Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние системы оперативного управления работой флота и исследований в этой области 12
1.1. Анализ системы оперативного управления работой флота на современном этапе 12
1.2. Анализ выполненных исследований по совершенствованию оперативного управления 23
1.3. Зарубежный опыт совершенствования управления водным транспортом 30
1.4. Тенденции совершенствования системы оперативного управления работой флота 35
2. Повышение уровня информатизации оперативного управления работой флота 40
2.1. Анализ и совершенствование системы автоматизированной обработки информации о работе флота 40
2.2. Обоснование межуровневой координации решения задач оперативного управления работой флота 49
2.3. Разработка функционально- информационной схемы подготовки принятия решений 64
2.4. Обоснование продолжительности циклов регулирования и периода прогнозирования 73
2.5. Исследование вопросов выбора методов обеспечения достоверности данных о работе флота 89
3. Разработка методических основ оптимизации рейсового плана использования судов 103
3.1. Критерии эффективности и оценка качества решения оперативных задач 103
3.2. Методика определения рейсовых эксплуатационных расходов 117
3.3. Комплексная методика расчёта расхода топлива и скорости судов 131
3.4. Модели оптимизации режимов движения судов 149
4. Обоснование моделей и методов оперативного планирования работы флота 161
4.1. Декомпозиционная модель планирования работы флота 161
4.2. Методы прогнозирования работы флота и имитации отдельных транспортных операций 174
4.3. Методика выбора маршрутов следования судов и составов 184
4.4. Методические основы оценки ритмичности прибытия и отправлений судов 196
4.5. Методика анализа оперативных планов 206
5. Сфера применения и эффективность выполненных исследований и разработок 215
5.1. Результаты внедрения исследований и разработок 215
5.2. Оценка экономической эффективности информатизации оперативного управления работой флота 223
5.3. Направления дальнейшего совершенствования оперативного управления работой флота и сфера возможного использования разработок 232
Заключение 235
Список использованных источников 242
Приложение 1 .255
Приложение 2 263
Приложение 3 266
- Анализ системы оперативного управления работой флота на современном этапе
- Исследование вопросов выбора методов обеспечения достоверности данных о работе флота
- Декомпозиционная модель планирования работы флота
- Направления дальнейшего совершенствования оперативного управления работой флота и сфера возможного использования разработок
Введение к работе
Актуальность исследований. Водный транспорт является одной из важнейших производственных инфраструктур общехозяйственного комплекса, эффективное функционирование которого влияет наряду с другими на результаты функционирования всей экономики.
В условиях перехода к рыночной экономике, когда происходит децентрализация, демонополизация, расширение самостоятельности структурных подразделений производства, резко развиваются хозяйственные горизонтальные связи. Это усложняет возможности рационализация грузовых потоков, которые при существовавшей ранее планово - командной экономике, решались органами ведомственного и государственного управления в централизованном порядке. Поэтому заменю возрастают объёмы встречных и других нерациональных перевозок, снижается производительность работы флота и увеличивается себестоимость перевозок грузов. Так, валовая производительность нефтеналивного самоходного флота снизилась со 140-130 ткм/тоннаже-сут (с конца 80-х годов) до 55-80 ткм/ тоннаже-сут з настоящее время.
Следствием этих факторов является увеличение доли транспортных издержек, влияющих на эффективность всей экономики.
Снижение возможностей рационализации перевозок может быть в значительной мере перекрыто выигрышем за счёт других факторов и главным образом за счёт ресурсосбережения и совершенствования управления. Однако ускоренная замена материально - технической базы водного транспорта в направлении применения более материале -.топливо -, энерго - и трудосберегающей техники и технологии, отвечающей уровню современных достижений НТП в этой области в современной ситуации невозможна. Тем более что похожие проблемы одновременно встали и перед другими отраслями. Именно поэтому на данном этапе резко возрастает роль совершенствования управления, в том числе ориентированного на ресурсосбережение и не требующего больших инвестиций.
В настоящее время происходят уже заметные изменения как в структуре, так и функциях управления судоходными компаниями. Происходит поляризация стратегического и оперативного управления. Возросла актуальность оперативного планирования, так как не
стало навигационной и месячной корреспонденции грузопотоков, определяемых ранее в централизованном порядке. По существу каждый грузопоток является оперативным. Поэтому существенно изменились методы планирования и организации работы флота. Прежде всего, стали другими цели, критерии и способы планирования, возросли требования к точности планирования, увеличилось число факторов, влияющих на экономические показатели. Стали актуальными задачи: определения стоимости отдельной перевозки конкретным судном на конкретном рейсе; обоснования себестоимости перевозок в целом и по отдельным видам флота и соответственно арендных, тайм-чартерных и фрахтовых ставок; расстановки судов по конкретным рейсам и другие.
Существующая же технология оперативного планирования работы флота не соответствует т)»ебуемому уровню экономических отношений, а также уровню достижений НТП в области управления производством. Имеющиеся достижения в теории оперативного управления работой флота пока ещё полностью не могут обеспечить требования практики в изменившихся условиях.
В зарубежной практике оперативного управления работой флота главное внимание уделяется повышению эффективности принятия решений путём управления стоимостными показателями (фрахтами, расходами), а также сервисом, скоростью на уровне рейсового планирования (маршрутизации).
Цель и задачи исследований. Целью исследований является совершенствование оперативного управления работой флота и повышения на этой основе эффективности перевозок грузов и конкурентоспособности водного транспорта. Достижение этой цели непосредственно связано с совершенствованием методологии оперативного управления работой флота, обеспечивающей повышение качества планирования и эффективности перевозок грузов, внедрение ресурсосберегающих технологий на речном флоте.
Автор ставил перед собой задачу на базе выполненных им ранее разработок и новых исследований усовершенствовать: ,
систему и методы оперативного планирования, привести их в сооі ветствие современным требованиям и технологиям управления, и і ом числе путём координации решения задач текущего и оперативного планирования, прогнозирования движения и обработки су-
доіі на основе имитационной модели и аналитических методов определения времени движения судов;
методы расчёта потребности в ресурсах, в том числе методики планирования и автоматизации расчета эксплуатационных расходов, методики расчета расхода топлива и смазки с учётом индивидуальных характеристик судов и условий плавания;
методы оптимизации принятия оперативных решений путём выбора режима движения судов в зависимости от эксплуатационных ситуаций и условий плавания;
информационное обеспечение системы оперативного управления работой флота.
Объекты исследования. Исследования, разработки и их внедрение проводились в основном на базе пароходства «Волго-танкер». Объектами исследований являются нефтеналивной флот и система оперативного управления работой флота. Исследования и разработки применимы для всех судоходных компаний. Система рейсового планирования обеспечивает глубину прогноза от продолжительности одного рейса до навигации.
Методы исследования. В теоретических исследованиях использовались методы имитационного моделирования, статистического и экономического анализа, исследования операций, экономико-математические методы, а также отдельные исследования по теории сложных систем, организации и информатизации управления, с учётом отечественного и зарубежного опыта управления речным и морским транспортом, методологических положений экономики, современных научно-технических достижений в области управления производством. Центральное место здесь занимают работы учёных Бусленко Н.П., Глушкова В.М., Моисеева Н.Н. и других известных специалистов в области оптимального управления.
В процессе исследований и разработок автором анализировались и использовались методологические подходы :< решению задач по проблемам управления транспортом многих учёных и специати-стов водного транспорта, в том числе работы Анфимова В. Н., Васина А. М., Бутова А. С, Ваганова Г. И., Вайсблата Б. И., Войткун-ского Я. И., Воронина В. Ф., Зарубина В. Д., Захарова В. Н., Зачёсо-ва В. П., Звонкова В. В., Ирхина А. П., Кацмана Ф. М., Коки Н. Г., Кожухаря В. И., Кутыркина В. А., Левого В. Д., Лехана Ю. К., Ма-
лышкина А. Г., Неволина В. В., Пьяных С. М., Рыжова Л. М., Савина В. И., Фадеева И. П., Федюшина В. М., Ширяева Е. В. и других ученых.
