автореферат диссертации по транспорту, 05.22.19, диссертация на тему:Повышение эффективности управления добычей и доставкой нерудных строительных материалов в речном порту

п и од

Министерство транспорта Российской федерации / и I Департамент речного транспорта

Волжская государственная академия водного транспорта

На правах рукописи УДК 622.3:727.748-1-656.624.3:691.2

БАЖАН Наталья Валерьевна

ЮВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ДОБЫЧЕЙ И ДОСТАВКОЙ НЕРУДНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ В РЕЧНОМ ПОРТУ

Специальность 05.22.19 — Эксплуатация водного транспорта

Автореферат диссертации иа соискание ученой степени кандидата технических наук

Н. Новгород 1 994

Работа выполнена в Волжской государственной академии водного транспорта.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор И. П. Фадеев.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор В. Л. Зюзин;

кандидат технических наук М. Ф. Шкирев. •

Ведущее предприятие — Нижегородский речной иорг.

Защита диссертации состоится ^ »

1994 г. в « .» часов в аудитории на заседании

специализированного совета Д.116.03.01 в Волжской государственной академии водного транспорта (603600, г. Н. Новгород, ул. Нестерова, 5).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГАВТ.

Автореферат разослан « ^^ ¡994 п

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью предприятия, просим направлять в адрес специализированного совета.

Ученый секретарь специализированного совета

доцент, кандидат технических наук А. Г. Китов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Добыча,перевозка и выгрузка нерудных строительных магериалов <НСМ) в настоящее время становятся одним из главных видов работы и основной статьей доходов речных портов. Около 6055 всего объема перевозок речного транспорта России составляют НСМ,добываемые из обводненных и сухопутных карьеров. Удельный вес перевозок НСМ в пароходствах в составе сухогрузов оценивается в 70-80^. 3 балансе грузовой работы многих речных портов на добычу и доставку одного из видов НСЫ - речного паска - приходится от 70 до 90$.Поскольку НСМ используются при строительстве жилых объектов, промышленных зданий,дорог, а также для сооружения плотин,домб,насыпей, засыпок территорий, спрос на различные виды НСМ будет существовать при любой экономической системе.

Приемы и метода организации работы'портов по добыче и доставке КСМ создавались и отрабатывались в условиях плановой экономики. При переходе на рыночные отношения основные тенденции и положения,составляющие основу организации работы портов, требуют изменения и доработки. Известно,что принятые . в настоящее время в речных портах методы планирования добыча я доставки ЕСМ допускают неэффективные варианты использования карьеров,причалов выгрузки (ЕВ),перегрузочной техники и флота. Причиной этого чаще всего является недостаточно глубокая проверка практических результатов принимаемых управленческих решений.

С учетом изложенного,научная работа, связанная с вопросами адаптации портов к рыночным отношениям,а также повышения экономической эффективности работы портов по добыче а достав-

ке НСМ и выведения организация работ по подготовке плана предстоящей кавитации на современный уровень актуальна и имеет практическое значение.

Вопросами совершенствования работы портов,портового обслуживания судов.оптимизации выполнения транспортных и грузовых операций,автоматизации управления работой портов и флота занималась многие учение и специалисты отрасли. Большой вклад в изучение перечисленных вопросов внесли такие ученые как Б.А. Атлас, Е.Д.Бучин, Г.И.Ваганоч, В.Ф.Воронин, В.Н.Захаров, В.Л. Зюзин, Н.И.Ильин, А.П.Ирхик, А.П.Казаков, В.И.Кожухарь.А.Г.Ма-лышкин, Н.В.Пигалова, А.Г.Брохоров, С.М.Пьяных, Л.М.Рыков,Е.С. Сидоров, Н.Б.Сплин, A.C.Стариков, И.П.Фадеев, В.М.Федюшин и многие другие.

Отдельные положения основных работ"перечисленных авторов использовались или принимались во внимание при выполнении диссертационного исследования.

Цель и задачи.работы. Целью диссертационной работы является повышение эффективности работы речных портов путем совершенствования управления добычей и доставкой НСМ на основе глубокой а всесторонней проверки эффективности принимаемых решений с помощью современного инструмента и выявления резерва повышения эффективности в тех или иных условиях хозяйствования с учетом существующих ограничений.

