автореферат диссертации по транспорту, 05.22.12, диссертация на тему:Оптимизация взаимодействия технологического железнодорожного транспорта и производства (на примере металлургического комбината)

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРАКТИКИ И ¡«СЛЕДОВАНИИ

ПРОЖийННОГО ТРАНСПОРТА.II

1.1. Роль и значение промышленного транспорта в металлургическом производстве.II

1.2. Условия работы промышленного транспорта.

1.3. Краткий обзор исследований по промышленному транспорту.

1.4. Анализ близких моделей оптимизации транспортных потоков.

1.5. Цель диссертационной работы

ВЫВОДЫ ПО 1-ОЙ ГЛАВЕ.

ГЛАВА 2. ТРАНСПОРТНАЯ ЗАДАЧА КАК ЖДЕЛЪ ТЕХНОЛОПЖСКИХ

ПЕРЕВОЗОК.

2.1. Краткая характеристика системы поставщик- транспорт-потребитель.

2.2. Статистический анализ динамических процессов.

2.3. Анализ адекватности статических и динамических моделей технологическому транспорту.

2.3.1. Статическая транспортная задача.

2.3.1. Динамическая транспортная задача.

2.4. Сравнение результатов оптимизацииполученных при решении СТЗ и ДТЗ,с реально сложившейся структурой перевозок.

ВЫВОДЫ ПО П-ОИ ГЛАВЕ.

ГЛАВА 3. МЕТОД ДИНАШ'ЖСКОЛ ОПТИМИЗАЦИИ ВЗАШОДСЙСТВИЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА И ПРОИЗВОДСТВА.

3.1. Принципиальные особенности динамической транспортной задачи с задержками.

3.2. Постановка задачи.

3.3. Динамическая транспортная задача с заде ржами с критерием минимума транспортно-производствен-ных расходов.

3.4. Методика применения ДТЗЗ для согласования производственных программ и ритма работы транспорта iqi

3.5.'Оптимизация технологических потоков при согласованных производственных программах.

3.5.1. Математическая модель.

3.5.2. Условия согласованности производственных программ.

3.5.3.ДТЗЗ с переменивши задержками.

3.6. Алгоритм применения ДТЗЗ для оптимизации взаимодействия технологического железнодорожного транспорта.

3.7. Алгоритм сведения ДТЗЗ к СТЗ.

ВЫВОДЫ ПО 3-ЕЙ ГЛАВЕ.

ГЛАВА 4. РАСЧЕТ СОГЛАСОВАННОЙ РАБОТЫ ТРАНСПОРТА И ПРОИЗВОДСТВА.

4.1. Определение удельной стоимости технологических перевозок.

4.2. Имитационная модель транспортно-цроизводственной системы горячего чутуна.

4.3. Определение оптимальной динамической структуры транспортных потоков горячего чугуна.

4.4. Исследование динамической структуры потоков на имитационной модели.

4 стр.

4.5. Методика обеспечения оптимального взаимодействия производства и транспорта в условиях неравномерности

4.6. Расчет ожидаемого экономического эффекта усовершенствованной организации технологических перевозок

ВЫВОДЫ ПО 4-ОЙ ГЛАВЕ.

ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ В ЦЕЛОМ.

ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ В ЦЕЛОМ

1. Промышленный железнодорожный транспорт играет важную роль в организации технологического процесса металлургического производства. Приспосабливаясь к изменяющимся внешним условиям, он объективно вынужден выполнять функцию согласования несовпадающих ритмов работы цехов-поставщиков и цехов-потребителей.

2. Статистический анализ работы транспортно-производственной системы горячего чутуна показывает существенную неравномерность. Особенно велика неравномерность работы доменного цеха, вероятность выпусков чутуна с нормативным интервалом невелика (0,09 * 0,25), продолжительность выпусков также имеет значительный размах отклонений (коэффициент вариации 0,18 * 0,33). Неравномерная работа производства приводит к совпадению выпусков чугуна у нескольких печей, что значительно затрудняет работу транспорта. Увеличивается оборот чугуновозного ковша, из-за опоздания порожних ковшей к моменту выпуска чугуна доменное производство несет значительные потери.

