Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Методические основы совершенств. транспортных связей в предприя

.pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
3.26 Mб
Скачать

51

На решение задачи (2.8) накладываются следующие ограничения по:

-объему партии поставки лесоматериалов qkli(min qkli≤D1-X1);

-направлениям транспортных потоков (транспортная доступность) atrk;

-уровню запасов на отдельных фазах производства xi→0;

-пропускной способности дорог (стоимость 1 км транспортировки) Сtrm ;

-грузоподъемности транспортного средства Gm→max;

-производственной потребности в материальных ресурсах Di (0≤xi≤ Di);

-значениям оптимизируемых величин и мощности предприятия для оп-

тимального поставщика при минимизации приведенных затрат на транспорти-

ровку.

Приведѐнные затраты включают группы затрат на транспортировку и хра-

нение лесоматериалов, где объем транспортировки (qkli) оказывает на процесс оптимизации решающее влияние. Параметр объема партии поставки является определяющим в образовании взаимосвязей и влияет на все величины при оп-

тимизации лесотранспортных грузопотоков из участков лесного фонда.

Предположим, что поставки лесоматериалов полностью удовлетворяют потребность производства Di в ЛP , при котором были бы определены его оп-

тимальные значения qkli и соответствующие периоды доставки на определенном уровне движения продукции (подсистема поставок xi) в зависимости от разме-

щения лесозаготовительных производств (складов).

Для оптимизационных расчетов разработана схема лесотранспортного процесса по доставке и хранению лесоматериалов, представленная на рис. 2.2.

Затраты на вложенные в запасы денежные средства и прочие расходы на хранение и грузопереработку, зависящие от объѐма запасов, – К

Затраты на хранение

ЛP .

Ch=Cедqi * xi*K/100

Стоимость ед. ЛP ,

хранимой на складе.

Cедqi =(Цkl *qkli trm *dtrk)/ qkli

Расходы на поставку партии ЛP и транспортные издержки – Lп, зависящие от количества партии

 

52

 

 

 

 

 

Производственная потребность в ЛP по периодам i=1-t(дням), сформирован-

 

ная MRP – методом планирования: Di

 

 

Уровень запасов ЛP на ПП.

 

 

Тип автотранспортного средства.

xi= q

kl

 

 

 

 

Тrm, Сtrm

i+ Di

 

 

 

 

 

Цена за единицу ЛP

. Ц

Объѐм партии. qkli

 

 

 

kl

 

 

 

 

 

 

 

 

Поставщик ЛP

П

dtr

 

 

 

 

 

.

k ,

k

 

 

 

Транспортные расходы на доставку ед. ЛP

на ПП. Сtr

/ qkl

* dtr

 

 

 

 

 

m

i

k

 

Затраты на выполнение поставки.

 

 

 

 

Сz = Сtrm *dtrk + Lп

 

 

 

 

Рис. 2.2. Структурная схема взаимосвязей между отдельными параметрами модели распределения объемов потребления и хранения лесоматериалов

Так как объемы лесопотребления находятся в широком диапазоне как по размерно-качественным, так и по затратным показателям вывозки или отправки лесоматериалов со складов хранения, то, как уже было сказано выше, нахожде-

ние решения многофакторной модели происходит с помощью динамического программирования [83]. В случае увеличения сложности задачи и описываю-

щей ее решение модели применение только оптимизационных методов затруд-

нено. Для этого необходимо использовать имитационное моделирование.

Поскольку выбор типа автотранспортного средства и оптимального по-

ставщика лесоматериалов определяются объемом перевозимой партии, то это и будет являться одним из главных критериев при разработке математической модели и алгоритмов на основе динамического программирования.

Сформируем концептуальную модель системы поставок лесоматериалов и определим значения, необходимые в расчете модели показателей (рис. 2.3).

53

Для каждого объема поставки qkli требуется просчитать оптимальную группу следующих показателей: оптимальный поставщик с точки зрения дос-

тижения минимума приведѐнных затрат при транспортировке лесо-материалов

ЛP ; совокупная стоимость поставки и транспортировки ЛP ; цена 1 м3 ЛP ,

хранимой на складе поставщика; затраты на выполнение поставки P . Для этого необходимо на основании расчетных матриц построить модели и структурные схемы процесса поставки лесоматериалов [83].

