Удосконалення технології нерегулярних промислових вантажопотоків з використанням методів віртуального підприємства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля

УДК 656.073.33:004 (043.3)

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Удосконалення технології нерегулярних промислових вантажопотоків з використанням методів віртуального підприємства

Спеціальність 05.22.12 - Промисловий транспорт

Кіркін Олександр Павлович

Луганськ 2007

Загальна характеристика роботи

промисловий вантажопотік віртуальне підприємство

Вступ. В умовах розширення сфери індивідуальних послуг і дії законів ринку, все частіше у промислових підприємств виникає потреба в ефективній реалізації зовнішніх нерегулярних перевезень, що характеризуються ситуаційністю і прийняттям обмежених за часом рішень з використанням їх відомчого транспорту. Це вимагає адекватних методів планування, організації і реалізації транспортних технологій, здатних знизити витрати ресурсів у логістичному ланцюгу доставки промислових вантажів споживачу і трудомісткість її побудови в умовах нечіткості і невизначеності зовнішнього середовища. "Концепція розвитку транспортно-дорожнього комплексу України на середньостроковий період та до 2020 року" Міністерства транспорту України одними з основних напрямків підвищення попиту на транспортні послуги й ефективності функціонування виробничої сфери країни визначає: удосконалення транспортних технологій, серед яких чимала частина нерегулярних потоків; узгодження роботи транспорту з виробничими і складськими технологіями; підвищення інформатизації й інформаційної взаємодії транспортних процесів. Удосконалювання на цій основі технології нерегулярних промислових потоків дозволить скоротити витрати на транспортні операції в собівартості продукції.

Актуальність дисертаційної роботи полягає в розвитку нового підходу до побудови технології зовнішніх, нерегулярних вантажопотоків промпідприємств, з використанням методів віртуального підприємства. Такий підхід, за рахунок використання глобальних інформаційних ресурсів, забезпечує можливість транспортних процесів швидко створюватися, адаптуючись при цьому до впливів зовнішнього середовища, дешево і безболісно ліквідуватися після виконання замовлення, дозволяє оптимізувати логістичні витрати на впровадження й експлуатацію систем керування транспортними потоками, підвищити погодженість роботи ланок транспортної системи й ефективність використання промислового транспорту при реалізації зовнішніх транспортних процесів промпідприємств.

Існуючі моделі побудови оптимальної технології зовнішніх промислових вантажопотоків з визначенням параметрів транспортних процесів не відповідають сучасному простору вимог оперативності і гнучкості надання послуг. Традиційні методи не пристосовані для швидкого і системного створення структури і технології нерегулярних транспортних потоків і процесів. Імітаційні моделі дискретних транспортних систем, з причини стохастичності транспортних потоків, як і імовірнісні імітаційні моделі не дають повного опису керуючих впливів і формування транспортного потоку для єдиного логістичного ланцюга.

Тому сучасною тенденцією у вітчизняній та закордонній практиці підвищення ефективності роботи транспорту і підприємств є використання віртуальних технологій, що добре зарекомендували себе для віддаленого узгодження робіт, спостереження і керування ними, побудови систем швидкого пошуку і обробки інформації, розвитку технологій роботи з клієнтами і надання транспортних послуг.

Найбільш широко дані технології наведені у методах віртуального підприємства, реалізація яких на промислових перевезеннях призводить до побудови віртуального транспортного підприємства - тимчасового об'єднання інформаційних систем елементів транспортного процесу для вирішення поставленої транспортної задачі за допомогою погодженого надання необхідних ресурсів. А такі властивості як гнучкість, короткостроковість, нежорсткі зв'язки, віддалене інформаційне узгодження роботи і коректування на не обмеженій території, можливість комп'ютерного накопичення знань і системне керування, роблять їх конче необхідними для нерегулярних вантажопотоків промпідприємств.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами

Дослідження виконано згідно з Постановою кабінету міністрів України № 1684 від 9 жовтня 2000р. "Про затвердження Концепції реформування транспортного сектору економіки" і згідно з "Концепцією розвитку транспортно-дорожного комплексу України на середньостроковий період та до 2020 року", Міністерства транспорту України.

Розробка даного дослідження велась у рамках міжнародного мережного проекту Tempus NP 22243-2001 "Побудова європейсько-російсько-української мережної структури організації перевезень і передачі досвіду "ноу-хау" у галузі поглибленої економічної підготовки інженерів транспорту" та галузевої програми "Розробка і впровадження організаційно-економічного механізму побудови навчально-виробничого центру "Логістика Приазов'я" (номер державної реєстрації 0197U002528).

Особисто автором в контексті даних програм проведене теоретичне обгрунтування ефективності застосування методів віртуального підприємства у логістичних системах доставки промислових вантажів покупцю та розробка на цій основі системи віддаленого керування транспортними потоками таких систем.

Мета і завдання дослідження

Метою дисертаційної роботи є удосконалення технології нерегулярних вантажопотоків промпідприємств методами віртуального підприємства на підставі використання випередженої, попередньої і точної інформації для зниження загальних витрат на транспортні процеси і підвищення ефективності використання промислового транспорту при доставці промислових вантажів споживачу.