Научная новизна работы. Научная новизна исследований и разработок заключается в том, что диссертантом впервые на речном транспорте России:
разработаны методические основы автоматизированного решения задач оперативного планирования и регулирования работы нефтеналивного флота на основе диалоговых имитационных моделей, в том числе прогноза: прибытия судов с расчётом времени ожидания их обработки в портах; рациональных маршрутов следования судов и составов, исходя из пропускной способности причалов, обеспечения ритмичности прибытия судов; выполнения основных показателей использования флота с учётом реальных характеристик судов и составов;
разработана комплексная система сбора, передачи и обработки оперативной информации, адаптированная к уровню состояния технических средств, которая обеспечивает решение задач как статистического учета, так и оперативного контроля и анализа работы флота;
разработана система автоматизированного контроля достоверности информации о транспортном процессе с обнаружением недостоверной информации и её корректировки;
исследованы и решены вопросы информатизации задач управления с координацией всех уровней;
обоснована целесообразность увеличения глубины планирования на основе совершенствования нормативной базы для решения задач оперативного управления;
разработана методика автоматизированного расчёта эксплуатационных расходов по отдельным судам за рейс (оборот) с учётом затрат топлива и смазки на движенческие, технические и технологические операции;
комплексная методика расчёта расхода топлива и скорости судов и составов с учётом их фактического состояния и реальных условий плавания;
разработаны модели оптимизации режима движения судов и составов рейсового планирования в зависимости от эксплуатацион-
мых ситуаций н условиві плавання.
Разработайный в диссертации комплекс вопросов оперативного управления работой флота впервые на речном траиспорте вьіполіієн в составе единой автоматизированной системы управления работой флота, интегрированной по функциональному и общесистемным принципам.
Практическая значимость. Практическая значимость н использование результатов исследований в производственной деятельности предприятий речного транспорта заключается в следующем:
большая часть предлагг.-мух в диссертации методов и моделей оперативного упразления рь'кггой флота внедрена в составе рада подсистем и АРМ управления работой флота, входящих б единую интегрированную автоматизированную систему управления пароходства. Отделение результаты исследований апробированы, одобрены и находятся на стадии внедрения.
Методика автоматизированного расчёта эксплуатационных расходов используется в составе подсистемы расстановки судов по грузопотокам (участкам работы) при стратегическом! и. текущем планировании, а также при организации судового хозрасчёта.
Отдельные АРМ внедрены и внедряются в дочерних судоходных компаниях АО пароходство «Волготанкер», з том числе в ЗАО судоходная компания «Баш-Волготанкер», «Тат-Волготанкер», а также в АОЗТ «Ленское речное пароходство».
На основе исследований ведутся дальнейшие работы, в том числе по обоснованию комплексных норм ходового времени судов и расхода топлива по участкам водных путей, системы расчёта показателей навигационного бизнес-плана работы флота, созданию АРМ по обработке данных и моделированию натурных испытаний судов и составов, расчёта показателей экономической эффективности использования новых типов судов с учётом их района плавания.
Использование результатов исследований в производственной деятельности было бы невозможным без участия и поддержки со стороны большого числа руководящих работников и специалистов пароходства «Волготанкер». Особо благодарен автор Бобровскому А. М., Бескровному А. С, Бутакову Д. Ю., Горчакову В. А., Гоманову Е. А., Дубровину И. М, Еснну А. И., Клюкииу Н. Е., Ко-
рякову В. А., Ровику С. II.', Сафронову В. Я., Строкину Н. В. и многим другим специалистам - производственникам.
В приложении к диссертации имеются справка о результатах научно - исследовательской деятельности в Волжском нефтеналивном пароходстве «Волготанкер», официальные акты и протоколы о внедрении и сдаче исследований и разработок в опытную и промышленную эксплуатацию.
Теоретические исследования диссертации используются в учебном процессе ВГАВТа, опубликованы в конспектах лекций и внутривузовских изданиях.
Апробация работы. Основное содержание методических разработок, проектные разработки и результаты внедрений докладывались автором на Всесоюзных конференциях НТО морского и речного транспорта, на коордициошюм совете Минречфлота, на научно - технических конференциях ГИИВТа, техническом, совете АО «Пароходство «Волготанкер».
Публикации. Всего по теме диссертации автором опубликовано более 50 статей, учебных пособий и тезисов докладов на научных конференциях общим объёмом свыше 28 печатных листов. Список наиболее важных работ приводится в диссертации.
