Содержание к диссертации
Введение
1 Аналитический обзор 12
1.1 Формирование понятия логистической системы 12
1.2 Структурное построение логистической системы как сложной системы 19
1.3 Понятие транспортно-логистическои системы 25
1.4 Методы построения транспортно-логистическои системы 39
1.5 Выводы по главе 1 49
2 Цели, задачи и структурный синтез транспортно-логистическои системы региона 51
2.1 Постановка задачи 51
2.2 Цели, задачи и методика синтеза транспортно-логистическои системы 52
2.3 Анализ транспортно-логистического комплекса региона 58
2.4 Построение модели взаимодействующих смежных зон логистического обслуживания потребителей, тяготеющих к узлам сгущения грузопотоков 63
2.5 Определение месторасположения базовых объектов транспортно-логистическои системы 73
2.6 Методика определения эффективной структуры транспортно-логистическои системы региона 76
2.7 Выводы по главе 2 81
3 Алгоритмы оптимизации функционирования мультимодальных контейнерных терминалов 82
3.1 Постановка задачи 82
3.2 Определение основных параметров мультимодальных контейнерных терминалов 83
3.3 Формирование многокритериальной целевой функции задачи создания и эксплуатации базового объекта ТЛС 94
3.4 Обоснование выбора метода решения многокритериальной задачи оптимизации 105
3.5 Алгоритм выбора оптимальных технико-экономических параметров базового объекта ТЛС 110
3.6 Определение эффективности базового объекта транспортно-логистическои системы 116
3.7 Выводы по главе 3 119
4 Апробация методики синтеза структуры транспортно-логистической системы на примере Самарской области 120
4.1 Анализ транспортно-логистического комплекса Самарской области 120
4.2 Определение грузонапряженных узлов Самарской области 131
4.3 Идентификация зон логистического обслуживания потребителей, тяготеющих к узлам сгущения грузопотоков Самарского региона 139
4.4 Определение месторасположения базовых объектов транспортно-логистической системы Самарской области 145
4.5 Определение оптимальных технико-экономических параметров базовых объектов транспортно-логистической системы Самарской области 150
4.6 Определение наиболее эффективной структуры транспортно-логистической системы Самарской области 158
4.7 Комплекс программно-математического обеспечения 164
4.8 Выводы по главе 4 166
Заключение 167
Литература 169
- Методы построения транспортно-логистическои системы
- Методика определения эффективной структуры транспортно-логистическои системы региона
- Формирование многокритериальной целевой функции задачи создания и эксплуатации базового объекта ТЛС
- Идентификация зон логистического обслуживания потребителей, тяготеющих к узлам сгущения грузопотоков Самарского региона
Введение к работе
Актуальность темы. Одним из ведущих факторов мирового социально-экономического развития конца XX и начала XXI века является глобализация. Глобализация затронула культурные, социальные, экономические и политические аспекты жизнедеятельности практически во всех странах.
Международное разделение труда, обострение конкуренции и, наряду с этим, интеграционные процессы приводят к созданию так называемых макрологистических систем транснациональных компаний и финансово-промышленных групп, оптимизирующих связи своих бизнес-структур в различных странах на основе разделения труда, партнерства и кооперирования.
В результате развитие международного рынка производства продукции идет по пути специализации и одновременной интеграции, когда сырье добывается в одних странах, а изготовление комплектующих и сборка осуществляется в других. Все это стимулирует развитие и совершенствование национальных транспортных систем, формирование межнационального рынка транспортных услуг.
На региональном уровне также наметилась тенденция к созданию крупных складских и грузоперерабатывающих комплексов для обслуживания промышленных предприятий: доставки сырья и комплектующих, распределения готовой продукции. Транспортные издержки составляют значительную часть в себестоимости продукции промышленного сектора экономики, и предприятия стремятся снизить эти издержки в том числе и за счет применения логистических технологий.
Глобализация на транспорте в последние годы выразилась в том, что 3/4 отправок грузов в международных сообщениях оформлялось экспедиторскими фирмами, 2/3 доставок осуществлялось в смешанных сообщениях по варианту "от двери до двери", из них 90% объемов перевозок генеральных (штучных) грузов следовало в контейнерах [134].
Одним из результатов развития международного сотрудничества и углубления производственной кооперации стала разработка и реализация концепции формирования международных транспортных коридоров, как совокупности магистральных транспортных коммуникаций с соответствующим обустройством различных видов транспорта, согласованно функционирующих в определённом направлении и отвечающих стандартам международного уровня [103].
