автореферат диссертации по транспорту, 05.22.01, диссертация на тему:Повышение эффективности технологии перевозок легковых автомобилей методом прогнозной оптимизации системы управления водитель-автомобиль-дорога

На правах рукописи

Неретин Александр Андреевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕВОЗОК ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ МЕТОДОМ ПРОГНОЗНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ВОДИТЕЛЬ-АВТОМОБИЛЬ-ДОРОГА

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

транспорте»

5 ДЕК 2013

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

005542469

Москва-2013

005542469

Работа выполнена на кафедре «Менеджмент» в Московском автомобильно-дорожном государственном техническом университете (МАДИ)

Научный руководитель: Доктор технических наук, профессор

Миротин Леонид Борисович

Официальные оппоненты: Ларин Олег Николаевич,

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

Шилимов Михаил Викторович,

кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)», доцент кафедры «Автомобильные перевозки»

Ведущая организация: ОАО «Научно-исследовательский институт автомобильного транспорта» (НИИАТ).

Защита состоится 20 декабря 2013 г., в 10.00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.126.06 при Московском автомобильно-дорожном государственном техническом университете (МАДИ) по адресу: 125319, г. Москва, Ленинградский проспект, д. 64, ауд. 42.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАДИ.

Автореферат разослан « » ноября 2013 года.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью организации, просим направлять в адрес диссертационного совета. Телефон для справок 8(499)155-93-24.

Ученый секретарь диссертационного совета ДМ 212.126.06

Ефименко Д.Б.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований.

Выбор направлений развития транспортной системы базируется на проекте концепции долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2030 года, бюджетных посланиях Президента Российской Федерации Федеральному Собранию Российской Федерации, а также на широком спектре документов, определяющих перспективные направления развития общества и экономики России, ее регионов, транспортной системы страны в целом и отдельных видов транспорта (включая трубопроводный), международной транспортной интеграции, прежде всего в рамках СНГ и ЕврАзЭС, на законодательных и иных нормативных правовых актах в области обороны и национальной безопасности Российской Федерации.

Увеличение доли участия российских транспортных организаций в перевозках отечественных экспортных и импортных грузов, а также грузов между третьими странами требует разработки и реализации соответствующих законодательных и других методов регулирования, обеспечивающих конкурентоспособность российского транспорта.

Решающее значение для формирования современной товаропроводящей сети на территории России будет иметь создание интегрированной сети транспортно-логистических комплексов, обеспечивающих предоставление широкого спектра конкурентоспособных услуг, ускоренное развитие интермодальных перевозок и формирование территориально-производственных кластеров.

В России настоящее время, по данным аналитического агентства «АВТОСТАТ», количество легковых автомобилей перешагнуло отметку в 24 ООО ООО машин. Однако уровень автомобилизации в стране еще достаточно низок, по отношению к развитым странам (в России приходится 250 легковых машин на 1000 жителей, в развитых странах этот показатель доходит до 1139 машин на 1000 жителей (Сан-Марино). Рынок сбыта легковых автомобилей активно растет, поэтому необходимо обеспечить нормальную работу транспортной системы по доставке готовых легковых автомобилей автомобильным транспортом. Это подтверждается в Стратегии Развития Транспорта до 2030 года, где основными недостатками транспортной системы является неконтролируемый рост автопарка страны, который стабили-

зируется по предварительным прогнозам только к 2025 году на уровне 60 млн. транспортных единиц. Отсюда следует, что необходимость в доставке легкового транспорта с заводов-изготовителей и региональных распределительных центров в центры продаж будет постоянно расти. В настоящее время доставка автомобилей осуществляется недостаточно эффективно.

Цель исследования повышение эффективности работы системы доставки легковых автомобилей специализированным подвижным составом в региональные центры продаж на основе использования результатов комплексного математического моделирования

В рамках диссертационного исследования поставлены следующие исследовательские задачи:

1. Провести анализ и выявить специфические особенности работы системы доставки легковых автомобилей в региональные распределительные центры продаж.

2. Разработать типизацию и классификацию недостатков системы доставки легковых автомобилей в региональные распределительные торговые центры.

3. Разработать критерий эффективности работы системы доставки легковых автомобилей.

4. Разработать комплексную математическую модель системы доставки легковых автомобилей.

5. Разработать метод прогнозной оптимизации, «узких мест» системы доставки легковых автомобилей.

Объектом исследования является система управления перевозками легковых автомобилей специализированным подвижным составом в региональные распределительные центры.

Предметом исследования является технология перевозок легковых автомобилей специализированным подвижным составом методом прогнозирования состояния системы водитель-автомобиль-дорога.

Область исследования заключается в организации технологии транспортного производства (на примере транспортировки новых легковых автомобилей специализированным подвижным составом в региональные центры продаж).

Теоретической и методической основой исследования являются труды отечественных и зарубежных ученых в соответствии с объектом и предметом исследования: В.М. Беляева, Л.Б. Миротина,

В.M. Курганова, А.Г. Некрасова, И.И. Елисеевой, О.А. Ларина, А.П. Кожина, А.А. Чеботаева, Н.О. Блудяна, А.Б. Николаева, В.М. Шилимова, А.П. Буслаева и других.

Научная новизна предпринятого автором диссертационного исследования заключается в разработке:

1. Типизации и классификации недостатков в организации и работе системы доставки легковых автомобилей на основе системы «водитель-автомобиль-дорога».

2. Критериев эффективности работы системы доставки легковых автомобилей с учетом концепции OPT(Optimised production technology).

3. Комплексной математической модели системы доставки готовых автомобилей в региональные центры продаж.

4. Метода прогнозной оптимизации управления системой «водитель-автомобиль-дорога» при выполнении междугородных перевозок грузов.

Практическая ценность.

Основные результаты настоящего диссертационного исследования внедрены в группе компаний «СИМ» (ЗАО «МС Логистика»),

Результаты данного исследования могут быть рекомендованы к использованию различными автотранспортными организациями, занимающимися транспортировкой новых легковых автомобилей в региональные центры продаж.

