автореферат диссертации по транспорту, 05.22.01, диссертация на тему:Обеспечение надежности функционирования транспортных систем доставки автомобильным транспортом (на примере Уральского региона)

На правах рукописи

ГРЯЗНОВ Михаил Владимирович1

ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ ДОСТАВКИ АВТОМОБИЛЬНЫМ ТРАНСПОРТОМ (НА ПРИМЕРЕ УРАЛЬСКОГО РЕГИОНА)

05.22.01 - «Транспортные и транспортно-технологические системы страны, ее регионов и городов, организация производства на транспорте»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

- 6 ¡ «мР 2014

Москва - 2014

005545585

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)» Министерства образования и науки Российской Федерации на кафедре «Менеджмент»

Научный консультант: Доктор технических наук, профессор

Курганов Валерий Максимович

Официальные оппоненты: Зырянов Владимир Васильевич

доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет», профессор кафедры «Организация перевозок и дорожного движения»

Кириллова Алевтина Григорьевна

доктор технический наук, Федеральная служба по тарифам (ФСТ России), советник руководителя Федеральной службы по тарифам

Ларин Олег Николаевич

доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО Московский государственный университет путей сообщения», профессор кафедры «Логистика и управление транспортными системами»

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный

университет»

Защита состоится 23 мая 2014 года в 10е0 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.126.06 при Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)» по адресу: 125319, г. Москва, Ленинградский проспект, д. 64, ауд. 42.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАДИ.

Автореферат разослан «20» февраля 2014 года.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью организации, просим направлять в адрес диссертационного совета.

Телефон для справок: (499) 155-93-24

Ученый секретарь у

диссертационного совета ДМ 212.126.06

доктор технических наук, доцент Ефименко Д.Б.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Автомобильный транспорт является компонентом транспортной системы страны, выполняющим ключевую роль в развитии основных отраслей промышленности и повышении качества жизни граждан. Грузовой автомобильный транспорт является связующим элементом производственной системы многих предприятий отечественной промышленности. По данным Федеральной службы государственной статистики грузовым автомобильным транспортом осваивается две трети общего объема перевозок. Автомобильный транспорт выдерживает большую социальную нагрузку, осуществляя более половины пассажирских перевозок в стране.

Направления комплексного решения проблем автомобильного транспорта федеральными органами власти изложены в Транспортной стратегии РФ на период до 2030 г. Одна из главных задач этого документа заключается в повышении надежности и безопасности функционирования транспортной системы, в том числе автомобильного транспорта.

Текущее состояние дел с оценкой и обеспечением надежности доставки автомобильным транспортом, существенно усложнит достижение обозначенных в Транспортной стратегии индикаторов развития транспортной системы страны. Нормирование надежности на автомобильном транспорте в настоящее время не производится, в отчетности автотранспортных предприятий отсутствуют какие-либо критерии, характеризующие безотказность их работы. Также не определяется надежность доставки заказчиками транспортных услуг или банковскими структурами при выдаче кредитов.

Обозначенный пробел в обеспечении надежности является одной из причин потери автомобильным транспортом важного конкурентного преимущества на мировом рынке автоперевозок, а также внутри страны относительно других видов транспорта. Поэтому развитие методического, нормативно-правового и информационного обеспечения надежности функционирования транспортных систем доставки автомобильным транспортом является актуальной научно-практической проблемой, ее решение существенно повысит эффективность развития транспортной системы России.

Цель работы состоит в обеспечении согласованного с заказчиком уровня надежности и эффективности функционирования транспортной системы доставки автомобильным транспортом, за счет идентификации и использования в транспортной системе структурных, ресурсных и функциональных резервов.

Для достижения указанной цели в диссертационной работе были по-

ставлены следующие основные задачи:

1. Разработка терминологического аппарата проблемы обеспечения надежности транспортных систем, включающего определения и классификацию основных понятий.

2. Формулировка концепции обеспечения надежности транспортной системы.

3. Разработка методики количественной оценки надежности.

4. Обоснование методического подхода к формированию информационного обеспечения надежности доставки автомобильным транспортом и структурированию информации о резервах транспортной системы.

5. Исследование принципов формирования структурных резервов на автомобильном транспорте, классификация способов и определение методов структурного резервирования, разработка методик количественной оценки надежности, при использовании структурных резервов.

6. Исследование принципов ресурсного резервирования на автомобильном транспорте, разработка способов идентификации в транспортной системе резервов материально-технических и трудовых ресурсов.

7. Обоснование способов функционального резервирования, обеспечивающих надежную работу элементов транспортной системы за счет совмещения выполняемых функций и переключения при возникновении отказов на аварийные алгоритмы работы.

8. Реализация предлагаемых методов обеспечения надежности транспортных систем на предприятиях автомобильного транспорта.

Объектом исследования является структура и технология работы транспортной системы города и промышленного предприятия, закономерности комплексного развития и взаимодействия материально-технической базы магистрального, городского, пригородного, промышленного и внутрипроизводственного транспорта.

Предметом исследования являются методы обеспечения надежности материально-технической базы автомобильного транспорта, взаимодействия участников процесса доставки, функционирования производственной системы автоперевозчика.

Теоретико-методологические основы исследования. Диссертация выполнена на основе трудов ведущих отечественных и зарубежных ученых в области теории надежности технических систем, риск-менеджмента, исследования надежности цепей поставок, организации и обеспечения безопасности дорожного движения, ситуационного управления перевозками, технической эксплуатации автомобилей, технологии работы автомобильного транспорта.

Информационная база исследования: нормативно-правовые документы по обеспечению и стандартизации надежности транспортных систем, научные и методические материалы по проблемам обеспечения надежности на автомобильном транспорте, данные Федеральной службы государственной статистики, Транспортная стратегия РФ на период до 2030 г., другие материалы.

Научную новизну исследования составляют следующие теоретико-методологические положения по основам обеспечения надежности транспортных систем, которые выносятся на защиту:

- определения надежности и отказа транспортных систем, классификационные признаки отказов, методика оценки надежности;

- концепция обеспечения надежности транспортной системы, предусматривающая достижение и удержание надежности на согласованном с заказчиком уровне, за счет идентификации и использования имеющихся структурных, ресурсных и функциональных резервов;

- экономико-математическая модель структурного резервирования, основанная на минимизации суммы дисконтированных затрат на доставку груза или пассажира, затрат на оплату услуг участников процесса доставки и компенсацию риска от рассогласования их взаимодействия;

- классификация способов структурного резервирования транспортной системы, позволяющая, в зависимости от способа соединения ее структурных элементов, выбирать метод структурного резервирования;

- методики расчета надежности транспортной системы при постоянном резервировании с целой кратностью, а также использовании резерва замещением, мажоритарных и ресурсосберегающих схем;

- аналитическая зависимость величины резерва численности автопарка от коэффициента его технической готовности, позволяющая определять эти резервы и оценивать выигрыш надежности транспортной системы;

- методики нормирования расхода материальных ресурсов, позволяющие формировать их резервы без увеличения складских запасов;

- способы функционального резервирования на автомобильном транспорте, заключающиеся в переходе структурных элементов транспортной системы на аварийные алгоритмы работы, при возникновении отказов, а также в сокращении числа смежных структурных элементов за счет совмещения выполняемых функций;

- методики расчета надежности транспортной системы, при функциональном резервировании.

Практическая значимость. Результаты исследования имеют прикладной характер и могут быть использованы руководителями коммерческих предприятий, региональными и муниципальными органами власти при разработке комплексных программ повышения качества транспортного обслуживания заказчиков. Разработанные в диссертации подходы, модели и методы ориентированы на практическое применение, являются научно-методической основой предпринимаемых в настоящее время на практике мероприятий по обеспечению надежности транспортной системы, расширяя возможности их разработки и реализации.

Обоснованность и достоверность результатов исследований обеспечивается: использованием современных апробированных научных методов и математического аппарата; достоверностью и представительным объемом исходных данных; соответствием полученных теоретических результатов фундаментальным положениям теории надежности, теории транспортных процессов и систем, управления запасами производственных ресурсов; соответствием результатов, полученных на основании предлагаемых методик, с результатами практического внедрения.

Реализация результатов исследования. Результаты диссертационного исследования использованы при выполнении научно-исследовательских работ в рамках реализации:

- проекта по ведомственной научной программе Федерального агентства по образованию Министерства образования и науки РФ «Развитие научного потенциала высшей школы», подпрограммы № 3 «Развитие инфраструктуры научно-технической и инновационной деятельности высшей школы и ее кадрового потенциала» (2004 г.);

- конкурса исследовательских проектов студентов, аспирантов и молодых ученых Челябинской области (2008 г.), ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» (2012 г.);

Результаты диссертационного исследования использованы на предприятиях автомобильного транспорта: для разработки новых автобусных маршрутов, корректировки графика движения автобусов (ООО «Автотранспортное управление», 2008 г.); для определения потребности автопарка в материально-технических ресурсах, выбора типа подвижного состава при назначении на маршрут (ООО «Ростра», 2011 г.).

Отдельные результаты диссертационного исследования внедрены на автотранспортных предприятиях:

- нормы производительности экскаваторно-автомобильных комплексов, методические рекомендации по повышению надежности транспортировки, подход к резервированию транспортного процесса (ООО «Лога», 2012 г.);

- нормы ресурсного пробега автошин моделей 0-79, 0-82, Я-646, Бел-108 для автобусов марок ПАЗ, НефАЗ, ЛиАЗ (МП «Маггортранс», 2012 г.).

Теоретические и практические результаты диссертации используются в учебном процессе ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» при подготовке специалистов по направлению 190700.62 «Технология транспортных процессов» (профиль подготовки «Организация перевозок и управление на промышленном транспорте»).

Квалификация работы. Диссертационное исследование квалифицируется как теоретическое обобщение, направленное на решение крупной научной проблемы обеспечения надежности транспортных систем доставки грузов и пассажиров автомобильным транспортом, имеющее важное хозяйственное значение для развития автомобильного транспорта страны и ее регионов, а также повышения конкурентоспособности транспортной системы России.

Апробация работы. Основные теоретико-концептуальные положения, рекомендации и результаты исследования доложены, обсуждены и одобрены на региональных, межрегиональных, всероссийских и международных конференциях, проходивших в городах: Красноярск (1999 г.), Магнитогорск (2001, 2003, 2004,2006,2008 - 2010 гг.), Москва (2003 г.), Житикара (Республика Казахстан, 2005 г.), Санкт-Петербург (2006, 2007, 2011, 2012 гг.), Казань (2008 г.), Хабаровск (2010 г.), Пшемысль (Республика Польша, 2011 г.), Тюмень (2011 г.), Екатеринбург (2012 г.), Киров (2012 г.), София (Республика Болгария, 2012 г.), Тверь (2012, 2013 гт.), Худжанд (Республика Таджикистан, 2012 г.), Одесса (Украина, 2013 г.).

