Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Развитие, проблемы новых схем доставки крупногабаритных грузов в России и направления их решения .10
1.1 Тенденции и условия развития смешанных перевозок в России 10
1.2 Исследование специфики управления перевозками негабаритных и тяжеловесных грузов в России .23
1.3 Современные подходы и методы формирования системы складских комплексов для обработки негабаритных и тяжеловесных грузов 38
Выводы и результаты 1 главы 49
ГЛАВА 2 Экономическое обоснование системы управления складской инфраструктурой на железнодорожном транспорте 50
2.1 Критерии выбора номенклатуры груза для моделирования системы складских комплексов 50
2.2 Выбор архитектуры складской сети .55
2.3 Методические положения по обоснованию выбора места расположения cклада. Введение нового показателя грузовой работы 62
2.4 Методика поиска координат системы специализированных складских комплексов .65
Выводы и результаты 2 главы 77
ГЛАВА 3 Формирование складской инфраструктуры европейской части России 78
3.1 Определение пунктов и расчет транспортной работы при прямых поставках 78
3.2 Определение координат склада 84
3.3 Итерационный алгоритм поиска координат и его реализация на примере 2-х и более складов 92
3.4 Экономическое обоснование складской инфраструктуры 101
Выводы и результаты 3 главы 105
Заключение 106
Список использованных источников
- Современные подходы и методы формирования системы складских комплексов для обработки негабаритных и тяжеловесных грузов
- Выбор архитектуры складской сети
- Методика поиска координат системы специализированных складских комплексов
- Итерационный алгоритм поиска координат и его реализация на примере 2-х и более складов
Современные подходы и методы формирования системы складских комплексов для обработки негабаритных и тяжеловесных грузов
Проблема формирования эффективно действующей системы складских комплексов, как составной части смешанной перевозки является актуальной в современных реалиях и нуждается в осмыслении и научном подходе. Решение этой проблемы связано с особенностями проектирования и функционирования складского комплекса и его специализацией по виду транспорта и роду груза. Продолжающаяся, на фоне глобализации, взаимоинтеграция мировых экономик и, как следствие, возросшие потоки грузов требуют от перевозчиков ускорения темпов развития и улучшения взаимодействия разных видов транспорта и транспортного сервиса вообще. Очевидно, что российская транспортная система отстает по темпам развития, что объясняется недостатком инвестиций в прошлые годы, низкой густотой автомобильных и железных дорог1, как в количественном, так и в качественном отношении, невозможностью территориального расширения основных портовых комплексов, исторически располагающихся в городах, затянувшейся реформой железнодорожной отрасли и другими причинами.
Перевозка массовых грузов, составляющая около 80% железнодорожных грузоперевозок в России, как во внутреннем сообщении, так и на экспорт, не требует переработки на транзитных, консолидационных или распределительных складах и следует в прямом железнодорожном сообщении отправительскими маршрутами в пункты назначения либо смены транспорта (порты). Таким образом, наибольший интерес для складского комплекса представляют импортные потоки грузов следующие, как правило, в смешанном сообщении с участием разных видов транспорта, и соответственно в различных технических и правовых стандартах. Согласно данным о структуре грузопотока (Приложение А), импортными товарами, следующими в Россию и СНГ являются в основном высокотехнологические грузы:
В развитие сферы производствa и модернизации промышленности в целом, большое место занимают перевозки негабаритных и тяжеловесных грузов. Разработка новых месторождений, прокладка крупных трубопроводов, развитие портовых комплексов, а также подготовка к крупным мероприятиям государственного масштаба, таким как саммит АТЭС, Зимняя Олимпиада 2014 года в г. Сочи, развитие северокавказского туристического кластера, чемпионат мира по футболу 2018 года - все это приводит к росту спроса на специализированную технику, энергетические установки, негабаритные металлические конструкции, то есть крупногабаритные и тяжеловесные грузы (далее по тексту КТГ). Учитывая наиболее амбициозные инфраструктурные проекты России (рисунок 1.1), в период 2012-2030 гг., можно прогнозировать увеличение спроса на перевозки высокотехнологичных грузов, как минимум, на 30-50% по сравнению с объемами 2010 г. Реализации проектов развития республики Коми, Ханты-Мансийского автономного округа, Тюменской и Свердловской областей в рамках строительства железной дороги «Белкомур», а также развития минерально-сырьевой базы Полярного Урала и Ямало-Ненецкого автономного округа в рамках программы «Урал Промышленный - Урал Полярный», запланированных на 2016 - 2030 гг., существенно увеличит объемы поставок для объектов добывающей, перерабатывающей, энергетической и дорожно-строительной отраслей. Российская транспортная система, ввиду отсутствия потребности в перевозках подобного рода груза в последние три десятилетия, не готова к возрастающим объемам перевозок КТГ. Каждый из перечисленных проектов в большей степени касается строительства новых объектов и инфраструктурных преобразований и, следовательно, можно предположить, что основной объем перевозок негабаритных грузов будет состоять, в первую очередь, из дорожностроительной техники, a в последствии, - из оборудования крупноузловой сборки, что подтверждает актуальность выбранного направления исследования так как большая часть этих грузов, по своим массо-габаритным характеристикам, являются негабаритными для транспорта.