Мировой опыт использования логистических технологий показывает, что для обеспечения качества перевозок между национальными и международными экономическими центрами с меньшими сроками и транспортными затратами, в зонах стыка различных международных транспортных коридоров необходимо создание соответствующей грузоперерабатывающей инфраструктуры [136].
Таким образом, приоритетной становится задача создания контейнероперера-батывающей инфраструктуры на территории России для обработки транзитных и внешнеторговых грузопотоков [172]. Как показывает практика промышленно-развитых стран, эффективная организация и управление товародвижением возможны только на основе логистического подхода, формирования и развития транспорт-но-логистических систем регионов, способствующих оптимальному использованию имеющихся экономических и других видов ресурсов.
На современном этапе развития логистических технологий большое внимание уделяется решению частных задач оптимизации транспортных, складских и распределительных процессов в промышленных, транспортных и торговых предприятиях. Однако создание транспортно-логистической системы на уровне региона требует комплексного рассмотрения всех аспектов указанных процессов. В настоящей диссертационной работе полученные научные и практические результаты при решениях • частных задач логистики обобщены на основе методологии системного анализа в единую методику структурного синтеза транспортно-логистической системы региона. Данная методика апробирована на полигоне Самарской области, в первую очередь в интересах предприятий развитой региональной промышленности: ОАО "АвтоВАЗ", АО "Самеко", АО "Авиакор", фабрика "Россия", ЗАО "КуйбышевАзот" и др.
Транспортно-логистическая система позволит обеспечить растущие потребности промышленных предприятий в транспортно-экспедиционном обслуживании, а также снизить транспортные и складские издержки, входящие в себестоимость продукции.
Таким образом, актуальность логистического подхода к организации региональных грузопотоков определяется следующими основными факторами:
- повышением эффективности обслуживания промышленных предприятий региона за счет формирования оптимальных по времени и расстоянию транспортно-логистических цепочек перемещения грузов;
- необходимостью создания в узлах транспортной сети регионов РФ, на транспортных коммуникациях международных транспортных коридоров, крупных и средних по мощности терминальных комплексов, отвечающих требованиям потребителей; - необходимостью внедрения по направлениям развития международных транспортных коридоров на территории России электронного документооборота;
- упорядочением грузопотоков регионов, улучшение экологической ситуации за счет вывода складской инфраструктуры, и, как следствие, части грузового автотранспорта за пределы города;
- созданием потенциала промышленного роста регионов за счёт предоставления широкого спектра транспортно-логистических услуг.
Логистический подход требует развития соответствующих методик и математического аппарата, основанного на методологии системного анализа. При этом актуальными становятся постановка и решение новых задач в области структурного синтеза сложных систем со слабо формализуемыми внутренними связями.
Актуальность темы настоящей диссертационной работы позволяет сформулировать её цели.
Целью настоящей диссертационной работы является разработка математического, информационного и методического обеспечения проектирования транспортно-логистической системы региона, позволяющей обеспечить потребности промышленных и транспортных предприятий в контейнероперерабатывающей инфраструктуре, оптимизировать грузопотоки внутри региона и предоставить широкий спектр транс-портно-логистического обслуживания.
Принятый подход к достижению этой цели требует решения следующих задач:
- определения элементного состава транспортно-логистических систем;
- определения функциональной организации и выделение наиболее значимых элементов транспортно-логистической системы;
- разработки методики синтеза структуры транспортно-логистической системы, использующей доступные статистические данные по региональным грузопотокам;
- разработки формализованных моделей взаимодействия элементов транспортно-логистической системы;
- разработки моделей функционирования базовых объектов транспортно-логистической системы;
- определения наиболее эффективного варианта реализации структуры транспортно-логистической системы;
- апробации методики синтеза структуры транспортно-логистической системы на примере одного из регионов. Методы исследования. Для решения указанных задач использовалась методология системного анализа, методы оптимизации, теория графов, теория вероятностей и теория случайных процессов, теория систем массового обслуживания, теория нечётких множеств, многокритериальные модели принятия решений, экспертные методы.
