» ГЛАВНАЯ > К содержанию номера
 » Все публикации автора

Журнал научных публикаций
«Наука через призму времени»

Ноябрь, 2021 / Международный научный журнал
«Наука через призму времени» №11 (56) 2021

Автор: Суйеуова Набат Базархановна, Старший преподаватель
Рубрика: Технические науки
Название статьи: Исследование задачи математического программирования распределения складской емкости между транспортными судами

Статья просмотрена: 28 раз
Дата публикации: 12.11.2021

УДК 656.073.7

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАДАЧИ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СКЛАДСКОЙ ЕМКОСТИ МЕЖДУ СУДАМИ

Суйеуова Набат Базархановна

старший преподаватель

НАО Каспийский университет технологий и инжиниринга им. Ш. Есенова, г. Актау, Казахстан

 

Аннотация. В статье исследованы задачи математического программирования распределения складской емкости между судами,  обеспечивающие   наиболее выгодный с экономической точки зрения план пере­валки грузов и  минимум эксплуатационных рас­ходов морского порта по грузовой обработке транспортных судов.

Ключевые слова: логистические принципы, структура логистического процесса, логистическая цепь, водный транспорт, морской порт, транспортировка грузов, перевалка грузов, причал, материальный поток, склады.

 

В условиях современного транспортного производства основой логистических принципов для эффективной организации транспортных процессов на водном транспорте   являются научные, инженерно - технические, экономические решения и обоснования по грузопотокам, транзиту, физические и материальные процессы перевозок, перегрузок, складирования грузов. Логистика также охватывает различные виды деятельности, связанные с процессами продвижения товарных потоков на водном транспорте: управление грузопотоками, сохранность грузопотоков,  их информационное, юридическое и финансовое обеспечение. Логистические принципы предполагают системный подход к решению множества проблемных вопросов и содержат различные методы и принципы, направленные на достижение оптимизации транспортных процессов на водном транспорте в  целом[1].

Структура транспортно-логистического процесса (рисунок 1) состоит из двух основных подсистем: материальной и информационной. В связи с этим можно выделить основные этапы  логистического процесса. На рисунке точки А и Г - моменты времени начала и окончания логистического процесса, точки Б и В - начала и окончания материального потока. Интервал АБ соответствует этапу планирования и организации грузопотока (ЭПО). На этом этапе производится выбор характера, номенклатуры и параметров грузов, востребованных на рынке, обосновываются параметры грузопотока и виды смежных транспортов. Участок БВ это этап материального потока (ЭПМ), на котором осуществляется поставка сырья, материалов, изготовление товаров, транспортировка, складирование и так далее, то есть происходит физическое распределение товаров. Участок ВГ соответствует этапу контроля и анализа (ЭКА). На этом этапе перевозки груза и материального потока уже нет, но продолжаются некоторые информационные и финансовые потоки.

Рисунок 1 - Структура транспортно-логистического процесса на водном транспорте

Согласно логистическим принципам при совершенствовании или проектировании заново какого-либо звена логистической цепи необходимо рассматривать всю логистическую цепь. В данном случае это будет логистическая цепь доставки импортных внешнеторговых грузов. Системное построение логистической цепи предполагает цель создания системы, выделение элементов системы и структуры. Перемещаемые грузы, транспорт (железнодорожный и морской), склады, информационные потоки, юридическое, финансовое, инженерно-техническое и научно-методическое обеспечение являются компонентами логистической системы. Все компоненты можно разделить на материальную и информационную подсистемы логистической цепи. Логистическая цепь доставки импортных внешнеторговых грузов включает следующие технологические этапы транспортного процесса: грузы со склада предприятия - грузоотправителя страны-экспортера перегружаются на автомобильный транспорт. Автотранспортом грузы доставляются на склад в морском порту страны-экспортера. Этот склад может принадлежать порту, таможне, стивидорской или экспедиторской фирме. На складе порта отправления грузы должны пройти учет. Далее грузы через склад или по прямому варианту перегружаются на морской транспорт. Морской транспорт доставляет груз на склад отечественного порта прибытия. Здесь грузы также проходят учет. На железнодорожный транспорт грузы перегружаются через зону хранения или по прямому варианту. Железнодорожный транспорт доставляет грузы на склад станции назначения. Склад может принадлежать железнодорожной станции или экспедиторской фирме. Логистические принципы организации грузопотоков предусматривают выполнения принципа доставки «от двери до двери» ("fromdoortodoor") (рисунок 2), поэтому заключительным этапом является процесс перегрузки грузов на портовом складе, станции назначения на автомобильный транспорт с использованием портовых механизированных перегрузочных линий, с доставкой грузов на склад грузополучателя. Здесь осуществляется перегрузка груза с автотранспорта на склад грузополучателя. Доставка грузов по технологии «от двери до двери» предполагает, что компания-перевозчик берет на себя всю организацию доставки от склада отправителя до склада получателя. Доставка «от двери до двери» подразумевает, что перевозчик может воспользоваться различными видами транспорта, чтобы доставить груз в кратчайшие сроки. Такие перевозки относятся к мультимодальным системам транспортировки грузов.