Публикации. По результатам диссертации опубликовано 64 работы, в том числе 4 монографии, из них 22 работы - в изданиях из перечня рецензируемых научных журналов и изданий для опубликования основных научных результатов диссертаций. В опубликованных работах автору принадлежат основные идеи и выводы, теоретический и экспериментальный материал.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, библиографического списка из 185 наименований. Диссертация изложена на 289 страницах основного текста, включая 84 рисунка и 36 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследования, определены цель, задачи, научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе «Современное состояние и проблемы обеспечения надежности транспортных систем доставки грузов и пассажиров автомобильным транспортом» проведен анализ отечественного и международного опыта методического и нормативно-правового обеспечения надежности на автомобильном транспорте.

В настоящее время автомобильный транспорт, выполняя ключевую роль в развитии основных отраслей экономики, испытывает ряд проблем, связанных с нерациональным использованием производственных ресурсов, низкой надежностью и эффективностью функционирования. Коэффициент выпуска подвижного состава в среднем по предприятиям не превышает 0,65-0,7. Из общего пробега грузового автопарка 40% приходится на порожние пробеги. Полезное использование автомобилей по времени в течение смены составляет 50-80%, занятость операционного персонала - 30-60%.

Комплексное решение в масштабах страны проблем нерационального использования производственных ресурсов на автотранспорте предлагает Транспортная стратегия РФ на период до 2030 г. Наряду с развитием транспортной инфраструктуры, одной из главных задач этого документа является упрощение автотранспортной деятельности за счет поиска на государственном уровне способов обеспечения надежности и безопасности доставки, повышения эффективности функционирования автомобильного транспорта.

Нормирование надежности автотранспортных компаний, работающих на внутреннем рынке, в настоящее время, как заказчиками транспортных услуг, так кредитными организациями и органами государственной власти, не производится. Отсутствие практики нормирования надежности обусловливает низкую согласованность во взаимодействии участников процесса доставки, большое количество сбоев в работе автоперевозчиков, увеличение штрафов за невыполнение договорных обязательств перед заказчиком и за нарушения законодательства. Такая ситуация затрудняет достижение обозначенных в Транспортной стратегии РФ индикаторов развития транспортной системы страны.

Принимаемые в настоящее время на практике решения по снижению сбоев транспортной системы базируются на знании основ их функционирования, организации доставки автомобильным транспортом. Методологическую связь с теорией надежности транспортных систем имеет ряд научных направлений,

включая основы безопасности дорожного движения, техническую эксплуатацию автомобилей, ситуационное управление перевозками. Наличие аналогий в обеспечении надежности технических и транспортных систем позволяет использовать в диссертации понятийный аппарат теории надежности технических систем. Принципы расчета надежности технических объектов адаптированы для расчета надежности цепей поставок.

Надежность работы автомобильного транспорта тесно связана с понятием «управление риском». Методы прогнозирования рисковых событий и меры по снижению их вероятности являются предметом изучения отдельного научного направления — риск-менеджмента. Проведенный анализ исследований позволил установить, что в настоящее время еще не полностью сформирована система знаний, образующих методологию обеспечения надежности транспортных систем доставки грузов и пассажиров автомобильным транспортом.

Нормативно-правовое обеспечение надежности транспортных систем объединяет комплекс нормативно-технической документации и свод законодательных актов. Нормативное обеспечение надежности транспортных систем в РФ формируют: система стандартов «Надежность в технике», система национальных стандартов «Менеджмент риска», международные стандарты МЭК/ТК 56 «Надежность», стандарты ИСО серии 9000, Рамочные стандарты ВТО, национальные стандарты по организации доставки.

Правовая база, имеющая непосредственное влияние на надежность транспортного процесса, представлена:

- обязательными техническими регламентами (регламентация аспектов безопасного использования производственно-технической базы автоперевозчика, конструктивной и экологической безопасности транспортных средств);

- федеральными законами и прочими нормативно-правовыми актами (регламентация требований к профессиональной надежности водителей, применения систем контроля над процессом доставки).

Соблюдение автоперевозчиком современных нормативно-правовых требований не дает практически значимого эффекта в повышении надежности транспортной системы, поскольку:

- национальные и международные стандарты ориентированы на обеспечение надежности технических объектов и технологических процессов, также утеряны механизмы обязательного применения стандартов;

- вступившие в силу и планируемые к принятию технические регламенты определяют в основном только аспекты безопасной эксплуатации автопарка и инфраструктуры, оставляя в стороне обеспечение надежности доставки грузов и

пассажиров и ее оценку; - действующие законодательные акты, применительно к надежности на автомобильном транспорте, несистемны, их соблюдение лишь косвенно способствует снижению числа отказов транспортной системы.

В этой связи методы обеспечения надежности транспортной системы, взаимодействия участников процесса доставки автомобильным транспортом, функционирования производственной системы автоперевозчика стали предметом исследования.

Во второй главе «Теоретическое исследование надежности функционирования транспортных систем доставки автомобильным транспортом» разработан терминологический аппарат проблемы обеспечения надежности транспортных систем, предложена классификация отказов, сформулирована концепция обеспечения надежности, разработана методика количественной ее оценки, обоснован методический подход к формированию информационного обеспечения надежности и структурированию информации о резервах транспортной системы.

Разработанный терминологический аппарат основан на использовании аналогий функционирования технических объектов. Под надежностью функционирования транспортных систем предлагается считать комплексное свойство, включающее способность транспортной системы выполнять согласованные между заказчиком и исполнителем транспортной услуги требования по количеству и состоянию доставляемого груза, безопасности пассажиров и сохранности их багажа, соблюдению графика транспортного процесса, а также поддержания и восстановления заданного уровня транспортного обслуживания. Невыполнение согласованных между заказчиком и исполнителем транспортной услуги требований является отказом.

Проведенный факторный анализ причин отказов в работе автоперевозчика, позволил определить, что основная доля (30-55%) отказов служб снабжения, технической подготовки производства, эксплуатации, поддержания и восстановления работоспособности подвижного состава наблюдается вследствие нарушений в работе смежных по технологическому процессу служб. Однако половина отказов службы эксплуатации и все отказы службы управления процессом доставки происходят по причине недостатков в собственной работе.

На основании факторного анализа, а также классификации отказов технических объектов были предложены классификационные признаки отказов транспортных систем, включая классификацию отказов по характеру их проявления, уровню критичности, природе возникновения, возможности

дальнейшей работы системы, степени взаимовлияния их элементов, легкости обнаружения, способу борьбы, возможности устранения и источнику возникновения отказов. Предложенная классификация позволяет: установить меру ответственности и гарантийные обязательства исполнителя транспортной услуги; нормировать показатели надежности транспортной системы; прогнозировать отказы и затраты на их устранение; стандартизировать мероприятия по устранению или предупреждению отказов транспортной системы.

Задачи обеспечения надежности транспортных систем предлагается решать комплексом методов структурного, ресурсного и функционального резервирования (рис. 1).

КОМПЛЕКС МЕТОДОВ ОБЕ СПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ

СТРУКТУРНОЕ РЕЗЕРВИРОВАНИЕ РЕСУРСНОЕ РЕЗЕРВИРОВАНИЕ

-Общее постоянное резервирование с целой кратностью - Использование мажоритарных схем общего постоянного резервирования "Резервирование замещением Использование резервов материально-технических и трудовых ресурсов, задействованных в процессе доставки

- ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ РЕЗЕРВИРОВАНИЕ

— Формирование дополнительных функдио-

- Использование мостиковых соединении

нальных возможностей участников процес-

-Использование схем с двойным контуром

са доставки

-Использование схем со скользящим резервом

Рисунок 1 - Комплекс методов обеспечения надежности транспортных систем Структурное резервирование основывается на введении в структуру транспортной системы дополнительных элементов или их соединений. Вводимые структурные элементы называются участниками процесса доставки, а соединения дублирующих структурных элементов - резервными каналами доставки. Выигрыш надежности при структурном резервировании обеспечивается минимизацией числа последовательных элементов в транспортной системе.

Ресурсное резервирование состоит в формировании и в использовании резервов материально-технических и трудовых ресурсов, задействованных при выполнении технологических операций процесса доставки. Обязательным условием применения ресурсного резервирования для обеспечения надежности транспортной системы является сохранение эффективности доставки. Данный метод не предполагает наращивания численности персонала, транспортных мощностей и складских запасов для повышения надежности.

Функциональное резервирование в обеспечении надежности транспортной системы состоит во включении в ее структуру многофункциональных объектов. Использование функциональных резервов обеспечивает надежность транспортной системы переходом участников процесса доставки на аварийные

алгоритмы работы при возникновении отказов и сокращением числа смежных структурных элементов системы за счет совмещения выполняемых функций.

Выполнимость требований заказчика к уровню надежности определяется минимизацией суммарных затрат на формирование и содержание всех видов резервов, а также затрат, вызванных последствиями от сбоев транспортной системы. Предлагаемая концепция обеспечения надежности проиллюстрирована графической моделью (рис. 2).

0 р.,-

Количество резервов в транспортной системе

-Совокупные затраты; --- Вектор повышения надежности;

.......Затраты на содержание ресурсных резервов; -Последствия от сбоев;

---Затраты на формирование структурных и функциональных резервов.

Рисунок 2 - Графическая модель концепции обеспечения надежности транспортной системы Полученный оптимум (Р^.) является критической точкой, показывающей: количество структурных и ресурсных резервов транспортной системы, достаточное для надежного ее функционирования; нецелесообразность дальнейшего наращивания резервов.

Критерий надежности предлагается определять отношением числа выполненных заявок на доставку без нарушений требований заказчика к общему числу заявок, принятых к исполнению за рассматриваемый период:

м

(1)

где Р] - показатель выполнения у-й заявки на доставку за рассматриваемый период; М— общее число заявок на доставку, принятых к исполнению за рассматриваемый период. Расчет показателя выполнения заявки основан на кодировке состояния ее выполнения двоичными переменными с последующим решением получившейся функции алгебры логики:

где X, - показатель выполнения г'-го параметра заявки на доставку; п — общее число качественных, количественных и временных параметров заявки на доставку, установленных договором на доставку.

К, = 1 при^ е [Хд±А\, к, = о при а; г [Хй ±л], где X, — фактическое значение /-го параметра заявки; Хд — значение соответствующего параметра заявки, установленного договором на доставку; ± А — пределы допустимого отклонения, согласованного с заказчиком.

Методикой предусматривается ограничивающее условие на компенсацию низкой надежности транспортной системы заказчиком:

±3(Хд)<Срыи, (4)

где 3(Хд) - затраты исполнителя на выполнение заявки без нарушений параметров, установленных договором на доставку, руб.; Срыи. - среднерыночная стоимость аналогичной транспортной услуги, руб.

Информационное обеспечение надежности транспортной системы заключается в организации сбора первичных данных о ходе процесса доставки и работе его участников, идентификации на основе этих данных, имеющихся структурных, ресурсных и функциональных резервов. Идентификация резервов производится объектно-ориентированной информационной системой посредством преобразования заявок на доставку в стабильные информационные структуры - заявки на выполнение технологических операций процесса доставки и заявки на требуемые ресурсы, а также последующей фиксацией и анализа данных о выполнении этих заявок.

