Оптимизация системы доставки грузов, определяющие ее эффективность

2. Методы расчета основных параметров ТЛС

Требуется: Оптимизировать параметры системы доставки грузов, определяющие ее эффективность.

Порядок выполнения:

1)  Методика обоснования оптимальных параметров

2)  Обосновать оптимальную грузоподъемность судна, число и производительность перегрузочных механизмов, емкости склада в пунктах с необорудованными причалами

3)  Дать оценку использования ресурсов ТЛС

4)  Определить параметры ТЛС с помощью схемы типовых решений

5)  Сделать сравнения и выводы

Исходные данные:

Род груза: шифер

Грузоотправитель: Кемеровский домостроительный комбинат

Грузополучатель: Сургутское строительное управление

Расстояние перевозки по водному пути (Томск – Сургут): L=1251

Масса груза: G_н= 20 т.т.

Период работы флота: t_э=115 сут

Период потребления Т=245 сут

Текущие издержки по флоту:

                    На ходу: З_ход=2900 руб/ч

                    На стоянке З_ст=1250 руб/ч

Продолжительность работы механизации в течении суток: t_сут=14 сут

Коэффициент вариации поступления судов: .

Коэффициент вариации обслуживания судов: .

Коэффициент,учитывающий перерывы в работе механизации: .

Эмпирический коэффициент: в=0,2

Коэффициент, учитывающий способ хранения: Ко=0,3

Нагрузка по отправлению: Р=0,8

СЧН: Бпогр=60 т/ч

          Бвыгр=54 т/ч

Коэффициент, учитывающий скорость реки:   авн=3

2.1.  Методика обоснования оптимальных параметров.

Критерием оптимизации основных параметров ло­гистической цепи – это грузоподъем­ность , т.; производительность , т/ч; ёмкость , т.; служат полные (интегральные) экономические из­держки , включающие в себя как текущие издержки , так и издержки неиспользованных возможностей собственного капитала:

, (1)

где  – величина используемого собственного капи­тала, руб;

 – средняя норма прибыли на капитал, %.

При расчете на единицу транспортной продукции удельные экономические издержки  можно предста­вить формулой

, (2)

где – себестоимость транспортной продукции, руб/т или руб/ткм,

 – удельная капиталоемкость транспортной про­дукции по задействованному собственному капиталу, руб/т (руб./ткм).

Запишем уравнение полных экономических издер­жек для логистической цепи, рассмотренной выше:

, (3)

где  – полные экономические издержки соответственно   на  операциях   перевозки, погрузки, выгрузки, хранения, руб.

Рассмотрим доставку только по водному пути, то­гда полные экономические издержки на доставку гру­за одним судном (составом) в количестве  составят:

, (4)

где  – экономические издержки на  соответственно на перевозке, погрузке, выгрузке, хра­нении, руб/ч,

– экономические издержки по флоту со­ответственно на ходу и на стоянке, руб/ч;

– экономические издержки по содержа­нию перегрузочной механизации соответственно в ра­боте и на простое, руб/ч;

 – соответственно длительность перевозки, погрузки, выгрузки, хранения груза, ч,

– соответственно длительность хода и сто­янки судна, ч;

– соответственно длительность работы и простоя механизации на обработке одного судна (со­става), ч.

Запишем очевидные зависимости (без учета техни­ческих и технологических операций):

;

;

;

.

Из последнего соотношения следует, что парамет­ры хранения как логистической операции тесно свя­заны с параметром грузоподъемности , то есть емкость склада и этот параметр можно исклю­чить из числа неизвестных. Уравнение (4) получит следующий вид:

, (5)

где  – протяженность перевозки по водному пути, км;

– путевая скорость судна, км/ч;

– производительность грузовых работ, т/ч;

 – суточное поступление груза, т/сут.

Здесь – период работы флота, сут, на доставке груза в количестве , тыс.т.

Для подобного рода расчетов скорость судна (со­става) можно представить следующей эмпирической зависимостью:

, (6)

Логично предположить, что затраты по механиза­ции пропорциональны ее производительности, то есть ,  – удельные издержки по механизации, руб./т. В затратах по содержанию флота следует учесть масштабный эффект (чем больше грузоподъемность, тем меньше затраты в расчете на одну тонну тоннажа):

, (7)

где  – грузоподъемность, т, и текущие из­держки, руб./ч, по содержанию произвольно выбран­ного судна (состава)-прототипа.

Издержки на хранение груза . Макси­мальный объем хранения в порту отправления , в порту назначения . При такой схеме  средний объем хранения груза в течение интервала поступления судов

Перейдем к удельным издержкам, разделив уравнение (5) на количество груза в судне (составе) , и после преобразований получим:

,      (8)

где

;

;

;

;

;

.

Здесь  равно соотношению производительности грузовых работ на выгрузке и погрузке ().

Уравнение с двумя неизвестными легко разрешимо при помощи численных методов оптимизации, на­пример, методом Хука-Дживса.

2.2.  Обоснование основных параметров ло­гистической цепи.

