Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Состояние вопроса и задачи исследования 12
1.1 Ретроспективный анализ комплекса строительной деятельности России (2004-2013 гг.) 12
1.1.1 Динамика основных показателей 12
1.1.2 Основные тенденции, особенности и признаки строительной деятельности 13
1.1.3 Анализ материально-технических баз и состояния машин эксплуатационных предприятий 17
1.2 Анализ критериев комплексной оценки эффективности эксплуатации машин 21
1.2.1 Обсуждение методов комплексной оценки готовности парков машин. 21
1.2.2 Обзор коэффициента технического использования 23
1.2.3 Анализ коэффициента технической готовности
1.3 Классификация методов моделирования 27
1.4 Обсуждение методов планирования и управления системой обеспечения предприятий производственными ресурсами 1.4.1 Методы планирования ресурсов MRP и MRPII 33
1.4.2 Метод управления по узким местам 33
1.4.3 Методика усовершенствованного планирования APS 34
1.4.4 Управление запасами по точке заказа 35
1.5 Обзор моделей управления запасами 36
1.5.1 Статистические модели управления запасами 36
1.5.2 Статические модели 39
1.5.3 Динамические модели 43
1.6 Задачи исследования 47
ГЛАВА 2. Теоретические предпосылки и методы исследования 50
2.1 Общая методика исследования 50
2.2 Концептуальные основы и методологические принципы исследования систем управления сервисом и работоспособностью парков машин 52
2.2.1 Понятия, определяющие систему 52
2.2.2 Представление процессов и действий системы 53
2.2.3 Общесистемная модель технологических процессов 54
2.2.4 Системный подход как общеметодическая основа исследования 55
2.2.5 Принципы анализа и синтеза систем управления 56
2.3 Компоненты управления строительной суперсистемой 58
2.3.1 Выделение из внешней среды предприятия строительного комплекса. 58
2.3.2 Строительная суперсистема, процессы и состояния машин в эксплуатации 60
2.3.3 Стратегии и принципы системы ТО и Р машин 62
2.4 Построение системы управления сервисом и работоспособностью парков машин 65
2.4.1 Представление системы управления и её атрибутов 65
2.4.2 Интеграция функций управления системой 67
2.4.3 Общий процесс принятия решений
2.5 Анализ и синтез системы управления 70
2.6 Разработка классификации и определения значимости факторов 2.6.1 Разработка модели операционных потоков предприятия 75
2.6.2 Исследование значимости факторов процессов ТО иР 81
2.6.3 Структурный синтез системы управления 83
2.6.4 Построение модели проекта системы управления работоспособностью
парков машин 85
2.6.5 Организация информационной поддержки управленческой деятельности 88
2.7 Разработка модели системы управления предприятием 97
2.7.1 Усовершенствование критерия комплексной оценки эффективности эксплуатации парков машин 97
2.7.2 Формирование экономико-математической модели эффективности системы управления сервисом, работоспособностью и ресурсами парков машин 103
2.7.3 Разработка методики формирования входных потоков требований на ремонты и ТО парков машин 108
2.7.4 Построение имитационной модели системы управления сервисом, работоспособностью и ресурсами парков машин 116
ГЛАВА 3. Экспериментальные исследования 123
3.1 Составление характеристики предприятия 123
3.2 Ситуационное управление процессами функционирования предприятия . 124
3.3 Классификация факторов и оценка их уровней значимости 127
3.4 Формирование исходных данных для выполнения экспериментальных исследований 129
3.4.1 Формирование входных потоков ТО и Р машин 129
3.4.2 Технические, технологические и экономические показатели функционирования предприятия 131
3.4.3 Ограничения имитационной модели 133
3.5 Параметры, рассчитанные в середе имитационного моделирования 134
3.6 Оценка качества результатов моделирования 136
3.7 Выполнение симуляционного эксперимента на имитационной модели 138
ГЛАВА 4. Совместный анализ теоретического и экспериментального исследований 140
4.1 Оптимизация пропускной способности постов ТО и Р и объёмов хранения МТР предприятия 140
4.2 Зависимость технико-эксплуатационных показателей машин от возраста
4.3 Анализ влияния изменения периода поставки запасных частей на эффективность работы предприятия 146
4.4 Анализ влияния изменения числа стационарных постов ТО и Р на эффективность работы предприятия 148
4.5 Анализ влияния изменения числа передвижных средств ТО и Р на эффективность функционирования предприятия 151
Основные выводы и результаты исследования 154
Библиографический список
- Основные тенденции, особенности и признаки строительной деятельности
- Представление процессов и действий системы
- Ситуационное управление процессами функционирования предприятия
- Анализ влияния изменения периода поставки запасных частей на эффективность работы предприятия
Введение к работе
Актуальность темы исследования. В настоящее время в строительной отрасли России функционирует около 218 000 строительных организаций. Из них на долю крупных и средних приходится около 2 %, но они выполняют около половины объёма работ строительного комплекса. На балансе строительных организаций находится 41,05 % или 23,03 тыс. единиц техники с истёкшим сроком службы, при этом средний возраст машин составляет 13 лет.