Идентификация резервов транспортной системы обеспечивается детализацией учета показателей расхода и эффективности использования ресурсов по источникам возникновения затрат. Величина показателя эффективности определяется соотношением фактического и нормативного расхода ресурсов по каждой технологической операции процесса доставки. Соотношение, равное единице, свидетельствует об отсутствии резервов.

Совокупность исследований, проведенных в данной главе, позволила разработать специальный терминологический аппарат, определить причины и классифицировать отказы, сформулировать концепцию обеспечения и разработать методику количественной оценки надежности, предложить методический подход к формированию необходимого информационного обеспечения.

В третьей главе «Исследование структурного резервирования на автомобильном транспорте с целью обеспечения надежности его работы» сформулированы принципы, классифицированы способы и разработаны методы структурного резервирования, отличающиеся методикой количественной оценки надежности транспортных систем.

Надежность транспортной системы определяется надежностью взаимодействия участников процесса доставки рис. 3.

ПТС производителя ТС РФ ТС транзитной страны ТС страны-импортера

-V - Доставка автомобильным транспортом; ) - Доставка железнодорожным транспортом;

■I V Доставка водным транспортом; ---> - Оперативно-тактические потоки информации.

Рисунок 3 - Взаимодействие участников процесса доставки

(на примере международной доставки контейнеров) Участники процесса доставки, обладающие недостаточной надежностью, выявляются путем построения дерева отказов. Оптимальное число смежных структурных элементов транспортной системы устанавливается экономико-математическим моделированием. Критерием оптимизации является минимум приведенных затрат:

т

- доставка грузов: =(с + т+8Н1 + у)*5 -»min, (5)

г

- доставка пассажиров: =(t' + 5)-(1+y)365 -»min, (6)

где С — стоимость доставляемого груза, руб./т; т, т' — затраты на транспортирование соответственно груза и пассажиров, а также на выполнение сопутствующих технологических операций, рубУт, руб./пасс.; 5 — затраты на оплату услуг участников процесса доставки и компенсацию риска рассогласования их взаимодействия, руб./т, руб./пасс.; у — годовая процентная ставка на капитал; Г - затраты времени на доставку, сут.

Величина затрат (X, т') рассчитывается, как сумма затрат на терминальную обработку объекта доставки и затрат на его перемещение между терминалами. Величина (5) определяется по формуле

- доставка грузов: 5 = £ у, + со • <1 ■ (С + т), (7)

• доставка пассажиров:

8 = 1>,+со-Л-т', (8)

где yi - затраты на оплату услуг /-го участника процесса доставки, руб./т, руб./пасс.; со - коэффициент, учитывающий условия страхования; с/ - доля от сделки, получаемая страховой компанией в виде дохода.

Предлагаемая оптимизационная модель имеет ограничения: И + М = г,

(9)

? < С

-*пр. — ^рын.» р>р.

где г — число технологических операций в процессе доставки; Тдог. — договорная продолжительность доставки, сут.; /? - уровень надежности функционирования транспортной системы, удовлетворительный для заказчика.

Последовательность реализации предложенной оптимизационной модели приведена в виде алгоритма на рис. 4.

Предложенная классификация способов структурного резервирования учитывает признаки резервирования технических систем (кратность, вид, состояние и способ включения резерва, потребность в переключателе) и новые классификационные признаки (вид ресурсопотребления и принцип ресурсосбережения). Сочетание способов и потребность в специальном математическом аппарате оценки надежности определяют методы структурного резервирования, предлагаемые в работе: общего постоянного резервирования с целой кратностью, использование резерва замещением, мажоритарных и ресурсосберегающих схем.

Наибольшую надежность транспортной системы обеспечивает общее постоянное резервирование с целой кратностью, однако, его реализация связана с большими затратами на содержание резервов. Поэтому область применения данного метода ограничена доставкой, надежность которой сопоставима с единицей. Высокая надежность работы транспортной системы на основе мажоритарных схем общего постоянного резервирования обеспечивается использованием меньшего числа резервных элементов на один резервируемый элемент.

Рисунок 4 - Алгоритм оптимизации структурно-функциональной схемы

транспортной системы Среди методов резервирования с целой и дробной кратностью наибольший экономический эффект обеспечивает ненагруженный резерв в схемах общего и раздельного резервирования замещением. Такими схемами предусматривается работа одного или нескольких основных каналов доставки, а один или несколько резервных каналов доставки не функционируют, включаясь в работу после отказа одного из основных каналов доставки.

Выигрыш надежности на один структурный элемент транспортной системы и экономию затрат на содержание резервов обеспечивают ресурсосберегающие схемы структурного резервирования, включая использование мо-стиковых соединений, двойного контура или скользящего резерва. Это достигается исключением из конструкции таких схем параллельно-

последовательных соединений элементов. В табл. 1 представлены предлагаемые методики количественной оценки надежности транспортных систем. Таблица 1 - Методики оценки надежности транспортных систем

Блок-схема надежности

Содержание методики оценкн

Общее постоянное резервирование с целой кратностью

Преобразование параллельно-последовательной структуры:

p=i-níi-fbl

, i-1 Ч ы )

2 Преобразование последовательно-параллельной структуры:

j-1 \ м

где п - число элементов транспортной системы; г - число параллельных каналов доставки; Ри - критерий надежности 1-го структурного элемента /-го канала.

Мажоритарные схемы общего постоянного резервирования

h (1+1

Разложение бинома состояний «(7 - h) каналов из /»: (P + Q)' = /" +1-Р'-'-Q+' +

¡-(¡-l)-(l-2) 3!

4!

где -£) — критерий отказа транспортной системы, канала доставки или структурного элемента.

Резервирование замещением

Определение полной вероятности гипотез безотказности и отказа основного канала CAI: t

ПО = (0 + P„-t И'- о • Q(t. '/)]■ S-a('),

к

Расчет надежности диспетчера (переключателя на резервный канал доставки!:

Ь

где — l,h- соответственно возможное и минимально необходимое число каналов доставки; Pi-h(f) — критерий надежности основного канала доставки, резервированного (/ -К) раз в течение времени (/); Р„ - критерий надежности диспетчера; Дт, - интервал времени, ч; P{t,t¡), Q(t,t¡) - соответственно критерий надежности и отказа одного резервного канала в течение времени (/ - /,); а - число случаев, когда отказ произошел в результате ошибки диспетчера; Ъ - общее число заявок на доставку, которые контролировались диспетчером._

Ресурсосберегающие схемы резервирования (мостиковое соединение):

Вычисление структурной функции соединения через минимальные разрезы с фиксацией аргумента:

Ф(*1.....*5) = (*1'~'*2)1~4*4'~>*5)и

и(х, пх, пх5) и(х2 пх3пх4), где-х/.....работоспособное состояние 1-го.....5-го канала доставки._

Окончание табл. 1

Блок-схема надежности | Содержание методики оценки

Ресурсосберегающие схемы резервирования с двойным контуром:

Н 1 1 { зл§менл 'у Г 2* 1 1 2 1 N. элвм®нтау Расчет надежности по формуле Байеса:

Го-Л)-0-Л)-0-Л)+ 1

Ресурсосберегающие схемы резервирования со скользящим резервом:

1 2 п "ТоГР"0 О 2 г Применима методика оценки надежности для резервирования замещением.

Предлагаемые методики оценки надежности транспортных систем основаны на использовании математического аппарата бинарной логики и формулы полной вероятности событий. При расчете надежности схем резервирования замещением необходимо учитывать наличие диспетчера. Результаты проведенных в данной главе исследований обеспечивают надежность транспортных систем за счет изменения их структуры исключением избыточного числа смежных элементов и применением параллельно работающих элементов или их соединений.

В четвертой главе «Исследование ресурсного резервирования на автомобильном транспорте с целью обеспечения надежности его работы» выявлена зависимость величины резерва численности автопарка от его технической готовности, разработаны методики нормирования расхода материальных ресурсов, позволяющие формировать их резервы без увеличения складских запасов.

Зависимость величины резервов численности автопарка от его технической готовности представлена равенствами (10), (11):

К = Асп.«р'6 -а£""-). (Ю)

где Асп - списочная численность автопарка, ед.; а.™1*6, - соответственно требуемая для безотказного функционирования транспортной системы фактическая величина коэффициента технической готовности автопарка.

(11)

где Л'го. ^тр . Да," - аргументы функции / (управляемые параметры), соответственно за отчетный период производственная программа по техническому обслуживанию, суммарное количество текущих ремонтов по автопарку, число рабочих смен ремонтной зоны.

Предлагаемые способы резервирования численности автопарка представлены в (табл. 2).

Таблица 2 - Способы резервирования численности автопарка

Наименование способа Управляемый параметр Реализация силами перевозчика Необходимость инвестиций

1. Увеличение нормативов периодичности технического обслуживания Невозможна -

2. Снижение среднесуточных пробегов Возможна Отсутствует

3. Оснащение ремонтной зоны технологическим оборудованием и инструментом В материально-техническую базу

4. Увеличение ресурса агрегатов после восстановления В обучение ремонтного персонала и водителей

5. Повышение квалификации водителей

6. Сокращение среднего пробега с начала эксплуатации по парку автомобилей Отсутствует

7. Совершенствование дорожных условий эксплуатации автопарка К Невозможна -

8. Изменение графика работы ремонтной зоны дг Возможна Отсутствует

Предлагается формировать резервы численности автопарка снижением среднесуточных пробегов и среднего пробега с начала эксплуатации автомобиля, изменением графика работы ремонтной зоны. Использование этих способов не приводит к удорожанию процесса доставки, поскольку не требует дополнительных инвестиций.

Наличие складских запасов материальных ресурсов повышает вероятность выполнения условий договора, но негативно сказывается на эффективности доставки. Ресурсное резервирование основано не на наращивании складских запасов, а на поиске дополнительных резервов материальных ресурсов в основных и вспомогательных процессах доставки. Это достигается нормированием и контролем эффективности расхода материальных ресурсов индивидуально по группам эксплуатируемой техники за счет:

- установления в натуральных величинах норм удельного расхода запасных частей (Дуч), учитывающих сезон эксплуатации и остаточный ресурс техники;

- расчета на основе инструментальных замеров нормативной потребности в топливе (Нт) для каждого маршрута движения и объекта закрепления техники, с учетом сезона эксплуатации и загруженности автодорожной сети;

- определения норм эксплуатационного пробега и норм расхода автошин (Наш), учитывающих возраст автомобиля и мастерство его вождения.

Поиск резервов материальных ресурсов необходимо осуществлять с использованием предлагаемых методик нормирования (табл. 3).

Таблица 3 - Предлагаемые методики нормирования материальных ресурсов

Формула для расчета Пояснения

Запасные части

где Р? - средний удельный расход запасной части для г'-ой категории пробега в у'-ом отчетном периоде, шт./автомобиль; к, - коэффициент страхового запаса.

