Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ отечественной и зарубежной теории и практики управления техническим обслуживанием флота. Постановка задач исследований
1.1. Анализ теоретических подходов к решению задач управления техническим обслуживанием флота 7
1.2. Анализ методологических основ управления техническим обслуживанием флота 19
1.3. Факторный анализ показателей технического обслуживания флота 29
1.4. Методика прогнозирования показателей технического обслуживания флота 39
1.5. Анализ логистических процессов, происходящих при техническом обслуживании флота 51
1.6. Задачи диссертационных исследований; их теоретическая и практическая направленность на совершенствование алгоритмического и программного обеспечения управления техническим обслуживанием флота 56
1.7. Выводы по 1-ой главе 59
2. Моделирование технического обслуживания флота
2.1. Производственные функции и их роль в оценке хозяйственной деятельности предприятия 60
2.2. Определение параметров производственных функций Кобба - Дугласа по статистическим рядам с помощью метода наименьших квадратов 64
2.3. Обоснование критерия оптимальности 71
2.4. Алгоритм обеспечения технического обслуживания комшіектующими изделиями з
2.5. Алгоритм поиска ресурсов для технического
обслуживания судов 82
2.6. Алгоритм технологического процесса ремонта судов на СРЗ 90
2.7. Выводы по 2-ой главе 105
3. Оптимизация управления технической эксплуатацией флота
3.1. Анализ состояния технического обслуживания флота в рассматриваемом периоде 106
3.2. Диалоговая система управления техническим обслуживанием судов 118
3.3. Матричный подход в управлении системой 124
3.4. Обоснование оптимального управленческого решения 130
3.5. Выводы по 3-ей главе 140
Заключение 141
Список использованной литературы
- Факторный анализ показателей технического обслуживания флота
- Задачи диссертационных исследований; их теоретическая и практическая направленность на совершенствование алгоритмического и программного обеспечения управления техническим обслуживанием флота
- Определение параметров производственных функций Кобба - Дугласа по статистическим рядам с помощью метода наименьших квадратов
- Диалоговая система управления техническим обслуживанием судов
Факторный анализ показателей технического обслуживания флота
В настоящее время научное прогнозирование - необходимое средство выработки научно-технической политики технического обслуживания флота, важнейший инструмент подготовки и принятия решений на различных уровнях управления. Обсуждение научных прогнозов должно предшествовать разработке планов технического обслуживания флота. Прогнозы и планы должны быть научно-обоснованными, напряжёнными, обеспечивать возможность их выполнения. Это, в свою очередь, требует разработки и использования научно - обоснованных методов планирования, современных методов математического моделирования и компьютерной техники, системного подхода к процессу разработки планов и прогнозирования [10] [28] [52]. Системный прогноз призван решать следующие задачи: - определять текущее развитие технического обслуживания флота; - устанавливать пути и возможности корректировки тенденций развития технического обслуживания, намечать перспективные направления исследований в фундаментальных и прикладных науках; - определять закономерности и особенности социально- экономического развития технического обслуживания флота. Успешное решение этих задач возможно только с помощью аналитического подхода. Прогнозы должны постоянно корректироваться с учётом новых факторов и опережать работу по планированию. Возможность прогнозирования и планирования показателей - важнейшее свойство рыночной экономики. Экономические прогнозы не могут существовать независимо от плана. Основываясь на знании закономерностей экономики, системный прогноз по своей значимости служит для определения путей развития технического обслуживания флота, прогнозирования их будущего состояния. Системный прогноз - необходимый этап предплановых разработок. Чтобы сделать оценку рассогласования будущего состояния системы с требуемым состоянием, в достижении которого заключается реализация общественной цели, необходимо выполнить системный анализ.
Для достижения поставленных целей целесообразно отобрать наиболее приемлемые пути выполнения анализа. Несмотря на то, что небольшое количество путей, казалось бы, облегчает проведение системного анализа, снижает трудозатраты по нему, необходимо рассмотреть все возможные варианты, так как именно нерассмотренные варианты принятия решений могут быть оптимальными [20] [29] [69].