В свете запланированного увеличения объёмов строительства автомобильных дорог, недвижимости и коммунальной инфраструктуры (федеральные целевые программы «Развитие транспортной системы России (2010-2020 годы)», «Жильё для российской семьи», «Жилище»), довольно остро встаёт вопрос о повышении эффективности эксплуатации и надёжности дорожно-строительных машин.
На сверхнормативные простои техники в техническом обслуживании и ремонте (ТО и Р) приходится более 50% общего времени пребывания машин в неработоспособном состоянии. Большая часть этих простоев возникает из-за отсутствия запасных частей или низкого уровня организации работы подсистемы управления материально-техническими ресурсами. Это приводит к росту затрат на содержание и эксплуатацию парка машин, увеличивает сроки строительства, задерживает сдачу готовых объектов в эксплуатацию, повышает себестоимость строительных работ.
Мировой опыт показывает, что высокий агрегатированный эффект функционирования предприятия возможен только в случае комплексного управления его материальными потоками и технологическими процессами в рамках общего направления развития организации.
Объект исследования: парки дорожно-строительных машин.
В качестве предмета исследования выступают подсистемы средних и крупных эксплуатационных и сервисных предприятий: управляющая; ТО и Р машин на строительных объектах и эксплуатационной базе; материально-технического обеспечения.
Цель работы: повышение эффективности эксплуатации парков машин за счёт оптимизации производственных и материально-технических ресурсов предприятия.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
-
Исследовать влияние временных составляющих и факторов на эффективность производственных процессов ТО и Р парка машин;
-
Осуществить сбор, обработку, анализ информации о функционировании предприятия, данных о надёжности машин и их конструктивных элементов. Выполнить оптимизационный эксперимент в среде имитационного моделирования, определить пропускную способность и уровни запасов предприятия;
-
Разработать методику формирования входных потоков требований на ТО и Р парков машин;
-
Установить зависимости выработки от степени технической готовности парков машин, режимов и уровня организации выполнения операций ТО и Р;
-
Исследовать влияние пропускной способности производственных подсистем предприятия и величины интервалов поставок номенклатуры запасных частей на эффективность его функционирования.
Методы исследований базируются на применении статистических и экспертно-аналитических методов обработки информации, теории вероятностей, методов дифференциального исчисления, имитационного моделирования в специализированной программной среде.
Научная новизна работы:
1. Разработана модель операционных потоков, которая позволяет выявлять
факторы и осуществлять управление технологическими процессами
функционирования предприятия при выполнении ТО и Р;
2. Создана экономико-математическая модель оценки эффективности
технической и производственной эксплуатации парков машин предприятия,
которая позволяет объективно оценить экономические последствия
предлагаемых вариантов повышения работоспособности парка машин и
эффективности системы управления с целью выбора наиболее
предпочтительного курса действий;
-
Разработана методика формирования входных потоков требований на ТО и Р парков машин, позволяющая прогнозировать их наработку до первого и последующих отказов;
-
Построена имитационная модель эксплуатационного предприятия, которая позволяет определить оптимальные технические, технологические и экономические параметры, обеспечивающие максимальную эффективность его функционирования в зависимости от заданных условий.