Для досягнення поставленої мети у дисертаційній роботі передбачено вирішення наступних задач дослідження:

проаналізувати існуючі методи планування і керування роботою транспорту на нерегулярних промислових вантажопотоках і можливість використання для них методів віддаленого пошуку технологічних рішень віртуального підприємства;

дослідити із застосуванням системного підходу нерегулярні транспортні потоки в логістичній системі доставки промислових вантажів споживачам з наступним визначенням керуючих впливів віртуального центра та побудовою моделей пошуку технологічних рішень нерегулярних промислових вантажопотоків з використанням методів віртуального підприємства;

розробити загальну систему пошуку оптимальної технології нерегулярних промислових вантажопотоків при невизначеності інформації в елементах транспортного процесу і побудувати для неї модель інформаційної взаємодії елементів з використанням методів віртуального підприємства для усунення слабких місць у системі обміну інформацією;

верифікувати розроблений метод удосконалювання технології нерегулярних вантажопотоків у реальних умовах Маріупольського промвузла й оцінити рівень впливу запропонованого методу оперативної побудови логістичного ланцюга доставки вантажів на ефективність промислових вантажопотоків.

Об'єкт дослідження - технологічні процеси нерегулярних промислових вантажопотоків у логістичному ланцюгу “Вантажовідправник - Вантажоодержувач”.

Предмет дослідження - параметри, що впливають на технологічні процеси у ланці логістичного ланцюга доставки вантажів від промислового підприємства до вантажоодержувача.

Методи дослідження. Для досягнення поставленої мети в дисертаційній роботі використані методи системотехніки, системного аналізу, дослідження операцій, теорії графів, масового обслуговування, керування і прийняття рішень; основи інформаційної логістики.

Наукова новизна отриманих результатів полягає у наступному:

вперше в дисертації досліджені фактори нерегулярності промислових вантажопотоків, які дозволили роз'єднати їх за класифікаційною ознакою та запропонувати нові наукові положення з організації зовнішніх промислових транспортних процесів для класу задач роботи рухомого складу в умовах нерегулярності, ситуаційності та прийняття обмежених часом рішень;

новим науковим рішенням запропонованим особисто, на відміну від відомих раніше теоретичних положень, є використання сформульованої в дисертації концепції віртуального транспортного підприємства, яка визначає подальший напрямок удосконалення технології нерегулярних промислових вантажопотоків, для оперативної побудови адаптованих до впливу зовнішнього середовища транспортних процесів;

подальшого розвитку набуло теоретичне положення оперативної адаптації відносно впливу збурюючих або непередбачених факторів в транспортних процесах, що дозволяє особі, яка приймає рішення з урахуванням накопиченого нею досвіду, автоматизувати процес прийняття рішень;

удосконалена інформаційна модель транспортних процесів, що керує перевезенням промислових вантажів за рахунок розробки принципів погодження ланок логістичного ланцюга нерегулярного потоку вантажів, якому притаманні, окрім факторів нерегулярності, часткова несумісність інформаційних систем та незалежність взаємодіючих систем транспортного процесу різних форм власності.

Практичне значення отриманих результатів полягає у наступному:

використання розробленої теорії прийняття рішень по параметрах транспортних процесів із застосуванням методів віртуального підприємства дозволяє знизити витрати часу на пошук і реалізацію оптимальних технологічних рішень для нерегулярних транспортних потоків. Застосування даного алгоритму в організації перевезення вантажів експедиторської фірми “Совмортранс” показало можливість скорочення на 12% часу доставки вантажів від Постачальника до Споживача (акт впровадження від 12.07.03);

застосування розроблених моделей і алгоритмів по віддаленому узгодженню роботи елементів транспортного процесу віртуального центру доведено до комп'ютерної реалізації і розрахункових процедур. Вони дозволяють підвищити ефективність використання рухомого складу, забезпечуючи ефективне керування територіально віддаленими об'єктами. Впровадження даних моделей (акт від 22.05.2003) в роботі Маріупольського промислового залізничного транспорту дозволило на 10-15% скоротити час доставки вантажів у логістичному ланцюгу від залізничної станції Сартана до Споживачів;

використання методів віртуального підприємства при розробці технології промислових вантажопотоків, за рахунок використання логістичних ресурсів, віддаленого узгодження параметрів транспортних потоків і їх адаптації до впливів зовнішнього середовища дозволило оперативно знаходити технологічне рішення з мінімізацією загальних витрат на всьому ланцюгу доставки промислових вантажів споживачу. Економічний ефект від впровадження розробленої теорії і методики організації транспортного процесу доставки сталі у рулонах з комбінату ім. Ілліча через МДМТП до споживача (акт впровадження від 26.12.03) склав 33 гривні на одну тонну вантажу.

