Удосконалення технології прискореної переробки тарно-штучних вантажів на терміналах в умовах ринку транспортних послуг

Размещено на http://www.allbest.ru/

Харківський національний автомобільно-дорожній університет

УДК 656.073.2

Спеціальність 05.22.01 - транспортні системи

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

УДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ ПРИСКОРЕНОЇ ПЕРЕРОБКИ ТАРНО-ШТУЧНИХ ВАНТАЖІВ НА ТЕРМІНАЛАХ В УМОВАХ РИНКУ ТРАНСПОРТНИХ ПОСЛУГ

Самойленко Анна Сергіївна

Харків - 2009

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Харківському національному автомобільно-дорожньому університеті Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Нагорний Євгеній Васильович, Харківський національний автомобільно-дорожній університет, завідувач кафедри транспортних технологій.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Нечаєв Григорій Іванович, Східноукраїнський національний університет ім. В. Даля, декан факультету логістики, завідувач кафедри транспортних технологій;

кандидат технічних наук, доцент Ломотько Денис Вікторович, Українська державна академія залізничного транспорту, доцент кафедри управління вантажною та комерційною роботою.

Захист відбудеться «20» травня 2009 р. о 1400 годині на засіданні спеціалізованої Вченої ради Д 64.059.02 при Харківському національному автомобільно-дорожньому університеті за адресою: 61002, м. Харків, вул. Петровського, 25.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Харківського національного автомобільно-дорожнього університету за адресою: 61002, м. Харків, вул. Петровського, 25.

Автореферат розісланий «18» квітня 2009 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Наглюк І. С.



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. В умовах ринку транспортних послуг України необхідно цілком забезпечити інтереси вантажовласників в доставці вантажів. Це можливо досягнути застосовуючи технологію прискореної переробки вантажів на терміналах. При скороченні часу перебування вантажів на терміналі, скоротиться термін доставки вантажів від вантажовласника до вантажоодержувача. А це в свою чергу дозволить прискорити оборотність коштів вантажовласників, що надасть змогу отримати додаткові доходи вантажовласникам також. Таким чином, науково-практична задача по удосконаленню технології переробки вантажів на терміналі, що спрямована на підвищення якості транспортного обслуговування вантажовласників є актуальною.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана у відповідності з «Комплексною програмою утвердження України як транзитної держави у 2002-2010 роках», яка затверджена Законом України від 07.02.2002 р. №3022-ІІІ, а також «Концепцією розвитку транспортно-дорожнього комплексу України на середньостроковий період і до 2020 року». Робота відповідає програмі «Основні напрямки наукових досліджень Харківського національного автомобільно-дорожнього університету на 2004-2008 рр.» по розділу «Проблеми удосконалення технології перевезень пасажирів та вантажів та транспортно-експедиційної діяльності на регіональних та міжнародних транспортних ринках». А також відповідає Державній програмі розвитку транспортно-експедиційної діяльності та логістики «Термінал», яка була розроблена Міністерством транспорту та зв'язку України.

Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи являється удосконалення технології прискореної переробки тарно-штучних вантажів на терміналах в умовах ринку транспортних послуг.

Для досягнення мети необхідно вирішити наступні задачі:

- вивчити стан та проблеми підвищення ефективності роботи терміналів в умовах ринку транспортних послуг;

- розробити принципи підвищення ефективності роботи терміналів в умовах ринку транспортних послуг;

розробити математичну модель процесу переробки тарно-штучних вантажів на терміналі для визначення раціональних параметрів їх функціонування, вибору оптимальної тарифної політики на ринку транспортних послуг; транспортний термінал вантаж тарний

провести експериментальні дослідження функціонування терміналів при переробці тарно-штучних вантажів;

провести аналіз результатів моделювання та розробити практичні рекомендації по їх застосуванню;

визначити ефективність технології прискореної переробки тарно-штучних вантажів на терміналі.

Об'єкт дослідження - процес функціонування терміналу при переробці тарно-штучних вантажів в умовах ринку транспортних послуг.

Предмет дослідження - вплив часу знаходження вантажів в кожній ділянці терміналу на витрати, які пов'язані з їх переробкою.

Робоча гіпотеза - удосконалити технологію прискореної переробки тарно-штучних вантажів на терміналах в умовах ринку транспортних послуг можна за рахунок вибору оптимальних параметрів функціонування терміналів та оптимальної тарифної політики, що дозволить здійснити раціональну взаємодію терміналу з вантажовласниками в умовах ринку транспортних послуг.

Методи дослідження. Використано методи теорії векторної оптимізації при виборі раціонального варіанта технології прискореної переробки тарно-штучних вантажів на терміналі та виборі оптимальної тарифної політики терміналу на ринку транспортних послуг, математичної логіки для визначення ступеню важливості якості окремих ознак технології прискореної переробки вантажів на терміналі, математичного моделювання при розробці моделі функціонування терміналу при переробці тарно-штучних вантажів, системного аналізу, теорії оптимального експерименту, регресійного аналізу, функціонального аналізу при експериментальних дослідженнях функціонування терміналу при переробці тарно-штучних вантажів, маркетингових досліджень і транспортної логістики при вивченні ситуації на ринку транспортних послуг при взаємодії вантажовласників та терміналів.

Наукова новизна отриманих результатів. Вперше:

процес переробки тарно-штучних вантажів на терміналі розглядається як переробка двох паралельних потоків - матеріального та документально-інформаційного, що дозволяє виявити наднормативні простої із-за неузгодженості процесів;

термінал розглядається як множина взаємопов'язаних фаз, через які проходить вантаж, і запропоновано оцінювати їх функціонування такими показниками, як час переробки вантажів та витрати на їх переробку в кожній фазі;

застосовано векторну оптимізацію для вибору варіанту технології переробки тарно-штучних вантажів на терміналі та раціональної тарифної політики по обслуговуванню вантажовласників, яка на відміну від інших теорій, дозволяє вирішувати задачі з декількома взаємопов'язаними критеріями ефективності.