Практическая ценность работы. Разработанная имитационная модель системы обеспечения сервиса, работоспособности и ресурсов парков машин позволяет с минимальными затратами получать достоверные, научно-обоснованные данные о функционировании и загруженности подсистем предприятия, распределении его ресурсов, а также оценивать экономические последствия принимаемых альтернативных решений при оптимизации функционирования и повышению эффективности работы предприятия.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
-
Модель операционных потоков;
-
Экономико-математическая модель оценки эффективности эксплуатации парков машин предприятия;
-
Методика формирования входных потоков требований на ТО и Р парков машин;
-
Имитационная модель предприятия по эксплуатации дорожностроительных машин и оказанию услуг технического сервиса.
Внедрение и реализация результатов исследований. Разработанные в результате выполненных исследований рекомендации по оптимизации пропускной способности и ресурсов предприятия, а так же экономико-
математическая, информационная и имитационная модели приняты к внедрению в: ООО «Дорстройсевер» и ЗАО «Коминвест».
Реализация результатов исследования и научных положений позволяет повысить техническую готовность парка машин предприятия на 10,4 %. Ожидаемый экономический эффект от внедрения разработанной имитационной модели составит 44 397 448,55 р./год.
Результаты разработок и исследований диссертационной работы использованы в учебном процессе кафедры «Дорожно-строительные машины» ФГБОУ ВПО «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)».
Апробация работы: содержание основных положений диссертации доложено и одобрено на 66-й, 67-й, 68-й, 69-й, 70-й, 71-й, 72-й и 73-й научно-методических и научно-исследовательских конференциях МАДИ в 2008-2015 гг.
Теоретические и экспериментальные исследования выполнены при непосредственном участии автора в период 2008-2015 гг. Сформулированные научные положения, разработки и практические результаты исследования позволяют решить актуальные задачи, направленные на повышение эффективности эксплуатации парков дорожно-строительных машин.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, из них 5 научных статей в ведущих журналах и изданиях, рекомендованных для публикаций ВАК России, получено Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.
Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, выводов, библиографического списка из 147 наименований, изложена на 225 страницах машинописного текста, включая 33 таблицы, 57 рисунков, и 9 приложений на 61 листе.
Основные тенденции, особенности и признаки строительной деятельности
Общая численность строительных организаций, зарегистрированных с начала 2004 г., выросла практически в два раза и к концу 2013 года составила 217 961 шт. Из них 88,4% находилось в частной, 4,4% - в совместной и иностранной и 4,3% - в государственной собственности.
Внушительный темп роста численности строительных организаций с начала XXI века характеризовался: диверсификацией собственности; ростом числа собственников машин; увеличением числа предприятий, для которых осложнилось получение полной и доверительной информации о применении техники, ее возрастной структуре и техническом состоянии, использовании средств на содержание и эксплуатацию, обусловленных структурой затрат договоров строительного подряда.
Быстрому темпу сокращения масштабов строительных организаций сопутствовало рассредоточение части парка машин по малым предприятиям-машинодержателям. Эта тенденция породила конкуренцию, недостаток заказов на работы, привела к содержанию техники в предприятиях с плохо развитой материально-технической и эксплуатационной базами при слабой государственной поддержке. В таких предприятиях по организационным, техническим и экономическим мотивам не осуществимо своевременное и качественное выполнение требуемых объемов работ сервиса и ремонта техники.
Перераспределение собственности предопределило упразднение вертикально интегрированных государственных связей, затруднив управление строительной деятельностью. Ключевые показатели деятельности строительных организаций по виду экономической деятельности «строительство» даны в табл. 1.1. Таблица 1.1- Основные показатели деятельности строительных организаций в 2005-2013гг.