Определение «Оптимального поставщика и типа автотранспортного средства»

ТrmПk

ТrmПk

ТrmПk

 

ТrmПk

 

ТrmПk

q1

 

q2

qi

 

qi+

 

qt

X1=0

X2

Xi

Xi+1

Xt

 

Xt+1=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D1

 

 

 

Di

 

 

 

Di+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение оптимальных значений q и х, методом динамического программирования

Рис. 2.3. Концептуальная модель системы поставок лесоматериалов

Состояние процесса обоснования поставок лесоматериалов может быть определено по параметру Xi (уровень запасов ЛP ). Вычислительная процедура делится на несколько этапов, соответствующих значению i. При каждом значе-

нии i необходимо определить объем лесоматериалов на верхних складах (скла-

дах промежуточного хранения) Xi +i, где в предыдущем отрезке времени объем лесоматериалов полностью был реализован и отправлен, т. е. при максималь-

ном спросе на лесоматериалы в i-м периоде объем xi+1 полностью может быть поставлен на деревоперерабатывающие предприятия.

Период i=1 (табл. 2.2). Обозначим производственную потребность как

DD=∑Di. Производственная потребность (периода 1) = D1, 0≤ x2≤DD-D1, – объ-

ем лесоматериалов в i=1, тогда минимальная партия поставки min{q1}=D1-x1 .

54

В любой момент времени i производственная потребность (объем) qi со-

ставит xi+1 = хi + qi – Di при условии, что минимально возможным значением планируемого объема поставки может быть qi = Di – min{xi}, где min{xi} – ми-

нимальный объем вывозки ЛP для периода i.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.2

 

 

 

Расчѐтная матрица для периода i=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

q1

D1-x1

 

D1-x1+1

D1-x1+2

DD-1

DD

Субоптимальные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

решения

 

Сz

СD1-x1z

 

СD1-1+1z

СD1-1+2z

СDВ-1z

CDD z

fi(x2,q1)

q*1

x2

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fi(xi+1,qi)

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DD-D1-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DD-D1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На каждом этапе с периодом i объем лесоматериалов qi будет описываться

ЛРi хi+1 = qkli - Di + хi по критерию минимума приведѐнных затрат при после-

довательном переборе объемных показателей в периодах i-1, i-2,..., до i=1.

Таким образом, критерий оптимизации по минимуму приведенных затрат для i=1 принимает вид:

F1(x2, q1)= min [Cz+Ch] = min [trm dtrk + Lп) + Cед1 (qkli – D1)

 

K

]

(2.9)

100

x2,q1

x2,q1

 

 

 

 

 

 

 

 

qi

xi 1

, 1<i<t.

 

 

 

 

При ограничениях

xi 1

 

 

 

 

qi

 

 

 

 

 

Величина F1(x2, q1) есть минимум из всех [Cz+Ch] при разных q1.

Однако стоимость объема ЛP на складе включает в себя виды лесомате-

риалов и то, в какой партии поставки хранится в конкретный момент i на складе поставщика лесоматериалов. То есть необходимо оценить остатки переходящих запасов ЛP , при ограничениях:

55

если qi xi+1, то объемы лесоматериалов на верхних складах вывезены полностью, а затраты на вывозку составят Ch = Cедqi xi+l К/100 .

если qi< xi+l, то запас древесины ЛP остается использованным не пол-

ностью (объем Di заявок на поставку не выполнен).

 

С учетом вышесказанного, целевая функция примет вид:

 

С2h = Cедqi-1 (xi+l -qi)K/100→ min

(2.10)

При ограничениях:

 

(xi+1-q) ≤ qi-1; (xi+1-q) > qi-1; (хi+1 - qi - qi-1) ≤qi-2;

(2.11)

(xi+1 - qi - qi-1) >qi-2;(хi+1-qi -... - qi-1 ) ≤ qi-n-1;

 

-условие, что процесс переработки будет завершен, когда i+1-qi -...- qi-1 )

qi-n-1 или когда значение i-n-l=l.

Основное рекуррентное уравнение при шаге i-1…i=10 выражает опти-

мальные схемы доставки лесоматериалов в виде

 

F(x,q) = [fl(x2,ql) + ... + f t(xt+l,qt)] →min.

(2.12)

Таким образом, разработанный алгоритм системы поставки лесоматериа-

лов, сформулированный выше, будет иметь следующий вид (рис. 2.4). С помо-

щью него можно определить оптимальных поставщиков и типы автотранспорт-

ных средств, используемые для доставки лесоматериалов [83]. Реализация ал-

горитма в виде программного обеспечения представлена в прил. Г.