Особенностями перевозки таких грузов в смешанном сообщении являются: наличие транзитных складов: специализированных складских комплексов (далее по тексту - ССК), распределительных складских центров (далее - РСЦ), терминально-складских комплексов (далее - ТСК), транспортно-распределительных центров (далее -ТРЦ) в каждом пункте смены транспорта; развития железнодорожного транспорта России: Труды Всероссийской шестнадцатой научно-практической конференции, посвященной 175 летию российских дорог: В 2 т. Т. 1 / Под ред. А.И. Орленко; КрИЖТ ИрГУПС. - Красноярск: КрИЖТ ИрГУПС, 2012. C 152 -156. Сфера экономики - уменьшение кредитной нагрузки на предприятие, увеличение скорости оборота заемных средств, т.е. ускорение срока доставки. Ускорение срока доставки также является одной из основных задач сферы транспорта (ускорение оборота вагона); Сфера логистики - уменьшение стоимости доставки. Решением либо инструментом для решения данной задачи является всесторонняя оценка необходимости участия склада грузовладельца в цепи поставок. Выявление дублирующих операций и оценка их необходимости в цепи поставок товара является основной задачей сферы транспорта.
Таким образом, в оптимизации схем доставки, требуется взаимодействие и слаженная работа всех организационных подразделений компании, отвечающих за коммерческую деятельность. В начале XXI века, при исполнении обязательств поставки, все чаще встречаются дополнительные условия, предъявляемые производителями к поставщикам услуг и дистрибуторам продукции: безопасность, прозрачность технологических процессов и финансовых потоков, экологичность процессов и работ, социальная направленность в деятельности компании, и т.д. Следовательно, при разработке бизнес-модели складского комплекса требуется детальное изучение технических возможностей, правовых основ и международных соглашений, действующих у перевозчиков, которые будут обеспечивать складской комплекс входящим потоком.
Выбор архитектуры складской сети
Практический пример исследования транспортных потоков, проведенного для иностранного заказчика, показал значительные расхождения координат точек консолидации и распыления грузопотоков при применении различных методов расчета99. Выявленные расхождения в координатах склада отразились на полученных значениях грузооборота товарного потока от10% до 60%.
Проанализировав традиционно используемые для решения подобных задач методы, автор пришел к выводу, что все вышеупомянутые методы, являющиеся в тоже время и начальными этапами формирующийся алгоритмизированной методики, дают только ориентиры координат центра системы. Использование только координатных методов, которые достаточно эффективно применяется в странах с компактной конфигурацией территории и высокоразвитой системой автодорог (Германия, Франция, Испания, Польша), в России дает весьма приблизительную область нахождения центра возможного минимума грузовой работы100.