Научная новизна настоящей диссертационной работы определяется предложенными комплексными методами анализа и синтеза структуры транспортно-логистической системы. К результатам, обладающим научной новизной, можно отнести следующие:
- разработана методика синтеза структуры транспортно-логистической системы региона;
- предложена и реализована методика анализа транспортно-логистического комплекса региона, позволяющая определить узлы с наибольшей концентрацией грузопотоков региона и выделить зоны эффективного логистического обслуживания потребителей, тяготеющих к этим узлам;
- предложена и обоснована сетевая модель оптимального по критерию минимума грузооборота размещения мультимодальных контейнерных терминалов как базовых объектов в составе транспортно-логистической системы региона;
- предложена и обоснована модель мультимодального контейнерного терминала как открытой многоканальной системы массового обслуживания с ожиданием;
- сформулирована многокритериальная целевая функция создания и эксплуатации мультимодального контейнерного терминала как базового объекта транспортно-логистической системы региона и предложен обоснованный алгоритм выбора его оптимальных технико-экономических параметров;
- предложен и реализован метод определения наиболее эффективного варианта реализации структуры транспортно-логистической системы региона.
Практическая значимость настоящей диссертационной работы заключается в следующем:
- впервые рассмотрена задача структурного синтеза транспортно-логистической системы региона как сложной системы со слабо формализуемыми внутренними связями и получены практические результаты, прошедшие апробацию;
- разработана методика синтеза эффективной структуры транспортно-логистической системы региона, системообразующими элементами которой являются мультимодальные контейнерные терминалы, ориентированные на обслуживание грузопотоков промышленных предприятий региона, внешнеторговых и транзитных грузопотоков.
Степень обоснованности и достоверности научных положений и рекомендаций. Обоснованность выносимых на защиту научных положений, выводов и рекомендаций, а также достоверность полученных результатов исследований подтверждается:
- адекватностью имеющихся модельных представлений физической картине исследуемых процессов;
- корректностью использования математического аппарата, вычислительных программных комплексов и вводимых при проведении расчётов и моделировании процессов упрощающих допущений;
- удовлетворительным совпадением результатов расчётов по предложенным методикам с оценками экспертов.
Основные положения, выносимые на защиту:
- метод синтеза структуры транспортно-логистической системы региона, основанный на методологии системного подхода;
- методика анализа транспортно-логистического комплекса региона, включающая определение узлов с наибольшей концентрацией грузопотоков с использованием сетевых методов и метод идентификации и сегментации зон эффективного логистического обслуживания потребителей, тяготеющих к точкам сгущения грузопотоков, основанный на теории нечётких множеств;
- сетевая модель определения оптимального по критерию минимума грузооборота месторасположения базовых объектов транспортно-логистической системы региона;
- методика определения оптимальных технико-экономических параметров базовых объектов транспортно-логистической системы, включающая модель функционирования мультимодального контейнерного терминала как открытой многоканальной системы массового обслуживания с ожиданием, формирование многокритериальной целевой функции задачи создания и эксплуатации мультимодального контейнерного терминала и алгоритм определения его оптимальных технико-экономических параметров;
- методика определения наиболее эффективного варианта реализации структуры транспортно-логистической системы региона, основанная на методе анализа иерархий; - новые качественные и количественные результаты, полученные при апробации метода структурного синтеза транспортно-логистической системы региона.
Реализация результатов работы. Предложенная методика структурного синтеза транспортно-логистической системы региона была апробирована на примере Самарской области. Результаты настоящей диссертационной работы были использованы при выполнении научно-исследовательских работ НПЦ ИНФОТРАНС по теме "Разработка проекта создания Самарского транспортно-консолидирующего центра" по заказу Правительства Самарской области, а также по теме " Программа повышения эффективности работы и развития Куйбышевской железной дороги на период 2003-2005 гг. и на перспективу до 2010 г.", что подтверждено соответствующими актами о внедрении.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка использованных источников из 203 названий и пяти приложений. Работа содержит 168 страниц основного текста, включая 36 рисунков, 31 таблицу и 53 страницы приложений, включая акты внедрения.
Материал диссертации распределен по главам следующим образом.
В первой главе проводится аналитический обзор, формируется понятие логистической системы. Рассматривается структурное построение логистической системы как сложной системы, формируется понятие транспортно-логистической системы, определяется её элементный состав. Анализируются существующие методы построения транспортно-логистических систем.
Во второй главе описываются цели, задачи и структурный синтез транспортно-логистической системы. Осуществляется разработка метода решения задачи анализа транспортно-логистического комплекса региона и выделения точек сгущения грузопотоков. Ставится и решается задача идентификации и сегментации зон эффективного логистического обслуживания. Анализируются методы определения месторасположения базовых объектов транспортно-логистической системы. Описывается методика определения наиболее эффективного варианта реализации структуры транспортно-логистической системы региона.