Полученные теоретические результаты работы использованы как составная часть учебного процесса по дисциплине «Транспортная логистика».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на 7-м Всероссийском форуме «Здоровье нации - основа процветания в России», 71-й научно-исследовательской конференции МАДИ в виде стендового доклада в рамках учебно-методического модуля конференции.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Результаты статистического анализа недостатков работы системы доставки легковых автомобилей.

2. Комплексная математическая модель системы доставки легковых автомобилей в региональные центры продаж.

3. Метод прогнозной оптимизации управления системной «водитель-автомобиль-дорога» при выполнении междугородних перевозок.

Публикации.

По материалам диссертационной работы опубликовано 6 печатных работ, в том числе 2 статьи в изданиях перечня рецензируемых научных журналов и изданий. Список работ приведен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы (более 100 наименований), приложений. Содержит 130 страниц, в том числе 35 рисунков и 29 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследования, определена цель, поставлены задачи, указаны предмет и объект исследования, отражены научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе рассматриваются системы управления грузовым автомобильным транспортом в нашей стране и за рубежом. Выявляются основные проблемы при доставке указанной продукции

Научный базис, на который опирается работа, во многом сформирован на основе научных и практических работ отечественных и зарубежных авторов, а также с учетом тенденций, характерных для развития данной области.

В работе системы были выявлены недостатки в перевозке легковых автомобилей автомобильным транспортом (рис.1). На основе анализа статистических данных группы компаний «СИМ» (ЗАО «МС Логистика», ООО «СИМ-Авто», ЗАО ПКФ «СИМ»), которая занимается транспортировкой легковых автомобилей по дилерам, было выявлено, что 20% перевозок выполняется с нарушением графика поставок, связанным с организацией работы водителей и техническим состоянием подвижного состава.

Недостатки

У Физическое состояние носителя Психологическое состояние

водителя Компетенции водителя

Водитель Полалиои Автоулобиля

Дорога

Двигатель И* Отклонение от ГОСТ

Кузов, кабина Чк Инфраструктура

Рулевое управление Тормозная система Трансмиссия Электрооборудование Рама. подвеска, колеса

Рис.1. Недостатки в системе доставки легковых автомобилей

Для того чтобы свести к минимуму процент срывов загрузок, проведен анализ работы системы управления процессом доставки легковых автомобилей. Для этого была рассмотрена система «водитель-автомобиль-дорога» на основе использования концепции технологии OPT(Optimissd production technology) (США, Израиль). Эта технология позволяет выявить «узкие места» в технологических системах по запасам, машинам, оборудованию, технологическим процессам, персоналу. В данном случае была рассмотрена поломка подвижного состава и были выявлены основные причины, приводящие к поломкам. На рис.2 представлены основные причины срывов загрузок в 2010 г.

вгка гтостаеирча автслмбгля - нарушекйг сроков доставки

Рис. 2. Причины срывов загрузок в 2010г.

В работе выявлены различные причины срывов: несвоевременное обслуживание АТС, невнимательность водителя, снижение

надежности ТС. Нарушение сроков доставки в основном зависит от качества информационного обеспечения, как водителя, так и всей системы в целом.

Важным атрибутом системного подхода является поиск «критических областей» кумулятивного отклонения фактических результатов от запланированных. Понятие «критические области» причин срывов по вине водителя адекватно понятию известного принципа прочности «цепь управления», утверждающего, что «прочность цепи управления определяется крепостью самого слабого звена» (рис. 3).

Физическое состояние водителя (2009г.)

Психологическое состояние водителя (2009г.)

Компетенции водителя (2009г.)

— -физическое состояние водителя (2010Г)

....... Психологическое состояние эодителя

(2010г.)

—• Компетенции водителя (2010г.)

— Физическое состояние водителя (2011г.)

--Психологическое состояние водителя

(2011Г)

--Компетенции водителя (2011г.)

»V ' '

Рис. 3. Причины срывов сроков поставок по вине водителя

Работа водителя относится к категории работ, связанных с повышенным риском, большим нервно-эмоциональным напряжением, требует постоянной концентрации внимания. Проведенный анализ показал, что из общего числа ДТП до 90% происходят из-за ошибок и недостаточной квалификации водителей, 10% обусловлены отказами основных агрегатов и систем автомобиля, 9-20% связаны с неудовлетворенными дорожными условиями (см. рис. 3). Применительно к водителю причинами, вызывающими ДТП, являются следующие: психофизиологические особенности поведения, утомляемость, употребление алкоголя и т.п.; эмоциональные срывы, нарушающие алгоритм поведения; отсутствие у водителей стереотипа действия в аварийных ситуациях, а также незнание правил дорожного движения (ПДД).

На причины также влияет характер перевозок. Психологическое состояние водителей сложнее на внутригородских перевозках. Обу-

словлено это более частыми нервно-эмоциональными перепадами связанными с интенсивностью движения, ритмом работы. Физиологическое состояние ухудшается при междугородных перевозках, когда не в полной мере соблюдается режим труда и отдыха водителя, а также из-за сложной дорожной обстановки.

Во второй главе содержится описание комплексной математической модели, учитывающей влияние недостатков на сроки доставки легковых автомобилей в системе «водитель-автомобиль-дорога». В общем виде она формулируется так: при заданных множествах пунктов продаж и размещения подвижного состава, при объемах перевозок и ограничениях на ресурсы подвижного состава, находятся допустимые ограничения и упорядоченные подмножества связанных пунктов, при реализации которых достигается экстремальное значение целевой функции, отражающей эффективность процесса поставок автомобилей.

