Методические основы совершенств. транспортных связей в предприя

92

в результате реализации там модели IV уровня. Это отображено на рис. 3.2 в

виде пунктирных стрелок, представляющих обратные связи.

Лесотранспортные задачи с дискретными переменными решаются при-

ближенными методами, которые сводятся к следующему: единая задача разби-

вается на производственную и транспортные части, находятся некоторые оцен-

ки транспортных затрат и определяется объем производства с учетом транс-

портных затрат по их приближенным оценкам. Это позволяет свести лесо-

транспортную задачу к меньшей размерности. Благодаря этому становится воз-

можным решение практических задач большого размера. Улучшение полного решения единой задачи производится итеративным путем – последовательной корректировкой производственной и транспортной составляющих по различ-

ным схемам лесотранспортных потоков.

Для модели лесотранспортной системы (ЛC) исследуются три случая:

-равновесное (стационарное) состояние, когда производство, потребле-

ние и спрос сбалансированы;

-когда на некоторые элементы системы (потребление, транспорт) дейст-

вуют различные возмущения (скажем, в силу конъюнктурных процессов спон-

танно возрастает или снижается интенсивность потребления и, как следствие,

изменяется интенсивность спроса и производства лесоматериалов). В случае стационарного и регулярного режима функционирования предложенной лесо-

транспортной системы строится детерминированная модель. Это значительно снижает долю волевых решений в планировании, трудоемкость расчетов и по-

вышает их обоснованность.

3.6. Создание интегрированной системы мониторинга для проверки

реализуемых моделей лесотранспортных процессов

С переходом на рыночные отношения в отрасли произошло резкое услож-

нение функций управления. Если раньше основная задача лесовозного транс-

93

порта формулировалась как «вывозка», то теперь – как «транспортное обслу-

живание» [28]. Разница между ними следующая. При взаимодействии транс-

порта и производства возникают так называемые стыковые потери. Для их ми-

нимизации предприятия создают резервы перерабатывающей способности складов, содержат дополнительные склады, подвижной состав, штат. При пер-

вой задаче стыковые потери относились на производство, при второй – на лесо-

возный транспорт. Именно транспорт сегодня старается обеспечить надежные и эффективные связи между поставщиками и потребителями, т. е. сделать терри-

ториально распределенную производственную систему более высоко-

организованной [103].

В новых условиях нужно не просто перевезти лесоматериалы (допустим,

выдержав срок доставки), а осуществить транспортное обслуживание по раз-

личным классам качества, минимизируя стыковые потери. Ранее решению дан-

ной проблемы мешала, прежде всего, нехватка подвижного состава и его чрез-

мерная загруженность. Поэтому потребовалась автоматизация всех управленче-

ских процессов в отрасли, без чего не может быть достигнуто качественное транспортное обслуживание с минимальными резервами (прил. Б).

В настоящее время системы информатизации должны отвечать требовани-

ям автоматизации не отдельных рабочих мест и функций, а сквозных ком-

плексных информационных технологий, учитывающих экологические аспекты управления, полностью поддерживающих бизнес-процессы лесопромышленной отрасли, обработку информации для поддержки принятия решений, построение информационно-управляющих систем на базе оптимизационных моделей [85, 118].

Каждая система, прежде всего, состоит из двух относительно самостоя-

тельных, но взаимосвязанных систем: управляющей и управляемой. В управ-

ляемую систему (объекты управления) входят предприятия, холдинги, обеспе-

чивающие непосредственный производственный процесс. Объектом управле-

ния является природопользование. В него входит биогеоценоз определенного

94

участка лесного фонда. К управляющей системе (субъекту управления) отно-

сится аппарат управления предприятием (холдингом). Как «объект», так и

«субъект» управления отличаются условиями по отношению к внешней среде

[27].

В модели организационной системы учитываются:

–количество входящих в организационную систему участников;

–структуры системы (информационные, управляющие, транспортные и технологические связи;

–множество допустимых решений и ограничений участников системы,

учитывающие технические, транспортные и технологические условия функ-

ционирования предприятий;

– информация о результатах принимаемых решений при выбранном под-

ходе.