Топливо

где Р:""'д - остаток топлива в баке, при выезде на маршрут,

Чр ^рвыезд рз рвозврату нт =' ' ' ■ п л; Р' - количество заправленного топлива, при работе на маршруте, л; рт"'ат - остаток топлива в баке, при возвращении с маршрута, л; 5 - фактический пробег автомобиля на маршруте, км; п - объем выборки.

Автомобильные шины

Н, где ть - число комплектов автошин на автомобиле, шт.;

¡-1 - фактический пробег автошины рассматриваемой марки до списания по сгажевой группе водителей.

Определение резервов производительности труда операционного персонала, задействованного в процессе доставки, основывается на структурировании и нормировании затрат рабочего времени (рис. 5).

Служба эксплуатации Служба ремонта

Рисунок 5 — Структура затрат рабочего времени на выполнение операций процесса доставки (автоперевозчики Уральского региона) Резервирование трудовых ресурсов производится посредством сокращения нерегламентированных простоев, продолжительности лишней и повторной работы. Лишняя работа характеризуется отсутствием ее технической регламентации и отсутствием полезного результата; повторная работа - достижением результата при неоднократном повторении технологических операций. Сокращение нерегламентированных простоев достигается ужесточением контроля над производственной дисциплиной, а продолжительности выполнения лишней и повторной работы — повышением согласованности в работе участников процесса доставки. Пример оценки резервов трудовых ресурсов с использованием предлагаемого методического подхода приведен на рис. 6.

Явочная при повышении согласованности в работе ремонтного персонала Явочная при ужесточении производственной дисциплины

Фактическая без водителей в ремонте

Фактическая с учетом водителей в ремонте

Явочная по нормативам

171

= 55 чел.

____¡146

АI, Аз, Аз-Резервы численности ремонтного персонала

80 1 20 1 60 Численность персонала, чел.

Рисунок 6 - Результаты оценки резервов численности ремонтного персонала ЦРГА ООО «Автотранспортное управление» (г. Магнитогорск)

Результаты проведенных в данной главе исследований обеспечивают надежность транспортных систем посредством формирования и использования резервов материально-технических и трудовых ресурсов, задействованных при выполнении технологических операций процесса доставки, исключая наращивание численности персонала, транспортных мощностей и складских запасов.

В пятой главе «Исследование обеспечения надежности транспортных систем на основе функционального резервирования» предложены способы функционального резервирования на автомобильном транспорте, разработана методика расчета надежности транспортной системы при функциональном резервировании.

Функциональное резервирование в обеспечении надежности транспортной системы состоит во включении в ее структуру многофункциональных объектов, обеспечивающих: бесперебойное ее функционирование переходом на аварийные алгоритмы работы при возникновении отказов, сокращение числа смежных структурных элементов за счет совмещения выполняемых функций. Расчет надежности многофункционального технического объекта предполагает оценку надежности выполнения им отдельно основной и резервной функций, а также оценку результирующего показателя надежности.

Для расчета надежности многофункционального резервирования транспортной системы такой подход не применим по следующим причинам: неопределенность потока решаемых задач; сложность выделения основных и вспомогательных функций; несоответствие структуры взаимосвязей выполняемых функций структуре блок-схемы надежности; отсутствие информации о способе включения переключателя. Расчет надежности многофункционального объекта, работающего в рассматриваемых режимах, также различен.

Устранение последствий аварии и штатная работа - это чередование несовместных событий. Критерий надежности транспортной системы, включающего функциональные резервы, необходимо определять по формулам для

расчета надежности структурного резервирования замещением. Поскольку использование в структуре транспортной системы элементов с возможностью работы в режиме устранения последствий аварии дает нулевой выигрыш надежности по сравнению со структурным резервированием, основанием для использования таких резервов служит неравенство:

з.+з.+з+ь^Х&.+г Д, (12)

где (3^+3,) - стоимость и затраты на эксплуатацию многофункциональных объектов; За6уч - затраты на обучение и поддержание квалификации обслуживающего персонала; (гк+гз) - стоимость и затраты на эксплуатацию монофункциональных объектов, выполняющие аналогичные функции, что и многофункциональные объекты; п - количество выполняемых функций.

Выигрыш надежности (В) многофункционального объекта, работающего в режиме совмещения функций, по сравнению с работой последовательного соединения достигается за счет выполнения операций процесса доставки меньшим числом структурных элементов:

В = Ри,о-ГТИ' (13)

где РиФ0 - критерий надежности работы многофункционального объекта, в режиме совмещения функций; Р, - показатель надежности работы монофункционального объекта, выполняющего г'-ю функцию.

Активация выполняемых функций в режиме их совмещения многофункциональным объектом представляет собой поток совместных событий, что определяет принцип расчета величины (РМ90). Для двухфункцио-нального объекта, являющегося структурным элементом транспортной системы, искомая величина будет определяться из выражения:

РиФо=Р{Л)Р(В1А\, (14)

где Р(А) - критерий надежности выполнения начальной функции; Р(В/А) -критерий надежности выполнения заключительной функции, при условии успешного завершения начальной функции.

Результаты проведенных в данной главе исследований позволяют обеспечивать надежность транспортной системы за счет включения в ее структуру многофункциональных объектов. Использование такого метода резервирования обеспечивает снижение затрат и повышение надежности.

В шестой главе «Реализация методов обеспечения надежности на предприятиях автомобильного транспорта» подтверждена возможность практического использования полученных результатов: обеспечением надежно-

сти доставки продукции ОАО «ММК-Метиз» на экспорт; повышением надежности доставки персонала ОАО «ММК» автобусами ООО «Автотранспортное управление»; повышением надежности доставки вскрышных пород карьера Михеевского рудника в отвал автосамосвалами ООО «Лога».

Экономико-математическим моделированием была определена оптимальная структурно-функциональная схема доставки проволоки ОАО «ММК-Метиз» в г. Ганновер. В процессе моделирования рассматривались два варианта доставки и семь комбинаций взаимодействия ее участников в зависимости от их числа, статуса и зоны ответственности. Значения компонентов модели приведены в табл. 4.

Таблица 4 - Результаты расчета компонентов математической модели

Наименование показателя Номер комбинации взаимодействия участников процесса доставки

I | II | III IV | V | VI

1. Рассматриваемые варианты доставки Автомобиль Морской контейнер по железной дороге, затем морем.

2. Отклонение (т) от затратного варианта, % 11,8 0

3. Величина (Т), сут. и 34

4. Число технологических операций в процессе доставки 7 1]

5. Число участников процесса доставки - в т.ч. выполняющих комплекс операций 2 3 5 3 5 9

1 1 1 1 2 1

6. Величина (^ у,), руб./т 674,4 871,2 130,0

7. Величина (5), руб./т 774,8 762,7 968,8 222,7

Используя данные табл. 4, рассчитываются приведенные затраты на доставку. Кроме того, с учетом последовательного взаиморасположения участников процесса доставки, определяется величина критерия надежности по каждому из рассматриваемых вариантов (рис. 7).

Комбинации взаимодействия участников процесса доставки

Рисунок 7 - Результаты оптимизации структурно-функциональной схемы доставки проволоки ОАО «ММК-Метиз» в г. Ганновер

Приемлемый для заказчика уровень надежности (0,91) обеспечит доставка проволоки в смешанном сообщении без перетарки, при участии грузоотправителя, грузополучателя и логистического посредника, отвечающего за выполнение всего комплекса работ по транспортированию и переработке груза в пути следования (Г/-я комбинация). Экономический эффект равен 1,9 тыс. руб./т.

Рекомендации по повышению надежности доставки персонала цеха подготовки аглошихты (ЦПАШ) ОАО «ММК» от места жительства до места работы и обратно в вечернее время основаны на использовании мажоритарных схем структурного резервирования. Доставка осуществляется по 1-му (ЦПАШ-1) и 2-му (ЦПАШ-3) маршрутам двумя автобусами в один рейс. На маршрутах отсутствуют наложения по времени следования и сверхнормативные простои автобусов в ожидании пассажиров. Пункт прибытия автобуса на 1-м маршруте является пунктом отправления автобуса на 2-м маршруте, что служит основанием для использования мажоритарной схемы общего постоянного резервирования с целью повышения надежности доставки.

Мажоритарная схема предполагает доставку всех пассажиров автобусом 1-го маршрута в случае неисправности или задержки в пути автобуса 2-го маршрута. В такой ситуации первый автобус не возвращается в гараж, а начинает работу на 2-м маршруте в рамках графика движения. Это позволяет сформировать резервный канал доставки, исключив потребность в дополнительных автобусах. Рассматриваемые блок-схемы надежности представлены на рис. 8.

а) Без резервного канала доставки

маршруте «ЦПАШ-1» 1 2 " 3 ~4~ 5 6

__Р_абота автобуса_на мащируге^ЦЛАШ-З)>_ 9 10 П 12 ~ 13 14

) С использованием мажоритарной схемы общего постоянного резервирования

___________ Работа автобуса на маршруте «ЦПАШ-1»__________

I 2 3 4 5 ~ 6

Работа автобуса на маршруте «ЦПАШ-3» 9 10 11 12 13 14

Работа автобуса на маршруте «ЦПАШ-3» в режиме нагруженного резерва

1 - Оформление путевого листа; 2 - Первый нулевой пробег; 3 - Посадка пассажиров на начальной остановке «ЦПАШ», 4 - Движение по маршруту; 5 - Высадка оставшихся пассажиров на конечной остановке «СТО»; б - Второй нулевой пробег; 7 - Оформление путевого листа, 8 - Первый нулевой пробег; 9 - Посадка пассажиров на начальной остановке «СТО»; 10 - Движение по маршруту; 11 -Высадка пассажиров на конечной остановке ({ЦПАШ»; 12 - Ожидание пассажиров; 13 - Посадка пассажиров на остановке «ЦПАШ»; 14 - Движение по маршруту, 15 - Высадка оставшихся пассажиров на конечной остановке «ул. Коробова»; 16 - Второй нулевой пробег, 17 - Ожидание пассажиров на остановке «СТО».

Рисунок 8 - Блок-схемы надежности доставки персонала ЦПАШ

ОАО «ММК» автобусами ООО «Автотранспортное управление»

Полученные результаты показывают, что организация работы автобусов ООО «Автотранспортное управление» с учетом предлагаемых рекомендаций обеспечивает повышение надежности доставки персонала ЦПАШ ОАО «ММК» на 12%.

Рекомендации по повышению надежности доставки вскрышных пород Михеевского рудника автосамосвалами ООО «Лога» основаны на использовании методов структурного и ресурсного резервирования. Блок-схема надежности доставки представлена на рис. 9.

а,

Аз

а.

А5

А,

А.

А,,

Б - Бульдозер; А - Автосамосвал; Э — Экскаватор.