Рисунок 2 - Схема выполнения принципа доставки «от двери до двери».

Таким образом, логистическая цепь представляет собой процесс транспортировок грузов от одного склада до другого с использованием механизированных перегрузочных линий на специализированных причалах морских портов[2].

Каждый из двух составляющих процессов характеризуется рядом основных параметров.

Для транспортировки грузов такими параметрами будут являться:

          скорость перевозки  груза  определенным  видом  транспорта - v, узловая, км/сутки;

         расстояние перевозки - 1, мили, км;

         длительность перевозки - Т, сутки;

         стоимость перевозки - , руб;

         размер транспортной партии - т.

Для операций по перегрузке и складированию грузов характерными будут являться следующие параметры:

         время прибытия транспортной партии - ;

         время отправления транспортной партии- ;

         интервал времени между отправлениями или прибытиями транспортных партий -  сутки;

         срок хранения транспортной партии - , сутки;

         стоимость переработки и хранения груза на складе - , руб;

         емкость склада, трюма - , тыс. руб.

Приведенные выше параметры работы логистической цепочки будут влиять на выбор маршрута продвижения груза, исходя из условий клиента. Оптимизация этих параметров позволит привлекать дополнительные объемы грузов и обеспечивает повышение производительности механизированных линий на специализированном причале.

Это дает возможность сократить стояноч­ное время судов под грузовыми операциями. Экономический эффект Эв вследствие сокращения стояночного времени судов мо­жет быть подсчитан по формуле:

Эв = А∙t = АQ (1/Мн1/Мс),                                                      (1)

где:А —часовая стоимость содержания расчетного типа суднана стоянке, руб.;

t— сокращение стояночного времени   на специализиро­ванном причале, ч;

Мн, Мсинтенсивность погрузки-выгрузки    принятого    груза соответственно до и после специализации    причала, т/судо-ч.

При специализации причала может увеличиться также произво­дительность механизированных линий на загрузке-разгрузке ваго­нов, а время обработки вагонов в порту сократится. Экономический эффект в этом случае можно определить по формуле:

Эжваг  Вtваг  = А ваг  (2)

где: А ваг —стоимость обработки вагонов, руб./вагоно-ч;

В — число обрабатываемых вагонов;

tваг — средняя экономия времени обработки одного вагона, ч;

qв — количество груза в вагоне, т.

Общая экономия эксплуатационных   расходовЭпо рассмотренным выше статьям при специализации причалов:

 

(3)

В морских портах склады в пунктах взаимодействия различных видов транспорта создаются не только для хранения грузов, но и, главным образом, для преобразования параметров грузопотоков. При перегрузке грузов по варианту судно—склад (вагон)одним из основных параметров задачи становится складская емкость - (грузовместимость или грузоподъемность вагонов). В этой связи задачу о выборе вариантов и технологических схем перегрузки грузов удобнее рассматривать в постановке, когда целью ее решения является поиск оптимального распределения складской емкости (площади) между прибывшими на судах грузами. Вагоны при этом можно рассматривать в качестве складов на колесах. Точно так же можно интерпретировать и плавучие средства — как склады на плаву[3].

Выбор минимума расходов порта в качестве критерия опти­мальности обсуждаемой задачи диктуется тем обстоятельством, что затраты порта на погрузочно-разгрузочные операции прак­тически не зависят при прочих равных условиях от очередности обработки судов, их уровень обусловливается вариантами ра­бот и технологическими схемами перегрузки грузов. Поэтому при упорядоченной вертикальной и горизонтальной очередности обработки судов  вариация плана их обработки может быть достигнута лишь за счет вариации технологических схем, отличающихся себестоимостью перевалки грузов. При таких по­сылках задача распределения складской емкости между суда­ми может быть сведена к задаче математического программи­рования путем следующих рассуждений.