Ряд методических разработок и практических рекомендаций изложены в отчётах по научно-исследовательским и проектным работам (общим числом более 10), выполненных автором в период 1987 - 1997 гг. в качестве научного руководителя. Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений; изложена на 254 с. машинописного текста, включая 5 табл., 15 рис., список литературы из 135 наименований. Приложения изложены на 52 с.
Анализ системы оперативного управления работой флота на современном этапе
Оперативное управление работой флота является ответственной, завершающей стадией в управлении и интегрирует весь комплекс непосредственных управляющих воздействий на ход транспортного процесса. Оно, как известно, включает декадное и суточное планирование, оперативный контроль, учет, анализ, оценку выполнения плана перевозок и показателей использования флота. Особое место занимает оперативное регулирование работы флота. Становление оперативного управления работой флота отражено в трудах чл. - корр. АН СССР Звонкова В.В., докторов наук Бутова A.C., Захарова В.Н, Зачёсова В.П., Ирхина А. П., Миронова В.П., Рыжова Л.М., Савина В.И, Союзова A.A., и других учёных. Подробная характеристика диспетчерского управления на речном транспорте дана в трудах Захаровым В. П, Федюшиным В. М. [36, 37], а на морском транспорте Ле-ханом Ю. К. [55]. Отдельные вопросы оперативного управления рассматривались и другими учеными и специалистами водного транспорта [42, 43,47,48,49, 89, 11З, 114, 115, 116].
Диспетчерская система оперативного управления была введена на речном транспорте в начале 30-х годов [43]. В последующие годы эта система совершенствовалась во взаимодействии с системой навигационного и месячного планирования. Окончательно система текущего и оперативного планирования работы флота в составе графика движения на весь навигационный период (навигационный план), месячного технического плана в форме задач распределения ресурсов, декадного и суточного планирования в календарной постановке сложилась в 50-60-х годах.
Схема информационных взаимосвязей этих планов показана на рис. 1.1.1. Каждый из планов учитывает конкретные условия своего периода, выполняет разные функции, исходя из временных интервалов, которые они охватывают. Так, навигационные и месячные планы не столь категоричны в определении путей реализации поставленных задач. В них определяются количественные и качественные показатели перевозок грузов, план работы флота, включая расстановку судов по участкам работы. Декадные и суточные планы наряду с количественными показателями устанавливают конкретные действия отдельным судам с привязкой ко времени. Несмотря на то, что они неразрывно связаны с навигационными и месячными планами, при их разработке главным образом исходят из предшествующего развития транспортного процесса, конкретных целей, с учётом временных (периодических) и случайных факторов.
Поэтому на речном транспорте принято относить навигационные (годовые), квартальные и месячные планы к текущему, а декадные и суточные к оперативному планированию. Оперативное планирование осуществляет непосредственное воздействие на транспортный процесс. Для условий морского транспорта, исходя из этих же предпосылок, в систему оперативного планирования включают квартальное, месячное планирование работы флота [55]. Такое различие диктуется продолжительностью рейсов судов.
Однако и между оперативными планами, кроме временных интервалов, имеются различия. Так, суточное планирование было направлено на выполнение декадных планов с учётом сложившейся обстановки движения и обработки судов. Главным назначением его являлась корректировка решений, принятых в декадном плане. Это различие по существу приближало суточное планирование к оперативному регулированию. Необходимость оперативного регулирования возникает в связи с большой зависимостью транспорта от внешних и внутренних условий (гидро1етеорологические факторы, изменение планов перевозок отдельных грузов, выход из строя судов и т.д.).
В рыночных условиях роль оперативного управления существенно усилилась, изменились условия планирования работы флота. Прежде всего, произошла резкая децентрализация планирования по вертикальным связям в масштабах страны. Вследствие этого изменились система управления и механизм взаимоотношений с грузовладельцами. В настоящее время полностью отсутствует централизованная система планирования перевозок грузов и в основном все транспортные предприятия осуществляют планирование перевозок грузов, базирующееся на прямых договорах по конкретным отправкам, грузопотокам, судам и т.д. При этом отдельные группы судов закрепляются на перевозке грузов за конкретными фрахтователями, в том числе на условиях аренды. По этой причине во многих случаях принятие решений по назначению судов осуществляется грузовладельцем или совместно с судоходной компанией. В АО пароходство «Волготанкер» большая часть флота фрахтуется, а другая осуществляет перевозки в трамповом судоходстве с глубиной планирования равной продолжительности от одного до двух - трех рейсов. По мнению автора диссертации, потеря централизованного управления работой флота стала одной из причин резкого снижения его производительности и повышения себестоимости перевозок грузов. Так, валовая производительность нефтеналивного самоходного флота снизилась со 140 - 130 т. км/ тоннаже - сут (с конца 90-х годов) до 55 - 70 ткм/ тоннаже - сут в настоящее время.
