Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние теории и практики 1 ю исследуемой проблеме 11
1.1 Система обработки транспортных средств в порту — как объект управления. Общие подходы к исследуемой проблеме 11
1.2 Анализ распределения объемов работ между причалами Владивостокского и Находкинского морских торговых портов 21
1.3 Методические основы моделирования систем массового обслуживания 31
1.4 Оценка возможности применения аппарата ТМО для описания процессов обработки транспортных средств в порту 40
1.5 Особенности морского торгового порта как системы массового обслуживания 47
Глава 2. Теоретические основы и методические подходы к формированию нормативной базы порта для решения основных эксплуатационных задач планирования работы порта 53
2.1 Общая характеристика основных задач текущего планирования работы порта 53
2.2 Методологические основы решения комплекса задач текущего управления обработкой транспортных средств в порту 56
2.3 Взаимосвязь задач управления работой порта с нормативами обработки судов 59
2.4 Постановка задачи оптимизации нормативов и организации освоения грузопотоков в порту 62
2.5 Математическая модель задачи оптимизации нормативов и организации освоения грузопотоков в порту 70
2.6 Описание алгоритма комплексной оптимизации нормативов обработки транспортных средств и потребности порта в ресурсах 78
2.7 Особенности определения и использования норматива перегрузочных комплексов в условиях функционирования производственных перегрузочных комплексов 92
2.8 Общие подходы к формированию структуры производственных перегрузочных комплексов порта 103
Глава 3 Использование нормативной базы для распределения объемов работ между ппк и причалами порта 107
3.1 Постановка задачи оптимизации использования причального фронта порта для освоения грузопотоков 107
3.2 Математическая модель оптимизации использования причального фронта порта для освоения грузопотоков
3.3 Методические основы решения задачи оптимизации использования причального фронта порта для освоения грузопотоков
3.4 Постановка задачи распределения объемов работ между производственными перегрузочными комплексами и при чалами порта
3.5 Математическая модель распределения объемов работ между перегрузочными комплексами и причалами порта
3.6 Общие подходы к разработке методики распределения объемов работ между производс твенными перегрузочными комплексами и причалами порта
3.7 Основные положения методики распределения объемов работ между производственными перегрузочными комплексами и причалами порта
3.8 Алгоритм распределения объемов работ между производ ственными перегрузочными комплексами и причалами порта
3.9 Пример распределения объемов работ между ППК и причалами ВМТП
Заключение
Список литературы
Приложения
- Анализ распределения объемов работ между причалами Владивостокского и Находкинского морских торговых портов
- Методологические основы решения комплекса задач текущего управления обработкой транспортных средств в порту
- Постановка задачи оптимизации нормативов и организации освоения грузопотоков в порту
- Математическая модель оптимизации использования причального фронта порта для освоения грузопотоков
Введение к работе
Актуальность проблемы. Главными задачами развития народного хозяйства на современном этапе следует считать повышение темпов и эффективности развития, интенсивного использования созданного производственного потенциала, совершенствования системы управления хозяйственного механизма и в достижении на этой основе дальнейшего подъема благосостояния народа России. Интенсификация развития народного хозяйства органически связана с оптимизацией работы всех видов транспорта и отдельных, организационно обособленных, предприятий и звеньев транспортной системы страны. Морской транспорт как составляющая часть единой транспортной системы страны играет ведущую роль в осуществлении внешнеторговых перевозок, в развитии районов на Крайнем Севере и Дальнем Востоке.
В настоящее время суммарная продолжительность стояночного времени судов в портах составляет около 50% общей продолжительности эксплуатационного периода судов, причем производственные операции занимают в общем стояночном времени не более 70%, остальное - непроизводительные потери. К сожалению, наблюдается тенденция роста показателей общего стояночного времени и продолжительности непроизводительных стоянок судов. В результате, морской транспорт, как отрасль, несет большие потери, связанные с недоиспользуемой провозной способностью флота. Реализация морским транспортом поставленных задач основывается на решении одной из ключевых проблем — более полном и эффективном использовании основных производственных фондов, в том числе провозной способности каждого судна, пропускной способности портов. Совершенствование организации обработки транспортных средств в портах в первую очередь предполагает совершенствование системы управления и организации производственного процесса. Это определяет особую актуальность теоретических и прикладных исследований, направленных на решение проблемы повышения уровня организованности и эффективности функционирования систем управления обработкой транспортных средств в морских портах.