Для достижения г той цели в диссертации поставлены сле-дувдие задачи:

формализация элементов систем« организации добычи и доставки НСМ в речном порту,функционирующей в условиях рыночной экономики или планового хозяйствования и создание на этой основе модели работы порта по организации добычи и доставки НСМ;

разработка метода обработки нормативной документации строительной промышленности м создание математической модели (ММ) прогнозирования спроса на НСМ в регионе по планам строительства отдельных организаций и по региону в целом;

совершенствование я адаптация метода экспоненциального сглаживания для задач краткосрочного прогнозирования потомка заявок заказчиков порта, показателей уровня использования перегрузочных средств в порту и др. на основе непродолж!тель-' ных временных рядов (6-8 лзг);

разработка системы ММ, необходимых для проверки эффективности управленческих репений яо добыче и доставке НСМ в речном порту,реализация их в виде алгоритмов и программ для персональных компьютеров (ПК) о проверкой адекватности;

проведение вычислительного эксперимента и выявление наилучших схем использования и расстановки технических средств добычи и доставки НСМ на примере конкретного порта;

разработка' рекомендаций по совершенствованию организации процессов добычи а доставки НСМ;

экономическая оценка результатов работы. Решение перечисленных задач является предметом исследований автора.

Методы исследования. Теоретической и методической осно-; вой диссертации являются принципы теории познания и системного подхода.

При выполнении работа автором применялись методы теории принятия решений, линейного программирования, регрессионного анализа, краткосрочного прогнозирования на основе временных рядов.математической теории планирования эксперимента и обработки экспериментальных данных«а также вычислительный экспе-

рииент.

Научная новизна работа заключается в: обоснований основных принципов работы порга по добыче и доотазкэ НСМ в современных условиях а елотемы Ш, необходимых для проверки эффекхавносге организационных и управленческих решений;

создании метода прогнозирования спроса на НСМ в регионе яо планам строительства отдельных организаций и по региону в целом; ' ■ . '

разработке концепции изыскания резервов повышения эффективности добычи и доставки НШ в речном порту, сочетающей в себе преимущества математического моделирования и оптамизаци-о:шых процедур с основным положениями теории принятия решений, отводящими главную роль в выборе наилучшей альтернативы . специалисту порта с его опытом,интуицией и неформальной логикой;

разработке метода проверки качественной я количественной достоверности сложных ММ,описывающих функционирование больших систем, например таких,как добыча и доставка НСМ в речноы порту, о использованием математической теории планирования эксперимента и регрессионного анализа;

решении вопросов оптимизации при составлении планов использования перегрузочной техники и флота в специфических условиях привязки тех или иных карьеров к определенным ПВ НСМ;

обосновании методических вопросов информационного я программного обеспечения, управленческих решений,повышавщих эф-

■ . %

фекгнвкоегь работы порта по добыче и доставке НСМ;

' разработке новых рекомендаций,позволяющих снизить эксплуатационные расходы порта.

Практическая ценность я реализация работа. На базе исследований,выполненных автором и изложенных в диссертации, разработаны:

программа прогнозирования параметров процесса добычи и доставки НСЫ по временным рядам;

программа прогнозирования спроса на НСМ различных видов по планам строительства;

программа планирования добычи я доставки БСМ.

Последние две программа не имеют аналогов, одобрены и приняты к использованию в Нижегородском речном порту (НРП).

Охвдаемый экономический: эффект от внедрения рекомендаций, полученных а диссертации, составляет 55 млн.руб., что подтверждено соответствующими документами.

Кроме того, программа прогнозирования на основе метода экспоненциального сглаживания«используется студентами факультета судовождения и управления водным транспортом при ■выполнении курсовик и дипломных проектов. •

Апробация работы. Результаты исследований докладывались и получили одобрение в Нижегородском речном порту, а также на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава НинЖВГа и ВГАВТ в 1291 и 1993 гг.

Публикации. Основные положения диссертационной работы изложены в четырех печатных работах автора, перечень которых приведен з конце реферата.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения,списка использованных источников и приложений. Работа содержит 139 машинописных страниц текстового материала, 27 таблиц, 8 рисунков, 20 приложений, список литературы включает 157 наименований.

г

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность и значение исследуемых вопросов для повышения эффективности работы портов по добыче и доставке НСМ, формулируется цель и ставятся задачи диосертациокного исследования.

В первой главе оценивается роль добычи и доставки НОМ в общем объеме, производственной работы порта,анализируются организация процессов, использование технических средств добычи и доставки НСМ на примере порта-представителя, существующие методы планирования материально-технического обеспечения в строительство,а также методы прогнозирования в инженерно-экономических задачах. На основе проведенного анализа и обзора литературных источников конкретизированы задачи исследования, которое предполагается выполнить в последующих главах.

Для изучения вопросов,связанных с организацией и планированием, работ по добыче и доставке НСМ выбран порт-предста- • витель - НРП - а была поставлена задача та« организовать анализ,чтобы созданное на его основе математическое описание работы порта было универсальным и применимым к портам.или грузовым районам,добывающим и доставляющим не только речной песок,но а'гравий,песчано-гравийную смесь и обогащенную песчано-гравийную смесь. Региональные отличия или отличия, связанные с видом добываем или доставляемых НСМ,должны быть выне-. сены в базу данных для того,чтобы не влиять'на принципы,заложенные в основу создания универсальной модели работы порта.