Удосконалена та набула подальшого розвитку:

- математична модель технологічного процесу переробки тарно-штучних вантажів на терміналі, яка дозволяє враховувати взаємодію двох паралельних ліній: матеріальних та інформаційно-документальних потоків, фіксувати причину затримки даних потоків та визначати раціональні параметри функціонування терміналу при взаємодії з вантажовласниками в умовах ринку транспортних послуг.

Особистий внесок здобувача. Усі наукові положення і результати досліджень отримані автором самостійно. У колективних публікаціях особистий внесок автора полягає в такому:

- у статті [1] досліджені існуючі критерії ефективності функціонування термінальних систем, і для застосування в роботі запропоновані такі: час переробки тарно-штучних вантажів та витрати на переробку на терміналі;

- у статті [2] визначена доцільність впровадження RFID-технології у процес доставки вантажів на прикладі термінальних перевезень та використана теорія нечітких множин для задачі підвищення якості переробки вантажів за рахунок максимального використання можливостей транспондерів;

- у статті [3] визначений комплекс технологічних операцій на терміналі де існує можливість впровадження RFID та Barcode систем;

- у статті [4] розроблена математична модель визначення часу переробки вантажів на терміналі, яка відображає паралельність процесів, що відбуваються на терміналі, та включає технологічну лінію документальних потоків, що не було включено у вже існуючі моделі;

- у статті [5] розроблена методика для розрахунку значення мінімального та нормативного часу переробки тарно-штучних вантажів в терміналі, а також за допомогою отриманих методик та залежностей визначена надбавка за технологію прискореної переробки тарно-штучних вантажів на терміналі.

Апробація результатів дисертації. Матеріали та результати дисертаційної роботи доповідались та були ухвалені на науково-технічних конференціях та семінарах професорсько-викладацького складу факультету транспортних систем ХНАДУ, Харків, 2006-2007 рр.; на 70-й науково-технічній та науково-методичній сесії університету, ХНАДУ, Харків, 15-19.05.2006 р.; на науково-технічній конференції «Транспорт і логістика. Сучасний стан та перспективи», ХНАДУ, Харків, 26-27.10.2006 р.; на 71-й науково-технічній та науково-методичній сесії університету, ХНАДУ, Харків, 14-18.05.2007 р., на 72-й нау- ково-технічній та науково-методичній сесії університету, ХНАДУ, Харків, 13-14.05.2008 р.

Дисертаційна робота повністю доповідалась на:

науковому семінарі кафедри транспортних технологій Запорізького національного технічного університету;

розширеному науковому семінарі кафедр транспортних технологій та транспортних систем Харківського національного автомобільно-дорожнього університету.

Публікації. Основний зміст дисертаційної роботи опубліковано в 5 наукових статтях у фахових наукових журналах.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається із вступу, п'ятьох розділів, висновків, списку використаних джерел і додатків. Повний обсяг роботи становить 207 сторінок, у тому числі 17 рисунків на 17 сторінках, 22 таблиці на 21 сторінці, 11 додатків на 40 сторінках. Список використаних джерел - 106 найменувань на 11 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтована актуальність проблеми, сформульована мета й задачі дослідження, визначена наукова новизна результатів та їх практичне значення, наведені дані про апробацію і публікацію результатів досліджень.

У першому розділі виконано аналіз стану теоретичних розробок та практичних підходів до підвищення ефективності роботи терміналів в умовах ринку транспортних послуг.

Теоретичними дослідженнями по підвищенню ефективності роботи складських та вантажопереробних комплексів займалася певна кількість вчених. Серед них: Г.І. Нечаєв, Л.Б. Миротин, В.М. Николашин, О.Б. Маликов, А.А. Смєхов, Г.П. Гриневич, Г.Ф. Бабушкін та ін.

Аналіз теоретичних досліджень підвищення ефективності роботи терміналів в умовах транспортного ринку показав, що автори недостатньо розглянули процеси, що відбуваються на терміналі під час переробки вантажів. Не були розглянуті основні критерії ефективності роботи термінальних систем, а саме: час на технологічну переробку вантажів на терміналі, а також витрати на цей процес. А також недостатньо розглянута проблема взаємодії вантажовласників та терміналу при переробці тарно-штучних вантажів в умовах ринку, відсутні розробки по формуванню тарифної політики на транспортні послуги в умовах ринкової економіки.

Аналіз результатів порівняння практичного вітчизняного та закордонного досвідів показав недосконалість транспортно-логістичного сервісу на термінальних комплексах України в сучасних умовах.

Отже, проблема розробки технології прискореної переробки тарно-штучних вантажів на терміналі з визначенням відповідного додаткового тарифу за прискорення, яка є актуальною в ринкових умовах, залишилась не вирішеною і тому вона розглядається в дисертації. На підставі виконаного аналізу сформульовані мета, завдання дослідження і загальний методологічний підхід до їх вирішення.

В другому розділі проведена формалізація функціонально-логістичної структури терміналу по переробці тарно-штучних вантажів.

Формалізація функціонально-логістичної структури терміналу по переробці тарно-штучних вантажів показала, що термінали представляють собою складні багатофункціональні системи, які об'єднані по різним ознакам: функціональним (пропуск, формування, розформування, переміщення транзитних, місцевих вантажопотоків, що перероблюються); інформаційно-управляючим (прийом, переробка, складання, передача, використання в процесі управління інформації) та документально-фінансовим.

Прийнято вважати, що при проходженні вантажів через термінальні системи з ними проводяться технологічні операції, час на виконання яких (tтехн) нормується, а також відбувається очікування виконання наступних технологічних операцій, час якого (tоч) розраховується за допомогою моделей теорії масового обслуговування або статистичного моделювання. За допомогою цих двох складових визначається час знаходження вантажів на терміналі (t)

. (1)

Витрати часу, які визначені по формулі (1), встановлюються по матеріальному потоку без врахування витрат часу, які визвані взаємним впливом логістичних ланцюгів по інформаційно-документальному потоку.

