Лекция
Привет, Вы узнаете о том , что такое имитационное моделирование в бизнесе, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое имитационное моделирование в бизнесе , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Моделирование и Моделирование систем.
Применение имитационного моделирования для оптимизации бизнес-процессов - своеобразная палочка-выручалочка для топ-менеджмента. Он позволяет определить, как преобразования повлияют на компанию, ставя эксперименты не на "живой" организации, а на ее модели. Заманчиво? Более подробные инструкции читайте в данной статье.
Деятельность компании необходимо оптимизировать... Для одних руководителей "оптимизация" - это приказ, спущенный сверху, для других - острая необходимость, проект, от результата которого зависит дальнейшая судьба компании. Так или иначе, к анализу и оптимизации деятельности приступают топ-менеджеры компании или внешние консультанты. Учитывая, что в качестве объекта оптимизации может быть абсолютно любой параметр: операторы, принимающие звонки, количество обслуживаемых клиентов или производимый продукт, возникающие идеи по улучшению могут быть абсолютно разные: от ликвидации отдела до внедрения новых технологий. Понять, какая идея наиболее выигрышная - сложно. А проводить эксперименты на реальной компании - слишком дорого.
Построить правильный бизнес, не экспериментируя над компанией и сотрудниками, позволяет имитационное моделирование, которому и посвящена данная статья.
Имитационное моделирование - метод исследования, основанный на том, что изучаемая система заменяется моделью, имитирующей эту систему. Над моделью проводят эксперименты и в результате получают информацию о реальной системе. Имитационное моделирование выполнения бизнес-процессов широко применяется в проектах по реинжинирингу деятельности компаний, когда необходимо заранее спрогнозировать результаты.
Показатели, которые подвергаются оптимизации в первую очередь, это:
Неудовлетворительные значения этих показателей неизбежно снижают эффективность процесса, что приводит к потере денежных средств компании и недовольству руководителя. Почему именно эти показатели выделяются как основные? Высокая стоимость процесса напрямую увеличивает затраты компании. Длительное выполнение процесса увеличивает вероятность того, что его результат будет получен не вовремя и к этому времени уже может быть никому не нужен. Недостаточное количество продукта процесса - комментировать, пожалуй, даже не требуется.
Метод имитационного моделирования позволяет оценить время выполнения процесса и время, затрачиваемое на задержки в ходе выполнения процесса, например: оператор ушел на обед или товарно-материальные ценности (ТМЦ) не подвезли вовремя. Также метод позволяет оценить количество продукта, получаемого за определенный интервал наблюдения.
Для определения стоимости процесса совместно с имитационным моделированием целесообразно проводить функционально-стоимостной анализ (ФСА). ФСА - метод расчета себестоимости продукта, который отличается от традиционного тем, что фокусируется на подсчете стоимости процессов, необходимых для производства продукта или предоставления услуги, а не на разделении затрат на прямые и косвенные и группировке этих затрат по статьям калькуляции. В основе ФСА лежит положение о том, что для производства продукта необходимо выполнить ряд процессов, на выполнение которых тратятся ресурсы. Стоимость процесса рассчитывается путем переноса стоимости ресурсов на стоимость каждого шага процесса. Сумма расходов на выполнение всех шагов процессов составляет себестоимость продукта.
Проведение имитационного моделирования предполагает осуществление четырех основных этапов:
Метод имитационного моделирования позволяет имитировать выполнение процесса так, как оно происходило бы в действительности, но в режиме ускоренного времени. Давайте рассмотрим, как процессы выполняются в жизни. Редкий процесс выполняется четко и быстро. Практически всегда возникают перерывы и задержки, связанные с тем, что поступает более приоритетная задача, необходимые сотрудники заняты или вовремя не заказали комплектующие. Примеров таких процессов множество, приведем лишь некоторые из них:
Чтобы сымитировать все многообразие подобных ситуаций, необходимо учитывать ряд факторов:
Добавляя к этим факторам описание бизнес-процессов, мы получаем модель, над которой можно проводить эксперименты и получать ответы на интересующие нас вопросы.