Рассмотрены особенности работы НРП по организации добычи и доставки НСМ (речного песка),а такае региональные отличия этого аорта,при этом выполненный анализ взаимодействия порта

о заказчиками строительных материалов был ориентирован на ооэ-дание основы для прогнозирования заявок клиентура,что необходимо для своевременной разработки плана использования и расстановки производственных ресурсов порта на добыче и доставке

нем.

Анализ работы НРП за 1985-1993 гг.показал,что существующая в порту организация процессов добычи и доставки НСМ дает вполне удовлетворительный результат,ко вместе с тем имеют место неэффективные варианты использования технических оредотв и флота. Отмечено,что благодаря результативному сочетанию инженерного опыта,преимуществ компьютерного анализа,позволяющего увеличить количество рассматриваемых вариантов с одновременным сокращением времени их технико-экономической оценки, и аффективных математических методов можно спланировать процессы добычи и доставки НСМ о существенно меньшими затратами материальных и трудовых ресурсов,чем это имеет место сейчао.Вы-полнен анализ уровня использования технических средств добычи и доставки НСМ на примере НРП. Выявлено,что фактическая производительность Р^ земснарядов»гадроперегружателай и плавучих кранов год ог года изменяется несущественно, однако при воспроизведении уровня использования технических средств в ММ порта следует уделять особое внимание тщательному выбору ые- • года прогнозирования Р по временным ряда« для того, чтобы ошибка прогноза не оказалась больше выявленных значений отклонений Р^ от средних значений по временному ряду .Установлено также,что значения коэффициента k^ использования технических средств по времени в последние годы снижаются. Поэтому при воспроизведении условий работы добывающих снарядов и средств выгрузки в Ш порта,для определения к^ необходимо

использовать такой метод прогнозирования, чтобы тенденция изменения к^ была учтена.

Важной задачей управления порта является своевременное и оперативное определение потребности в НСМ различных ендов,как отдельных строительных организаций, так и региона в целом.Это необходимо для воспроизведения конъюнктуры рынка и формирования политики порта в области ценообразования при условии конкурентной борьбы с другими поставщиками НСМ. С этой целью была обобщены результаты информационного поиска пригодных для речных портов методов нормирования расхода строительных материалов при строительстве тех или иных объектов или использования проектио-ометной документации,а такке существуюцдае автоматизированные системы расчета потребности в материально-технических ресурсах. На основании проведенного анализа сделан выеод о том,что наиболее приемлемым в условиях порта методом определения потребности строительных организаций в НСМ является обработка Строительных Норы и Правил (СНиПов) и сборников расчетных нормативов для составления проектов организации строительстьа с целью получения аналитических зависимостей, описывающих корреляционные связи между, расходом НСМ на

I млн.руб сметкой стоимости строительно-монтажных работ или 2

на I м. общей площади жилых помещений.

Выполнен анализ методов прогнозирования,пригодных для решения конкретных з-одач диссертационной работы. После сопоставления достоинств и недостатков различных методов статистической обработки данных принято, что для задачи краткосрочного прогнозирования заявок клиентуры,показателей уровня использования технических средств в порту на основе непродолжительных временных рядов (6-8 лет) наиболее пригоден метод

экспоненциального сглаживания, который монет быть адаптирован к кругу решаемых задач и усовершенствован путем учета случайной компоненты прогноза.

Вторая глава диссертации посвящена разработке системы Ш1, с помощью которых можно описать функционирование различных звеньев системы добычи и доставки КОМ; созданию метода определения потребности в НСМ при строительстве различных объектов и программы прогнозирования объемов НСМ но планам строительства.

Выполненное в первой главе исследование дало возможность, опираясь на основные положения системного подхода,представить организацию перегрузочных и транспортных процессов в виде схемы,на базе которой была разработана система ММ,необходимых для обоснования управленческих решений по добыче и доставке НСМ в речном порту. В соответствии с этой схемой принятие управленческих решений специалистами порта осуществляется только после анализа результатов,полученных путем моделирования работы тех дли иных звеньев системы. Описываются функции каждой модели,а также связи мевду ними и соответствующими структурными подразделе ниши порта.

При создании Ш прогнозирования объемов НСМ по планам строительства был разработан метод определения потребности в НСИ при строительстве различных объектов на базе данных о нормативном расходе материальных ресурсов.

Разработанный метод базируется на следующей последовательности процедур: выделяются факторы, претендующие на роль классификационных признаков; этим факторам присваиваются численные значения; отбрасываются незначимые факторы и на исследуемой Еыборке данных строится регрессионная (корреляционная)

модель, описывающая причинно-следственную связь между откли-ком(ами) и факторами,которые признаны значимыми; статистическими методами проверяется адекватность полученной зависимости.