Для дальнейшего исследования автор предлагает применить системный подход основанный на использовании традиционных методов (планарных моделей) нахождения координат с учетом:
Таким образом, следующим фильтром, сужающим область поиска координат склада будет использование в расчетах сетевых моделей, учитывающих специфику региона, его транспортное развитие и особенности груза, на обработке которого специализируется склад. Учет вышеупомянутых специфических особенностей подробно описан в первой главе исследования. Схема принятия решения о выборе месторасположения склада и методика сбора информации состоит из 3х основных этапов: анализ рейтинга привлекательности семи Капорцев Б.В. Влияние стратегии развития транспортной инфраструктуры на распределение грузопотоков. // Экономика железных дорог. методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2012.-536 с. федеральных округов РФ с точки зрения размещения склада; исследование регионов в границах филиалов ОАО «РЖД»; определение конкретных пунктов (ж.-д. станции) вблизи которых целесообразно размещение склада102.В рамках настоящей работы, в ее практической части, осуществлено обоснование выбора конфигурации системы складов с учетом критерия минимизации грузооборота.
Использование, в качестве третьего, финального фильтра, дискретных моделей поиска оптимальных координат склада, учитывающих этно-социальные характеристики (стоимость земли и наемной рабочей силы, региональные налоги, экологические и социальные факторы и др.) возможно при сборе, структуризации, анализе соответствующей информации и ранжировании факторов оптимизации. Схема принятия решения о выборе месторасположения склада и методика сбора информации включает также оценку и факторов спроса на хранимую на складе продукцию, интеллектуальный потенциал региона и перспективы расширения рынков.
Учитывая специфику перевозок КТГ, описанную в п. 1.2 исследования, для расчета расстояний целесообразно применить специализированные программы железнодорожного и автомобильного транспорта, находящиеся в свободном доступе. В данном исследовании расстояния между пунктами отправки и назначения дополнительно будут рассчитаны на основе данных с сайта РЖД103 и интернет ресурса Аutotransinfo104. Таким образом, формула 2.7, при использовании тарифных расстояний приобретает вид :
Для дальнейшей работы по нахождению координат склада целесообразней использовать аналитический метод, учитывая при этом условия (вводные) по местоположению склада и его близости к пунктам смены транспорта или к пунктам потребления
Дополнительно в алгоритм расчета, в случае необходимости, возможно добавить и временной критерий в котором помимо объемов перевозных грузов Qi и расстояний Rij учитывается время перевозки. т.е. добавить в таблицу столбцы «часы-тонны-километры». В
этом случае координаты склада будут выбраны с учетом минимизации времени перевозки и критерия доставки “точно в срок”.
Для удобства расчетов, применительно к выбранному грузу, целесообразно, учитывая специфику груза и обязательное условие комплектности поставки, предлагается заменить в типовых формулах Q (тонны) на N (целые комплекты), перемещая акцент от тонн к комплектам т.к. выбранные к исследованию грузы не делимые в коммерческом отношении. Очевидно, что даже при идеальном соотношении грузоподъемности транспортного средства с частями груза, поделенными по тоннажу, получатели не будут принимать два трактора прибывшие без колес или два экскаватора прибывшие без ковшей и т.д.. Комплектность поставки в выбранном для исследования грузе является приоритетным фактором и для таможенных процедур и для получателя-покупателя.
Комплектность поставки – условие коммерческой сделки купли-продажи товара отраженное массогабаритными и количественными характеристиками товара в товаротранспортных и таможенных документах. Как правило, в международных контрактах купли-продажи и/или поставки, комплектность товара детально прописывается в приложениях и содержит информацию о количестве мест, весе, размерам, упаковке, стоимости, коде ТНВЭД, пломбах, а при отсутствии упаковки, содержит описание груза и информацию о его физических качествах.
Комплект автотракторной техники - грузовое место, имеющее номер шасси или двигателя (VIN номер), записанный в сопроводительных транспортных документах, имеющее дополнительное навесное оборудование, предназначенное для выполнения работ по его прямому назначению, в соответствии с описанием и кодом ТНВЭД105.
Для строительных работ, лесного или сельского хозяйства и т.д. комплектом могут считаться гусеничные или колесные транспортные средства, предназначенные в основном для буксировки толкания или перемещения других транспортных средств, устройств или грузов, а также самоходные основания, специально сконструированные или усиленные с тем, чтобы образовывать неотъемлемую часть машины, выполняющей функцию тягача, подъемника, экскаватора, грейдера, комбайна и т.д. Они могут иметь дополнительные приспособления (инструменты либо рабочие органы) в сочетании с основным назначением, или устройства для установки рабочего инструмента в качестве дополнительной функции. С точки зрения документального оформления комплекта автотракторной техники, то в целом механизм идентификации «комплекта» аналогичен порядку описанному в особенностях перевозки автопоездов и контрейлеров106,хотя и имеет более широкое определение.