Ввод в действие автомобильных дорог общего пользования имеет важное народнохозяйственное значение для экономики страны, но темпы их строительства в масштабах страны остаются довольно низкими. Так, по сравнению с 2005 годом, к концу 2013 года введено в эксплуатацию всего 2504,1 км дорог, это только на 488,4 км (или на 24,23%) больше чем за первый год рассматриваемого периода. Одной из важнейших причин сложившейся ситуации являлось систематическое недофинансирование дорожной отрасли.
Важно отметить, что строительная отрасль нарушила выполнение федеральной адресной целевой программы, утверждённой Минэкономразвития России в 2013 году по вводу в эксплуатацию строительных объектов. Из 30 предусмотренных к вводу объектов на полную мощность введено всего семь и частично - три. То есть отрасль в настоящий момент не способна освоить выделенные из федерального бюджета средства.
Из международной практики известно, что непременной частью строительного производства является 100% страхование строительных рисков. В рамках защиты от строительных рисков страхуются, например, строительные и монтажные работы, расходы на заработную плату, ответственность строителей перед третьими лицами, машины и механизмы и др. Несмотря на ежегодный рост объема строительных работ и связанных с ними немалыми рисками, спрос на страхование, особенно в жилищном строительстве, увеличивался медленно.
Интенсивно развивался в последние годы экспорт и импорт строительных услуг со странами ближнего и дальнего зарубежья. Экспорт строительных услуг за 2013 год составил 5 906 млн. долл. США и вырос по сравнению с 2005 годом в 1,78 раза. Следует отметить, что объём экспорта так и не смог достичь докризисной величины в 6 316 млн. долл. США в 2008 году. Рынок импорта строительных услуг превысил планку 2008 года на 308 млн. долл. США и составил - 9 362 млн. долл. США, что выше показателя 2005 года в 2,17 раза.
Несложно заметить тенденцию роста объёмов импорта строительной продукции по сравнению с объёмом экспортных поставок. Если в 2005 году импорт превышал экспорт в 1,3 раза в денежном выражении, то в 2013 году разрыв увеличился до 1,59 раз. Важным фактором, ограничивавшим производственную деятельность строительных организаций, являлся рост цен на основные виды оборудования, материалов, деталей и конструкций. За период 2004-2013 гг. средние цены выросли в 2,8 раза, а средняя фактическая стоимость строительства 1 м общей площади жилых домов выросла относительно начала рассматриваемого периода в 2,6 раза и составила 36 439 руб./м .
Удельный вес затрат на жилищное строительство в общем объеме валового накопления основного капитала в 2013 г. в России составил 12,2%, в Германии - 29,8%, во Франции - 29,1%, в Италии - 27,3%, в Великобритании -23,0%, в Канаде - 28,6%, в США - 15,5 %.
В целом за 2004-2013 годы затраты на рубль себестоимости строительных работ выросли на 7 копеек и на 31 декабря 2013г. составили 95 копеек на 1 рубль работ, выполненных по договорам строительного подряда.
Вместе с высоким уровнем затрат на выполнение договоров строительного подряда росла и задолженность предприятий по обязательствам перед поставщиками и подрядчиками. Такая финансовая деятельность отчасти обусловлена неплатежеспособностью заказчиков, немалым уровнем налогов, высоким процентом коммерческого кредита и ростом цен на строительные машины и оборудование. В результате за 2004-2013 годы суммарная задолженность организаций по обязательствам увеличилась в среднем в 7,3 раза и возросла до 4 628,35 млрд. руб., в том числе просроченная задолженность составила 80,87 млрд. руб. В 2013 г. по официальным данным 33,2 тыс. работодателей испытывали дефицит в квалифицированном персонале. Их потребность для замещения вакантных должностей составила 1 654 человека, в том числе 91 % штата требовалось для замещения рабочих профессий. Однако из-за низкого уровня подготовки кадров, строительные организации ежегодно ощущали недостаток квалифицированных рабочих и инженерно-технических работников.
Анализ материально-технических баз и состояния машин эксплуатационных предприятий
Основными показателями материально-технической базы строительных организаций являлись, как известно, инвестиции в основной капитал и наличие основных фондов.
Удельный вес инвестиций в основной капитал строительных организаций в 2013 году в общем объеме инвестиций составил 9,3% или 939,2 млрд. руб. В фактически действовавших ценах инвестиции в основной капитал приведены нарис. 1.3.
Степень износа основных фондов за 10 лет исследований выросла на 7,1 % и на конец 2013 года составила 47% (при этом 13,5% от общего числа -полностью изношены). В 2013 году производство базовых машин и строительного оборудования в России по отношению к периоду кризиса 2008-2009 гг. в среднем выросло в 2,29 раза и составило 12,1 тыс. ед. техники. Динамика изменения объёмов производства некоторых СДМ показана на рис. 1.5.
Представление процессов и действий системы
Интеграция различных, не связанных между собой ресурсов, осуществляется процессом управления, который охватывает функции анализа, планирования, связи, организации и регулирования (оперативного планирования и управления).
Планирование направлено на создание интегрированной системы принятия решений, которая представляет собой базу для остальных видов управленческой деятельности. Одна из основных задач управления, состоит в том, чтобы наметить в процессе планирования оптимальный курс действий. Для этого определяются цели и задачи, представляющие основу для принятия решений на всех уровнях. Под целями понимаются планы, выраженные в виде результатов, которые должны быть достигнуты. Поэтому в системе управления определяется перечень показателей меры достижения целей и предусматривается информационная обратная связь для оценки показателей.
Информация рассматривается как основное средство связи, поскольку она представляет собой вначале поток первичных данных, получаемых от управляемой системы, а затем - поток корректирующей информации, позволяющий управлять определенными параметрами управляемой системы или состоянием всей системы управления. При этом управление рассматривается как функция системы управления, обеспечивающая направление деятельности в соответствии с целями и задачами, а управляющая система становится частью всей системы, которой она управляет. Таким образом, система управления сервисом и работоспособностью машин представляется как система, способная достигать поставленные перед ней цели без вмешательства извне.
Результатом функционирования системы управления является степень достижения определенной цели, т.е. мера удовлетворения потребности. Цель выражает конкретное проявление потребности, сформулированное на основе действительности и определяющее функционирование системы управления. Отсюда просматривается причинно-следственная последовательность: потребность — цель — функционирование управляемой системы — результат.
Целью является обобщенное представление об определенной модели будущего результата, который в состоянии удовлетворить первоначальную потребность при имеющихся возможностях, оцениваемых по результатам практики.
Реализация потребности взаимосвязана с альтернативными путями её достижения, а управляющие воздействия ориентированы на то, чтобы функционирование системы управления содействовало достижению цели.
Значимая отличительная особенность управляющей системы в том, что её собственная цель не совпадает с целью управляемой системы.
Персональная цель управляющей системы - выработка управляющих воздействий, при этом она не должна противоречить целям управляемой системы, которых может быть несколько. Правило достижения цели управления, в общем виде определяется законом управления , под которым понимается норма выработки управляющего воздействия с учётом параметров и возможностей управляющей системы, состояний управляемой системы и степени влияния внешней среды. u(t) = fy[Y(t-r ,s,v], где fy - закон управления рассматриваемой системы управления; s - свойства управляющей подсистемы; v - состояние внешней среды. Таким образом, суть закона управления - в отыскании функции/,,, которая позволяет определить несоразмерность выходов управляемой системы Y(t -1) и его модели (модели требуемого результата). После формирования цели и закона управления решается задача построения критериев. Критерий - это мера соответствия фактического результата, степени достижения цели функционирования, которая называется эффективностью управления системой.
Эффективность системы управления сервисом и работоспособностью машин - это комплексное свойство целенаправленного функционирования системы, характеризующее осуществимость цели и пользу полученных результатов. При оценке эффективности на базе показателей конечных результатов деятельности предприятия в качестве эффекта может рассматриваться обобщенный критерий технико-экономической эффективности.