Рассмотрим подготовку бизнес-процесса к проведению имитации.
Первое, что необходимо сделать, это выделить событие, которое является сигналом для начала выполнения процесса - стартовое событие процесса. Например, сигналом для начала выполнения процесса "Подготовка коммерческого предложения" является событие "От клиента поступил запрос на коммерческое предложение". Стартовое событие может возникать с разной периодичностью, например, звонки от клиентов поступают каждые 10-20 минут, осуществлять плановую проверку работоспособности оборудования необходимо один раз в 2-3 месяца, а совещание у директора проводится каждую пятницу и начинается ровно в 9 утра. Очевидно, что часть событий возникает в определенные моменты времени, часть - через интервалы. Причем и момент времени, и интервал между повторениями событий могут быть случайными величинами, для которых указываются законы их возникновения.
Для каждого шага процесса необходимо задать длительность, которая может быть константой или случайной величиной. Например, длительность шага "Шлифовка детали", выполняемого станком с ЧПУ, составляет ровно 5 минут. Но если станок осуществляет шаг за фиксированное время, то, как только речь заходит о людях, нельзя не учитывать, что люди обладают сложным и непредсказуемым поведением. На выполнение, казалось бы, простого шага "Внесение информации о заявке клиента в Информационную систему" у одного исполнителя может уйти 5 минут, а у другого - 20. Кроме того время выполнения шага может быть случайной величиной по объективным причинам. Процесс "Ответ на звонок клиента" может занимать от 1 до 30 минут в зависимости от клиента и цели его звонка.
При описании бизнес-процесса важно обращать внимание на то, что это не всегда линейная последовательность шагов. Часто выбор следующего шага зависит от ряда условий, таких как "Текущая дата", "Количество уже обработанных заготовок". Или выбор дальнейшего шага носит вероятностный характер, например, вероятность того, что стандартный договор пройдет процедуру согласования клиентом, составляет 0.7, а вероятность того, что клиент пришлет замечания к тексту договора - 0.3.
Для того чтобы в результате имитации оценить стоимость процесса, для каждого шага необходимо задать перечень и стоимость ресурсов, используемых при его выполнении. Все ресурсы в зависимости от логики переноса стоимости на процесс делятся на 2 группы: трудовые и материальные. Трудовые ресурсы - это ресурсы, стоимость использования которых зависит от времени их использования в процессе. Ярким примером трудового ресурса является сотрудник. Стоимость материальных ресурсов от времени их использования не зависит и переносится на стоимость шага процесса сразу. Стоимость единицы материального ресурса задается в виде фиксированного значения. Стоимость единицы времени работы трудового ресурса может зависеть от смены, в которую используется трудовой ресурс.
Например, для выполнения шага "Сборка автомобиля" необходим материальный ресурс "Комплектующее изделие" и трудовой - "Рабочий". Стоимость комплектующего изделия составляет 1000 рублей. Стоимость рабочего - 100 рублей (в дневную смену) или 120 рублей (в ночную смену). Если сборка автомобиля выполняется в течение 4 часов, причем 2 часа в дневную смену и 2 часа в ночную смену, то стоимость использования ресурса "Рабочий" составит 440 рублей. Соответственно, общая стоимость ресурсов, которая будет перенесена на стоимость шага процесса - 1440 рублей.
Если при имитации стоит задача оптимизировать запасы товарно-материальных ценностей, то для процессов необходимо указать не только ресурсы, но и продукты, которые появляются на складе в результате их выполнения.
Спроектировав и настроив модель процессов, можно запускать имитацию. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Поскольку временные параметры процессов и времена возникновения событий - случайные величины, один эксперимент с моделью даст только один вариант развития процесса. На основе множества повторов измерений можно получить более точные оценки показателей. Целесообразно проводить имитацию за весь период, интересующий аналитика, например, за квартал.
