Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ моделей, технологий и проблем развития системы ускоренных мультимодальных перевозок на рынке транспортно-логистических услуг России 13
1.1. Перспективы развития мультимодальных и интермодальных перевозок на рынке транспортно-логистических услуг 13
1.2. Анализ моделей развития транспортно-логистической инфраструктуры и логистических технологий в системе мультимодальных перевозок 17
1.3. Классификация моделей мультимодальных перевозок 24
1.4. Имитационное моделирование транспортных систем 28
1.5. Средства интеллектуального анализа данных в транспортно-логистических системах 31
1.6.Основные принципы формирования микрологистических систем управления транспортно-логистическим предприятием 37
Выводы по главе 1 43
ГЛАВА 2. Разработка модели управления транспортно распределительной сетью предприятия в системе ускоренных мультимодальных перевозок 44
2.1. Модель управления транспортно-распределительной сетью предприятия в системе международных мультимодальных перевозок России 44
2.2. Статистический анализ международных мультимодальных перевозок...49
2.3. Математическое описание модели управления грузопотоками в системе ускоренных мультимодальных перевозок 55
2.4. Параметризация грузопотоков и прогнозирование 60
2.5. Задача преобразования грузопотоков в модели консолидации грузов 71
Выводы по главе 2 з
ГЛАВА 3. Разработка логистической модели управления доставкой грузов в системе ускоренных мультимодалъных перевозок 79
3.1. Концептуальная модель управления ускоренной доставкой грузов 80
3.2. Логистическая модель управления ускоренной доставкой грузов и уровни интеграции участников ускоренной доставки 85
3.2.1. Моделирование физического перемещения груза 85
3.2.2. Взаимодействие простейших операций при доставке груза 89
3.2.3. Автономное управление процессами предприятия с простыми связями 92
3.2.4. Взаимодействие предприятий-участников цепи доставки грузов с оперативным обменом информацией 95
3.2.5. Глобальная интеграция в едином информационном поле 103
3.3. Технология ускоренной обработки грузов на грузовом терминале 106
Выводы по главе 3 111
ГЛАВА 4. Внедрение и апробация результатов работы 112
4.1.Характеристика рынка ускоренных грузовых авиаперевозок и маркетинговая стратегия 112
4.2. Основные логистические решения и методики их применения при создании и организации работы грузового терминала аэропорта «Внуково» 120
4.3. Контекстные диаграммы складской логистики 125
4.4. Имитационное моделирование транспортно-логистической схемы перемещения грузов 129
Выводы по главе 4 137
Заключение 138
Перечень условных сокращений 142
Библиографический список
- Анализ моделей развития транспортно-логистической инфраструктуры и логистических технологий в системе мультимодальных перевозок
- Математическое описание модели управления грузопотоками в системе ускоренных мультимодальных перевозок
- Автономное управление процессами предприятия с простыми связями
- Основные логистические решения и методики их применения при создании и организации работы грузового терминала аэропорта «Внуково»
Анализ моделей развития транспортно-логистической инфраструктуры и логистических технологий в системе мультимодальных перевозок
Сегодня в мире сформировалось общее единое понимание «идеи интермодализма», ее базисных технологических и правовых принципов. Вместе с тем, на практике в различных странах и регионах эта идея трактуется по-разному [15, 28]. Существуют, по крайней мере, два принципиально различных подхода к реализации мультимодальной и интермодальной концепции.
Первый подход получил развитие на североамериканском континенте, прежде всего — в США. По своей сути, он представляет собой продолжение экспансии морских линейных операторов на внутренний транспортный рынок. Крупные судоходные линии организуют и принимают на себя ответственность за перевозку по всему маршруту, включая наземные перевозки и перевалку в транспортных узлах. В последнее время операторами мультимодальной и интермодальной перевозки стали выступать и крупные морские порты.
Главным стимулом развития мультимодальных и интермодальных перевозок в «американском варианте» является конкуренция судоходных операторов на глобальных контейнерных линиях. Вмешательство государства в мультимодальный и интермодальный бизнес практически отсутствует, а развитие его финансируется за счет частного капитала.
Несколько иначе выглядит «европейская» модель мультимодальных и интермодальных перевозок. Сегодня в странах ЕС порядка 75% грузооборота выполняется автомобильным транспортом. Возможности увеличения грузопотоков по автомобильным дорогам на основных направлениях практически исчерпаны. Такая зависимость экономики от автомобильных перевозок таит реальную угрозу ограничения экономического роста Сообщества из-за перегрузки автотранспортных коммуникаций. Поэтому идея мультимодализма и интермодализма в Европе трактуется как возможность включить в транспортную цепочку железнодорожный или водный транспорт, по возможности сократив перемещение грузов по автодорогам [6, 21, 35].