Данная методика рассматривает транспортный процесс как непрерывный. Кроме того, транспортный процесс осуществляется в определенной автотранспортной системе доставки автомобилей, а маршрут в ней является лишь определенной конфигурацией технологической схемы выполнения перевозок между пунктами продаж. Расчет потребностей в транспортных средствах автотранспортной системы проводится по предложенному алгоритму (рис. 4), который повторяют до тех пор, пока не будет выполнено одно из условий:

• выполнение планового объёма перевозок легковых автомобилей;

•насыщение системы специализированным подвижным составом.

Для определения ключевых закономерностей работы транспортной системы, необходимо их сначала проанализировать и выделить ключевые. Углубленный анализ факторов производится посредством Парето-причинно-следственного анализа с целью поиска коренных причин их возникновения. Группировка коренных причин по определенным классификационным признакам позволяет выделить группу наиболее «опасных» для субъекта причин, идентичных по своим свойствам; определить группу факторов, не контролирующих систему управления перевозками.

Рис. 4. Алгоритм расчета количества автотранспортных средств

Качество управления системой доставки легковых автомобилей может быть представлено в виде следующих соотношений:

1) коэффициенты с учетом риска г по признаку 7-микс процессов системы технологии организации транспортного предприятия (ТОТП):

>пб"ТОТП"

к

К./;;

к.

п

^ д("точно в в срок") ушт " тй" ТОТП"

ТТ

^ и(" точно в срок") тб"ТОТП"

тт

" д{" нужного количества") тб"ТОТП" '

ТТ

" п(" нужного количества)") гиб" ТОТП"

ТТ

^ <3 (" нужная г/ена")

(1);

тб" ТОТП"

цгп,

ц

к

("нужная цена") тб"ТОТП" д("нужный продукт")

учпт

тб"ТОТП"

ЦГ.г

(5);

(7).

("нужный продукт")

ц\

Ку

гт5'ЮТТТ'

д (" нужного качеспш!) ¿пв'ТОТП" '

Цп ("нужного качеств!?)

ц

(3); Ку

гтб"ТОТП"

д("в нужное место")

Ку

>пб"ТОТП"

и

^ п ("в нужное место' ) тб'ТОТП"

П

^ д("нужному потребителю")

ц

(2);

(4);

гтб"ТОТЛ"

п("нужному потребителю")

(б);

2) коэффициент управления заказом доставки легкового автомобиля, связанный с временем исполнения заказа и учетом риска г по признаку реализуемости процессов ТОТП:

тб"ТОТП"

II

^ д(" время исполнения заказа")

тгсиз =___1_1__ (8)

^уБП тб"ТОТП"

II

" п("время исполнения заказа')

Коэффициент управления заказом, связанный с бесперебойностью (непрерывностью) процесса технического обслуживания (ТО) с учетом риска г реализуемости системы ТОТП:

тубеспер КуБП ,

ц

гтб"ТОТП" д (" бесперебойность")

Ц'пС

_ тб" ТОТП"

(" бесперебойность" )

В целом качество управления процессами системы ТОТП в разрезе транспортировки легковых автомобилей, скорости исполнения заказа (скорости доставки груза, перевозки пассажира) и бесперебойности определяется функцией:

iv yen Л111 уСПт'КуБП(г)>КуШ{Ц'КуБП^КуСП^К. уБП{П)'КуНП'КуБП

0.(10)

Коэффициенты по девяти параметрам обслуживания клиентов являются отражением клиенто-ориентированных ценностей, которые должны быть заложены в ценностно-ориентированное содержание конкретного процесса. В то же время эти коэффициенты фиксируют существующее состояние системы ТОТП в разрезе вариаций результатов бизнес-процессов.

Коэффициенты для автотранспортного процесса:

~ j-час. проще, (ф)

тлЧас. произв. г Г q

jy час. произв. (п) ' ^ ] ])

1. Коэффициент часовой производительности подвижной единицы, в т.;

V*

К

тел.скор. т гп

(12)

У л

2. Коэффициент технической скорости подвижной единицы и т. д. по всем технико-эксплуатационным показателям;

гтб "ТОТП"

.приб

Пго

(ф) Гг' -

Пто (л)

3. Коэффициент прибыльности ТО: это отношение фактической ее прибыльности с учетом чрезвычайных обстоятельств к плановой по признаку транспортно-технологической безопасности системы ТОТП.

Чошф

„приб (ош) __ТО„ые)

ТО то (к,тб\ ЧОШ У

ТОт (тб)

коэффициент ошибочных решений ТО по транспортному обслуживанию клиента в контексте прибыльности ТО с учетом транспортно-технологической безопасности системы ТОТП и в контексте стандарта транспортного обслуживания клиента;

-гг приб 11 ТО(ф)__. .

КТО (тб) тб "ТОТП"'

-■)= Г1Т0{{т6)) И ТО 0тб)

MÍ ft

коэффициент инновационных решений ТО относительно своей прибыльности с учетом вклада в транспортно-технологическую безопасность.

Содержательным составом коэффициентов являются показатели, изложенные в рекомендациях стандарта ISO 9001:2008:

1. Повышение удовлетворенности клиентов в сроках доставки автомобилей, например, сокращение количества рекламаций (в процентах).

2. Повышение надежности доставки автомобилей (логистических потоков, бизнес-процессов, вспомогательных процессов, функций водителя, менеджера, «сети взаимодействий»).

3. Повышение безопасности транспортировки (технологической, производственной).

4. Улучшение качества поставок автомобилей (повышение точности и своевременности поставок).

5. Повышение экологичное™ при перевозке автомобилей.

6. Сокращение административного времени прохождения запросов и заказов (в днях).

7. Сокращение времени реакции при обработке рекламаций (в днях).

8. Повышение количества предложений по повышению эффективности технологии доставки автомобилей (методики, оборудование, бизнес-процессы, рабочие операции).

9. Снижение затрат по организационным и технологическим процессам доставки автомобилей.

10. Снижение затрат на обеспечение качества доставки автомобилей.

11. Снижение риска до приемлемого уровня.

