- время обслуживания заявки многоканальным устройством распределено по вероятностному закону распределения. При этом разгрузка автомобилей занимает от 180 до 360 мин, разгрузка вагонов занимает от 540 до 720 минут. Время обслуживания заявок на выдачу ТМЦ составляет от 30 до 40 минут.
Для моделирования полученной системы массового обслуживания представим её в виде программы на языке GPSS World.
Исходная часть программы состоит из четырёх сегментов:
Первый используется для определения данных, необходимых для функционирования системы. Здесь определяем функции, используемые для определения вида заявки, времени обслуживания, моделирования потока заявок.
Второй и третий сегменты предназначены для моделирования процесса прохождения транзакта (заявки) через каналы обслуживания, моделирующие работы, выполняемые работниками склада при приеме и выдаче ТМЦ.
Во втором сегменте моделируется деятельность склада при обслуживании заявки на прием ТМЦ, а в третьем моделируется обслуживание заявки на выдачу ТМЦ.
Четвертый сегмент: таймер-сегмент, используется для задания времени моделирования системы.
В результате моделирования при заданных выше условиях с использованием программы GPSS World были получены следующие результаты:
1. Максимальная очередь на выдачу ТМЦ составляет 1 человек. Количество нулевых входов — 1091 из 1091. Следовательно, вероятность того, что заявка будет выполнена сразу, составляет 100 %.
2. Максимальная очередь заявок на разгрузку автомобилей составила 1 заявку. Количество нулевых входов — 207 из 207. Следовательно, вероятность того, что заявка будет сразу выполнена, составляет 100 %.
3. Максимальная очередь на разгрузку вагонов составила 29 заявок. Количество нулевых входов — 3 из 220. Следовательно, вероятность того, что заявка не будет сразу исполнена, составляет 98,6 %. Средняя длина очереди за время моделирования составляет более 13 заявок. Среднее время нахождения заявки в очереди составляет около 2667 минут (около 2 суток), а без учета нулевых входов — около 2704 минут (45 часов).
Рис. 3. Формализованная модель оптимизации
Проведенный анализ деятельности сотрудников склада показал, что распределение работников является неоптимальным, так как на разгрузку вагонов время ожидания в очереди достигает 2 суток, что является недопустимым для эффективной работы склада. Так же неэффективно используются рабочие, занимающиеся выдачей ТМЦ и разгрузкой автомобилей. Для оптимизации деятельности сотрудников склада перераспределим функции между рабочими. Выполнять работы будут все сотрудники склада, свободные на данный момент. Однако выдача ТМЦ является первостепенной задачей. Поэтому одного из рабочих закрепим за выполнением этой работы. Схема СМО в этом случае примет вид, представленный на рисунке 3.
Проанализируем статистику накопителя RASGRUSKA:
Коэффициент использования устройства равен 0,752. Это означает, что выполнение работы, моделируемой этим каналом, составляет 75,2 % от всего времени работы. При этом из шести рабочих максимально используется 6. Среднее количество рабочих, занятых на разгрузке составляет 5 человек.
Проанализируем статистику для очередей:
1. Максимальная очередь на выдачу ТМЦ составляет 2 человека. Количество нулевых входов — 582 из 1078. Следовательно, вероятность того, что выполнения заявки придется ожидать, составляет 46 %. При этом время ожидания в очереди в среднем составляет 4 минут, а без учета нулевых входов — 9 минут.
2. Максимальная очередь заявок на разгрузку составила 2 заявки. Количество нулевых входов — 397 из 424. Следовательно, вероятность того, что выполнения заявки придется ожидать, составляет 6,4 %. При этом время ожидания в очереди в среднем составляет 2 минуты, а без учета нулевых входов — 32 минуты.
Проанализируем статистику канала обслуживания WIDAHA:
Число заявок составило 1078. Коэффициент загрузки рабочего, осуществляющего выдачу ТМЦ, составляет 0,874. Следовательно, рабочий занят выполнением своих обязанностей 87,4 % рабочего времени. Среднее время обслуживания заявки рабочим составляет 35 минут.