Таким образом, в результате проведения имитации получаются распределения значений стоимости и времени процесса, причем не только полезного времени выполнения процесса, но и времени, затраченного на ожидание необходимого количества или доступности материальных или временных ресурсов.
Но механизм имитационного моделирования может дать интересную информацию не только о выполнении бизнес-процессов, поскольку он также имитирует работу трудовых ресурсов и производство и потребление материальных. В результате, можно:
Идентифицировать "бутылочные горлышки" среди трудовых ресурсов - перегруженные ресурсы, к которым постоянно выстраивается очередь задач (шагов процессов), в результате чего они задерживают выполнение всех процессов.
Выявить трудовые ресурсы с низкой загрузкой.
Проанализировать производство и потребление материальных ресурсов и определить, возникает ли проблема дефицита или перепроизводства ресурсов. Дефицит приводит к увеличению времени выполнения процесса, а перепроизводство или закупка ресурсов в количестве, превосходящем потребности, влекут издержки на запасы.
Если в результате анализа полученные значения показателей процесса оказались неудовлетворительными, модель можно изменить в соответствии со следующей идеей по оптимизации и провести имитацию снова. По результатам всех экспериментов можно выбрать вариант с наиболее оптимальными значениями показателей. При этом хочется еще раз отметить, что проведение экспериментов не останавливает работу всего предприятия и не нарушает текущее выполнение операций.
Метод имитационного моделирования и функционально-стоимостной анализ также полезны, если необходимо спроектировать новый бизнес. Какая должна быть организационная структура этого бизнеса? Как часто должны выполняться процессы? Какая продолжительность и стоимость процессов является оптимальной? На все эти вопросы можно ответить ДО того, как компания начнет работать и выяснит, что трудовые ресурсы перегружены, а материальных - постоянно не хватает. Конечно, можно сначала создать компанию, организовать ее работу по принципу "как пойдет", убедиться, что попытка оказалась неудачной, и только потом приступить к решению задачи оптимизации деятельности. Но если спроектировать правильный, эффективно работающий бизнес сразу, многие проблемы просто не возникнут, что сэкономит ценное время, которое можно будет потратить на развитие молодой компании.
Наравне со многими плюсами метода имитационного моделирования процессов существует и ряд минусов. Нельзя не отметить тот факт, что для получения валидных результатов необходима работа по определению законов распределения случайных величин и внимательная работа по внесению всех данных для проведения имитации. Известное выражение наиболее ярко характеризует эту ситуацию. Кроме того, само по себе имитационное моделирование не дает ответов на вопросы, эффективно ли работает система, являются ли значения показателей оптимальными и как перестроить бизнес-процесс. Для этого необходим бизнес-аналитик. Но только с помощью механизмов имитационного моделирования и функционально-стоимостного анализа в ряде случаев бизнес-аналитик может быстро получить и обработать ту ценную информацию, которая абсолютно необходима руководителю для принятия важных управленческих решений. Причем принять эти решения руководитель сможет на основании сравнения значений ключевых показателей, а не поверив консультантам на слово.
Мы продолжаем цикл статей, посвященных методу имитационного моделирования для оптимизации бизнес-процессов. Теоретические основы применения этого метода были даны в статье «Имитационное моделирование: оптимизируем бизнес-процессы». В данной статье будет рассмотрен пример принятия решения по оптимизации работы склада на основе данных, полученных в результате проведения имитационного моделирования.
Современный склад — сложная система, во время слаженной работы которой осуществляется прием, хранение, переработка и распределение грузов между потребителями. В данной статье будут проанализированы следующие операции, выполняемые работниками склада:
В качестве примера рассмотрим небольшой склад. Для обслуживания транспорта на складе предусмотрено два разгрузочных поста, две бригады (в составе каждой: механизатор, грузчик и погрузчик) и два дополнительных парковочных места для фур на территории склада. Владелец склада планирует увеличение грузопотока. Предвидя проблему хаотичного прибытия транспорта на склад и, как результат, увеличение времени простоя транспорта и неравномерную загрузку персонала склада, он договаривается с поставщиками о конкретном времени приезда фуры на склад, распределяя моменты прибытия транспорта более-менее ритмично в течение дня. На первый взгляд все предусмотрено. Даже в случае несвоевременного прибытия одной или двух фур они смогут дождаться обслуживания на территории парковки склада. С помощью имитационного моделирования попробуем проверить, верно ли данное утверждение.