Векторні складові пов'язані з часовими величинами, тобто з часом виконання операцій в кожному логістичному ланцюзі та часом очікування виконання наступних операцій по горизонталі та вертикалі

В параметрах часу виконання операцій та часу перерв, викликаних горизонтальними та вертикальними зв'язками логістичних ланцюгів, векторно-скалярна модель фази може бути формалізована у вигляді

, (2)

де

«mі>» - елемент ланцюга матеріального потоку в терміналі (mі - величина потоку; «>» - вектор переміщення потоку, який спів поставляється з часом та відстанню переміщення; і = 1, …, n); «dі>» - елемент ланцюга по складанню та передачі документів (інформації) про матеріальний потік та його переміщення (dі - кількість або обсяг документу (інформації); «>» - адрес передачі документу (інформації); і = 1, …, е); ¦ - прямі та зворотні зв'язки між технологічними процесами з матеріальними, інформаційними та документальними потоками.

Вираз (2) визначає векторно-скалярну модель фази, яка застосовується до одної партії вантажу від прибуття вантажу на термінал до його відправлення у вигляді двох взаємопов'язаних логістичних ланцюгів: по матеріальному потоку та документально-інформаційному потоку. В цій моделі скалярні величини мають вигляд

, (3)

де M - обсяг партії вантажу; D - обсяг документів в одиницях інформації.

Час очікування виконання операцій по кожній технологічній лінії фази враховує, крім очікувань, які викликані зайнятістю обладнання, що обслуговує, по горизонталі, перерви (простої) із-за вертикальних зв'язків між операціями логістичних ланцюгів. Кожний логістичний ланцюг включається в множину операцій, які в параметрах часу складають наступні величини

, (4)

де Тm - загальна тривалість знаходження в фазі матеріального потоку; Тd - загальна тривалість (з врахуванням очікувань та перерв по вертикальним зв'язкам) прийому, складанню та передачі технологічної, комерційної та іншої документації та інформації.

Будь-яка логістична система, в тому числі термінальна система, складається із сукупності елементів-фаз, між якими встановлені певні функціональні зв'язки та відносини. Фазою термінальної системи являється окремі стани вантажопотоків на терміналі (прийом, складування, сортування і т.д.), які не належать подальшої декомпозиції в рамках поставленої задачі аналізу логістичної системи.

Враховуючи структуру матеріального потоку, що пропускається та перероблюється, термінал можна представити як множину фаз, які включають в себе всі логістичні ланцюги, що проводять матеріальні потоки, тобто термінальна система розглядається як система наступного виду:

, (5)

де Fij - i-а фаза j-го функціонального призначення; aij - вхідний матеріальний поток і-ї фази j-го функціонального призначення; bij - вихідний матеріальний поток і-ї фази j-го функціонального призначення; cij - стан і-ї фази j-го функціонального призначення.

Оскільки логістичні потоки в терміналах характеризуються ймовірним характером параметрів, які в кожний момент часу приймають певну величину з відомим ступенем ймовірності, тобто носять стохастичний характер, вираз (5) слід записати у вигляді

, (6)

Розглядаючи окремі логістичні ланцюги як упорядковану множину фаз, необхідно виявити функціональну взаємодію фаз по переміщенню матеріального потоку.

В формалізованому вигляді перехід з одного стану фази в інший може бути описаний наступною системою рівнянь функціональної взаємодії фаз

(7-9)

де вираз (7), використовуючи термінологію теорії масового обслуговування, означає, що заявка поступила в фазу на обслуговування, вираз (8) означає, що заявка поступила у фазу на обслуговування та одна заявка вийшла з фази; вираз (9) означає, що одна заявка вийшла з модуля, а нова не поступила до нього.

Таким чином, оператор I характеризує надходження заявки до фази, оператор K - завершення обслуговування однієї заявки при надходженні на обслуговування наступної, оператор E - вихід заявки з фази. У випадку, що розглядається, під заявкою розуміється матеріальний потік у вигляді кількості автомобілів, партії вантажу, в залежності від функціонального призначення фази.

Навантаження на фазу у вигляді матеріального потоку m1, m2, …, mn або потоку документів (інформації) d1, d2, …dk, може бути задано для фази F(C) у вигляді

, (10)

причому як в кількісній формі, так і у вигляді законів розподілення величин mіC, djC. Пост обслуговування (обслуговуючий прилад) характеризується кількістю обслуговуючих каналів, їх потужністю та надійністю функціонування. Як показано вище, стан фази визначається кількістю заявок, які очікують обслуговування, кількість обслугованих заявок, що очікують виходу з фази. В загальному вигляді на основі виразів (7)-(9) цей стан відображено вектором 

, (11)

де; n - номер задачі, яка вирішується у фазі; с1, с2, с3 - відповідно кількість замовлень, які очікують обслуговування у фазі, що обслуговуються в даний момент часу та очікують виходу з фази.

Загальна схема функціонування фази наведена на рис. 1.

IC EС

Рис. 1 - Загальна схема функціонування фази F(C)

Функціонування фази визначається вектором входу IC, вектором виходу EC, роботою каналів поста обслуговування kоб та місцями очікування обслуговування та виходу з фази wоч.об ., wоч.в.. Фаза, таким чином, представляє собою систему масового обслуговування, яка функціонує у відповідності з операторами I, K, E рівнянь (7-9). при цьому можуть використовуватись різні моделі в залежності від законів розподілення вхідного потоку заявок та часу обслуговування.

Більш деталізовано всі фази, через які проходить вантаж від надходження на термінал до відправлення вантажоодержувачу представлені на рис. 2.



Размещено на http://www.allbest.ru/

- матеріальний поток;

Размещено на http://www.allbest.ru/

- документально-інформаційний поток

Рис. 2 - Технологічна схема роботи термінала при переробці партій вантажів при перевезенні їх автомобільним транспортом

У третьому розділі визначені параметри технологічного процесу переробки тарно-штучних вантажів на терміналі, надана методика визначення ступеню важливості якості окремих ознак варіанту технології прискореної переробки вантажів на терміналі за допомогою теорії нечітких множин, обґрунтовані критерії оцінки ефективності удосконалення роботи терміналів по переробці тарно-штучних вантажів в умовах ринку транспортних послуг, зроблена постановка інженерної та математичної задачі по вибору варіанту технології прискореної переробки тарно-штучних вантажів та оптимальної тарифної політики терміналу при взаємодії з вантажовласниками, надана методика вирішення поставлених задач за допомогою векторної оптимізації, розроблений програмний продукт по розрахунку часу та витрат на переробку тарно-штучних вантажів на терміналі за допомогою ПЕОМ.