Предположим, что планируется выгрузка s судов с грузами vнаименований.  При этом грузы могут  быть размещены в zскладах, а их перегрузка осуществима по wтехнологическим схемам.  Пусть  на момент планирования для каждого    судна k = 1(1)s, каждого груза h= 1(1), каждого склада f = 1(1)z и каждой технологической схемы l = l(1)wзаданы следующие величины:

-          композиция грузов, прибывших на k-мсудне (задает­ся грузовым планом судна);

-          композиция грузов , которые могут быть размещены в f-м складе (определяется заранее с учетом совместимости и вре­мени поступления грузов, а также планом их распределения внутри склада по этажам, секциям и т. д.);

-          перечень технологических схем , по которым груз h-го наименования  может  перегружаться  с k-госудна в f-й склад;

-          количество груза h-го наименования, которое необходимо вы­грузить с k-госудна ;

-          количество груза h-го наименования, которое может быть размещено в f-мскладе ;

-          количество груза h-го наименования, которое может быть вы­гружено с k-го судна в f-й склад по l-й технологической схеме;

-          затраты на перегрузку единицы (например, одной тонны) груза h-го наименования с k-го судна в f-й склад по lтех­нологической схеме

Требуется составить план размещения в складах прибывших грузов такой, при котором:

-          грузы всех судов будут выгружены;

-          емкость складов будет использована в пределах ее наличия;

-          по каждой технологической схеме будет перегружено коли­чество груза, не превышающее величин

Суммарные затраты порта на перегрузку всех грузов будут минимальными [4].

Введем переменные величиныпредставляющие собой количество груза h-го наименования, планируемое к перегруз­ке с k-го судна в f-й склад по lтехнологической схеме. Естест­венно, что эти переменные, во-первых, должны быть неотрица­тельными, что вытекает из их физического смысла, и, во-вторых, не должны превышать величинТогда при перечисленных требованиях к плану размещения грузов на складах задача сво­дится к следующей математической модели:

 (4)

(5)

   (6)

найти:

minF(x)=.                              (7)

Таким образом, формально задача о распределении склад­ской емкости между судами состоит в минимизации функцио­нала (7) при условиях (4) — (6).

Модель (4) - (7)   сама по себе обеспечивает лишь опти­мизационную часть решения задачи о распределении складской емкости между судами. Для получения полного решения задачи эту модель необходимо дополнить алгоритмом подготовки ис­ходных данных (величин множество судов S, складов Z, технологических схем Wи соответствующих им подмножеств ,,),а также алгоритмом представления ре­зультатов   решения   в требуемой форме  (например, в виде гру­зовых планов складов)  с расшифровкой величин в привяз­ке к судам, складам, грузам и технологическим    схемам. Со­ставление   подобных   алгоритмов   трудностей   не вызывает, так как обработка исходных данных и расшифровка    результатов решения модели выполняется по стандартным программам для ЭВМ

В случае варианта склад (вагон) - судно задача выбора вариантов перегрузки грузов упрощается благодаря тому, что при составлении грузовых планов судов величины партий гру­зов, их начальные и конечные позиции (на складах или в ва­гонах и на судах) однозначно фиксируются. Тем самым фикси­руются и технологические схемы перегрузки грузов, если и не­однозначно, то с весьма малой вариацией, что практически сво­дит к нулю оптимальную составляющую задачи. Однако эта со­ставляющая не теряется. Она переходит в другие задачи — о грузовом плане судна и о распределении перегрузочных ресур­сов между судами.

Выводы. Таким образом, в статье проведено исследование задачи математического программирования распределения складской емкости между судами,  обеспечивающих   наиболее выгодный с экономической точки зрения план пере­валки грузов и  минимум эксплуатационных рас­ходов морского порта по грузовой обработке транспортных судов.  Решения этих задач определяет оптимизацию транспортных процессов на водном транспорте и предполагают системный подход к решению множества проблемных вопросов по методом системного построения логистической цепи с целью создания системы, выделенияэлементов системы и структуры.



Список литературы:

  1. Винников В. В., Быкова Е. Д., Винников С. В. Логистика на водном транспорте: Учебн. пособие для студентов и курсантов высших учебных заведений водного транспорта / Под общей ред. проф. В. В. Винникова. - Одесса: Феникс, 2004.- 222 с.
  2. Галабурда В.Г., Соколов Ю.И.,Королькова Н.В. Логистические основы управления транспортной системой: Учебное пособие. - М.: МИИТ, 2015. – 136с.
  3. Ветренко Л.Д. Управление работой морского порта: Учебник. – СПб: ЗАО «Строка», 2000. – 264 с.
  4. Магамадов А.Р. Оптимизация оперативного планирования работы порта. – М.: Транспорт, 1979. – 184 с.


Комментарии:

Фамилия Имя Отчество:
Комментарий: