Общее положение транспортной логистики

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

транспорт перевозка грузовой

Введение

Глава 1. Общее положение транспортной логистики

1.1 Задачи и проблемы транспортной логистики

1.2 Традиционная и логистическая организация перевозок

1.3 Сравнительная характеристика отдельных видов транспорта

1.4 Доля отдельных видов транспорта в транспортной системе РФ

Глава 2. Методы планирования грузовых автоперевозок

2.1 Общий алгоритм планирования грузовых автомобильных перевозок

2.2 Алгоритм ускоренного планирования автомобильных перевозок

Глава 3. Планирование автоперевозок на отдельном предприятии

3.1 Характеристика объекта исследования ОАО «Кузнецкие ферросплавы»

3.2 Определение оптимального маршрута доставки груза

Заключение

Список литературы

Приложение А



Введение

Транспорт является важным связующим звеном в экономике Российской Федерации, без которого невозможно нормальное функционирование ни одной отрасли хозяйства, ни одного региона страны. Стабилизация экономики и ее подъем невозможны без решения основных проблем транспортного комплекса. Транспортная инфраструктура в рамках любого региона должна гарантировать необходимые условия для функционирования и развития основных отраслей производства и обеспечивать максимально эффективное использование экономического и производственного потенциала

Глобализация рынка товаров и услуг, а также революционные изменения в информационных технологиях требуют обеспечения четкости физических потоков поставок как необходимого условия обязательной непрерывности хозяйственных процессов. Четкость логистических процессов, применение новейших инструментов управления ими, экономическое ведение деятельности и снижение логистических расходов - необходимые условия сохранения рыночной позиции фирмы и ее победы в конкурентной борьбе.

Актуальность выбранной темы обусловлена существующими на данный момент экономическими условиями, необходимостью минимизации издержек транспортировки продукции.

Целью курсовой работы является моделирование оптимального маршрута грузовых перевозок и расчет оптимального времени нахождения контейнеровоза в рейсе.

В соответствии с поставленной целью необходимо решить следующие задачи:

· исследовать теоретические основы транспортной логистики;

· проанализировать различные виды транспорта, их недостатки и преимущества;

· построить алгоритм планирования грузовых автомобильных перевозок разными способами;

· выбрать самый подходящий способ доставки груза, при котором минимизируются время нахождения транспорта в пути.

Предметом исследования является автомобильный транспорт, с помощью которого доставляется груз, объект курсовой работы - предприятие, осуществляющее доставку товара.

Данная курсовая состоит из трех глав, в первой раскрывается вопрос, что включает в себя понятие транспортная логистика, каковы её цели, задачи. Анализируются факторы, влияющие на выбор определенного способа доставки продукции (семь правил логистики), также дается характеристика различным видам транспорта, исследуются достоинства и недостатки каждого вида для перевозки грузов. Во второй главе рассматривается модель линейного программирования, с помощью которой можно спланировать оптимальный маршрут доставки груза. Она подразделяется на два алгоритма (общий и ускоренный), которые затем рассчитываются аналитически в третьей главе.



Глава 1. Общее положение транспортной логистики

1.1 Задачи и проблемы транспортной логистики

Транспорт - связующее звено между элементами логистических систем, осуществляющий передвижение материальных ресурсов. Это отрасль материального производства, осуществляющая перевозки людей и грузов. В структуре общественного производства транспорт относится к сфере производства материальных услуг.

Значительная часть логистических операций на пути движения материального потока от первичного источника сырья до конечного потребления осуществляется с применением различных транспортных средств [3].

Транспортная логистика - это система по организации доставки, а именно по перемещению каких-либо материальных предметов, веществ и пр. из одного пункта в другой по оптимальному маршруту. Одно из основополагающих направлений науки об управлении информационными и материальными потоками в процессе движения товаров. Затраты на создание любого товара складываются из себестоимости изготовления и издержек на выполнение всех работ от момента закупки материалов до момента покупки товара конечным потребителем. Большую часть стоимости составляет так называемая «цена перехода», то есть наценки каждого звена в цепи производитель - конечный покупатель. Наценка такого перехода может составлять 15-20%

Транспортная логистика определяется как сфера деятельности, охватывающая три области:

· процесс планирования, организации и осуществления рациональной и недорогой доставки (перевозки) грузов (товаров) от мест их производства и до мест потребления;

· контроль за всеми транспортными и другими операциями, возникающими в пути следования грузов с использованием современных средств телекоммуникации, информатики и других информационных технологий;

· предоставление соответствующей информации грузовладельцам [9].

Значительная часть логистических операций на пути движения материального потока от первичного источника сырья до конечного потребления осуществляется с применением различных транспортных средств. Затраты на выполнение этих операций составляют до 50% от суммы общих затрат на логистику.

Общие принципы логистики: системность, конкретность и другие в полной мере работают и в области транспортной логистики, позволяя отличить этот вид деятельности от традиционной транспортировки [5].

Принцип системности в области транспортной логистики означает:

1. Решения по транспортировке на отдельном участке продвижения грузов являются частью единого управленческого решения по продвижению материального потока на всем протяжении транспортировки, включая все подготовительные и заключительные этапы.

2. Технические и технологические решения на транспортировке, а также на складах грузоотправителей и грузополучателей принимаются не изолированно, а с учётом необходимости построения единой технической системы, обеспечивающей эффективное продвижение грузов по всей цепи.

3. Планирование транспортных процессов осуществляется совместно с планированием сопряженных процессов.

4. Решение по транспортировке является частью единого управленческого решения по продвижению материального потока в системе компании, т.е. вариант транспортировки выбирается:

· с учетом складских процессов и затрат;

· с учетом затрат на содержание запасов;

· с учетом реализации других функций, сопряженных с транспортировкой грузов компании.

Принцип конкретности означает, что система логистического менеджмента располагает всей необходимой информацией для оценки значимых издержек по каждому из возможных вариантов транспортировки, что позволяет сопоставлять разные варианты, выбирая лучший, соответствующий критерию минимума полных затрат.

