автореферат диссертации по транспорту, 05.22.19, диссертация на тему:Совершенствование организации и управления технологическими перегрузочными процессами морского порта

005535135

На правах рукописи

Устинов Виктор Викторович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПЕРЕГРУЗОЧНЫМИ ПРОЦЕССАМИ МОРСКОГО ПОРТА

Специальность: 05.22.19 - Эксплуатация водного транспорта, судовождение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

17 ОКТ 2013

Новороссийск - 2013

005535135

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова»

Научный руководитель: Демьянов Виктор Владимирович,

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: Эглит Ян Янович, доктор технических наук,

профессор, ФГБОУ ВПО «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова», зав. кафедрой "Управление транспортными системами"

Попов Анатолий Николаевич, кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова», доцент кафедры "Технические средства судовождения"

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Астраханский государствен-

ный технический университет», г. Астрахань

Защита диссертации состоится 18 октября 2013 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д.223.007.01 при ФГБОУ ВПО «Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова» в аудитории Б-1 по адресу: 353918, г. Новороссийск, пр. Ленина, 93.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО « Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова» (г. Новороссийск, пр. Ленина, 93).

Автореферат диссертации разослан «16» сентября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного с"

ртДвгений Владимирович

Общая характеристика работы

Актуальность темы исследования. Развитие транспортных коммуникаций мировой транспортной системы выдвигает новые требования к качеству функционирования действующих интермодальных коридоров через Россию. В частности, создаваемый странами Евросоюза транспортный коридор под названием МТК ТРАСЕКА создаёт новые вызовы действующей транспортной системе России в конкурентной борьбе за сохранение сложившихся транзитных грузопотоков между Европой и Азией через российские морские порты, а не через порты Грузии, Азербайджана и, отчасти, Украины. В этой связи становятся актуальными все основные направления совершенствования организации и управления технологическими процессами морских портов:

- повышение пропускной способности причалов и погрузо-разгрузочных комплексов в российских портах Азово-Черноморского и Каспийского бассейнов до максимально возможных пределов при одновременном снижении затрат;

- создание новых методов выявления резервов пропускной способности, обеспечивающей конкурентоспособность российских морских портов в соревновании с указанными портами;

- ускорение процессов перевалки транзитных грузов через морские порты, а также снижение времени обработки экспортных и импортных грузов в российских портах.

Цели и задачи исследования. Целью исследования является совершенствование организации и управления технологическими процессами погрузо-разгрузочных работ в портах. Оптимизация операций: швартовки, отшвартовки и использования причала (далее процесс ПРР), направленных на повышение пропускной способности причалов за счёт повышения эффективности всех элементов процесса ПРР, формализуя процедуры их начала и окончания.

Для достижения поставленной цели в диссертации решены следующие задачи:

1. Проведен анализ ключевых факторов, определяющих эффективность пропускной способности порта на примере эксплуатации причалов нефтегавани (НГ) «Шесхарис» за период 2009 - 2012 г.г.

2. Проведен анализ технологических графиков элементов операций процесса

ПРР.

3. Формализованы все элементы циклических операций технологического процесса ПРР, включая ранее недостаточно учитываемую "морскую составляющую".

4. Оптимизированы нормы времени на выполнение проводки судов, буксирного обеспечения, услуг швартовщиков, оформления грузовых документов и работы комиссии на отход по средним значениям фактически сложившихся затрат времени элементов и операций процесса ПРР причала № 1 НГ «Шесхарис» (с целью снижения времени стоянки судна у причала).

5. Создана модель совершенствования процесса ПРР, описывающая три технологических процесса её работы: имитационное моделирование элементов операций процесса ПРР на заданный временной период; в режиме реального време-

ни; в детерминированном режиме анализа и оптимизации норм времени выполнения операций.

6. Определенны поддающиеся оптимизации элементы «морской составляющей» технологии процесса ПРР, имеющие существенное значение для повышения пропускной способности причалов порта.

7. Разработана методика оптимизации использования буксирного парка порта с интерактивной трехмерной графической визуализацией.

8. Исследовано влияние "человеческого фактора" и хорошей морской практики судоводителей портовых буксиров на пропускную способность причала, порта.

9. Проведен сравнительный анализ показателей имитационного моделирования процесса ПРР с реальными эксплуатационными показателями.

10. Проведена экспериментальная апробация разработанных моделей и методик, подтверждающая корректность выводов и эффективность предложенных подходов.

11. Выработаны практические рекомендации для реализации и внедрения научных результатов в эксплуатационно-технологической работе порта.

Объектом исследования является технологический процесс работы флота и порта.

Предметом исследования является совершенствование технологии, организации и управления перегрузочным процессом в морском порту.

Научная новизна диссертационного исследования. В работе решены важные для морской транспортной отрасли практические задачи портовой деятельности:

1. Предложен новый, целостный подход к организации и управлению процессом ПРР, на принципах формализации циклических элементов, стадий и операций процесса ПРР.

