автореферат диссертации по транспорту, 05.22.10, диссертация на тему:Формирование партионности грузов и парка автотранспортных средств в транспортно-технологических комплексах

РГ6 од

I 'I МАЙ 1805

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВТОМОБИЛЬНО - ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ ( ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ )

На правах рукописи

АЛЕКСАНДРОВ Сергей Борисович

' ФОРМИРОВАНИЕ ПАРТИОННОСТИ ГРУЗОВ И ПАРКА АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ В ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСАХ ( НА ПРИМЕРЕ ЗАГОТОВКИ ВТОРИЧНЫХ ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ ) ( 05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта )

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА 1995

Работа выполнена на кафедре организации перевозок и управления на автомобильном транспорте Московского государственного автомобильно-дорохного института ( технического университета ).

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор Миротин П.Б. Официальные оппоненты - доктор технических наук, ведущий

Ведущая организация - акционерное общество закрытого типа "Мосавтопрогресс"

на заседании диссертационного созета К 053.30.09 в. Московском государственном аэтомобипьно-дорожном институте ( техническом университете ) адресу:-125829-.»ССЛ.,. Москва А-319,. ,-Ленинградский проспект, 64, МАДИ ( ТУ ), ауд. 42.

С диссеотацией можно ознакомиться в библиотеке МАДИ.

научный сотрудник Позамантир Э.И. - кандидат технических наук, Пахнев Б.В.

Защита состоится

Автореферат разослан

Телефон для справок 155-03-28. *

Ученый секретарь диссертационного совета К 053.30.09 ВАК РФ при МАДИ (ТУ)

кандидат технических наук, доцент

Власов Б.М.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. В современных условиях автотранспортного обслуживания комплекса предприятий (ломосдатчиков, предприятия "Втормет"), поставляющих металлургическим предприятиям предварительно подготовленный к переплаву металлический ром, актуальное значение приобретает проблема предоставления необходимых грузоотправителям услуг, обеспечивающих высокую конкурентную способность последних, а также конкурентную способность непосредственно автотранспортных предприятий, предоставляющих эти услуги;

Целью исследования является обеспечение рационального соотношения провозных возможностей парка автотранспортных средств в условиях интенсивной технологии заготовки металлолома.

Научная новизна работы состоит в следующем:

■разработана- методика -оценки -структуры ' потока- отправок груза;

установлена периодичность транспортного обслуживания клиентов;

разработана методика планирования провозных возможностей парка автотранспортных средств на основе:

параметров потока отправок грузоотправителей; использования концепции максимизации доходов в

транспортном обслуживании клиентов.

Практическая ценность работы состоит в разработке методики планирования рациональной провозной возможности парка" автотранспортных средств.

Создана алгоритмы и программное обеспечение для оценки: структуры потока отправок груза; автоматической классификации грузоотправителей; определения функций принадлежности элементов нечеткого множества.

Практическая реализация заключается во внедрении результатов исследования в процесс автотранспортного обеспечения заготовки металлолома Московского предприятия "Втормет".

Материалы диссертации используются в дипломном проектировании специальности 240100 "Организация перевозок и управление на автомобильном транспорте" и включены в курс лабораторных работ "Организация коммерческой работы" специальности 071100 "Экономика и управление на транспорте".

Апробация работы. Основные, теоретические положения работы и практические рекомендации обсуждались на:

XXVII научно-технической конференции Усть-Каменогорского строительно-дорожного института, 30 марта - 4 апреля 1987 г.;

46-й, 47-й научно-методических и научно-исследовательских конференциях МАДИ, 27 января - 3 февраля соответственно 1988, 1989 гг.;

52-й научно-методической и научно-исследовательской конференции МАДИ, 24 - 29 января 1994 г;

Публикации по теме. Результаты исследований отражены в двух публикациях.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и приложений. Работа содержит 108 с. машинописного текста, 69 рис., 32 таблицы и 7 приложений на 63 с. Библиография охватывает 116 источников на 11 с.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Степень интенсивности вовлечения пома черных металлов в металлооборот отражается на экономии труда, уровне загрязнения окружающей среды, транспортных расходах, затратах топлива и энергии. Процесс вовлечения лома металлов в металлооЬорот называют заготовкой, технологически состоящей из сбора, подготовки к транспортировке, погрузки, разгрузки, транспортировки и предварительной переработки металлолома.

