Инновац основы лог-ки лаб

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНЖЕНЕРНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет логистики и транспорта

Кафедра логистики и организации перевозок

ИННОВАЦИОННЫЕ ОСНОВЫ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ЛОГИСТИКИ

Методические указания к лабораторным работам по дисциплине

«Инновационные основы современных технологий логистики» Для студентов всех форм обучения

Санкт-Петербург

2012

– 2 –

Лабораторная работа №1

Использование технологии тайм-слотирования на терми-

налах

Краткие сведения из теории

Понятие «тайм-слот» пришло в логистику из радиотехники: в системах связи, где применяется множественный доступ с разделением по времени

(TDMA) или временное уплотнение (мультиплексирование) (TDM), «тайм-

слот» – единица разделения канала.

К сведению: Множественный доступ с разделением по времени TDMA (Time Division Multiple Access) – способ использования радиочастот, когда в одном частотном интервале находятся несколько абонентов, которые исполь-

зуют разные временные слоты (интервалы) для передачи данных. Этот метод предусматривает распределение слотов в кадре между пользователями, т.е.

станциями с использованием первичной станции, которая называется глав-

ной или эталонной. Эталонная станция принимает запросы от других станций и в зависимости от приоритетности данных и занятости канала удовлетворяет эти запросы путем назначения им конкретных кадров и слотов.

Мультиплексирование с разделением по времени TDM (Time Division Multiplexing) предполагает кадровую передачу данных, при этом переход с каналов меньшей пропускной способности на каналы с большей освобождает резерв для передачи в пределах одного кадра большего объёма нескольких кадров меньшего. Как правило, в цифровой технике связи под тайм-слотом понимается канальный интервал. Ввиду наличия разных скоростей передачи,

протяженность одного тайм-слота в зависимости от канала связи во времени может сильно варьировать, неизменным остается лишь объем информации,

который в нем умещается.

Применительно к терминальной обработке грузов, тайм-слот может быть представлен как временной отрезок, который предоставляется для вы-

полнения какой-либо операции и бронируется заранее. Тайм-слот имеет ог-

– 3 –

раничения по времени, как для начала, так и для конца. Длительность ячейки определяется продолжительностью операции, которая должна быть выпол-

нена. В настоящее время эту технологию применяют при работе автотранс-

порта, в частности при вывозе контейнеров с территории морских термина-

лов. При этом наблюдается сокращение очередей автотранспорта в часы пик в пунктах пропуска и на терминалах.

Суть технологии заключается в следующем: время работы терминала разбивается на временные отрезки – тайм-слоты. В эти временные интервалы клиенты терминала размещают свои заявки на обслуживание. В бронируе-

мый тайм-слот транспортное средство клиента должно попасть на террито-

рию терминала, чтобы быть обслуженным. Каждый тайм-слот имеет свою вместимость (максимальное количество заявок, которое может быть обслу-

жено в течение данного тайм-слолта (для систем связи: объем информации передаваемый в тайм-слоте)). Если количество заявок закрепленных за дан-

ным тайм-слотом оказывается равным его максимальной вместимости, тайм-

слот закрывается для дальнейшего бронирования.

Зачастую получается таким образом, что в часы «пик» наблюдается яв-

ная перегрузка терминала, проявляющаяся в больших очередях на обслужи-

вание. Перераспределение загрузки слотов можно осуществить с помощью регулирования тарифов. При этом должно осуществляться максимальное удовлетворение спроса и клиентских предпочтений относительно времени обслуживания заявок.

На первом этапе решения данной задачи осуществляется сбор и обра-

ботка исходных данных, основными из которых являются:

максимальная мощность поста погрузки-разгрузки на терминале;

спрос на обслуживание;

тарифный план терминального обслуживания.

Второй этап предусматривает постановку задачи, которую условно

можно разделить на две части:

– 4 –

Со – базовый тариф (до использования технологии тайм-слотирования) на обслуживание одной заявки;

Ci – новый тариф на обслуживание заявки в i-м тайм-слоте.

Основными элементами технологии тайм-слотирования на терминале являются:

соглашения между терминалом и транспортными предприятиями на централизованный завоз/вывоз грузов автомобильным транспортом;

подача автотранспорта в соответствии с графиком работы терминала.

Транспортные средства клиентов должны прибыть на погрузку-разгрузку строго в забронированном тайм-слоте. В случае опоздания необходимо бро-

нировать новый тайм-слот.

внедрение технологии удаленного оформления «визита» автотранс-

порта на терминал через Internet. Клиент может забронировать место в инте-

ресующем его тайм-слоте через соответствующую информационную систему с технологией удаленного доступа.

Цель выполнения лабораторной работы

Исходя из существующих ограничений на пропускную способность

(вместимость тайм-слота) и спроса на обслуживание сформировать план за-

грузки тайм-слотов и выравнивающий тарифный план, которые позволят из-

бежать очередей на терминале и дадут возможность обслужить все посту-

пившие заявки в указанном периоде с сохранением возможной прибыли.

План выполнения лабораторной работы

1. Сформируйте в табличном процессоре MS Excel таблицу в соответ-

ствии с рисунком 1.1.