Коэффициент эффективности при перевозке грузов определяется трудоемкостью всех элементов бизнес-процесса, субпроцессов и функций системы ТОТП за период г:

q:

об)

Аэ(г)

¿с;

где ~> - расчетное количество перевезенных грузов за определенный

период времени С-юш-з- трудоемкость всех элементов бизнес-процесса, субпроцессов и функций системы ТОТП, касающихся 9-того вида перевозок, при соблюдении условий, задаваемых системой, скоростью доставки грузов, приемлемым уровнем затрат и риска, бесперебойностью, доступностью.

Коэффициент эффективности транспортной операции при перевозках легковых автомобилей в системе ТОТП:

т.-тотл-

л», =7-• (17)

Ее: ТОТП"! ¡-\

Qa.

где о. - расчетное количество объем перевозок, реализованных в определенный период времени г на транспортной операции Ок подвижной единицей к ] Сют■<. трудоемкость всех элементов бизнес-

процесса, субпроцессов и функций системы ТОТП, касающихся О* транспортной операции в период времени гпри соблюдении условий, задаваемых условиями транспортировки, скоростью доставки грузов, приемлемым уровнем затрат и риска, бесперебойностью, доступностью.

Коэффициент эффективности бизнес-процесса в системе ТОТП (суммарного материального потока, дифференцированного транспортными операциями) при перевозках легковых автомобилей, определяется отношением объема перевозок к затратам ресурсов в объекте управления в период г:

—. (18) ^СОУ"ТОТП"а:

Коэффициент эффективности управляющей системы (УС) ТОТП при перевозках грузов определяется отношением объема перевозок к затратам ресурсов при перевозке в объекте управления надежностью бизнес-процессов за период т\

ус-тпг _ Qo: О9)

-Кэ(г) I) . '

£Сус"Т0ТЛ"„г

о

„ус-тотп-

Представленный коэффициент эффективности ^ предпо-

лагает создание ТО и всех звеньев системы ТОТП, когда затраты на управляющую подсистему комплекса ТОТП должны быть сведены к приемлемому уровню и находяться в согласии с рекомендациями международных и национальных стандартов качества ISO. Данному коэффициенту должно уделяться особое внимание, так как он отражает динамику преобразования системы управления ТОТП в высокоэффективную конструкцию.

В третьей главе содержится описание специально разработанной математической модели и метода, в рамках которых возможно спрогнозировать объём и количество необходимого подвижного состава для системы управления перевозками легковых автомобилей.

Для математической модели грузооборота автотранспортного предприятия необходимо провести диагностический анализ процесса работы. Применительно к объектам автотранспортной системы диагностический анализ означает, прежде всего, тщательное изучение эксплуатационно-экономических показателей работы предприятия и выявление «узких мест». Поскольку автотранспортные предприятия являются сложными многоэлементными системами, то при анализе всегда приходится иметь дело с комплексом взаимодействующих элементов, что естественно требует комплексности самих аналитических процедур. При этом нельзя забывать и такой аспект комплексности, как наличие в реальных системах равнокачественных сторон их деятельности: техническая, экономическая, социальная и других. Это затрудняет формализацию анализа и представление его результатов единым количественным показателем.

Поэтому требуется разработка метода и комплексной математической модели оптимального управления транспортировкой, включающая следующие этапы:

1. Разработка математической модели контроля и прогноза объема транспортировки.

2. Разработка метода, основанного на прогнозных значениях объема транспортировки и учитывающего факторы рынка: стоимость

легковых автомобилей каждого класса, покупательская способность населения и т.д.

3. Проверка достоверности полученных результатов с использованием методов непараметрической статистики.

4. Проведение кластерного анализа прогнозных значений для выявления групп городов и по требуемому количеству легковых автомобилей.

5. Применение алгоритма Форда-Беллмана для нахождения оптимального маршрута к однородным группам городов, которые попали в один кластер.

6. Выработка рекомендаций для преодоления «узких мест» при транспортировке легковых автомобилей и выработки оптимального управления перевозками.

Одной из разновидностей таких моделей прогноза является модель Ципфа-Парето. Демографическая по своей природе, эта модель может дать хорошие результаты при прогнозировании доставки легковых автомобилей. При этом рассматривается «замкнутость» объемов перевозок, т.е. равенство объемов перевозок легковых автомобилей по отправлению и прибытию. В общем случае грузооборот п-го пункта транспортной сети определяется соотношением:

Р,=СП*, (20)

где: с - константа (отрезок на оси ординат, отсекаемый на оси ординат аппроксимирующей прямой); « - порядковый номер пункта в их ранжированном ряду; ъ - коэффициент.

Используя ранее введенные обозначения, получим систему нормальных уравнений:

/^с + ьХ^Х^Л

Отсюда найдем коэффициенты уравнения: =

а\%п

В результате получаем нелинейную функцию с найденными коэффициентами: Рп=\о°пь. (22)

При расчетах грузооборот крупного объекта рассматривается как замкнутая сеть, т.е. Характер такого рода зависимостей иллюстрирует рис. 5.

% п

Рис.5. Изменение грузооборота в ранжированном ряду

Сравнив полученные результаты прогноза с имеющейся статистикой (рис.6), можно утверждать, что данная модель с большой долей вероятности может спрогнозировать грузооборот.

п

Рис.6. Сравнение прогноза на 2009г. с текущей статистикой

Анализ рынка автотранспортных перевозок показывает, что расходы на покупку автомобиля, спрос на перевозки и предложения автомобилей в период времени I можно описать следующей системой уравнений:

с, = аи + ьпу,_,

=я21 +Ь21Р, +Ь22У,+е2; (23)

в, =«з. +Ь3]Р, +632?,+| + е3;

.а=5,,

где:

с<- расходы на покупку автомобиля в период времени I;

доходы населения в период времени I,; р - цена автомобиля в период времени 2'- предложение в период времени

спрос в момент времени 1,; е,,е2,е3_ СЛучайиые ошибки.