В третьей главе описывается постановка задачи определения оптимальных технико-экономических параметров базовых объектов транспортно-логистической системы региона. Исследуются методы определения вместимости мультимодальных контейнерных терминалов как базовых объектов, формулируется многокритериальная целевая функция задачи создания и эксплуатации терминала. Проводится обоснование выбора алгоритма решения этой задачи. Рассматриваются показатели эффективности функционирования терминала как самостоятельного хозяйствующего субъекта, выбираются критерии оценки для метода выбора наиболее эффективного варианта реализации структуры транспортно-логистической системы.
В четвертой главе описывается практическое построение транспортно-логистической системы на примере Самарской области.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 25 печатных работ [31-55] и одна монография в соавторстве [134].
Апробация работы. Основные положения и результаты научных исследований докладывались на 12-й межвузовской конференции "Математическое моделирование и краевые задачи" (г. Самара, 2002 г.); на 1-й и 2-й Всероссийских конференциях "Математическое моделирование и краевые задачи" (г. Самара, 2004 г., 2005 г.); на 3-й, 4-й Международных научно-практических конференциях "Безопасность транспортных систем" (г. Самара, 2002 г., 2004 г.); на 3-й, 4-й, 5-й Международных конференциях молодых ученых "Актуальные проблемы современной науки" (г. Самара, 2002 г., 2003 г., 2004 г.); на 2-й Международной научно-практической конференции "Системная логистика и центр консолидации грузопотоков на международных трассах" (г. Самара, 2003 г.); на Международном форуме по проблемам науки, техники и образования (г. Москва, 2003 г.); на 1-й Всероссийской научно-практической конференции "Информационный менеджмент: наука, практика, обучение" (г. Самара, 2004 г.); на 4-й Всероссийской научно-технической конференции "Экономика Поволжья" (г. Самара, 2005 г.), на Международной научно-технической конференции "Информационные, измерительные и управляющие системы" (г. Самара, 2005 г.); на 6-м Всероссийском симпозиуме по прикладной и промышленной математике (Весенняя сессия) (г. Санкт-Петербург, 2005 г.); на Международной научно-практической конференции "Моделирование. Теория, методы и средства" (г. Новочеркасск, 2005 г.); на 7-й Международной научно-практической конференции "Экономика, экология и общество в 21-м столетии" (г. Санкт-Петербург, 2005 г.); на Международной научно-практической конференции "Системный анализ в проектировании и управлении" (г. Санкт-Петербург, 2005 г.); на Международном форуме молодых ученых " Актуальные проблемы современной науки " (г. Самара, 2005 г.).
Работа выполнялась в рамках плана НИР Самарского государственного технического университета по теме "Разработка методов математического моделирования динамики и деградации процессов в механике сплошных сред, технических, экономических, биологических и социальных системах", а также в рамках НИР НПЦ ИНФОТРАНС по теме "Разработка проекта создания Самарского транспортно-консолидирующего центра" по заказу Правительства Самарской области.
Благодарности. Автор выражает благодарность кандидату технических наук доценту Лубенцовой B.C. за постоянное внимание к работе.
Методы построения транспортно-логистическои системы
Проблемам развития транспортно-логистических систем посвящены работы Т.А. Прокофьевой и О.М. Лопаткина [132], С.Н. Сазонова [143], И. Морозовой [98], Ю.Д. Белова [7], Ю.М. Копылова [69], В.В. Лозовецкого [84], Л.Б. Миротина [92], А.В. Кириченко [116], Н.С. Ускова [171] и др.
На основе анализа существующих подходов к структурному синтезу региональных логистических систем, изложенных в научной литературе [121, 132, 150, 186], можно выделить 3 основных этапа построения ТЛС: формирование организационной структуры ЛС, определение модели управления региональными материальными потоками, выбор технологических процессов ЛС.
Так, в [150] предложена методология формирования ТЛС на основе системного анализа. Согласно этой методологии, вначале проводится описание объекта исследования, выделяются объекты и субъекты управления, формируются цели и задачи функционирования ТЛС. Далее осуществляется оценка влияния различных вариантов организационно-функциональной структуры ТЛС на эффективность функционирования системы и качество логистического сервиса. После выбора приемлемого варианта производится разработка проекта ТЛС региона на основе программно-целевого подхода.
Положительным моментом данной методологии является применение системного анализа для описания и постановки проблемы формирования ТЛС региона. Также в [150] проводится обоснование иерархической модели управления материальными и финансовыми потоками региона на основе интеграции и координации деятельности отдельных ЗЛС для достижения глобальных целей функционирования ТЛС. Но в тоже время в [150] автором не приводится обоснованной методики синтеза структуры ТЛС, не определены основные элементы и их значимость для системы.