  Критерием оптимальности основных параметров ТЛС служат полные экономические издержки на доставку груза.

  А) оптимальное значение грузоподъемности может быть получено по формуле:

, (9)

где  – эмпирический коэффициент. Для грузов за­крытого хранения его принимают равным 0,2, для от­крытого хранения равным 0,3.

Оптимальная грузоподъемность речного состава для перевозки шифера равна:

 т.

По диспетчерскому справочнику принимаем для перевозки шифера и самое близкое по грузоподъемности судно: баржа- площадка проекта №81300.

Транспортные характеристики судна проекта №81300:

Грузоподъемность: 5000 т

Габаритные размеры:

длина: 114.5 м

ширина: 16.7

осадка в полном грузу: 3.48

осадка порожнем: 0.94/0.62 (носом/кормой)

Вместительность палубы: 1440 м2

Б) Оптимальное количество плавучих кранов для выгрузки шифера определяем по формуле, исходя из необходимости освоения суточного поступления груза:

, ед. (10)

где  – суточное поступление груза, т/сут;

– пропускная способность причала, т/сут.

 Здесь – время работ механизации в течении суток;

– коэффициент, учитывающий влияние на производительность времени дополни­тельных и вспомогательных работ, технического об­служивания механизации, а также концентрации уста­новок.

 т/сут;

 т/сут;

, принимаем 1 плавучий кран.

В) Емкость склада в порту  погрузки равна:

 т.

Емкость склада в порту выгрузки равна:

, т.

 т.

2.3.  Дать оценку использования ресурсов транспортно-логистической системы.

Совокупность технических средств, обеспечиваю­щих грузовую перевозку, находится в динамическом взаимодействии, то есть представляет собой опреде­ленную структуру. С позиций системного подхода структура есть инвариантный аспект системы, вся со­вокупность отношений между элементами, прежде всего –  их состав. Оптимизация логистической цепи может быть сведена к оптимизации ее структуры, то есть пропорционального развития ее элементов, ра­ционального сочетания, соответствия по основным параметрам и расположению в пространстве. Однако этому препятствует многообразие показателей и пара­метров, характеризующих работу технических средств (провозная способность, пропускная способность, техническая производительность, перевозочная спо­собность и т.п.) и отсутствие единства и взаимосвязанности в методах их расчетов.

Единая методическая основа оптимизации может быть создана путем использования в качестве основ­ного параметра грузовых перевозок показателя произ­водственной мощности (или просто мощности) как по­тенциальной способности движения и преобразования материальных потоков в единицу времени. В таком случае критерием оптимизации может выступать от­ношение количества использованных ресурсов в стоимостном выражении  к величине мощности :

.

Производственная мощность системы зависит от целого ря­да факторов: 1) Величины ресурса ; 2) Характера обратной связи ; 3) Структуры объекта ; 4) Устойчивости парамет­ров, характеризующие коэффициентом вариации.

Рассмотрим систему, состоящую из следующих элементов: транспортный флот, грузовой причал, склад.

Техническая скорость:  км/ч

Время хода с грузом:  ч.

Продолжительность обслуживания основного элемента вспомогательным:

 ч.

Продолжительность одного рабочего цикла основного элемента:

 ч.

Коэффициент пропорциональности всех средств (механизации):

,

где ;

.

Удельная производительная мощность грузового флота:

 км/ч

Удельная производительная мощность грузового причала:

 км/ч.

Мощность системы:  

 км/ч

Фактическая мощность системы доставки:  км/ч.

Уровень использования производительности грузового флота:

Уровень использования производительности грузового причала:

Уровень использования производительности системы:

Условия пропорциональности требуют соблюдения следующих соотношений:

.

 – Условие соблюдается.

2.4.  Определить параметры с помощью схемы типовых решений.

Каждая грузовая перевозка предъявляет конкретные требования к техническим средствам перевозки, пере­грузки и хранения грузов, однако результаты решения оптимизационных задач и обоснований параметров технических средств грузовой перевозки могут быть, в конце концов, представлены в виде типовых объектов и технологий.

 ткм/ч

 ткм/ч

 руб/ткм.

По таблице типовых решений выбираем оптимальным вариантом перевозок составом 800+2×Р-56.

Класс ситуации: 17

Глубина судового хода (максимальная): м.

Комплексный эксплуатационный показатель (максимальный): ;

 ткм/ч.

Величина суточного грузопотока: ; .

2.5.  Сравнения и выводы.

Определив оптимальную грузоподъёмность судна, оптимальное число плавучих кранов  и оптимальную емкость склада по формуле делаем вывод, что оптимальным вариантом перевозки шифера является применение баржи-площадки проекта №81300, при перегрузке на необорудованном причале рационально использование 1 плавучий кран, при этом емкость склада открытого хранения необходимо принять равной 10612 т.

      При выборе по табдице типовых решений принимаем оптимальным вариант перевозки составом 800+2XР-56 (Класс ситуации- 17)

     По электронной таблице обоснования типа судна получаем оптимальный вариант с судном грузоподъемность 1400 т