э2

Рисунок 9 - Блок-схема надежности доставки вскрышных пород Михеевского рудника автосамосвалами ООО «Лога» Надежность в рассматриваемом случае определяется суммарной сменной производительностью экскаваторно-автомобильных комплексов (ЭАК), которая, в свою очередь, обратно пропорциональна длине ездки и числу отказавших на маршруте автосамосвалов. В зависимости от величины этих параметров, а также состава ЭАК, суммарная сменная производительность составляет 1-6 тыс. м3 в дневную смену и 1-5 тыс. м3 в ночную смену. Величина критерия надежности последовательно расположенных экскаваторного, автомобильного и бульдозерного блоков определяется согласно предложенным методикам расчета надежности соответственно схем со скользящим резервом, мажоритарных схем общего постоянного резервирования, схем постоянного резервирования с целой кратностью (рис. 10).

0,996

1,0 '

0,8

1-

о

1 ч 0,6

г

£ 0,4

£

£ 0,2

И

0,980 0,951 Дневная смена

\

0,417\

0,417 ^^ч^^Го^ная смена

1,5, 2,0

Длина ездки, км

Рисунок 10 - Зависимость критерия надежности транспортной системы ООО «Лога» от длины ездки автосамосвала

Повышение надежности транспортной системы в 2,3 раза обеспечивается исключением из процесса доставки нерегламентированных простоев автосамосвалов на маршруте в ночную смену, достигающих 12,5% ее продолжительности. Выполненные в данной главе расчеты подтверждают возможность использования результатов диссертации на практике.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В диссертации рассмотрена проблема обеспечения надежности функционирования транспортных систем доставки автомобильным транспортом. Основные выводы и результаты работы заключаются в следующем:

1. Автомобильный транспорт выполняет ключевую роль в развитии основных отраслей экономики. Грузовой автомобильный транспорт является связующим элементом производственной системы большинства производителей продукции, осваивающий 68% общего объема доставки грузов предприятий горнодобывающей, лесной, сельскохозяйственной и других отраслей экономики. Пассажирский автомобильный транспорт, выдерживая большую социальную нагрузку, осваивает более 60% доставки пассажиров в стране.

2. Отсутствие практики нормирования надежности на автомобильном транспорте обусловливает низкую согласованность во взаимодействии участников процесса доставки, большое количество сбоев в работе автоперевозчиков, увеличение штрафов за невыполнение договорных обязательств перед заказчиком и за нарушения законодательства. Обеспечение надежности автомобильного транспорта является актуальной научно-практической проблемой, успешное решение которой существенно повысит эффективность развития транспортной системы России в рамках реализуемой Транспортной стратегии на период до 2030 г.

3. Проведенный анализ исследований позволил установить, что в настоящее время еще не полностью сформирована система знаний, образующих методологию обеспечения надежности транспортных систем доставки грузов и пассажиров автомобильным транспортом. Принимаемые на практике решения по снижению сбоев в процессе доставки базируются на знании методологии отдельных научных направлений: безопасности дорожного движения, технической эксплуатации автомобилей, ситуационного управления автомобильными перевозками, теории надежности технических систем, управления цепями поставок, риск-менеджмента.

4. Нормативно-правовое обеспечение надежности на автомобильном транспорте представлено комплексом нормативно-технической документации и сводом законодательных актов. Соблюдение автоперевозчиком современных нормативно-правовых требований не дает практически значимого эффекта в повышении надежности транспортных систем, поскольку:

- национальные и международные стандарты ориентированы на обеспечение надежности технических объектов и технологических процессов, также утеряны механизмы обязательного применения стандартов;

- вступившие в силу и планируемые к принятию технические регламенты определяют в основном аспекты безопасной эксплуатации автопарка и инфраструктуры, оставляя в стороне обеспечение надежности функционирования транспортных систем доставки грузов и пассажиров;

- действующие законодательные акты, применительно к надежности, несистемны, их соблюдение лишь косвенно способствует снижению числа отказов транспортных систем.

5. Основой предлагаемой концепции обеспечения надежности транспортных систем является достижение и удержание надежности на согласованном с заказчиком уровне за счет идентификации и использования имеющихся в транспортной системе структурных, ресурсных и функциональных резервов. Использование имеющихся резервов заключается: в уменьшении числа смежных структурных элементов транспортной системы; в использовании имеющихся резервов материально-технических и трудовых ресурсов; в применении дополнительных функциональных возможностей участниками процесса доставки, определяющие их способность переключаться на резервные режимы работы при возникновении отказов.

6. Критерием надежности транспортной системы является отношение числа выполненных заявок на доставку без нарушений требований заказчика к общему числу заявок, принятых к исполнению за рассматриваемый период. Методика оценки надежности включает: расчет показателя выполнения заявки за счет кодировки состояния ее выполнения двоичными переменными с последующим решением получившейся функции алгебры логики; ограничивающее условие на компенсацию низкой надежности функционирования транспортной системы заказчиком.

7. Структурное резервирование в обеспечении надежности на автомобильном транспорте состоит: в исключении из транспортной системы избыточного числа смежных структурных элементов; во введении в ее структуру параллельно работающих элементов или их соединений. Структурные элементы -

это участники процесса доставки. Параллельно работающие структурные элементы являются посредниками-дублерами, а их соединения - резервными каналами доставки.

8. Число смежных структурных элементов транспортной системы устанавливается в результате экономико-математического моделирования. Критерием оптимизации является минимум приведенных затрат, включающих: дисконтированные затраты на доставку; затраты на оплату услуг участников процесса доставки и компенсацию риска от рассогласования их взаимодействия.

9. Ресурсное резервирование на автомобильном транспорте с целью обеспечения надежности его работы заключается в формировании и в использовании резервов материально-технических и трудовых ресурсов для повышения вероятности успешного выполнения заявки на доставку. Резервы численности автопарка предлагается формировать повышением его технической готовности; резервы материальных ресурсов - повышением достоверности нормирования и усилением контроля их расхода; резервы трудовых ресурсов - сокращением нерегламенгированных простоев, продолжительности выполнения операционным персоналом лишней и повторной работы.

10. В работе обоснована зависимость резерва численности автопарка от его технической готовности. Предлагается формировать резервы численности автопарка снижением среднесуточных пробегов и среднего пробега с начала эксплуатации автомобилей, изменением графика работы ремонтной зоны. Использование этих способов не приводит к удорожанию процесса доставки, поскольку не требует дополнительных инвестиций.

11. Резервирование материальных ресурсов достигается нормированием и контролем над эффективностью их расхода индивидуально по группам эксплуатируемой техники посредством: установления в натуральных величинах норм удельного расхода запасных частей; расчета на основе инструментальных замеров нормативной потребности в топливе для каждого маршрута движения и объекта закрепления техники; определения норм эксплуатационного пробега и расхода автошин.

12. Резервирование трудовых ресурсов основано на сокращении в структуре затрат рабочего времени нерегламентированных простоев и продолжительности выполнения лишней и повторной работы. Лишняя работа характеризуется отсутствием ее технической регламентации и отсутствием полезного результата; повторная работа — достижением результата при неоднократном повторении технологических операций.

13. Функциональное резервирование на автомобильном транспорте представляет собой включение в структуру транспортной системы многофункциональных объектов, обеспечивающих: бесперебойное его функционирование переходом на аварийные алгоритмы работы, при возникновении отказов; сокращение числа смежных структурных элементов за счет совмещения выполняемых функций. Основанием использования многофункциональных объектов, работающих в режиме устранения последствий аварии, является наличие экономического эффекта по сравнению с использованием схем структурного резервирования замещением. При использовании многофункциональных объектов, работающих в режиме совмещения функций, выигрыш надежности транспортной системы обеспечивается выполнением технологических операций доставки меньшим числом структурных элементов.

14. По результатам экономико-математического моделирования была определена оптимальная структурно-функциональная схема доставки проволоки ОАО «ММК-Метиз» в г. Ганновер. Приемлемый для заказчика уровень надежности (0,91) обеспечит доставки проволоки в смешанном сообщении без перетарки, при участии грузоотправителя, грузополучателя и логистического посредника, отвечающего за выполнение всего комплекса работ по транспортированию и переработке груза в пути следования. Экономический эффект составляет 1,9 тыс. руб./т.

15. Использование мажоритарной схемы общего постоянного резервирования позволило за счет формирования резервного канала доставки повысить надежность доставки персонала цеха подготовки аглошихты ОАО «ММК» автобусами ООО «Автотранспортное управление» на 12%, исключив потребность в дополнительных автобусах.

16. Использование методов структурного и ресурсного резервирования обеспечило повышение в 2,3 раза надежности доставки вскрышных пород Михеевского рудника автосамосвалами ООО «Лога». Выигрыш надежности был получен за счет выявления и исключения из процесса доставки нерегламентированных простоев автосамосвалов на маршруте в ночную смену, достигающих 12,5% ее продолжительности.

Основные положения диссертации представлены в следующих работах: в рецензируемых журналах, включенных в Перечень рецензируемых

научных журналов и изданий для опубликования основных научных результатов диссертаций:

1. Грязнов М.В. Управление надежностью производственно-экономической системы автопредприятия / Курганов В.М., Грязнов М.В. // Грузовое и пассажирское автохозяйство. -2009. - № 4. С. 6-10.

2. Грязнов М.В. Методика обоснования резерва запасных частей для обеспечения эффективности и надежности работы автопарка // НТТ - наука и техника транспорта. - 2009. - № 4. С. 23-28.

3. Грязнов М.В. Подходы к надежности транспортных систем // Мир транспорта. - 2010. - № 2. С. 14-19.

4. Грязнов М.В. Параметры надежности транспортных систем / Курганов В.М., Грязнов М.В. // Бюллетень транспортной информации. - 2010. - № 11. С. 34-36.

5. Грязнов М.В. Критерии выбора участников перевозочного процесса при организации высоконадежных схем доставки контейнеров / Грязнов М.В., Франюк P.A., Фридрихсон О.В. // Бюллетень транспортной информации. -2011.-№ 1.С. 14-17.

6. Грязнов М.В. Резервирование автомобильных шин для обеспечения надежности перевозок без увеличения складских запасов / Грязнов М.В., Адувалин А.А // НТТ - наука и техника транспорта. - 2012. - № 4. С.

7. Грязнов М.В. Оптимизация надежности перевозок метизной продукции на экспорт / Курганов В.М., Грязнов М.В., Франюк P.A. // Бюллетень транспортной информации. - 2013. - № 5. С. 20-28.

8. Грязнов М.В. Оценка надежности перевозки вскрышной породы автосамосвалами ООО «Лога» / Грязнов М.В., Колобанов C.B. // Автотранспортное предприятие. - 2013. - № 6. С. 50-53.

9. Грязнов М.В. Методы обеспечения надежности работы карьеров / Гаври-шев С.Е., Рахмангулов А.Н., Грязнов М.В. // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова -2003. -№ 4.-С. 11-16.

10. Грязнов М.В. Оптимизация перевозок метизной продукции / Лукинский B.C., Грязнов М.В., Франюк P.A. // Грузовое и пассажирское автохозяйство.-2006.-№ 11. С. 33-40.