Особистий внесок здобувача в наукових працях, окрім виконаних самостійно [1, 2, 3, 4, 7], полягає у наступному:

розроблено структурну модель системи керування транспортними потоками і модель інтеграції інформаційних систем підприємств Приазов'я і системи керування при доставці вантажів [5];

сформульовані основні теоретичні і практичні задачі забезпечення транспортних потоків попередньою і точною інформацією [6];

визначена характеристика керуючих впливів віртуального підприємства і їх спрямованість [8];

визначена характеристика інформаційного середовища віртуального підприємства [9];

Апробація результатів роботи. Основні розділи дисертаційної роботи були повідомлені і схвалені на:

науково-практичних конференціях Приазовського державного технічного університету (Маріуполь, 1998-2004р.);

першої міжнародної науково-практичної конференції Харківського Національного автомобільно-дорожнього університету "Проблеми розвитку ринку міжрегіональних та міжнародних транспортно-експедиційних послуг" (Харків, 2003р.);

міжнародній науково-практичній конференції "Сталий розвиток міст. Міські і регіональні проблеми транспортних систем і логістики" (Харків, 2004р.);

VIII міжнародній науково-практичній конференції “Динаміка наукових досліджень `2005” (Дніпропетровськ, 2005р.).

Публікації. По темі дисертаційної роботи виконано 9 публікацій, з них 5 у наукових журналах і 4 тези доповідей на наукових конференціях.

Структура й обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається з вступу, чотирьох глав, загальних висновків, списку використаних джерел та додатків. Повний обсяг дисертації 178 сторінок, 68 малюнків на 32 сторінках, 5 таблиць на 9 сторінках, 4 додатки на 17 сторінках, 150 літературних джерел на 12 сторінках.

Основний зміст роботи

У вступі обгрунтована науково-практична актуальність і новизна теми дослідження, дана загальна характеристика роботи, сформульована мета і поставлені задачі дослідження, обраний об'єкт дослідження, сформульовані наукова новизна і практична цінність результатів отриманих у дисертаційній роботі.

У першому розділі наведений аналіз зовнішніх промислових вантажопотоків, визначено місце і характер нерегулярних промислових вантажопотоків, причини і фактори нерегулярності. Виконаний огляд теорії сучасних методів і засобів організації, планування і керування нерегулярними промисловими потоками в логістичній системі доставки вантажів.

Промислові підприємства - основа логістичного ланцюгу доставки вантажів споживачам, відповідальність яких по цьому ланцюгу для зовнішніх перевезень визначається правилами Інкотермс і регулюється законодавством України і міжнародними угодами.

Таким чином, промисловий транспорт (ПТ) задіяний не тільки у внутрішніх, але і у зовнішніх перевезеннях вантажів промпідприємств, яким притаманні варіантність можливих технологічних рішень, висока стохастичність умов доставки і невизначеність зовнішнього середовища.

Питома вага зовнішніх транспортно-складських витрат у собівартості продукції складає 15-25%, при цьому 20-40% від загальних витрат на доставку промислових вантажів споживачу пов'язано з відсутністю обгрунтованої технології нерегулярних вантажопотоків по всьому ланцюгу постачальник - споживач.

Удосконалення промтранспортних процесів спирається на накопичений досвід у методах і моделях вирішення транспортних задач, який достатньо наведений у роботах Акулінічева В.М., Бабушкіна Г.Ф., Гріневича Г.П., Кузнєцова А.П, Лабадіна С.І., Лецького Е.К., Лещинського Е., Матюніна І.Є., Нечаєва Г.І., Правдіна Н.В., Рамазанова С.К., Сааті Т., Сая В.М., Смєхова А.О., Уайтіна Т., Шмулевича М.І. та інших.

Однак, аналіз існуючих теоретичних і практичних методів і математичних моделей для вирішення транспортних задач, свідчить, що в них недостатньо враховується невизначеність і динаміка ринкового середовища, яка викликає нерегулярність у часі і засобах доставки готової продукції у мультімодальних системах і технологіях, стохастичність гнучких структур виробництва, обмеженість пошуку рішень за часом.

Тому підвищення ефективності керування транспортними потоками необхідно здійснювати з використанням принципів і методів логістики, а також віртуалізації технологічних процесів з використанням Інтернет. Подібні методи розглянуті в роботах Анікіна Б.А., Губенко В.К., Неруша Ю.М., Ніколаєнко І.В., Родкіної Т.А., Сергєєва В.І., Тарасова В.Б., Челені Й. та інших авторів.

В останні роки з'явилися і практичні роботи, в яких використовуються для оптимального рішення ситуаційних задач методи віртуалізації. Класичними напрямками в сфері віртуального керування є:

віртуальне об'єднання декількох великих підприємств, що підвищує гнучкість виробництва - VIRTEC, Auto Trading, Rockwell і SKF, та ін.;

віртуальні магазини великих промислових підприємств, для підвищення доступу до їх продукції і попереднього планування - Excalibur Technologies, Southwest Airlines, Amazon.com, Dell і т.д.;

створення інформаційних порталів, для віртуального обслуговування й узгодження робіт елементами концернів - БД Jasmine, WWL (UPS), IronSpire, British Petroleum, МШС Росії і т.д.;

електронні засоби оплати, для віддаленого обслуговування клієнтів - WebMoney, RFID, PayCash і ін.;

тимчасове об'єднання віртуальних ресурсів для виконання замовлення - “Валден Падлерс”, концерн “Азовмаш”.