Підвищити ефективність роботи терміналу можливо за рахунок раціоналізації параметрів його технологічного процесу. До таких параметрів віднесені:

- операційні - включають в себе всі операції, що проводяться з вантажем під час проходження всіх фаз;

- технологічні - за допомогою них операції розподіляють на механізовані та немеханізовані;

- параметричні - швидкість процесу, схоронність, економічність, пропорційність, паралельність, ритмічність, безперервність, прямоточність та поточність. Кожний з параметрів можна описати техніко-експлуатаційними показниками роботи терміналу при переробці вантажів.

- економічні - витрати на переробку вантажів в кожному з ділянок терміналу.

Для підвищення ефективності процесу переробки вантажів на терміналі можливо впровадження певних заходів, які б задовольняли вантажовласників. Обгрунтування доцільності впровадження таких заходів можливо за допомогою проведення опитування вантажовласників. Для обробки отриманих результатів опитування можливо використання теорії нечітких множин. В анкетних дослідженнях споживачі повинні вказати ступінь важливості якості окремих ознак за кожною операцією протягом переробки.

Нехай - множина споживачів та - множини ознак оцінки споживачів. Нехай - множина альтернативних варіантів проведення операції. Наприклад, операцію зберігання можна проводити з різним рівнем ознак. Так, можна зберігати вантаж з різними температурними режимами, при різній вологості та ін.

Далі будуються бінарні відношення , для яких - є функцією приналежності. Для всіх c C та i I функція - cтупінь важливості ознаки i за оцінкою споживача c. Відношення має вигляд

i1 i2 ... ip

. (12)

Нехай є функцією приналежності нечіткого бінарного відношення B. Для всіх та - ступінь приналежності або сумісності варіанту v деякої технології з ознакою i. У матричному вигляді відношення приймає вигляд

v1 v2 … vm

. (13)

Далі визначається зважений ступінь переваги . В якості прикладу можна використовувати класичну функцію приналежності , яку можна інтерпретувати як зважений ступінь переваги варіанту v деякої операції, споживачем c. Результатом розрахунків зваженого ступеня переваги може бути матриця D.

По отриманим значенням зважених ступенів переваги можна визначити, наскільки оцінює кожний вантажовласник (замовник послуги переробки вантажів на терміналі) розроблені варіанти технології прискореної переробки тарно-штучних вантажів на терміналі. Отже, чим більше значення зважених ступенів переваги, тим вища оцінка вантажовласників.

v1 v2 … vm

. (14)

Проведені розрахунки за даними попередніх опитувань вантажовласників за допомогою запропонованої методики та аналіз літературних джерел показали, що найбільш вагомими для вантажовласників являються час на переробку вантажів на терміналі (tпер) та витрати на цей процес (Впер).

Виходячи з цілей обробки партій вантажу, необхідно зробити кожний з показників Впер та tпер якнайменшими. Подібні постановки задач у теорії оптимізації відомі як задачі векторної оптимізації, які формально записуються у вигляді

(15)

за умови, що вектор , де Т - ряд допустимих значень вектора t, обумовленого технологічними процесами в кожній фазі.

Потрібно визначити наступні умови:

- вектор можна називати ефективним розв'язанням задачі (15), якщо будь-яке відхилення t* приводить до збільшення хоча б одного з показників Впер чи tпер або обох одночасно;

- сукупність можна називати розв'язанням задачі (15), якщо ця сукупність значень Т* складається з ефективних векторів. Якщо будемо знати множини Т*, зможемо отримати залежність Впер(t*) при .

Інженерна постановка задачі. Головною особливістю переробки вантажів на терміналі є те, що вантажовласник не має можливості отримати послугу належної якості за відповідну ціну і повинен платити встановлений тариф на тому рівні, що пропонується терміналом. В даному розділі представлені методики вибору варіанту технології прискореної переробки тарно-штучних вантажів на терміналі та розрахунку надбавки за прискорення переробки вантажів на терміналі стосовно розрахункового терміну в залежності від кількості та тривалості часу застосування заходів, що увійшли у варіант, і їх вартості у відповідних фазах.

Математична постановка задачі. Опираючись на визначені раніше критерії ефективності функціонування терміналу при переробці вантажів (15) за умови, що вектор , де Т - ряд допустимих значень вектора t, обумовленого технологічними процесами в кожній фазі, можна визначити якісний характер залежності Впер(t) (рис. 3).

Потрібно відзначити, що tі* - мінімально можливий при даному техніко-технологічному забезпеченні час переробки вантажу в різних фазах, а tні - такий час переробки, коли витрати терміналу будуть мінімальними, його необхідно розглядати як нормативний час переробки в кожній з фаз терміналу.

Впер, грн

Вmin

tі* tні tпер, год

Рис. 3 - Графічна інтерпретація задачі

При перебуванні вантажу у певній фазі з ним виконується ряд технологічних операцій . Серед даного набору є ряд операцій , виконання яких обов'язкове, коли вантаж знаходиться в даній фазі.

Задачу вибору раціональної технології прискореної переробки тарно-штучних вантажів на терміналі можливо привести до задачі векторної оптимізації.

Нехай, z(p) - витрати на реалізацію технології в даній фазі та T(p) - час переробки вантажів в даній фазі при .

Позначимо через підмножину набір операцій по переробці вантажів в даній фазі, якому протиставимо витрати на реалізацію операцій і час переробки вантажів у фазі з Q у вигляді

,. (16)

Таким чином, задача векторної оптимізації записується так

. (17)

При цьому результатом рішення є підмножина точок, кожна з яких при певній величині витрат визначає найбільш раціональну технологію прискореної переробки. Вектор можна називати ефективним розв'язанням задачі (17), якщо будь-яке відхилення q* приводить до збільшення хоча б одного з показників витрати або час на переробку вантажів в даній фазі або обох одночасно. При цьому сукупність можна називати розв'язанням задачі (17), якщо ця сукупність значень Q* складається з ефективних векторів.

Розв'язок задачі (17) зводиться до розв'язку задачі на умовний екстремум

, (18)

де - задана величина часу переробки вантажів в даній фазі.