Упрощенная модель процесса «Осуществление разгрузочных работ» в нотации ЕРС представлена на Рис. 1.
Рис. 1 — Диаграмма процесса «Разгрузка и обслуживание фуры на складе»
Цель исследования — определить, сможет ли склад в его текущей конфигурации справиться с увеличенным грузопотоком. Для проведения имитации работы склада будем использовать систему бизнес-моделирования Business Studio.
Рассматриваемый в качестве примера склад осуществляет прием фур с 9:00 до 15:00. Фуры, прибывшие позже, в этот день не обслуживаются. Установленный с помощью переговоров с поставщиками нормативный интервал между прибытием фур составляет 30 минут. Но, принимая во внимание всю сложность прогнозирования точного времени, в течение которого фура будет находиться в пути на склад, фуры могут подъехать как раньше назначенного времени, так и позже. Поэтому для моделирования интервала между прибытием фур будем использовать нормальный закон с матожиданием 30 минут и возможным диапазоном значений от 5 минут до 1 часа (Рис. 2). Данный закон можно назвать псевдонормальным, т.к. он имеет четкие границы значения случайной величины.
Рис. 2 — Закон распределения интервала между прибытиями фур
Количество разгруженных фур напрямую зависит не только от времени разгрузки одной фуры, а также от времени выполнения каждого шага бизнес-процесса. Время выполнения шага процесса может быть фиксированной или случайной величиной. Длительности шагов процесса «Разгрузка и обслуживание фуры на складе» приведены в Табл.1.
Табл. 1. Длительности шагов процесса
| Шаг процесса | Длительность |
| Проверка наличия свободных разгрузочных постов | 1 минута |
| Проезд на разгрузочный пост | 5 минут |
| Проверка наличия мест на парковке | 1 минута |
| Проезд на парковку | 3 минуты |
| Ожидание на парковке | 0 (время моделируется системой автоматически) |
| Проезд с парковки на разгрузочный пост | 4 минуты |
| Ожидание на дороге | 0 (время моделируется системой автоматически) |
| Проезд с дороги на парковку | 3 минуты |
| Прием документов | 10 минут |
| Проверка сохранности пломбы и соответствия груза документации | Равномерный закон распределения: — нижняя граница — 10 минут — верхняя граница — 20 минут |
| Принятие решения о дальнейших действиях | Равномерный закон распределения: — нижняя граница — 20 минут — верхняя граница — 1 час |
| Выезд фуры с территории склада | 5 минут |
| Разгрузка товара | Нормальный закон распределения: — нижняя граница — 20 минут — верхняя граница — 1 час — матожидание — 40 минут — стандартное отклонение — 10 минут |
| Приходование товара | Нормальный закон распределения: — нижняя граница — 10 минут — верхняя граница — 40 минут — матожидание — 15 минут — стандартное отклонение — 5 минут |
| Размещение товара на хранение | Нормальный закон распределения: — нижняя граница — 30 минут — верхняя граница — 2 часа — матожидание — 1 час — стандартное отклонение — 15 минут |
| Выезд фуры с территории склада | 5 минут |
Длительность шага процесса зависит не только от нормативного времени его выполнения, но и от доступности ресурсов (временных и материальных), необходимых для его выполнения. Если необходимых ресурсов в нужный момент времени нет, то выполнение процесса останавливается. Шаги по обслуживанию фуры на складе выполняют сотрудники склада, привлекая при необходимости соответствующее оборудование. Перечень и количество ресурсов, необходимых для выполнения каждого шага процесса, приведены в Табл.2.
