Cơ sở lý thuyết

Hệ thống các chỉ tiêu thống kê logistics

Để mô phỏng một hệ thống logistics cần thiết phải xác định các dữ liệu ban đầu như: các tham số của các nguồn tài nguyên; các tham số của các dòng đầu vào; các tham số bố trí không gian; các tham số điều khiển; các tham số chu kỳ quan sát. Về cơ bản, hệ thống các chỉ tiêu thống kê logistics bao gồm:

- Kết cấu hạ tầng: Chiều dài các tuyến đường bộ, đường sắt, các cảng biển, cảng hàng không, mạng lưới giao thông đường ống; các trung tâm logistics, các cảng biển, sân bay, cảng cạn; kho hàng (kho CFS, kho bảo thuế, kho ngoại quan, kho lạnh bảo quản nông sản, thủy sản...); vốn đầu tư vào hạ tầng giao thông.

- Phương tiện vận tải: Số lượng tàu biển, Số lượng phương tiện thủy nội địa; Số lượng tàu bay, Số lượng đầu máy, toa xe đường sắt, Số lượng container, Số lượng xe cơ giới trong các doanh nghiệp, cơ sở sản xuất kinh doanh cá thể tham gia vào hoạt động logistics.

- Đào tạo nguồn nhân lực: Số cơ sở giáo dục đại học có đào tạo về ngành logistics và quản lý chuỗi cung ứng; Số cơ sở giáo dục nghề nghiệp có đào tạo về ngành logistics và quản lý chuỗi cung ứng; Số giảng viên giảng dạy về ngành logistics và quản lý chuỗi cung ứng tại các cơ sở giáo dục đại học; Số giảng viên giảng dạy về ngành logistics và quản lý chuỗi cung ứng tại các cơ sở giáo dục nghề nghiệp; Số sinh viên, học viên cao học, nghiên cứu sinh tốt nghiệp ngành logistics và quản lý chuỗi cung ứng trong các cơ sở giáo dục đại học; Số học viên, sinh viên tốt nghiệp ngành logistics và quản lý chuỗi cung ứng trong các cơ sở giáo dục nghề nghiệp.

- Thời gian, chi phí logistics: Thời gian trung bình thực hiện thủ tục thông quan hàng xuất/nhập khẩu; Thời gian trung bình thực hiện đơn hàng; Chi phí logistics so với tổng sản phẩm trong nước; Tỷ lệ chi phí logistics trên doanh thu của doanh nghiệp; Tỷ lệ chi phí vận tải trên tổng chi phí logistics.

- Các chỉ tiêu khác: Doanh nghiệp, lao động logistics; Năng lực và chất lượng dịch vụ logistics; Chỉ số Hiệu quả Logistics (LPI).

Các mô hình logistics

Hiện nay, theo khảo sát, có 5 mô hình logistics phổ biến gồm:

- Mô hình vận tải đường bộ kết hợp đường sắt (Road – Rail): Kết hợp giữa tính cơ động của vận tải đường bộ (sử dụng các phương tiện xe tải, container, xe bồn...) với tốc độ, sự an toàn và tải trọng lớn của vận tải đường sắt.

- Mô hình vận tải đường biển kết hợp đường hàng không (Sea – Air): Kết hợp tính kinh tế với tốc độ, phù hợp với những hàng hóa có giá trị cao (đồ điện tử) và hàng hóa có tính thời vụ (quần áo, giày dép). Mô hình này được cho là rẻ hơn đường hàng không và nhanh hơn đường biển.

- Mô hình vận tải đường bộ kết hợp đường hàng không (Road – Air): Kết hợp tính cơ động và tốc độ. Phương tiện vận tải đường bộ được dùng để tập trung hàng từ nơi gửi về các cảng hàng không, hoặc từ các cảng hàng không vận chuyển đến nơi giao hàng.

- Mô hình vận tải hỗn hợp (Rail – Road – Inland water way – Sea): Hàng hóa được vận chuyển bằng đường bộ, đường sắt hoặc đường nội thủy đến cảng biển của nước xuất khẩu, sau đó được chở bằng đường biển tới cảng biển của nước nhập khẩu để từ đó vận chuyển đến nơi nhận sâu trong lục địa bằng đường bộ, đường sắt hoặc đường nội thủy.

- Mô hình cầu lục địa (Land bridge): Hàng hóa được vận chuyển bằng đường biển vượt qua các đại dương đến các cảng ở một lục địa nào đó, sau đó hàng được vận chuyển trên đất liền để đi tiếp bằng đường biển đến châu lục khác. Đối với mô hình vận tải này, phân đoạn vận tải trên đất liền được ví như chiếc cầu liên kết hai đại dương lại với nhau.