Для рішення задачі (18) використовується функція Лагранжа

. (19)

Рішенням задачі (19) при фіксованому буде множина, що мінімізує функцію Лагранжа, тобто: .

У силу співвідношень (16) функцію Лагранжа (19) можна записати так

. (20)

Таким чином, при побудові множини в неї необхідно включати тільки такі елементи р, які б мінімізували вираз , що у кінцевому підсумку приведе до мінімуму функції (20).

Після вибору раціонального варіанту технології прискореної переробки тарно-штучних вантажів необхідно обґрунтування оптимальної тарифної політики керівництва терміналу при взаємодії з вантажовласником в умовах ринку транспортних послуг. Дана задача також вирішується за допомогою векторної оптимізації.

Отже, в даному випадку, кожна технологічна операція з Р оцінюється двома показниками: fZ'(p) - додаткові фінансові витрати на її виконання при застосуванні технології прискореної переробки та ДT(p) - скорочення (зменшення) часу перебування вантажів в даній фазі при .

Позначимо через набір операцій, що скорочують час перебування в даній фазі при застосуванні технології прискореної переробки, якому протиставим додаткові фінансові витрати на реалізацію операцій з множини S у вигляді і скорочення часу перебування вантажів в даній фазі .

Таким чином, приходимо до задачі векторної оптимізації

, (21)

де - набір підмножин Р, на яких визначені функції FZ'(S) та FДT(S).

Дана задача якісно відрізняється від задачі (15) тим, що функції FZ'(S) та FДT(S) є функціями однорідними й адитивними. Відзначимо ще одну властивість даних функцій, що полягає в такому: значення функції не залежить від порядку елементів множини S.

Розв'язок задачі (21) зводиться до розв'язку задачі на умовний екстремум:

, (22)

де щ - величина скорочення часу переробки вантажів на терміналі.

Відносно набору передбачається, що разом з операцією симетричної різниці Д він утворює групу. При розв'язку задачі (22) вводиться функція Лагранжа:

L(S, л) = FZ'(S) - л FДT (S),

де л - множник Лагранжа.

При фіксованому л множина

(23)

надає мінімуму функції Лагранжа, а невизначений множник Лагранжа визначається з рівняння

FДT (S(л)) = щ. (24)

У нашому випадку fZ'(p) і ДT(p) - додатні величини і тоді замість співвідношення (23) можна використовувати їхнє відношення fZ'(p)/ ДT(p), економічний зміст якого полягає у витратах на одиницю часу скорочення перебування в даній фазі.

Після упорядкування множини Р даним відношенням, одержуємо розв'язок задачі Лагранжа послідовним нагромадженням елементів з упорядкованої множини Р.

Аналітичний варіант задачі виконаємо в припущенні, що залежність Ві(tні - tі*) має вигляд

Ві(tні- tі*) = бі(tні- tі*) + ві(tні - tі*)2, і=1,N. (25)

Тоді показники задачі (15) будуть описані співвідношенням

Впер =(бі(tні- tі*) + ві(tні - tі*)2). (26)

Функція Лагранжа набуває вигляду

L(t1, t2,…tN, л) = (бі(tні - tі*) + ві(tні - tі*)2 + л tі*). (27)



При фіксованому л маємо

= - бі - 2ві(tні - tі*)+ л =0. (28)

Після переробки попереднього виразу отримаємо

, (29)

де

та - нормативний час переробки вантажів в терміналі, год.

Отже, значення Ві(tні - tі*) і буде дорівнювати величині надбавки за прискорення переробки тарно-штучних вантажів на терміналі.

Також в даній роботі запропонована методика розрахунку витрат на переробку однієї партії вантажу в кожній фазі терміналу в залежності від часу знаходження вантажів в даних фазах. Загальні витрати включають в себе поточні витрати на: навантаження-розвантаження, зберігання, заробітну платню робітникам терміналу та електроенергію, що витрачається при переробці однієї партії вантажів.

Для реалізації вище викладених методик розрахунку часу та витрат на переробку однієї партії вантажу на терміналі в кожній ділянці розроблені програмні продукти, які дозволяють моделювати функціонування терміналу в залежності від різних параметрів технологічного процесу.

Слід відзначити, що в програмі по розрахунку часу переробки вантажів в кожній фазі терміналу лінії документальних та матеріальних потоків розглядаються, як паралельні. Цю паралельність характеризує різниця часу між переробкою документів та вантажів.

У четвертому розділі проведена формалізація вихідних даних, проведені експериментальні дослідження та розроблені регресійні моделі для визначення показників роботи терміналів.

Вхідні параметри моделі розрахунку часу переробки тарно-штучних вантажів на терміналі отримані на підприємстві ВАТ «МЕТРО Кеш енд Керри Україна» (м. Харків).

Аналіз впливу кожного з них на вихідні параметри моделі показав, що найбільш впливовими є: маса однієї одиниці вантажу, відстань переміщення вантажу по терміналу, продуктивність навантажувально-розвантажувального механізму та параметрична складова технологічного процесу - паралельність.

Для проведення експериментальних досліджень розроблені повнофакторні плани експериментів знаходження часу та витрат на переробку тарно-штучних вантажів на терміналі.

Для визначення регресійних моделей використано стандартні функції Microsoft Excel пакета MS Office XP. Отримані регресійні моделі мають лінійний характер при залежності часу переробки вантажів від найбільш впливових складових параметрів технологічного процесу переробки, а також параболічний - у випадку залежності витрат переробки вантажів на терміналі від часу переробки.

В п'ятому розділі зроблена перевірка отриманих регресійних моделей на адекватність, проведений аналіз впливу факторів на об'єкт дослідження, визначено ступінь важливості якості окремих ознак технології прискореної переробки вантажів з використанням теорії нечітких множин, зроблена векторна оптимізація по вибору варіанта технології прискореної переробки вантажів та тарифної політики (обґрунтовано величину надбавки за послуги підвищеної якості).

Перевірка отриманих регресійних моделей на адекватність показала, що всі отримані моделі мають розрахунковий критерій Фішера менший за табличний, що говорить про адекватність моделей.

