2.6. Использование технологических линий при обслуживании судов

Задача об использовании ТЛ при обслуживании судна, решение которой выдается в форме технологического плана-графика (ТПГОС), также сводится к линейной модели.

В содержательном смысле существо задачи разработки ТПГОС состоит в обеспечении гармоничного сочленения двух процессов: загрузки-разгрузки люков судна (1) и работы используемых для этой цели ТЛ (2) с учётом соблюдения организационно-технологических и экономических требований, оговариваемых при обосновании условий грузоперевалки и обслуживания судна. Такая цель может быть достигнута на основе увязки в единую систему основных характеристик судна, груза и ТЛ, которые одновременно являются параметрами ПОС.

К числу основных (системообразующих) параметров ПОС относятся:

m - количество люков, предъявляемых судном к обработке ();

Q = {Q_i} - плановая загрузка соответственно судна и люков;

r = {r_i} - предел концентрации ТЛ соответственно на судне и люках;

n - количество ТЛ, выделяемых для обработки судна ();

C_j - стоимость содержания ТЛ в режиме эксплуатации;

Р_i - производительность ТЛ на люках.

Конкретный вид связи между перечисленными параметрами удается определить и формализовать, введя понятие исходного способа организации ПОС, под которым подразумевается любой допустимый вариант расстановки ТЛ на судне (закрепления ТЛ за люками судна) без перемены их местами на причале с учетом предела концентрации линий на люках.

Определив множество такого рода способов организации загрузки-разгрузки судна, можно утверждать, что для построения оптимального плана обслуживания судна необходимо:

во-первых, установить подмножество (сочетание) наиболее рациональных вариантов расстановки ТЛ на судне;

во-вторых, определить время, в течение которого следует использовать каждый из найденных вариантов.

В такой постановке задача поддается решению при наличии упомянутой выше математической модели календарного планирования обработки судна.

Для построения такого рода модели необходимо дополнить совокупность перечисленных выше параметров следующими характеристиками:

- шифр (номер) расстановки ТЛ на судне ();

Х_ - промежутки времени, в течение которых расстановка ТЛ на судне не изменяется;

n_i- количество ТЛ, одновременно работающих на люке i по варианту  ;

К_i - коэффициент, учитывающий снижение производительности ТЛ при совместной работе двух и более линий на одном люке;

П_i- интенсивность обработки судна, определяемая по люкам и вариантам расстановки ТЛ;

- стоимость содержания ТЛ, используемых для обслуживания судна по варианту ;

- сталийное время обслуживания судна.

В качестве критерия оптимальности задачи составления ТПГОС, на первый взгляд, следует принять максимум прибыли по реализации ПОС. Однако, если учесть, что к моменту начала обслуживания судна все доходные ставки (тарифы, сборы, платы и т.п.) оказываются зафиксированными величина­ми, то единственным варьируемым показателем оказываются расходы порта на осуществление ПОС, которые изменяются в зависимости от сочетаний вариантов расстановки ТЛ на судне. В ито­ге получается, что экономическую суть задачи необходимо связывать с минимизацией расходов порта по грузоперевалке.

При оговоренных выше условиях рассматриваемой задаче соответствует линейная модель вида:

	(8)
	(9)
	(10)
	(11)

которая «читается» следующим образом: необходимо минимизировать расходы порта (8) при обязательном соблюдении плановой загрузки люков судна (9) и сталийного времени (10). Условием (11) обеспечивается неотрицательность переменных, что вытекает из их экономического смысла.

В результате реализации модели (8)-(11) находится оптимальный план {}, компонентам которого соответствуют отрезки времени , на протяжении каждого из которых расстановка ТЛ на судне остается неизменной.

Легко видеть, что указанными отрезками времени охватываются своего рода «полосы» плана ТПГОС с постоянным закреплением ТЛ за люками судна. «Склейка» таких «полос» в определенной последовательности позволяет получить календарный план обслуживания судна или ТПГОС в обобщенной форме, от которого возможен переход к рабочей форме ТПГОС в виде документа, пригодного к использованию в производственных условиях.

Уникальность модели (8)-(11), которая относится к классу задач линейного программирования и, следовательно, по определению является статической, заключается в том, что она позволяет решить задачу календарного планирования, обладающую свойствами динамических задач. Исходная версия этой модели была опубликована автором в 1968 г. и пока остаётся основой единственного в морской и речной эксплуатационной науке метода, дающего в решении непосредственно календарный план обслуживания судна.