3. Для разработки метода оптимального взаимодействия доменного производства и транспорта горячего чугуна создан математический аппарат, представляющий двухуровневую оптшлизирующе-ршитационную модель. В качестве нижнего уровня (имитационного базиса) применена имитационная система ИСТРА, верхний уровень (оптимизирующую надстройку) образует динамическая транспортная задача с задержками.

4. Предлагаемая постановка ДТЗЗ позволяет определять динамическую оптимальную структуру перевозок при заданных неравномерных ритмах производства и потребления, потребное ускорение перевозок, потребную коррекцию производственных программ поставщиков и потребителей. В случае невозможности согласования ритмов произволства и потребления возможно определение оптимального плана перевозок с минимальным опозданием грузов по критерию минимума транспортно-производствечных затрат и потерь производства из-за опоздания грузов.

5. Разработан метод решения ДТЗЗ путем сведения к статической транспортной задаче. Для решения используется комплекс стандартных программ ЕС ЭВМ.

6. Исследование на имитационной модели подтверждает возможность организации перевозок по динамическому оптимальному плану. Результаты моделирования показывают при этом улучшение показателей как производственной, так и транспортной подсистем.

7. Определено количество вывозных локомотивов и чугуновозных ковшей в обороте, необходимое для реализации динамической структуры перевозок.

8. Разработанная методика обеспечения оптимального взаимодействия производства и транспорта стимулирует производство за снижение неравномерности, транспорт - за обеспечение надежного обслуживания производства в условиях неравномерности.

1. Материалы ШТ съезда К1ЮС.-М.: Политиздат, 1.8I.-223 с.

2. Материалы ХХУ съезда КПСС. -М.: Политиздат, 1976.-256 с.

3. Встреча товарища К.У. Черненко с рабочими московского металлургического завода "Серп и Молот". -Газета "Правда" 1984, 30 апреля.

4. Акофф Р.Л. и Эмери Ф.Е. О целеустремленных системах.-М.: Сов. радио. 1974.-270 с.

5. Акулиничев В.М. Организация вагонопотоков. -М.: Транспорт, 1979. 223 с.

6. Акулиничев В.М. Организация перевозок на промышленном транспорте. М.: Высшая школа, 1983. - 247 с.

7. Акулиничев В.М., Кудрявцев В.А., Корешков А.Н. Математические методы в эксплуатации железных дорог. М.: Транспорт, 1981.223 с.

8. Акулиничев В.М., Кудрявцев В.А., Щульженко П.А. Применениематематических методов и вычислительной техники в эксплуатациижелезных дорог. М.: Транспорт, 1973,- 208 с.

9. Бакаев A.A. и др. Автоматные модели экономических систем.-Киев: Наукова думка, 1970.- 191 с.

10. Бусленко И.П. Моделирование сложных систем.- М.: Наука, 1978. 399 с.

11. Васильева Е.М., Левит Б.Ю., Лившиц В.Н. Нелинейные транспортные задачи на сетях.- М.: Финансы и статистика, 1881.-104 с.

12. Генеральный план и транспорт промышленных предприятий. Под ред. И.И.Костина и В.И.Тиверовского.- М.: Стройиздат, 1981.192 с.

13. Голыитейн Е.Г., Юдин Д.Б. Задачи линейного программирования транспортного типа. М.: Наука, 1969. 382 с.

14. Дерибас А.Т., Повороженко В.В., Смехов A.A. Организация грузовой и коммерческой работы на железнодорожном транспорте.-М.: Транспорт, 1980. 328 с.

15. Зангвил 7.И. Нелинейное црограмшрование.- М.: Советское радио, 1973.- 312 с.

16. Калихман И.Л., Войтенко М.А. Динамическое программирование в примерах и задачах. -М.: Высш.школа, 1979.- 125 с.

17. Клейнрок Л. Теория массового обслуживания. -М.: Машиностроение , 1979.- 432 с.

18. Костенецкий К.П. Развитие транспорта в металлургии. Вопросы генерального плана и транспорта металлургических заводов.-М.: Металлургиздат, 1963.- 332 с.

19. Кофман А., Крюон Р. Массовое обслуживание. Теория и приложения. М.: Мир, 1965.- 302 с.

20. Краснощеков П.С., Петров A.A. Принципы построения моделей М.с Изд-во МГУ, 1983.- 264 с.

21. Кузин Л.Т. Основы кибернетики. В 2-х т., т.1. Математические основы кибернетики. М.¡Энергия, 1973. - 503 с.