На основі вищевикладеної в розділі 3 методики визначення мінімального та нормативного часу на переробку тарно-штучних вантажів в кожній ділянці терміналу були отримані значення tні = 5,2 год, а tі* = 3,6 год.

Для удосконалення технології прискореної переробки тарно-штучних вантажів на терміналі в умовах ринку транспортних послуг розроблені заходи по прискоренню процесу переробки вантажів в окремих фазах терміналу: 1) суміщення фази відправлення та фази отримання вантажів; 2) суміщення фази зберігання та фази комплектації вантажів; 3) складання оптимальних маршрутів переміщення внутрішньо-термінального транспорту; 4) закріплення робітника терміналу відповідального за пересуванням вантажу по фазам терміналу; 5) горизонтальне розділення зони зберігання; 6) вертикальне розділення зони зберігання; 7) розділення зони зберігання на «гарячі» та «холодні» зони; 8) закріплення різних товарних груп по зонам; 9) раціональне розділення підйомно-транспортних механізмів по фазам; 10) резервування підйомно-транспортних механізмів.

Дані заходи дозволяють скоротити такі показники, як час та витрати на переробку тарно-штучних вантажів на терміналі, що являються найвагомішими для споживачів послуг терміналу. Ці показники були визначені на основі опитування вантажовласників, які обслуговуються на ТОВ «МЕТРО Кеш енд Керрі Україна» в м. Харкові.

Вирішення задачі по мінімізації витрат та часу переробки вантажів на терміналі зводиться до вибору раціональної технології прискореної переробки вантажів на терміналі в кожній його фазі (методика надана в розділі 3). На основі зроблених розрахунків отримано криві залежності витрат на переробку та час на переробку від коефіцієнта Лагранжа (рис. 4) та залежності витрат на переробку вантажів від часу переробки (рис. 5) (значення часу та витрат на переробку в кожній фазі терміналу отримані за допомогою регресійних моделей). Отже, можливо обрати раціональну технологію при різному часі переробки вантажів.

Для компенсації витрат терміналу на застосування заходів технології прискореної переробки розраховано надбавку за послуги підвищеної якості.

Для перерахованих заходів розраховані величини скорочення часу переробки вантажів у відповідній фазі і додаткові витрати на їх виконання (табл. 1). Значення були отримані за допомогою регресійних моделей, що були розроблені в 4 розділі.

Рис. 4 - Витрати та час переробки в залежності від коефіцієнта Лагранжа

Размещено на http://www.allbest.ru/

Тпер, год.

Рис. 5 - Залежність витрат на переробку вантажів від часу переробки

Таблиця 1 - Час скорочення перебування партії вантажу у відповідних фазах (чисельник) та їх вартість (знаменник)

Номер варіанту технології	Фаза прийому	Фаза зберігання	Фаза комплектації	Фаза відправки
1	1,23	1,18	1,04	0,37
	12,49	12,5	12,48	5,16
2	0,96	1,18	0,9	0,79
	12,61	12,68	12,57	12,57
3	0,43	0,67	-	0,09
	4,11	4,15	-	0,33
4	0,17	0,17	0,17	0,17
	7,23	7,03	7,4	7,31
5	0,5	0,33	0,17	0,33
	3,13	3,07	3,05	3,09
6	0,5	0,2	0,17	0,33
	0,13	0,04	0,05	0,09
7	0,33	0,17	0,17	0,17
	3,09	3,03	3,05	3,04
8	0,27	0,2	0,1	0,33
	2,07	2,04	2,03	2,09
9	0,5	0,67	0,17	0,33
	0,13	0,15	0,05	0,09
10	1,63	1,8	1,52	1,58
	30,96	31,14	30,82	30,89

Розв'язком за методом Лагранжа є опукла крива для даних варіантів по додаткових витратах і часу (значення надані в табл. 1) в залежності від коефіцієнта Лагранжа (рис. 6).

На основі функцій В'= f(л) і ДТ = f(л) побудована залежність вартості заходів, що ввійшли у варіант, від часу скорочення часу перебування вантажу на терміналі (рис. 7).

Рис. 6 - Додаткові витрати та час скорочення переробки в залежності від коефіцієнта Лагранжа



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 7 - Залежність додаткових витрат на переробку вантажів від часу скорочення переробки

Залежність додаткових витрат на переробку вантажів від часу скорочення переробки представлена на рис. 7. Величина надбавки за надання послуги підвищеної якості терміналом вантажовласникам за рахунок скорочення часу переробки на 1 годину склала 4,5 грн.

Загальний річний економічний ефект запропоновано розраховувати як суму економічних ефектів терміналу (ЕТ), вантажовласників (ЕВВ) та автотранспортних підприємств (ЕАТП) від впровадження технології прискореної переробки вантажів.

В результаті розрахунків річний економічний ефект терміналу від впровадження заходів технології прискореної переробки вантажів розрахований по даним ТОВ «МЕТРО Кеш енд Керрі Україна» склав 183052,8 грн. Відповідно річний економічний ефект вантажовласників від впровадження таких заходів дорівнює 630600,45 грн, автотранспортних підприємств - 992513,64 грн.

В дисертації розглянуто другий спосіб скорочення часу знаходження тарно-штучних вантажів на терміналі. Це впровадження в процес переробки вантажів автоматизованої системи передачі інформації. Розглянуті два варіанти: 1) штрихове кодування (Barcode); 2) системи радіочастотної ідентифікації (RFID-системи). Цей шлях скорочення часу припускає капітальні вкладення до процесу переробки вантажів на терміналі.

За результатами розрахунків отримано, що впровадження в процес переробки вантажів на терміналі RFID-систем є найбільш ефективним. Ці системи дозволяють скоротити час переробки на 85,21% (1,85 год.). Для даної системи ступінь використання дорівнює 100%, а ступінь використання Barcode-систем складає лише 62%.



ВИСНОВКИ

Аналіз існуючих теоретичних розробок і практичних підходів по підвищенню ефективності функціонування терміналів при переробці тарно-штучних вантажів в умовах транспортного ринку показав, що вони не враховують взаємодію вантажовласників і терміналу, тобто їх проблеми вирішуються як окремі задачі і не розглядались в цілому як система. Також не вирішується проблема тарифікації послуг, що надаються терміналами в умовах транспортного ринку. Процеси, що відбуваються на терміналі з вантажами розглядаються окремо, а не як взаємовпливові, що не дає змогу чітко врахувати всі параметри технологічного процесу на терміналі. Взагалі не розглядаються такі критерії ефективності як час переробки вантажів на терміналі, а також витрати на цей процес.

