Autóipari klaszter m;ködésének alapelvei Operating Principles of an Automotive Cluster

Átírás

1 Autóipari klaszter m;ködéséek alapelvei Operatig Priciples of a Automotive Cluster ÉSZÁROS Ferec, Dr. CSELÉNYI József iskolci Egyetem Gépészméröki Kar Abstract The paper itroduces the strucure ad tasks of Carpathia Icarrier Network ad describes the services give for the supplier members (maily small ad medium sized eterprises) ad the buyer members (maily automotive maufacturers, first ad secod tier suppliers) of the cluster. The possible variatios for assigig the suppliers-buyers, ad mathematical methods of assigig are cosidered i the paper. Összefoglaló Az dolgozat áttekiti a Kárpátok Beszállítói Klaszter felépítését, feladatait, illetve a klaszter beszállító tagjaiak (f'leg kis és középvállalatok) és a felhaszálókak (f'leg járm"gyártók, illetve azok els'dleges és másodlagos beszállítói) yújtott szolgáltatásokat. Ismertetjük a beszállítókak a felhaszálókhoz való hozzáredeléséek lehetséges változatait, valamit az optimális hozzáredelés lehetséges matematikai módszereit. Kulcsszavak logisztika, klaszterek, ellátási lác, autóipar, KKV-k 1. Bevezetés Napjaikba az egyik legmeghatározóbb gazdaságfejlesztési iráyzat a klaszterorietált fejlesztés, melyek célja az egy adott iparágo belül értéklác meté szervezd vállalkozások, az állami és a magászféra kutatóitézetei és oktatási itézméyei, külöböz gazdaságfejlesztési szervezetek, és az egyéb szolgáltatásokat (pl. logisztika) yújtó cégek közötti együttmködés elmélyítése, ersítése. A klaszter tagjait az alábbi téyezk közül egy vagy több köti össze általába beszállítói kapcsolatok; közös techológiák; közös vásárlók és disztribúciós csatorák; közös mukaerpiac. A klaszterek alkalmazásáak tipikus területe az autóipar, ahol az alkatrészek és a részegységek sokféleségébl adódóa agy a térbe elkülöül beszállítók száma, és a jármgyártók termelékeységéek fetartása érdekébe külööse agy jeletsége va a szállítási határidk betartásáak, így kiemelt jeletsége va a logisztikáak. Jele dolgozat a iskolci Egyeteme mköd Tudásitezív echatroikai és Logisztikai Redszerek Regioális Egyetemi Tudásközpot keretei között zajló, a Kárpátok Beszállítói Klaszter logisztikai redszeréek kialakítására iráyuló kutatások kezdeti eredméyeit kívája bemutati. 2. Az autóipari klaszter feladatai A beszállítói klaszter alapvet feladataiak elsdlegese logisztikai szempotú csoportosítása a következ alkatrész, részegység beszállítókak (döte KKV-kak) a felhaszálókhoz (döte a jármgyártók elsdleges, illetve másodlagos beszállítóihoz) való hozzáredelése; logisztikai és bizoyos em logisztikai szolgáltatók és a szolgáltatást igéybe vev vállalatok egymáshoz való hozzáredelése, és a yújtott szolgáltatások ütemezése; logisztikai és bizoyos em logisztikai szolgáltatások yújtása a klasztertagokak, amelyek lehetek 22 szaki Szemle 3