2. Разработана модель совершенствования организации и управления технологическими процессами грузообработки судов.

3. Разработана методика оптимизации использования буксирного парка порта на швартовных операциях с транспортными судами, с учетом оценки "человеческого фактора" на основе показателя хорошей морской практики и внешних возмущающих воздействий.

4. Разработан новый подход к определению экономических рисков безопасности швартовных операций, определяющий в стоимостном выражении риск получения возможных повреждений судов и ГТС при швартовных операциях.

Теоретическая значимость диссертации состоит в создании моделей, направленных на повышение: пропускной способности порта в пределах действующих требований к безопасности в порту; эффективности швартовных операций с транспортными судами; качества использования буксирного парка порта при выполнении формализованных операций и элементов процесса ПРР.

Практическая значимость исследований состоит в новом подходе, позволяющем принимать решения в реальном времени эксплуатации причалов, грузового района и/или порта в целом, направленных: на обеспечение эффективности процессов ПРР и пропускной способности порта в пределах заданных величин; на рациональное использование производственных ресурсов. Также результаты диссертации могут быть использованы в страховой деятельности на морском транспорте; в надзоре за безопасностью в порту; в выработке и определении наличия хорошей морской практики у судоводителей портовых буксиров; в работе дипломно-паспортного отдела капитана морского порта по вопросам дипломирова-ния судоводителей портовых буксиров.

Методология и методы исследования. Методологической основой диссертации послужили работы отечественных и зарубежных ученых, а также опыт работы ряда специалистов отрасли, посвященные вопросам эксплуатации порта и безопасности на транспорте, повышения конкурентоспособности российских портов: В.В. Попова, Я.Я. Эглита, А.И. Дивеева, H.A. Северцева, А.И. Карапузова, A.B. Миронова, В.В. Ерыгина, И.А. Степанца, В.Е. Деружинского, В.И. Королёва, А.И. Кондратьева, A.C. Васькова, A.A. Колесникова, В.В. Сахарова, Б.А. Носова, С.В. Милославской, М. Кристофера, Джеффри Г. Шатга, Й. Шумпетера и др.

Методы исследования включают эмпирические (анализ статистических данных, численный эксперимент), теоретические (методы теории вероятности, математического моделирования) и смешанные (аналитическое обобщение эмпирических результатов, сравнительный анализ фактических данных периода времени и сопоставление их с данными имитационного моделирования).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из двух томов. Первый том объемом 139 страниц состоит из введения, трех глав, заключения, списка сокращений и условных обозначений, списка литературы, списка иллюстративного материала. Второй том объемом 175 страниц состоит из семи приложений, в которых представлены: графический материал, таблицы, рисунки, блок-схемы и исходные тексты программ моделей по теме диссертации в программных средах Matlab, Excel.

Научные результаты, выносимые на защиту:

1. Модель совершенствования организации и управления технологическим процессом ПРР морского порта.

2. Методика моделирования технологического процесса ПРР в порту на принципах формализации процедур циклических элементов, стадий и операций процесса ПРР.

3. Методика оптимизации использования буксирного парка морского порта.

Степень достоверности и апробация результатов. Исследования были использованы ФГБОУ ВПО «Государственный Морской Университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова» в НИР по теме «Совершенствование процессов эксплуатации порта и разработка Технологического регламента ОАО «НМТП»», проводимой по заказу ОАО «Новороссийский морской торговый порт» (договор № 1077/12-ю от 30.11.2012г.). ОАО «НМТП» выдана справка в диссертационный совет при ФГБОУ

ВПО «Государственный морской университет имени Ф.Ф. Ушакова», которой подтверждается, что результаты исследования могут быть использованы для внедрения.

Материалы диссертации докладывались и обсуждались на: Девятой региональной научно-технической конференции - Новороссийск: РИО ФГОУ ВПО «МГА имени адмирала Ф.Ф. Ушакова», 2011г.; Международной научно-практической конференции — Краснодар, октябрь 2012 г.

Содержание работы

Во введении обосновывается актуальность темы, формулируется цель и задачи исследования, приведены теоритическая и практическая значимости, научная новизна, характеристика и основные результаты работы, представлена апробация работы.

В первой главе проведён обзор исследований по теме диссертации, проведён системный анализ технологического процесса ПРР за период 2009-2012 эксплуатации НГ «Шесхарис», которые показали, что операции и элементы процесса ПРР на морской составляющей исследованы недостаточно полно. В частности, в таких стадиях, как швартовка, использование причала, отшвартовка и составляющие их четырнадцать элементов выявлены большие резервы экономии времени. Так, например, совмещение некоторых элементов рассматривается только по времени начала их выполнения, но не фиксируется время окончания. В связи с этим высокой эффективностью одних элементов операций покрываются непроизводительные простои других, так как процесс ПРР не является цикличным, то есть начало и окончание последовательных элементов (циклов) операций процесса ПРР не осуществляется строго по графику. Эти недоработки ранее проведенных исследований процесса ПРР не позволяют выявлять «узкие места» в процессе ПРР и являются следствием раздробленности выполнения процесса ПРР различными субъектами порта без наличия договорных связей со стивидорной компанией, являющейся основным, лицензированным субъектом порта.