11. Грязнов М.В. Поиск резервов производительности труда ремонтного персонала ЦРГА ООО «Автотранспортное управление» / Грязнов М.В., Крупнов A.M. // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова- 2007. - N2 2. - С. 93-94.

12. Грязнов M.B. Оптимизация экспортных поставок метизной продукции / Лукинский B.C., Грязнов М.В., Франюк P.A. // Грузовое и пассажирское автохозяйство. - 2008. - № 1. С. 44-51.

13. Грязнов М.В. Расчет дифференцированных нормативов КТГ при сервисном обслуживании карьерных автосамосвалов / Грязнов М.В., Шайдулин Ф.Г., Семенов В.А. // Автотранспортное предприятие. - 2009. - № 2. С. 4447.

14. Грязнов М.В. Паспортизация специальных автобусных маршрутов / Грязнов М.В., Крупнов A.M. // Грузовое и пассажирское автохозяйство. - 2009. -№ 5. С. 27-31.

15. Грязнов М.В. Как повысить КТГ автопарка/ Курганов В.М., Грязнов М.В. //Мир транспорта.-2011. -№3. С. 106-117.

16. Грязнов М.В. Резервирование численности автопарка изменением графика работы ремонтной зоны // Автотранспортное предприятие. - 2012. - №

2. С. 33-36.

17. Грязнов М.В. Ресурсы производительности экскаваторно-автомобильных комплексов / Грязнов М.В., Колобанов C.B. // Мир транспорта. - 2013. - №

3.С. 96-102.

18. Грязнов М.В. Использование логистических принципов при создании информационной системы горнодобывающего предприятия / Гавришев С.Е., Рахмангулов А.Н., Грязнов М.В. // Горный информационно-аналитический бюллетень Московского государственного горного университета - М.: МГГУ, 2002. Вып. 6. С. 170-173.

19. Грязнов М.В. Повышение эффективности добычи нерудных строительных материалов с использованием логистического подхода / Гавришев С.Е., Рахмангулов А.Н., Грязнов М.В. // Горный информационно-аналитический бюллетень Московского государственного горного университета - М.: МГГУ, 2002. Вып. 7. С. 33-37.

20. Грязнов М.В. Алгоритм согласования технологических процессов при планировании горных работ на строительных карьерах / Гавришев С.Е., Рахмангулов А.Н., Грязнов М.В. // Известия вузов. Горный журнал. -2003.-№2. С. 39-43.

21. Грязнов М.В. Совершенствование системы автоматизированного управления технологическими процессами горнодобывающего предприятия / Гавришев С.Е., Рахмангулов А.Н., Грязнов М.В. // Известия вузов. Горный журнал.-2003.-№6. С. 155-159.

22. Грязнов M.B. О нормировании потребления производственных ресурсов на горнодобывающем предприятии / Макаров A.M., Грязнов М.В. // Горный информационно-аналитический бюллетень Московского государственного горного университета - М.: МГГУ, 2006. Вып. 3. С. 103-106.

в монографиях:

23. Грязнов М.В., Гавришев С.Е., Рахмангулов А.Н., Лапаева O.A. Управление развитием горнодобывающего предприятия. Информационные модели и методы: Монография. - Магнитогорск: МГТУ, 2002. - 245 с.

24. Грязнов М.В., Курганов В.М. Обеспечение надежности в системе управления перевозками и производством на автомобильном транспорте: Монография. - Магнитогорск: Изд-во «Магнитогорский Дом печати», 2012. -128 с.

25. Грязнов М.В. Оптим1защя перевезень метизно!" продукцп з Pociï на експорт для потреб сшьского господарства (раздел в коллективной монографии) // Агроб1знес: проблеми, сучасний, стан та перспективи розвитку: Монография / A.I Алтухов, Л.В. Бондаренко, М.В. Грязнов и др. / Под общ. ред. Г.Е. Жуйкова, B.C. Ниценко. - Одесса: TOB «Лерадрук», 2013. -С. 490-537.

26. Грязнов М.В., Курганов В.М. Управление надежностью транспортных систем и процессов автомобильных перевозок: Монография. - Магнитогорск: Изд-во «Магнитогорский Дом печати», 2013.-318 с.

в других изданиях:

27. Грязнов М.В., Оценка величины организационных резервов на карьерах с автомобильным транспортом / Гавришев С.Е., Грязнов М.В. // Совершенствование методов поиска и разведки, добычи и переработки полезных ископаемых: Сб. статей по материалам Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. -Красноярск: КИЦМ, 1999. С. 162-163.

28. Грязнов М.В. Выбор варианта транспортно-экспедиционного обслуживания с учетом срока доставки груза / Гавришев С.Е., Грязнов М.В., Фарсиев В.Р., Макаров A.M. // Вопросы формирования и эффективного функционирования рыночной системы: Межвуз. сб. науч. тр. - Магнитогорск: МГТУ, 2000. Вып. 2. С. 180-184.

29. Грязнов М.В. Методика формирования системы управленческого учета как инструмента развития предприятия / Гавришев С.Е., Рахмангулов А.Н., Грязнов М.В. // Проблемы управления развитием угледобывающих предприятий /Тр. НИИОГР. - Челябинск, 2000. Вып. 5. С. 101-105.

30. Грязнов M.B. Построение эффективной системы управления промышленного предприятия с учетом логистических принципов // Вопросы формирования и эффективного функционирования рыночной системы: Межвуз. сб. науч. тр. - Магнитогорск: МГТУ, 2001. Вып. 3. С. 154-161.

31. Грязнов М.В. Методика оценки эффективности работы подвижного состава на автотранспорте / Грязнов М.В., Бакиров Р.К. // Вопросы формирования и эффективного функционирования рыночной системы: Межвуз. сб. науч. тр.-Магнитогорск: МГТУ, 2003. Вып. 5. С. 199-205.

32. Грязнов М.В. Основные положения методики управления ресурсами промышленных предприятий / Грязнов М.В., Санников К.Б., Лукьянов В .А. // М., 2003. - 9 с. Деп. В ВИНИТИ 31.10.03, № 1900 -В 2003.

33. Грязнов М.В. Алгоритм выбора рациональной стратегии обновления автопарка / Грязнов М.В., Бакиров Р.К., Пыталев И.А., Гридина O.A. // Материалы 62-й научно-технической конференции по итогам научно-исследовательской работы за 2002-2003 гг.: Сб. докл. Т.1 /Под ред. Г.С. Гуна. Магнитогорск: МГТУ, 2003. - С. 147-150.

34. Грязнов М.В. Методика экономико-математического моделирования рационального варианта обновления парка подвижного состава автотранспортного подразделения промышленного предприятия / Грязнов М.В., Бакиров Р.К., Пыталев И.А. // Участие молодых ученых, инженеров и педагогов в разработке и реализации инновационных технологий: Сб. статей по материалам IV Международной научно-практической конференции. -М.: МГИУ, 2003. - С. 260-262.

35. Грязнов М.В. Совершенствование подхода к назначению автобусов Магнитогорского ПАТП № 1 на городские маршруты с целью снижения эксплуатационных затрат предприятия / Грязнов М.В., Муравьев М.М., Гридина O.A. // Молодежь. Наука. Будущее: Сб. науч. трудов /Под. ред. JI.B. Родионовой. - Магнитогорск: МГТУ, 2004. Вып. 3 - С. 112-117.

36. Грязнов М.В. Совершенствование методики расчета площадей зон текущего ремонта автомобилей / Грязнов М.В., Муравьев М.М., Наумов A.B. // Материалы 63-й научно-технической конференции по итогам научно-исследовательской работы за 2003-2004 гг.: Сб. докл. Т.1 - Магнитогорск: МГТУ, 2004.-С. 180-184.

37. Грязнов М.В. Выбор рациональной стратегии обновления парка автосамосвалов в условиях ЗАО «Южуралавтобан» / Грязнов М.В., Гавришев С.Е., Бакиров Р.К., Макаров П.В., Порошин А.П. // Освоение месторожде-

ний полезных ископаемых: Межвуз. сб. науч. тр. - Магнитогорск: МГТУ,

2004.-С. 175-181.

38. Грязнов М.В. Совершенствование методики расчета площадей зон текущего ремонта автосамосвалов грузоподъемностью до 30 т / Грязнов М.В., Гавришев С.Е., Гущин А.И., Колобанов C.B., Пыталев И.А. // Проблемы развития горнодобывающих отраслей промышленности и безопасности контролируемого использования хризотилового волокна и хризотилсо-держа'щих материалов: Материалы 3-й Международной научно-практической конференции. 14-15 сентября 2005 г. / Под общ. ред. С.Ж. Галиева. - Житикара, 2005. - С. 304-309.

39. Грязнов М.В. Подход к оценке эффективности материальных ресурсов при эксплуатации автосамосвалов КАМАЗ-55111 в ЗАО «Южуралавто-бан» / Грязнов М.В., Гавришев С.Е., Санников К.Б., Колобанов C.B. // Вестник Красноярского государственного технического университета. Вып. 39. Транспорт /Отв. ред. В.Н. Катаргин - Красноярск: ИПЦ КГТУ,

2005. - С. 644-648.

40. Грязнов М.В. Методика расчета численности автослесарей на основе зависимости трудоемкости текущего ремонта автосамосвалов от степени их износа / Грязнов М.В., Меныциков Г.В., Пыталев И.А., Каблуков И.В. // Материалы 64-й научно-технической конференции по итогам научно-исследовательской работы за 2004-2005 гг.: Сб. докл. - Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2006. - Т.1 - С. 203-208.

41. Грязнов М.В. Особенности снабжения запасными частями автотранспортного предприятия в современных экономических условиях (на примере ЗАО «Южуралавтобан») / Грязнов М.В., Колобанов C.B., Санников К.Б., Спиридонова И.Ю. // Материалы VI Международной научно-технической конференции: Сб. тезисов докл. — Магнитогорск: ОАО «ММК», 2006. - С. 169-170.

42. Грязнов М.В. Подход к снижению затрат на доставку метизной продукции из России в страны Европы / Грязнов М.В., Франюк P.A. И Логистика: современные тенденции развития: V Международная научно-практическая конференция 20-21 апреля 2006 г.: Сб. докладов конференции /Отв. ред. B.C. Лукинский - СПб.: СПбГИЭУ, 2006. - С. 374-376.

43. Грязнов М.В. Повышение эффективности нормирования запасных частей для автосамосвалов / Грязнов М.В., Санников К.Б., Колобанов C.B. и др. // -Экономика и производство. - 2006. - № 2. С. 49-53.

44. Грязнов M.B. Рекомендации по совершенствованию системы учета производственных ресурсов на строительном карьере / Грязнов М.В., Гаври-шев С.Е., Санников К.Б., Муравьев М.М. // Разработка рудных месторождений: Научно-технический сборник Криворожского технического университета - Кривой Рог: Изд-во Криворожского технического университета, 2006.-Вып. 1 (90) С. 188-192.

45. Грязнов М.В. Нормирование расхода дизельного топлива при эксплуатации автосамосвалов / Грязнов М.В., Санников К.Б., Колобанов C.B. и др. // Экономика и производство. - 2006. - № 3. С. 52-55.