Данная система управления влияния на внешнюю среду региона пред-

ставляет иерархическую структуру взаимосвязанных объектов. В эколого-

экономической системе присутствуют три критерия (рис. 3.3):

Внешняя среда

Рис. 3.3. Модель эколого-экономической системы

95

Взаимодействие происходит между управляющим органом и предприяти-

ем и внешней средой, а предприятие взаимодействует только с внешней средой

[66].

Первичным является объект управления (природоохранная деятельность),

вторичным – субъект управления. Субъектом управления являются органы управления (руководители) различного уровня, определяющие планирование,

прогнозирование, организацию потоков лесоматериалов [110].

Связь между системами происходит в виде прямых и обратных потоков информации. Информация анализируется для выбора управляющих воздейст-

вий и поступает в управляемую систему для реализации данного решения. Осо-

бенности данной системы следующие:

- функционирование управляемых субъектов зависит от множества слу-

чайных (неконтролируемых) факторов;

- интересы органов управления предприятия могут входить в противоре-

чие друг с другом.

На лесовозном автомобильном транспорте существует два класса задач:

управление грузопотоками и управление технологическими операциями (согла-

сованная поставка лесоматериалов в пункты переработки (равномерное и эф-

фективное транспортное обслуживание)). Решение данной задачи может быть реализованно методом динамического программирования [9, 118].

Второй класс задач – управление внутри лесопромышленного предпри-

ятия, которое вкючает формирование грузопотоков, оперативный график дви-

жения в зависимости от производственных условий и времени года.

Для реализации названных задач в ЛК необходимо создать интегрирован-

ную систему мониторинга перевозочного процесса и диспетчерского управле-

ния.

В общем случае автоматизированная система управления (рис. 3.4) вклю-

чает информационную и управляющую подсистемы. Последняя состоит также из двух частей: решающей и проверяющей.

96

В решающей части находятся модели, позволяющие найти оптимальную в динамике схему грузопотоков. В качестве таких моделей необходимо исполь-

зовать «Динамическую транспортную задачу с задержками» (ДТЗЗ) и ее даль-

нейшее развитие – «Метод динамического согласования» (МДС).

Данная задача формулируется следующим образом: рассчитать наилуч-

шую схему грузопотоков, чтобы обеспечить рациональные транспортные связи между поставщиками и потребителями в динамике. В данной модели прини-

маются во внимание ритм работы поставщиков и потребителей, стоимость дос-

тавки по направлениям, сроки доставки, ограничения по пропускной способно-

сти дорог, ограничения по перерабатывающей способности пунктов выгрузки,

ограничения по вместимости складов, стоимость ущерба от недопоставки лесо-

материалов тому или иному получателю [85].

Рис. 3.4. Автоматизированная система управления на основе имитационной модели

97

Если в ДТЗЗ учитывается динамика производства и потребления, запасов и наличия грузов в пути, то МДС дополнительно позволяет осуществлять коррек-

тировку программ поставщиков с целью найти наилучшее распределение гру-

зопотоков между ними и потребителями, т. е. перенос производства на более ранний момент времени [94]. Эта модель дает возможность получить опти-

мальную в динамике структуру грузопотоков с учетом сокращения затрат на передвижение лесоматериалов и простои лесовозного транспорта, уменьше-ния ущерба от недопоставки лесоматериалов, особенностей структуры объекта,

варьирования во времени основных параметров объекта, изменяющихся ритмов работы пунктов погрузки и выгрузки.

Из сказанного видно, что благодаря МДС можно согласовать ритмы по-

ставщиков и потребителей таким образом, чтобы они соответствовали возмож-

ностям лесовозного транспорта. С его помощью решается задача гармоничной увязки в едином технологическом процессе отправителей, получателей и транспорта. При этом в общем случае с учетом экономической целесообразно-

сти динамической корректировке могут подвергаться программы работы и по-

ставщиков, и потребителей, и транспорта [107].

В случае успешной реализации выдается решение, а при неудаче условия задачи корректируются и процесс повторяется. Работая с частично формализо-

ванными знаниями, имитационная модель воспроизводит (имитирует) техноло-

гический процесс максимально близко к реальности, но в ускоренном режиме

[99].

Это дает возможность строить модели объектов лесовозного транспорта – пунктов, узлов, стыковых пунктов, различных видов транспорта. Модель может быть подробной (вплоть до схемы усов и веток) или укрупненной. После ими-

тации технологического процесса выдается исчерпывающий набор количест-

венных и качественных показателей (сколько лесовозов прибыло или убыло,

сколько лесоматериалов выгружено, занятость складов, пунктов перегрузки и т. п.). Показываются узкие места, т. е. устройства и операции, вызывающие

98

наибольшие задержки. При необходимости можно вывести суточный план-

график установленной формы.