Условия реализации процесса управления определяют ограничения системы. При постановке задач управления между целевыми критериями и ограничениями анализируются аналогии и различия. Сходство в том, что и критерий, и ограничения представляют собой математические выражения определённых условий функционирования системы управления. Однако, в период формирования, целевой критерий должен позволять выделить из полученной совокупности ряд оптимальных решений, а ограничения уменьшают их число.
В рамках системного анализа абстрактная система управления является инструментом для понимания, описания и максимальной оптимизации поведения реальной системы.
Реальная и соответствующая ей абстрактная система устанавливает однозначное соответствие между связями элементов. В этом случае оказывается возможным при помощи имитационного моделирования оценить различные гипотезы о целесообразности выполнения тех или иных действий и выработать наиболее предпочтительное решение. Для решения проблемы управления сервисом и работоспособностью парка машин используется адаптационный подход, лежащий в основе методологии системного анализа.
Общая схема процесса выработки решений по управлению сервисом и работоспособностью парков машин в соответствии с адаптационным подходом и основными принципами системного анализа представлена на рис.2.7.
Обеспечение сервиса и работоспособности парков машин связано со значительными простоями, трудовыми и материальными затратами.
Сверхнормативные простои машин в ТО и плановых ремонтах [137] составляют, в среднем, для экскаваторов на пневмоколесном ходу 54% нормативного времени, бульдозеров - 44%, экскаваторов на гусеничном ходу и скреперов - 40%. Фактическая продолжительность неплановых ремонтов составляет 48.. .79% нормативного времени плановых ремонтов [59].
Между тем, полное сокращение сверхнормативных простоев, в зависимости от типа машин, позволяет на 6...11% повысить коэффициент технической готовности, а уменьшение на 50% объемов неплановых ремонтов -дополнительно на 2...3%.
Ситуационное управление процессами функционирования предприятия
Разработанная имитационная модель эксплуатационного предприятия является стохастической. В ней одновременно протекает 20 процессов, подчинённых вероятностным распределениям. Результаты каждого из некоторой совокупности «прогонов» (репликаций), выполненных с одинаковыми значениями параметров, всегда будут уникальными величинами. Поэтому итоги выполнения одной репликации нельзя принимать в качестве конечного результата для данной комбинации параметров. Для получения репрезентативных и качественных расчетных данных для каждого набора исходных данных (далее итерации) необходимо выполнение нескольких репликаций, среднее значение результатов которых и будет результатом выполнения конкретной итерации.
Для реализации данной задачи в программной среде задаётся возможность назначения переменного числа выполняемых репликаций, позволяющих проверять результаты вычисления на статистическую значимость. Дополнительно назначается уровень доверительной вероятности и относительный уровень ошибки выполняемых вычислений. Под доверительной вероятностью понимается вероятность попадания значений репликаций в доверительный интервал, характеризующий диапазон допустимой погрешности вычислений. Под относительным уровнем ошибки понимается размер доверительного интервала, являющийся условием для прекращения выполнения репликаций в рамках текущей итерации. Границы интервала вычисляются как: [текущее среднее значение - текущее среднее значение хотносительный уровень ошибки; текущее среднее значение + текущее среднее значение хотносительный уровень ошибки].
В данном случае минимальное число репликаций - 2, максимальное число репликаций - 25, доверительная вероятность - 95%, относительный уровень ошибки - 0,5.
При выполнении эксперимента всегда выполняется минимальное число репликаций в рамках текущей итерации. Целесообразность выполнения дополнительного числа репликаций определяется исполняющим модулем программной среды. Прекращение выполнения дополнительных репликаций из заданного диапазона происходит автоматически в случае достижения репрезентативности выборки искомых параметров в рамках одной итерации или по выполнению заданного максимального числа репликаций с пометкой в консоли ошибок.
При запуске имитационных экспериментов уравнения процессов модели собираются в главную систему дифференциальных уравнений, которая решается с помощью встроенных в программную среду численных методов решения дифференциальных (Эйлер, РК4 (Рунге-Кутта)), алгебраических (Изменённый Ньютон, Быстрый Ньютон, Классический Ньютон) и смешанных уравнений (РК4 + Ньютон, Эйлер + Ньютон). Параллельно для выбранных методов задаётся абсолютная, относительная и временная точности решения имеющихся уравнений. Абсолютная точность характеризует абсолютную точность результатов вычислений уравнений. Относительная точность применяется при решении уравнений с меняющимся шагом интегрирования. Временная точность характеризует точность обнаружения временных событий (точек переключения) при решении уравнений.