. При определении потребности в НСМ при строительстве жилых зданий и объектов социально-бытового назначения в качестве факторов приняты: OCj - строительный -объем здания, м3; CCZ -общая площадь, м ; СС^ - количество квартир,' ед.; -Х^ - этажность здашя; СС^- географическое расположение стройки; СС& -отличительная особенность секции,здания; кодовое обозначение проектанта здания. Не все из этих факторов оказались статистически значимыми,что видно из следующих уравнений, полученных, например, для панельных ¡кялых домов:

УЕВ - 0,631 + 0,00173 SA= 25,13$; (<i )'

УШ) = 2,103-0,03377^+0,000186^0,1271960:* ; (Z) SA = 20,65$,

где УРБ - удельный расход бетона и аелезобетона, ы

з/м2;

У?Б = ОРБ/ССч\ ОРБ - общий расход бетона и аелезобетона, м3; УНТ - удельная нормативная трудоемкость, чел.-дп/м2; УНТ = ШЗ/3^1 ПТЗ - построечные трудовые затраты, чол.-дн;

_ относительная средняя квадратическая погрешность, %.

Определена статистические характеристики полученных зависимостей' (всего их 73), выполнен анализ влияния факторов на отклик и объяснены некоторые закономерности, выявленные с по-моцью регрессионного анализа.

При разработке метода определения потребности з НСМ для строительства объектов машиностроения в качестве классифици-рувдих признаков принята,назначение заводов - ССН и фактор

XfZ,характеразуюций вид строительства. В итоге получены уравнения для определения потребности в НСМ в пересчете на I млн. руб сметной стоимости строительства в ценах I9B4 г.:

ОЩГ = 3708,139 + 386,962,SA- 21,303; (3)

БП « 2453,523 + 481,2779 -5Д= 13,60£; (4)

ОРБ = 3325,222 + 105,056 ; ,SA = 12,10$; (6)

HP = 570,2849 + 75,8793^; SA = 13,40*2, (б)

где ОЩГ - норма расхода щебня, гравия, песчано-гравийной смеси (ПГС),.м3; НП - норма расхода песка, м3; ОРБ - норма расхода бетона, определяемая суммированием норм различных батонов и изделий из них для данного объекта, и3; HP - норма расхода раствора, м3.

Норма расхода НСЫ на I млн.руб сметной стоимости строительства далее перзсчягываегся на уровень цен текущего года -по специальной методике, принятой в строительстве,а из нормы ОРБ выделяются нормы расхода щебня, ПГС и т.д. в соответствия с рецептурой и технологией изготовления бетонов.

Уравнения (I)-(S) адекватны (проверка выполнена по критерию Оисера). Характерным оказалось то',что большие погрешности оказались свойственны объектам о малыми объемами расхода строительных материалов, поэтому средневзвешенная погрешность выборки оказалась много меньше приведенных значений

Для других 'промышленных объектов Ссельскохозяйственного строительства, цветной металлургии, газовой, нефтеперерабатывающей, транспорта нефти и нефтепродуктов, лесной,деревообрабатывающей, химической и нефтехимической промышленности,энергетики, транспорта и многих других) в основу метода определения потребности в НСМ было положено допущение о том, что ОРБ,

а в некоторых случаях и НР являются показателям:-:, в какой-то мере характеризующими объем строительных работ. Тогда ОЩГ, а такке НП должны быть функциями ОРБ и НР. В,качестве классифицирующего признака для получения аналитического описания ОРБ был принят фактор, характеризующий в закодированном виде объем строительных работ. Значение этого фактора при описании различных объектов строительства варьируется от 0,2 до 18.Чем больше объем строительных работ, тем больше значение классифицирующего признака Лу, где ^ = 13,14... и/ - порядковый номер объекта в каталоге.

В качестве примера приводим уравнения, полученные для объектов электроэнергетики:

ОЩГ = 5,2 ОРБ0'805; ^ = 15,22% (?)

НИ = 3,61 ОРБ0«714 НР°'207;^Л = 40,13$ (8) .

ОРБ = 1027 V960; 28,53$ (9)

НР = 63^(2,96754+0,37978 ¿С^); 25,60$. (10)

В диссертации приведено описание программы,разработанной на базе полученных уравнений. В связи с тем, что некоторые из формул характеризуются большой погрешностью,а также вследствие значительных отступлений от проектных нормативов по .расходу НСН, при реальном осуществлении строительных работ,в программе предусмотрено налокекие случайных составляющих на детерминированную компоненту прогноза (результат расчета по одной из полученных зависимостей).