Поставлена также задача поддержки становления транспортного оператора нового типа - т.н. «универсального перевозчика», который специализируется на комплексной (различными видами транспорта) доставке грузовых единиц массой свыше 5 тонн. Согласно «Белой Книге», «универсальный перевозчик» должен предоставлять своим клиентам и, следовательно, всему обществу транспортные услуги самого высокого уровня в плане эффективности, стоимости и воздействия на окружающую среду. «Универсальный перевозчик» есть не что иное, как дальнейшее развитие идеи мультимодального оператора, новый статус которого должен быть подкреплен соответствующими изменениями в законодательстве и разработкой новых проформ транспортной документации.
По вполне очевидным причинам, ни североамериканская, ни европейская модели не могут стать для нашей страны предметом прямого копирования. Слишком сильно различаются состояние и приоритеты развития экономики, уровни развития транспортной инфраструктуры, возможности государства и бизнеса, география грузовых и транспортных потоков.
Имеющиеся исследования и разработки, а также официальные документы, как правило, носят недостаточно системный характер, направлены на решение частных задач или на реализацию отдельных проектов. Для выработки российской концепции мультимодальных перевозок необходимо получить ответ на ряд принципиальных вопросов, требующих системного научного обоснования.
Прежде всего, следует правильно позиционировать мультимодальные перевозки в транспортной системе России и определить, какие именно грузопотоки должны стать основой для развития этого вида деятельности. Обычно в этом контексте обсуждается тема развития международных транспортных коридоров и привлечения на российские коммуникации транзитных грузов евроазиатского направления [88]. Безусловно, Россия занимает особое положение на евроазиатском континенте, и нельзя игнорировать возможностей использования ее потенциала как естественного транзитного моста между Азией и Европой. Но, наряду с этими возможностями, существует и настоятельная потребность мультимодального транспортного обеспечения российской внешней торговли, и прежде всего - экспорта. О том, насколько эта потребность остра, красноречиво свидетельствует показатель контейнеризации грузопотока, который, как известно, равен отношению объемов грузов, фактически доставляемых в контейнерах, к объемам всех контейнеропригодных грузов.
На перевозках импортных товаров этот показатель составляет 31%. Это, безусловно, не слишком впечатляющая цифра на фоне 55% контейнеризации глобальной торговли. Но соответствующий показатель для российского экспорта составляет всего 6%! Это означает, что Россия в транспортно-технологическом смысле - если не вести речи о перевозках сырьевых грузов - фактически изолирована от мирового рынка. И по мере того, как в российской экономике будут происходить структурные изменения, а сырьевой экспорт будет постепенно замещаться экспортом продукции обрабатывающих отраслей.
Поэтому, на самом деле, речь идет о необходимости комплексной контейнеризации всей транспортно-распределительной системы страны. Но если для повышения привлекательности транзита достаточно модернизировать отдельные участки основных коммуникаций и транспортные узлы, то задача тотальной контейнеризации требует иных подходов и иного уровня инвестиций [10,43].
Математическое описание модели управления грузопотоками в системе ускоренных мультимодальных перевозок
Управляемая сеть мультимодальных перевозок обеспечивает наилучшую логистику перевозок для доступной структуры транспортно-распределительнои сети (ТРС). В настоящее время развитие транспортных сетей и коридоров позволяет логистической системе динамично выбирать объекты, составляющие транспортные сети по набору показателей эффективности с целью снижения транспортных издержек. Основными задачами при этом являются: формирование более эффективных маршрутов передвижения грузов по транспортной сети, учитывая бизнес-ограничения (график работы объектов, пропускная способность объектов, доступность объектов, интегральные характеристики транспортных средств, а также подвижного состава). Также при выборе эффективных планов транспортировки в системе мультимодальных перевозок необходим учет ограничений на транспортные плечи логистической сети [17, 53, 79].