Для проверки достоверности прогноза используется непараметрический метод Манна-Уитни.

Пусть Оп1: (Х1,..., хп1) и Оп2: (х-,,..., хп2)- выборка из совокупностей с непрерывными функциями распределения Р,(х) и Р2(х) соответственно. Определим множество случайных величин г^, 8=1,..., гн; П=1, 1,..., ппследующим образом:

IX

(24)

STADIA «.О/учебная дпя Windows. (С) Купаичев A ll. 1996-2011, Д1Я DOS: 1988-1996

Файл Графики=Р6 Калькулятор^ Преобразования^ Статистека=Г9 Окна Пояощь=П

Результаты

[КРИТЕРИИ СДВИГА (ПОЛОЖЕНИЯ). Файл:

Переменные: х1, х2 | Вилкоксон=271, 2—0,264, Значимость^,3959, степ.своё = 16,16

Гипотеза 0: <Нет различий между медианами выборок> | Ван дер Варден-'-0,02438,1—0!009359, Значимость^,4963, степ.своб =16,16 Гипотеза 0: <Нет различий между медианами выборок>

|Для парных данных:

Вилкоксон=95, ,399, Значимостью,08094, степ.своб = 2,16

Гипотеза 0: <Нет различий между медианами выборок> | Знаков=9,1=0,25, 3начимость=0,4013, степ.своб = 2,16 Гипотеза 0: <Нет различий между медианами вы6орок>

Рис. 7. Проверка достоверности прогноза в ПК Stadia

В результате получили, что уравнение прогноза является значимым и надежным (рис. 7).

Для повышения эффективности перевозок разделим полученные прогнозные значения на однородные группы по расстоянию и объему

перевозки. Впоследствии только после разделения на однородные группы будем искать оптимальный маршрут, используя алгоритм Фор-да-Беллмана. Для этого применим кластерный анализ.

Процедуры кластеризации, использующие функции расстояния, следуют двумя основными принципами:

1. Принцип объединения: если объекты а и Ь принадлежат одному кластеру и с1(х,у)<с1(а,Ь), то объекты х и у также принадлежат одному кластеру;

2. Принцип разделения: если объекты а и Ь принадлежат разным кластерам и с!(х.у)>с)(а,Ь), то объекты х и у также принадлежат разным кластерам. Выбор формулы расстояния зависит от поставленной задачи. Для этого используем формулы:

1. Евклидово расстояние: ^ = \(х1к-хл)2. (25)

В результате расчетов в один кластер попадают следующие города (рис.8), в которых находятся пункты продаж легковых автомобилей ГК «СИМ»:

1) Москва, Петрозаводск;

2) Пермь, Екатеринбург, Магнитогорск, Челябинск, Набережные Челны, Ульяновск, Самара, Тольятти;

3) Краснодар, Ростов-на-Дону.

2. Манхеттеновское расстояние: </,,= —

1к

(26)

Для нахождения оптимального маршрута и предотвращения срыва перевозок, используя алгоритм Форда-Беллмана, найдем минимальный путь с минимальным числом дуг (рис.9). Существует множество алгоритмов нахождения оптимального маршрута. В данном случае используем этот алгоритм, так как он позволяет найти минимальный путь с заданным числом дуг из первой в заданную вершину и при этом работает с отрицательными длинами дуг. Города, в которые нам точно не требуется делать перевозки, обозначаем отрицательной стоимостью.

Рис. 9. Пример работы программы по алгоритму Форда-Беллмана

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Проведен анализ и выявлены специфические особенности работы системы управления доставкой легковых автомобилей в региональные распределительные центры.

2. Разработана типизация и классификация недостатков системы доставки в региональные распределительные центры.

3. Разработан критерий эффективности работы системы доставки легковых автомобилей, с учетом концепции «узких мест».

4. Разработана комплексная математическая модель системы доставки легковых автомобилей, включающая в себя решение следующих задач:

• разработку математической модели контроля и прогноза объема транспортировки, под объемом будем понимать количество легковых автомобилей, доставляемых клиентам в различные города России;

• разработку метода, основанного на прогнозных значениях объема перевозок легковых автомобилей, учитывающего стоимость лег-

ковых автомобилей разных классов, покупательскую способность населения и другие;

• проверку достоверности полученных результатов с использованием методов непараметрической статистики;

• проведение кластерного анализа прогнозных значений для выявления групп городов и требуемого количества легковых автомобилей.

5. Разработан метод прогнозной оптимизации системы «водитель-автомобиль-дорога» для доставки легковых автомобилей, основанный на концепции «узких мест».

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

Публикации в изданиях из перечня рецензируемых научных журналов и изданий:

1. Неретин, A.A. Причинно-следственный анализ в логистических транспортно-распределительных системах / A.A. Неретин, А.К. Покровский // Грузовое и пассажирское автохозяйство. - 2010. - №9. - С. 48-54.

2. Неретин, A.A. Роль и значение факторов организации производства на транспорте / A.A. Неретин // Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета. -2011.-№4(27).-С. 15-18.

Научные статьи, опубликованные в других издательствах:

1. Неретин, A.A. Управление системами «Человек-машина»: учебное пособие / A.M. Ивахненко, А.К. Покровский, A.A. Неретин./, -М.:МАДИ, 2013.- 192с.

2. Неретин, A.A. Социальные факторы в управлении персоналом на инновационном предприятии / A.A. Неретин, А.К. Покровский // Материалы 7-го Всероссийского форума «Здоровье нации - основа процветания в России»: ч. II. -2010.- С.66-69.

3. Неретин, A.A. Социальные факторы в управлении на инновационном предприятии / A.A. Неретин, А.К. Покровский // Интегрированная логистика. - 2011. - №1. - С. 40-41.