Nguyên tắc mạng trung tâm

Nguyên tắc mạng trung tâm là lý thuyết và thực hành tạo ra các mạng trung tâm (trung ương/cấu trúc) theo một nguyên tắc cụ thể để duy trì hệ thống và các hành động khác để đạt được bất kỳ mục tiêu nào... Trong đó, hệ thống điều khiển (quản lý) mạng trung tâm là sự kết hợp của bộ sưu tập điện tử tự động và xử lý thông tin chính thức được triển khai, các trang web lưu trữ và phân tích thông tin, cũng như các mạch kiểm soát và ra quyết định, những nỗ lực tích lũy tạo ra một thông tin thống nhất và không gian quản lý bao gồm toàn bộ không gian quản lý.

Vùng thông tin

Vùng thông tin là khu vực được tạo ra nhằm khai thác thông tin được xử lý và thông tin được phân phối. Khu vực này bao gồm một hệ thống để thu thập và truyền các mô hình lưu trữ, lưu trữ và xử lý thông tin... Trường thông tin bao gồm hai lớp: Lớp ngữ nghĩa, chứa giá trị ngữ nghĩa của thông tin; Lớp cú pháp có chứa các giao thức, định dạng và quy tắc để hình thành, truyền, lưu trữ và xử lý thông tin (Boev và cộng sự, 2009; Tikhonov và cộng sự, 2010).

Xây dựng mô hình hệ thống logistics tích hợp

Một trong những vấn đề quan trọng khi xây dựng hệ thống logistics tích hợp với sử dụng các phương tiện vận tải đa phương thức (đường bộ, đường sắt, đường biển, đường hàng không, đường ống) là đánh giá hiệu quả của hệ thống trên cơ sở tiêu chuẩn cực tiểu hóa chi phí có tính đến các đặc trưng tổng thể và các tham số thiết kế của các phương tiện vận tải ứng với các phương thức khác nhau. Điều đó dẫn đến nhu cầu hình thành lớp các bài toán tối ưu đa tiêu chuẩn với sử dụng tiêu chuẩn cực tiểu hóa chi phí các phương tiện vân tải với hiệu quả đã định. Bài toán này được giải theo hai giai đoạn, gồm: (i) Lập luận việc lựa chọn các tham số thiết kế hệ thống logistics tích hợp với sử dụng các phương tiện vận tải đa phương thức áp dụng các hàm mục tiêu ngược theo các mẫu thống kê, cho phép giải bài toán tối ưu hóa cấu trúc - tham số đa tiêu chuẩn; (ii) Theo phương pháp “cô đặc động” (a dynamic condensation method) được chọn ra một cấu trúc điển hình, là tập các tham số phân hoạch các lớp, tức là tạo thành một hàm kiểm tra, cho phép theo các khoảng cách giữa các tham số thiết kế của hệ thống logistics tích hợp với độ đo đã cho xây dựng phân bố cuối cùng các bài toán mục tiêu giữa các loại phương tiện vận tải với các phương thức vận tải tương ứng.

Theo nghiên cứu của Thuong và Long (2016), bài toán lập luận lựa chọn các đặc trưng và tham số thiết kế hệ thống logistics tích hợp với sử dụng các phương tiện vận tải đa phương thức:

 (1)

trong đó:

 là chi phí logistics của kế hệ thống logistics tích hợp;

W: tập mục tiêu ngoài các nhiệm vụ logistics, được xác định bởi các vector ω={mvt,φ,λ,H}W ;

mvt: khối lượng vận tải chuyển đi, vĩ độ φ, kinh độ λ và độ cao (ở vận tải đường không) H tại điểm không gian xác định;

: hàm phân phối các nhiệm vụ logistics mục tiêu (theo 5 phương thức vận tải), được xác định bởi các hàm phân phối sơ cấp eij: eij = 1, nếu nhiệm vụ logistics thứ i được thực hiện bởi phương tiện vận tải loại j của hệ thống logistics tích hợp và eij=0, trong trường hợp ngược lại.

với n là số lượng các nhiệm vụ logistics mục tiêu đã cho, m là số lượng các loại phương tiện vận tải đa phương thức của hệ logistics tích hợp; D là tập các phương án (chiến lược) xây dựng và lựa chọn các phương tiện vận tải đa phương thức của hệ logistics tích hợp (miền Dirichle).

Trong bài toán trên được lựa chọn không chỉ phân phối tối ưu các nhiệm vụ logistics mục tiêu theo các loại phương tiện vận tải đa phương thức của hệ logistics tích hợp, mà cả các quyết đoán thiết kế tương ứng, được đặc trưng bởi vector theo từng loại phương tiện vận tải đa phương thức của hệ logistics tích hợp.