Так, к примеру, работа логистических центров международных перевозок должна быть построена на следующих принципах оптимального построения логистики перевозок для доступной структуры ТРС:
Отсутствие хотя бы одного элемента или объекта из структуры транспортно-распределительной сети (ТРС) может привести к срыву всей цепи поставок в логистической схеме мультимодальных перевозок. В результате такие нарушения могут потенциально разрушить бизнес-отношения с заказчиком. Существующие ТРС являются сложной и разветвленной системой транспортных предприятий, логистических компаний и логистических центров, поэтому роль и результат работы каждого объекта в получении конечного результата (качественной доставки груза потребителю) невозможно прогнозировать и оценить без соответствующих моделей ТРС и последующего статистического анализа результатов ее использования. В практической деятельности для оптимизации вышеперечисленных факторов обычно приходится применять разнообразные средства сокращения вычислительных операций. При этом соответствующие операции могут быть очень громоздкими при достаточно больших объемах элементов или объектов ТРС. Модели грузопотоков в диссертации предлагается реализовать через механизмы управляемых сетей (УС) (рис. 2.1.). При этом поток в УС определяет способ пересылки грузов (в общем случае произвольных объектов) из вершины графа (истока) в другую (сток) по его дугам. Перемещение груза по выбранной дуге орграфа выполняется в соответствии с выбранным направлением. Грузы, которые перемещаются из истока в сток, представляют собой единицы грузопотока [90, 98].
Также в диссертации рассмотрена задача поиска максимального потока орграфа с произвольным количеством истоков и стоков. Для этого определяются две дополнительные вершины — главные истоки и стоки (рис.2.2.). В данном случае главный исток соединяется со всеми истоками исходной УС S\, s2, ... дугами (S, S\), (S, s2), .... При этом полагается, что пропускная способность новых дуг, сцепленных с главными стоками и истоками, не имеет ограничений. Аналогично стоки исходной УС t\, t2,... сцепляются с главным стоком Т. При этом пропускная способность дуг (t\, Т), (/2, Т), ..., также считается неограниченной.
Таким образом, поток в расширенном графе из главного истока в главный сток реально соответствует потоку в первоначальном графе из имеющегося множества истоков в множество стоков. Можно также показать, что выполняется и обратное утверждение. При этом максимальное значение потока для расширенного графа (рис. 2.2.) соответствует максимальному значению потока в первоначальном графе (рис. 2.1.). В результате, процедура поиска максимального потока для обычного графа также может быть использована для поиска потока в расширенном графе.
Управляемая сеть представляет собой совокупность базовой сети и конечного множества ее частичных подсетей. Частичная подсеть получается с помощью исключения нескольких дуг из базовой сети. Конфигурация управляемой сети является одной частичной подсетью базовой сети.
Предполагается, что поток проходит через управляемую сеть. При этом управление реализуется путем выбора текущей топологии или конфигураций сети. Для определения правила выбора конфигурации сети используется вектор управления м- и = [и/.. мм] , и є U = Uj х U2 х Uj (2.1) где и, є UІ = {ОД,..., м(+ }, и є Z+; i = \,M , Z+ - множество положительных целых чисел. Каждая дуга базовой сети связана с некоторой компонентой вектора управления. При определенных значениях компонент вектора управления и сцепленная с ней дуга исключается из топологии базовой сети, что определяет одну из возможных конфигураций УС. Одна компонента вектора управления может быть сцеплена с множеством дуг одной УС. Для каждой дуги базовой УС задается конечная совокупность значений, которые компонента вектора управления, сцепленная с данной дугой, может принимать, и при которых выбранная дуга не будет исключаться из базовой сети.
Автономное управление процессами предприятия с простыми связями
Сегодня в России существует масштабная проблема транспортной связности ввиду очень большой территории и отсутствия интеграции участников одной отрасли. В настоящее время невозможно оперативно (за 2-3 дня) доставить груз из отдаленных территорий нашей страны, где отсутствуют крупные аэропорты, в другие города России или за границу. При этом широко распространена услуга быстрой доставки грузов пассажирскими авиарейсами путем дозагрузки багажного отсека самолета. Однако, оперативная реализация возможна только в случае наличия между этими городами прямых авиарейсов (рис. 3.2.).
Это возможно между крупными городами России, городами в пределах одного региона, или городами, где есть международные аэропорты (в случае необходимости отправки грузов за границу). Если между городами (городом отправки груза и городом получения) нет прямого авиасообщения, то возникает большая проблема быстрой доставки грузов, связанная с необходимостью стыковки пассажирских авиационных рейсов. Т.е. в некотором промежуточном аэропорту, например в Новосибирске, куда прилетает самолет с Дальнего Востока, необходимо перегрузить груз в другой самолет, который полетит в Москву. Для этого экспедитору Дальнего Востока, который организовывает доставку груза в Москву, необходимо «договориться» с аэропортом Новосибирска и авиакомпанией о перегрузке груза из одного самолета в другой.