Если в [150] рассматривалась иерархическая модель функционирования ТЛС, то в [121] предложен подход к формированию ТЛС региона с позиций эффективного функционирования отдельных ЗЛС. Построение ТЛС здесь осуществляется на основе синтеза отдельных задач оптимизации деятельности участников логистического процесса. Такой подход, с одной стороны, позволяет непосредственно учесть интересы отдельных ЗЛС (в частности, грузовладельцев), но с другой стороны, нет комплексного анализа региональных грузопотоков, что не позволит решать задачи оптимизации перевозок на уровне региона. В работе [121] предлагается модель организации одноуровневой ТЛС, элементами в которой являются производители и по требители транспортных услуг, а также распределительные центры, выполняющие функции распределения и переработки материальных потоков.
Положительной стороной данной методики является представленная математическая модель функционирования транспортной системы региона, однако в [121] не рассмотрены вопросы синтеза структуры ТЛС, недостаточно исследованы составляющие транспортно-логистического комплекса региона.
В работе [186] как и в [150] используется системный подход для построения модели синтеза региональной ЛС. Отличием от [150] в методологическом плане является определение цели стратегического планирования при формировании механизма управления системой. Для этого предложен комплекс взаимосвязанных экономико-математических моделей, которые учитывают глобальные цели развития ЛС совместно с локальными целями отдельных ЗЛС. Однако, как и в [150], в [186] нет достаточно обоснованной методики синтеза структуры ЛС, учитывающей существующий транспортно-логистический комплекс региона.
В [132] наиболее полно рассмотрены основные методологические принципы формирования ТЛС региона, описаны основные элементы и их функциональные особенности. В данной работе получил развитие методологический подход к формированию ТЛС, представленный в [150]. Уточнен состав организационно-функциональной структуры ТЛС, которая также имеет иерархический вид. Представлена организационная структура управления ТЛС, приведены основные теоретические предпосылки и научно-методическая база формирования ТЛС региона. В тоже время очень мало внимания уделяется процессу синтеза структуры ТЛС, не представлена методика формирования структуры ТЛС на основе существующего транспортно-логистического комплекса региона.
Проведенный анализ научной литературы показал, что решения проблем развития региональных транспортно-логистических систем исследованы недостаточно. Неразработанными остаются вопросы методологии создания контейнероперераба-тывающих терминальных систем как основы структуры ТЛС, особенно актуальных в настоящее время в связи с вступлением России в систему МТК [30]. Нет достаточно обоснованных методик синтеза ТЛС в целях обеспечения эффективной грузопотоков с учетом имеющихся транспортно-логистических объектов региона.
Одной из целей настоящей диссертационной работы является постановка комплексной задачи синтеза структуры региональной ТЛС, а также разработка методологии и математических моделей её решения.
ТЛС, являясь подмножеством ЛС, представляют собой большие сложные стохастические системы, характеризующиеся интегральным взаимодействием таких комплексных факторов и причинных отношений, как [150]:
- наличие большого количества элементов - ЗЛС;
- сложный характер взаимодействия между ЗЛС по материальным, финансовым и информационным потокам;
- многопрофильность (многоассортиментность) региональных материальных потоков;
- большое количество и сложность логистических операций и функций, выполняемых ЗЛС в регионе;
- трудно формализуемый, качественный характер взаимосвязей и критериев функционирования региональных ЗЛС;
- стохастический характер большинства факторов и процессов, затрудняющих формирование логистического управления;
- существенная роль субъективных факторов, обусловленных наличием лица, принимающего решение, в звеньях систем управления логистическими структурами.
Перечисленные выше факторы подтверждают необходимость использования системного подхода как одного из основополагающих методологических принципов для анализа и синтеза ТЛС региона. Методы системного анализа являются наиболее эффективными при решении сложных проблем формирования ТЛС. Эти методы были успешно апробированы в отечественной и зарубежной практике проектирования и создания объектов и систем новой техники и технологии, экономических исследованиях, совершенствовании управления отраслями и отдельными предприятиями [59, 94, 186].