Цель транспортной логистики определяется целью логистики компании: нужный груз должен быть доставлен в нужное время в в нужное место в нужном количестве и с минимальными затратами [3].

Задачи транспортной логистики

Логистика - это единство техники, технологии, экономики и планирования. К задачам транспортной логистики следует отнести обеспечение технической и технологической сопряженности участников транспортного процесса, согласование их экономических интересов, а также использование единых систем планирования.

Кратко охарактеризуем каждую из этих задач.

Техническая сопряженность в транспортном комплексе означает согласованность параметров транспортных средств как внутри отдельных видов, так и в межвидовом разрезе. Эта согласованность позволяет применять модальные перевозки, работать с контейнерами и грузовыми пакетами.

Технологическая сопряженность подразумевает применение единой технологии транспортировки, прямые перегрузки, бесперегрузочное сообщение.

Экономическая сопряженность - это общая методология исследования конъюнктуры рынка и построения тарифной системы.

Совместное планирование означает разработку и применение единых планов графиков.

К транспортной логистике относятся те задачи, решение которых позволяет оптимизировать как транспортные процессы, так и процессы, сопряженные с транспортными. В целом, комплекс задач охватывает логистические процессы, включающие транспортировку грузов [3].

Основными задачами транспортной логистики являются:

1. Выбор типа транспортного средства.

2. Выбор вида транспортного средства.

3. Определение разноканальных маршрутов доставки.

4. Обеспечение технологического единства транспортно-складского процесса.

5. Совместное планирование транспортных процессов со складскими и производственными операциями.

6. Совместное планирование транспортных процессов на различных видах транспорта (в случае смешанных перевозок).

7. Создание транспортных систем, в том числе транспортных коридоров и транспортных цепей.

8. Определение рациональных маршрутов поставки [8].

Все эти задачи решаются взаимосвязанно, в комплексе.

Проблемы транспортной логистики

1. Разукрупнение рынка транспортных услуг

Значительная часть рынка автомобильных перевозок находится в «теневом» секторе экономики, что создаёт предпосылки для криминального влияния на автотранспортный бизнес и приводит к существенным бюджетным потерям.

Сегодняшняя способность перевозчиков выполнять заказы собственными силами стремится к нулю.

2. Изношенность подвижного состава

Средний возраст грузовых автомобилей в целом по стране составляет 8-10 лет. Обновить свой автопарк большинство перевозчиков не может из-за слишком высоких эксплуатационных расходов.

3. Ликвидация ремонтных баз

Ликвидация ремонтных баз, к которой привело сокращение автопарков и их разукрупнение, в свою очередь отразилась на качестве ремонта - по сравнению с 2000 годом этот показатель снизился в 6,7 раза.

4. Недостатки законодательной системы

Федеральное законодательство в сфере автогрузовых перевозок датируется 70-80-ми годами, когда о свободном рынке не было и речи. Естественно, это накладывает определенный отпечаток на законодательно-правовые отношения между перевозчиком и грузовладельцем.

5. Плохая информационная поддержка процесса перевозок

6. Недогруз подвижного состава

Проблема недостаточного использования грузоподъемности транспортного средства напрямую связана с частым нежеланием или неумением комплектовать отправку от разных грузоотправителей.

7. Проблемы при построении маршрутов перевозок

Чрезмерно дальние перевозки - перевозки, при которых грузовые потоки поступают в пункты назначения из отдаленных районов при наличии возможности генерации аналогичных потоков из близко расположенных источников.

Излишние перевозки - грузовые потоки, которые направлены в пункты назначения, где однородная продукция уже имеется в достаточном количестве.

Повторные перевозки, при которых грузовой поток от грузоотправителя следует не прямо к потребителю, а поступает в промежуточное звено логистической цепи (на базу, склад и т.д.), а оттуда в том же объеме на том же виде транспорта, для передвижения в другие звенья или непосредственно потребителям.

Кружные перевозки, которые осуществляются не по кратчайшим расстояниям.

8. Сложности организации взаимодействия нескольких видов транспорта

9. Недостаток информации о программных продуктах

Рынок программного обеспечения растет в геометрической прогрессии. Появляются все новые программные продукты, старые, в свою очередь, постоянно совершенствуются. Однако данный процесс порождает и негативную ситуацию - очень сложно ориентироваться в огромной массе программных продуктов, которые заполоняют рынок. Предприятия давно привыкли к тому, что, не успев поставить новейшую программу, через короткое время на рынке появляется релиз. Так что стремление к постоянному обновлению программной базы бессмысленно и нецелесообразно [10].

1.2 Традиционная и логистическая организация перевозок

Специфику логистического подхода к организации транспортных процессов поясним на примере взаимодействия звеньев транспортной цепи в процессе доставки грузов несколькими видами транспорта. На рис.1 представлена принципиальная схема организации транспортировки, при которой единая функция управления сквозным материальным потоком отсутствует. Согласованность звеньев в вопросах продвижения информации и финансов объективно низка, так как координировать их действия некому.



Условные обозначения:

Размещено на http://www.allbest.ru/

- информационные и финансовые потоки;

- материальные потоки.

Рис. 1. Традиционная организация перевозки с участием нескольких видов транспорта (принципиальная схема)

Принципиально иной является организация, изображенная на рис.2. Наличие единого оператора сквозного перевозочного процесса создает принципиальную возможность проектировать сквозной материальный поток, добиваться заданных параметров на выходе. Применение логистики в транспорте, так же, как и в производстве или торговле, превращает перечисленных на рис.2 участников в согласованно действующих партнеров, взаимодополняющих друг друга в транспортном процессе [3].

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2. Логистическая организация перевозки с участием нескольких видов транспорта (принципиальная схема)

«Семь правил логистики»:

· Продукт (груз) - нужный продукт (груз);

· Качество - соответствующего качества;

· Количество - в необходимом количестве;

· Время - должен быть доставлен в нужное время;

· Место - в нужное место;

· Затраты - с минимальными затратами;

· Потребитель - нужному (соответствующему) потребителю [7].