Як показує аналіз, для вирішення ситуаційних виробничих задач ефективними є методи з віддаленого узгодження параметрів взаємодіючих систем, які цілком реалізовані тільки у віртуальному підприємстві (ВП).

Ефективність методів (методи ВП) полягає в новому підході до використання інформації, одержуваної при виконанні транспортного процесу і віддалених логістичних ресурсів (інформації про елементи транспортних систем, включаючи обурюючі дії на них), які знаходяться в мережі Інтернет. Застосування даних методів для зовнішніх промислових вантажопотоків, дозволить на 20-40% скоротити витрати на транспортну складову.

У другому розділі поставлена і формалізована задача дослідження.

Застосування методів ВП призведе для оперативного пошуку оптимальної технології нерегулярних промислових вантажопотоків з побудовою логістичної системи доставки вантажів від промислового підприємства до споживача. Отриманий при цьому технологічний ланцюг (TS_PT) з централізованим керуванням (U_VE) є віртуальним транспортним підприємством - VLP_T.

Керування в системі здійснюється за допомогою віртуального центру (VЕ_Т), як реакція на зворотний зв'язок (V^j_обр) від j-их елементів технологічного ланцюга і пунктів зародження (S₁) і поглинання (S_Н) вантажопотоку і логістичні ресурси (R={r_j}) з мережі Інтернет.

Сформульовані наступні способи підвищення ефективності промислової транспортної системи, реалізовані у методах ВП:

1) Використання віддалених логістичних ресурсів і досвіду робіт через мережу Інтернет дозволяє скоротити час на одержання випередженого прогнозу і попередження збурюючих дій на час . При цьому не потрібно додаткових витрат на побудову складних комп'ютерних систем, проведення дослідних робіт і виконання технічних проектів.

Для його реалізації необхідно розмежувати об'єкти транспортного процесу за їхньою функціональною ознакою, точний опис їх можливостей у просторово-необмеженій системі пошуку. Тоді, загальні витрати C_TS на весь технологічний ланцюг дорівнюють:

C_S = f ( r_hj), h = 1, H; при r_hj = {A_hj(), B_hj(), U_hj(t-+)}; (1)

де, r_ij, A_ij(), B_ij() - відповідно ресурси, які затрачуються на транспортний процес j-м партнером, виражені через функцію f (r_ij) як собівартість або вартість виконання транспортної операції h, його засоби і функціональні можливості;

U_hj(t-+)- керуючі впливи на транспортну операцію h, j-го партнера, з затримкою в часі - .

2) Перехід до ринку індивідуальних послуг, з використанням критерію оптимізації логістичної системи (К_S) споживача транспортних послуг.

3) Використання централізованої системи керування незалежними один від одного елементами транспортного процесу. Система керування реалізована через віртуальний центр і дозволила оптимізувати загальні витрати (С_опт) по всьому технологічному ланцюгу (TS_PT) доставки промислових вантажів від промпідприємства до споживача, з технологічними обмеженнями D_S, для чого усі показники повинні бути приведені до одного виду - інтенсивності виконання робіт (I_S):

C_опт(K_S, I_S, D_S, t)opt. (2)

4) Наявність віддаленого зворотного зв'язку у системі дозволила застосувати ресурсний підхід, заснований на виборі не тільки необхідних елементів для транспортних процесів, а й тих чи інших технологічних засобів, які використовуються ними при узгодженні параметрів логістичної системи у часі t.

При цьому інформаційна система віртуального транспортного підприємства набуває виду: И_S={V^j_обр;U_VE}, а керуючі впливи на j-і елементи технологічного ланцюга (u_j = [V^j_обр]) спрямовані на мінімізацію витрат ресурсів: r_jmin.

Задача побудови логістичної системи нерегулярного промислового вантажопотоку - LS, керованої віртуальним центром (U_VE), грунтується на принципах - , що відносяться до загальних принципів транспортних систем (Р). Відповідно транспортні процеси нерегулярної вантажопереробки - f вибираються з безлічі існуючих транспортних технологій - F() так, що fF(), а для обраних транспортних процесів підібрані необхідні транспортні засоби з технологічних засобів ( ).

Тоді, для досягнення поставленої мети дослідження, необхідно знайти значення параметрів логістичної системи (R_S), що залежать від накладених обмежень - D_S, взаємозв'язків елементів транспортної мережі - И_S і змінюваних у часі за критерієм К_S критеріальних оцінок - K_t(v(t-),) параметрів системи. За умови мінімізації цільової функції транспортного процесу (С_опт(t+)min) і адаптації K_t до збурюючої дії у часі t.

Формалізоване представлення цієї задачі виражено в такий спосіб:

(3)

де, - знак відображення;

v - варіант станів параметрів VLP_T;

t - час протікання технологічного процесу.

Вирішення поставленої задачі здійснюється за рахунок наступної декомпозиції віртуальної транспортної системи з розділом системи доставки вантажів на два рівні: керуючий (віртуальний центр) і керований (транспортний процес або операція), детальним описом мети Ц_S, функцій f_S, критеріїв рішення K_t і знаходженням параметрів нерегулярного матеріалопотоку R_S.