Заготозка и предварительная переработка металлолома составляют комплекс организационно и функционально взаимосвязанных элементов, основанный на поэтапном приобретении последним свойств товара, ориентированного на конечного потребителя. Первоначально грузоотправителями лом черных метаппов преобразуется в товар первого типа и продается отдельными партиями грузополучателю (предприятие "Втормет"), который приобретенному сырью придает потребйтепьские свойства нового товара, имеющего спрос в металлургическом производстве. Уровень спроса на провозные возможности транспорта косвенно определяется потребностью металлургических предприятий в металлоломе. Динамика объема заготовки металлолома формирует партионность образования пома черных металлов.

Всесторонне исследуются составляющие процесса формирования партий лома черных металлов, предъявляемых к транспортировке, их состав и взаимосвязи, определяйте уровень спроса на провозные возможности парка автотранспортных средств. Анализ закономерностей формирования партий груза", проводится в сопоставлении характеристик образования металлолома по видам 5А, IZA, 16А (согласно ГОСТу}, одновременное

наличие которых определяется местом предприятия в системе материального производства.

Уровень потребности помосдатчиков в услугах автотранспортных средств определяется как объемом перевозок металлолома, так и существующей партионностыо отправок.

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТРУКТУРЫ СУТОЧНОГО

ч

ПРЕДЪЯВЛЕНИЯ ГРУЗА К ТРАНСПОРТИРОВКЕ

Образование груза характеризуется величиной, производной от массы накопления и периода времени между смежными моментами перехода металлоизделий в лом - интенсивностью, представленной рядом дискретных значений, определенным на множестве грузоотправителей.

В совокупности массы отправок груза присутствует ряд таких диапазонов значений массы отправок, на которые приходится большая их часть, что соотносительно с группировкой множества отправок вокруг локальных центров притяжения.

Локальные центры группировки отправок являются . отправным моментом в формировании типоразмерного ряда отправок, а также в построении взаимосвязанного с ним ряда предпочтительных марок автотранспортных средств. Совокупность предпочтительных транспортных средств определяется на базе параметрического ряда грузовместимости автотранспортных средств с учетом плотности отправок груза.

Очевидно, структура отправок металлолома как внутреннее свойство в истоке образования потоков груза, обусловленное характером накопления, складирования и автотранспортного обслуживания, динамична по своей природе.

Как установлено, металлолом помосдатчиков представляет собой груз, вид, масса и стоимость которого устанавливаются

грузополучателем. По этой причине в процессе сбора металлолома ломосдатчику до прибытия автотранспортного средства необходима услуга по разделке, сортировке, взвешиванию и оценке стоимости груза. Отсутствие услуг способствует увеличению продолжительности накопления, сопряженной с замедленным потреблением ресурсов металлолома и частичной утратой потребительских свойств.

Во временной последовательности приемки грузополучателем вторичных черных металлов содержится информация о массе партий груза, периодичности и очередности их отправления грузоотправителями. В общем, разнообразие данных позволяет сформировать необходимое количестве признаков, достаточно полно отражающих закономерности предъявления груза и расши- » ряющих представление о состоянии и динамике сменно-суточной ^руктуры отправок металлолома и формирования партионности его образования.

В первом приближении, по годовому объему перевозок ... обычно, выделяется .несколько категорий отправителей груза, от особо малых до особо крупных. Суть исследования заключается в поиске количественных показателей идентификации отправителей груза. Очевидно, указанные показатели должны удовлетворять всем требованиям по достоверности и информативности, физический смысл которых определяется мерой вклада в формирование. структуры отправок.