 

 

 

56

 

 

 

Производственная потреб-

Определение значений по входным показателям модели

 

ность (Di)

 

ЛК (Пkkl,dtrk,Тrm,xi и xt+1 (начальные и конечные значе-

 

 

 

 

ния) L,Сtrm,Cедqi,К)

 

Динамическая

 

 

 

 

 

 

модель опти-

1

Построение контура «Оптимальный поставщик и тип автотранспортного

мизации сово-

 

 

средства» (Тrmk, для каждого qkli)

 

 

купных издер-

 

 

 

 

 

 

жек

 

 

 

 

 

 

2

 

Приведение условий оптимизации:

 

 

f1(x2, q1) = min

[Cz+Ch] = min [(Сtrm dtrk + L) + Cед1 (qkli – D1)

K ]

 

x2,q1

 

x2,q1

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

f1(xi+1, q1) = min

[Cz+Ch] = min

[(Сtrm dtrk + L) +

K ]

 

 

xi 1,qi

xi 1,qi

 

100

 

 

 

 

qkli xi+1, xi+1 Cед1qi

 

 

 

 

 

qkli xi+1, qkli Cед1qi

 

 

 

Расчѐтный цикл

нет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

условной оптимизации

i=t?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

да

 

 

 

 

F(x, q) = min [ f1(x2, q1) +… + f1(xi+1, q1)]

 

 

 

 

x ,q

 

 

 

 

 

Проведение безусловной оптимизации.

 

 

3

Определение всех значений x* и q* и минимальных совокупных затрат

4

Определение Тrmk по Контуру «Оптимальный поставщик и тип автотранспортного

 

 

средства» в соответствии со значениями q*

 

 

5

 

 

Визуализация решения

 

 

Рис. 2.4. Структурная схема алгоритма процесса поставки лесоматериалов и выбора типа автотранспортных средств

57

2.4. Разработка модели распределения транспортных потоков,

учитывающая технико-эксплуатационные характеристики подвижного

состава

Модель распределения лесотранспортных потоков по транспортной сети с учетом факторов, оказывающих влияние на показатели качества перевозочного процесса, позволяет учитывать такие факторы, как модельный ряд подвижного состава, численность эксплуатируемых транспортных средств и числа их рабо-

ты на линии. Структурная схема, отражающая параметры моделирования,

представлена на рис. 2.5.

Эксплуатационные

 

 

характеристики

 

Моделиро-

подвижного состава

 

 

вание пере-

(NПИ, NДВС, qH Li, ti)

 

 

возочного

 

 

 

 

процесса

 

 

 

Параметры грузо-

 

ΣЗпр→min

потоков (Тсм, Nоб,

 

 

Lоб, Gp)

 

 

 

 

 

 

 

Концентрация транспортно – грузовых потоков

Модельный ряд транспортных средств

Количество транспортных средств

Распределение транс- портно-грузовых потоков лесоматериалов

Показатели качества перевозок

Безопасность

перевозок

Регулярность поставок лесоматериалов

Рис. 2.5. Структурная схема постановки многопараметрической задачи концентрации и распределения грузопотоков по минимуму приведенных затрат

В рамках исследования рассматривается задача повышения эффективности перевозочного процесса. С ростом объемов лесозаготовок с последующей вы-

возкой сортиментами непосредственно на лесоперерабатывающие предприятия для выполнения регулярности доставки лесоматериалов возникла необходи-

мость выполнения еще нескольких условий. К ним относятся объем партии по-

ставки и соотношение породно-качественного состава сортиментов в данной партии поставки лесоматериалов.

58

Для реализации поставленной цели необходимо:

наличие требуемых объемов лесоматериалов на лесосеке;

соответствие данных объемов грузоподъемности автотранспортных

средств.

Таким образом, учет модельного ряда автомобилей, их грузоподъемности,

мощности двигателя, отчислений различного характера являются неотъемлемой частью моделирования транспортного процесса. Отступление от указанных ус-

ловий в одну или другую сторону ведет к следующему:

в случае несоответствия объема партии поставки грузоподъемности транспортного средства (объем превышает грузоподъемность) возникает усло-

вие недопоставки партии лесоматериалов;

в другом случае (объем партии меньше грузоподъемности сортименто-

воза) возникает проблема неэффективного использования сортиментовозов.

В качестве критерия при оценке используют показатель рентабельности перевозочного процесса, определяемый отношением суммарного дохода, полу-

чаемого от перевозки лесоматериалов, к суммарным затратам, и критерий ми-

нимума приведенных затрат [40].

В общем виде критерий регулярности поставок лесоматериалов по мини-

муму приведенных затрат будет иметь вид

З ПР (ЗПГ . ЗТР ЗЭКС ) min ,

(2.13)

где ЗПГ – затраты на погрузку партии лесоматериалов на транспортное средство;

ЗТР – затраты на транспортную работу;

ЗЭКС – эксплуатационные расходы.