Табл. 2. Длительность шагов процесса
| Шаг процесса | Ресурсы | Количество ресурсов |
| Прием документов | Бухгалтер | 1 |
| Проверка сохранности пломбы и соответствия груза документации | Кладовщик | 1 |
| Принятие решения о дальнейших действиях | Кладовщик | 1 |
| Разгрузка товара | Грузчик | 1 |
| Механизатор | 1 | |
| Погрузчик | 1 | |
| Приходование товара | Кладовщик | 1 |
| Размещение товара на хранение | Грузчик | 1 |
| Кладовщик | 1 | |
| Механизатор | 1 | |
| Погрузчик | 1 |
Всего на складе работают следующие ресурсы: персонал и оборудование (Табл.3):
Табл. 3. Временные ресурсы
| Ресурсы | Количество ресурсов |
| Бухгалтер | 1 |
| Грузчик | 2 |
| Кладовщик | 2 |
| Механизатор | 2 |
| Погрузчик | 2 |
Приведенные ресурсы являются временными, т.е. стоимость их использования зависит от времени, в течение которого они используются. Использоваться эти ресурсы могут только в часы, заданные для них как рабочие. Погрузчики, например, готовы к работе 24 часа в сутки, а сотрудники склада работают только с 9:00 до 17:00 (Рис. 3).
Рис. 3 — График работы сотрудников склада
Примечание: Рабочие и нерабочие дни в календаре отображаются разными цветами:
Также в рамках всего процесса используются ресурсы, представленные в Табл.4.
Табл. 4. Материальные ресурсы
| Ресурсы | Количество ресурсов |
| Парковочное место | 2 |
| Разгрузочный пост | 2 |
Данные ресурсы, в Business Studio моделируются как материальные ресурсы: их количество уменьшается, когда фура занимает место (пост), и увеличивается, когда фура его покидает. Если все места (посты) кончились (количество = 0), то процесс переходит в режим ожидания, пока нужное место (пост) не появится.
Имитация работы склада в течение одного рабочего дня позволяет получить показатели процесса (Рис. 4):
Рис. 4 — Параметры шагов процесса, полученные в результате имитации
Анализируя результаты имитации можно сделать следующий вывод: существующей пропускной способности склада недостаточно для обслуживания возросшего грузопотока:
В результате, фуры в течение длительного времени ожидают обслуживания, занимая не только парковочные места и затрудняя движение на складе, но и простаивая на дороге за территорией склада, вызывая недовольство участников дорожного движения и работников ГИБДД.
Выходом из сложившейся ситуации может быть решение:
Кроме того анализируя использование временных ресурсов в существующих условиях, можно увидеть, что бутылочным горлышком (ресурсом, время ожидания которого при выполнении процесса наибольшее) является Кладовщик (Рис. 5).
Рис. 5 — Параметры ожидания временных ресурсов
Для повышения пропускной способности склада при проведении дальнейших экспериментов увеличим количество кладовщиков до 3.
Рассмотрим последовательно каждое из предложенных решений.
Имитация выполнения процесса с параметрами, измененными в соответствии с первым решением, дает следующие результаты (Рис. 6):
Рис. 6 — Параметры работы склада с увеличенным количеством разгрузочных постов
Показатели работы склада значительно улучшились:
Однако нельзя не заметить, что размещен на хранение был только товар, привезенный 9 фурами. Очевидно, что оставлять недоделанную работу на следующий рабочий день нецелесообразно, учитывая интенсивность ежедневного потока поступления фур на склад. Поэтому изменим рабочее время сотрудников склада на график: с 9:30 до 19:00. Смещение начала рабочего дня с 9:00 на 9:30 обусловлено низкой вероятностью прибытия фуры в этот период. Учитывая, что в течение рабочего дня у каждого сотрудника есть время простоя (Рис. 7), увеличение рабочего времени на 1,5 часа не будет сильно утомительным.