Экономический эффект предлагаемого мероприятия может быть определен с учетом влияния нескольких факторов: экономия на выплате надбавок и доплат за осуществление увеличенного объема работ; минимизация или полное устранение потерь, связанных со сроками аренды транспорта (вагонов); устранение штрафов за сверхнормативное время нахождения транспортных средств (вагонов) под погрузкой (простой вагонов); ускорение оборачиваемости и снижение размера оборотного капитала предприятия в связи с ускорением отгрузки грузов потребителю.
Проведем анализ и дадим экономическую оценку перечисленных факторов.
В связи с неритмичностью сдачи продукции производственными цехами и разницей в графиках погрузо-разгрузочных работ, на рассматриваемых участках погрузки (в автотранспорт и в ж/д транспорт) ежедневно возникают существенные отклонения от нормативов объемов работы. При этом неравномерность загрузки может возникнуть как на участке автотранспортной погрузки (при поступлении на склад крупной партии грузов, закрепленных за автоперевозчиком), так и на втором участке (при постановке на погрузку вагонов).
При условии жесткого закрепления грузчиков на указанных участках работы, за возникающее превышение норм и объемов грузовых работ работникам погрузо-разгрузочного участка должны быть установлены доплаты. Доплата — это выплата компенсационного характера. Ее начисляют за повышенную интенсивность труда или работу в условиях, отклоняющихся от нормальных. Согласно гл. 21 ТК РФ, доплата устанавливается за работу в выходные и праздничные дни (ст. 149, 153 ТК РФ), за работу в ночное время (ст. 154 ТК РФ), за работу в тяжелых, вредных, опасных условиях труда (ст. 147 ТК РФ). Величина доплаты определяется, исходя из объемов дополнительно выполненных работ и тарификации конкретных видов погрузо-разгрузочных операций при сдельно-премиальной форме оплаты труда. Размер доплат будет изменяться в зависимости от переработки в данный отчетный период, в связи с этим в настоящем расчете не представляется возможным провести численный расчет величины доплат и связанных с ними денежных потерь предприятия.
Экономия на аренде транспорта обусловлена тем, что появляется при ускоренных (оптимизированных) условиях загрузки транспортной единицы имеется возможность сократить время, на которое будет арендован транспорт за счет доставки грузов в пункт назначения в кратчайшие сроки.
Так, например, аренда грузового автомобиля, грузоподъемностью только в 3 тн составляет в среднем 3500 рублей в сутки. На переработку одной тонны груза по загрузке или разгрузке требуется по нормативам около 0,3112 часа. Таким образом, при условии отсутствия очереди загрузка автомобиля и оформление всех сопроводительных документов может занять порядка 1,5–2 часов. Среднее расстояние перевозки от исследуемого предприятия до склада получателя составляет около 25 часов. Таким образом, требуется аренда автомобиля в среднем на 2 суток. Затраты составляют 2 сут. * 3500 руб. = 7 000 рублей.
До оптимизации системы распределения работников простои автотранспорта в очереди на погрузку достигали 18–20 часов. Что с учетом времени в пути требует увеличения срока аренды автомобиля на 1 сутки. Таким образом, внедрение предлагаемой системы оптимизации может дать до 3500 рублей экономии, а при большей грузоподъемности транспортного средства, экономия может составить 4,5–5 тысяч рублей на каждом автомобиле.
При загрузке по усредненным данным до 10 автомобилей в сутки и 240 авто в месяц, при условии устранения времени ожидания в очереди на погрузку, минимальная экономия за месяц может достигать:
240 авто * 3500 руб./сут = 840 000 рублей
В год данный показатель составит: 840 000 * 12 = 10 080 000 рублей.
Аналогичным образом могут быть определен экономический эффект мероприятия от снижения затрат при погрузке ж/д транспорта, в отношении которого действуют нормы Устава железнодорожного транспорта РФ.