На основе разработанного критерия расчѐта составляющих суммарных за-

трат предложена целевая функция по минимуму приведенных суммарных за-

трат для лесотранспортных потоков при условии регулярности поставок лесо-

материалов:

ЗТРСЧ
СЧАСТР .Р
СЧАСТО .Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

59

 

 

 

 

З ПР (

 

 

СБ

 

 

 

 

 

 

 

 

Зобщ.х.г.

N ДВС СТН ЗОСАГО 2 СТ .ОСМ Н ИМ Д ГОД ТСМ СЧАСВОД К ДОПВОД КР КСОЦ )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N ПИ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АД Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(qН Ц1Т ((ti CЧАСTO

К ДОП К Р КСОЦ Змi ) /(Li ))

 

 

В

Д ГОД

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

ТР

К

 

 

 

 

К

 

К

 

t

 

З ЗЧ

Ц Ш n

) N

 

L → min,

(2.14)

 

ДОП

Р

СОЦ

ТР

 

ОБ

 

НЧ

 

 

 

 

 

 

ТР

LШ

ОБ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

 

 

 

NПИ

 

нормативный

срок полезного использования

транспортного

средства, лет; СБ – балансовая стоимость транспортного средства, р.; Зобщ.х

удельные годовые общецеховые хозяйственные расходы на единицу подвижно-

го состава, р.; NДВС – мощность двигателя транспортного средства, л. с.; СТН

ставка транспортного налога, р.; ЗОСАГО – годовые затраты на обязательное страхование гражданской ответственности водителей, р.; СТ.ОСМ – затраты на технический осмотр, р.; НИМ – налог на имущество, р.; ДГОД – количество дней в году, дни; Др количество рабочих дней в году, дни; ТСМ – средняя суточная продолжительность работы автопоезда, ч; СЧАСВОД – средняя часовая тарифная ставка водителей, р.; А– количество автопоездов, шт.; К ДОПВОД – коэффициент,

учитывающий все виды доплат и премий, предусмотренных для водителей;

КР – районный коэффициент; КСОЦ – коэффициент, учитывающий отчисления на социальные нужды; qн – нормативный удельный расход топлива, л/км; Ц

средняя цена одного литра топлива, р.; Li – периодичность проведения i-го вида технического обслуживания (ТО), км; ti –трудоѐмкость i-го профилактического воздействия, чел-ч; Змi – стоимость материалов, используемых при проведении

i-го профилактического воздействия, р.; – средневзвешенная часовая та-

рифная ставка рабочих, задействованных на выполнении работ ТО, р.; tТР

удельная трудоѐмкость текущего ремонта (ТР), чел-ч/1000 км; – средне-

взвешенная часовая тарифная ставка рабочих, задействованных на выполнении работ ТР, р.; – удельный расход запасных частей, р./1000км; ЦШ – стои-

мость одной шины, р.; n – количество шин, шт.; LШ – норма эксплуатационного

60

ресурса шины, км; LОБ – расстояние оборота автопоезда, км; NОБ – количество оборотов за расчѐтный период.

Применительно к конкретной модели большинство составляющих форму-

лы (2.14) принимает конкретные числовые значения:

 

ΣЗПР= а·LОБ·NОБ+b→ min,

(2.15)

где a и b – постоянные коэффициенты, определяемые технико-

эксплуатационными параметрами автопоезда при их эксплуатации.

 

Доход, получаемый при оптимальной схеме доставки лесоматериалов, оп-

ределяется объемом партии поставки лесоматериалов:

 

ДΣ = 2 · ТП · GP · NОБ · γ →max,

(2.16)

где ТП – затраты на перевозку 1 м3 продукции, р.; GР – рейсовая нагрузка,

м3; γ – средний коэффициент использования грузоподъемности.

Очевидно, что для определения эффективности перевозочного процесса требуется определить объемы лесотранспортных потоков для рассматриваемо-

го временного интервала на заданном направлении. Это может быть определе-

но при помощи закономерностей, характеризующих пропускную способность дорог [128]. Для определения данных закономерностей в работе выдвигаются

следующие гипотезы:

- среднегодовое количество ездок, приходящееся на одно направление,

одинаково для всех транспортных средств;

- законы распределения грузопотоков в течение года не зависят от количе-

ства направлений, входящих в массив, а определяются лишь временным перио-

дом сезона и погодными условиями.

Исходя из вышеизложенного, критерий для расчѐта величины грузопото-

ков в определѐнный временной период года будет следующим:

Gij (NУчj ; KУчГОД ;GНедi ;GДНi ;GЧасi ) max,

(2.17)

где N Учj – количество пунктов доставки лесоматериалов, обслуживаемых j-м автопоездом, ед.; KУчГОД – годовое количество ездок, ездок/год; G Недi – доля годового грузопотока, приходящаяся на рассматриваемую неделю сезона вы-

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]