Системный подход при формировании ТЛС имеет ряд принципиальных особенностей, основные из которых перечислены ниже [151]:
- ТЛС является сложной динамической иерархической и стохастической системой, состоящей из многочисленных взаимодействующих и взаимосвязанных ЗЛС со своими многоуровневыми иерархическими структурами;
- каждый регион как объект исследования уникален в плане наличия определенной системы факторов, связей и процессов, значительное количество которых являются стохастическими, что вызывает высокую степень неопределенности в поведении исследуемого объекта и формировании управления; - ТЛС представляет собой синергию материальных, информационных и финансовых потоков и процессов, образующих адаптивную систему, включающую объект и субъект логистического управления;
Методика определения эффективной структуры транспортно-логистическои системы региона
Согласно предложенной методики синтеза структуры ТЛС следующий этап посвящен решению частных задач определения оптимальных параметров функционирования базовых объектов проектируемой ТЛС и нахождения показателей эффективности функционирования мультимодальных контейнерных терминалов как самостоятельных хозяйствующих субъектов. Этот этап подробно будет рассмотрен в следующей главе. В данном разделе рассматривается заключительный этап методики структурного синтеза, являющийся системной задачей определения эффективности функционирования системы в целом. Наиболее распространённым методом решения этого вопроса является сравнение показателей функционирования проектируемого объекта с показателями реально существующих аналогов. Однако в нашем случае нет аналогичных систем переработки грузов, равно как и возможности сравнить функционирование проектируемой ТЛС с существующей системой.
Другой подход к определению эффективности функционирования ТЛС состоит в выборе наиболее оптимального с точки зрения выбранных критериев варианта структуры ТЛС. В нашем случае различные варианты структур могут быть получены путём варьирования числа ТСГ. Это также актуально и для случая, когда среди идентифицированных ТСГ есть узлы с суммарной грузопереработкой значительно меньшей по сравнению с остальными узлами.
Эффективность функционирования ТЛС складывается из суммы эффектов от создания мультимодальных контейнерных терминалов и синергетического эффекта их взаимодействия [188].
Для анализа эффективности различных вариантов структур ТЛС в настоящей диссертационной работе используется метод анализа иерархий [91]. Суть метода состоит в декомпозиции проблемы на более простые части (элементы) и последующем построении иерархий взаимодействий полученных элементов. Анализ иерархий основывается на определении приоритетов элементов по отношению к выбранным факторам оценки.
Согласно методу анализа иерархий, декомпозицию проблемы в иерархию можно представить в виде, изображенном на рисунке 2.5.
Иерархия считается полной, когда каждый элемент заданного уровня функционирует как критерий для всех элементов нижестоящего уровня. Для задачи, рассматриваемои в данном разделе, целью является получение эффективной структуры ТЛС, элементы Aj - критерии оценки различных вариантов структур ТЛС, элементы В: - варианты структур ТЛС.
В рассматриваемом методе определение приоритетов (важности) критериев Ai и оценка различных вариантов В: по этим критериям происходит путём построения матриц парных сравнений по отношению к их воздействию на общую для них характеристику.
Относительная важность любого элемента, сравниваемого с самим собой, равна 1. Поэтому диагональ матриц парных сравнений содержит только единицы.
Для матриц парных сравнений существуют средние согласованности, часть из них приведена в табл. 2.3. Отношение вычисленного ИС и средней согласованности для матрицы такой же размерности называется отношением согласованности (ОС) и эта величина должна быть в пределах 10-20 % от величины средней согласованности.
Таким образом, представленная методика позволит определить на множестве различных вариантов вида структуры ТЛС наиболее эффективную в зависимости от выбранных критериев оценки. В качестве критериев оценки в настоящей диссертационной работе выбраны суммарные приведённые издержки на создание и функционирование ТЛС (/ij), общий объём необходимых инвестиций (А2), затраты на переработку грузопотока (Л3). транспортные издержки (А4) и общая рентабельность системы (А5). Критерии Л3 и U характеризуют синергетический эффект от интеграции базовых объектов в единую систему. Более подробно критерии будут рассмотрены в главе 3 настоящей диссертационной работы, в главе 4 будет рассмотрено применение изложенной методики определения наиболее эффективной структуры ТЛС.
Формирование многокритериальной целевой функции задачи создания и эксплуатации базового объекта ТЛС
Для оценки целесообразности создания базовых объектов ТЛС в узлах сгущения грузопотоков необходимо оценить эффективность функционирования базовых объектов с учетом планируемых среднегодовых объемов грузопереработки и затрат на создание и функционирование терминалов.