2 elsdlegese logisztikai szolgáltatások (pl. raktározás, üzemek közötti szállítás, csomagolás stb.); elsdlegese em logisztikai, de jelets ayag- és iformációáramlással járó szolgáltatások (pl. karbatartás, hulladékkezelés, - szállítás, -raktározás); bizoyos klasztermeedzsmet feladatok, ahol szité fotos szerepet kell kapia a logisztikáak (pl. logisztikai képzések szervezése, K+F programok idítása, logisztikai bechmarkig projektek szervezése, folyamatos beszállító fejlesztés). A feladatok felsorolása természetese em teljes kör, hisze a klaszter tagjai számára számos egyéb döte üzleti jelleg szolgáltatás yújtása is idokolt és célszer, mit a pézügyi szolgáltatások, üzleti taácsadás, vagy a mukaerkölcsözés. A klasztermeedzsmet elzekbe felsorolt feladatai sem természetese csak logisztikára terjedek ki, haem számos egyéb területet is ériteek, eze túlmee vaak olya jelleg klasztermeedzsmet feladatok is, amelyek em kötdek a logisztikához (pl. közös marketig kialakítása). A beszállítók és felhaszálók egymáshoz redelése A beszállítói klaszterek logisztikai szempotból legfotosabb feladata a beszállítók és a felhaszálók optimális egymáshoz redelése. A hozzáredelések több változata lehetséges, amelyekél a figyelembe veed feltételek és a dötési változók eltérek. A klaszter mködése sorá a hozzáredelés elvi változatai a következk lehetek (A) adottak tekitjük azokat a beszállítókat, amelyek a klaszter tagjaikét elállítaak bizoyos alkatrészeket, részegységeket és hozzájuk redeljük azokat a felhaszálókat, amelyek igéyt tartaak az adott beszállítók termékeire; (B) a külöböz felhaszálók eltér igéyekkel jeleek meg a klaszterba, és hozzájuk keressük azokat a beszállítókat, amelyek ki tudják elégítei az egyes felhaszálók igéyeit; (C) adottak tekitjük mid a felhaszálói igéyeket, mid a beszállítói oldalo redelkezésre álló kapacitáskorlátokat és eze feltételek mellett keressük az optimális felhaszáló-beszállító hozzáredelést. Az optimális hozzáredelés kialakítása az alábbi szempotok figyelembevételével törtéhet egy adott beszállító miél kisebb ráfordítással tudja a felhaszáló(k) igéyét kielégítei; a beszállító a megkívát miséget biztosítai tudja; a beszállító miél agyobb megbízhatósággal tudja a megredelést teljesítei; miél rövidebb legye a redelés átfutási ideje; a beszállító a kívát ütem beszállítást tudja teljesítei; miél agyobb megbízhatósággal tudja a követelméyeket teljesítei; egy adott beszállító miél több alkatrészcsoportot, részegységet tudjo egy-egy felhaszálóak beszállítai; a beszállítók közül a legagyobb kooperációkészséggel redelkezk kiválasztása; klasztere kívüli beszállító csak akkor választható, ha a klasztertag beszállítók közül az adott feltételek mellett egyik sem képes elláti az felhaszáló(ka)t. 3.1 Beszállítási változatok A klasztertag felhaszálók illetve beszállítók között az alábbi beszállítási változatok alakíthatók ki Közvetle beszállítás (1. ábra) Az igéyelt alkatrészek, részegységek szállítása a beszállítótól közvetleül a felhaszáló telephelyére törtéik, ott a felhaszáló saját raktáraiba betárolja, vagy felhaszálása azoal elkezddik. Közvetett beszállítás (2. ábra) A beszállítók a legyártott meyisége elször valamely logisztikai szolgáltató vagy felhaszáló(k) által üzemeltetett gyjtraktárba szállítja, majd ie kerülek a felhaszáló(k)hoz. Felhaszálóál telepített beszállítói raktár (3. ábra) szaki Szemle 3 23

3 A felhaszáló és a beszállító között létrejött egyedi megállapodás alapjá (pl. koszigációs raktározási szerzdés) a beszállító a felhaszáló által redelkezésre bocsátott területe készleteket helyez el, amely készleteket a felhaszáló a termelés ütemébe fokozatosa felhaszál. 1. ábra Közvetle beszállítás 3. ábra Felhaszálóál telepített beszállítói raktár 2. ábra Közvetett beszállítás 3.2 Az optimális hozzáredelés kialakításához szükséges adatbak és elemei A beszállítók-felhaszálók-logisztikai szolgáltatók optimális egymáshoz redeléséhez szükséges adatmodell felépítését a 4. ábra mutatja. 4. ábra A hozzáredelés adatmodellje 24 szaki Szemle 3