Подписано в печать 18.11.2013г. Гарнитура «Ариал». Печать офсетная. Усл.печ. л. 1.25 Уч.-изд.л 1^0 Заказ 423 Тираж 100 экз. Отпечатано в типографии МАДИ 125319, г.Москва, Ленинградский пр-т, 64 8(499)155-03-71; www.madi.ru

МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАДИ)

На правах рукописи

04201365421 НЕРЕТИН Александр Андреевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕВОЗОК ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ МЕТОДОМ ПРОГНОЗНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ВОДИТЕЛЬ-

АВТОМОБИЛЬ-ДОРОГА

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

транспорте

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Миротин Л.Б.

Москва-2013

Содержание:

Введение......................................................................... 4

Глава 1. Анализ современного состояния региональной системы управления грузовыми перевозками в системе «водитель-автомобиль-дорога»................................................. 7

1.1 Анализ современного состояния рынка перевозок готовых автомобилей в России специализированным подвижным составом........................................................................................... 7

1.2 Анализ ключевых проблем региональный системы управления доставкой автомобилей специализированным подвижным составом........................................................ 11

1.3 Современные подходы к совершенствованию системы управления перевозками автомобилей специализированным

подвижным составом на уровне регионов.............................. 23

Выводы по главе 1.......................................................... 38

Глава 2. Разработка комплексной математической модели оптимизации транспортного комплекса.................................. 39

2.1 Проектирование комплексной математической модели, учитывающей влияние недостатков в системе «водитель-автомобиль-дорога» по критерию объема перевозок............... 39

2.2 Определение ключевых факторов, влияющих на доставку автомобилей специализированным подвижным составом........ 54

2.3 Оценка влияния элементов системы «водитель - автомобиль -дорога» на объем перевозок методом корреляционного

анализа......................................................................... 69

Выводы по главе 2........................................................... 73

Глава 3. Комплексная модель оптимального управления перевозками методом прогнозной оптимизации..................... 74

3.1. Разработка метода и математической модели долгосрочного прогноза и контроля объема перевозок транспортного предприятия по доставке автомобилей специализированным подвижным составом............................................................... 74

3.2. Метод оптимального планирования необходимого количества подвижного состава для перевозок автомобилей......... 87

3.3. Поиск оптимального маршрута с использованием алгоритма Форда-Беллмана.................................................... 97

3.4 Система управления риском при доставке готовых автомобилей......................................................................... 101

3.5 Оценка рисков возникновения аварийных ситуаций при

движении специализированного подвижного состава............ 107

Выводы по главе 3.......................................................... 118

Общие выводы и рекомендации........................................ 119

Список литературы......................................................... 120

Приложения................................................................... 128

Актуальность проблемы:

В Российской Федерации, как и в других развитых странах, транспорт является одной из крупнейших базовых отраслей хозяйства, важнейшей составной частью производственной и социальной инфраструктуры.

Транспортные коммуникации объединяют все районы страны, что является необходимым условием ее территориальной целостности, единства ее экономического пространства. Они связывают страну с мировым сообществом, являясь материальной основой обеспечения внешнеэкономических связей России и ее интеграции в глобальную экономическую систему.

Выбор направлений развития транспортной системы базируется на концепции долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года [71], бюджетных посланиях президента Российской Федерации Федеральному Собранию Российской Федерации^,60], а также на широком спектре документов, определяющих перспективные направления развития общества и экономики России, ее регионов, транспортной системы страны в целом и отдельных видов транспорта (включая трубопроводный), международной транспортной интеграции, прежде всего в рамках СНГ и ЕврАзЭС, на законодательных и иных нормативных правовых актах в области обороны и национальной безопасности Российской Федерации.

Инновационный вариант развития транспортной системы предполагает ускоренное и сбалансированное развитие, которое наряду с достижением целей, позволит обеспечить транспортные условия для развития инновационной составляющей экономики, повышения качества жизни населения России. Высокими темпами будут расти перевозки автомобильного транспорта, который обеспечивает наиболее гибкую реакцию на запросы экономики, особенно секторов высоко- и среднетехнологичных производств.

' , ( 1 , *

\ М • ч ' ' ,

Решающее значение для формирования современной товаропроводящей сети на территории России будет иметь создание интегрированной сети транспортно-логистических комплексов, обеспечивающих предоставление широкого спектра конкурентоспособных услуг, ускоренное развитие интермодальных перевозок и формирование территориально-производственных кластеров. [8 8]

В настоящее время в мире насчитывается более 60 ООО ООО разных типов автомобилей. В России, по данным аналитического агентства «АВТО-СТАТ», количество типов автомобилей перешагнуло отметку в 24 ООО ООО машин. [6] Уровень автомобилизации в стране достаточно низок по отношению к развитым странам - в России приходится 250 машин на 1000 жителей, в развитых странах это показатель доходит до 1139 машин на 1000 жителей (Сан-Марино). Рынок сбыта автомобилей активно растет, поэтому необходимо обеспечить нормальную работу транспортной системы по доставке новых легковых автомобилей автомобильным транспортом. Это подтверждается в транспортной стратегии Российской Федерации на период до 2030 года, где основными недостатками транспортной системы является неконтролируемый рост автопарка страны, который стабилизируется по предварительным прогнозам к 2025 году на уровне 60 млн. транспортных единиц. Отсюда следует, что до 2025 года высокий спрос на новые автомобили будет сохранятся.

Цель и задачи диссертационного исследования. Повышение эффективности работы системы доставки легковых автомобилей специализированным подвижным составом в региональные центры продаж на основе использования результатов комплексного математического моделирования

В рамках диссертационного исследования поставлены следующие исследовательские задачи:

1. Провести анализ и выявить специфические особенности работы системы доставки легковых автомобилей в региональные распределительные центры продаж.

2. Разработать типизацию и классификацию недостатков системы доставки легковых автомобилей в региональные распределительные торговые центры.

3. Разработать критерий эффективности работы системы доставки легковых автомобилей.

4. Разработать комплексную математическую модель системы доставки легковых автомобилей.