Основой современного, инновационного подхода в совершенствовании технологического процесса ПРР с судами должна быть цикличность элементов операций процесса ПРР, для этого необходимо провести их формализацию, т.е. установить функциональное состояние исполнителям субъектов порта на начало и окончание процедур каждого элемента. С введением цикличности элементов операций и определения процедурам их функционального состояния исключаются избыточные элементы операций из процесса ПРР.

Целостный конвейерный подход к процессу ПРР с указанием связей субъектов порта, как участников единого технологического процесса ПРР предложен в технологическом план-графике обработки судна (далее ТПГОС) по форме таблицы 1, отражающей полную логистику выполнения формализованных цикличных элементов операций процесса ПРР субъектами порта, вне зависимости от организационно-правовой формы. При этом ТПГОС показывает эффективность по каждому элементу операции процесса ПРР и эффективность всего процесса ПРР после каждой операции (после швартовки, использования причала, отшвартовки).

Таблица 1 - Примерная форма ТПГОС выполняемого субъектами порта

Наименование груза ТПГОС- причал №

Наименование судна т/х « »

Судовая партия О.М Наименование Агента

Интен-стъ ПРР V (т/ч) По плану По факту Наименование Экспеди тора

Приход судна в порт (Т ) -г пркх. дата, время Продолжит, элементов операций процесса ПРР (час) Начало элементов и операций процесса ПРР (дата/время) Окончание элементов и операций процесса ПРР (дата/время) Эффективность (К,) операции/элемент а процесса ПРР (%) Отклонение (±Де,) от нормы/план а(час) Наименование Исполнителя элемента/операции Процесса ПРР

По плану По факту По плану По факту По плану По факту

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

процесс ПРР (Тп ), по окончании швартовки Субъекты порта, в том числе:

процесс ПРР (Т ), по окончании использо-г ппрр вания причала

процесс ПРР (Т^ А п0 окошании отшвартовки

№ в т.ч.: 3 операции и 14 составляющих элементов:

I Швартовка судна (¡О

1 Начало процесса ПРР, проводка судна к операционной акватории причала (/и) Лоцманская компания

2 Услуги буксиров в операционной акватории причала по постановке судна к причалу г) Буксирная компания

3 Услуги швартовщиков в швартовке судна С..з) Стивидорная компания

II Использование причала под ПРР Субъекты порта, в том числе:

4 Работа Комиссии на приход (¿2.1) Члены Комиссии

Продолжение таблицы 1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

5 Услуги сюрвейера по приёму танков/трюмов (Г22) Сюрвейерская компания

6 Шланговка/установка оборудования ПРР (Ггз) Стивидорная компания

7 Грузовые операции (12А) Стивидорная компания

8 Отшланговка/уборка оборудования ПРР ('2.5) Стивидорная компания

9 Услуги сюрвейера по замерам и подсчёту груза fe.fi) Сюрвейерская компания

10 Оформление и подписание грузовых документов (*2.7) Стивидорная компания, Экспедитор, Администрация судна

11 Работа комиссии на отход (/28) Члены Комиссии

III Отшвартовка судна (73у) Субъекты порта, в том числе:

12 Услуги швартовщиков в отшвартовке судна Стивидорная компания

13 Услуги буксиров в операционной акватории причала по отводу судна от причала и раскантовки на выход (/3 2) Буксирная компания

14 Окончание процесса ПРР, проводка судна от операционной акватории причала в ТВЛ или в точку якорной СТОЯНКИ з) Лоцманская компания

І.иетео

Режим интерактивного ввода данных в реальном времени по судну 'AEGEAN DIGNITY" (позиция - окончание отшвартовки/процесса ПРР)

1800% ■ 1500% 1400% ' 1200% -1000% -. 803% '■ 600% 400% 200% :

Эффективность в норме -Полиномиальная (Эффективность по факту)

1800%

А

о о X

0%

^ .1» л^ ,Л>

Операции и элементы проиессаПРР

Рисунок 1 - Работа модели в режиме реального времени. В момент окончания

отшвартовки эффективность процесса ПРР повысилась с 89% до 99%

Итоговый результат, опережающий содержание глав 2 и 3, представлен на рисунке 1, на котором демонстрируется работа модели в реальном интерактивном режиме времени в момент окончания отшвартовки после окончания процесса ПРР. Видно, что удаётся достигнуть следующих показателей: эффективность отшвартовки составила 225%, в том числе услуг швартовщиков 150%, услуг буксиров 1800%; эффективность проводки судна 233%. За счет этого эффективность всего процесса ПРР повысилась с 89% до 99%.