Рис. 7 — График загрузки экземпляра ресурса «Механизатор»
В результате имитации работы склада в этом случае получаем, что из 12 подъехавших фур сотрудники склада успевают не только разгрузить все 12 фур, но и разместить весь доставленный товар на складе.
Имитация выполнения процесса с параметрами, измененными в соответствии со вторым решением, дает следующие результаты (Рис. 8):
Рис. 8 — Параметры работы склада с увеличенным количеством бригад, обслуживающих пост
Практически идеальные результаты:
омрачает только тот факт, что бригады не успевают разместить на хранение груз, привезенной одной из фур. Изменение времени работы сотрудников склада на график с 9:30 до 17:30 (без увеличения количества часов) позволяет решить и эту проблему.
При этом процент загрузки временных ресурсов — более 50% (Рис. 9), т.е. ресурсы простаивают не так много времени.
Рис. 9 — Процент загрузки временных ресурсов
Исследования показали, оба решения, позволяют снять проблему очередей транспортных средств. Очевидно, что следующий аспект, который будет интересовать владельца склада — это стоимость внедрения этих решений.
Увеличение количества бригад, в первую очередь, подразумевает найм на работу дополнительных сотрудников, т.е. увеличение переменных затрат. Переоборудование парковочного места в разгрузочных пост влечет за собой не только рост переменных затрат (добавление дополнительной бригады), но и капитальные затраты на переоборудование.
Затраты при реализации каждого решения за 5-летний срок работы склада приведены в Табл.5.
Примечание: Расходы на единицу ресурса (бригада, кладовщик) в первом случае выше, чем во втором. Это связано с тем, что при реализации первой идеи рабочее время сотрудников склада было увеличено на 1,5 часа.
Табл. 5. Затраты на реализацию решений
| Расходы на содержание в месяц, руб. | Дополнительно необходимое количество | Затраты за 5 лет, руб. | |
| 1 вариант: Увеличение количества разгрузочных постов | |||
| Затраты на персонал: | |||
| Бригада | 44 000 | 1 | 2 640 000 |
| Кладовщик | 22 000 | 1 | 1 320 000 |
| Капитальные затраты: | |||
| Погрузчик | 100 000 | 1 | 100 000 |
| Оборудование разгрузочной рампы на 1 дополнительный пост | 400 000 | 400 000 | |
| Итого за 5 лет | 4 460 000 | ||
| 2 вариант: Увеличение количества бригад, обслуживающих пост | |||
| Расходы на содержание в месяц, руб. | Дополнительно необходимое количество | Затраты за 5 лет, руб. | |
| Затраты на персонал: | |||
| Бригада | 40 000 | 2 | 4 800 000 |
| Кладовщик | 20 000 | 1 | 1 200 000 |
| Капитальные затраты: | |||
| Погрузчик | 100 000 | 2 | 200 000 |
| Итого за 5 лет | 6 200 000 | ||
Имитация работы склада в различных условиях позволила предусмотреть возникновение возможных проблем и проверить работоспособность идей по их решению ДО непосредственного изменения работы склада. Обе идеи позволяют оптимизировать деятельность склада. При сравнении затрат на реализацию идей нельзя не заметить выгодность первого варианта. Но по таким показателям как «Время ожидания фуры на парковке», «Время ожидания фуры на дороге», «Средняя длительность процесса», второй вариант вырывается вперед. Какой из рассмотренных вариантов решения проблемы выберет владелец склада — решать ему. Метод имитационного моделирования предоставил для принятия этого решения все необходимые данные.
В заключение, эта статья об имитационное моделирование в бизнесе подчеркивает важность того что вы тут, расширяете ваше сознание, знания, навыки и умения. Надеюсь, что теперь ты понял что такое имитационное моделирование в бизнесе и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Моделирование и Моделирование систем
Ответы на вопросы для самопроверки пишите в комментариях, мы проверим, или же задавайте свой вопрос по данной теме.
Комментарии
Оставить комментарий
Моделирование и Моделирование систем
Термины: Моделирование и Моделирование систем