4 Az adatbak beszállítókra voatkozó statikus illetve diamikus adatelemei a következk beszállítókéti évi teljes gyártókapacitás; pillaatyilag lekötött gyártókapacitás; adott beszállító által évete beszállítai képes meyiség miimális és maximális értéke; éves beszállítások gyakoriságáak miimális és maximális értéke; beszállításokéti alkatrészmeyiség miimális és maximális értéke; a beszállításokéti maximális és miimális meyiség szállításokból évete vállalt darabszám; adott feltételek melletti (pl. meyiség, redelési idpot) beszállítás redelési átfutási ideje; alkatrészekéti egységár a beszállított meyiség és redelési idpot függvéyébe egyes beszállított alkatrészek, részegységek miségi paraméterei; a beszállító megbízhatósági jellemzje; a beszállító telephelye(i)ek földrajzi elhelyezkedése. Az adatbak felhaszálókra voatkozó statikus illetve diamikus adatelemei a következk a felhaszáló által igéyelt alkatrészcsoportok, részegységek; felhaszáló által évete igéyelt meyiség miimális és maximális értéke; a felhaszáló által igéyelt beszállítások gyakorisága évete (miimum, maximum); a felhaszáló által igéyelt beszállításokéti alkatrészmeyiség miimális és maximális értéke; az adott megredelés elvárt átfutási ideje (miimum, maximum); felhaszáló által felkíált alkatrészekéti egységár a redelt meyiség a redelési idpot és egyéb szállítási feltételek függvéyébe; egyes alkatrészekek, részegységekek a felhaszáló által elvárt miségi paraméterei; a szállítási folyamattal kapcsolatba támasztott követelméyek; felhaszáló földrajzi elhelyezkedése; a redszerese igéyelt alkatrészcsoportok, részegységek fajtái. Az adatbak logisztikai szolgáltatókra voatkozó statikus illetve diamikus adatelemei a következk szolgáltató raktára(i)ak földrajzi elhelyezkedése; szolgáltató raktára(i)ak teljes és redelkezésre álló szabad tárolási kapacitása alkatrészcsoportokét; szolgáltatóál jeletkez fajlagos raktározási költség (tárolt meyiség, tároladó áru, tárolási mód függvéyébe); szolgáltató raktára(i)ak miségi jellemzi; szolgáltató szállítójármveiek típusai, azok miségi jellemzi; szállítási kapacitás jármtípusokét alkatrészcsoportokét; szolgáltató flottájáak évi teljes és redelkezésre álló szabad kapacitása; lehetséges járm idítási potok; szállítási kapacitás jármtípusokét az adott szolgáltatóál; fajlagos szállítási költség (szállítadó meyiség, szállítási távolság, jármtípus, redelés idpot, és egyéb feltételek függvéyébe) jármtípusok rakodóképessége az adott szolgáltatóál; Az adatbak kialakításakor a klasztere kívüli poteciális beszállítók és logisztikai szolgáltatók adatait is figyelembe kell vei. 3.3 A beszallítók-felhaszálók egymáshoz redeléséek matematikai modellje Az optimalizálás sorá keresett mátrixok a következk beszállító-felhaszáló hozzáredelést leíró mátrix a k-adik alkatrész, részegység esetébe k k ( X = x ij ) szaki Szemle 3 25

5 X k 1 K j K m 1 i = + 1 i = 1 K a klasztertag beszállítók azoosítója; i = ( + 1) K a klasztere kívüli poteciális beszállítók azoosítója; j = 1 Km a klasztertag felhaszálók azoosítója; k = 1 Kz a beszállított alkatrészek, részegységek azoosítója. Ha x k ij = 0, akkor az adott az i -edik objektumból a j -edik objektumba a k -adik alkatrészbl em törtéik beszállítás. k Ha 0< x ij 1, akkor a hozzáredelés külöböz i és j értékek melletti értelmezését a következ táblázat mutatja. i -értéke 1 i ( + 1) i 1. Táblázat Hozzáredelési változat értelmezése A k -adik alkatrészbl az i -edik klasztertag beszállító a j -edik felhaszálóak beszállít A k -adik alkatrészbl az i -edik klasztere kívüli beszállító a j -edik felhaszálóak beszállít A hozzáredelés az alábbi feltételek mellett törtéik * i= 1 x k ij = 1 m Ak k Bk Ck i * ij j i j= q x q q ; (1). (2) q az i -edik beszállítóál a k -adik alkatrészbl beszállítható meyiség alsó határértéke [db]; q a j -edik felhaszálóál a k -adik alkatrészbl igéyelt meyiség [db]; Ak i Bk j Ck i q a i -edik beszállítóál redelkezésre álló kapacitással a k -adik alkatrészbl legyártható meyyiség [db]. 2 szaki Szemle 3

6 7 7 beszállítási változatot kijelöl mátrix az?-adik alkatrész, részegység esetébe ( Y = y ij ) Y 7 = 1 i K j K m ( m + 1) K m i = 1 K a klasztertag beszállítók azoosítója; i = ( + 1) K a klasztere kívüli poteciális beszállítók azoosítója; j = 1 Km a klasztertag felhaszálók azoosítója; j = ( m+ 1) Km a logisztikai szolgáltatók, illetve felhaszálók raktáraiak azoosítója; 7 = 1 Kz a beszállított alkatrészek, részegységek azoosítója. Ha y 7 ij = 0, akkor az adott az i -edik objektumból a j -edik objektumba az 7 -adik alkatrészbl em törtéik beszállítás. Ha, y 7 ij = 1 akkor a beszállítási változatok külöböz i és j értékek melletti értelmezését a következ táblázat mutatja. 2. Táblázat i -értéke j -értéke Beszállítási változat értelmezése 1 i 1 j m Az i -edik klasztertag beszállítótól a 7 -adik alkatrész a j -edik felhaszálóhoz közvetleül kerül. 1 i ( m+ 1) j m Az i -edik klasztertag beszállítótól a 7 -adik alkatrész a j -edik raktárba kerül. ( + 1) i 1 j m ( + 1) i ( m+ 1) j m Az i -edik klasztere kívüli beszállítótól a7 -adik alkatrész a j - edik felhaszálóhoz közvetleül kerül. Az i -edik klasztere kívüli beszállítótól a a 7 -adik alkatrész a j -edik raktárba kerül. szaki Szemle 3 27