46. Грязнов М.В. Основные положения методики оптимизации транспортно-логистических затрат при доставке метизной продукции на экспорт / Грязнов М.В., Франюк P.A. // Логистика: современные тенденции развития: VI Международная научно-практическая конференция 19-20 апреля 2007 г.: Сб. докладов конференции /Отв. ред. B.C. Лукинский - СПб.: СПбГИЭУ, 2007. - С. 377-382.

47. Грязнов М.В. К вопросу о рациональном использовании производственных ресурсов на автотранспорте // Материалы V Международной юбилейной научно-практической конференции «Автомобиль и техносфера», Казань, 28-30 ноября 2007 г., Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 2008. -С. 188-189.

48. Грязнов М.В. Применение методов теории надежности при организации экспортных перевозок метизной продукции / Грязнов М.В., Кузнецов A.C. // Материалы 66-й научно-технической конференции: Сб. докл. - Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. - Т.1 .- С. 205-208.

49. Грязнов М.В. Систематизация параметров работы АТП, влияющих на размер ремонтной зоны / Грязнов М.В., Меньщиков Г.В., Красавин A.B. // Добыча, обработка и применение природного камня. Вып. 9: Сб. науч. тр. по материалам Междунар. науч. техн. конф. - Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2009. - С. 115-119.

50. Грязнов М.В. Использование спутниковых систем навигации для повышения надежности процессов перевозок на автотранспорте / Грязнов М.В., Байрамгулов Т.Р., Подлубный Д.Ю. // Модернизация процессов перевозок, систем автоматизации и телекоммуникации на транспорте: материалы межрегиональной научно-практической конференции с международным участием, Хабаровск, 9-10 декабря 2010 г. В 2 т., Т. 1 - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2010. - С. 152-155.

51. Грязнов M.B. Способы повышения надежности перевозок в цепях поставок / Грязнов М.В., Франюк P.A. // Социально-экономическое развитие хозяйствующих систем в современных условиях: опыт, проблемы, перспективы: Сб. ст. межд. науч.-пр. конф. /Под ред. С.Г. Журавина. - Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2010. Т. 2. - С. 212-216.

52. Грязнов М.В. Резервирование в обеспечении надежности автомобильных перевозок / Курганов В.М., Грязнов М.В. // Логистика: современные тенденций развития: X Междунар. науч.-практич. конф. 14, 15 апреля 2011 г. /ред. кол.: B.C. Лукинский (отв. ред.) [и др.] - СПб.: СПбГИЭУ, 2011. -С. 200-203.

53. Грязнов М.В. Опыт МП «Маггортранс» в нормировании расхода топлива на городских автобусных маршрутах / Грязнов М.В., Меньщиков Г.В., Адувалин A.A. // Транспортные и транспортно-технологические системы: материалы Международной научно-технической конференции/ под ред. Н. С. Захарова. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2011. - С. 37-42.

54. Грязнов М.В. Качественная и количественная характеристики надежности автоперевозок // Дорожно-транспортный комплекс: состояние, проблемы и перспективы развития: Сборник научных трудов IV-й Межрегиональной научно-практической конференции. - Чебоксары: Изд-во Волжского филиала МАДИ, 2011. - С. 30-33.

55. Грязнов M.B. Reservation in providing of automobile transportation reliability (Резервирование в обеспечении надежности автомобильных перевозок) / Kurganov V.M., Gryaznov M.V. // Materiafy VII Mi?dzynarodowej naukowi-praktycznej konferencji «Perspektywiczne opracowania sa, naukq. i technikami -2011». Volume 55. Techniczne nauki.: Przemyál. Nauka i studia- 112 str. C. 24 - 27 http://www.ukmauka.ru/PRNT/08-ll-2011_A4_tom-55.pdf. (Материалы VII Международной научно-практической конференции «Перспективные исследования в науке и технике 2011». Том. 55. Технические науки.: Пшемысль. Наука и исследования. -112 стр. С. 24-27).

56. Грязнов М.В. Анализ структуры себестоимости городских автобусных перевозок / Грязнов М.В., Сайфулина В.А. // Материалы научно-практической конференции с международным участием: «Качество жизни: вчера, сегодня, завтра. Актуальные проблемы вступления России в ВТО». Сборник трудов молодых ученых, магистрантов и студентов вузов /под общей и научной редакцией д.э.н., проф. Г.В. Астратовой. - Екатеринбург: Изд-во ГК «Стратегия позитива», 2012. - С. 136-139.

57. Грязнов М.В. Моделирование в управлении надежностью транспортно-логистических систем / Курганов В.М., Грязнов М.В. // Гибкость и адаптивность глобальных цепей поставок: Материалы VII-й российско-немецкой конференции по логистике DR-LOG 2012, 16-19 мая 2012 г. Санкт-Петербург / Под. ред. Д.А. Иванова, Б.В. Соколова, Й. Кешеля -СПб, 2012.-С. 238-244.

58. Грязнов М.В. Terminology in the sphere of providing of transport systems and transportation processes dependability (Терминология в сфере обеспечения надежности транспортных систем и процессов перевозок) / Kurganov V.M., Gryaznov M.V. // Материали за 8-а международна научна практична конференция «Ключови въпроси в съвременната наука», - 2012. Том 32. Технологии. София. «Бял ГРАД-БГ» ООД - С 28-34. (Материалы 8-й международной научно-практической конференции «Ключевые вопросы современной науки», 2012. Том 32. Технология. София. «Бял ГРАД-БГ» ООД-С. 28-34.)

59. Грязнов М.В. О резервировании и нормировании автомобильных шин / Грязнов М.В., Пузиков В.Е. // Перспективы и факторы обеспечения устойчивого развития экономики: материалы Международной научной конференции (20-21 апреля 2012 г.) -Худжанд: Издательство «Хуросон», 2012. С. 375-381.

60. Грязнов М.В. Разработка рекомендаций по обновлению парка автобусов ЛиАЗ-5256, задействованных на пассажирских перевозках г. Магнитогорска / Грязнов М.В., Твердохлебов Б.А., Сайфулина В.А. // Современные проблемы транспортного комплекса России: Вып. 2: Межвуз. Сб. науч. Тр. Под. Ред. А.Н. Рахмангулова. — Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. Гос. техн. Ун-та им. Г.И. Носова, 2012. - С. 191-197.

61. Грязнов М.В. Обеспечение надежности пассажирских перевозок за счет оптимизации маршрутов автобусов // Математика, статистика и информационные технологии в экономике, управлении и образовании: материалы Междунар. научно-практ. конф., 15 - 16 мая 2012 года, г. Тверь / ред.кол.: А.А. Васильев (отв.ред.) [и др.]. - Тверь: Твер. гос. ун-т, 2012. - С. 11-13.

62. Грязнов М.В. Виды отказов в перевозочном процессе на автомобильном транспорте / Грязнов М.В., Давыдов К.А., Михайлов Д.В. // Развитие транспорта в регионах Росси: проблемы и перспективы: материалы II Всероссийской научно-практич. конференции с междунар. участием. Филиал ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Кирове, 3 ноября 2012 г. / Под ред. В.А. Рожи-

■ ной, В.М. Попова. Киров: филиал «МГИУ» в г. Кирове, 2012. С. 73-78.

63. Грязнов M.B. Актуальность совершенствования нормативов ТЭА для планирования эксплуатационных затрат автотранспортного предприятия / Грязнов М.В., Давыдов К.А., Михайлов Д.В. // Пщвищення конкурентос-проможносп сшьськогосподарськоГ продукцй" на внутршньому та зовшшньому ринках: матер1али V М1жнародно'( науково-практичноУ кон-ференци (13-14 червня 2013 р., Одесский державний аграрний ушверси-тет). - Одесса: TOB «Лерадрук», 2013.-С. 115-117.

64. Грязнов М.В. Обоснование резервирования парка карьерных автомобилей на основе статистического анализа актов выполненных работ по сервисному обслуживанию. // Математика, статистика и информационные технологии в экономике, управлении и образовании: материалы Междунар. научно-практ. конф., 5 июня 2013 года, г. Тверь / ред. кол.: А.А.Васильев (отв. ред.) [и др.]. - Тверь: Твер. гос. ун-т, 2013. С. 66-68.

(»«1 О"07"'7

Подписано в печать 18.02.14. Тираж 200 шт. Заказ № 514

МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

(МАДИ)

На правах рукописи

05201450830

ГРЯЗНОВ МИХАИЛ ВЛАДИМИРОВИЧ

ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ ДОСТАВКИ АВТОМОБИЛЬНЫМ ТРАНСПОРТОМ (НА ПРИМЕРЕ УРАЛЬСКОГО РЕГИОНА)

Специальность 05.22.01 - «Транспортные и транспортно-технологические системы страны, ее регионов и городов, организация производства на

транспорте»

Диссертация

на соискание ученой степени доктора технических наук

Научный консультант -профессор, докт. техн. наук Курганов Валерий Максимович

Москва - 2014

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ................................................................................... 4

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ ДОСТАВКИ ГРУЗОВ И ПАССАЖИРОВ АВТОМОБИЛЬНЫМ ТРАНСПОРТОМ

1.1. Надежность функционирования автомобильного транспорта

как фактор повышения эффективности экономики страны...... 10

1.2. Анализ исследований по обеспечению надежности транспортных систем доставки автомобильным транспортом......... 15

1.3. Обеспечение надежности функционирования транспортных систем нормативно-правовыми актами, регулирующими работу автомобильного транспорта............................................ 21

1.4. Отечественный и международный опыт разработки и применения стандартов надежности............................................ 28

Выводы по главе...................................................................... 45

2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НАДЕЖНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ ДОСТАВКИ АВТОМОБИЛЬНЫМ ТРАНСПОРТОМ

2.1. Понятия «надежность» и «отказ» в функционировании транспортных систем доставки автомобильным транспортом......... 48

2.2. Оценка надежности сложных систем и технологических процессов.............................................................................. 61

2.3. Концепция обеспечения надежности транспортных систем..... 65

2.4. Оценка надежности транспортной системы........................... 75

2.5. Информационное обеспечение надежности доставки автомобильным транспортом......................................................... 85

2.6. Структурирование информации о резервах

транспортной системы........................................................ 95

Выводы по главе...................................................................... 102

3. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНОГО РЕЗЕРВИРОВАНИЯ НА АВТОМОБИЛЬНОМ ТРАНСПОРТЕ С ЦЕЛЬЮ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ЕГО РАБОТЫ

3.1. Принципы структурного резервирования процесса доставки 105 автомобильным транспортом..............................................