Основы теории управления создавались выдающимися отечественными учеными: Агангебяном А.Г., Глушковым В.М., Буничем П.Г., Канторовичем Л.В., Новожиловым В.В., и др. Их идеи получили дальнейшее развитие в трудах и по управлению водным транспортом ведущих ученых: Арсеньева С.П., Ананьиной В.З., Бакаева В.Г., Бакаева A.A. Бучина Е.Д., Ветренко Л.Д., Громового Э.П., Гуревича Г.Е., Ирхина А.П., Казанцева A.M., Казакова А.П., Краева В.И., Левого В.Д., Панарина П.Я., Пьяных СМ., Савина В.И., Сиротского В.Ф., Союзова A.A., Суколенова А.Е., Фадеева И.П., Фролова A.C. и др., чьи научные разработки составили теоретическую базу для совершенствования хозяйственного механизма, управления и организации перегрузочного процесса. Большой вклад в решение этих задач внесли труды и практические рекомендации, разработанные учеными и специалистами морского транспорта: Брюмом А.И;, Горбатым М.М., Дерябиным Р.В., Дмитриевым Ю.Л., Дуберштейном А.М.,,Круш- киным Е.Д., Лазаревым Н.Ф., Магамадовым А.Р., Москаленко А.Д., Поплав- ским Г.В., Степановым А.Л., Степанцом A.B., Тереховым O.A., Толкуновым B.C., Тюриным В.И., Цахом Н.П. и др. В результате совместных усилий ученых и производственников в морских портах созданы и широко использовались: бригадный подряд, организация деятельности в условиях функционирования производственных перегрузочных комплексов, координация работы порта и смежных видов транспорта в транспортных узлах, широкое внедрение в производственный процесс вычислительной техники и др.
В то же время накопленные к настоящему времени научные знания по вопросам организации погрузочно-разгрузочных работ в портах требуют своего обобщения и дальнейшего развития. Недостатками являются: неполный, перечень задач, отсутствие комплексного подхода к постановке и решению задач, неточность или упрощенность (идеализация) постановки, значительная степень приближенности при решении отдельных задач, решение их вне связи с организационно-производственной структурой портов, которая также претерпела и продолжает претерпевать изменения и ряд других недостатков, которые позволяют выделить совершенствование организации обработки транспортных средств в крупную задачу, имеющую важное народнохозяйственное значение.
В связи с изложенным выше можно сформулировать цели и задачи исследования, поставленные автором при подготовке диссертационной работы.
Объектом исследования является система организации протекания погрузочно-разгрузочных процессов и освоения грузопотоков порта в условиях функционирования производственных перегрузочных комплексов.
Исследование относится к области организации погрузочно- разгрузочных работ в морских портах паспорта специальности 05.22.19.
Предметом исследования является комплекс методического обеспечения организации погрузочно-разгрузочных работ в части формирования нормативной базы порта и решения эксплуатационных задач управления по использованию производственных мощностей порта.
Цель работы. Целью настоящей диссертации является совершенствование организации и повышение эффективности производственного процесса выполнения погрузочно-разгрузочных работ на основе совершенствования методологии формирования нормативной базы и ее использования для решения эксплуатационных задач.
Реализация указанной цели связана с решением следующих задач:
исследование и развитие существующих подходов по использованию теории массового обслуживания для решения задач управления работой порта;
развитие методических основ использования первичного структурного производственного подразделения порта — производственного перегрузочного комплекса (1111К) для решения задач формирования нормативной базы и использования производственной мощности порта;
разработка комплекса экономико-математических моделей, обеспечивающих оптимизацию нормативной базы порта и использования производственной мощности порта;
разработка комплекса эвристических алгоритмов для реализации экономико-математических моделей задач формирования нормативной базы порта и использования производственной мощности порта;
разработка методик решения задач использования причального фронта порта.
Методы исследования. Диссертационное исследование базировалось на системном подходе к решению выделенной проблемы. При этом использованы методы науки управления производством; обобщение, сравнение, экспертные оценки, методы системного анализа, математической статистики, методы прикладной математики, теории алгоритмов и интерактивных процедур и другие научные методы исследования.