Техническое обслуживание флота относится к системам, которые нуждаются в разработке специальных методов их анализа. Анализ технического обслуживания флота предусматривает учёт объективных экономических законов, что является необходимым условием правильного воздействия на исследуемый объект с целью упорядочения и регулирования происходящих в нём процессов [37].
В связи со сложностью зависимостей, в которых находятся экономико-эксплуатационные показатели технического обслуживания флота от ряда взаимосвязанных факторов в основу методики прогнозирования положен множественный корреляционный анализ [42].
Основным методом исследования технического обслуживания флота выбрано имитационное моделирование, с помощью которого можно исследовать сложную систему любого типа. Имитационное моделирование заключается в имитации производственных, экономических процессов на компьютерной технике путём воспроизведения явлений и актов процесса в последовательности, отражающей реальные взаимосвязи и взаимозависимости. Возможность учёта нелинейности, динамики, вероятной природы некоторых явлений позволяет сделать имитационную (статистическую) модель адекватной действительности и, используя её, осуществлять так называемый ненатурный эксперимент в ускоренном масштабе времени [6] [7] [8] [73].
Статистическое моделирование может применяться при исследовании сложных систем как с целью решения вопросов перспективного характера (определение структуры системы), так и с целью оперативного управления системой. Статистическое моделирование охватывает системы, формируемые как в виде схем массового обслуживания, так и в виде схем автоматического регулирования с обратной связью. Статистическое моделирование процессов функционирования технического обслуживания флота предполагает учёт случайных возмущений, описываемых различными законами распределения. Необходимость учёта случайных возмущений путём многократного воспроизведения процесса функционирования системы вызвано несовпадением, в общем случае, (при наличии различного рода нелинейных соотношений) результатов такого воспроизведения расчётов по средним значениям параметров.
Недостатком статистического моделирования является невозможность обобщения получаемых результатов в смысле построения аналитических зависимостей (общий недостаток численных методов), сложность и трудоёмкость построения моделирующих алгоритмов, а также сложность получения оптимальных решений из-за больших затрат времени при расчётах на компьютере.
Имитационное моделирование, как правило, применяется в тех случаях, когда аналитическое решение проблемы невозможно, а непосредственное экспериментирование на реальной системе по тем или иным причинам нецелесообразно. Подобные ситуации возникают, прежде всего, при изучении сложных систем, к которым относятся и техническое обслуживание флота. В сложных системах трудно или невозможно заранее предсказать последствия тех или иных управляющих решений, структурных или функциональных изменений, а также различных воздействий со стороны окружающей среды. Математический аппарат, применяемый в имитационном моделировании, практически ничем не ограничен. Так, для описания отдельных частей системы могут использоваться аналитические подходы. Однако, в основе имитационного моделирования как экспериментального метода лежит моделирование случайных явлений. В результате имитации получают статистические выводы, которые позволяют оценить те или иные характеристики системы [56] [74] [89].
Задачи диссертационных исследований; их теоретическая и практическая направленность на совершенствование алгоритмического и программного обеспечения управления техническим обслуживанием флота
Переход на новые формы хозяйствования в условиях рыночных отношений оказался исключительно сложной задачей практически для всех предприятий, работавших в условиях плановой экономики. Созданные ранее автоматизированные системы управления, ориентированные на выполнение плановых заданий и, в частности, типовые решения в АСУ "Флот" с их алгоритмическим и программным обеспечением оказались малоэффективными для быстрой адаптации всего производства к изменяющимся условиям внешней среды, гибкой ценовой политики, источникам финансирования, конъюнктуры в соответствующих секторах рынка и др. Изменились отношения между судовладельцами, грузовладельцами. судоремонтными заводами, снабженческими и другими организациями.