3.2. Построение дерева отказов структурных элементов транс-

портных систем............................................................... 113

3.3. Математическая модель структурного резервирования и алгоритм оптимизации............................................................. 124

3.4. Классификация методов структурного резервирования 133

3.5. Схемы постоянного резервирования с целой кратностью........ 139

3.6. Мажоритарные схемы резервирования.................................. 144

3.7. Схемы резервирования замещением.................................... 146

3.8. Ресурсосберегающие схемы резервирования

3.8.1. Резервирование с использованием мостиковых соеди-

нений....................................................................... 153

3.8.2. Схемы резервирования с двойным контуром................. 158

3.8.3. Схемы резервирования со скользящим резервом.......... 163

Выводы по главе...................................................................... 165

4. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕСУРСНОГО РЕЗЕРВИРОВАНИЯ НА АВТОМОБИЛЬНОМ ТРАНСПОРТЕ С ЦЕЛЬЮ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ЕГО РАБОТЫ

4.1. Резервирование численности автопарка............................... 168

4.2. Резервирование материальных ресурсов автотранспортного предприятия.......................................... 176

4.3. Резервирование производительности труда

операционного персонала автотранспортного предприятия.... 191 Выводы по главе...................................................................... 207

5. ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО РЕЗЕРВИРОВАНИЯ

5.1. Принцип многофункциональной работы участников процесса

доставки........................................................................... 210

5.2. Математическая модель расчета надежности многофункциональных технических объектов........................ 216

5.3. Методика расчета надежности транспортной системы при функциональном резервировании......................................... 222

Выводы по главе....................................................................... 228

6. РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА

6.1. Оптимизация структурно-функциональных схем надежности доставки продукции ОАО «ММК-Метиз» на экспорт 229

6.2. Использование мажоритарных схем резервирования для повышения надежности доставки персонала ОАО «ММК» автобусами ООО «Автотранспортное управление»........................ 242

6.3. Повышение надежности доставки вскрышных пород Михеев-ского рудника автосамосвалами ООО «Лога» на основе ресурсного резервирования..................................................... 248

Выводы по главе....................................................................... 264

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.............................................................................. 266

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК................................................... 270

Приложение А - Справки о проведении НИР.................................... 283

Приложение Б - Акты об использовании научных разработок............. 286

Приложение В - Акты внедрения научно-технической продукции........ 288

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Автомобильный транспорт является компонентом транспортной системы страны, выполняющим ключевую роль в развитии основных отраслей промышленности и повышении качества жизни граждан. Грузовой автомобильный транспорт является связующим элементом производственной системы многих предприятий отечественной промышленности. По данным Федеральной службы государственной статистики грузовым автомобильным транспортом осваивается две трети общего объема перевозок. Кроме того, автомобильный транспорт выдерживает большую социальную нагрузку, осуществляя более половины пассажирских перевозок в стране.

Направления комплексного решения проблем автомобильного транспорта федеральными органами власти изложены в Транспортной стратегии РФ на период до 2030 г. Одна из главных задач этого документа заключается в повышении надежности и безопасности функционирования транспортной системы, в том числе автомобильного транспорта.

Текущее состояние дел с оценкой и обеспечением надежности доставки автомобильным транспортом, существенно усложнит достижение обозначенных в Транспортной стратегии индикаторов развития транспортной системы страны. Нормирование надежности на автомобильном транспорте в настоящее время не производится, в отчетности автотранспортных предприятий отсутствуют какие-либо критерии, характеризующие безотказность их работы. Также не определяется надежность доставки заказчиками транспортных услуг или банковскими структурами при выдаче кредитов.

Обозначенный пробел в обеспечении надежности является одной из причин потери автомобильным транспортом важного конкурентного преимущества на мировом рынке автоперевозок, а также внутри страны относительно других видов транспорта. Поэтому развитие методического, нормативно-правового и информационного обеспечения надежности функционирования транспортных систем доставки автомобильным транспортом является актуальной научно-практической проблемой, ее решение существенно повысит эффективность развития транспортной системы России.

Цель работы состоит в обеспечении согласованного с заказчиком уровня надежности и эффективности функционирования транспортной системы доставки автомобильным транспортом, за счет идентификации и использования в транспортной системе структурных, ресурсных и функциональных резервов.

Научная гипотеза работы состоит в следующих предположениях: 1. Используемое количество ресурсов для функционирования транспортной системы без нарушения требований заказчика избыточно.

2. Избыток ресурсов является резервом, его идентификация - резервированием, представляющим источник повышения надежности функционирования транспортных систем.

Данные научные предположения позволили сформулировать идею работы, заключающуюся в том, что достижение и удержание надежности на согласованном в договоре с заказчиком уровне обеспечивается идентификацией и использованием имеющихся в транспортной системе структурных, ресурсных и функциональных резервов. Использование имеющихся резервов заключается: в уменьшении числа смежных структурных элементов транспортной системы; в использовании резервов материально-технических и трудовых ресурсов; в применении дополнительных функциональных возможностей участниками процесса доставки, определяющие их способность переключаться на резервные режимы работы при возникновении отказов.

Для достижения указанной цели в диссертационной работе были поставлены следующие основные задачи:

1. Разработка терминологического аппарата проблемы обеспечения надежности транспортных систем, включающего определения и классификацию основных понятий.

2. Формулировка концепции обеспечения надежности транспортной системы.

3. Разработка методики количественной оценки надежности.

4. Обоснование методического подхода к формированию информационного обеспечения надежности доставки автомобильным транспортом и структурированию информации о резервах транспортной системы.

5. Исследование принципов формирования структурных резервов на автомобильном транспорте, классификация способов и определение методов структурного резервирования, разработка методик количественной оценки надежности, при использовании структурных резервов.

6. Исследование принципов ресурсного резервирования на автомобильном транспорте, разработка способов идентификации в транспортной системе резервов материально-технических и трудовых ресурсов.

7. Обоснование способов функционального резервирования, обеспечивающих надежную работу элементов транспортной системы за счет совмещения выполняемых функций и переключения при возникновении отказов на аварийные алгоритмы работы.

* 8. Реализация предлагаемых методов обеспечения надежности транспортных систем на предприятиях автомобильного транспорта.

Объектом исследования является структура и технология работы транспортной системы города и промышленного предприятия, закономерности комплексного развития и взаимодействия материально-технической базы

магистрального, городского, пригородного, промышленного и внутрипроизводственного транспорта.

Предметом исследования являются методы обеспечения надежности материально-технической базы автомобильного транспорта, взаимодействия участников процесса доставки, функционирования производственной системы автоперевозчика.

Теоретико-методологические основы исследования. Диссертация выполнена на основе трудов ведущих отечественных и зарубежных ученых, работ в области теории надежности технических систем, риск-менеджмента, исследования надежности цепей поставок, организации и обеспечения безопасности дорожного движения, ситуационного управления перевозками, технической эксплуатации автомобилей, технологии и организации работы автомобильного транспорта.

Информационная база исследования: нормативно-правовые документы по обеспечению и стандартизации надежности транспортных систем, научные и методические материалы по проблемам обеспечения надежности на автомобильном транспорте, данные Федеральной службы государственной статистики (Росстат), Транспортная стратегия РФ на период до 2030 г., другие материалы.

Научную новизну исследования составляют следующие теоретико-методологические положения по основам обеспечения надежности транспортных систем, которые выносятся на защиту:

- определения надежности и отказа транспортных систем, классификационные признаки отказов, методика оценки надежности;

- концепция обеспечения надежности транспортной системы, предусматривающая достижение и удержание надежности на согласованном с заказчиком уровне, за счет идентификации и использования имеющихся структурных, ресурсных и функциональных резервов;

- экономико-математическая модель структурного резервирования, основанная на минимизации суммы дисконтированных затрат на доставку груза или пассажира, затрат на оплату услуг участников процесса доставки и компенсацию риска от рассогласования их взаимодействия;

- классификация способов структурного резервирования транспортной системы, позволяющая, в зависимости от способа соединения ее структурных элементов, выбирать метод структурного резервирования. Методики расчета надежности транспортной системы при постоянном резервировании с целой кратностью, а также использовании резерва замещением, мажоритарных и ресурсосберегающих схем;

- аналитическая зависимость величины резерва численности автопарка от коэффициента его технической готовности, позволяющая определять эти

резервы и оценивать выигрыш надежности транспортной системы от их использования;

- методики нормирования расхода материальных ресурсов, позволяющие формировать их резервы без увеличения складских запасов;

- способы функционального резервирования на автомобильном транспорте, заключающиеся в переходе структурных элементов транспортной системы на аварийные алгоритмы работы, при возникновении отказов, а также в сокращении числа смежных структурных элементов за счет совмещения выполняемых функций. Методики расчета надежности транспортной системы, при функциональном резервировании.

Практическая значимость. Результаты исследования имеют прикладной характер и могут быть использованы руководителями коммерческих предприятий, региональными и муниципальными органами власти при разработке комплексных программ повышения качества транспортного обслуживания заказчиков. Разработанные в диссертации подходы, модели и методы ориентированы на практическое применение, являются научно-методической основой предпринимаемых в настоящее время на практике мероприятий по обеспечению надежности транспортной системы, расширяя возможности их разработки и реализации.

Практическая ценность исследования заключается в разработке:

- алгоритма оптимизации структурно-функциональной схемы транспортной системы;

- показателей эффективности использования ресурсов транспортной системы, методических рекомендаций по структурированию информации о наличии резервов, а также созданию объектно-ориентированной информационной системы, предназначенной для их идентификации;

- способов определения резервов численности и провозной способности автопарка, основанных на снижении среднесуточных пробегов, сокращении среднего пробега автопарка с начала эксплуатации, изменении графика работы ремонтной зоны;

- алгоритма использования предлагаемой методики резервирования запасных частей, норм расхода дизельного топлива и эксплуатационного пробега автошин для моделей отечественного подвижного состава;

- методического подхода к структурированию времени на выполнение основных и вспомогательных операций процесса доставки, позволяющего определять резервы производительности труда операционного персонала, задействованного в работе транспортной системы.

Обоснованность и достоверность результатов исследований обеспечивается: использованием современных апробированных научных методов и математического аппарата; достоверностью и представительным объемом

исходных данных; соответствием полученных теоретических результатов фундаментальным положениям теории надежности, теории транспортных процессов и систем, управления запасами производственных ресурсов; соответствием результатов, полученных на основании предлагаемых методик, с

• результатами практического внедрения.

Реализация результатов исследования. Результаты диссертационного исследования использованы при выполнении научно-исследовательских работ в рамках реализации:

- проекта по ведомственной научной программе Федерального агентства по образованию Министерства образования и науки РФ «Развитие научного потенциала высшей школы», подпрограммы № 3 «Развитие инфраструктуры научно-технической и инновационной деятельности высшей школы и ее кадрового потенциала» (2004 г.);

- конкурса исследовательских проектов студентов, аспирантов и молодых ученых Челябинской области (2008 г.), ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» (2012 г.);

Результаты диссертационного исследования использованы на предприятиях автомобильного транспорта: для разработки новых автобусных маршрутов, корректировки графика движения автобусов (ООО «Автотранспортное управление», 2008 г.); для определения потребности автопарка в материально-технических ресурсах, выбора типа подвижного состава при назначении на маршрут (ООО «Ростра», 2011 г.).

Отдельные результаты диссертационного исследования внедрены на автотранспорт