Вся полнота информации о грузе содержится в обием потоке груза отдельных отправителей. На основе этой информации определяется некоторое свойство - структура массы отправок груза.

Предлагаемые признаки отражают степень проявления особенностей частного в общем. Один из них дает, количественную

оценку развитости структуры потока груза отдельного грузоотправителя через соотношение отправок типоразмерного ряда. Другой отражает степень значимости отдельных отправок грузоотправителя среди аналогичных отправок совокупности грузоотправителей.

Очевидна, каждому рабочему дню соответствует вектор распределения заявок на транспортировку груза по шкапе типоразмеров отправок, а продолжительному периоду - таблица, элементы которой соответствуют значениям признаков.

В той или иной степени динамика потока груза прослеживается по любому из выбранных признаков. Например, по частости набтщений отдельных составляющих типоразмерного ряда грузоотправителей определяется развитость структуры потока груза. С помощью количественных признаков, характеризующих процесс предъявления груза к транспортировке, достаточно точно представляется динамика развития объектов. С испопьзо-

ч

ванием типоразмерных рядов измеримых величин сопоставляются объекты в пространстве их градаций.

Многомерными методами анализа данных устанавливаются общие свойства развития объектов в пространстве признаков

одной природы и формируются группы объектов - образы, отра-

(

жающие разнообразие свойств всей совокупности объектов с составом металлолома указанных видов и характеристики каждого из уровней структуры .отправок груза.

Графическое представление общего упорядоченного ряда дискретных значений массы отправок напоминает плавное изменение некоторой функции, отражающей прирост значений от элемента к элементу или проявляющей в такой форме информацию о массе и доле отправок отдельных отправителей груза.

Таким образом, структура потока отправок, выявляемая в результате разделения на группы элементов выборки, представляется новой сущностью, общей для системы предъявления груза. Распознавание уровней структуры строится на обобщениях методов автоматической классификации и принятия решений, основанных на приложениях теории нечетких множеств.

Совокупность отправителей однородного груза имеет ограниченное число источников образования вторичных черных металлов, формирующих отправки определенного диапазона с внут-ригрупповой однородностью данных в зависимости от выбранного периода наблюдений, его продолжительности и состава грузоотправителей. Установлено, что в течение длительного временного периода изменяется и состав грузоотправителей.

Любые кардинальные изменения производства сопровождаются переходом накопления лома в качественно новое состояние, с принципиально новым распределением объема груза в отправке. Каждое состояние процесса накопления базируется на множестве грузоотправителей в технической", технопогической и экономической среде материального производства.

В период стабильности состава грузоотправителей источники накопления вторичных металлов генерируют элементарные потоки груза широкого спектра интенсивности. Мощность общего потока груза представляет собой результирующую элементарных потоков со структурой, соответствующей составу грузоотправителей, создающему поток отправок груза.

Градации массы отправок структуры потока груза, с расчетными диапазонами значений, для металлолома вида 12А приведены в табл. 1.

В то же время создается и структура периодичности отправок груза и структура суточного объема -перевозок.

Таблица 1

Граничные значения ряда масс отправок пома вида 12А

ч», тонн тонн Р ¡1 - (Чх)

1 0.20 1.00 0.126 0.755

2 1.03 1.33 0.120 0.363

3 • • 1.35 1.67 0.123 0 .332 '

4 1.70 2.12 0.162 0.459

5 2.14 2.57 0.130 0.344

б 2.60 3.33 0.130 0.340

7 3.36 4.86 0.116 0.308

8 4.90 12.40 0.084 0.304

9 12.50 18.04 0.007 0.292 -

Ясно, что распределение отправок на структурных уровнях потока груза отражает текущие изменения массы груза во временном ряду его предъявления. Мгновенное распределение отправок по уровням - это структура мощности грузопотока в отдельный промежуток времени. По ряду мгновенных распределений отправок прослеживается динамика" предьявления груза в пределах каждого структурного уровня, а также представляется в целом структура грузопотока в пространстве состояний, соответствующих множеству входных воздействий.