Как следствие этих изменений существенно изменились методы планирования и организации работы флота. Прежде всего, стали другими цели, критерии и способы планирования с повышением их точности и учётом большего числа факторов, влияющих на экономические показатели. Одной из главных целей в условиях конкуренции стал поиск резервов в снижении эксплуатационных расходов и, следовательно, стоимости перевозок при приемлемом уровне рентабельности. Актуальность месячного и оперативного планирования в форме технического и декадного планов снизилась. Навигационное планирование трансформируется в сторону стратегического планирования. Таким образом, наблюдается тенденция дальнейшей поляризации стратегического и оперативного планирования.
Так, на уровне стратегического планирования решаются задачи выбора и расстановки экономичных судов по грузопотокам в соответствии с заключёнными договорами и снижения на этой основе эксплуатационных расходов. Также производится обоснование себестоимости перевозок в целом по флоту и отдельным типам судов. Осуществляется поиск эффективных новых типов судов и перспективных грузопотоков при одновременном сравнении с конкурирующими видами транспорта и судоходными компаниями.
На уровне оперативного планирования в связи с децентрализацией актуальной стала проблема рейсового планирования с разными горизонтами от одного рейса и до навигации. Таким образом, центральным объектом текущего и оперативного планирования становится рейс, который определяется как законченный цикл перевозки груза. На уровне рейсового планирования решаются задачи определения продолжительности рейса, режима движения судна, затрат времени на отдельные технологические операции, стоимости перевозки конкретным судном на конкретном рейсе. На этой основе определяются арендные, тайм - чартерные и фрахтовые ставки и расстановка судов по конкретным грузопотокам. При этом возникли новые задачи. Во-первых, актуальной стала проблема, связанная с оптимизацией расходов, доходов и прибыли по критериям, которые определяются в зависимости от оперативных ситуаций. Во-вторых, существует большая вероятность изменений в расстановке судов, особенно по направлениям трамповых перевозок. Эти изменения возникают по причинам увеличения или уменьшения объёмов перевозок по регионам, возникновения новых направлений работы, в том числе в связи с изменением обстановки в стране.
В связи с этим существенно изменились функции и роль диспетчерского аппарата. Принятие решений по управлению движением судов в судоходных компаниях рассредоточено по многим структурным подразделениям и специалистам (менеджерам), за которыми закреплены отдельные группы судов или отдельные функции, которые ранее централизованно выполнялись диспетчерским аппаратом. Кроме того, часть функций (обеспечение безопасности плавания, регулирование шлюзования, проводка по каналам и др.) осуществляется централизованно вновь создаваемыми диспетчерскими в государственных бассейновых управлениях водных путей.
Исследование вопросов выбора методов обеспечения достоверности данных о работе флота
Одним из факторов повышения эффективности оперативного управления является обеспечение необходимой достоверности выходной информации для выработки управленческих решений. Можно отметить, что значительная часть трудностей при информатизации оперативного управления возникает из-за недостаточной достоверности и своевременности представления входных данных, когда этим вопросам на стадии проектирования уделяется недостаточно внимания. Как показал опыт пароходства «Волготанкер», искажение входных данных в условиях технологической схемы сбора, передачи и обработки информации по работе флота происходит на разных этапах технологического процесса по различным причинам как субъективного, так и объективного характера [70]. Их достоверность находится в пределах 2 10" - 6,б"4. Но наибольшее количество ошибок (около 85%) допускает человек как звено системы, в том числе работники диспетчерского аппарата-30%, персонал, занятый подготовкой к передаче-27% и вводом-28%. В каналах связи по разным причинам происходит около 15-20% ошибок.