2. Заполните колонки «Время», «Спрос на обслуживание» и «Пропуск-

ная способность». Очевидно, что максимальная пропускная способность должна зависеть от количества работающих на терминале в данный момент людей.

– 6 –

Рисунок 1.1 – Форма таблицы для решения задачи

– 7 –

Другими словами, изменения пропускной способности могут происхо-

дить только по окончании работы одной смены и начале работы другой, а

также в обеденные перерывы. Спрос на обслуживание также должен зависеть от времени суток и условий работы терминала.

Внимание: Поскольку решается задача о перераспределении загрузки тайм-слотов для устранения очередей, в некоторых тайм-слотах должно наблюдаться превышение фактического спроса над максимальной пропуск-

ной способностью терминала. D…≤C...

Однако не следует забывать о том, что суммарный спрос на обслу-

живание не должен превышать суммарную пропускную способность тер-

минала, т.е. D27≥C27.

3. Заполните столбец «Превышение пропускной способности». Чис-

ленно он должен быть равен разнице между соответствующими элементами столбцов «Пропускная способность» и «Спрос на обслуживание». Если спрос на обслуживание не превышает максимальную пропускную способность для данного тайм-слота, значение в соответствующей ячейке должно быть равно нулю.

Внимание: Для решения данной задачи необходимо использовать функцию ЕСЛИ(). Формула для первого тайм-слота должна выглядеть так: =ЕСЛИ(C3<=D3;…;…).

4. В столбце «Возможная очередь на терминале» должны быть записа-

ны количества заявок ожидающих обслуживания в соответствующем тайм-

слоте.

Внимание: Следует обратить внимание на то, что очередь складыва-

ется из длины очереди в предыдущем тайм-слоте и превышения пропускной способности в текущем. Однако необходимо учесть тот факт, что в тех тайм-слотах, где пропускная способность меньше существующего спроса,

очередь будет уменьшаться. В последнем случае особо необходимо отме-

тить, что в ходе вычисления «Возможной очереди на терминале» следует обращать внимание на соотношение между пропускной способностью и

– 8 –

суммой спроса на обслуживание и уже существующей очередью. Формула для пятнадцатого тайм-слота будет иметь вид: =F16+E17-

ЕСЛИ(И(F16<>0;E17=0);ЕСЛИ(D17>=F16+C17;F16;D17-C17);…). В пер-

вом рассматриваемом тайм-слоте очередь будет численно ровна превыше-

нию пропускной способности на терминале.

5. В столбец «Обслуженные заявки» занесите количество заявок об-

служенное в каждом тайм-слоте. Формула только для первого тайм-слота будет иметь вид: =ЕСЛИ(F3=0;C3;…). Формула для шестого тайм-слота бу-

дет иметь вид: =ЕСЛИ(D8>=C8+F7;C8+F7;…).

6. В столбец «Простаивающие мощности» занесите количество пус-

тующих мест в тайм-слотах в данный момент времени.

7.Заполните столбец «Тариф на обслуживание». Тариф может быть постоянен на протяжении всей работы склада, или же менять свое значение в зависимости от времени суток.

8.В столбец «Возможная прибыль» внесите значения той прибыли, ко-

торая могла бы быть получена в том случае, если все заявки могли бы быть обслужены в запрашиваемом тайм-слоте по указанным тарифам. Вычислите суммарную фактическую прибыль за рассматриваемый период (J27).

9. В столбец «Фактическая прибыль» внесите значения прибыли, полу-

чаемой в результате фактического обслуживания заявок. Аналогичным обра-

зом вычислите фактическую суммарную прибыль за отчетный период (K27). 10. Значения «Упущенной прибыли» должны быть равны той прибыли,

которая оказалась недополученной из-за имеющихся ограничений на пропу-

скную способность и наличия очередей на терминале. Формула для пятого тайм-слота будет иметь вид: = J7-K7. Вычислите суммарную упущенную прибыль (L27).

11. Постройте график, в соответствии с рисунком 1.2, на котором отра-

зите фактический спрос на загрузку тайм-слотов, максимальную пропускную способность терминала в каждом тайм-слоте и длину возникающих очередей в зависимости от тайм-слота.

– 9 –

12. Заполните столбец «План загрузки т-слотов». Первоначально он должен быть численно равен спросу на обслуживание. В столбец «Отклоне-

ние от спроса» внесите квадрат разницы между фактическим спросом и пла-

ном загрузки (см. систему (1.2)). Формула для седьмого тайм-слота будет иметь вид: =(M9-C9)^2.

13. В «Поиске решения» (вкладка «Данные») внесите целевую ячейку

N27. Она должна стремиться к минимальному значению. Изменяемыми ячейками будет диапазон: М3:М26. Кроме ограничений в соответствии с сис-

темой (2) добавьте ограничение на целочисленность результата (не может в тайм-слоте обслужиться только 0,3 или 0,5 заявки).

14. Столбец «Простаивающие мощности» заполните аналогичным об-

разом, как это было сделано для случая, когда технология тайм-слотирования не внедрялась.

Рисунок 1.2 – Результаты работы терминала до внедрения технологии тайм-

слотирования.

15.Постройте график в соответствии с рисунком 1.3.

16.Заполните столбец «Минимально возможный тариф».

–10 –