Bài toán (1) được giải với các ràng buộc tham số đối với các quyết đoán thiết kế lựa chọn loại phương tiện vận tải đa phương thức của hệ logistics tích hợp:

(2)

Trong đó, vector các đặc trưng và tham số thiết kế a xác định các đặc trưng tổng thể chính của phương tiện vận tải đa phương thức của hệ logistics tích hợp và bao gồm các thành phần: a =(P0,μdc,Vdc,M0), với P0 - công suất của phương tiện vận tải đa phương thức; µdc - khối lượng tương đối động lực (động cơ); Vdc - tốc độ di chuyển (đường biển, đường bộ, đường sắt, đường ống, tốc độ bay); M0 - khối lượng vận tải cần chuyển đi.

Các ràng buộc chức năng có dạng:

(3)

với 

Ràng buộc chức năng g1 có nghĩa là tập các nhiệm vụ logistics mục tiêu được thực hiện bởi loại phương tiện vận tải đa phương thức thứ i của hệ logistics tích hợp không giao nhau với tập các nhiệm vụ logistics mục tiêu được thực hiện bởi loại phương tiện vận tải đa phương thức thứ j. Như vậy, bài toán (1) thuộc về lớp các bài toán nhận dạng đa yếu tố, đa tham số, đa chỉ tiêu các chỉ tiêu và đặc trưng các hệ thống tổ chức-kỹ thuật phức tạp và tối ưu hóa cấu trúc-tham số chúng.

Bài toán lập luận lựa chọn các đặc trưng và tham số thiết kế hệ thống logistics tích hợp với sử dụng các phương tiện vận tải đa phương thức là tìm các phương án giám sát quỹ đạo di chuyển theo các tuyến vận tải đa phương thức của 1 trong N đơn hàng logistics với sử dụng các phương tiện vận tải đa phương thức các chủng loại khác nhau để nhận được thông tin logistics linh hoạt, khi đó chi phí logistics của hệ logistics tích hợp các phương tiện vận tải đa phương thức là cực tiểu.

Các hàm phân phối sơ cấp e(i,j),i=¯(1,n),j=¯(1,m) được xác định qua các đặc trưng và tham số thiết kế được thay đổi của các phương tiện vận tải đa phương thức:

e(1,1)=x(1);e(1,2)=x(2);…e(i,j) =x(i.j);...e(n,m)=x(n.m)(4)

Các đặc trưng và tham số thiết kế được thay đổi của các phương tiện vận tải đa phương thức xj,j=¯(1,nm) được xác định dưới dạng các hàm ngược, được biểu diễn qua các đa thức lượng giác:

(5)

trong đó, a0 là giá trị trung bình của các dữ liệu thống kê, aj và bj là các hệ số Fourier, ωj là tần số các dao động riêng, J là đặc trưng các tham số thiết kế của hệ logistics tích hợp, được xác định bởi dãy các hàm dạng (6). (6)

Các hàm ngược φi(J),i=¯(1,n) được xây dựng đưới dạng chuỗi điều hòa:

với  

Phương pháp tổng hợp cấu trúc - tham số gồm 2 giai đoạn (Thuong, Long và Dong, 2019):

Giai đoạn 1, lựa chọn sơ bộ cấu trúc phương án của hệ logistics tích hợp đa phương thức theo các kết quả tính toán của hàm phân bố tối ưu Eopt (x) dạng:

(8) 

Giai đoạn 2, lập luận cấu trúc các phương án xây dựng hệ logistics tích hợp đa phương thức và ở mỗi một bước lựa chọn cấu trúc được thực hiện tối ưu hóa tham số:

(9) 

với Jiopt là chỉ tiêu tối ưu của bài toán mục tiêu thứ i; ; ωi (e(i,j) là vector các đặc trưng của bài toán mục tiêu thứ i;

аj là vector các tham số thiết kế, đặc trưng cho loại phương tiện vận tải đa phương thức thứ j.

Trường hợp riêng xây dựng hệ logistics tích hợp đa phương thức là phương án, khi bài toán mục tiêu thứ j được đặc trưng bởi khối lượng vận chuyển logistics mvtj, với tần suất vận chuyển của các phương tiện vận tải đa phương thức nj,j=¯(1,n) ,. Khi đó tiêu chuẩn tối ưu được lấy là chi phí logistics C∑ của hệ logistics tích hợp đa phương thức. Giả thiết là, ứng với công suất vận chuyển của phương tiện vận tải đa phương thúc P(mvtj) đa cho, quyết đoán (lời giải) thiết kế cho phép vận chuyển tới điểm định trước khối lượng vận chuyển mvtj , thì loại phương tiện vận tải đa phương thức đó có thể vận chuyển các khối lượng nhỏ hơn mvtj-1,mvtj-2,...,m_vt1 tới chính điểm đó.