Обеспечить достоверность входных оперативных данных можно успешно только на основе комплексного подхода, используя наряду с традиционными методами специальные методы и способы, а также автоматизированный контроль с разработкой специальных алгоритмов, исходя из специфики оперативной информации.
Применительно к речному транспорту в условиях передачи из нескольких пунктов об одном и том же объекте (судне), меняющем во времени свои характеристики и местоположение, использование традиционных ручных и тем более автоматизированных способов в большинстве случаев невозможно [66]. Поэтому, по нашему мнению, эту проблему необходимо решать в двух главных направлениях.
Во-первых, наряду с повышением надежности каналов связи, применением помехозащитной аппаратуры должна быть повышена ответственность человека как звена системы, порождающего наибольшую долю ошибок. Необходимо прежде всего, повысить ответственность и материальную заинтересованность работников, занятых формированием, подготовкой, передачей данных и использованием информации. Строго говоря, здесь необходимо использовать механизмы так называемых штрафных функций [13, 14].
Второе направление предполагает автоматическую корректировку данных методами программно-логического контроля за счёт информационной, структурной и алгоритмической избыточностей [66]. Выбор и обоснование того или иного варианта зависит от многих факторов.
В свою очередь, в первом приближении можно определить затраты времени по каждому элементу.
1. Интервал запаздывания информации Т\ зависит от периодичности сбора данных с судов, установленной заранее, соотношения объёмов информации, передаваемых с судна в центральную ЭВМ и обратно, надёжности прогноза и других факторов. Этот интервал может быть задан или определён в соответствии с методикой, приведённой в работе [111].
2. Затраты времени на подготовку информации для передачи Т2 и на передачу Тз зависят в основном от объема информации в сообщениях, скорости передачи и могут быть определены по следующим выражениям Затраты времени на подготовку для передачи могут быть сокращены до минимума при организации передачи информации с судов.
Затраты времени на ввод и предварительную обработку в основном зависят от объемов данных, алгоритма и скорости обработки, коэффициента избыточности. Автоматизированное обнаружение ошибок и особенно их корректировка там, где она возможна, весьма эффективны по сравнению с ручной корректировкой. Следовательно, при разработке любой схемы сбора и обработки информации необходимо изыскивать способы и методы автоматизированной корректировки информации за счет алгоритмической и информационной избыточности.
Выбор же вариантов вынужденной ручной корректировки зависит от многих обстоятельств. Анализ рассмотренных выше выражений показывает, что, на первый взгляд, корректировка информации в ВЦ предпочтительна, так как в этом случае отсутствуют затраты на дополнительную передачу информации. Однако при этом в ВЦ необходимо, во-первых, иметь высококвалифицированных специалистов, осуществляющих корректировку информации, а, во-вторых, не все данные могут быть скорректированы и возникает необходимость повторного сбора дополнительных сведений по телефонным и телеграфным каналам.
При недостаточных средствах связи такой вариант корректировки в настоящем оправдан. Однако в дальнейшем по мере развития средств связи и организации круглосуточных высокоскоростных каналов технологические составляющие, в том числе затраты времени на передачу, могут быть значительно уменьшены. В этом случае более предпочтителен будет вариант корректировки информации в ИП. В системах же реального времени объём корректировок может быть значительно уменьшен за счет режима диалога: оператор и ЭВМ. Аналогично такой же эффект достигается за счет использования ПЭВМ в ИП. В том и другом случаях все технологические составляющие фактически будут отсутствовать.
Неотъемлемой частью выбора способов и методов контроля достоверности данных является последующая их оценка, которая может производиться:
- сопоставлением со статистическими данными, полученными от других источников, например, путевых журналов;
- сравнением обработанных данных с данными, полученными без алгоритмической избыточности;
- выборочной проверкой наиболее важных данных. На основе анализа ошибок в процессе эксплуатации периодически должна производиться корректировка дополнительных алгоритмов и соответствующего программного обеспечения.
Таким образом, исходя из анализа (2.5.1 - 2.5.7), передача функций контроля и корректировки данных на ЭВМ весьма эффективна, тем более в условиях постоянного роста быстродействия ЭВМ и снижения стоимости автоматизированной обработки. Однако для решения этой проблемы необходимы как определенные теоретические исследования, так и обобщение определённого практического опыта в решении этих вопросов. Ниже кратко излагается разработанный нами рациональный вариант системы обеспечения достоверности данных, который успешно эксплуатируется много лет в АО пароходство «Волготанкер» и подробно освещен в публикациях автора диссертации [70, 72, 74,76".