Логістична система потокового процесу - це множина взаємодіючих транспортних систем X_S = {B_S, M_S} і транспортних процесів f F(), в яких беруть участь транспортних засобів (B_S={b}) і nA одиниць піднімально-транспортного устаткування (M_S={m_n}).

Потоковий процес доставки промислових вантажів поєднує: матеріальний, інформаційний і транспортний потоки. Транспортні процеси складає множина транспортних операцій f = {G_i, L_i, P_i, T_i, S_i}, які в свою чергу включають безліч взаємодіючих потоків елементів транспортного процесу.

Тоді, модель технологічного ланцюга VLP_T доставки промвантажів є деревом зв'язаного орієнтованого графа G_VLP = {Y_VLP, Х_VLP, }. Елементи транспортного процесу утворюють множину Y_VLP=y₁, y₂,…, y_j - вершини графа G_VLP, транспортні зв'язки є множиною Х_VLP=х₁, х₂,…, х_j - дуги графа G_VLP, а умови (витрати) здійснення перехідних процесів становлять матрицю - орієнтоване відображення інциденцій графу G_VLP.

Побудова системи керування транспортним процесом на основі проведеного структурно-функціонального аналізу здійснено з позицій системного підходу c виділенням функціональних підсистем.

Тоді, технологічні операції транспортного процесу розглядаються як система, в котрій перетворюються вхідні потоки Хⁱ в вихідні потоки Yⁱ, за допомогою внутрішніх перетворень системи Zⁱ:

(4)

де F' - оператор перетворення;

x_ij, y_ij, z_ij- відповідно, параметри вхідних, вихідних потоків і стани j-го елементу i-го транспортного процесу;

f' - функція перетворення.

Відповідно до формули 4 усі транспортні потоки розділені на три множини: вхідні - Xⁱ, стану - Zⁱ і вихідні - Yⁱ.

Інформаційні потоки представлені збурюючими, зворотними й керуючими впливами. Керуючий вплив при цьому розглядається у вигляді заявки на транспортний процес.

Тоді, модель об'єкта керування ВТП визначається наступною системою рівнянь:

, (5)

де , - інтенсивність відповідно до виконання технологічної операції і виходу з попередньої технологічної операції;

, - частка зниження інтенсивності виконання технологічної операції від прояву внутрішніх збурюючих дій, що впливають на вхідний транспортний потік і на внутрішній стан системи;

, - частка зниження інтенсивності виконання технологічної операції від появи зовнішніх збурюючих дій ВТП, що впливають на вхідний транспортний потік і на внутрішній стан системи;

, , - частка відповідно внутрішніх збурюючих дій, керуючого впливу ВТП і відмов, у реальному процесі;

, - погрішність відповідно виміру параметрів реальних транспортних процесів і перетворення керуючих впливів у параметри транспортної системи, 0.

Досягненням даної моделі - є можливість багатофакторного розгляду, поелементного контролю та керування параметрами системи, і визначення внутрішньої структури керованого стохастичного, детермінованого чи імовірнісного процесу.

Аналіз критеріїв керування транспортним потоком ЛС, дозволив визначити систему множин кількісних параметрів (K), збурюючих дій (E), якісних параметрів (N), керуючих впливів (U) у вигляді стохастичної відповідності f : ХY Y. Тоді, параметри нерегулярного вантажопотоку виразити через наступну сукупність множин:

(6)

де множини із G, J, L, M, P, R показників стану транспортної системи, відповідно для процесу керування транспортною операцією, її кількісних показників, умов проведення транспортної операції, якісних показників критеріальної оцінки процесу транспортування і збурюючих дій на транспортну операцію;

- функція належності параметрів множині показників стану транспортної системи;

На підставі проведених досліджень запропонований спосіб пошуку технологічних рішень для транспортної системи з використанням віртуального центра:

VE_T = ({R_S},{U_VE},T) opt {C_S(t)} (7)

де - функція перетворення параметрів системи {R_S} в часі Т при керуючому впливі U_VE ;

C_S(t) - критеріальна оцінка системи.

Тоді, пошук оптимальних параметрів логістичної системи доставки вантажів від промислового підприємства до вантажоодержувача є рішенням рівняння:

(8)

де відповідно множина кількісних і якісних показників параметрів транспортного процесу, що виходять з технологічної операції;

C^опт - шукана множина оптимальних критеріальних оцінок параметрів транспортного процесу.

Для вивчення дії транспортної системи у часі, виконано статистичне моделювання операцій транспортного процесу з оцінкою їх параметрів. Відповідність емпіричних законів розподілу теоретичним оцінювалася за допомогою критерію Пірсона з рівнем значимості =0,05.

У третьому розділі розроблені необхідні моделі керування і планування роботою транспортних потоків у логістичному ланцюгу доставки вантажів.