Chi phí logistics của hệ logistics tích hợp đa phương thức được xác định bằng tổng các chi phí cấu trúc thứ i các phương tiện vận tải đa phương thức, cần thiết cho phương án đã cho của hệ logistics tích hợp với chi phí Cj cho sử dụng các loại phương tiện vận tải đang khai thác, và chi phí cho nghiên cứu thiết kế thử nghiệm các loại phương tiện vận tải đa phương thức tương ứng. Các chi phí cho nghiên cứu thiết kế thử nghiệm loại phương tiện vận tải đa phương thức thứ i được xác định dưới dạng:

Cires=Cr0.M0i (10)

Trong đó, Cr0 là chi phí riêng cho nghiên cứu thiết kế thử nghiệm; M0i là khối lượng vận tải của phương tiện vận tải đa phương thức thứ i.

Chi phí tổng cộng của hệ logistics tích hợp đa phương thức:

CΣ=∑j=1nCj +∑j=1nCjres (11)

Hiệu ứng tổng thể phát triển logistics tích hợp đa phương thức của các ngành sản xuất chủ yếu trong khu vực được xác định bởi hiệu gia tăng tích lũy hiệu ứng hữu hiệu cuối, nhận được từ kết quả phát triển hạ tầng logistics khu vực, và các tổng đầu tư, tạo ra các gia tăng đó trong thời hạn được đánh giá (Prokofieva và Rozdobudko,1986).

IΣ=∑t=1T∑jMΔEjt-∑t=1-LT-L∑jMKjt (12)

IΣ=∑(t=1)T∑jMΔPjt-∑t=1-LT-L∑jMKjt (13)

trong đó, ∑jMΔPjt: gia tăng lợi nhuận từ phát triển hạ tầng logistics khu vực trong năm thứ t; jM: các lĩnh vực cho phát triển hạ tầng logistics; T: chu kỳ đánh giá hiệu ứng; L: độ trễ (lag) các đầu tư vốn; ∑jMKjt là tổng vốn đầu tư cho phát triển hạ tầng logistics trong năm thứ t.

Kết luận

Xây dựng mô hình đánh giá hiệu quả hệ thống logistics tích hợp theo cách tiếp cận mạng trung tâm có ý nghĩa cho việc xây dựng một hệ thống logistics tích hợp vận tải đa phương thức. Cách tiếp cận này được tạo ra bởi các quyết đoạn mạng và công nghệ thông tin để phân tích, xử lý các dữ liệu tình huống, trao đổi thông tin và điều khiển các quá trình logistics theo thời gian thực. Việc xây dựng mô hình hệ thống logistics tích hợp là cơ sở để tính toán, xây dựng và mở rộng cơ sở hạ tầng logistics, như các cảng biển, sân bay, các tuyến đường cao tốc, mạng lưới đường sắt, đường ống dẫn dầu, khí đốt … mà hiện nay Việt Nam đang có chủ trương phát triển.

Kết quả nghiên cứu gợi mở cho việc hình thành một mô hình hoàn chỉnh hoặc tự động hóa tính toán hệ thống logistics tích hợp với sử dụng các phương tiện vận tải đa phương thức, cho phép đánh giá hiệu quả chi phí, các tham số thiết kế của các phương tiện vận tải... Trong thực tế, các bài toán này thường được áp dụng riêng lẻ cho từng phương thức vận tải, do vậy, việc tích hợp tính toán giúp cho các nhà hoạch định chính sách, các nhà nghiên cứu đánh giá được tổng thể các phương thức và tác động/quan hệ qua lại giữa các phương thức vận tải trong một bài toán tích hợp, hạn chế được tối đa sự mâu thuẫn và đặc biệt tối ưu hóa chi phí.

Tài liệu tham khảo:

1. Boev S. F., Rakhmanov A. A., Sloka V. K. (2009), Network-centric systems of the regional level of real time scale. Mechatronics, automation, control, 3, 64-68;
2. Nguyen Quang Thuong, Nguyen Thanh Long (2016), The problem of the optimal type of unmanned aerial vehicles by the generalized method of dynamic thickening, Science-intensive technologies, 2, 15-20;
3. Thuong N.Q., Dong P.T., Long N.T. (2019), A structural and parametric synthesis method for type-optimal multipurpose system of unmanned aerial vehicles (UAVs) sensing tropical cyclones. International Journal of Applied Mathematics and Statistics, 58(3): 21-34;
4. Prokofieva T.A. (2009), Design and organization of regional transport and logistics systems. M.: Publishing house of the RAGS under the President of the Russian Federation, 412p;
5. Prokofieva T.A., Klimenko V.V. (2016),. Regional transport and logistics systems: strategic planning and management of operation and development. - M.: JSC “ITKOR”, 630p;
6. Rakhmanov A. A. (2011), Network-centric control systems: regular trends, problematic issues and ways to solve them. Military thought, 3, 41-50;