Полученные квалификацией (разделением) оптимальные интервалы группировки - структурные уровни системы предъявления груза к транспортировке - являются результатом приложения метода автоматической классификации и разработанного автором алгоритма, основанного на расчете критерия и*(р) -статистики Хотеллинга.

Обращение к структурной схеме реального объекта является стремлением рассмотреть его характерные стороны в удобной для анализа форме, отображающей некоторую совокупность

отношений абстрактной модели, поиск новых конфигураций структурных схем, эквивалентных исходной, при которых наблюдается определенный выходной эффект системы в цепом.

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ПЕРИОДИЧНОСТИ ТРАНСПОРТНОГО

ОБСЛУЖИВАНИЯ КЛИЕНТОВ

Источниками образования груза различной интенсивности создаются крайне неравномерные объемы накопления груза с сильно различающимися нижними и верхними границами периодичности. Как показали исследования, для получения закономерностей периодичности автотранспортного обслуживания проводится предварительная классификация грузоотправителей по составу лома с формированием групп отправок груза одноименных видов и сопоставление периодичности предъявления груза.

Две основные группы грузоотправителей представлены периодичностью предъявления груза соответственно до и более 200.дней. В то же время ряд партий отправляются с периодичностью раз в месяц, квартал, полугодие и год.

Результаты проведенного анализа периодичности предъявления груза.приводят к утверждению, которое можно сформулировать следующим образом: наибольшая масса груза в отправках с наименьшей продолжительностью образования и наоборот.

Действительное число интервалов группировки периодичности предъявления груза и границы изменения переменной в пределах групп определяются с помощью разработанного автором алгоритма и приведены в табл. 2. •

По результатам регрессионного анализа зависимости массы

груза в отправках от периодичности его предъявления, прове-"

>; >

денного в группах грузоотправителей с различным составом металлолома, установлено, что и дисперсия, и средней значение

Таблица 2

Граничные значения ряда периодичности отправок пома

12А

лп Т,*,, ДНИ дни Р К ■ <Ч*)

1 1 3 0.379 1.000 -

2 4 6 0.126 0.135

3 7 9 0.080 0.089

4 10 12 0.065 0.078

5 13 15 - 0.037- 0.078

6 16 1В 0.047 0.080

7 16 21 0.030 0.078

8 22 26 0.0<И 0.078

9 27 33 0.045 0.078

10 34 46 0.048 0.078

11 47 59 0.029 0.078

12 60 84 0.028 0.078

13 85 146 0.023 0.078

14 156 229 0.018 0.078

массвг груза меньше для отправок с большой периодичностью образования. Периодичность измеряется в рабочих днях и принимает целочисленные значения, наиболее значимые среди которых определяются с достаточной точностью по частоте наблюдений.

Степень взаимосвязи периодичности отправок и массы груза определяется значением функции принадлежности, лученной в результате отображений соответствующих подмножеств нечет* кого множества. Очевидно, что по заданной характеристике одной из величин устанавливается наиболее значимый уровень другой: по известным частотам, наблюдений отправок типораз-мерного ряда определяется уровень периодичности предъявления груза.

По содержанию операций задача определения периодичности сводится к установлению по функциям принадлежности уровней периодичности отправления партий типоразмерного ряда.

Для отдельных ртправок типоразмерного ряда частость наблюдений периодичности приведена на.рис. 1.

о . ов о . о-»а о . азе о . огл а . ачэ а

Рис. 1. Частость отправок типоразмера 1-3 в интервалах периодичности 1-14

Грузоотправителям присваивается признак сравнения или сопоставимости, -построенный по частоте наблюдений ряда периодичности и представляющий собой вектор значений степени принадлежности - р. периодичности образования груза на множестве партий типоразмерного ряда.

По сходству этого признака грузоотправители объединяются в группы, отличающиеся периодичностью грузообразования.