Методологическими основами диссертационного исследования служат положения теории управления, экономической теории, системного анализа, логистики, теории менеджмента и др.
Диссертационная работа основывается на трудах ведущих специалистов и ученых в области управления морским транспортом, а также отраслевых научно-исследовательских организаций и ВУЗов: СоюзморНИИпроекта, ЦНИИМ- Фа, СПбУВК, ГМА им. С.О. Макарова, МГАВТ, МГУ им. Г.И. Невельского и др.
Основой для проведения исследования послужили Постановления Правительства РФ по вопросам совершенствования и повышения научного уровня функционирования морского флота и его звеньев,
В качестве источников информации использовались труды фундаментального и прикладного значения отечественных и зарубежных ученых, специализирующихся в данной области науки, а также законодательные, нормативные и программные документы по вопросам развития транспорта и другие
документы, регламентирующие развитие транспортной отрасли России. В работе использовались статистические материалы Федерального агентства морского и речного транспорта, департамента транспорта администрации Приморского края, отчетные данные морских торговых портов ДВ бассейна.
Основными результатами исследования являются:
формирование подходов к использованию особенностей первичного структурного производственного подразделения порта — производственного перегрузочного комплекса (ППЬС) или стивидорной компании для решения задач формирования нормативной базы порта и использования его производственной мощности;
комплекс экономико-математических моделей, обеспечивающих оптимизацию нормативной базы порта и использования произволеI венной базы порта;
комплекс эвристических алгоритмов для реализации экономико- математических моделей задач формирования нормативной базы порта и использования производственной мощности порта;
методики решения частных задач использования производственной мощности порта.
Решение перечисленных задач позволяет создать научно-обоснованную систему методических положений, направленных на интенсификацию процесса обработки транспортных средств в порту и максимальное использование ресурсов порта.
Достоверность полученных результатов теоретических и экспериментальных исследований обеспечивается корректным использованием принципов построения расчетных моделей; реальностью и представительностью исходных данных по российским портам; использованием при анализе и формализации апробированного математического аппарата теории массового обслуживания, эвристических процедур и алгоритмов; основаны на использовании особенностей организационно-производственной структуры порта. Предложенные методы решения задач позволяют проследить процесс решения.
Научная новизна. Работа направлена на решение важной для отрасли научной и практической проблемы в области организации погрузочно- разгрузочных работ в порту путем создания методических основ формирования нормативной базы, обоснования показателей организации прохождения грузов через порт и использования его производственной мощности.
В диссертации впервые разработаны:
методические основы использования особенностей первичного структурного производственного подразделения порта - производственного перегрузочного комплекса для решения задач формирования нормативной базы пор- га и использования производственных мощностей порта;
комплекс экономико-математических моделей, обеспечивающих оптимизацию нормативной базы порта и использования производственной мощностей порта;
комплекс эвристических алгоритмов для реализации экономико- математических моделей основных оптимизационных задач формирования нормативной базы порта и использования производственной базы порта.
Теоретическая значимость диссертационного исследования заключается в разработке: методического обеспечения комплексного формирования нормативной базы порта; обоснования использования производственной мощности порта в условиях функционирования производственных перегрузочных комплексов порта. Наиболее существенный вклад соискателя в рамках диссертационного исследования заключается в теоретическом обобщении и разработке методических основ совершенствования системы формирования нормативной базы организации обработки транспортных средств в порту и использования производственной базы порта в условиях функционирования первичного производственного структурного подразделения порта - ППК.
Практическая ценность полученных результатов исследования. Основной научный и практический результат, полученный соискателем, состоит в том, что в его исследованиях решена проблема оптимизации нормативной базы процесса обработки транспортных средств в морских торговых портах и использования производственных мощностей морских портов. Резулыаты исследования имеют большое народнохозяйственное значение, так как позволяют повысить эффективность использования ресурсов системы на основе оптимизации формирования нормативной базы и использования производственной мощности морских портов.
Диссертация является законченным научным исследованием, доведенным до практической реализации в морских портах. Результаты исследования используются также в учебном процессе подготовки инженеров по специальности «Организация перевозок и управление на транспорте», экономистов-менеджеров по специальности «Экономика и управление на предприятии» в МГУ им. адм. Г.И. Невельского.