5. Разработать метод прогнозной оптимизации «узких мест» системы доставки легковых автомобилей.

Объектом является система управления перевозками легковых автомобилей специализированным подвижным составом в региональные распределительные центры.

Предметом исследования является технология перевозок легковых автомобилей специализированным подвижным составом методом прогнозирования состояния системы водитель-автомобиль-дорога.

Теоретической и методической основой исследования являются труды отечественных и зарубежных ученых в соответствии с объектом и предметом исследования: В.М. Беляева, Л.Б. Миротина, В.М. Курганова, А.Г. Некрасова, И.И. Елисеевой, O.A. Ларина, А.П. Кожина, A.A. Чеботаева, Н.О. Блудяна, А.Б. Николаева, В.М. Шилимова, А.П. Буслаева и других.

Научная новизна предпринятого автором диссертационного исследования заключается в разработке:

1. Типизации и классификации недостатков в организации и работе системы доставки легковых автомобилей на основе системы «водитель-автомобиль-дорога».

2. Критериев эффективности работы системы доставки легковых автомобилей с учетом концепции ОРТ (Optimised production technology).

3. Комплексной математической модели системы доставки готовых автомобилей в региональные центры продаж.

4. Метода прогнозной оптимизации управления системой «водитель-автомобиль-дорога» при выполнении междугородных перевозок грузов.

Практическая ценность.

Основные результаты настоящего диссертационного исследования внедрены в группе компаний «СИМ» (ЗАО «МС Логистика»).

Результаты данного исследования могут быть рекомендованы к использованию различными автотранспортными организациями, занимающимися транспортировкой новых легковых автомобилей в региональные центры продаж.

Полученные теоретические результаты работы использованы как составная часть учебного процесса по дисциплине «Транспортная логистика».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на 7-м Всероссийском форуме «Здоровье нации - основа процветания в России», 71-й научно-исследовательской конференции МА-ДИ в виде стендового доклада в рамках учебно-методического модуля конференции.

Глава 1. Анализ современного состояния региональной системы управления грузовыми перевозками в системе «водитель-автомобиль-

дорога»

1.1 Анализ современного состояния рынка перевозок готовых автомобилей в России специализированным подвижным составом

Преобладающим видом транспорта по грузоперевозкам является автомобильный транспорт, за ним идет железнодорожный, трубопроводный, внутренний водный и только затем морской и воздушный. На Рис. 1.1 видно что, все остальные виды транспорта значительно уступают автомобильному. Меньше всего перевозок осуществляет воздушный транспорт.

т ак9ЛС»моао«>ожммй

Ж Н Г ОЛН>6 *<(.!-, I , М Ы й * цауботчмммдомй

в

■ •Му1(Ж«НИЙ

т ййздущумый

Рис. 1.1 Структура среднегодовых перевозок за 2010г. по видам транспорта

По данным Ви5тез81а1[91], в 2012г. стоимостный объем рынка коммерческих автомобильных грузоперевозок вырос на 17,4%, до 490,6 млрд. руб. Росту выручки рынка способствовали рост грузооборота и доходных ставок на автомобильные грузоперевозки.

В 2012г. коммерческий грузооборот автотранспорта в России вырос на 4% и достиг 84,1 млрд. т-км. [77]Рост грузооборота в 2012г. обусловлен следующими факторами: общим повышением пропускной способности российских автодорог, увеличением средней дальности перевозки грузов, ростом массы перевозимых грузов, а также увеличением количества сделок и снижением процентных ставок по лизингу автотехники.

К концу 2012г. в России насчитывалось 46,3 тыс. предприятий, обеспечивающих автомобильные грузоперевозки. При этом 90% автомобильных грузоперевозок в стране осуществляется предприятиями малого бизнеса[24].

Особую роль в автомобильных перевозках играет специализированный транспорт, в частности автовозы. Автовоз - это специализированный грузовой автомобиль, специально разработанный и используемый для перевозки автомобилей. Автовоз состоит из тягача и специального прицепа (полуприцепа). Существуют открытые и крытые автовозы (тентованные, с бортами). Стандартный автовоз рассчитан на перевозку 6—7 автомобилей (рис 1.2) класса В (напр. SuzukiSwift), европейские прицепы могут перевозить до 8 автомобилей, в зависимости от их габаритов. Основные модели автовозов: КМЗ (Россия), МЗСА (Россия), Lohr (Франция), Rolfo (Италия), Kassbohrer (Германия).

Более 60% перевозок легкового транспорта осуществляется с помощью автовозов. По железной дороге перевозится 15% легковых машин, морским -5%, оставшиеся около 10% - комбинированным способом перевозки. Среди факторов, обеспечивающих рост перевозок «авто» именно автомобильным транспортом в 2012 году, можно назвать увеличение протяженности дорог, рост парка грузовых машин, увеличение сделок, а также снижение процентных ставок по лизингу автотехники. Постепенно набирает обороты и внутреннее производство легковых автомобилей, что также влияет на увеличение объемов их перевозки

Ш.оо

Рис 1.2 Схема загрузки автовозов

Используя анализ рынка продаж автомобилей за 2011/2012г, проведенный Ассоциацией Европейского Бизнеса (АЕВ)[89], можно увидеть устойчивый рост продаж автомобилей в России (таблица 1.1)

Таблица 1.1- Продажи новых легковых и коммерческих автомобилей в России по маркам в 2011/2012г.