Особенностью данной системы является не только возможность отображе-

ния технологических процессов, но и возможность имитировать процессы пе-

редачи информации с учетом искажений и потерь, а также иерархическое управление.

Имитационная модель транспортной системы служит для проверки и уточнения результатов, полученных при решении оптимизационной задачи. В

ней задаются те же ритмы и объемы погрузки на грузовых фронтах, что и в по-

следней. Ритмы прибытия лесовозного транспорта в пункты выгрузки и сорти-

ровки и их состав фактически являются плодом оптимизационных построений.

Однако принятие во внимание схемы транспортного освоения, технологии ра-

боты, имеющегося парка подвижного и прицепного состава позволяют полу-

чить более точные результаты, чем при оптимизационных расчетах.

Экономическую эффективность оптимального управления материально-

транспортными потоками или транспортной системой можно рассматривать применительно к двухуровневой системе автоматизированного управления транспортного района, обслуживающего промышленный куст. Схема транс-

портного развития моделируется при помощи логических, базисных (бункер-

ных) и промежуточных элементов. Базисными элементами являются приемоот-

правочные, главные и второстепенные пункты складирования и сортировки.

Промежуточными элементами выступают лесовозные усы, верхние склады.

Пункты погрузки-выгрузки лесоматериалов, склады отображаются при помощи единичных бункерных элементов. Так называемые обобщенные бун-

керные элементы в модели используются для описания различных укрупнен-

ных параметров, например числа прицепного состава определенного типа. Ка-

ждому бункерному элементу задается предельная емкость, которая опре-

деляется максимальной вместимостью соответствующих складов для принятой

99

технологии работы. Для сохранения идентичных условий она равна вместимо-

сти соответствующих узлов сети оптимизационной задачи.

Продолжительность занятости пунктов погрузки-выгрузки указана со слу-

чайным разбросом, при этом вид закона распределения и его параметры опре-

деляются на основе статистики. Трансформации состояния складов лесомате-

риалов имитируют процессы изменения числа подвижного и прицепного соста-

ва и т. д. Накопительные элементы-фиксаторы запоминают управляющие ре-

шения.

3.7.Выводы

1.Разработанная математическая модель лесотранспортных потоков в ди-

намической постановке отличается от известных следующим: основные поло-

жения модели применимы к решению как закрытой, так и открытой транспорт-

ной задачи по определению оптимального варианта распределения потоков ле-

соматериалов в зависимости от объемов ее производства.

2. В качестве главного критерия необходимо принимать величину суммар-

ных приведенных затрат на перевозку всего объема лесоматериалов от всех от-

правителей ко всем получателям, учитывая суммарную протяженность всех пе-

ревозок, суммарный пробег в порожняковом состоянии.

3. Условия и ограничения к целевой функции суммарных приведенных за-

трат включают условия сбалансированности объемов вывозки, суммарный объ-

ем груза, ограничения на вывозку лесоматериалов от отправителей, ограниче-

ния на неотрицательность перевозок.

4. Разработанная система математических моделей лесотранспортных по-

токов применительна для разных категорий лесных районов, в аналитических методах решения которой основными являются распределительные задачи, за-

дачи составления балансов производства и потребления лесоматериалов, а так-

100

же задачи оптимизации размещения и концентрации производства, как в век-

торной, так и в матричной постановке.

5. Разработанные модели оптимального размещения и концентрации транспортных потоков лесоматериалов могут быть применены к предприятиям с ограничением производственных мощностей по верхнему и нижнему пре-

делам, с учетом условий начальной несбалансированности предложения и спроса.

6. Методика преобразования многопараметрической модели с двусторон-

ними ограничениями позволяет произвести разделение поставщиков, установ-

ление реальных мощностей предприятий, определение величин удельных при-

веденных затрат. Путем комбинирования разработанных частных моделей (с

односторонним и двусторонним ограничениями оптимизируемых пара-метров),

представляющих собой отдельные блоки, можно реализовать достаточно боль-

шое количество возможных вариантов построения схем транспортных потоков лесоматериалов.