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ФОРМИРОВАНИЯ РАЦИОНАЛЬНОЙ ПО ВИДАМ

ГРУЗА СТРУКТУРЫ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Формирование рациональной* по видам груза структуры автотранспортных средств производится в соответствии с принципами предоставления клиентам конкурентоспособных услуг,

сопутствующих заготовке металлолома и своевременному предоставлению автотранспортных средств.

Рассматриваемые проблемы: выбор транспортных средств, определение состава парка и его провозной способности решаются с учетом' существующих закономерностей системы предъявления груза к транспортировке, структурированной по массе и периодичности. Поэтому по временному ряду отправок формируется рациональный перечень автотранспортных средств.

Решение задачи выбора состава автотранспортных средств осуществляется по критерию максимум суммарной прибыли клиентов. Прибыль владельца автотранспортных средств образуется в результате: предоставления клиентам комплекса услуг, способствующих привлечению дополнительных заказов и устойчивому уровню спроса на оказанные услугиI содержания автотранспортных средств наименьшей разномарочности и их рационального закрепления.

Отправку .отдельной партии груза установленного типоразмера назовем состоянием системы. Предъявление к тракспорти-. ровке партий груза во времени - последовательностью переходов из состояния в состояние. Тогда доход клиента от реализации произвольного количества партий груза за ряд переходов из некоторого начального состояния будет вычисляться с помощью метода динамического прогрг!.;мирования по формуле

«4(л> = £ рч * + Г (¡Лп-х) . Рц , (1)

где - вероятность перехода из состояния в состояние.

Доход клиента при моделировании процесса транспортировки партий груза во времени с учетом выбора каи-

лучшего автотранспортного средства из их совокупности вычисляется по формуле

п+ 1) = пах £ р* [ г* * п) ] , п = 1 , (г) к 1-1

выбор для партии груза автотранспортного средства марки к;

- доход, определяемый переходом из состояния в состояние и выбором автотранспортного средства марки к.

На основе использования аппарата нечетких множеств степень соответствия автотранспортных средств совокупности грузоотправителей устанавливается по функциям принадлежности, рассчитываемым согласно разработанному автором алгоритму.

Предпочтительный выбор марок транспортных средств под конкретные виды отправок металлолома оказался возможным благодаря учету степени соответствия перечня носителей грузо-.вместимости типоразмерному ряду масс отправок на основе сопоставления их экономических показателей.

В данном исследовании предлагается принципиально другой подход к формированию провозных возможностей. Работа предприятия организуется согласно концепциям, способствующим росту получаемой прибыли й направленным на: предоставление услуг, сопутствующих заготовке металлолома; своевременность и качество предоставляемых услуг; снижение затрат; использо- . вание стратегий установления цен.

Определение структуры отправок клиентов при формировании провозных возможностей парка транспортных средств позволило проработать концепцию снижения транспортных затрат^пу-' тем достижения наилучшего соответствия транспортных средств видам отправок металлолома и провозных возможностей парка

где р - - вероятность перехода из состояния в состояние и

автотранспортных средств структура отправок грузоотправителей. V . *

Снижение последствий привлечения транспортных средств и парка контейнеров широкого спектра грузоподъемности в условиях неравномерности уровня спроса на провозные возможности опирается на использование форм хозяйственных отношенкй-иму-щественного кредита^ (лизинга). Обращение к услугам лизинговых учреждений, использование обратного лизинга автотранспортных средств есть непременное условие получения прибыли.

Возможность предоставления транспортных услуг широкого спектра грузоподъемности является условием достижения наилучшего соответствия грузовместимости транспортных средств отправкам клиентов, а, следовательно, наименьшей себестоимости транспортировки груза, стоимости его доставки, а также стоимости готовой продукции.

В.то же время ежедневный спрос на провозные возможности по маркам транспортных средств неодинаков и к тому же не постоянен: в отдельные моменты времени из потенциально нео.Ь-г ходимых носителей грузовместимости используются только несколько. Существует необходимость устаноь!ления необходимого и достаточного количества марок автомобилей, используемых одним владельцем. Для чего на окончательном этапе процесса формирования состава парка автотранспортных средств предлагается использовать процедуру, основанную на методе динамического программиросания и сопоставляющую расчетные варианты состава парка автотранспортных средств по установленному критерию.