В настоящей работе для решений дифференциальных уравнений принят метод Эйлера, алгебраических - Изменённый Ньютон, для смешанных -РК45+Ньютон. Абсолютная, относительная и временная точность получаемых результатов соответствует размерности 1x10" . При наличии информации о значениях параметров исследуемого объекта, полученных в реальных условиях функционирования системы, программная среда позволяет выполнить калибровку имитационной модели - найти значения параметров, при которых модель работает наиболее близко к реальной системе. В этом случае созданный эксперимент калибровки выполняет серию повторных запусков модели с различными параметрами и с помощью встроенного оптимизатора находит параметры, максимально соответствующие эмпирическим данным.
Эксперимент анализа чувствительности позволяет оценить зависимость результатов моделирования от конкретных параметров имитационой модели. Для этого в программной среде выполняется несколько итераций с переменными значениями интересующего параметра. При этом выполняется построение графика зависимости итогового результата от исследуемого параметра. При изучении влияния динамики процесса во времени на финальный результат выполняется построение семейства кривых для их последующего сравнения.
Симуляционный эксперимент позволил запустить построенную модель с первоначально заданными параметрами. В нём получено исходное значение чистого дисконтированного дохода предприятия с которым сравниваются величины возможных чистых дисконтированных доходов предприятия после проведения серии экспериментов с изменением интересующих параметров -объёмов закупаемых запасных частей, числа постов ТО и Р. Это позволило определить максимальную величину приращения чистого дисконтированного дохода предприятия согласно целевой функции.
При выполнении простого эксперимента в модель заложены исходные значения технических, технологических и экономических параметров функционирования предприятия и параметров ограничений модели. По мере выполнения эксперимента, в окне «myModell: Simulation» демонстрируется анимация процессов функционирования предприятия, занятость сетевых ресурсов, работают счётчики заявок на всех этапах прохождения через диаграмму моделируемых процессов. По завершении расчётов имитационная модель выдаёт все ранее перечисленные параметры функционирования предприятия. Итогом симуляционного эксперимента являются следующие основные параметры: критерий комплексной оценки технической эксплуатации: Ктг =0,712; годовой доход предприятия от эксплуатации техники TR= 309 781 488,65 р./год; годовой доход от оказания услуг технического сервиса сторонним организациям =3 191 386,75 р./год; годовой доход предприятия от реализации запасных частей и эксплуатационных материалов 7Z=4 580 992,13 р./год; суммарный годовой доход TR+ +TZ =317 553 867,52 р./год; годовые затраты на оплату труда персоналу сог =72 442 944,00 р./год; эксплуатационные затраты =51 763 504,72 р./год; годовые амортизационные отчисления =19 329 365,85 р./год; накладные расходы предприятия =13 806 689,89 р./год; затраты предприятия на оплату услуг технического сервиса ССерв = 19 314 900,00 р./год; стоимость приобретения запасных частей =56 261 089,33 р./год; стоимость хранения запасных частей =58 830 996,08 р./год; годовые суммарные затраты на запасные части Сзч =115 092 085,41 р./год; суммарный годовой расход предприятия: Ссум=291 749 489,87 р./год; Чистый дисконтированный доход за пять лет работы предприятия ЧДД=83 345 029,81 р. 1
Анализ влияния изменения периода поставки запасных частей на эффективность работы предприятия
Выполнение оптимизации пропускной способности процессов ТО и Р машин и объёмов хранения МТР предприятия позволило увеличить чистый дисконтированный доход за пятилетний период на 221 987 242,74 р., или в 3,66 раза.