Для разработки указанной методики целесообразно кратко охарактеризовать структуру про­цесса обработки отдельного судна в обобщенном виде, которая может быть представ­лена следующей обобщенной сетевой моделью (рис. 2).

На рисунке 2 приняты следующие обозначения:

G - подкомплексы операций выгрузки (G₁) и погрузки (G₂) судна;

V - подкомплексы вспомогательных операций, выполняемых в процессе дви­жения судна в пределах портовых вод (V₁ – до окончания швартовки, V₂ - во время перешвартовки, V₃ -начиная с от­швартовки);

В и D - подкомплексы соответственно вспомогательных операций и операций обслуживания судна, производимых до начала выгрузки (B₁,D₁), па­раллельно с вы­грузкой (B₂,D₂), после окончания выгрузки (B₃,D₃), до начала погрузки (B₄,D₄), од­новременно с погрузкой (B₅,D₅) и после окончания по­грузки (B₆,D₆).

Из модели видно, что цепочка подкомплексов операций V₁-G₁-V₂-G₂-V₃ явля­ется основой ПОС и связывает физически в единую систему "суда-грузы-ППР" во­влекаемые в ПОС элементы.

Каждый из элементов системы "суда-грузы-ППР" обладает определен­ными технико-экономическими характеристиками и параметрами, которые в совокупно­сти отражают состояние этой сис­темы в любой момент времени. При этом пара­метры системы в ходе реализа­ции ПОС остаются неизменными, а характеристики и соответствующие им показатели могут изменяться, чем обуславливается возможность и целесообразность анализа ПОС.

Перечислим характеристики элементов системы "судно-грузы-ППР", обусловливающие вариации значений показателей ПОС. К их числу относятся:

а) по судну - загрузка судна в целом и по грузовым отсекам, по наименова­ниям и количеству груза; предел концентрации на люках технологических линий (ТЛ); количество предъявляемых люков к обработке;

б) по грузам - договорные аккордные ставки, удельная себестоимость и трудоемкость пе­регрузки 1т груза, возможность постановки судна к различным по параметрам при­чалам (длина, глубина у стенки) и производства перегрузочных операций по неэкви­валентным показателям технологических схем;

в) по ППР - производительность ТЛ, которая может варьироваться в зависимости от используемых технологических схем и фактической выработки докеров.

Охарактеризованные параметры и характеристики системы "судно-грузы-ППР" в различных сочетаниях описывают взаимосвязи элементов этой системы и влияют на вариацию показателей ПОС, что как раз и служит основанием для постановки задачи оператив­ного анализа результатов обра­ботки судов.

Из философии рыночного подхода к производственной деятельности вытекает, что оптимальность планирования ПОС следует связывать с максимизацией прибыли порта. Проверим это предположение.

В общем случае прибыль порта определяется (в рамках ПОС) из соотноше­ния:

,

(1)

где k - шифр судна ;

R₁ и R₂ - подмножества судов, обработанных соответственно досрочно и с простоем;

a_k и S_k - соответственно аккордная ставка и удельная себестоимость пере­грузки грузов по судну k;

Q_k - загрузка судна k;

и - ставки соответственно диспача и демереджа по судну k;

и - соответственно сталийное и стояночное время судна k.

При анализе соотношения (1) необходимо принимать во внимание, что вели­чины a_k, Q_k, и являются константами, так как их значения фиксируются до со­ставления плана реализации ПОС: Q_k - в соответствии с грузовым планом судна, показатели a_k, и - по обычаям порта, или на ос­нове утвержденных документов Минтранса Украины. Точно так же кон­стантой яв­ляется и сталийное время судов , так как оно определяется либо по нормам (за­грузка судов и норма их погрузки/выгрузки константы), либо принимается по пря­мому договору. И лишь величины S_k и T_k поддаются вариации: их значения зависят от принимаемых портом решений при планировании ПОС.

Важно учитывать, что при обработке судов на специа­лизированных (или экви­валентных по техническому оснащению) причалах расходы порта на погрузочно-разгрузочных работах являются практически постоянной величиной в силу стабиль­ности организационно-тех­нологических условий на всех причалах одной и той же позиции специализации. Поэтому основным варьируемым показателем плана реали­зации ПОС является расчетное стояночное время судов T_k.

В итоге оптимальность плана ПОС можно оценивать по прибыли, опреде­ляе­мой из выражения:

.

(2)