Ставка за использование вагонов высчитывается исходя из ставки аренды вагона в сутки и других параметров. Цена стоимости вагона, полувагона или контейнера зависит от расстояния отправки груза.
В частности, на расстояние до 5 км ставка аренды составит 2975 руб., от 101 до 120 км — 4355 руб., от 511 до 540 км — 7402 руб., от 1001 до 1050 км — до 9235 руб., от 5301 до 5400 км — 28087 руб.
Тариф на перевозку грузов в привлеченных вагонах определяют как сумму плат за использование инфраструктуры и локомотивов компании и платы за использование привлеченных вагонов ВГК, а также иных собственников железнодорожного подвижного состава.
При расчете платы за использование привлеченных вагонов применяют следующие показатели: среднее время, необходимое для выполнения начально-конечных операций, среднее время нахождения вагона в ремонте, расчетное тарифное расстояние перевозки, средняя скорость продвижения вагона, коэффициент порожнего пробега и другие.
Кроме того, Федеральной службой по тарифам (ФСТ) и Уставом грузовой службы РЖД устанавливаются штрафы за сверхнормативный простой вагонов под погрузкой. Штрафы рассчитываются согласно правилам: минимальный штраф за простой вагона начисляется сразу после нарушения сроков погрузки и разгрузки и составляет от 2 тыс. до 10 тыс. руб. в сутки, и фактически их оплачивает грузоотправитель.
По статистическим данным, среднее время, затрачиваемое грузоотправителями на погрузку вагона, составляет 100,8 часа, среднее время выгрузки — 52 часа. В то же время норматив на погрузку и выгрузку вагона составляет 24 часа. С учетом очереди на погрузку, которая возникала по предприятию в условиях отсутствия системы оптимизации, простой вагонов мог доходить до двух суток, что в пересчете на затраты составляет около 20 000 рублей за вагон.
При соблюдении нормативного времени на погрузку количество отгрузки вагонов в месяц по участку должно составить:
(25 раб. дн.* 2 смены * 8 час/смена)/ 24 часа/вагон = 16,6 вагонов
Из-за простоев транспорта в очереди на погрузку в загрузка по участку, по данным предприятия, составляет в среднем 10 вагонов. Таким образом, среднее время нахождения вагона под погрузкой составляет:
(25 раб.д. * 2 см. * 8 час./смена)/ 10 вагонов = 40 часов;
Средний простой вагона относительно нормы погрузки составляет:
40 час. — 24 часа = 16 часов
Общее время сверхнормативного простоя ж/д транспорта составит:
16 часов * 10 вагонов = 160 часов в месяц, или 160 час. / 24 час/сут. = 6,67 сут.
Размер штрафов за простой вагонов по участку за месяц может составить:
6,67 сут. * 10 000 рублей = 66 700 руб.
В год величина штрафов составит: 66 700 * 12 мес. = 800 400 рублей
Потери за счет переплаты за аренду вагонов в месяц составляют:
6,67 сут. * 9 235 руб. = 61 597,45 руб.
В год потери составят:
61 597,45 * 12 мес. = 739 169,4 рублей
ИТОГО совокупные потери от сверхнормативного времени загрузки, возникающих простоев и дополнительного срока аренды ж/д транспорта за год по данному участку могут составить:
739 169,4 + 800 400 = 1 539 569,4 рублей.
Таким образом, оптимизация системы учета и распределения погрузо-разгрузочных работ может обеспечить экономию на потерях от простоев транспорта около 1 539 569,4 рублей в год.
Экономический эффект мероприятия по внедрению автоматизированной системы составит: 1 539 569,4 — (ст-ть внедрения системы).
Таким образом, оптимизация функционирования склада Управления закупок позволяет получить существенный экономический эффект и в комплексе может повысить конкурентоспособность предприятия ОАО «Балаковорезинотехника» как на на региональном, так и на макроэкономическом уровне.
Литература:
1. Панько Ю. В. Особенности конкурентной среды на мезоуровне экономики. Вестник Саратовского государственного социально-экономического университета. 2007. № 15. с. 39–42.