Цели транспортной логистики достигаются в том случае, если выполняются все семь правил, т.е. доставляется нужный груз соответствующего качества в необходимом количестве в нужное время в нужное место с минимальными затратами нужному потребителю, а также с минимальным вредом для объекта доставки. Вредом для объекта доставки считается негативное воздействие на логистический объект как со стороны внешних факторов (условия перевозки), так и со стороны временного фактора при доставке объектов, подпадающих под данную категорию [5].

Таблица 1 Сравнительная характеристика традиционного и логистического подходов к организации перевозок с участием нескольких видов транспорта

Традиционная организация перевозок	Логистическая организация перевозки
Два и более вида транспорта	Два и более вида транспорта
Отсутствие единого оператора процесса перевозки	Наличие единого оператора процесса перевозки
Несколько транспортных документов	Единый транспортный документ
Отсутствие единой тарифной ставки фрахта	Единая тарифная ставка фрахта
Последовательная схема взаимодействия участников	Последовательно-центральная схема взаимодействия участников
Разрозненная и в результате пониженная ответственность за груз	Единая и в результате высокая ответственность за груз
Результат: высокая вероятность выполнения «семи правил логистики»	Результат: низкая вероятность выполнения «семи правил логистики»



1.3 Сравнительная характеристика отдельных видов транспорта

У каждого вида транспорта есть конкретные особенности, достоинства и недостатки, определяющие возможности его использования в логистической системе.

Таблица 2 Достоинства и недостатки видов транспорта

Вид транспорта	Достоинства	Недостатки
Железнодорожный транспорт	§ высокая провозная и пропускная способность; § независимость от климата; § низкие тарифы; § высокая скорость доставки.	§ ограниченное число перевозчиков; § материалоемкость и энергоемкость перевозок; § низкая доступность к конечным точкам продаж; § недостаточно высокая сохранность груза.
Морской транспорт	§ возможность межконтинентальных перевозок; § низкая себестоимость; § высокая провозная и пропускная способность; § низкая капиталоемкость.	§ ограниченность перевозок; § низкая скорость; § зависимость от погодных условий; § жесткие требования к упаковке и креплению грузов.
Внутренний водный	§ высокая провозная способность; § низкая себестоимость.	§ ограниченность перевозок § низкая скорость доставки; § сезонность.
Автомобильный транспорт	§ высокая доступность; § возможность доставки груза «от двери до двери»; § гибкость, маневренность, динамичность; § высокая сохранность груза.	§ низкая производительность: § зависимость от дорожных условий; § высокая себестоимость на большие расстояния.
Воздушный транспорт	§ наивысшая скорость доставки груза; § высокая надежность доставки.	§ высокая себестоимость перевозок; § наивысшие тарифы; § высокая капиталоемкость.
Трубопроводный транспорт	§ низкая себестоимость при высокой пропускной способности; § высокая степень сохранности грузов.	§ узкая номенклатура подлежащих транспортировке грузов (жидкости, газы, эмульсии)

Теперь рассмотрим основные преимущества и недостатки автомобильного, железнодорожного, водного и воздушного транспорта более подробно.

Автомобильный транспорт. Традиционно используется для перевозок на короткие расстояния (200-300 км). Одно из основных преимуществ - высокая маневренность и мобильность перевозок. С помощью автомобильного транспорта груз может доставляться «от дверей до дверей» с необходимой степенью срочности. Этот вид транспорта обеспечивает регулярность поставки, предъявляются менее жесткие требования к упаковке товара по сравнению с другими видами транспорта.

Основным недостатком автомобильного транспорта является сравнительно высокая себестоимость перевозок, плата за которые обычно взимается по максимально грузоподъемности автомобиля. К другим недостаткам этого вида транспорта относят также срочность разгрузки, возможность хищения груза и угона автотранспорта, сравнительно малую грузоподъемность [6].

Железнодорожный транспорт. Этот вид транспорта хорошо приспособлен для перевозки различных партий грузов при любых погодных условиях. Железнодорожный транспорт обеспечивает возможность сравнительно быстрой доставки груза на большие расстояния. Перевозки регулярны. Здесь можно эффективно организовать выполнение погрузочно-разгрузочных работ. Существенным преимуществом железнодорожного транспорта является сравнительно невысокая себестоимость перевозки грузов, а также наличие скидок.

К недостаткам железнодорожного транспорта следует отнести ограниченное количество перевозчиков, а также низкую возможность доставки к пунктам потребления, т. е. при отсутствии подъездных путей железнодорожный транспорт должен дополняться автомобильным.

Морской транспорт. Является самым крупным перевозчиком в международных перевозках. Его основные преимущества _ низкие грузовые тарифы и высокая провозная способность.

К недостаткам морского транспорта относят его низкую скорость, жесткие требования к упаковке и креплению грузов, малую частоту отправок. Морской транспорт существенно зависит от погодных и навигационных условий и требует создания сложной портовой инфраструктуры.

Внутренний водный транспорт. Здесь низкие грузовые тарифы. При перевозках грузов весом более 100 тонн на расстояние более 250 км этот вид транспорта - самый дешевый.

К недостаткам внутреннего водного транспорта, кроме малой скорости доставки, относят также низкую доступность в географическом плане. Это обусловлено ограничениями, которые накладывает конфигурация водных путей, неравномерность глубин и меняющиеся навигационные условия.

Воздушный транспорт. Основные преимущества - наивысшая скорость, возможность достижения отдаленных районов, высокая сохранность грузов.

К недостаткам относят высокие грузовые тарифы и зависимость от метеоусловий, которая снижает надежность соблюдения графика поставки.

Трубопроводный транспорт. Обеспечивает низкую себестоимость при высокой пропускной способности. Степень сохранности грузов на этом виде транспорта высока.

Недостатком трубопроводного транспорта является узкая номенклатура подлежащих транспортировке грузов (жидкости, газы, эмульсии) [3].