Побудова технологічного ланцюга доставки промислових вантажів від підприємства до вантажоодержувача здійснюється з урахуванням зниження витрат на навантажувально-розвантажувальні операції (С_прр), використання транспортних засобів (С_исп.ТС) і складування (С_хр):

С_опт = С_прр + С_исп.ТС + С_хрmin. (9)

При цьому ефективність роботи транспортної системи в цілому залежить від скорочення простоїв техніки в очікуванні транспортних операцій: Т_ож0. Тому, у дисертаційній роботі запроваджена модель узгодження транспортних потоків за допомогою диференціальних рівнянь стану системи.

При наявності конфліктів використання технологічного устаткування в системі, у дисертаційній роботі побудовані моделі масового обслуговування з відносним пріоритетом обробки транспортних засобів.

Керування транспортними потоками здійснюється на основі критерію якості J_U, тобто, необхідне таке керування U параметрами логістичної системи в часі t, що при впливі зовнішніх факторів Е={e}, вихідні параметри прагнуть до оптимальних (YY_опт при СC_опт). При цьому передатна функція об'єкта керування є ідеальною диференційною ланкою.

Керування складними системами, з наявністю активних елементів є неможливим без участі людини, тому що при зміні ситуації багато із припущень вкладених в ЕОМ вимагають корегування. Тому, ЛПР (Z_VLP) є основою моделі прийняття рішень віртуального центру U_VE = Z_VLP(U).

Тоді, задача пошуку технологічних рішень доповнюється елементами переваг експерта:

Z_VLP : NRЦ_i Z_VLP : З_itК_SP^MFG'D Y_VLP (10)

де Ц_i - множина цілей вирішення задачі;

З_i - постановка задач, на підставі прийнятих цілей вирішення задачі;

N - множина станів транспортної системи;

R - множина наявних ресурсів;

_t - множина припустимих альтернативних варіантів змінюваних у часі t, в залежності від безлічі наявних ресурсів;

К_S - множина критеріїв вибору;

P^M - множина методів виміру переваг;

F - відображення множини припустимих альтернатив у множину критеріальних оцінок;

G' - система переваг експерта;

D - вирішальне правило, що відбиває систему переваг;

Y - множина рішень поставленої задачі.

З безлічі методів автоматизації прийняття рішень самим стійким до збурюючих дій зовнішнього середовища, є метод теорії нечітких множин заснований на лінгвістичних правилах.

Згідно рисунку, в залежності від величини обраної інтенсивності протікання технологічних операцій з перевантаження промислових вантажів, змінюється значення собівартості робіт або час виконання технологічної операції.

У четвертому розділі розглянуте питання інтеграції складових віртуального транспортного підприємства в загальну систему керування доставкою вантажів. Виконано дослідження надійності інформаційної системи віртуального підприємства і ефективності його роботи, а також практичне планування доставки сталі у рулонах з к-ту ім. Ілліча в морський порт.

Основою, роботи інформаційної системи ВТП є уніфікація не систематизованих даних, які надходять від j-х елементів транспортного процесу й узгодження їх робіт, що досягається за допомогою перетворювача різних кодових систем до кодової системи ВТП (₀):

₀ = F₀(_iИ_S) (11)

де F₀ - функція перетворення різних кодових систем до кодової системи ВТП.

При виконанні розрахунків встановлено, що наявність абсолютного пріоритету обслуговування елементів ВТП потребує застосування в інформаційній системі незалежного інтернет-сервера для потенційних клієнтів. У противному випадку надійність роботи системи порушується.

Практичне моделювання грунтувалося на визначенні ефективної технології для існуючої доставки сталі у рулонах к-ту ім. Ілліча в порт, за критерієм “мінімум витрат”, з узгодженням інтенсивності руху транспортного потоку і обмеженням за часом усього транспортного процесу.

Наступне оперативне керування виконувалось з урахуванням принципів мінімізації неузгодженості отриманих і реальних показників системи доставки вантажів.

Економічна ефективність запропонованих моделей для доставки нерегулярних потоків, на прикладі постачання сталі у рулонах з к-ту імені Ілліча в Маріупольський порт, складає 20% від існуючої собівартості перевезення.

Висновки

У дисертації вирішена науково-практичне завдання удосконалення технології нерегулярних промислових вантажопотоків. В умовах мультимодальних перевезень, високої стохастичності параметрів нерегулярних потоків і орієнтації ринку послуг на вимоги замовників, завдання вирішене шляхом віддаленого узгодження параметрів транспортних процесів методами віртуального підприємства, які дозволяють оптимізувати витрати на оперативний пошук технологічних рішень для зовнішніх промислових вантажопотоків і підвищити ефективність використання промислових транспортних засобів в них. При цьому були отримані наступні основні результати:

1. Доведено, що існуючі методи і моделі організації, планування і керування транспортними потоками промислового підприємства недостатньо відповідають сучасним вимогам реалізації зовнішніх вантажопотоків промпідприємств. Вони не включають системний розгляд процесу доставки промислових вантажів від місця виробництва до місця споживання в умовах ринкових відносин, яким притаманні: індивідуальність послуг, що надаються споживачу, стохастичність збурюючих дій і нечіткість параметрів взаємодіючих систем.