Во второй главе диссертации, исходя из результатов анализа элементов операций процесса ПРР, разработана модель совершенствования процесса ПРР, в виде программно-аппаратного комплекса (алгоритма) определения резервов пропускной способности причалов за счет совершенствования системы прогноза, планирования, управления и регулирования технологическим процессом ПРР в порту. Ниже представлена сокращенная блок-схема алгоритма модели.

Продолжительность процесса ПРР определена временем составляющих его циклических операций и элементов, при этом окончание предыдущего элемента операции, является началом следующего элемента. Этим обеспечивается формализованный конвейерный принцип цикличности, по которому все участники процесса ПРР обязаны осуществлять свою деятельность согласно ТПГОС по форме таблицы 1 в пределах планового времени и величин эффективности.

Генерация имитационных _параметров_

Расчет продолжительности (час) операций и элементов Процессов ПРР

Вычисление эффективности {%) Процессов ПРР, «о операций и _элементов_

Вьмиспение отклонений (±Д) от норм эффективности и времени выполнения Процессов ЛРР, его операций и элементов

Построение диаграмм отклонений эффективности N времени Процессов ПРР, операций и элементов от установленных норм,.

Вычисление пропускной способности причала, интенсивности ПРР, эффективности комплекса, коэффициента полезного использования причала, выручки

10

Вычисление отклонений (±Д) пролускной способности причала, интенсивности, эффективности комплекса, коэффициента полезного использования причала,

11

Построение диаграммы пропускной способности причала, интенсивности, эффективности комплекса, коэффициента полезного использования причала, выручки

Ввод базовой информации в реальном времени по конкретому судну. Время начала движения Судна к причалу ~ времени начала проводки Судна к причалу = времени начала Процесса ПРР

В режиме реального бремени вводится время окончания проводки судна к причалу, далее в соответствии с конвейерным принцююм технологического Процесса ПРР вводится время окончания последующих элементов операций _Процесса ПРР_

20

Вычисление эффективности (%} операций и элементов в режиме реального времени по мере ввода времени окончания выполнения последнего элемента каждой последующей операции Процесса ПРР с вычислением прогноза эффективности _Процесса ПРР_

21

Вычисление оппонент (±л) от норм эффективности и от нсрм времени выполнения стерами и элементов в режиме реального времени по мере Бремени окожамт выполнение последнего элемента каждой последаощви оперзцрн Процесса ПРР с

вычислением прогноза отклонен _Г^оцесса ПРР от нормы

22

Построение диаграмм отклонений (±Д) от норм эффективности и от норм времени выполнения Процесса ПРР, его операций и элементов в

режиие реального времени по мере В90ДЭ

еремени окончания выполнения последнего

элемента каздой последующей операции Процесса ПРР

23

Вычисление пропускной способности причала, интенсивности ПРР. эффективности комплекса, коэффициента полезного использования причала, выручки

Вычисление эффективности (%) Процессов ПРР, его операций и элементе«

33

Вычисление отклонений {+Д) от норм эффективности и времени выполнения Процессов ПРР, его операций и элементов

34

Построение диаграмм отклонений эффективности и времени Процессов ПРР, операций и элементов от установленных

_ ноем

35

Вычисление пропускной способности причала, интенсивности ПРР. эффективности комплекса, коэффициента полезного использования причала, выручки

36

Вычисление отклонений (±Д) пропускной способности причала, интенсивности, эффективности комплекса, коэффициента полезного использования причала, выручки

37

Построение диаграммы пропускной способности причала интенсивности, эффективности комплекса, коэффициента полезного использования причала, выручки

На входе в модель совершенствования процесса ПРР поступает следующая информация: наименование, тип и дедвейт (БАУТ) судна; планируемая дата прихода судна в порт (чч.мм.гг чч:мм); планируемые дата и время начала процесса ПРР (чч.мм.гг чч:мм); цель захода судна - погрузка и/или выгрузка; наименование терминала (пирса) и номер причала; наименование груза на погрузку и/или выгрузку; количество судовой партии груза; стоимость услуг на погрузку и/или выгрузку; интенсивность погрузки и/или выгрузки по нормам; пропускная способность причала по нормам перегрузки; нормы продолжительности времени в часах на выполнение циклических операций и элементов процесса ПРР. При этом по каждой операции и по каждому элементу процесса ПРР можно задавать диапазон отклонения значений от норм (±Д(). Таким образом, процесс ПРР становится прогнозируемым, управляемым и сводится в последовательную цикличную кон-

вейерную систему грузообработки судна, нормированную по времени по каждому причалу порта и по каждому наименованию груза.