1.4 Доля отдельных видов транспорта в транспортной системе России

Транспортная система России характеризуется развитой транспортной сетью, включающей в себя 87 тыс. км железных дорог, более 745 тыс. км автомобильных дорог с твердым покрытием, свыше 600 тыс. км воздушных линий, 70 тыс. км магистральных нефте- и продуктопроводов, свыше 140 тыс. км магистральных газопроводов, 115 тыс. км речных судоходных путей и множество морских трасс. В ней занято свыше 3,2 млн человек, что составляет 4,6 % работающего населения.

Огромные пространства и суровый климат предопределили первостепенное значение для России всепогодных видов наземного транспорта -- железнодорожный и трубопроводный. На них падает основной объём грузовой работы. Водный транспорт играет в России значительно меньшую роль из-за короткого навигационного периода. Роль автомобильного транспорта в общем грузообороте в связи с крайне незначительными средними расстояниями перевозок (в пределах городов и пригородов, в карьерах открытых разработок полезных ископаемых, на лесовозных дорогах в районах лесозаготовок и т. д.) также невелика, несмотря на то, что им перевозится больше половины грузов. Важной особенностью транспортной системы России является её тесная взаимосвязь с производством [8].

Значение того или иного вида транспорта в транспортной системе определяется, прежде всего, его долей в общем грузообороте и объеме грузовых перевозок (пассажирские перевозки составляют лишь 1/10 часть от общей нагрузки на транспортную систему в целом).

Таблица 3 Основные показатели, характеризующие место отдельных видов транспорта в транспортной системе России в 2009 году

Транспорт	Грузооборот, млн. тонно-километров	Объем перевозимых грузов, млн. тонн	Грузооборот, %	Объем перевозимых грузов, %
Трубопроводный	2246	1109	50,53%	14,85%
Железнодорожный	1865	5240	41,96%	70,16%
Автомобильный	180	985	4,05%	13,19%
Морской	97	37	2,18%	0,50%
Внутренний водный	53	97	1,19%	1,30%
Воздушный	3,6	1	0,08%	0,01%

Как видно из таблицы 4, ведущее место по грузообороту среди универсальных видов транспорта принадлежит трубопроводному - около 1/2, а на долю автомобильного, морского и речного приходится меньше 1/10 от общего грузооборота. Доля железнодорожного и речного транспорта в общем грузообороте последние десятилетия падает. В то же время доля узкоспециализированного трубопроводного транспорта постоянно увеличивается и в настоящее время составляет 50,53%, так как на данный момент актуально развивать трубопроводный вид транспорта. Доля воздушного транспорта в грузообороте крайне незначительна и составляет всего 0,08%, так как этот вид транспорта является самым дорогим [8].

По объему перевозимых грузов лидирующее положение занимает железнодорожный транспорт - 3/4, на втором месте - трубопроводный - около 15%, на третьем - автомобильный - 13,2%. На остальные виды транспорта приходится менее 2% от общего объема перевозимых грузов.

Наиболее массовые и устойчивые пассажиропотоки сконцентрированы на авиалиниях от Москвы по пяти основным направлениям: Кавказскому, Южному, Восточному, Центрально-Азиатскому и Западному. При этом доля воздушных перевозок больше железнодорожных на линиях от Москвы до Екатеринбурга и Новосибирска и далее на восток, а также от Москвы до Сочи.



Глава 2. Методы планирования грузовых автоперевозок

2.1 Общий алгоритм планирования грузовых автомобильных перевозок

На сегодняшний день в структуре грузооборота 80% составляют мелкопартионные грузы, перевозимые или по маятниковым или по развозочным (сборным, сборно-развозочным) маршрутам. При такой схеме организации перевозок не отпадает необходимость решения транспортной задачи.

С точки зрения организации перевозочного процесса возможны три основные схемы, с которыми сталкиваются автотранспортные предприятия:

Таблица 4

Условное название схемы	Маршрут	Схема перевозочного процесса
1. Один к одному	Маятниковый
2. Один ко многим	Маятниковый, сборный, развозочный, сборно-развозочный
3. Многие ко многим	Кольцевой, сборный, развозочный, сборно-развозочный
Примечание. 1,2 - грузоотправитель, грузополучаетль

Первая схема организации перевозок, наиболее простая с точки зрения планирования, «один к одному» не требует от автотранспортного предприятия решения ни транспортной задачи, ни задачи маршрутизации. Планирование деятельности автотранспортного предприятия в случае организации перевозки по схеме 2 («один ко многим») требует решения задачи маршрутизации, которая включает в себя решение:

· задачи «увязки» ездок, если между грузоотправителями и грузополучателями перевозка осуществляется только по маятниковым маршрутам;

· задачи коммивояжера, если между грузоотправителями и грузополучателями перевозка осуществляется только по развозочным маршрутам.

При организации движения по схеме «многим ко многим» требуется на первом этапе решить транспортную задачу, затем задачу маршрутизации.

Учитывая возможные варианты схемы организации движения автомобиля на маршруте и временные ограничения, накладываемые на перевозку, планирование на автотранспортном предприятии можно представить в виде алгоритма (см. рис. 3).



1 3

2 А 4

5

6 7

8

9

10

12

11

13

14

Рис. 3. Общий алгоритм планирования грузовых автомобильных перевозок

На основе полученной информации в первом блоке определяется схема перевозок (второй блок). Для дальнейших расчетов необходимо определить кратчайшие расстояния от пунктов погрузки до пунктов разгрузки (4А), воспользовавшись базой данных третьего блока алгоритма. В базе данных каждому варианту проезда между двумя вершинами транспортной сети соответствует расстояния, скорость движения автомобиля и время проезда . Максимальную производительность подвижного состава обеспечит маршрут, соответствующий минимальному значению [7].

В пятом блоке, если используется схема «многие ко многим», решается транспортная задача. Для её решения широко применяется распределительный метод, имеющий несколько разновидностей, отличающихся способом нахождения оптимального решения. Наиболее известны: метод Хичкова, метод Креко и метод потенциалов.