Запропоновано розглядати термінал як множину взаємопов'язаних фаз, через які проходить вантаж. Також процес переробки тарно-штучних вантажів на терміналі запропоновано розглядати як переробку двох паралельних потоків - матеріального та документально-інформаційного, що дозволяє виявити наднормативні простої із-за неузгодженості процесів.

Для раціоналізації взаємодії вантажовласників і терміналу запропонована методика оцінки доцільності впровадження заходів технології прискореної переробки вантажів з урахуванням вимог споживачів, які запропоновано визначати по запропонованій методиці на основі теорії нечітких множин.

За критерії оптимальності функціонування терміналу при переробці тарно-штучних вантажів обрано час та витрати на переробку вантажів на терміналі, що є найвагомішими показниками для споживачів.

Запропоновано методики вирішення задач по вибору варіанта раціональної технології прискореної переробки вантажів на терміналі та обґрунтування величини надбавки за послуги підвищеної якості на основі векторної оптимізації з використанням методу невизначених множників Лагранжа.

Удосконалена та набула подальшого розвитку математична модель, яка враховує вплив на час переробки тарно-штучних вантажів таких параметрів технологічного процесу на терміналі, як: операційні, технологічні, параметричні та економічні. Запропонована математична модель враховує паралельність функціонування матеріального та інформаційно-документального потоків, та враховує вплив часу переробки вантажів в кожній фазі терміналу на витрати на цей процес. Для реалізації математичної моделі розроблено програмний продукт, який дозволяє моделювати функціонування терміналу при переробці тарно-штучних вантажів.

На основі проведеного експерименту встановлена функціональна залежність між найбільш впливовими параметрами технологічного процесу та часом переробки вантажів на терміналі. Найбільш впливовими показниками в даному випадку виявились: маса однієї одиниці вантажу, відстань переміщення вантажу по ділянкам терміналу, продуктивність механізму та параметрична складова - паралельність. В результаті були отримані регресійні моделі в залежності від виду НРМ та вигляду упаковки. Також отримані регресійні моделі залежності витрат на переробку вантажів від часу переробки.

На основі опитування вантажовласників та оцінки ступеню важливості окремих ознак якості взаємодії вантажовласників з терміналом, яке було проведено серед клієнтів підприємства ТОВ «МЕТРО Кеш енд Керрі Україна» установлено, що найбільш вагомими для них є час та витрати на переробку тарно-штучних вантажів.

7. Вирішено задачу вибору раціональної технології прискореної переробки вантажів на терміналі. Методика рішення заснована на застосуванні методу векторної оптимізації, що дозволило отримати залежність витрат на переробку вантажів від часу переробки при різних варіантах технології прискореної переробки вантажів. Також застосування даної методики дозволило обґрунтувати надбавку за надання послуги підвищеної якості. Для розглянутого варіанта надбавка склала 4,5 грн за год.

8. Розрахований річний економічний ефект терміналу від провадження заходів технології прискореної переробки тарно-штучних вантажів на ТОВ «МЕТРО Кеш енд Керрі Україна» склав 183052,8 грн.

Застосування технології прискореної переробки вантажів дозволяє скоротити час на весь процес переробки вантажів на терміналі, але несе за собою додаткові витрати. Для компенсації таких витрат запропоновано використовувати надбавку за надання послуги підвищеної якості. Також скорочення часу переробки вантажів дозволяє переробити більшу кількість партій вантажів за добу. А це, в свою чергу, надає змогу отримати більше прибутків в кінцевому результаті.

Практична реалізація результатів роботи апробована на підприємствах ТОВ «МЕТРО Кеш енд Керрі Україна», ТОВ «АСС» та ТОВ «Авангард М» (м. Харків). На підприємствах впроваджено вище вказане методичне та програмне забезпечення при оперативному управлінні та організації роботи терміналу при переробці тарно-штучних вантажів.



СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Самойленко А.С. Критерії ефективності функціонування термінальних систем / Нагорний Є.В., Самойленко А.С. // Автомобільний транспорт. - 2004. - Вип. 15. - С.66-69. Автором досліджені існуючі критерії ефективності функціонування термінальних систем, і для застосування в роботі запропоновані такі: час переробки тарно-штучних вантажів та витрати на переробку на терміналі.

2. Самойленко А.С. Впровадження радіочастотної ідентифікації об'єктів в процес доставки вантажів / Є.В. Нагорний, В.О Андросенко, А.С. Самойленко // Вісник ХНАДУ. - 2005 р. - Вип. 30. - С. 64-68. Автором визначена доцільність впровадження RFID-технології у процес доставки вантажів на прикладі термінальних перевезень та використана теорія нечітких множин для задачі підвищення якості переробки вантажів за рахунок максимального використання можливостей транспондерів.

3. Самойленко А.С. Порівняння RFID та Barcode систем для впровадження їх при термінальних перевезеннях / Є.В.Нагорний, В.О.Андросенко, А.С.Самойленко // Вісник ХНАДУ. - 2006 р. - Вип. 32 - С. 70-73. Автором визначений комплекс технологічних операцій на терміналі де існує можливість впровадження RFID та Barcode систем.

4. Самойленко А.С. Методика визначення часу переробки тарно-штучних вантажів на терміналі / Є.В.Нагорний, А.С.Самойленко // Автомобільний транспорт. - 2006 р. - Вип. 19. - С.72-76. Автором розроблена математична модель визначення часу переробки вантажів на терміналі, яка відображає паралельність процесів, що відбуваються на терміналі, та включає технологічну лінію документальних потоків, що не було включено у вже існуючі моделі.