Правила перевозок грузов допускают частичную разборку техники, если по конструктивным особенностям она не может отгружаться в собранном виде, однако трансформация товара из целого в части требует соответствующего документального оформления при пересечении границы, и следовательно, комплектом в данном случае будет считаться несколько транспортных средств (сцеп или группа), перевозящих грузы (части) составляющие одну единицу товара.
Методика поиска координат системы специализированных складских комплексов
Считается, что транспортные затраты и упущенная выгода от продаж уменьшаются с увеличением количества складов, тогда как расходы на содержание запасов, эксплуатацию складского хозяйства и управление складской системой возрастают111и112.
Наличие указанных тенденций приводит к тому, что зависимость совокупных затрат («С») на функционирование системы распределения от количества складов («К») имеет параболический характер с явно выраженным оптимумом. К сожалению, отсутствие соответствующих формул и количественных характеристик не позволяет проводить необходимые расчеты; т.е. вышеуказанные зависимости носят качественный характер, основанный на логике и здравом смысле113. Однако, применительно к специфике исследуемого груза, затраты на обработку и хранение не так велики как, к примеру для тарно штучных грузов или рефрижераторных грузов. В упрощенном виде ССК для сельскохозяйственной и дорожно-строительной техники представляет собой огороженную и охраняемую «парковку» с пандусом для накатки или выкатки на/с вагонов или автотранспорта.
Другое направление, связанное с решением рассматриваемой задачи, может быть охарактеризовано как аналитическое. В этом случае целевая функция для решения оптимального количества складов представляет собой, так называемую транспортно производственную задачу, решение которой предполагает использование алгоритма «комбинаторного поиска последовательных оценок вариантов»114 или методов динамического программирования.
Учитывая существующие на практике схемы доставки груза (рисунок 1.3) и важность транспортной составляющей в общих издержках, автор проводит расчеты для конкретных ситуаций расположения поставщиков и потребителей в регионе. Каждый расчет включает следующие варианты.
Первый вариант – отсутствие складов. В этом случае автор решает классическую транспортную задачу закрепления n потребителей за m поставщиками. Расстояние между объектами определяется по формуле (2.7). Также определяется и тарифное расстояние по специализированным программам перевозчиков. Определение плана перевозок по критерию минимума грузооборота при прямых поставках можно производить методами «северозападного» угла, минимального элемента или методом Фогеля. Метод Фогеля наиболее трудоемкий из трех рассматриваемых, однако начальный план перевозок, построенный с его использованием, обычно бывает близок к оптимальному, а в некоторых случаях является оптимальным планом115. Дополнительно к классическому расчету, проводится сравнение полученных расстояний с тарифными расстояниями и, в случае необходимости, проводится корректировка данных. Оптимизация каналов грузопотоков состоит в поиске и реализации наилучших в экономическом отношении параметров функционирования рассматриваемой логистической цепи, важным условием которого является доставка «точно в срок»116. Таким образом, при расчете транспортной работы используются специальные ставки тарифов, при которых железная дорога гарантирует доставку с заявленной скоростью (ускоренными поездами / точно в срок). Возможность и технология такого варианта имеется в услугах ЦФТО ОАО «РЖД». Очевидно, что стоимость доставки «с заявленной скоростью/временем в пути» выше, чем стандартный грузовой тариф, но данный параметр необходим для сравнения результатов исследования при условии доставки груза клиенту вовремя, это обусловлено клиенто-ориентированностью в политике любого предприятия (фирмы), что является важным фактором в конкуренции и завоевании рынков. Оптимальное решение распределительной задачи по критерию минимума издержек можно найти симплекс методом или обобщенным методом потенциалов, который позволяет проверять оптимальность фактической расстановки технических средств117(складов).
Второй вариант – один склад. При определении координат склада используется алгоритм численного поиска по выбранному критерию (мин. транспортной работы).