На последнем этапе пятого блока - согласование схемы доставки - определяется, по каким маршрутам будет перевозиться груз (маятниковому или развозочному). В шестом блоке проверяется условие: используется ли схема «один к одному». Если нет, то на маршруте автомобиль, осуществляющий перевозку груза, обслуживает более одного грузоотправителя (грузополучателя), поэтому требуется решать задачи маршрутизации(7).

Математическая постановка задачи маршрутизации зависит от типа маршрута, по которому планируется осуществлять перевозку груза, а именно по маятниковым или кольцевому. В первом случае решается задача «увязки» рейсов, а во втором - задача коммивояжера. Дополнительной исходной информацией для данных задач является матрица кратчайших расстояний между потребителями, поставщиками и автотранспортным предприятием, которая строится в 4 блоке алгоритма (задача Б).

Рассмотрим математическую модель поиска маршрута движения автомобиля, осуществляющего развозку некоторого вида груза из некоторого базового пункта по нескольким пунктам, связанным между собой автомобильными дорогами. Пусть число таких пунктов равно n и - расстояние от пункта i до пункта j, где i,j=. В каждом пункте автомобиль должен побывать ровно один раз, и после развозки всех грузов ему необходимо вернуться в базовый пункт [11].

Задача состоит в определении порядка посещения автомобилем пунктов с номерами так, чтобы суммарное расстояние, проходимое автомобилем, было минимальным.

Для математической формулировки рассмотренной задачи вводятся переменные , которые могут принимать следующие значения:

, если автомобиль из пункта с номером i

Размещено на http://www.allbest.ru/

переезжает в пункт с номером j;

=

0 иначе,

где i, j=, ij

Следующая система соотношений образует математическую модель и отражает закономерность функционирования системы развозки грузов по n пунктам из базового пункта:

(1)

(2)

(3)

где - произвольные вещественные значения.

Условия (1)-(2) исключают петли на маршруте, т.к. приезд автомобиля в каждый пункт и выезд из каждого пункта происходит ровно один раз. Последнее условие не допускает расщепления замкнутого из n+1 звеньев маршрута автомобиля на несколько замкнутых маршрутов меньшего числа звеньев.

В качестве целевой функции в рассмотренной задаче выступает длина маршрута автомобиля, которая подлежит минимизации:

(4)



В качестве целевой функции можно рассматривать не только длину маршрута, но и связанные с ней экономические показатели. Например, затраты на перевозку, а также показатели качества обслуживания, например, время доставки грузов.

Сформулированная задача известна как задача коммивояжера. Существует множество математических методов, позволяющих найти как точное, так и приближенное решение поставленной задачи. Среди методов, дающих точное решение, наибольшее распространение получил метод "ветвей и границ".

Приближенный метод Кларка - Райта решения задачи коммивояжера основан на понятии "выгоды", которая получается от объединения двух маятниковых маршрутов в один кольцевой. Использование этого метода дает возможность учесть расположение автотранспортного предприятия [7].

В восьмом блоке алгоритма решается задача выбора подвижного состава, наиболее полно отвечающего конкретным условиям перевозки. Под выбором транспортного средства понимается определение его специализации и грузоподъемности, при этом исходят из требования обеспечить минимум затрат, прямо или косвенно связанных с доставкой груза. Для маятниковых маршрутов решение указанной задачи производится в полном объеме. Для развозочных маршрутов выбор подвижного состава был произведен на этапе решения задачи маршрутизации.

Составленный маршрут не учитывает случайного характера составляющих перевозочного процесса; их количественная оценка может быть получена с использованием моделирования (девятый блок). Моделирование времени движения на отдельных участках маршрута, времени погрузки и разгрузки, времени плановых и неплановых простоев и т.д. позволяет построить функции распределения времени прибытия подвижного состава в контрольные пункты (пункт погрузки, разгрузки, порт и т.д.). На данном этапе реализуется логистический принцип «точно в срок».

Общее время доставки груза на j-том развозочном маршруте (от j-го грузоотправителя к закрепленным за ним потребителям) определяется по формуле

(5)

где - время погрузки у j-го грузоотправителя, ч;

- время движения автомобиля с грузом на i-м участке j-го развозочного маршрута, ч; - время разгрузки у i-го грузополучателя на j-м развозочном маршруте;

k - количество пунктов разгрузки на j-м развозочном маршруте;- время на холостой пробег до j-го развозочного маршрута, ч.

Время перевозки грузов зависит не только от работы автомобиля, но и от организации работы поставщиков и потребителей, в частности от их режима работы. Логистический подход к моделированию времени на выполнение транспортных услуг требует увязки работы автомобильного транспорта с режимом работы поставщиков и потребителей груза. Таким образом, задача сводится к определения времени доставки суточного объема грузов «точно в срок». Тогда время начала работы грузов можно определить по формуле:

, (6)

где Ттв - время доставки договорного объема грузов «точно в срок», ч;
- время на перевозку суточного объема груза, ч; - время на первый нулевой пробег (от автотранспортного предприятия до пункта погрузки), ч.

Все составляющие формулы (6) являются случайными величинами. При определении общего времени перевозки на j-том развозочном маршруте при каждой реализации статистического моделирования необходимо учитывать, с одной стороны, организацию работы поставщика и потребителя, т.е. необходимо учитывать время начала и окончания обеденных (технологических) перерывов в работе клиентов, а с другой - ограничения режима труда и отдыха водителя [7].

Поэтому формула (5) должна быть скорректирована:

, (7)

где з_j - случайная составляющая, учитывающая обеденные (технологические) перерывы j-ого поставщика; - случайная составляющая, учитывающая обеденные (технологические) перерывы потребителей.

Включение составляющих обусловлено возможным пересечением составляющих перевозочного процесса и времени технологических перерывов поставщика (потребителя). Погрузка автомобиля не будет выполняться, если на момент прибытия оставшееся время до обеда j-того поставщика Пj меньше самого времени погрузки, т.е.