Апробация работы и публикации. Основные теоретические результаты исследований и их практические положения обсуждались и получили положительную оценку на международных (2005, 2007, 2009 гг.), всероссийских (2005, 2006, 2007, 2008, 2009 гг.) научно-технических конференциях, 54-й региональной научно-технической конференции творческой молодежи Дальнего Востока «Молодежь-наука-инновации» (Владивосток, МГУ им. Г.И. Невельского, 2006 г.), на семинарах кафедры Управления морским транспортом МГУ им. адм. Г.И. Невельского. В законченном виде диссертация докладывалась и получила общую положительную оценку на кафедре Управления морским транспортом МГУ им. адм. Г.И. Невельского.
Результаты выполненных исследований и разработок по теме опубликованы в 17 научных трудах, в том числе в двух изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Анализ распределения объемов работ между причалами Владивостокского и Находкинского морских торговых портов
Задача распределения объемов работ между подразделениями предприятия (после ресурсного обеспечения и формирования нормативной базы работы предприятия) является важной задачей текущего и календарного планирования. Для морских торговых портов важность этой задачи усиливается в силу специфики работы портов как систем массового обслуживания. Эта специфика проявляется в том, что при неравномерном распределении объемов работ между причалами возрастают простои судов в ожидании обработки [161]. Целью исследования была проверка реального положения дел с распределением объемов работ в Дальневосточных Российских портов. Для анализа были выбраны порты Владивосток и Находка как крупнейшие порты на Российском Дальнем Востоке, с грузооборотом около шести милл. т каждый, перерабатывающими в основном генеральные грузы.
В табл. 1.1.1 показано распределение объемов работ (грузопереработки) между причалами и производственными перегрузочными комплексами (ПИК) Владивостокского порта за характерный год. Из табл. 1.1.1 видно, что причалы Владивостокского морского торгового порта загружены неравномерно. Максимальная занятость - выше минимальной в 3 раза. В табл. 1.1.2 показано распределение объемов грузопереработки между причалами и производственными перегрузочными комплексами Находкинского порта за характерный год. В табл. 1.1.2 приняты те же обозначения, что и в табл. 1.1.1. Из табл. 1.1.2 видно, что причалы Находкинского порта также загружены неравномерно. Максимальная занятость выше минимальной в 1,5 - 2 раза. Аналогичные результаты были получены по различным годам и по различным портам. В силу ограниченного объема приведение в работе всей статистики не является целесообразным. Для полноты картины рассмотрим более подробно характеристику загрузки причального фронта во Владивостокском морском торговом порту в другой год. Владивосток - один из крупнейших тихоокеанских портов России. Удобное географическое положение, развитая транспортная инфраструктура, благоприятные естественные условия предопределяют важнейшую роль порта Владивосток в международных и прибрежных морских перевозках в Азиатско- Тихоокеанском регионе. Причальная инфраструктура ОАО «ВМТП» состоит из 16-ти грузовых (включая причал № 44) и 2-х пассажирско-грузовых причалов, а также паромного терминала. Общая протяжённость причалов 4200 м. Все причалы, за исключением причалов №№ 16 и 17 являются многоцелевыми (универсальными) и могут перерабатывать различную номенклатуру грузов в зависимости от складывающейся конъюнктуры рынка. Причалы №№ 16 и 17 специализированы на переработке крупнотоннажных контейнеров. Являясь участником транспортного процесса и обладая мощной материально-технической и складской базой, порт обеспечивает необходимые условия при приеме, хранении и отгрузке перерабатываемого груза. Выполнение плана грузопереработки в 2006 г. стивидорными компаниями, входящими в Ассоциацию «Владивостокский Морской Торговый Порт», приведено в табл. 1.1.3. В табл. 1.1.4 показано распределение объема грузопереработки между причалами порта за 2006 г. В правом верхнем углу табл. 1.1.4 указано время занятости причалов под обработкой судов. Из табл. 1.1.4 видно, что причалы загружены неравномерно. План грузопереработки по номенклатуре грузов для комплексов совершенно не учитывает такой показатель как занятость причалов. Следовательно, в порту существует такая проблема, как неравномерная занятость причалов. Она возникает из-за несовершенства используемых методов планирования объемов работ производственных перегрузочных комплексов. Вместе с тем известно [см. 161], что при неравномерной занятости причалов простои судов и вагонов в ожидании обработки будут всегда выше, чем при равномерной. Соответственно, возрастают расходы по содержанию судов и штрафы за простой вагонов. Назначение задачи распределения объемов работ между