22. Кузин JI.T. Основы кибернетики. В 2-х т., т.2. Основы кибернетических моделей,- М.: Энергия, 1979,- 584 с.

23. Лабадин С.И., Шмулевич М.И. Организация перевозок и управление железнодорожным транспортом металлургических заводов. М.: Металлургия. 1978. - 264 с.

24. Лещинский Е. Имитационное моделирование на железнодорожном транспорте.- М.: Транспорт, 1964.- 159 с.

25. Мацкель С.С. Расчет элементов станций на ЭВМ. М.: Транспорт, 1980.- 176 с.

26. Месарович М., Мако Д., Такахара И. Теория иерархических многоуровневых систем. М.: Мир, 1973.- 342 с.

27. Месарович М., Такахара Я. Общая теория систем: математические основы. М.: Мир, 1979.- 308 с.

28. Моисеев H.H. Математика ставит эксперимент. М.: Наука, 1979.224 с.

29. Моисеев H.H. Математические задачи системного анализа.- М.: Наука, 1981.- 488 с.

30. Нейлор Т. Машинные имитационные эксперименты с моделями экономических систем. М.: Мир, 1975, - 511 с.

31. Нестеров Е.П. Транспортные задачи линейного программирования. -М.: Транспорт, 1971. -216 с.

32. Образцов В.Н. Единый технологический процесс на транспорте. -Л.: Издательство АН СССР, 1944,- 78 с.

33. Оливер У. Уайт. Управление производством и материальными запасами в век ЭВМ. М.: Прогресс, 1978. - 304 с.

34. Организация перевозочного процесса.- М.: Транспорт, 1968. -303 с.

35. Первозванский A.A. Математические модели в управлении производством. М.: Наука, 1975.- 616 с.

36. Перепелюк A.B. Себестоимость перевозок на промышленном железнодорожном тралепорте. -М.: Транспорт, 1981.- 200 с.

37. Перепелюк A.B., Хоружий A.C. Экономика промышленного транспорта металлургии.- М.: Металлургия, 1982.- 190 с.

38. Персианов В.А., Скалов К.Ю., Усков Н.С. Моделирование транспортных систем. М.: Транспорт, 1972.- 208 с.

39. Портер У. Современные основания общей теории систем. М.: Наука. 1971.- 555 с.

40. Промышленный транспорт. Под ред. А.Т.Дерибаса. М.: Транспорт, 1974.- 560 с.

41. Пясецкий С. Оптимизация перевозочного процесса. М.: Транспорт, 1979.- 176 с.

42. Рапопорт B.C. Развитие организационных форм управления научно-техническим прогрессом в промышленности.- М.: Экономика, 1979. 232 с.

43. Рихтер К.-Ю. Транспортная эконометрия. М.: Транспорт, 1982.317 с.

44. Романовский И.В. Алгоритмы решения экстремальных задач. М.: Наука, 1977.- 352 с.

45. Рыбкин М.О. и др. Транспорт на металлургических заводах.- М.: Металлургия, 1973.- 412 с.

46. Садовский В.А. Основание общей теории систем.- М.: Наука, 1974.279 с.

47. Сетров М.И. Основы функциональной теории организации. Философский очерк. Л.: Наука, 1972.- 164 с.

48. Современное состояние теории исследования операций. М.: Наука, 1979.- 464 с.

49. Сотников Е.А. Планирование работы станций с использованием ЭВМ.- М.: Транспорт, 1973.- 51 с.

50. Ферапонтов Г.В. Эксплуатация железнодорожных подъездных путей. М.: Транспорт, 1966.- 302 с.

51. Философско-методологические основания системных исследований. -М.: Наука, 1983.- 324 с.

52. Форд Л., Фалкерсон Д. Потоки в сетях. М.: Мир, 1966.- 276 с.

53. Форрестер Дж. Мировая динамика.- М.: Наука, 1978. 167 с. •

54. Фрэнк Г., Фриш И. Сети, связь и потоки. М.: Связь, 1978.448 с.

55. Ханика Ф. де П. Новые идеи в области управления. Руководство для управляющих.- М.: Прогресс. 1969.- 124 с.

56. Хорафас Д.II. Системы и моделирование.- М.: Мир, 1967.- 419 с.

57. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем- искусство и наука. М.: Мир, 1978.- 215 с.