, (8)

где - начало перерыва поставщика, ч; - начало рабочего времени водителя, ч; - использованное время водителя на перевозку груза, ч.

В данном случае время на выполнение перевозочного процесса возрастает на величину , где - время обеденного перерыва поставщика. Погрузка у поставщика также не будет выполняться, если автомобиль прибыл во время обеденного перерыва, т.е. время на выполнение перевозочного процесса возрастает на величину простоя [7].

Необходимо также учитывать:

1. перерыв для отдыха и питания водителя обычно предусматривается в середине смены продолжительностью около 1 часа,

2. ежедневный отдых водителя в течение суток должен составлять 11ч

Это означает, что накопленное время, связанное с производственной деятельностью водителя в течение дня с учетом четырех первых слагаемых формулы (7), не может превышать 12ч (24-1-11=12). Можем сделать вывод, что суммарное время на перевозку не должно превышать

, (9)

где - время перерывов и ежедневного отдыха водителя; - время на второй нулевой пробег (от последнего пункта разгрузки до автотранспортного предприятия), ч.

В 7 блоке определяется соотношение смоделированных значений времен нахождения автомобиля в пути с требованиями клиентов по срокам доставки груза. В 10 блоке определяется соотношение между смоделированными значениями времени нахождения автомобиля в рейсе, времени прибытия на контрольные пункты с выбранной вероятностью и требованиями клиентов по срокам доставки груза, временными ограничениями, вытекающими из самой перевозки.

Упрощенно формула (7) для расчета времени движения на маршруте может быть представлена в виде:

, (10)

где - время погрузки в начальном пункте, - время движения на i-том участке, I - количество участков движения на маршруте, - время на разгрузку в j-том пункте разгрузки, j - количество пунктов разгрузки на маршруте [7].

Время движения на участке маршрута определяется по формуле

, (11)

где - длина i-того участка, - скорость на i-м участке маршрута, км/ч.

Время погрузки в первом пункте подчиняется нормальному закону и рассчитывается по формуле

, (12)

где о - нормально распределенная случайная величина.

Время разгрузки подчиняется экспоненциальному закону и может быть смоделировано по формуле

,

где о - равномерно распределенная случайная величина на интервале [0;1].

В случае если принимается решение о корректировке движения на маршрутах или организации дополнительного маршрута перевозки, то требуется повторить выполнение алгоритма со 2 по 11 блок.

При соблюдении маршрутов получаем оптимальные маршруты движения для каждого транспортного средства (12 блок), позволяющие с минимальными затратами удовлетворить требования потребителей, для которых решается задача загрузки транспортного средства (13 блок).

В результате решения алгоритма получаем задание водителю на рейс, в котором отражается количества груза, предъявляемое к перевозке от отправителей получателям, порядок объезда пунктов на маршруте, временные интервалы выполнения перевозки [7].

Таким образом, данная иерархия моделей формирует единый подход к формализации методов решения транспортной логистики и теории организации перевозок, охватывает основные типы транспортных задач применительно к автомобильным перевозкам в пространстве и во времени. Следовательно, осуществляется трехуровневая оптимизация по мере редуцирования количества рассматриваемых объектов и последовательного включения дополнительных факторов, связанных с конкретными маршрутами перевозок.

2.2 Алгоритм ускоренного планирования автомобильных перевозок

Рассмотренный пример выявил также и проблемы применения общего алгоритма планирования грузовых автомобильных перевозок. Так его применение трудоемкая и занимающая достаточно много времени задача. На каждом этапе предлагается получать оптимальный маршрут, который в последствии корректируется в зависимости от условий перевозки. Отметим, что, во-первых, на практике в основном требуется решать задачи небольшой размерности (для развозочных маршрутов до шести - восьми пунктов) и, во-вторых, не всегда есть возможность применять ЭВМ при оперативном планировании. Таким образом, практическую значимость имеют приближенные методы решения задач, решаемых при реализации алгоритма, а также оценка времени доставки груза, используемая вместо статистического моделирования [11].

Для соответствующих блоков общего алгоритма предлагается использовать следующие методы:

1. Для составления маршрутов - метод воображаемого луча (метод Свира).

2. Для решения задачи коммивояжера - ускоренный метод "ветвей и границ" (решение ведется только по одной "ветке", без проверки на оптимальность других).

3. Вместо моделирования составляющих перевозочного процесса проводится оценка интервалов времени прибытия транспортного средства и времени окончания разгрузки для каждого потребителя по формулам (время доставки груза "точно - во - время" Т_тв):

для верхней границы (13)

для нижней границы (14)

где - среднее значение доставки объема груза, ч;

- среднеквадратичное отклонение времени доставки груза, ч;

- квантиль нормального распределения, соответствующий вероятности P.

Согласно методу Свира воображаемый луч, исходящий из пункта погрузки, например а₁, вращаясь против (или по) часовой стрелки "стирает" изображения пунктов разгрузки. Маршрут считается сформированным, если включение следующего пункта приведет к превышению объема перевозки над грузоподъемностью транспортного средства. Первым пунктов маршрута будет b₂ с определенным объемом перевозки, допустим, следующий пункт - b_4.. Включение пункта b₁ в маршрут так же возможно, если не произойдет превышение грузоподъемности подвижного состава.

Порядка объезда пунктов на маршруте предлагается определять ускоренным методом "ветвей и границ", для применения которого необходимо определить кратчайшие расстояния между пунктами включаемыми в один маршрут. Предполагается, что матрица симметрична [7].

Глава 3. Планирование автоперевозок на отдельном предприятии

3.1 Характеристика объекта исследования ОАО «Кузнецкие ферросплавы»

ОАО «Кузнецкие ферросплавы» - предприятие металлургического комплекса, расположено в городе Новокузнецке Кемеровской области, является одним из крупнейших российских производителей легирующих добавок.