В качестве критерия предлагается использовать прибыль предприятия, обеспечивающего транспортировку партий металлолома, при наличии ограничений, накладываемых на организацию

работы с клиентом и устанавливающих согласно предлагаемым концепциям приоритетный рост доходов последних. 8 данном случае не рассматриваются вопросы, связанные с учетом степени чувствительности (эластичности) потребительского спроса на изменение цены услуг, но не отвергается существование зависимости такого рода, как и не отвергается получение прибыли за счет применения известных подходов к ценообразованию.

Стабильностью в своевременности и качестве предоставления услуг клиентам, включая и транспортные, обеспечивается прирост их доходов, но в то же время услуги лучшего качества имеют большую стоимость и приносят большую прибыль владельцу транспортных средств.

В арсенале предприятия, обеспечивающего транспортировку металлолома, есть место для услуг, прибыльных для клиентов и способствующих выбору в пользу такого состава парка автотранспортных средств, в рамках которого недополученная при-

ч

быль их владельца минимальна. ... .._..•

Ограничения, с другой стороны, сводят к наименьшему уровню недополученную прибыль клиентов из-за снижения вероятности превышения платы за оказанные услуги.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Проведенные теоретические исследования потока отправок, груза позволили разработать методы расчета типоразмер-ного ряда отправок (на примере металлолома), а также определить периодичность автотранспортного обслуживания грузоотправителей, разнообразных по функциональной при. надлежности к структуре отправок, г. На основе анализа полученных результатов установлена универсальность и. перспективность нового направления .

исследования структуры отправок груза как центрального элемента системы предъявления груза к транспортировке с применением методов автоматической классификации," позволяющих учесть весь комплекс факторов ее формирования.

3. Использование разработанной методики исследовании закономерностей формирования структуры отправок с применением системы количественных критериев позволило выявить существование ряда состояний потока отправок, оказывающих влияние на выбор грузаз'лэстимости автотранспортных средств, снижающих затраты на заготовку металлолома.

4. Применение разработанной методики расчета рационального соотношения провозных возможностей подвижного состава в транспортном обслуживании клиентов с учетом максимизации их доходов позволяет в конкретных условиях разрабатывать научно обоснованные рекомендации по выбору предпочтительного состава парка автотранспортных средств как для вновь создающейся сферы транспортных услуг, так ■и для существующего автотранспортного обслуживания Климентов.

5. Установлено, что разработанные мероприятия, ориентированные на максимизации доходов отправителей посредством обеспечения своевременной доставки груза, предоставления комплекса сопутствующих транспортировке услуг и использования различных стратегий установления цен, позволяют претендовать на устойчивую долю рынка и получение прибыли. Экономический зффект от применения этих мероприятий составляет до 1% от балансовой стоимости парка автотранспортных средств с учетом коэффициенте инфляции.

б. Дальнейшие исследования должны быть направлены в части конкретизации: на условия использования тмзинга автотранспортных средств и стратегий установления цен в зависимости от стохастичности уровня спроса ка провозные возможности, а также в части обобщений: на создание экспертной системы по исследуемой проблематике.

Основные положения диссертации опубликованы, в следующих работах:

1. Александров С.Б. Методы повышения народнохозяйственной эффективности процессов заготовки вторичных черных ме-таллов//Повышение эффективности и качества автотранспортного обслуживания: Сборник научных трудов МАДИ. М.: МАДИ. 1938. С. 33-37.

2. Александров С.Б., Миротин П.Б. Алгоритм успеха. О методике, позволяющей эффективно регулировать грузопотоки. РИСК, М. 19Э5. N1. С> 33-35.

• ■« ■' Подписано к Отпечатано на ротапринте в Производственном комбинате Литературного фонда

печати & 195 г. Формат бумаги 30x42/4 Объем ,2,5Гп.>. ." Зак. Тир. 100 :