58. Шмулевич М.И. АСУ промышленного транспорта.- М.: Транспорт, 1976.- 263 с.

59. Экономика промышленного железнодорожного транспорта. Под ред. В.А.Дмитриева.- М.: Транспорт, 1981.- 293 с.

60. Экономические проблемы развития транспорта. Под ред. А.А. Ми-таишвили М.: Транспорт, 1982.- 231 с.

61. Эшби У.Р. Введение в кибернетику. М.: ИЛ, 1959.- 430 с.

62. Янушевский Р.Г. Управление объектами с запаздыванием.- М.: Наука, 1978.- 276 с.

63. Александров В.И. Моделирование составов поездов.- В кн. Математические методы в эксплуатации железных дорог: Сб.науч.тр./ Моск. ин-т. инж. тр-та.-М.: ШИТ, 1974, C.92-9S.

64. Акулиничев В.М. Система организации вагонопотоков на железнодорожном транспорте. Сб.науч.тр./Моск.ин-т инж.тр-та.- М.: „ШИТ, 1969.- 120 с.

65. Акулиничев В.М., Бодтол В.И., Александров В.И. Статистическое моделирование работы сортировочной станции.- В кн.: Математические методы в эксплуатации железных дорог: Сб.науч.тр./ Моск.ин-т инж.тр-та. -М.: МИИТ, 1974, с.74-91.

66. Дятлов Н.В. Статистическая модель базовой системы обслуживания участковой станции. В кн.: Вопросы эксплуатации и экономики железных дорог: Сб. науч.тр./Моск.ин-т инж. тр-та.-М.: МИИТ, 1977, с.19-28.

67. Казюлин Г.Е. Выбор оптимального варианта организации вагоно-потоков методом динамического программирования. В кн.:.Математические методы и модели в организации вагонопотоков:

68. Сб.науч.тр./Моск. ин-т инж. тр-та. М.: МИИТ, 1971, с.18-35.

69. Козлов П.А. Универсальная технологическая модель с элементами переменной емкости.- В кн.: Развитие транспортных узлов. Т.2-М.: Транспорт, 1978.- с. 145-168.

70. Литвак Б.Л. Алгоритм решения динамической транспортной задачи. В кн.: Системы многосвязного управления. М.: Наука, 1977,с.59-69.

71. Новиков П.Т., Хоружий A.C. Исследование удельных показателей материальных потоков металлургического производства. В кн.: Вопросы работы железных дорог промышленных предприятий: Сб. науч. тр./Ленингр. ин-т инж. ж.-д. тр-та.-JI.: ЛИЙ2Т, 1982.-с.39-44.

72. Ратин A.C. Динамический подход к задаче определения очередное*ти обслуживания грузовых пунктов станции. В кн.: Вопросы эксплуатации и экономики железных дорог: Сб.науч. тр./'Доек. ин-т инж.тр-та.-М.: МИИТ, 1977, с.56-65.

73. Седых А.Г. К вопросу моделирования работы грузовых станций на ЭВМ.- В кн.: Проектирование и эксплуатация железных дорог: Сб.науч.тр./Моск.ин-т инж.тр-та. -М.: МИИТ, 1967, с.45-53.

74. Смехов A.A. Построение математической и сетевой модели грузовой станции методом статистических испытаний, В кн.:Мате-матические и сетевые модели грузовых станций: Сб.науч.тр./ Моск.ин-т инж.тр-та. - М.: МИИТ, 1970, сгЗ-26.

75. Смехов A.A. Применение математических методов для расчета оптимальных параметров грузовых фронтов. В кн.: Применение математических методов и ЭЦВМ в грузовой работе железных дорог: Сб.науч. тр./Моск. ин-т инж.тр-та.-М.: МИИТ, 1968, с.15-29.

76. Таль К.К. Основные вопросы применения методов моделирования для проектирования станций и узлов. Сб.науч.тр./Центр.научн.-исел. ин-т станций.- М. :■ Щ1ИИС, 1971, с.56-96.

77. У сков Н.С. Вопросы методологии системной организации транспорта территориально-производственных образований.- В кн.: Вопросы развития промышленного транспорта: Сб.науч.тр/Йн-т компл. тр-ных проблем. М.: ИКТП, 1976, с.36-95.

78. Штофф В.А. Моделирование как гносеологическая проблема.- В кн; Диалектика и логика научного познания.- М.: Наука, 1966с.78-123.