Это задача, которая требует времени. Сегодня высокоскоростная доставка грузов возможна лишь в том случае, если ранее была организована доставка груза по некоторому маршруту и есть договоренности между всеми участниками. В подавляющем большинстве случаев налаженные контакты отсутствуют, а небольшие экспедиторы в небольших городах России просто не смогут организовать такую доставку груза.
В связи с этим в работе ставится задача создания транспортной системы ускоренной доставки грузов пассажирскими авиарейсами на базе московского авиаузла. Данная гипотеза заключается в создании необходимой инфраструктуры и интеграции всех участников доставки грузов пассажирскими авиарейсами в России [92, 113].
Целью является предоставление доступных услуг ускоренной доставки грузов из любого аэропорта России в любой аэропорт мира. При этом необходимо, чтобы любая экспедиторская фирма, будь то крупная или небольшая, находящаяся в любом городе России, могла выполнить заказ клиента по доставке грузов в любой регион мира. Кроме того, желательно, чтобы любой клиент (физическое или юридическое лицо) могло обратиться к любому ближайшему экспедитору для выполнения такого заказа и не тратить много времени на поиск крупного экспедитора, у которого уже есть контакты по данному маршруту.
Основными задачами, которые необходимо решить для достижения поставленной цели, являются: 1. Объединение ресурсов участников цепи доставки грузов, а именно, экспедиторов, грузовых агентов, авиакомпаний, грузовых терминалов и др. 2. Оперативное информирование всех участников транспортной системы о наличии необходимых ресурсов, стоимости услуги, маршруте доставки, времени доставки. 3. Контроль за доставкой грузов путем «on-line» получения информации от всех участников цепи доставки грузов, обеспечение доступа к информации клиентам.
Данные задачи посвящены созданию информационно-логистического центра и использованию программного обеспечения для объединения всех участников транспортной системы в единое информационное поле. В этом случае будет возможен быстрый обмен информацией между всеми участниками цепи доставки грузов, оперативное информирование заказчика о выполнении услуги, а также в случае обращения клиента за услугой - быстрый ответ о вариантах доставки, стоимости, маршрутах, времени доставки и дополнительных услугах. На рис. 3.3. представлена разработанная схема логистической модели ускоренной доставки грузов.
Важно, что каждый участник этой цепи доставки груза должен вводить информацию обо всех операциях с грузом в информационную базу данных ИЛЦ. ИЛЦ при этом контролирует и координирует деятельность всех участников. Грузоотправитель, либо грузополучатель могут в режиме реального времени узнать о месте нахождения груза через доступ к базе данных ИЛЦ.
Партнерами ИЛЦ могут быть экспедиторские фирмы, грузовые агенты, грузовые авиационные терминалы, авиакомпании, аэропорты, таможенные органы, автотранспортные предприятия, пограничные органы, сервисные фирмы и другие организации, принимающие участие в доставке грузов пассажирскими авиарейсами (рис. 3.4.).
Создание транспортной системы высокоскоростной доставки грузов пассажирскими авиарейсами позволит: 1. Увеличить объем грузоперевозок в России. Услуга станет более доступной, ею смогут пользоваться многие потребители. Общемировая тенденция идёт к ускорению доставки грузов. Все больше и больше современной экономике требуется ускоренная доставка грузов, например, для сбыта готовой скоропортящейся продукции или для сокращения запасов каких-либо товаров.
2. Ускорить доставку грузов. В настоящее время затруднен обмен информацией между участниками цепи доставки грузов, которые ранее между собой не сотрудничали. Таких организаций сегодня в России подавляющее большинство. На создание взаимоотношений требуется время. Создание такой транспортной системы позволит решить эту проблему.
3. Позволить каждому экспедитору России доставлять грузы в любой регион России и мира. Сегодня только крупнейшие экспедиторские фирмы в России могу предоставить клиенту подобную услугу, но их сеть сосредоточена только в крупных городах. В небольших городах экспедиторские фирмы не могут предоставить клиенту такую услугу. Это станет возможно благодаря созданию такой транспортной системы.