Процесс ПРР составляют три операции, состоящие из четырнадцати элементов, в том числе:

1) первая циклическая операция процесса ПРР швартовка судна, состоящая из трех элементов - проводка судна к причалу, услуги буксиров, услуги швартов-щиков;

2) вторая циклическая операция процесса ПРР использование причала, состоящая из восьми элементов - комиссия на приход, сюрвейерские услуги, шланговка или подготовка перегрузочного оборудования, грузовые операции, отшланговка или уборка перегрузочного оборудования, сюрвейерские услуги, оформление документов, комиссия на отход;

3) третья циклическая операция процесса ПРР - отшвартовка судна состоящая из трех элементов - услуги швартовщиков, услуги буксиров, проводка судна от причала.

Совершенствование технологического процесса ПРР наступает с момента формализации, т.е. введения в процесс ПРР цикличности четырнадцати элементов и соответствующих регламентов, обязывающих субъектов порта выполнять свои функции согласно ТПГОС по форме таблицы 1. При этом в договорных условиях с субъектами порта и/или в должностных инструкциях, устанавливаются обязательства исполнителей в обеспечении функционального состояния элементов процесса ПРР на начало и окончание каждого элемента, согласно времени в ТПГОС. Так, например:

- время начала проводки судна (начало швартовки), установленное в таблице 1 ТПГОС означает, что в данное время лоцман должен находиться на мостике, а судно начать движение к операционной акватории причала;

- время начала услуг буксиров установленное в таблице 1 ТПГОС означает, что в данное время заканчивается проводка судна и начинается буксирное обеспечение, т.е. судно должно подойти к границе операционной акватории причала, а буксиры должны находиться в ожидании подхода судна. Этим временем начинается буксирное обеспечение, кантовочные работы и сближение с причалом. И так, аналогично, по всем четырнадцати элементам до окончания процесса ПРР, т.е. до окончания проводки судна от операционной акватории в точку встречи лоцманов (ТВЛ) или точку якорной стоянки.

В процессе работы модели, совершенствование технологического процесса ПРР заключается в следующем (п.1—п.5).

1. В возможности распределения демереджа между теми субъектами порта, которые не обеспечили своевременное выполнение тех или иных элементов процесса ПРР. Заложив в договорах и/или соглашениях с субъектами порта, обязанность и ответственность исполнителей по выполнению ТПГОС. Аналогично может быть применимо и распределение диспатча.

2. В возможности выяснить причину и принять соответствующее решение для устранения «узких мест» с целью выравнивания соответствующего элемента, операции и/или всего процесса ПРР в целом в реальном режиме времени, если эффективность К.< 100%.

Под эффективностью понимается отношение нормы времени (час) к фактически затраченному времени выполнения того или иного элемента операции процесса ПРР.

3. В использовании модели для количественных и качественных оценок элементов операций процесса ПРР в реальном масштабе времени, для удержания эффективности использования причала (К2), коэффициента полезного использования причала (п), эффективности процесса ПРР (Кппрр) и его пропускной способности в пределах установленных величин.

4. В обратной связи модели, позволяющей по результатам работы модели в режиме реального времени блока 21 вносить корректировку в блок 3 режима имитации процесса ПРР.

5. В возможности совершенствования технико-экономического нормирования операций и элементов процесса ПРР на существующем оборудовании, исходя из средних фактических текущих показаний, так например, при эксплуатации причала № 1 НГ «Шесхарис» в диссертации обоснованы нормы на проводку судов, на услуги буксиров, швартовщиков, на отшланговку, оформление грузовых документов на работу комиссии на отход. Таким образом, норма с 25 часов погрузки одного танкера сократилась до 23 часов. При исчерпывании возможности оптимизации норм, алгоритм, методом имитационного моделирования определяет значение времени исполнения того или иного элемента операции процесса ПРР. На основании этих значений определяются величины технологических норм времени выполнения соответствующих элементов и операций, вытекающих из технических заданий на проектирование и изготовление нового перегрузочного оборудования.

Таким образом, модель совершенствования процесса ПРР:

- является основой для разработки нового, более совершенного перегрузочного оборудования с меньшей продолжительностью рабочих циклов (крановым, ленточным, смешанным циклом) и/или увеличении его производительности;

- может использоваться для разработки более совершенных технологий механической линии перегрузки грузов и швартовых операций, например с использованием эскортных буксиров и/или с использованием автоматических швартовных устройств на причале.

В третьей главе рассмотрены вопросы совершенствования буксирного обеспечения транспортных судов в порту, являющегося основным возмущающим фактором в первой и в третьей циклических операциях (швартовка/отшвартовка соответственно) процесса ПРР. Поэтому методика оптимизации использования буксирного парка порта, является научным результатом, обеспечивающим практическую реализацию модели совершенствования процесса ПРР с вероятностью

безопасности швартовных операций близкой к единице. Методика совершенствования буксирного обеспечения в порту базируется на оценке и прогнозировании возмущающих факторов влияющих на пропускную способность причалов.