В сложившихся условиях во многом претерпела изменения информационная система предприятия. Все элементы - сбор, обработка, хранение и передача информации - стали образовывать систему маркетинговой информации. Элементы этой системы, к которой относятся люди и технологические процессы, взаимодействуя, создают упорядоченный поток информации, получаемый как от внутренних, так и от внешних по отношению к предприятию источников. Этот поток является основой для принятия управленческих решений. Кардинально изменилась роль отдельных служб и подразделений предприятия, система бухгалтерской отчётности. Появилась потребность в повседневном анализе внешних маркетинговых данных и международного рынка, конъюнктурном обзоре секторов рынка, рекламной деятельности, количественном анализе деятельности предприятия и предприятий - конкурентов. Всё вышеперечисленное свидетельствует о необходимости применения мощных средств обработки информации и алгоритмов комплексного анализа всех сфер деятельности предприятия для принятия безошибочных управленческих решений.
К сожалению, при управлении различными технологическими звеньями предприятия отдельные решения могут до сих пор приниматься на основе интуиции, несмотря на имеющиеся формальные методы принятия решений, созданные за годы интенсивного развития теории управления. Возможно, в исключительных случаях такие решения можно считать оправданными. Однако, опыт работы зарубежных фирм свидетельствует об интенсивном использовании для принятия решений практически на всех уровнях полезных концепций и положений, разработанных в теории управления и нацеленных на более глубокий анализ таких процессов, как ценообразование и его прогноз, инвестиции и оптимальное распределение средств на предприятии, планирование и организация технического обслуживания судов по различным технологическим схемам и др. На предприятиях используется большое число моделей почти по любой проблеме маркетинга и менеджмента, содержится банк моделей, представляющий набор программ, помогающих управляющим предприятия (фирмы) принимать решения в условиях неполной информации, решать сложные технические задачи. Вся информация на любом предприятии надёжно защищена и недоступна для постороннего пользователя. Алгоритмическая и программная поддержка, банк моделей и другие составляющие являются интеллектуальной собственностью фирмы (предприятия) и в интересах производственной деятельности сведения о них не разглашаются.
Современные информационные технологии и, в частности, информационные системы управления, бизнеса, документооборота и телекоммуникационные web - технологии и сети Internet позволяют на качественно новом уровне решать основные задачи по управлению технической эксплуатации флота в условиях конкуренции. Для этих целей могут использоваться созданные в нашей стране и за рубежом системы, а также алгоритмы и программы ранее созданных АСУ "Флот". Однако, требуется их адаптация к специфическим условиям конкретных препдприятий, с учётом огромных изменений, произошедших в последние годы в техносфере и компьютерных технологиях.
Основная цель диссертационных исследований состоит в расширении сферы функционального проектирования современной автоматизированной системы управления предприятий. Именно это направление исследований является сегодня определяющим, поскольку должно содержать методы и программы математического моделирования, базирующиеся на наукоёмких технологиях. Созданное алгоритмическое и программное обеспечение предназначено для использования в банке данных и моделей технического обслуживания флота.
Определение параметров производственных функций Кобба - Дугласа по статистическим рядам с помощью метода наименьших квадратов
В результате износа уменьшается стоимость эксплуатирующихся судов. Возникает необходимость в количественной оценке степени износа [21].
Последствия материального и морального износов могут быть частично или полностью ликвидированы. Материальный износ устраняют судовые экипажи, что предусмотрено в математической модели, а судоремонтные предприятия при проведении ремонтных работ. Моральный износ устраняют периодической переоценкой стоимости их перестройки в современных условиях (по восстановительной стоимости). Кроме того, моральный износ частично может быть устранён проведением модернизационных работ по ранее построенным судам. Модернизация приближает (в ряде случаев даже устраняет) технико-экономические характеристики ранее построенных судов к характеристикам современных. Модернизационные работы проводят, как правило, одновременно с ремонтными работами на судоремонтных предприятиях. Вероятность появления морального износа может быть также уменьшена, если сокращать нормативные сроки службы судов. В этом случае снижается вероятность появления новых, более современных судов. Поддержание флота в нормальном техническом состоянии, обеспечение технико-экономических характеристик судов на современном уровне невозможно без предприятий, специализирующихся на ремонте и модернизации судов, без проведения регулировочных и ремонтных работ экипажа судов. Взаимодействие всех этих составляющих должно быть соответствующим образом организовано. Использование разработанных алгоритмов и программ проверено на ряде предприятий морского транспорта. В частности, на примере судоходной компании "Сильвер Лайн" и ряда СРЗ. Анализируя существующее положение в судоходной компании, необходимо отметить, что в 2001 году работа по техническому обслуживанию флота предстоит сложной. Кроме того, необходимо отметить некоторые моменты: - большое количество старого флота возраста 15 и 20 лет; - политика экономии на ремонте флота и его снабжении привела к резкому ухудшению его технического состояния; - из - За отсутствия должной обработки и хорошей окраски корпуса судов находятся в плохом состоянии. Из-за большой наработки и плохого ремонта велики простои флота по причине отказов от оборудования; - плохой внешний вид, несоответствие судов жёстким современным требованиям международных конвенций и контролирующих органов, как по оборудованию, так и по снабжению, часто являются причинами простоев, задержания (ареста) судов и, как следствие, больших расходов, зачастую с выплатой штрафов; - в условиях острого дефицита оборотных средств технической службе приходится решать вопросы не столько приведения судов в соответствие с требованиями, сколько получения отсрочек по их выполнению; - практически не финансируется вопрос переклассификации части флота в соответствии с требованиями рынка и клиентуры.