7 relációhoz redelt logisztikai szolgáltatót kijelöl mátrix az?-adik alkatrész, részegység esetébe ( Z = z ) 5 5 ij 1 K j K m ( m + 1) K m 1 i Z 5 = m i = 1 K a klasztertag beszállítók azoosítója; i = ( + 1) K a klasztere kívüli poteciális beszállítók azoosítója; i = ( + 1) K( ++ m) a logisztikai szolgáltatók raktáraiak azoosítója (szállítmáyok idítási potjai) j = 1 Km a klasztertag felhaszálók azoosítója; j = ( m+ 1) Km a logisztikai szolgáltatók, illetve felhaszálók raktáraiak azoosítója (szállítmáyok célpotjai); 5 = 1 Kv a szállítást végz logisztikai szolgáltatók azoosítója. Ha z 5 ij = 0, akkor az adott az i -edik objektumból a j -edik objektumba a 5 -adik logisztikai szolgáltató em végez szállítást. Ha z 5 ij = 1, akkor a hozzáredelés külöböz i és j értékek melletti értelmezését a következ táblázat mutatja. 3. Táblázat i -értéke j -értéke Hozzáredelés értelmezése 1 i 1 j m Az i -edik klasztertag beszállítótól a j -edik felhaszálóhoz a beszállítást a 5 -adik logisztikai szolgáltató végzi. 1 i ( m+ 1) j m Az i -edik klasztertag beszállítótól a j -edik raktárba a beszállítást a 5 -adik logisztikai szolgáltató végzi. 28 szaki Szemle 3

8 ( + 1) i 1 j m ( + 1) i ( m+ 1) j m ( + 1) i ( + + m) 1 j m Az i -edik klasztere kívüli beszállítótól a j -edik felhaszálóhoz a beszállítást a 5 -adik logisztikai szolgáltató végzi. Az i -edik klasztere kívüli beszállítótól a j -edik raktárba a beszállítást a 5 -adik logisztikai szolgáltató végzi. A i -edik raktárból a j -edik felhaszálóhoz a beszállítást a 5 -adik logisztikai szolgáltató végzi. Az optimalizálás célfüggvéyei a következk 1. Célfüggvéy a költségek miimalizálására K( X, Y, Z, T, Q, 8, R, T = B RA, T,, R0) K ( X, T,,, Q,, 8) + K ( X, Y, Z, L, Q, ) + K ( X, Z, R, T ) 9 B B V RA T S R R0 i! 2. Célfüggvéy a redelési átfutási id miimalizálására B T = T ( X, Y, L, Q, ) 9 i! 3. Célfüggvéy a redelési átfutási id miimalizálására 9 ax! Az alábbi feltétel mellett RA RA T E (3) (4) (5) () KV A teljes vásárlási költség [ pézegység ]; pézegység ; KS A teljes szállítási költség [ ] K A teljes raktározási költség [ ] R QB RA T pézegység ; felhaszálók által évete vásárolt alkatrészmeyiség T redelési átfutási id [ ] E ap ; db év ; téyleges miségi mérszám az egyes alkatrészcsoportokál; elírt miségi mérszám az egyes alkatrészcsoportál; 8 adott egy beszállítótól vásárolt alkatrészcsoportok fajtaszáma felhaszálókét [ ] évi beszállítások száma az adott felhaszálóál L relációkéti szállítási távolság [ km ]; R átlagos raktározott meyiség [ db ] ; T R0 átlagos raktározási id [ ap ] ; A beszállítás megbízhatósági jellemzje; db év ; db ; szaki Szemle 3 29

9 3.4 Az optimalizálási feladat megoldási módszerei A hozzáredelési feladat a többcélú programozási feladatok közé tartozik, így célravezet megoldások lehetek a következ módszerek egy-egy célfüggvéy szerit optimalizáluk, a többi célfüggvéybl feltételeket (korlátokat) képzük; ormalizált célfüggvéyeket képezük, és ezek súlyozott összegébl egyetele célfüggvéyel redelkez optimalizálási feladatra vezetjük vissza a problémát; más Pareto-programozási módszert alkalmazuk; A feti megoldások mellett szkíthet az optimalizálás az X, Y, és Z mátrixokra, vagy egyes elemeikre bizoyos értékeket íruk el. 4. Irodalom [1] Dr. Cseléyi József, Dr. Illés Béla Logisztikai Redszerek I., iskolci Egyetemi Kiadó, iskolc, [2] Legyel Imre, Grósz Adrás Lokális hálózati gazdaság regioális és iparági klaszterek, TA-RKK Nyugat- agyarországi Kutatóitézet, Gyr, [3] A Pao Autóipari Klaszter bemutatása, 30 szaki Szemle 3