Задача определения оптимальных технико-экономических параметров КТ при обеспечении необходимого уровня эксплуатационной надёжности представляет собой задачу многокритериальной оптимизации. Подробно вопрос эффективного функционирования контейнерных терминалов рассмотрен в [155]. Алгоритм решения задачи представлен на рисунке 3.6. Модель определения оптимальных параметров КТ может быть представлена в виде: Лт = («кт, , , «кт, ) Є кт, кт = { кт, » кт2 » -» кт, } - (3-37) где Акт - вектор оптимизируемых параметров контейнерного терминала; FK7 - /-й критерий оптимальности; к - количество критериев оптимальности. В настоящей диссертационной работе в качестве оптимизируемых технико-экономических пара 95 метров КТ выбраны: число погрузо-разгрузочных механизмов (ПРМ) (Z); число подач вагонов на грузовой фронт (ш); срок хранения контейнеров на площадке по прибытию и до отправления (txp); число ярусов складирования контейнеров на площадке (Н). К неоптимизируемым параметрам относятся: технические параметры ПРМ и подвижного состава, стоимостные показатели, экономические нормативы и др. В качестве критериев оптимальности выбран критерий, выражающий приведенные затраты, связанные с созданием и функционированием КТ, и критерий, выражающий эксплуатационную надёжность. Под эксплуатационной надежностью понимается вероятность обработки всего суточного грузопотока с учетом неравномерности последнего. Обеспечение эксплуатационной надежности достигается путем варьирования параметра, характеризующего неравномерность суточного грузопотока, и, следовательно, необходимый резерв вместимости контейнерной площадки, дополнительную грузоперерабатываю-щую способность ПРМ и др. Этот параметр, называемый коэффициентом резерва, задается соотношением [155]: Кпез = l + Ks- -, (3.38) рез S М(Х) где М(Х) - математическое ожидание размера контейнеропотока; J{X) - среднеквадратичное отклонение величины Л ; Ks - число, задающее интервал отклонения от математического ожидания, при К$ = 3 (для случая нормального распределения - правило трёх сигм) обеспечивается эксплуатационная надежность, близкая к 100%. Критерий оптимальности, связанный с экономическими затратами, выглядит следующим образом: FKT_ =f{Z,mttxp,HtKpa) = YtCi , (3.39) і где Cj(Z) - приведённые затраты на средства механизации и вспомогательное оборудование, руб./год; C2(t ,Н,К ) - приведённые затраты на строительные сооружения, руб./год; C3(Z,txp,II,K ) - затраты на электроэнергию, руб./год; C4(Z, Н,т,Крез) -расходы за использование вагонов, руб./год; C5(t ,Н,К ) 96 расходы за использование автомобилей, руб./год; С6(т) - расходы на подачу-уборку вагонов. Указанные статьи расхода имеют наибольший вес в денежном выражении среди остальных составляющих суммарных затрат на создание и функционирование КТ и выбраны автором как достаточные для определения критерия приведенных затрат.
Формулы для расчета составляющих FKT определялись на основе имеющихся нормативов и инструкций для определения затрат на содержание и строительство контейнерных терминалов [2, 140] с учетом функциональных особенностей базового объекта ТЛС.
Приведённые затраты на средства механизации и вспомогательное оборудование определяются по формуле
Q = (flCM + Еп )S&U + {аво + Е„ )Seo, (3.40)
где асм - годовая норма амортизационных отчислений на средства механизации, 1/год; а(Ю - годовая норма амортизационных отчислений на вспомогательные средства, 1/год; SCM - инвестиции в средства механизации, руб.; Seo - инвестиции на приобретение вспомогательного оборудования, руб.; Еп - нормативный коэффициент эффективности инвестиций.
Sau=CvKimiZ, (3.41)
где См - стоимость ПРМ, руб.; К11Ш - коэффициент, учитывающий расходы на транспортировку и монтаж ПРМ.
Sao=C(SOnco, (3.42)
где Св0 - цена единицы вспомогательного оборудования, руб.; пв0 - количество потребного вспомогательного оборудования, шт. Подставляя (3.41), (3.42) в (3.40), получим:
С, = (acv + Е„ )CuKimtZ + (а(Ю + Еп )Свопво. (3.43)
Затраты на строительство сооружений и капитальные ремонты определяются по формуле
Сг = («А-.Д7 + Е„ )SK.ni+Uij,a).n + Еп )SJia)ll + (afU1 + Еп )SIUI + )SadM, (3.44) где aKlu - годовая норма амортизационных отчислений на контейнерную площадку, 1/год; аждп - годовая норма амортизационных отчислений на железнодорожные пути, 1/год; апп - годовая норма амортизационных отчислений на подкрановые пути, 1/год; акрскл - годовая норма амортизационных отчислений на склад закрытого хранения, 1/год; аадм - годовая норма амортизационных отчислений на административные и бытовые помещения, 1/год; Sкт - инвестиции в строительство контейнерной площадки, руб.; Бждм - инвестиции в строительство железнодорожных путей, руб.; Snn - инвестиции в строительство подкрановых путей, руб.; SKpCKJl - инвестиции в строительство крытого склада и обустройство автоподъездов, руб.; Sad„ - инвестиции в строительство административных и бытовых помещений, руб.