На этом судоходная компания имеет упущенную выгоду и теряет клиентуру, которая уходит к более гибким судовладельцам [66].
Необходимо собирать информацию о положении дел на флоте в целом и на каждом конкретном судне по техническому обслуживанию. Это даёт возможность заблаговременно прогнозировать возможные простои, принимать меры по их предотвращению [22].
С этой целью уже создана служба групповых механизмов, которые, работая с ограниченным количеством судов, обязана в деталях знать каждое судно. Они обязаны работать с экипажами судов, ставить перед последними задачи, контролировать их деятельность.
Важно правильно использовать средства. С этой целью необходимо постоянно анализировать цены, предлагаемые различными судоремонтными заводами, соотнося их качеством работ. На основе этого анализа можно будет делать вывод о постановке судов на то или иное предприятие.
Требуются принципиально новые подходы к вопросу управления всеми подразделениями, используя современные методы управления, математические методы и компьютерные технологии. На данный момент отсутствуют рычаги воздействия на подразделения судоходной компании, за исключением малоэффективных командных, что в конечном счёте приводит к плохому качеству ремонта и его длительным строкам.
Нужно выработать систему, основанную на договорах, которая предусматривала бы меры ответственности судоремонтных предприятий за срыв сроков и некачественный ремонт. Однако, подобная система может быть эффективной только при двустороннем соблюдении условий договора, т.е. при должном финансировании. Разработанные алгоритмы и программы позволяют решать данные задачи [65].
Реальную экономию и сокращение простоев флота можно извлечь из правильной организации снабжения судов. Принимая во внимание наличие складских помещений базы СМТС, наличие у них автотранспорта и вспомогательного флота, судовая компания должна заключить с базой договор о снабжении судов конвенционным оборудованием. В этой связи есть смысл организовать систему единовременного снабжения судна и проверки конвенционного оборудования с заменой и доукомплектованием. Оптимальный вариант решения данной проблемы позволит решать разработанный в диссертации алгоритм обеспечения технического флота комплектующими изделиями и ресурсами.
До 20 % расходов по судну составляют расходы на топливо. Для минимизации их в составе технической службы создана группа маркетинга, которая в тесном контакте с менеджером определяет выгодные места бункеровки, заключая прямые договоры с поставщиками, определяя общую политику использования топлива. Учитывая сложную для судоходной компании ситуацию, необходимо в 2002 году решить следующие задачи, которые позволяют улучшить техническое обслуживание флота:
Диалоговая система управления техническим обслуживанием судов
Разработанная в диссертации методика анализа показателей технического обслуживания флота полностью решает эти задачи.