При этом: - число передвижных средств ТО увеличилось на четыре единицы, а передвижных средств ремонта сократилось на семь единиц; - число стационарных постов ТО увеличилось на одну единицу, а число стационарных постов ремонта - на две; - удалось избежать сокращения и дополнительного набора рабочего персонала; - готовность машин парка предприятия выросла на 10,4%, что позволило увеличить их выработку и сократить время неплановых простоев в ожидании работ ТО и Р.
Приращение выработки гусеничных экскаваторов за рассматриваемый пятилетний период в расчёте на одну машину при разработке грунта IV группы составило 66 630 м , колёсных экскаваторов - 11 890 м . Приращение наработки бульдозеров составило 970,77 м.-ч, а пробег самосвалов увеличился на 16 057,5 км в расчёте на одну машину за рассматриваемый период.
Затраты на хранение запасных частей сократились на 119 819 286,78р. или в 1,69 раза, а затраты на их приобретение на 1 103 639,25 р.
Зависимость технико-эксплуатационных показателей машин от возраста Выполненный на имитационной модели симуляционный эксперимент с учётом оптимальных параметров функционирования предприятия позволил определить: - зависимость годового времени работы машин парка от срока их эксплуатации, рис. 4.1; - зависимость Ктг от наработки машин с начала эксплуатации с учётом использования организационных резервов предприятия, рис. 4.2; - зависимость выработки машин от их возраста с учётом уровня организационных резервов предприятия, рис. 4.3. Тгод, м.-ч 1800 1700 1600 1500 1400
Зависимость годового времени работы от срока эксплуатации: 1 - экскаватора одноковшового на пневмоколёсном ходу, 3-й размерной группы; 2 - самосвала на шасси грузового автомобиля грузоподъёмностью до 8 т; 3 - экскаватора одноковшового на гусеничном ходу, 4-й размерной группы; 4 - бульдозера на базе гусеничного трактора тягового класса 3
Из рис. 4.1 видно, что старение машин приводит к сокращению времени их эксплуатации по назначению. Это происходит в результате увеличения числа отказов деталей и приводит к увеличению времени нахождения машин в ремонте.
Выполнен анализ зависимостей Ктг и выработки экскаватора от наработки машины и эффективности использования организационных резервов предприятия, представленных на рис. 4.2 и рис. 4.3. Увеличение параметра потока отказов с течением времени сокращает уровень технической готовности машины, но перераспределение времени выполнения и повышение уровня организованности работ ТО и Р способны значительно повысить готовность парка и производительность машин. Например, в конце пятого года эксплуатации с учётом отношения Кор/Ктв=0,8 значение Ктг= 0,55, а выработка Q составила 40 784 м /год. Путём сокращения непроизводительных простоев машин в ожидании технологических операций или при переносе части работ ТО и Р на межсменное время можно достичь величины отношения Кор/Ктв=1,33. Это позволит увеличить значение Ктг до 0,67 и повысить выработку машины на 8 971 м /год или на 22 %.
Анализ влияния изменения периода поставки запасных частей на эффективность работы предприятия.
На основе полученных оптимальных параметров функционирования предприятия выполнен ряд симуляционных экспериментов путём изменения периода поставки запасных частей (параметр модели updateNZl) с шагом 40 ч, подчинённым нормальному распределению с параметром о=40. Результаты серии экспериментов представлены на рис. 4.4, рис. 4.5 и в Приложении Е.
Из результатов эксперимента видно, что наибольшего приращения ЧДД при прочих оптимальных параметрах предприятие достигает при величине периода поставки запчастей g=360±40 часов, а не при первоначально заданной величине периода поставки.
В результате исследования статей дохода и расхода предприятия выявлено, что увеличение периода поставки запчастей на один шаг правее оптимальной величины влечёт за собой: небольшое снижение дохода предприятия от эксплуатации техники, вызванное уменьшением выработки машин вследствие дополнительных простоев при ожидании запасных частей; снижение затрат на хранение запасных частей, вызванное их дефицитом на складе; снижение эксплуатационных затрат предприятия, поскольку техника дольше простаивает в ожидании запасных частей и материалов, необходимых для выполнения ТО и Р, и не расходует топливо.