Идентификация зон логистического обслуживания потребителей, тяготеющих к узлам сгущения грузопотоков Самарского региона
В разделе 4.2 были определены 3 консолидированные точки сгущения грузопотоков: ТСГ Сызрани, состоящая из объектов ст. Кашпир, ст. Сызрань 1, ст. Сызрань 2 и г. Сызрань; ТСГ Тольятти, включающая объекты г. Тольятти, ст. Жигулёвское Море, ст. Химзаводская и ст. Химическая; ТСГ Самары, образованная объектами г. Самара, ст. Самарка, ст. Бухта, ст. Кряж, ст. Средневолжская, ст. Безымянка.
В качестве потребителей в настоящей диссертационной работе приняты рассмотренные ранее объекты железнодорожного транспорта региона, а также города и районные центры Самарской области. Потребности последних в грузопереработке (мощность) определены пропорционально численности населения города или района (табл. 4.3).
Согласно методике, изложенной в разделе 2.3 настоящего диссертационного исследования, в качестве признаков точек сгущения были выбраны следующие: мощность (объём грузопереработки, TEU/год), транспортная доступность (существующие автомобильные, железнодорожные и водные коммуникации с учетом технико-экономических параметров портовых хозяйств, фактор близости потребителя к ТСГ.
Для оценки экспертами степени совместимости признаков с ТСГ была выбрана следующая система начисления баллов. По признаку доступность автомобильным транспортом наличие одной магистрали федерального значения оценивалось в 0,3 балла, дороги областного значения с твердым покрытием - в 0,1 балл. По признаку доступности железнодорожным транспортом рассматривался класс станций, входящих в ТСГ - за единицу каждого класса начислялось 0,1 балл. За каждое направление движения по железнодорожному полотну начислялось также 0,1 балла. Для оценки признака доступности водным транспортом рассматривались следующие показатели инфрастуктуры портовых хозяйств: длина причальной стенки (0,1 балл за каждые 300 м), наличие погрузо-разгрузочных механизмов (0,1 балл за каждые 30 т максимальной грузоподъёмности механизмов, 0,1 балл за каждые 5 механизмов). Для оценки признака мощность рассматривалось отношение суммарной грузопереработки ТСГ по отношению к общему грузопотоку по области. При оценке фактора близости каждая ТСГ считалась обособленной и не связанной с другими.
В результате были получены следующие экспертной оценки степени совместимости найденных ТСГ Самарской области с выбранными признаками (табл. 4.4).
Таблица 4.4 Степени совместимости ТСГ с признаками
Расчёт степеней важности признаков для потребителей производился исходя из потребности в грузопереработке, существующей транспортной инфраструктуры и расстояния от потребителя до каждого ТСГ (приложение 3, табл. П.3.1). Результаты расчёта представлены в табл. 4.5.
Определение зон логистического обслуживания на основе методики, описанной в разделе 2.3 настоящего диссертационного исследования, выполнялось в программной среде MS Excel при следующих исходных данных. Количество потребителей п = 42, количество ТСГ /;/ = 3 и количество признаков р = 1. Отношение R представлено в табл. 4.5, отношение S - в табл. 4.4. Пример решения задачи для всех трёх выделенных ТСГ Самарской области в алгоритмическом виде при помощи пакета Mathcad 2001 приведён в приложении 3.
Полученные результаты приведены в табл. 4.6. Схематическое отображение зон логистического обслуживания потребителей, тяготеющих к ТСГ, приведено на рисунке 4.8. Как видно из табл. 4.6, наибольшая зона обслуживания у ТСГ Самары, что объясняется хорошей транспортной доступностью данного узла по сравнению с ТСГ Тольятти и Сызрани, доступ к которым затруднён из-за реки Волги. Отсутствие автомобильного моста через реку Волга в районе ТСГ Сызрань существенно влияет на предпочтение потребителями ТСГ по признаку фактор близости в пользу ТСГ Самары.