Выполнена проверка программы на адекватность с использо-,вашем сведений об объеме строитзльных работ,выполнявшихся в 12Э2 г. некоторыми достоянными заказчиками НРП и количестве использованного для этих работ песка,в результате которой ус-

тановлено,что разработанная программа адекватна и ее можно использовать для прогнозирования количества паска, используемого при строительстве.

В третьей главе диссертации описаны Ш и программы прогнозирования по временным рядам и планирования добычи и доставки ИСМ в речном порту.

При создании ММ планирования добычи и доотавки НСМ, т.е. инструмента,который позволит с некоторым приближением описать работу любого звена системы в реальных условиях расстановки технических средств и схемах их использования, ваяной задачей является описание закономерностей протекания тех или иных процессов в отдельных звеньях системы. Прл этом требуется определить численные значения параметров, например, коэффициентов использования по времени земснарадов,гидроперегрукателай, плавучих краной,фактическую производительность средств погрузки и выгрузки, которые не могут быть определены никаким другим способом, кроме прогнозирования по временным рядам.

В основу разработанной автором ММ и программ прогнозирования по временным рядам е&рго^ положен метод экспоненциального сглаживания.Р.Г.Брауна. Особенностью этой Ш является необходимость регрессионного анализа временного ряда для выявления вида уравнения тренда и введение элемента стохастики в формирование точечного прогноза исследуемого параметра. С целью повышения достоверности прогноза в модели предусмотрена возможность многократного прогнозирования на основе одного и того яе временного ряда,но с различными интервалами сглакива-НКЯ. I

Приведены результаты прогнозирования с помощью разработанной программы и выполнен их анализ,который свидетельствует

I Л) ф

о том,что значения, параметров, например, /< , у к т. д.могут быть достоверно (с ошибкой 1...5&) спрогнозирована только на один год вперед по отношению к имеющимся экспериментальным • данным,что указывает на необходимость ежегодной корректировки уравнений прогноза. .

Программа йзсргод использована также для прогнозирования потока заявок на поставку речного песка в 1392 г.для 17 постоянных заказчиков,порта на основе временных рядов с 1^85 по . 1391 гг. Ошибка, прогноза по сравнению с предварительными заявками потребителей составила +25,78$, средневзвешенная погрешность прогноза на 1992 г.оказалась равной 5,35%, потому что большие погрешности прогноза оказались характерными только для мелких заказчиков. Учитывая,что поставки песка постоянным заказчикам в годы экономической стабильности составляли 75-85$ от общего объема добытого полезного ископаемого, можно считать результаты.прогнозирования удовлетворительными.

При разработке Ш планирования добычи и доставки НСЫ принят ряд допущений,приведенных в главе,которые позволили, очертить границы решаемой задачи. •

С помощью згой Ш должен быть разработан план, ' который . прд соблюдении сроков поставки НСМ обеспечивает минимум всех эксплуатационных расходов порта:

Э - Е £ £ ЕЭК1а + £ ИЭь-яь. ^

Ь ь з к г к

где -¿' - признак заказчика; J - признак причала выгрузки; л -

признак карьера; ~Ь - признак периода навигации; Г - признак зпда средств добычи; Эк]Н - суммарные эксплуатационные расходы на добычу НСМ для 2 -го заказчика на к -ом карьере,перевозку его на ^ -й причал и выгрузку на этом причале в Ь-Я.

период навигации; эксплуатационные расходы на перемеще-

ние технических средств /" -го типа от карьера к карьеру в ходе навигации.

Из уравнения (II) следует,что в модели долаяо быть организовано множество циклов вычислений,в ходе которых изменяются переменные к, , £ , го есть в каздай период навигации для каздого заказчика порта и каядого рассматриваемого маршрута карьер - причал в ММ доляны быть воспроизведены всевозможные ситуации использования перегрузочной техники п флота и среди них выбраны те варианты,которые удовлетворяют требованиям по срокам поставки КСМ и минимуму эксплуатационных расходов.

Специфика задачи накладывает ограничение на применение тех или иных методов оптимизации при поиске минимума д .В модели для этой цели используется метод обхода узлов пространственной сетки (перебора вариантов).

Сама'Ш представляет собой совокупность уравнений,описывающих процессы добычи, транспортировки и выгрузки НСМ, объединенных в соответствии с принятой логикой в блоки проверки запасов НСМ и технических возможностей порта,определения времени рабочих операций, расчета экономических характеристик рассматриваемых вариантов.

В диссертации приведено подробное описание уравнений и методик, использованных в модели.' Так, для определения дефицита (резерва) ресурсов добызашнх снарядов использован метод я.т.н. Е.С.Сндорка, для определения скорости состава метод к.т.н. К.К.Пимко. При работе модели оценивается технико-экономические показатели большего числа вариантов,которые форми-

руются в результате разнообразных сочетаний использования добывающих средств различных типов, тех или иных составов или их комбинаций, гидроперегружателей, портальных и плавучих кранов, работающих на выгрузке.