Завод «Кузнецкие ферросплавы» был основан в 1942 году и выпускал сплавы для нужд оборонной промышленности.

Основная продукция ОАО «Кузнецкие ферросплавы»:

· ферросилиций;

· микрокремнез - используют для получения бетонов нового поколения со специальными свойствами: сверхвысокопрочные, повышенные морозо-сульфато- и коррозийная стойкость, водонепроницаемость [10].

Сегодня в структуру ОАО «КФ» входят: 3 ферросплавных цеха, цеха по производству электродной массы, переработке и фракционированию ферросилиция, выпуску огнеупорного микрокремнезема, вспомогательные цеха.

Продукция завода востребована не только в РФ, но и более чем в 30 странах Ближнего и Дальнего Зарубежья.

С 2004 года единственным акционером ОАО «Кузнецкие ферросплавы» является ООО «Урало-Сибирская горнометаллургическая компания», которая объединила рудную базу завода и основное производство высококремнистого ферросилиция. С этого времени в жизни ОАО «Кузнецкие ферросплавы» начался новый этап. Принадлежность предприятия к мощной компании позволяет ему все эффективнее решать задачи текущей производственной деятельности, обеспечения финансовой стабильности и модернизации основных фондов на основе долгосрочных инвестиций [12].

Чистая прибыль за 9 месяцев 2009 года 368,099 млн. руб., прибыль до налогообложения - 527,5 млн. руб., от продаж - 707,8 млн. руб., валовая прибыль - 779,2 млн. руб. Выручка от реализации - 4074,4 млн. руб., продукция в себестоимостном выражении - 3295,2 млн. руб. В объеме выручки компании ферросилиций ФС-65 занимает 24,69%, ферросилиций ФС-75 - 61,24%, ферросилиций ФС-45 - 9,45% . Доля экспорта - 79,7%. План производства на 20010 г. - 444 тыс.т ферросплавов. Уставный капитал предприятия - 119,7 млн. руб.

На протяжении последних лет в ОАО «Кузнецкие ферросплавы» обеспечивается устойчивый рост производства товарной продукции, увеличение капитальных вложений в техническую модернизацию производственных мощностей. Курс на техническое развитие производства позволяет сохранять завод как высокоэффективное, конкурентоспособное предприятие, обеспечивающее потребности многих предприятий России и мира.

Около 80% всего производимого в России ферросилиция выпускает ОАО «Кузнецкие ферросплавы», более половины из которого, поставляется на экспорт. Предприятие неоднократно было признано Министерством экономического развития и торговли РФ «Лучшим российским экспортером» [13].

3.2 Определение оптимального маршрута доставки груза

Из пунктов необходимо доставить груз в пункты в определенном количестве. Количество груза к доставке и расстояние между пунктами погрузки и разгрузки даны в приложениях.

В результате решения транспортной задачи определили два маршрута, связывающими начальный пункт с семью пунктами: , с оставшимися восемью -

Результаты решения транспортной задачи
Пункт погрузки	Объем перевозок в пункт, т	Итого
	b1	b2	b3	b4	b5	b6	b7	b8	b9	b10	b11	b12	b13	b14	b15
а1	4,2			2,4	2,5		2,5			2,5	1,5			5,4		21
а2		4,2	3,5			4,5		3,4	4,3			1,5	1,6		3,1	26,1

Объем перевозки соответственно на первом маршруте равен 21 тонна и на втором - 26,1 тонн. Будем перевозить груз двумя контейнерами на грузовых машинах грузоподъемностью 21,7 т и 27,7 т.

Далее решаем задачу маршрутизации, целью которой является определение длины маршрута и порядка объезда автомобилем пунктов на маршруте. Исходной информацией для поставленной цели будут расстояния между рассматриваемыми на маршруте пунктами (см. следующие таблицы). Матрица кратчайших расстояний симметрична.

Матрица кратчайших расстояний между пунктами первого маршрута	Матрица кратчайших расстояний между пунктами второго маршрута
	а1									a2
а1	-	b1							a2	-	b2
b1	148	-	b4						b2	288	-	b3
b4	250	182	-	b5					b3	360	245	-	b6
b5	154	145	286	-	b7				b6	350	134	113	-	b8
b7	120	135	199	113	-	b10			b8	250	140	182	154	-	b9
b10	490	325	245	518	423	-	b11		b9	120	285	412	174	123	-	b12
b11	285	250	355	470	340	259	-	b14	b12	140	134	103	123	340	142	-	b13
b14	186	140	134	412	450	324	174	-	b13	476	321	356	544	146	425	167	-	b15
									b15	285	110	421	167	299	389	163	142	-

Решив задачу маршрутизации, мы нашли длину первого маршрута, которая составила 1446 км, порядок объездов пунктов на маршруте получился следующий: . Для второго маршрута аналогично посчитали длину маршрута - 1398 км и порядок объезда: .

Перед началом моделирования перевозочного процесса на маршрутах (шестой этап) необходимо задать временные ограничения и определить среднее значение (), среднеквадратическое отклонение () и закон распределения случайных величин.

Пусть все пункты разгрузки работают без обеденного перерыва с 8 до 16 ч, за исключением пункта .

Таблица 5 Характеристики случайных величин

Случайная величина	Среднее значение	СКО	Закон распределения
Скорость, км/ч	60	14,1	Нормальный
Время простоя под погрузкой на 1 маршруте	2	0,5	Нормальный
Время простоя под погрузкой на 2 маршруте	1,5	0,4	Нормальный
Время простоя под разгрузкой в пунктах маршрута	0,5	-	Экспоненциальный

Смоделируем перевозочный процесс на первом маршруте.

Рассчитаем время погрузки в пункте , которое подчиняется нормальному закону:

= 2+0,5*0,688 = 2,34 ч ,

о = 0,688 (табличное значение)

Автомобиль начнет движение по маршруту в 11.34 ч (9+2,34 = 11,34).