Основным методом для исследования технического обслуживания флота является имитационное моделирование, которое позволяет исследовать любую сложную систему, к числу которых относится техническое обслуживание флота. Статистическое моделирование позволяет учитывать влияние на систему случайных факторов, описываемых различными законами распределения. Необходимость учёта случайных возмущений путём многократного воспроизведения процесса функционирования системы вызвана несовпадением в общем случае (при наличии различного рода нелинейных соотношений) результатов такого воспроизведения расчётов по средним значениям. Математический аппарат, который используется в имитационном моделировании, практически ничем не ограничен. Таким образом, при описании ряда процессов, происходящих при техническом обслуживании флота, могут быть использованы аналитические подходы. Результатом же имитации производственных процессов являются статистические выводы, которые позволяют оценить те или иные характеристики системы [93].
Адекватность модели исследуемому процессу и, следовательно, качество полученного решения в диссертации производится путём сопоставления результатов, установленных без использования модели, с результатами, вытекающими из анализа модели [140].
Проведённый анализ показал, что адекватность результатов моделирования реального процесса составляет 4,3 % , что не превышает установленный норматив (5 %).
В диссертации с помощью разработанных математических моделей исследуются процессы, описанные методами теории массового обслуживания. Здесь изучаются статистические закономерности в массовых операциях технического обслуживания флота, состоящих из большого числа однородных операций. В системах массового обслуживания, в которых заявки на элементарные операции проходят в случайные моменты времени или обслуживаются в течение случайных промежутков времени, появление очередей - неизбежное зло. Примером может служить ожидание ремонта. При большом числе каналов обслуживания система несёт убытки из-за возможных простоев каналов (например, отсутствие заявок на ремонт судов). При малом числе каналов ущерб системы определяется накапливающимися очередями. В теории массового обслуживания изучается входящий поток заявок (в работе в качестве заявки выступает судно) и оценивается качество системы обслуживания (в частности их пропускные способности) при различных правилах формирования очередей.
В диссертации с помощью разработанного алгоритмического и программного обеспечения решаются все задачи управления техническим обслуживанием флота, включающих: организацию, планирование, регулирование, анализ, учёт и контроль.
Имитационное моделирование достаточно универсальный аппарат и может быть использован при соответствующем информационном обеспечении для решения комплексных задач управления системой, которые перечислены выше.
В диссертации разработан оптимальный план технического обслуживания флота судоходной компании "Сильвер-Лайн" на 2002 год.
При рассмотрении планируемой структуры состава судов принята экономически обоснованная схема сохранения максимально возможного количества судов на 2002 год. Так, до 10 лет - одно судно, тоннаж - 5,5 тыс. тонн; 11-15 лет - 12 судов, тоннаж - 34,6 тыс. тонн; 16-25 лет - 14 судов, тоннаж - 41,8 тыс. тонн; свыше 26 лет - 6 судов, тоннаж - 17,4 тыс. тонн.
Анализ показывает, что средний возраст судов судоходной компании "Сильвер Лайн" составляет 17,8 лет, судов младше 10 лет - нет. Моресурс судовых механизмов, корпусов основной рабочей группы судов исчерпан практически полнотью. К концу пятилетнего срока более 90 % количества судов будет находиться в возрасте 16 и более лет. Эти суда не будут пользоваться спросом на фрахтовом рынке.
Для обеспечения жизнедеятельности судоходной компании в расчёте заложена схема максимального сохранения судов. Для решения данной задачи требуется выполнить следующее: - необходимо обобщить опыт реновации судов; - привлечь инвестиции для строительства нового флота; - осуществить строительство судов за счёт собственных и привлечённых средств; - покупка судов second-hand в возрасте до 8 лет. Расчёты показали, что в прогноз работы флота судоходной компании на 2005 год составляет: 1. Тоннаже-сутки в эксплуатации - 80037 тыс. тонн / сут. 2. Доходы - 44518 тыс. долл. США. 3. Рейсовые расходы - 14676 тыс. долл. США. 4. Рейсовый результат - 27645 тыс. долл.США. 5. Ремонт - 7938 тыс. долл.США. 6. Результат эксплуатации - 9203 тыс. долл. США. Организация выполнения всех видов ремонта флота и технического обслуживания судовой техники и судов в целом, обеспечивающая снижение расходов на ремонт, сокращение сроков ремонта при надлежащем техническом состоянии и бесперебойной работы судов всего срока их службы, - основная задача технической эксплуатации флота.