2. Встановлено, що для реалізації зовнішніх транспортних процесів промпідприємств, які відрізняються нерегулярністю транспортних потоків у ланках мультимодальних перевезень (до 50% від загального вантажопотоку) і раціонального залучення до них промислового транспорту (його участь досягає 25% від загального обсягу зовнішніх перевезень), ефективним є використання методів віртуального підприємства по віддаленому узгодженню параметрів взаємодіючих систем. Дані методи, за рахунок використання Інтернет, дозволяють оперативно організувати транспортний процес, адаптуючи до збурюючих впливів зовнішнього середовища, і без витрат ліквідувати створену технологічну структуру після виконання замовлення, що є новим підходом до зовнішніх транспортних технологій промпідприємств який дозволяє на 20-40% знизити витрати на доставку вантажів споживачам.

3. Виконана декомпозиція нерегулярних промислових вантажопотоків показала, що для ефективного вирішення поставленої транспортної задачі доцільно роз'єднати систему доставки вантажів на два рівні: керуючий (віртуальний центр) і керований (транспортний процес або операція). Виконаний розподіл дозволив виділити керовані параметри системи і виконати структурну побудову віртуального центру, з наступною логічною побудовою багатоімовірнісної імітаційної моделі роботи ВТП, що враховує стохастичність транспортного потоку і невизначеність зовнішнього середовища. Для імітації, на підставі обробки експериментальних даних по параметрах нерегулярних вантажопотоків промпідприємств, отримані закони розподілу і статистичні характеристики їхніх транспортних процесів.

4. Вирішення задач оптимізації і керування нерегулярними промисловими вантажопотоками у віртуальному центрі, є складним завданням з великою кількістю даних не приведених до єдиного показника. Тому, для спрощення моделей, рух вантажопотоків розглядається з позиції разового замовлення, з використанням єдиного показника - інтенсивності транспортних робіт. Це дозволило розробити інформаційну модель транспортного процесу ВТП, яка вирішує проблему сумісності транспортних потоків і їх інформаційних систем. При цьому вирішення завдання керування нерегулярними вантажопотоками з використанням ЛПР і передатних функцій, ускладнено наявністю безлічі взаємодіючих активних систем з факторами невизначеності, тому для автоматизованого вибору альтернативних рішень застосовуються лінгвістичні складові, з стійкістю рішень до змін зовнішнього середовища.

5. На основі розробленої концепції віртуального транспортного підприємства запропонована методика удосконалення технології зовнішніх нерегулярних промислових вантажопотоків, яка заснована на:

віддаленому пошуку, з застосуванням методів оптимізації, інформації про параметри можливих елементів транспортного процесу;

наступною оцінкою за допомогою передатних функцій альтернативних технологічних рішень транспортних задач;

вибором оптимального варіанта з використанням нечітких моделей вибору;

забезпечує індивідуалізацію і гнучкий склад структури матеріальних і інформаційних потоків, в обсязі короткострокових договорів між партнерами з необхідними в цьому випадку коректуваннями в реальному масштабі часу.

Це дозволяє на 10-20% скоротити витрати часу на підготовку і виконання транспортних операцій, на 30-50% збільшити ефективність роботи транспорту і на 10-15% скоротити час обігу транспортних засобів. Економічний ефект від впровадження методики удосконалення технології зовнішніх нерегулярних промислових вантажопотоків при доставці сталі у рулонах з к-ту ім. Ілліча до МДМТП склав 18 грн. на тонну вантажу, при цьому загальна вартість доставки промвантажів споживачу скоротилась на 20%.

Список опублікованих праць за темою дисертації

Киркин А.П. Концепция виртуального логистического предприятия в Приазовье / А.П. Киркин // Вісник Приазов. держ. техн. ун-ту: Зб. наук. праць. - Маріуполь, 2002. - Вип. 12. - С. 268 -271.

Киркин А.П. Управление транспортными процессами с использованием виртуальных предприятий / А.П. Киркин // Вісник Приазов. держ. техн. ун-ту: Зб. наук. праць. - Маріуполь, 2003.-Вип. 13. - С. 284-287.

Киркин А.П. Транспортно-экспедиторские услуги виртуальных предприятий / А.П. Киркин // Вісник ХНАДУ: Зб. наук. праць. - Харків, 2003.- Вип. 22. - С. 47-50.

Киркин А.П. Управление параметрами транспортных процессов при помощи виртуальных предприятий / А.П. Киркин // Вiсник Схiдноукраiнського Державного Унiверситета: Науковий журнал. Серiя Промисловий транспорт. - Луганськ, 2003.- № 6(22). - С. 125-131.

Киркин А.П., Пешков А.А. Особенности динамики потоковых процессов логистических систем / А.П. Киркин // Коммунальное хозяйство городов : Научно-технический сборник -Киев: "Техніка", 2004. - Вып. 56. - С. 305-310.

Киркина В.И., Киркин А.П. Пути повышения эффективности использования информации в работе припортовой станции примыкания и порта // Тезисы докладов V региональной научно-технической конференции. Мариуполь: ПГТУ.- 1998.- Том I - “Металлургия” (метал. факультет).- С. 33.