подразделениями порта можно рассматривать в трех аспектах: социальном, техническом и экономическом. В социальном аспекте планирование объемов работ для ПГ1К означает возможность получения ППК определенного уровня доходов, из чего прогнозируется уровень материального благополучия, социальной обеспеченности его работников и перспективы развития ППК, как производственного объекта. В общем случае равные возможности обеспечения материального благосостояния для различных трудовых коллективов могут быть реализованы через равную занятость ППК обработкой судов (или равное стояночное время судов, обрабатываемых на различных ППК). Равномерная загрузка причалов создаст одинаковые условия формирования заработной платы, что будет способствовать закреплению трудовых ресурсов в порту. В техническом аспекте планирование объемов работ на причалах должно обеспечить реализацию действующей в портах системы планово предупредительных ремонтов и обслуживания сооружений и технических средств, которая обеспечивает равномерное использование, износ и техническое обслуживание материально-технической базы порта в процессе выполнения погрузочно- разгрузочных работ. Поставленная задача реализуется через равную занятость причалов обработкой судов (или равное стояночное время судов, обрабатывае- мых на различных причалах).
В экономическом аспекте распределение объемов работ между Г1ГЖ и причалами должно обеспечить уменьшение затрат на содержание судов в ожидании обработки. Для порта, как для системы массового обслуживания [144], величина простоев судов (заявок) в ожидании обработки будет зависеть от занятости каналов обслуживания (причалы, трудовые ресурсы, подъемно- транспортное оборудование, технологическая оснастка).
Как показано в [145] минимальные простои будут получены, если все причалы будут загружены равномерно. Таким образом, общий подход к задаче распределения объемов работ между причалами и ППК, предполагает стремление к равномерной занятости причалов. Однако в реальных условиях работы порта это условие не всегда возможно обеспечить т.к. приходится учитывать ряд особых факторов, к которым можно отнести: установленную специализацию причалов, характеристики складов на причалах, характеристики оборудования причалов, свойства грузов и требования к их совместимости, возможные варианты выполнения перегрузочных работ, степень устойчивости планов по переработке грузов и т.д.
Методологические основы решения комплекса задач текущего управления обработкой транспортных средств в порту
Методологический подход к совершенствованию текущего управления процессами обработки транспортных средств в порту основан на выявлении закономерностей процесса подготовки к обработке транспортных средств в порту и управления им, установления целей, основных требований управляющих воздействий, ограничений и критериев эффективности, применения оптимального планирования и регулирования, построении комплекса экономико- математических моделей и реализует принципы системности, пропорциональности, регулируемости, конкретности, непрерывности и оптимальности.
Реализация принципов системности и пропорциональности достигается благодаря комплексному рассмотрению всех элементов системы обработки транспортных средств в порту, а также единством целей, показателей и методов их расчета для управления обработкой транспортных средств в порту. Реализация принципов регулируемости, конкретности и непрерывности обеспечивается самой сущностью методического подхода, основанного на использовании пошагового непрерывного планирования и регулирования с учетом конкретных условий при сохранении постоянства расчетного периода. Реализация принципа оптимальности осуществляется путем последовательного решения комплекса оптимизационных задач,
Исходя из целей, стоящих перед системой управления обработкой транспортных средств в порту в текущем периоде, особенностей ее функционирования, взаимодействия с другими подсистемами управления морским и смежным видами транспорта, обеспечения замкнутости контура управления и с учетом таких принципов декомпозиции общей задачи, как получение необходимых промежуточных результатов и возможности реализации общего оптимума через совокупность локальных оптимумов, можно сформировать комплекс оптимизационных задач управления портом в текущем периоде в следующем виде.
Основу текущего управления работой порта составляет комплекс задач оптимизации нормативов, организации обработки транспортных средств в порту и использования ресурсов порта. Реализация комплекса задач определяет организацию взаимодействия морского и смежных видов транспорта, обеспечивает согласование объемов работ с имеющимися (или дополнительно требующимися) ресурсами порта, обеспечивает разработку планов подготовки к освоению грузопотоков и обработки транспортных средств.