5. Самойленко А.С. Оцінка ефективності прискореної переробки тарно-штучних вантажів на терміналі / Є.В.Нагорний, А.С. Самойленко // Восточно-Европейский журнал передовых технологий - 2008 р. - Вип.1/2 (31). - С. 1-53. Автором розроблена методика для розрахунку значення мінімального та нормативного часу переробки тарно-штучних вантажів в терміналі, а також за допомогою отриманих методик та залежностей визначена надбавка за технологію прискореної переробки тарно-штучних вантажів на терміналі



АНОТАЦІЯ

Самойленко А.С. Удосконалення технології прискореної переробки тарно-штучних вантажів на терміналах в умовах ринку транспортних послуг.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук по спеціальності 05.22.01 - «Транспортні системи». - Харківський національний автомобільно-дорожній університет, Харків, 2009.

Дисертація присвячена удосконаленню технології прискореної переробки тарно-штучних вантажів на терміналі в умовах ринку транспортних послуг. В роботі представлений новий підхід до розробки надбавки при сплаті послуг на переробку тарно-штучних вантажів на терміналі за застосування технології прискореної переробки та виборі раціональної технології прискореної переробки вантажів на терміналі. Використання запропонованих моделей дозволяє врахувати взаємодію відразу двох логістичних потоків на терміналі: матеріальний та документально-інформаційний. Запропоновано оцінювати ефективність використання технології прискореної переробки вантажів на терміналі на підставі теорії векторної оптимізації. Отримані результати говорять про доцільність впровадження технології прискореної переробки вантажів на терміналі при застосуванні додаткових капітальних вкладень та без них. За допомогою векторної оптимізації також розрахована надбавка за надання послуг покращеної якості.

Розроблені на підставі аналізу рекомендації із застосування розробленої технології прискореної переробки тарно-штучних вантажів на терміналі мають практичну цінність і були використані при прийнятті оперативних управлінських рішень на підприємствах ТОВ «МЕТРО Кеш енд Керрі Україна», ТОВ «АСС» та ТОВ «Авангард М» (м. Харків).

Ключові слова: термінал, тарно-штучні вантажі, раціональна технологія, надбавка, математична модель.



АННОТАЦИЯ

Самойленко А.С. Усовершенствование технологи ускоренной переработки тарно-штучных грузов на терминалах в условиях рынка транспортных услуг.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.22.01 - «Транспортные системы». - Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет, Харьков, 2009.

Диссертация посвящена усовершенствованию технологии ускоренной переработки тарно-штучных грузов на терминале в условиях рынка транспортных услуг.

Структура диссертации отвечает последовательности предложенной для работ по усовершенствованию технологии переработки тарно-штучных грузов на терминалах в условиях рынка транспортных услуг. Применение указанных методов и принципов решения поставленных задач направлено на получение корректных результатов и адекватных моделей.

В работе сформулирована прикладная научная задача, которая имеет важное значение для организации работы терминалов при переработке тарно-штучных грузов, поставлена цель научных исследований, определены пути решения задач, обоснованы методы теоретических и экспериментальных исследований.

Разработаны теоретические основы по формализации функционально-логистической структуры терминала по переработке тарно-штучных грузов.

Проанализированы и классифицированы существующие критерии эффективности функционирования терминалов, проанализирована степень приемлемости критериев эффективности для использования на современных терминалах. В данном случае за критерии эффективности выбраны: время переработки грузов на терминале и затраты на этот процесс.

Разработана методика определения степени важности отдельных признаков варианта технологии ускоренной переработки грузов на терминале с помощью теории нечетких множеств, сделана постановка инженерной и математической задачи по выбору варианта технологии ускоренной переработки тарно-штучных грузов и оптимальной тарифной политики терминала при взаимодействии с грузовладельцами, предложена методика решения поставленных задач с помощью векторной оптимизации.

Разработано программное обеспечение для расчета времени на переработку грузов и затрат на этот процесс при учете параллельности функционирования двух потоков: материального и документально-информационного.

Проведена формализация исходных данных, которые были собраны на предприятии ООО «МЕТРО Кеш энд Керри Украина» (г. Харьков), проведены экспериментальные исследования и разработаны регрессионные модели для определения показателей работы терминалов.

Проведен анализ влияния основных факторов на объект исследования, определена степень важности отдельных признаков технологии ускоренной переработки грузов с использованием теории нечетких множеств, сделана векторная оптимизация по выбору варианта технологии ускоренной переработки грузов и тарифной политики (обоснована величина надбавки за услуги повышенного качества).

Экономический эффект полученный от применения технологии ускоренной переработки грузов. Общий годовой экономический эффект рассчитывается как сумма экономических эффектов терминала, грузовладельцев и автотранспортных предприятий от применения технологии ускоренной переработки грузов на терминале.

Разработанные на основании анализа рекомендации по применению разработанной технологии ускоренной переработки тарно-штучных грузов на терминале имеют практическую ценность и были использованы при принятии оперативных управленческих решений на предприятиях ООО «Мэтро Кэш энд Керри Украина», ООО «Авангард М», ООО «АСС» (г. Харьков).

Ключевые слова: терминал, тарно-штучные грузы, рациональная технология, надбавка, математическая модель.



ABSTRACT

Samoylenko A.S. Technology improvement for the accelerated processing of the piece goods at the terminals in conditions of the transportation services market.

The thesis to obtain the scientific degree of technical sciences candidate, specialty 05.22.01 - "Transport systems". - Kharkiv National Automobile and Highway University. Kharkiv, 2009.

The thesis is devoted to the improvement technology for the accelerated processing of piece goods at the terminals in conditions of transportation services market. A new approach to the calculation of markup in time of service payment for the piece goods processing at the terminal using the technology of accelerated processing and choice of rational technology for the accelerated processing of the piece goods at the terminal has been presented in the research. The use of the introduced models allows taking into account the simultaneous interaction of two logistic flows at the terminal - material and documentary-information ones. The efficiency of the using the accelerated piece goods processing technology at the terminal has been offered to estimate by the vector optimization theory. The obtained results have confirmed the expedience of implementation of the accelerated piece goods processing technology at the terminal both bringing the additional capital investments and without them.

The analytically made recommendations on the use of the developed technology for the accelerated piece goods processing at the terminal are of the practical value and have been used for the quick managerial decision-making on «METRO Cash&Carry» LLC enterprises, «Avangard M» LLC enterprises, «ASS» LLC enterprises city of Kharkiv.