Практическим представлением методики совершенствования буксирного обеспечения швартовных операций является интерактивная трехмерная компьютерная визуализация использования буксирного парка, определяющая конкретные величины возмущающих факторов воздействующих на судно (скорость ветра, площадь парусности судна, тяговое усилие буксиров). Теоретическим результатом является оценка вероятности безопасности швартовной операции на основе показателей человеческого фактора, хорошей морской практики и возмущающих воздействий, имеющих место при неблагоприятных метеоусловиях в портах. Для решения эксплуатационных задач в вопросах совершенствования буксирного обеспечения и повышения вероятности безопасности швартовных операций и, соответственно их эффективности, формализованы человеческий фактор и хорошая морская практика судоводителей портовых буксиров, разработана модель оптимизации использования буксирного парка порта с интерактивной трехмерной графической визуализацией, модель вероятности безопасности швартовных операций процесса ПРР.

Модель оптимизации использования буксирного парка порта предназначается для определения и визуализации с учетом коэффициентов динамичности ветрового давления /£¿=1,5 и Кд=2,1 следующих данных (п.1-п.З).

1. Потребной тяги Буксиров при конкретной скорости ветра и парусности судна, с которым производятся швартовные операции.

2. Подбора оптимального количества буксиров (не менее двух) для выполнения швартовной операции при заданных величинах скорости ветра и парусности судна.

3. Определение предельной скорости ветра, при которой может безопасно выполняться швартовная операция выбранными буксирами с заданной парусностью судна.

Расчеты выполнены с учетом коэффициентов динамичности при «одержи-вании» судна, /С,=1,5 и К¿=2,1.

Использование табличных данных и/или опыта лоцманского состава в выборе конкретных буксиров, как правило, превышает требуемую оптимальную величину суммарной тяги буксиров. Модель оптимизации использования буксирного парка порта исключает нерациональный расход буксирной тяги без ущерба эффективности и безопасности швартовной операции и с достаточной точностью в потребности буксирной тяги позволяет произвести расстановку буксиров при планировании швартовных операций с учетом метеоусловий в порту.

Алгоритм модели оптимизации использования буксирного парка, следующий (п. 1-п.З).

1. В модель вводятся площадь парусности судна, суточный прогноз погоды по ветру, буксирный парк порта (наименование и тяговое усилие каждого букси-

ра), при этом каждому буксиру присваивается статус («занят» или «свободен»). Модель определяет буксирную тягу в двух вариантах: вариант 1 с учетом Кд= 1,5; вариант 2 с учетом Кд=2,7. Затем из всего буксирного парка выбирается по два буксира к каждому варианту буксирной тяги исходя из равенства или наименьшей разницы между расчетными величинами необходимой буксирной тяги при Кд- 1,5 и Кд~2,7 и тягой буксиров, находящихся в наличии (2расчет < 2Н1Л„,„,„). При этом максимальная тяга двух буксиров должна быть одинаковой или тяга одного буксира не должна превышать тягу другого более чем на 50%.

2. Выбор одного из двух вариантов буксирной тяги при Кд=1,5 или К„=2,1 производится: если в суточном прогнозе по ветру имеются порывы ветра, то модель предлагает вариант 2 (Кд=2,7); если прогноз по ветру стабильный, то модель предлагает оба варианта, и выбор остается на решение лоцмана, капитана судна. После выбора одного из двух вариантов не востребованные буксиры рассматриваются в швартовных операциях с последующими судами.

3. Дальнейшая расстановка буксирного парка для последующих судов производится из оставшихся буксиров. Если в буксирном парке порта из оставшихся буксиров нет подходящего варианта, то модель выбирает буксиры из числа занятых в работе, поставив такое судно в очередь ожидания швартовных операций.

Работа модели проверена в сравнении с рядом выполненных швартовных операций в порту Новороссийск по группам судов. Из рисунка 2 видно, что имеют место случаи нерационального использования буксирного парка, так перерасход буксирной тяги составляет от 15 до 100 тс. При этом в значительной степени, перерасход буксирной тяги наблюдается по третьей и четвертой группам судов.

Оптимизация использования буксирного парка по тяги буксиров для четырех групп судов

-*— Буксирная тяга по расчетам модели

■»—Буксирная тяга по выбору капитана судна

Рисунок 2 - Оптимизация использования буксиров В качестве примера работы интерактивной визуализации модели оптимизации буксирного парка в работе рассмотрена швартовка танкера т/х «TONY» дед-

вейтом 0\УТ 149995 в балласте к причалу № 1 нефтегавани Шесхарис в порту Новороссийск.

Эффективность выбранного моделью варианта подтверждена данными, полученными на интерактивной трехмерной графической модели, из которой следует, что предельная скорость ветра, при которой может эффективно и безопасно выполняться швартовная операция, составляет 18 м/с при Кд=1,5 и 13 м/с при Кя=2,7 (рисунок 3 сечение 2). Следовательно, запас буксирной тяги гарантированно обеспечивает безопасность выполнения швартовной операции даже в случае, если порывы ветра усилятся с 12,7 м/с до 18 м/с.