Третий вариант – два и более склада в распределительной сети региона при условии примерного равенства мощностей ССК и выполнении технологически одинакового объема работы с отличиями в одну-две операции. Либо более глубокой специализацией по клиентам и типу товара. При выборе количества и расположения ССК в регионе, при количестве ССК больше одного, транспортная задача решается дважды - сначала от m пунктов импорта к k складам, затем от k складов к n дистрибуторам118. Данный расчет включает в себя следующие шаги:
Поиск вариантов координат складов прекращается в случае, когда разница величин транспортной работы двух последовательных итераций становится меньше величины, которой можно пренебречь при расчетах практического примера или если возможности инфраструктуры (сети) не позволяют двигаться дальше по полигону. Кроме того, при уменьшении площади склада эксплуатационные затраты, приходящиеся на 1 кв.м, увеличиваются119.
Итерационный алгоритм поиска координат и его реализация на примере 2-х и более складов
В соответствие с сформированной во второй главе методикой, используя алгоритм (Рисунок 2.6) и, соблюдая этапность представленного метода, последовательно решаются 4 задачи. 1) Решение задачи оптимального закрепления потребителей за пунктами импорта однородной продукции при прямых поставках. 2) Поиск «центра тяжести». и «центра равновесной системы транспортных затрат». Решение задачи позиционирования склада. относительно в.у. центров. 3) Определение координат складов с наименьшими значениями грузооборота. 4) Расчет суммарных расходов на перевозку при различном расположении складов, и выявление минимальных значений.
Основываясь на полученных от клиента информации о материальном потоке, мы знаем, что география поставок насчитывает 7 пунктов импорта и 11 получателей - пунктов дистрибуции. Исходные данные - условия задачи сведены в таблицу 3.1.
Требуется, руководствуясь предложенным во 2й главе методом (подэтап 2.1 алгоритма) закрепить 7 пунктов импорта за 11 получателями преследуя цель минимизации транспортной работы. Для распределения объемов перевозок автором используется адаптированный алгоритм Фогеля с последующим поиском оптимального варианта – минимума транспортной работы.
Учитывая специфику груза, которая требует, в частности, наличие акцизной таможни для таможенного оформления груза, предлагается разделить транспортный поток на два рукава(части). Первый будет иметь пункты назначения не обслуживаемые акцизной таможней и требующие наличие таковых пунктов на границе, т.е. следующих через Российские порты Санкт Петербург и Усть Луга. Второй - назначения обслуживающиеся подразделениями акцизной таможни, которыми являются города Санкт Петербург, Москва, Краснодар и, следовательно, не имеющие ограничений по пунктам импорта. Вариант разделение потока представлен в таблице 3.2.
Расчеты производятся с помощью программных средств MS Excel. Таблица 3.2 - Вариант закрепление пунктов импорта за получателями с учетом специфики таможенного оформления импортного груза тарифные расстояния (ЖДТ) между пунктами импорта и дистрибуции. Км. Пункты дистрибуции (разгрузки) пункты объем перевозок импорта Ni (комплекты) i=l- 7 750 900 250 200 250 250 150 50 100 50 50 Укрупне- нали чие акцизной ние таможни в пункте потока по разгрузки. 1100 признаку 2. СПб. 1500 наличие Мор. Торг. акцизной таможни 25 1180 2540 2655 3011 3632 2136 1545 1918 1560 1639 Порт. в пункте импорта. 15
Выборг (из Фин) 300 175 1330 2731 4. 200 Ивангород 171 1094 2596 ( из Эст) 1000 5. Печоры (из Эст) 200 336 900 2402 6. 150 Пыталово 383 947 2449 (из Лат) 7. Себеж (из Лат) 150 519 689 2191 3000 разность Итого расстояний -71 -132 -132 -71 -71 -71 -25 -71 Закрепление пунктов импорта за пунктами дистрибуции происходит с учетом таможенной специфики характерной для акцизного груза. Таким образом, таблица 3.2 разделяется на таблицы 3.3 и 3.4, которые представлены ниже. Таблица 3.3- Пример первого этапа распределения потока для двух пунктов импорта, обслуживаемых подразделениями акцизной таможни, и 8 пунктов назначения, не имеющих территориальных представительств акцизной таможни