В рассматриваемой модели производится исключение неаффективных вариантов или вариантов,которые нельзя реализовать, определяется.время Л простоя техники и флота и рассчитываются эксплуатационные расходы, для чего используется формула:

ЭуИ -ЬРеАЪмсУ-ЪПщи+

4- [ £ 24 с0/- £ ПкМ ,

. р * где с - время пребывания средств добычи, использованных

по € -му варианту,на к -ом карьере,при поставке КСМ на /~й

Л „ н.<р Л 5-р.О) с,€ причал,сут; С % С ,С,С - стоимость содержания

средств добычи,руб/ч, несамоходного флота,руб/т,буксирно-рей-

. . псост

дового флота,руб/кВт, средств выгрузки,руб/ч; ~ грузо-

подъемность барж состава,т; у - признак состава,перевозящего

НСМ от к -го карьера к / -му причалу; Ре , - мощность букС Я П У 8-Р-Ф сира-толкача,ведущего состав,кВт; X *я ' - ОС- - доля

расходов на топливо в общем балансе эксплуатационных расходов соответственно,для добывающих средств,средств выгрузки и бук-спрно-рейдового флота; - доля времени вспомогательных операций, выполняемых без эксплуатации главного двигателя в общем ' балансе времени вспомогательных операций.

Обоснование наиболее эффективного плана добычи и доставки НСМ во многом зависит от критерия эффективности, с помощью

ч

которого в программе осуществляется'отбор приемлемых вариан-

тов. Поэтому в диссертации рассмотрены различные критерии эффективности К и стратегии построения комплексных критериев. Аргументирован отход от чисто математических методов поиска экстремума К в пользу объединения профессиональных знаний и опыта специалистов с достоинствами математических методов обработки информационных баз данных,методов теории принятия решений с быстродействием компьютера,выполняющего все рутинные операции.

Описаны особенности программы планирования добычи и доставки НСЫ,работающей в режиме диалога с лицом, принимающим решения. При работе программы анализируется работа каждого причала выгрузки с закрепленными или конкурирующими между собой карьерами,при этом формируется набор вариантов (с оценкой их эффективности) с различной расстановкой флота и технических средств,го есть если каждый причал выгрузки из,например, 30 рассматриваемых будет проанализирован с кандым из Ю предполагаемых карьеров,то программа сформирует 300 вариантов работы системы,причем в каждом варианте будет изучено не менее 150-400 вариантов расстановки добывающих средств на карьере, использования транспортного флота и средств выгрузки.

В четвертой главе на основе фактической расстановки технических средств НРП по карьера.'.! и причалам Еыгрузки в IÖ92 г. проверена работоспособность программу и достоверность получаемых результатов при планировании добычи и доставки НОМ, проведено исследований влияния показателей работы технических средств на эш^ктяпюсть добычи и доставки песка, проанализировано влияние критериев отбора вариантов при моделировании на.потенциальные эксплуатационные расходы,выполнена оценка экономического.эффекта'от снижения эксплуатационных расколов

в процессе добыта я доставки НСМ. .

Проверка работоспособности программы и достоверности получаемых результатов была выполнена одновременно с исследованием- влияния показателей работы технических средств на эффективность добычи и доставки песка. Для этого был проведен ' вычислительный эксперимент,подготовленный с учетом основных положений математической теории плакирования эксперимента',« для семи факторов был-выбран трехуровневый план,включающий в себя 39 опытов. ,

Выполненный анализ позволил выделить семь ,параметров,су-щественно влияющих на^эксплуатационкые расходы вследствие реализации плана,формируемого с помощью программы: коэффициент использования добивающих снарядов по времени (сомножитель Х^); фактор отбраковки вариантов по суточной производительности

стоимость содержания, добывающих снарядов и средств вы-, грузки (¿£3); судо-часовая норма загрузки-разгрузки песка

фактическая производительность земснарядов то же

плавучих кранов {32$); загрузка несамоходного флота, используемого для перевозки песка (.

В вычислительном эксперименте варьировались не сами перечисленные параметры,а специально введенные в модель безразмерные коэффициенты Х^-Х^, Эти коэффициенты ¿С^- в программе были представлены как сомножители исследуемых параметров, то есть при моделировании повышение автоматически влекло за собой увеличение -¿-го параметра.

Результаты вычислительного эксперимента были обработаны с помощью программы пошаговой регрессии,в результате работы которой получены следующие адекватные уравнения, млн.руб:.

19 .