Таким образом, адекватность модели подтверждена экспериментальными данными и может быть использована стивидорными, буксирными, лоцманскими компаниями, капитанами и судовладельцами транспортных судов.

Рисунок 3 - Интерактивная трехмерная визуализация модели оптимизации использования буксирного парка при швартовке танкера т/х «TONY» дедвейтом DWT 149 995 к причалу № 1 нефтегавани Шесхарис в порту Новороссийск

Учитывая, что в реальности невозможно спрогнозировать с точностью до часа фактическое наступление метеоусловий, объявленных в штормовом предупреждении, имеет место вынужденное проведение швартовных операций в штормовых условиях. В таких случаях оказание услуг буксирами зависит от человеческого фактора, заключающегося в принятии алогичного решения экипажами буксиров пойти на риск причинения вреда своему здоровью, жизни во время оказания услуг в штормовых, экстремальных условиях.

Человеческий фактор принято понимать как «термин, описывающий возможность принятия человеком ошибочных или алогичных решений в конкретных ситуациях. Алогизм (алогичность; от др. греч. а - отрицательная частица и др. греч. 1о§!зтоз - разум, рассудок) - нелогическое рассуждение, ход мысли, нарушающий законы и правила логики, либо факт, который не укладывается в рамки

логического мышления, то, что нельзя обосновать логически, противоречащее логике». В данном случае речь идёт о принятии алогичного решения судоводителями буксиров, основанного на хорошей морской практике в управлении портовыми буксирами в целях обеспечения безопасного маневрирования судов в операционных акваториях причалов на швартовых операциях.

На базе исследований вычислительного центра им. A.A. Дородницына РАН по теме «Универсальные оценки безопасности» в работе сделан вывод, что в порту безопасность швартовных операций для транспортных судов, грузов и гидротехнических сооружений находится в прямой зависимости от следующих основных двух факторов (п.1 - п.2).

1. Человеческого фактора экипажей портовых буксиров - опасение членами экипажей буксиров причинить вред своему здоровью, жизни при осуществлении производственной деятельности в реальных условиях повышенного риска. Коэффициент человеческого фактора для судоводителей буксиров может составлять от О до 1 (Кчф < 1).

2. Хорошей морской практики судоводителей буксиров - способность поддерживать высокую степень готовности экипажа и буксира к моментальному действию, способность обеспечивать надежность технических систем, уверенность в своих действиях по управлению буксиром и исключительно быстрая перестройка психической деятельности на фоне возникшего эмоционального напряжения, устойчивая эмоционально-волевая сфера, ответственность и высокая активизация мышления в экстремальной ситуации. Коэффициент хорошей морской практики для судоводителей буксиров может составлять от 0 до 1 (Кмп < 1).

Величины показателей человеческого фактора и хорошей морской практики формализованы коэффициентами (п.1 - п.2).

1. Человеческий фактор - коэффициент Кчф от 0 до 1 - отношение количества услуг, работ, принятых и начатых к выполнению (т) на количество услуг, работ, предложенных к выполнению (п) КЧф = т/п, Кчф < 1.

2. Хорошая морская практика - коэффициент Кмп от 0 до 1 - соотношение количества эффективно оказанных услуг (без каких-либо повреждений, травматизма) (п^) к общему количеству выполненных услуг, работ (п„) Км„ - пбв/ пв, Кмп < 1.

При этом в качестве доверительных интервалов крэффициентов хорошей морской практики можно рассматривать значения в пределах от 0,8 до 1,0. В течение трех месячного испытательного срока судоводитель портового буксира обязан сдать практический экзамен непосредственно на мостике буксира, показав при этом свою уверенность в принятии решений по управлению пропульсивной установкой и достижении эффективного маневрирования буксира. При положительном заключении комиссии, для начинающего судоводителя портового буксира, коэффициент хорошей морской практики можно принимать значением равным 0,8.

Интересы грузовладельцев и судовладельцев выполнить процесс ПРР с наименьшими затратами и интерес стивидорной компании в увеличении пропускной способности причала, терминала, порта, всегда актуальны и зависят от эффективности буксирного обеспечения швартовных операций процесса ПРР.

Иными словами, с какой вероятностью безопасности, и с какой величиной риска будет проведена, например, отшвартовка судна для выхода судна из порта после окончания погрузки/выгрузки или для перехода в зону убежища, если неблагоприятный прогноз станет оправдываться, и фактическая погода будет превышать рекомендованные значения по скорости ветра. Для этих целей в работе предложены алгоритм и модель вероятности безопасности швартовной операции (1).