Тарифное расстояние между пунктамиимпорта и дистрибуции. Км. Пункты разгрузки j=11,…18. (не имеющие представительств акцизной таможни) 15 31 пункты импорта i: 2,3. итого18 у=111100 наличие акцизной таможни в пункте Nj(комплекты)объем перевозокNi (комплекты) 200 250 250 150 50 100 50 50 2. СПб. Мор. Торг. Порт. 1500 2655 ЗОН 3632 2136 1545 1918 1560 1639 3. Усть Луга. Порт. 500 2726 3143 3764 2207 1616 1989 1585 1710 разность значений (км) 71 132 132 71 71 71 25 71 Так как используемый метод разделен на 2 этапа, руководствуясь исключительно таможенной спецификой груза, то на первом этапе значения объема поставок М может быть не равно Nj, а следовательно в итоге первого этапа, если объем импорта N2 + N3 = 2000 комплектов больше объема потребления YJNJ =1100 _комплектов, то разница «предложение-спрос» автоматически переносится во 2й этап . Первый шаг выявил наибольшую разность расстояний при назначениях Омск и Новосибирск (132 км каждое). Таким образом, весь поток в эти назначения пойдет из пункта импорта имеющего наименьшее расстояние до них. То есть по 250 комплектов в Омск и Новосибирск будут доставлены из Морского Порта Санкт Петербург, удовлетворив тем самым «спрос» Омска и Новосибирска на 100 %. На следующем цикле алгоритма пункты Омск и Новосибирск исключаются из таблицы как полностью обработанные, а пункт Санкт Петербург Морской Порт уменьшает свой объем перевозок на 500 комплектов. В итоге, после нескольких итераций, получаем результат распределения потока, когда весь «спрос» удовлетворен и распределен.
Определение координат по критерию минимизации транспортной работы с учетом специфики груза и полигона начинается с исследования местности и транспортной доступности выбранных на первом этапе двух вариантах. Следующими итерациями является расчет транспортной работы для вариантов склада располагающихся в близлежащих транспортных узлах. По уже изложенным во 1й главе рекомендациям и характеристикам, определяющим ценность склада принимаем за отправную точку дальнейшего исследования координаты центра гравитации транспортных потоков, и движемся в сторону крупных транспортных узлов, измеряя и анализируя транспортную работу (грузооборот) после каждой итерации. Таким образом, вторым этапом является расчет транспортной работы для окружающих выбранные центры транспортные хабов. Ими являются: - г. Тверь – административный центр, располагающийся на автомобильной (М-10) и железной дороге (Окт. ЖД) соединяющий Санкт Петербург и Москву. Имеющий развитую транспортную и индустриальную инфраструктуру и представительство таможенных органов . Ярославль - административный центр, располагающийся на автомобильной дороге (М 8), соединяющий Москву и северо-восточные регионы России, а также являющийся крупным ЖД узлом (Сев. ЖД) через который проходит основной грузопоток из Санкт Петербурга в восточные и южные регионы. Кроме того, Ярославль стоит на реке Волге, соединяющей Балтийское море с крупными городами Цертральной./западной России и имеющей возможность сезонной навигации до Азовского, Черного и Каспийского моря. Ярославль имеет развитую транспортную и индустриальную инфраструктуру, учебные заведения профессионального образования в области транспорта и представительство таможенных органов. Расчет также производится и для других, соседних населенных пунктов, располагающихся вокруг найденных центров гравитации и равновесной системы транспортных затрат. Такими населенными пунктами являются города: г. Александров, г. Рыбинск, г.Череповец, г. Пикалево, г.Бологое. Расчет грузооборота в данных 7 населенных пунктах и близлежащих крупных железнодорожных станциях соответствует подэтапу 2.3. итерационного алгоритма поиска минимума транспортной работы . Для поиска минимума функции производится расчет по формулам 2.7 - 2.8, заменяя в них значения Q (тонны) на N (целые комплекты). В случае, если в расчете необходимо использовать произведение весовых долей i-го пункта импорта и j-го пункта дистрибуции, поиск минимума грузовой работе целесообразнее производить формуле 2.16.