Расстояние составляет 120 км. Смоделируем скорость движения автомобиля на рассматриваемом участке (о = -0,127, т.к. нормально распределенная величина): = 60 + 14,1*(-0,127) = 58,2 км/ч

Время движения на участке маршрута: . Таким образом, в пункт контейнеровоз прибудет в 13.40.

Рассчитаем время разгрузки, учитывая, что оно подчиняется экспоненциальному закону: . Разгрузка продукции закончится в 15.446 часа.

Поступая аналогичным образом, для дальнейших пунктов первого маршрута находим временные реализации для оставшихся пунктов. Результаты моделирования алгоритма для пунктов приведены в таблицах (см. приложение А). Необходимо помнить, что разгрузка не производится, если автомобиль прибыл во время обеденного перерыва, в этих случаях определяется время незапланированного простоя и затем суммируется по всем реализациям.

Теперь рассмотрим ускоренный алгоритм планирования автоперевозок. Проведем расчет с использованием выделенных методов. Предположим, что требуется из двух пунктов a₁ и a₂ перевезти груз восьми грузополучателям b₁, b₂, … , b₈, в объеме (Q), представленном в таблице 6; там же приведены расстояния между грузоотправителями и грузополучателями.

Таблица 6 Объем перевозок груза и расстояние между грузообразующими и грузопоглощающими пунктами

Пункт погрузки	Пункт разгрузки	Итого
	b1	b2	b3	b4	b5	b6	b7	b8
Объем перевозок Q, т	3,2	2,5	3,5	2,4	4,2	2,5	3,5	4,5	27,2
а1	Расстояние l, км	285	250	355	470	340	259	140	134	-
а2	Расстояние l, км	186	140	134	412	450	324	476	321	-

Допустим, за пунктом закреплены грузополучатели , за пунктом - . Набор пунктов в маршрут выполним методом Свира, используя схему дислокации пунктов относительно друг друга, представленную на рис. 4. В квадратных скобках приведена потребность грузополучаетлей.

Рис. 4. Дислокация грузообразующих и грузопоглощающих пунктов

Согласно методу Свира воображаемый луч, исходящий из пункта погрузки, например а₁, вращаясь против (или по) часовой стрелки "стирает" изображения пунктов разгрузки. Маршрут считается сформированным, если включение следующего пункта приведет к превышению объема перевозки над грузоподъемностью транспортного средства. Первым пунктов маршрута будет b₂ с объемом перевозки 2,5 т, следующий пункт - b₄, суммарный объем составит 4,9 тонны. Включение пункта b₁ в маршрут так же возможно, так как не произойдет превышение грузоподъемности подвижного состава.

Метод Свира для пункта а₂ позволяет получить два маршрута. Первый включает два пункта b₆ и b₇ с суммарным объемом перевозки 6 тонн, а второй - три b₃, b₅ и b₈, объем - 12,2 тонны. Порядок объезда пунктов на маршруте предлагается определять ускоренным методом "ветвей и границ", для применения которого необходимо определить кратчайшие расстояния между пунктами включаемыми в один маршрут.

Применение метода рассмотрим на маршруте, включающем пункты .

1. Определяем нижнюю границу. Для этого из каждого элемента строки вычитаем наименьший элемент этой строки (табл.8.1). Затем из полученных элементов каждого столбца новой матрицы вычитают наименьший элемент этого столбца (табл. 8.2)



Таблица 7 Таблица кратчайших расстояний между пунктами маршрутов

	а1					а2				а2
b1	250	b1			b6	250	b6		b3	334	b3
b2	285	320	b2		b7	476	170	b7	b5	450	170	b5
b4	450	519	170	b4					b8	321	256	170	b8

Таблица 8 Определение нижней границы множества «все решения»

1)		а1	b1	b2	b4		2)		а1	b1	b2	b4
	а1	-	0	35	200	250		а1	-	0	35	200	250
	b1	0	-	70	269	250		b1	0	-	70	269	250
	b2	115	150	-	0	170		b2	115	150	-	0	170
	b4	280	349	0	-	170		b4	280	349	0	-	170
									0	0	0	0	840

Справа и внизу матрицы показаны константы привидения - минимальные элементы, которые вычитались из строк, а затем из столбцов матрицы. Сумма констант, равная 840, является нижней границей протяженности для всех маршрутов.

2. Нулевые расстояния в клетках матрицы указывают на наличие минимальных по протяженности маршрутов, поэтому при построении развозочного маршрута в первую очередь рассматриваются элементы с нулевыми протяженностями.

Для этого определяются оценки всех элементов приведенной матрицы как сумму наименьших величин протяженности соответствующей строки и столбца. Например, для нулевого элемента a₁b₁ оценка составит 185 (35 + 150). Оценка показывает на потери от невключения данного элемента в маршрут. Проставим ее в правом верхнем углу (табл. 9).

Таблица 9 Определение оценок для нулевых элементов матрицы

	а1	b1	b2	b4
а1	-	0185	35	200
b1	0185	-	70	269
b2	115	150	-	0315
b4	280	349	0315	-

Чтобы избежать больших потерь, следует в первую очередь включить в маршрут нулевой элемент с наибольшей оценкой. В примере максимальная оценка, равная 185, соответствует двум элементам. В этом случае выбирается любая из пар, например a₁b₁.

3. Для ветвления множества его необходимо разделить на два вида: маршруты первого подмножества будут включать пару a₁b₁, а маршруты второго ее не включают.

Нижняя граница второго подмножества равна сумме значений нижней границы разделяемого множества и величины оценки пары a₁b₁, то есть 840 + 185 = 1025. Строку a₁ и столбец b₁ исключают из рассмотрения, то сеть удаляют из матрицы. Выбор в дальнейшем пары b₁a₁ привел бы к нарушению условия о заезде в каждый пункт только по одному разу.

4. Преобразованная и приведенная матрица приведена в табл. 10. В процессе вычисления констант появились константы, равные 70 и 115 соответственно. Следовательно, протяженность подмножества, включающего пару a₁b₁, увеличивается на 185 (840 + 185 = 1025).