Э= 88,908-35,335.^+66,130^ -32,811^; ^=20,10^ 03) Э» 79,018+6?,003Л^-29-17,060ХцСС? -

- 14,П7<Х5^ ; 5Л= 18,94^. (-/4)

Как следует из анализа уравнений (13) и (14),на эксплуатационные расхода влияют: стойкость содержания добывающих снарядов и средств выгрузки (чем меньше стоимость содержания, тем меньше с) ); коэффициент использования добывающих снарядов по времени; судо-часовая норма загрузки-разгрузки песка; фактическая производительность земснарядов и плавкранов; . загрузка несамоходного флота (чем больше значения перечисленных величин, тем меньше Э ).

Выявленные причинно-следственные связи достаточно известны, но поскольку программа раскрывает их правильно,то качественную достоверность результатов,получаемых при ее использовании можно считать доказанной.

Проверка достоверности результатов,получаемых .при использовании программы,с количественной стороны выполнена на примере исследования влияния факторов ЭС^Х^ на эксплуатационные расходы при добыче и доставке песка в соответствии . с фактической реализацией плана НРП "1992 г. В этом случае факторы СС1,,оказались незначимыми, а значения факторов ОС^ -Л^,прп которых фактические эксплуатационные расхода при реализации плана и эксплуатационные расходы,полученные путем моде лирования,отличались ке более, чем на 5%, оказались близкими к 1,0. Эти значения и использовались в дальнейшем иеслэдо-вании. Добавим,что эксплуатационные расходы на (¡тактическую реализацию плана 1992 г.рассчитывались "вручную" по той ' т.е методике которая была реализована в программе.

Обоснованы также критерии отбора вариантов дри моделировании и исследовано юс влияние на эффективность плана,которая оценивалась по эксплуатационным расходам.Рассматривались следующие критерии: эксплуатационные расходы, руб О время простоя технических оредств и флота, сут (П~*~/Ып)\ комплексный критерий, эксплуатационные расходы штос время простоя ( К^-^-Шп.); удельные эксплуатационные расхода,руб/т ( и. = Эпип); время пребывания на плесе, сут ( £ время пребывания на плесе,сут (t-~тйх); комплексный критерий, удельные эксплуатационные расходы плюс время пребывания на ллесе ( К^/гия).

Установлено, что критерии Э, и, К/ и К% по влиянию на эффективность формируемого в результате работы программы плана абсолютно идентичны,какие бы методы шкалирования частных показателей,их приоритеты, коэффициенты весомости и стратегии свертки комплексных критериев не опробывались. Использование этих критериев позволяет получить самый эффективный план, который базируется на преимущественном применении плавучих кранов, а не земснарядов и гидроперегружателей.

Вторым по эффективности критерием отбора является время пребывания на плесе (—-тазЬ. Использование этого критерия допускает в некоторых случаях применение земснарядов. Третьим по эффективности критерием отбора является время пребывания на плеов ('¿»/ил), а четвертым - время простоя (./7 ~*7гил). В последнем случае эксплуатационные расходы более, чем в два раза превосходят значения Э в случае минимизации эксплуатационных расходов.

Приведена оценка эффективности использования рекомендаций автора по снижению эксплуатационных расходов в процессе

добыча и доставки НСМ. Оценка выполнена по итогам моделирования различных вариантов реализации плана 1992 г.Перечислим их: более эффективный выбор и закрепление карьеров за ПВ позволяет снизить эксплуатационные расходы порта на 6,7%; более эффективное использование перегрузочной техники и флота - на 24,оптимизация схемы перемещения технических средств от карьера к карьеру в период навигации - на 1,1%.

Кроме этого» показана целесообразность обоснования о экономической точки зрения выбора приоритетов заказчиков при воо-произведении компьютером тех или иных реализаций плана.%

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Выполненное исследование представляет собой законченную научно-исследовательскую работу,в которой предлагается новое решение актуальной ягучной и практической задачи повышения эффективности работы речных портов по добыче и доставке НОМ.

По результатам анализа работы порта,выполненного с пози-

■ ■

ций системного подхода,выделены и формализованы некоторые звенья рассматриваемой системы,а также описаны вертикальные и • горизонтальные связи между ними,что позволило рассматривать эти звенья'с учетом их влияния на эффективность всей системы и при помощи компьютерного моделирования выявить реальные возможности снижения эксплуатационных расходов на добычу и доставку нсм. ■

Главными научными результатами работы автор считает следующее :

I) разработан метод прогнозирования спроса на НСМ, базирующийся на аналитическом представлении информации, содержащейся в нормативной документации строительной промышленности,

позволивший создать модель, с помощью которой можно оценить количество НСМ различных видов, которое требуется в предстоящем году для выполнения планов отдельной строительной организации или строительства в обслуживаемом портом регионе. В сочетании с методами прогнозирования потребляемых объемов НСМ по временным рядам рекомендуемый метод позволяет оценить потребности в НСМ различного вида в регионе задолго до начала навигации и правильно определить место порта и его долю на рынке НСМ в конкурентной борьбе с другими производителями , и поставщиками НСМ;