Специфический двойственный характер функционирования порта как системы массового обслуживания не позволяет реализовать решение всего комплекса задач в одной модели. По условию возможности решения комплекса задач можно разделить на два этапа: - оптимизация нормативов и организация обработки транспортных средств в порту; - оптимизация использования причального фронта для освоения грузопотоков (укрупненная специализация причального фронта).
Реализация комплекса задач осуществляется в годовом и квартальном разрезах с уточнением по мере необходимости в месячном разрезе.
На нижнем уровне управления обработкой транспортных средств в порту находится комплекс задач закрепления грузопотоков за причалами и 11ПК порта. Назначением комплекса задач является формирование: - планов работы ППК; - планов подготовки материально-технической базы порта к освоению грузопотоков и обработки транспортных средств.
С учетом многоцелевого назначения комплекс задач реализуется: - в годовом периоде (для формирования планов работы ППК); - в квартальном периоде (для уточнения планов работы ППК и предварительной подготовки материально-технической базы порта); - в месячном периоде (для корректировки планов работы ППК, разработки конкретных планов подготовки к освоению грузопотоков, обеспечения контроля за ходом выполнения текущих планов работы ППК и порта в целом.
Далее излагаются методические подходы к получению оптимальных решений по перечисленным комплексам задач.
При решении задач управления производственной деятельностью порта в качестве нормативов обработки судов используются: валовые нормы обработки судов (Мв), показывающие количество груза, которое должно быть погружено на судно или выгружено с судов в течение суток, и норматив перегрузочных комплексов (НГОС), показывающий, какое количество технологических перегрузочных комплексов должно быть одновременно занято обработкой судов (какое количество судов одновременно должно находиться под обработкой).
Нормативы обработки судов в порту могут быть использованы как в текущем (перспективном, календарном), так и в оперативном планировании. При этом следует иметь в виду, что оба норматива обработки судов (интенсивности обработки и количества одновременно обрабатываемых судов) функционально взаимосвязаны между собой, а также функционально взаимосвязаны с наличием (потребностью) ресурсов порта.
В оперативном планировании нормативы обработки судов являются основой для составления сводных месячных графиков подачи судов в порт и организации обработки судов, под которой понимают общую продолжительность и конкретные сроки начала и окончания обработки каждого судна. Использование нормативов обработки судов для решения задач оперативного управления является традиционным, достаточно отработано и не требует дополнительных пояснений.
Постановка задачи оптимизации нормативов и организации освоения грузопотоков в порту
Нормативы и организация обработки судов и смежных видов транспорта в порту являются основными элементами комплексной организации работы флота, порта и смежных видов транспорта, т.к. они определяют режим обработки и регламентацию сталийного времени судов и смежных видов транспорта в порту, а также уровень плат при взаиморасчетах порта и пароходства, порта и организаций смежных видов транспорта за соблюдение сталийного времени, а также являются основанием для обеспеченности порта ресурсами.
К таким нормативам относятся: - интенсивность обработки судов; - норматив перегрузочных комплексов (НПК); - сроки обработки подвижного состава смежных видов транспорта. Интенсивность обработки судов в порту имеет три разновидности: - валовая интенсивность обработки судов Мв; - укрупненная интенсивность обработки судов Му; - чистая интенсивность обработки судов Мф.
Определяются они отнесением количества перегруженного (между судном и берегом) груза соответственно к валовому стояночному времени, укрупненному времени обработки судна, времени выполнения грузовых операций. Учитывая, что валовая интенсивность обработки судов в порту включает простои судов в ожидании обработки Тож , которые в свою очередь определяются укрупненной интенсивностью обработки и количеством одновременно обрабатываемых судов Л , а время выполнения грузовых операций определяется концентрацией технологических линий М, на обработку судна и их средней производительностью Р, можно взаимосвязь между всеми разновидностями интенсивности обработки судов записать в виде:
Остальные параметры, определяющие ту или иную разновидность интенсивности обработки судов (в том числе время простоев судов по организационным причинам, если они носят устойчивый характер), в зависимости (1) не показаны, т.к. их можно рассматривать в качестве констант. Конечные формулы для получения всех значений интенсивности приведены в [11] и являются достаточно известными для того, чтобы их не повторять, поскольку это не является целью данной работы.