Декомпозиционная модель планирования работы флота
Планирование рейсовых эксплуатационных затрат производится с использованием автоматизированного рабочего места, разработанного под руководством и непосредственном участии автора диссертации. Функционирование АРМ осуществляется в составе локальной сети АО пароходство «Волготанкер» с использованием всех существующих и дополнительных баз данных, в том числе характеристик водных путей, персональных характеристик судов, штатных расписаний, портовых и канальных сборов и многих других. Поэтому его возможности гораздо шире, чем только планирование по отдельным рейсам. В частности, АРМ предусматривает обеспечение расчёта и планирования:
- совокупности заданных рейсов и периода работы (декада, месяц, квартал,) для одного судна. При этом рассчитываются временные затраты, а также бюджет времени одного судна, которые являются ограничениями числа выполняемых рейсов одного судна, объёму выполняемой работы;
- планирование работы одного судна (состава) в заданном периоде на одном круговом рейсе и для него рассчитываются показатели с учётом возможного числа круговых рейсов;
- планирование работы группы судов в заданном периоде на отдельной линии или нескольких с выдачей итоговых экономических показателей (расходов, доходов, прибыли).
Выходными показателями всех вариантов являются: доходы от перевозки и выгрузки нефтегрузов (кроме того, доходы по действующим арендным ставкам); расходы, в том числе прямые эксплуатационные расходы; расход топлива и смазки; затраты по портовым, канальным и другим сборам (обязательным и заказным); рентабельность, объём перевозок, а также временные затраты. Указанные показатели рассчитываются за каждый заданный груженый, порожний рейсы, круговой рейс. Можно вести расчёт по группе судов или линий, относящихся к одному фрахтователю или судоходной компании. Поскольку оптимизация при разработке этого плана производилась только по рейсам, т.е. локально, то она не гарантирует оптимальность всего плана в целом работы группы судов.
Поэтому в процессе оперативного планирования возникает необходимость и тем более имеется возможность корректировки или изменения ранее принятых решений с целью их улучшения в условиях сочетания децентрализованного и централизованного управления. Для этого необходимо разработать приемлемую модель и метод её решения. В ранее выполненных автором диссертации исследованиях и разработках по вопросам совершенствования оперативного планирования и регулирования [77, 79] такое обоснование было сделано. Для решения подобных задач используются диалоговые средства, имитационные модели и метод декомпозиции, который в литературе иногда называется методом использования функций прогноза. Прогноз дает решение, уточняемое затем на последующих этапах. Используя идею этого метода для выбора и корректировки назначений судов решение задачи расчленяют на три этапа.
На первом этапе прогнозируются моменты прибытий и обработки судов. При прогнозировании производится выбор назначений судам с соответствующими ограничениями и заданной стратегией. Такое прогнозирование может осуществляться в двух вариантах: собственно прогнозирование на основе оперативной информации о состоянии транспортного процесса (дислокации судов) и имитационной модели и на основе АРМ, где определены участки работы судов.
На втором этапе уже находятся рациональные (компромиссные) назначения с учетом потенциально возможных, т. е. по существу производится переназначение (в дальнейщем регулирование) таким образом, чтобы последние приводили бы к улучшению задаваемых критериев.
На третьем этапе производится оптимизация режима движения судов, определяются рекомендуемые моменты прибытия судов с учётом назначений, полученных на втором этапе.
Исходя из этого, задача регулирования назначений судов в форме содержательного описания будет выглядеть следующим образом.
1. Имеется прогноз движения и обработки судов на заданный период и в том числе моментов отправления и прибытия судов по пунктам и количества отправленного (погруженного) груза (степень выполнения договорных обязательств).
2. Заданы пункты, из которых груз должен быть обязательно отправлен в корреспондирующие пункты в соответствии с договорными обязательствами.
3. Известны прогнозные общий простой и простои каждого судна, в том числе в ожидании причалов, грузов (емкостей, складов).
4. Имеются суда, назначенные (в процессе прогноза) в конкретные пункты, с вариантами возможных назначений в другие пункты.