МАРКИ 2011 2012 %

ЬАБА 578357 522924 11%

СНЕУЯОЬЕТ 1734Б4 116233 49%

НУШГОАЬ 163447 57061 5Б%

КЕЗШЛ.Т* 154734 96466 60%

К1А 152573 104235 47%

ШббАК* 135527 79614 74%

ТОУОТА* 119505 79315 51%

ГОБШ* 118031 90166 31%

УЛУ 115003 56959 100%

ОАЕШОО 92775 74419 25%

МАРКИ 2011 2012 %

ГАЗ* S9773 76647 17%

MITSUBISHI 74166 4553S 63%

SKODA 74074 45631 62%

OPEL 67555 40S75 65%

УАЗ* 5714S 49043 17%

PEUGEOT* 44311 35734 24%

MAZDA 397 IS 24926 59%

SUZUKI 35469 2S690 24%

MERCEDES-BENZ 2905S 19724 47%

FIAT* 2S254 21943 29%

BMW 2S165 205S4 37%

CITROEN* 27633 17419 59%

AUDI 23250 1S510 26%

SSANGYONG 22692 12526 81%

CHANCE- 20049 17541 14%

VOLVO 19209 10650 S0%

HONDA 19101 1S159 5%

LIFANT* 17910 7700 133%

LEXUS 1369S 109S1 25%

LAND ROVER 131S3 9970 32%

SUBARU 12371 8552 45%

VW ком.автмо.* 12345 7227 71%

VORTEX**** 12103 10100 20%

BOGDAN***** S6S3 7612 14%

CHERY 727S S909 -18%

INFINITI 7042 4674 51%

GREAT WALL 6777 3637 S6%

GEELY 6060 1944 212%

ИЖ 5163 4S9 956%

HAIMA 3114 0

MERCEDES-BENZ ком.авт. 2703 2123 27%

CADILLAC 2226 1459 53%

PORSCHE 2202 1572 40%

JEEP 2093 S09 159%

gYj^ ******* 2007 574 250%

MINI 2002 1001 100%

ТАГАЗ****** 1S40 72S4 -75%

JAGUAR 11S2 S5S 38%

SEAT 1127 955 18%

ISUZU 371 330 12%

DODGE 15S 273 -42%

CHRYSLER 76 179 -58%

итого 2653408 1912794 39%

* Продажи легких коммерческих автомобилей включены в общие цифры продаж по маркам, если присутствуют в продуктовой линейке марки (отмечены *); указаны отдельно по некоторым маркам. LCV<3,5t (в отдельных исключениях масса достигает верхнего предела 6т). Возможны незначительные корректировки данных по легкой коммерческой технике.

** CHANCE = автомобили ЗАО «ЗАЗ» (Запорожский Автомобильный Завод), с июля 2009 года представленные в России экслюзивным дистрибьютором КВИНГРУП

*** Дистрибьютор LIFAN в Росси сменился в 2010г.

**** VORTEX= автомобили, произведенные на ООО "ТагA3" (Таганрогский автомобильный завод).

***** БОГДАН = легкие и коммерческие автомобили марки БОГДАН, произведенные в г. Черкассы, Украина корпорацией «Богдан» (БОГДАН 2110, 2111, 2310; экспортируются в Россию с апреля 2010 года).

******TAGAZ = легковые и легкие коммерческие автомобили марки TAGAZ, произведенные на ООО "ТагA3" (Таганрогский автомобильный завод).

*******BYD = автомобили BYD F3 собираются на Таганрогском автомобильном заводе с октября 2010 г. и реализуются через дилерскую сеть «ТагA3» (официальный дистрибьютор марки BYD в России)

********Продажи следующих марок были остановлены в 2010 году: AlfaRomeo,Hummer, SAAB.

*********С января 2012г. данные по Iveco не предоставляются.

**********НА1МА = автомобили производятся на заводе Автомобильной Компании ДерВейс в г. Черкесске (Карачаево-Черкесская Республика) с самого конца 2010 г. и представлены в России экслюзивным дистрибьютером ООО «Автомобильная компания «ДерВейс».

***********Начиная с 01.01.2010 г. продажи LADA 2104 производства ОАО «ИжАвто» включены в общие продажи марки LADA.

*#**********данные нек0т0рЬ1Х брендов по продажам корректировались в течение 2012 года.

1.2. Анализ ключевых проблем региональный системы управления доставкой автомобилей специализированным подвижным составом

Рассмотрим работу региональной системы на примере автомобилей марки Suzuki, дилером которой является группа компаний «СИМ» (ГК «СИМ»). ГК «СИМ» уже более 20 лет успешно работает на автомобильном рынке и имеет более 35 полноценных торгово-технических центрах по всей России (рис. 1.3) а также занимает 14% от всего рынка автомобилей марки Suzuki в России (рис. 1.4).

Мвплёу

Украиил Ди*ч.ч»п'ровс»

Казахстан

Jl^eO- j

Рис.1.3. Карта расположения дилерских технических центров

Объем продаж автомобилей Suzuki ГК "СИМ" в России за 2011г

Рис. 1.4 Объём продаж автомобилей Suzuki ГК «СИМ»

Также ГК «СИМ» имеет свои собственные склады готовых автомобилей и парк подвижного состава, однако проанализировав статистику (приложение 1) перевозок, можно выявить существенные недостатки в работе си-

стемы доставки готовых автомобилей. Из таблицы ниже (таблица 1.2), видно, что многие рейсы, не были выполнены по тем или иным причинам.

Таблица 1.2- Количество рейсов за 2010 год по России

Количество рейсов за 2010 год

Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь

Количество заявок 199 280 263 304 361 308 243 288 243 267 255 319

Количество рейсов 180 244 241 281 307 270 223 269 230 255 244 302

Срыв 10% 13% 18% 16% 17% 18% 18% 17% 15% 15% 14% 15%

Такой большой процент срывов загрузок говорит о неправильной работе системы доставки автомобилей и нуждается в оптимизации. Исследования объекта выявили три основные причины срывов:

- поломка подвижного состава;

- нарушение сроков доставки из-за перевозчика;

- нарушение сроков доставки из-за поставщика.

Для того чтобы свести к минимуму процент срывов, необходимо разобраться из-за чего именно произошла та или иная ситуация. Для этого мы будем рассматривать систему «водитель-автомобиль-дорога» используя концепцию ОРТ (Optimised production technology) (США, Израиль)[94]. Эта технология позволяет выявить «узки