Основные логистические решения и методики их применения при создании и организации работы грузового терминала аэропорта «Внуково»
Терминал расположен в аэропорту Внуково, к которому подходит 3 шоссейных дороги (Киевское, Боровское и Минское шоссе) и железнодорожная ветка. Тем самым обеспечивается интермодальность перевозок груза и почты, а также гибкость и оперативность в обслуживании отправителей и получателей груза. При решении вопросов с таможенными органами по созданию таможенного подразделения, одновременно обеспечивающего работу на всех трех видах транспорта (авиа, ж/д, авто) - можно на 100% говорить об интермодальности Терминала. В настоящее время авиационным транспортом осуществляется перевозка груза из одного порта в другой, а автомобильным транспортом осуществляется доставка груза клиенту.
Терминал представляет собой семи этажный административно-складской комплекс, в котором отапливаемые стеллажные склады 2-х уровней (рис. 4.3.) опоясывает цепь офисных помещений: стеллажный склад первого уровня (73,2x147,2м), с прилегающими территориями предназначен для обеспечения терминальной обработки и временного хранения грузов и почты, перевозимых воздушными судами как навалом (основной способ перевозки, применяемый в Российской Федерации), так и в средствах пакетирования (основной способ перевозки, применяемый в развитых странах Европы и мира). Тем самым обеспечивается возможность связи внутри российских и международных перевозок грузов и почты; стеллажный склад второго уровня (46,08x147,2м) предназначен для размещения, обработки и хранения грузов (почты), товаров и технического имущества, соответственно, курьерских экспресс компаний доставки грузов и почты (например, международной компании UPS), магазинов беспошлинной торговли (Duty Free) и авиакомпаний, базирующихся в аэропорту Внуково. Тем самым обеспечивается оперативность обработки и доставки экспресс грузов, почты и товаров до потребителя, упрощается работа авиакомпаний по техническому обслуживанию воздушных судов, базирующихся в аэропорту, и тем самым обеспечивается регулярность полетов;
Дополнительно для выполнения грузовых чартерных программ имеется механизированная зона обработки груза в средствах пакетирования для одновременной комплектации 8 и хранения до 25 паллет РМС.
Терминал может вести обработку грузов различной номенклатуры (табл. 4.7.) в условиях ограниченных объемов (табл. 4.6.) и регламентов (табл. 4.8.)
Предусмотрены следующие основные технологические зоны: погрузки-разгрузки автотранспорта клиента - 1; досмотра поступающего груза - 2; стеллажного хранения груза MB Л и ВВЛ -3,4; комплектации и раскомплектации груза - 5; погрузки- разгрузки на стороне перрона - 6; специализированных складов (вне корпуса).
Для обеспечения технологических процессов поставки грузов в диссертации разработаны контекстные диаграммы информационной деятельности склада (рис. 4.5.). Взаимодействие системы с окружением описывается в терминах обычного функционирования склада [13, 14].
Входами контекстной диаграммы являются (на диаграмме слева): клиент, оплаченный счет клиента, товар от поставщика, сопроводительные документы и др. К выходам относятся (на диаграмме справа): выходные документы, выданный товар, списанный товар и др. К механизмам управления (на диаграмме сверху) относятся: должностные инструкции, действующее законодательство и др. К ресурсам (на диаграмме снизу) относятся: персонал склада, складское и офисное оборудование, информационные ресурсы и др. [40].
Работа склада предполагает оказание услуг клиентам по скоростной доставке грузов. Клиент - объект, для которого склад функционирует. Он оплачивает товар и затем обращается с оплаченным счетом на склад. Помимо клиентов, входом также является товар от поставщика с сопроводительными документами. Для товара от поставщика это товарная накладная и счет-фактура.
В оказании услуг клиентам важнейшую функцию выполняют информационные ресурсы, которые дают основные данные по обеспечению информацией о клиенте, поставщике, товаре и т.п. Разработанная в диссертации модель склада позволяет проводить анализ эффективности и оперативности выполняемых складских функций, связанных с приемкой товара, хранением, а также отгрузкой товара.
При формировании контекстных диаграмм принята иерархическая формализация представления функций. Описание в виде контекстной диаграммы дает полное представление о функциональных возможностях склада. На следующем этапе система разбивается на подсистемы и таким образом реализуется функциональная декомпозиция функционала. Каждая подсистема имеет самостоятельное описание в виде диаграммы декомпозиции и, при необходимости, далее дробится на более мелкие с целью получения необходимой степени детализации. В результате такой декомпозиции каждый фрагмент системы изображается на отдельной диаграмме декомпозиции рис. 4.6. В совокупности обобщенный процесс функционирования склада разбивается приемку товара, хранение и отгрузку.