5. Имеются суда, подлежащие перераспределению из порожнего совокупного потока судов.
6. Всё суда, имеющиеся в наличии в данном периоде, должны быть рассмотрены.
7. Известны все постоянные параметры обслуживающей системы и текущие на начало периода.
Необходимо перераспределить назначения судам (каждому судну) в течение заданного периода при том условии, чтобы заданный критерий получил оптимальное значение.
Направления дальнейшего совершенствования оперативного управления работой флота и сфера возможного использования разработок
Дальнейшее совершенствование оперативного управления работой флота и сфера возможного использования разработок представляется автору диссертации в двух направлениях.
Первое направление относится к углублению и повышению эффективности оперативного управления, а второе - к распространению имеющихся разработок в других судоходных компаниях.
Кроме того, автор диссертации считает необходимым обратить внимание ещё на две самостоятельные и взаимосвязанные проблемы, решение которых существенно повысит эффективность оперативного управления.
Первая проблема связана с разработкой и совершенствованием организационных механизмов управления, связанных с применением в судоходных компаниях системы единых критериев и стандартов оценки как производственных, так и управленческих подразделений. В первую очередь это относится к введению единой системы стандартов на все виды производственных издержек. Отклонения от принятых стандартов являются основой оценки и стимулирования как экипажей судов, так и управленческих подразделений.
Вторая проблема связана с использованием в единой системе обработки информации бортовых ЭВМ для учёта всех расходов по судну, ведения необходимой документации и передачи информации для береговых служб по каналам связи.
В этой связи необходимо обратить внимание на разработанный в ВГАВТе под руководством д.т.н., проф. Кутыркина В.А. мультипроцессорный комплекс управления и контроля для дизелей транспортного судна. Комплекс обеспечивает расчёт оптимального расписания движения судна по заданному времени прибытия в конечный пункт, автоматическое поддержание оптимальных частот вращения ходовых дизелей, оперативный контроль основных параметров дизелей с представлением информации в графическом виде. Использование в системе рейсовой оптимизации этого комплекса существенно повысит эффективность работы флота. Для этого необходимо провести ряд дополнительных исследований и разработок в части расширения возможностей комплекса и его стыковки с моделями рейсовой оптимизации, которые существенно расширят сферу использования результатов, полученных в диссертационной работе, и одновременно повысят экономическую эффективность предлагаемого комплекса.
Сфера использования исследований и разработок может быть расширена за счёт их применения в других судоходных компаниях. При этом все методические проработки могут быть использованы без адаптации к конкретной судоходной компании. Разработанные программное и информационное обеспечения без существенной переработки могут использоваться только частично. Проблема заключается в том, что эти разработки осуществлялись непосредственно для АО пароходство «Волго-танкер», где относительно высокая степень информатизации, широкий набор используемых баз данных и функциональных стандартных программ.
Практически с минимальной привязкой могут использоваться разработанные в последнее время для персональных ЭВМ, следующие АРМ:
1. Планирования рейсовых эксплуатационных затрат и оптимизации режима движения судов по участкам водных путей при перевозке различных грузов в зависимости от оперативной обстановки и с учётом их индивидуальных характеристик;
2. Нормирования, планирования и учёта расхода топлива по транспортным судам;
3. Анализа расхода топлива по транспортным судам в зависимости от различных факторов (ветрового и волнового режимов, глубины водного пути, температур воздуха и воды и др.);
4. Расчёта экономической эффективности инвестиций в транспортный флот на базе современных методических рекомендаций.
С минимальными затратами на доработку и наполнение баз данных могут быть использованы АРМ:
1. Обоснования тарифных, фрахтовых и тайм-чартерных ставок с учетом заданной рентабельности;
2. Расчета потребности во флоте для обеспечения текущих и перспективных перевозок с учетом оптимальных скоростей движения судов.
Полностью может использоваться технология сбора, обработки информации как с информационных пунктов, так и с судов, с разработкой программного обеспечения для персональных ЭВМ.
Использование исследований и разработок, приведённых в настоящей диссертации, может существенно снизить затраты на применение современных методов управления, сократить сроки разработки и внедрения, повысит эффективность работы флота и в целом любой судоходной компании.