Функциональная связь между разновиднос тями интенсивности обработки судов говорит о том, что все их можно оптимизировать в рамках общей экономико-математической модели обработки судов в порту.
Рассмотрим целесообразность присутствия всех разновидностей интенсивности обработки судна в порту в нормативной базе системы управления обработкой судов.
Валовая интенсивность обработки судов определяет все стояночное время судов в порту, в которое входят как простои в ожидании обработки, так и простои по различным организационным причинам в основном по вине пароходства и смежных видов транспорта. Увеличение простоев судов в ожидании обработки от теоретического значения, как правило, обусловлено нечеткой работой диспетчерского аппарата судоходных компаний или влиянием метеорологических условий. Следовательно, на порт нельзя возлагать ответственность за обеспечение выполнения всей валовой интенсивности обработки судов, т.е. этот норматив не может обеспечить справедливой взаимной ответственности порта и судоходной компании. Однако для судоходных компаний валовая интенсивность обработки судов является обязательным элементом планирования движения судов в рамках непрерывного графика работы флота (1ГГРФ). Таким образом, оптимизируя: Мв в рамках общей модели следует иметь в виду, что она предназначена для планирования работы флота. Необходимост ь определения М„ также обусловлена требованием системности управления как элемента, обеспечивающего путем детального анализа обратную связь системы управления обработкой судов в порту с системой управления движения флота, а также подсистем текущего и оперативного управления в общей системе управления обработкой судов в порту.
Укрупненная интенсивность обработки судов в порту определяет стояночное время обработки судов в порту от момента начала отсчета сталийного времени до окончания обработки (включая оформление -грузовых документов). Эта величина характеризует как общую организацию обработки судов в порту, так и эффективность системы управления обработкой судов в рамках Г1ПК. Все отклонения от расчетного значения Му, как правило, обусловлены причинами, находящимися на ответственности порта. Исходя из изложенного, можно утверждать, что укрупненная интенсивность обработки судов является основным элементом взаимной организации работы и взаимной ответственности порта и пароходств.
Чистая интенсивность обработки судна не включает параметров, которые не входили бы в укрупненную интенсивность обработки судов, и полностью определяется уровнем организации и эффективности функционирования системы обработки судов в рамках ППК, либо на уровне руководства укрупненной комплексной бригады докеров-механизаторов (УКБ). Следовательно, использование Мгр в качестве норматива обработки судов в масштабе порта является нецелесообразным, т.к. он будет только частью норматива Тем не менее, чистая интенсивность обработки судов может быть использована (при необходимости) как один из показателей для премирования докеров-механизаторов УКБ на ППК, а также как элемент, обеспечивающий путем анализа обратную связь подсистем текущего и оперативного управления обработкой судов в порту.
Из выражения (2.4.1) следует, что чистая интенсивность обработки судов в порту главным образом зависит от концентрации технологических линий, т.к. производительность технологической линии является в основном характеристикой грузопотока и в меньшей степени зависит от соотношения количества технологических линий, работающих по прямому и складскому вариантам. Поэтому процесс оптимизации Мгр, а через нее Му иМ„в конечном счете сводится к оптимизации концентрации технологических линий , которая вместе с количеством одновременно обрабатываемых судов определяют численность докеров-механизаторов, потребность в перегрузочном оборудовании и технологической оснастке для обработки судов по всем вариантам и обработки смежных видов транспорта по прямому варианту.
Следовательно, оптимизация интенсивности обработки судов в рамках экономико-математической модели обеспечит оптимизацию потребности в ресурсах порта для обработки судов по всем вариантам работ, и обработки смежных видов транспорта по прямому варианту, являясь тем самым элементом инженерного обеспечения подготовки к обработке транспортных средств в порту.