2) изучена работа отдельных звеньев процесса добычи и доставки НСМ с позиций системного подхода и создана модель работы порта по организации добычи и доставки НСМ;

3) разработана новая концепция повышения эффективности планирования работы порта по добыче и доставке НСМ,сочетающая, в себе преимущества математического моделирования с оптимизационными процедурами обхода узлов пространственной сетки и линейного программирования^ также основные приемы теории принятия решений. В соответствии с этой концепцией вся рутинная работа по формированию множества альтернатив, упорядочения их по критерию эффективности,выделению подмножества лучших решений, а танке оптимизационные процедуры выполняются ПК,но окончательные решения принимает специалист, руководствуясь своим опытом, интуицией и неформальной логикой;

4) показано,что с помощью разработанных концепции и ММ возможно обоснование таких планов добычи и доставки Некоторые позволяют получить экономию эксплуатационных расходов до 20-30$ по сравнению о планами,разработанными на основе градационного подхода;

5) выполнено моделирование на ПК процессов добычи и доставки песка в НРП, при этом для проведения вычислительного эксперимента были привлечены отдельные положения математической теории планирования эксперимента. На базе выполненных исследований получены ваяные рекомендации,использование которых позволит существенно увеличить прибыль портов, занятых добычей и доставкой НСМ.

Основными выводами,имеющими практическое значение, являются следующие:

а) пра существующем соотношении стоимости содержания земснарядов.гидроперегружателей с одной стороны, и кранов с другой (примерно 3:1),использование на добыче и доставке песка гидрокомплексов в большинстве случаев убыточно; при решении вопроса об использовании тех или иных технических средств-следует,отдавать предпочтение менее энергоемким,стоимость содержания которых является наименьшей их сопоставляемых;

6) гидрокомплексы целесообразно применять в случае непрерывной разработки крупного.месторождения песка с поставкой . его на один"причал при условии работы на линии нескольких составов, что сводит к минимуму простои ПЗС и ГП;

в) земснаряды могут быть использованы при необходимости разработки крупных месторождений песка по принципу "один карьер - много; причалов"' в краткие сроки; применение гидропе-регрузкагелей при этом на тех или иных ПВ должно быть всесторонне обосновано; использование кранов при этом способе разработки неэффективно; при формировании планов решения нужно принимать в пользу тех вариантов,в которых потребности причала удовлетворяются из одного карьера;

г) при анализа отчетной документации до итогам каждой навигации следует обращать особое внимание на коэффициент использования земонарядов и. кранов по времени принимать мера по устранению причин, приводящих к его снижению, так как не больше значения А* следствие низкой эффективности работы порта;

д) во избежание выбора не самых эффективных решений план на период навигации или на навигации в целой следует подготавливать в трех-четырех вариантах, предусматривающих • использование различных средств добычи,транспортировки и выгрузки НСМ. В этом случае окончательный вариант плана монет быть выбран из числа конкурирующих вариантов или получен путем объединения их лучших свойств. '

Перечисленные вывода и рекомендации,а также предложения относительно критериев эффективности,которые могут быть использованы при моделировании, процедур прогнозирования ' по временным рядам и др. были предложены НРП для внедрения с целью повышения эффективности процессов добычи и доставки песка. ,

. . Основные положения диссертации опубликованы.з следующих работах автора:

1. Бажан Н.В. Модель формирования объемов спроса на поставку нерудных строительных материалов в рыночных условиях./ Тр.Никегор.'инст-та инк.вода, тр-та (НижЧИВТ). - Н.Новгород, 1993. Вып.268.- С.55-59,.

2. Загайнова Н.В. Использование экспоненциальных средних для прогнозирования объемов поставки НСМ / Тр.Нихегор. ин-та инн.водн.тр-та (НияйИВТ). - Н.Новгород, 1992. Вып.266,- '

С.102-106.

3. Загайнова Н.В., Мордвинов D.S., Сидорок S.O. Анализ динамики структуры добычи НСМ в БОРПе / Гр. Нижегор.ин-та янж.водн.гр-та"(НшйИВТ). - Н.Новгород, 1992. Вып.266.-

С. 157-159. ' * ' ' > ■ 1

4. Организация производства и поставка НСМ в рыночных условиях // Сидорок B.C., Казаков A.n., Федотов Н.И.', Звгай-нова Н.В. / Тр» Нижегор.ин-та инж.водн.тр-та (НижИИВТ). -Н.Новгород, 1992. Вып.266.- С.61-34.

Подготовлены к печати тезисы доклада на научно-практиче-окой конференции, посвященной 150-летию Волжского пароходства, проходившей в ноябре 1993 г. в Волжской Государственной академии водного транспорта:

Бажан Н.В. Моделирование работы порта по добыче и доставке НСМ»

J-