79. Барышев В.Г., Елюглин G.JI., Кузнецов Л.А. К управлению системами с многомерным параметром. Автоматика и телемеханика, 1977, В 4, с.37-42.

80. Гриценко В.И., Назаренко H.A. Оперативное управление транспортными перевозками в многофазной системе снабжения. Управляющие системы и машины, 1980, Jß 4,- с. 12-13.

81. Евтушенко Ю.Г., Краснощеков П.С., Моисеев H.H. Имитационные системы.- Экономика и организация промышленного производства, IS73, Я6, с.39-45.

82. Калашников В.В. Сложные системы и методы их анализа.- М.: Знание, 1980.- (Новое в жизни, науке, технике, Сер."Математика, кибернетика", .Ю).- 64 с.

83. Кенич X., Штели С., Бессон П. Моделирование эксплуатационной работы в узлах и на небольших тупиковых станциях. Железные дороги мира, 1971, JSI2, с.46-53.

84. Козлов П.А., Миловидов С.П. Оптимизация структуры транспортных потоков в динамике при приоритете потребителей.- Экономика и мат.методы, 1982, т.ХУШ, Вып.З.- с.521-531.

85. Кривоножко В.Е., Пропой А.И. О методе решения динамических транспортных задач.- Автоматика и телемеханика, 1979, ЖГ2, с 133-145.9I# Matejic V. One Mathematical Model of Transport System Development. "Rail International", 1975, N 11, p. 43-50.

86. Mellor P. and Tocher K.D. Steel Works Production Game. -"Operational Research Quarterly", vol. 14, N 2, p. 18-45.

87. Миловидов С.П., Козлов П.А. Динамическая транспортная задача с задержками в сетевой постановке.- Техническая кибернетика,1982, М.- с.211-212.

88. Oku Т., Tsukamoto Н. Etude d'une planification a long term Simulation. "Rail International", 1970, N 4, p. 38-43.

89. Перепелюк А. Транспорт и эффективность общественного производства.-М.: Правда, Вопросы экономики, 1981, Ш, с.65-72.

90. Позамантир Э.И. Оптимальное оперативное планирование потоков продукции и работы транспорта В кн.: Проблемы прогнозирования и оптимизации транспорта. Под ред. Л.В.Каторовича и В.Н. Лившица. М.: Наука, 1982.- с.275-295.

91. Смирнов Л.В. Математическое моделирование развития.- Вопросы философии, 1963, М, с.48-64.

92. Ford L.R., Fulkerson P.R. Constructing Maximal Dynamic Flows from Static Flows. "Operations Res.", 1958, v. 6, p. 419-433.

93. Ермаленко В.Г. Совершенствование взаимодействия различных видов транспорта в морских портах с применением метода моделирования. Автореферат кандидатской диссертации. - Киев, 1979.

94. Захаров В.А. Исследование технологии работы сортировочных станций методом моделирования процессов на ЭВМ.- Автореферат кандидатской диссертации.- Гомель, 1976.

95. Коробкин A.B. Совершенствование технологии внутриузловых перевозок жидкого чугуна в вагонах миксерах. - Автореферат кандидатской диссертации.- Л.: 1983.- 20 с.

96. Коваленко П.Г. Исследования взаимодействия транспортной и производственной подсистем в промышленном узле методом моделирования на ЭВМ. Кандидатская диссертация. М.: МИИТ, 1980. 257 с.

97. Козлов П.А. Исследование вопросов формирования структуры иорганизации работы транспорта металлургических промышленных районов.- Кандидатская диссертация,- М, 1975.

98. Суворов В.А. Исследование вопросов совершенствования организации перевозок в промышленных узлах (на примере металлургической промышленности).- Кандидатская диссертация. М.: ШИТ, 1982.

99. Хаустов Г.Г. Анализ перевозок горячих грузов доменного цеха и их оптимизация. Автореферат кандидатской диссертации,-Л,: 1974,- 20 с.

100. Математическое обеспечение ЕС ЭВМ, Выпуск 9. Программы для решения задач исследования операций.- ¿Линек: АН БССР. Институт математики. 1980.- 137 с.

101. Правила технической эксплуатации железнодорожного транспорта промышленных предприятий.- Киев: Техника, 1968.- 162 с.