Математическая модель оптимизации использования причального фронта порта для освоения грузопотоков
В математической модели использованы следующие условные обозначения: Sf— затраты по флоту, занятому на перевозках совокупности грузов /й группы, за время стоянки его в порту, руб; / — оборотные средства, заключенные в грузах/й группы за время нахождения их в порту, руб; - затраты по вагонам, занятым на перевозке грузов/-й группы, за время нахождения их в порту, руб; Sjn— затраты по автотранспорту, занятому на перевозке грузов /й группы, за время нахождения его в порту, руб; общее количество прича лов в порту; pte- коэффициент, характеризующий возможность изменения специализации ТПК с i-ой на е-ю; С-,е - затраты на переоборудование причалов с i- й специализации на е-ю, руб; Xie- число ТПК, которое необходимо переоборудовать с i-й специализации на е-ю; Nitf— расчетное число причалов, на которых планируется переработка грузов группы f-ro технологического профиля; F" - подмножество групп грузов в порту, по которым имеется избыток по числу причалов (в подмножество объединяются все группы грузов, для которых ANnj 0); F" — подмножество групп грузов в порту, по которым имеется недостаток по числу причалов (в подмножество объединяются группы грузов, для которых ANnJ 0); АМпГ - резерв (недостаток) по числу причалов, используемых для переработки грузов группы f-го технологического профиля; ДД /;) ; ANm - резерв (недостаток) по числу причалов с /-й и е-й специализацией (технологическим профилем) соответственно; Nllf— фактическое число причалов в порту, на которых перегружаются грузы /го технологического профиля; / - индекс группы грузов, по которой имеется избыток по числу причалов; е — индекс группы грузов, по которой имеется недостаток по числу причалов; /— индекс группы грузов одного технологического профиля, (/ = 1,2,...,7Г); Е - множество групп грузов, в каждую из которых входят грузы одного технологического профиля, проходящие через порт; Qf — количество груза / й группы, проходящее через порт; — эксплуатационные расходы (за вычетом затрат по портовым. рабочим) при перегрузке грузов /-го технологического профиля на переоборудованном причале, руб/т. Значения величин 5"/ , Б, и Се_( в целевой функции можно опре делить по методике, разработанной автором. В качестве исходных данных по валовой Мвт интенсивности обработ ки судов и коэффициенту перевалки Кперт должны быть использованы результаты решения задачи «Оптимизация нормативов и организации обработки транспортных средств» [141].
Анализ целевой функции экономико-математической модели, ее ограничений и соотношений показывает, что в целевой функции представлены задачи двух уровней: — оптимальное закрепление грузопотоков за причалами; — определение оптимального плана переоборудования причалов порта. Сложная дискретная взаимосвязь между задачами двух уровней предопределяет использование для поиска оптимального решения комбинированного метода, являющегося алгоритмической разновидностью метода возможных направлений в сочетании со стандартным методом решения целочисленной задачи линейного программирования [101, 135, 163]. С помощью эвристического метода определяется оптимальный вариант закрепления грузопотоков за всей совокупностью причалов в порту, а с помощью метода линейного программирования - оптимальный план изменения технологического профиля (переспециализации) причалов порта и перераспределение их между группами специализированных причалов. Результатами решения задачи являются: - план распределения причалов по группам технологических профилей; - план изменения технологического профиля причалов, используемый для подготовки к освоению грузооборота порта; - оптимальные значения занятости причалов одного технологического профиля {aWH/j по группам причалов. В сочетании с планом распределения причалов по группам технологических профилей эти значения используются для решения задачи оптимального закрепления грузопотоков за причалами и ППК порта. Ниже приводятся методологические основы использования комбинированного метода для решения задачи оптимального закрепления грузопотоков за группами причалов, разработанные автором. Процесс обоснования варианта оптимального закрепления грузопотоков за ТПК можно представить в виде в виде блок-схемы обобщенного алгоритма, разработанного автором и приведенной на рис. 3.3.1. Алгоритм обеспечивает реализацию математической модели дискретно- нелинейной оптимизации задачи закрепления грузопотоков за группами ТПК в соответствии со специализацией ТПК и характеристиками грузопотока с учетом изменения технологического профиля ТПК. В процессе решения задачи значения концентрации технологических линий и коэффициента перевалки принимают фиксированными (/VA = const; к = const) как результат предварительного решения задачи оптимизации нормативов обработки транспортных средств. При описании алгоритма и в комментариях использованы следующие обозначения (с учетом некоторых отличий от описания математической модели и другого порядка использования)