Киркин А.П. Перспективы создания виртуальных транспортных предприятий для крупных промышленных предприятий и порта // Тезисы докладов IX-ой региональной научно-технической конференции. Мариуполь: ПГТУ. - 2002. - Том 1 - факультеты: металлургический, механико-машиностроительный, транспортных технологий, инженерно-экономический. - С. 172-173.

Киркина В.И., Киркин А.П. Управление международными перевозками с использованием новых информационных технологий // Тезисы докладов X-ой региональной научно-технической конференции. Мариуполь: ПГТУ. - 2003. - Том 1 - факультеты: информационных технологий, сварочный, механико-машиностроительный, инженерно-педагогический, транспортных технологий, гуманитарный. - С. 207.

Киркин А.П., Майборода Я.И. Выработка управляющих решений виртуального центра // Тезисы докладов X-ой региональной научно-технической конференции. Мариуполь: ПГТУ. - 2003. - Том 1 - факультеты: информационных технологий, сварочный, механико-машиностроительный, инженерно-педагогический, транспортных технологий, гуманитарный. - С. 206.

Анотація

Кіркін О.П. Удосконалення технології нерегулярних промислових вантажопотоків з використанням методів віртуального підприємства. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.22.12 - Промисловий транспорт. - Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля, Луганськ, 2007.

Проблема оперативної і нересурсномісткої побудови оптимальних технологій нерегулярних транспортних процесів є актуальною, і вимагає рішення з використанням сучасних засобів і методів організації і керування.

Метою дослідження є удосконалення технології нерегулярних вантажопотоків промпідприємств методами віртуального підприємства на підставі випередженої, попередньої і точної інформації для зниження загальних витрат на дані транспортні процеси і підвищення ефективності використання промислового транспорту при доставці промвантажів споживачу.

Для досягнення поставленої мети формалізовані і вирішені транспортні задачі розподілу, оперативного планування й автоматизованого пошуку оптимального керуючого впливу.

Практична реалізація проектних рішень дозволяє на 20% скоротити витрати на перевезення вантажів від промислового підприємства до споживачів.

Ключові слова: транспортний потік, стохастичний потік, віртуальне підприємство, перехідні процеси, логістичні витрати.

Аннотация

Киркин А.П. Совершенствование технологии нерегулярных промышленных грузопотоков с использованием методов виртуального предприятия. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.22.12 - Промышленный транспорт. - Восточноукраинский национальный университет имени Владимира Даля, Луганск, 2007.

Проблема оперативного и нересурсоемкого построения оптимальных технологий нерегулярных транспортных процессов является актуальной, в рыночных условиях работы промышленных предприятий, и требует решения с использованием современных средств и методов организации и управления.

Целью исследования является совершенствование технологии нерегулярных грузопотоков промпредприятий методами виртуального предприятия, на основании упреждающей, предварительной и точной информации, для снижения общих затрат на данные транспортные процессы и повышения эффективности использования промышленного транспорта при доставке промышленных грузов потребителю.

Для достижения поставленной цели формализованы и решены транспортные задачи распределения, оперативного планирования и автоматизированного поиска оптимального управляющего воздействия. Также решены задачи параметрического описания транспортных потоков, их статистического моделирования и построения системных моделей поиска решения транспортных задач с построением информационной модели.

Научная новизна состоит в системном рассмотрении оперативного построения технологии нерегулярных транспортных потоков с использованием методов виртуального предприятия и выделением зависимостей параметров их элементов от удаленных управляющих воздействий. Впервые предложено использование методов виртуальных предприятий для построения технологии транспортных процессов с целью сокращения логистических издержек на их организацию и управление. Предложен новый подход к интеграции всех элементов перевозочного процесса, а также поиск альтернативных управляющих воздействий с помощью передаточных функций транспортного процесса и их оценка с использованием нечеткой логики.

Практическое значение диссертационной работы лежит в системном поиске управляющих воздействий на транспортные потоки, позволяющие до 15% сократить время на транспортные операции или уменьшить расходы на доставку с промышленного предприятия и переработку металла в морском порту до 33 грн на одну тонну груза.

Ключевые слова: транспортный поток, стохастический поток, виртуальное предприятие, переходные процессы, логистические издержки.

Annotation

Kirkin A.P. The Improvement to technologies irregular industrial cargo flows with use the methods virtual enterprises. - Manuscript.

Thesis for the degree of the candidate of technical sciences on a specialty 05.22.12 - Industrial transport. - East Ukrainian national university, Lugansk, 2007.

The problem operative and not road of the building optimum technology irregular transport processes is actual, and requires the decisions with use the modern facilities and methods to organisations and management.

The purpose of the study is an improvement to technologies irregular cargo flow industrial enterprise by methods of the virtual enterprise, on the grounds of warning, preliminary and exact information, for reduction of the general expenseses on given transport processes and increasing to efficiency of the use the industrial transport at delivery industrial cargo consumer.

For achievement delivered purposes formalised and are solved transport problems of the distribution, operative planning and automated searching for optimum controlling influences.

The practical realisation of the design decisions allows on 20% shorten the expenses on transportation cargo from industrial enterprise before consumers.

The keywords: transport flow, stochastic flow, virtual enterprise, connecting processes, logistics costs.

Размещено на Allbest.ru