Вероятность безопасности швартовной операции (р) определяется как разность между средним коэффициентом хорошей морской практики судоводителей, стоящих на вахте на привлеченных буксирах, и понижающим коэффициентом сложности {Кшт) в зависимости от скорости ветра. Коэффициент сложности с повышением скорости ветра увеличивается на 0,02 через каждые 5 м/с начиная с 1520 м/с - 0,02,20-25 м/с - 0,04, 25-30 м/с - 0,06,35-40 м/с - 0,08, 45-50 м/с - 0,1.

Таким образом, модель вероятности безопасности швартовной операции имеет вид:

где: - сумма коэффициентов хорошей морской практики судоводителей

МП

стоящих на вахте на буксирах выбранных моделью оптимизации использования буксирного парка;

п - количество судоводителей стоящих на вахте на буксирах выбранных моделью оптимизации использования буксирного парка; К — коэффициент сложности.

Для примера в работе использованы результаты модели оптимизации использования буксирного парка, по которым определены буксиры «Агат» и «Торопливый», судоводители которых управляли буксирами при скорости ветра -12,7 м/с, оказывая услуги транспортному судну IV группы. Коэффициент вероятности безопасности отшвартовки транспортного судна IV группы при ветре 12,7 м/с по данному варианту группы буксиров, составил 0,825, соответственно риск (К) возможного ущерба:

К = с(1 - р) = 1200000 X (1 - 0,825) = 210000руб., где: с - стоимость возможного ущерба исходя из объема эксплуатационных повреждений обычно получаемых при швартовных операциях, в данном случае для IV группы принято 1 200 000 руб.; р - коэффициент вероятности безопасности швартовной операции.

Оценка риска является частным результатом исследований по теме «Универсальные оценки безопасности» проведенными при вычислительном центре им. А.А. Дородницына РАН, с применением коэффициента вероятности безопасности (р) являющегося результатом разработанной модели вероятности безопасности швартовной операции.

Внедрение в работу диспетчерских служб стивидорных, буксирных и лоцманских компаний модели оптимизации буксирного парка порта и модели вероятности безопасности швартовных операций:

(1)

а) увеличивает пропускную способность порта за счет наличия хорошей морской практики судоводителей буксиров и уменьшения времени технологических простоев причалов (время швартовок/отшвартовок судов);

б) позволяет осуществлять ремонт эксплуатационных повреждений за счет страховых взносов и исключить возможность налоговых органов предъявлять какие-либо претензии, так как к затратам относятся расходы, понесенные на восстановление естественного износа, а восстановление эксплуатационных повреждений, полученных в метеоусловиях, превышающих рекомендованные портовыми властями к естественному износу отнести нельзя.

В заключение этой главы приведём основные результаты имитационного моделирования эффективности процессов ПРР.

Апробация работы модели совершенствования процесса ПРР проведена в модельном времени с 19:19 02.03.2012 по 02:30 28.03.2012 эксплуатации причала № 1 НГ «Шесхарис» ОАО «Новороссийский морской торговый порт» с использованием следующих экспериментальных данных (п.1-п.З).

1. Первую группу экспериментальных данных составляют Таймшиты за 2009-2011гг., договорные нормы процесса ПРР, установленные в Приложении «Б» к «Порядку взаимодействия ОАО «Черномортранснефть», ЗАО «Морской портовый сервис» и ОАО «Новороссийский морской торговый порт» при совместной безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов нефтеналивного терминала «Шесхарис»».

2. Вторую группу экспериментальных данных составляют фактические значения операций и элементов процессов ПРР, которые получены из официального сайта Азово-Черноморского филиала ФГУП «Росморпорт» системы «ЗРАКВЕК» по тринадцати танкерам, погруженным в модельном времени.

3. Третью группу экспериментальных данных составляют фактические значения операций и элементов процессов ПРР по данным Таймшитов ОАО «НМТП» сформированным в период этого же модельного времени по погрузке этих же тринадцати танкеров у причала № 1 НГ «Шесхарис».

На рисунках 4 и 5 показан результат работы модели совершенствования процесса ПРР в режиме имитации всех четырнадцати элементов процесса ПРР. Отклонения от норм по каждому элементу были заданы и введены в модель в интервале (-20%;+5%). «минус» означает перерасход времени, а «плюс» означает экономию времени.

В Приложении В к диссертации, графически продемонстрированы эксплуатационные показатели имитируемых всех формализованных операций и элементов модели совершенствования процессов ПРР.

Следует отметить, что при совершенствовании процесса ПРР в части формализации его элементов, результаты имитационного моделирования показывают возможную эффективность погрузки в количестве 29 танкеров, а по сложившемуся, не формализованному технологическому процессу ПРР, согласно графикам рисунков 6 и 7, за это же модельное время эффективность погрузки составила 13 танкеров. Следовательно, экономическая эффективность совершенствования процесса ПРР и выполнения его согласно ТПГОС очевидна, так как выручка за по-

грузку 29 танкеров составляет $10 556 ООО, против $4 706 ООО за погрузку 13 танкеров. Сравнив сумму времени, отведённую на процессы ПРР с 13 судами по норме, с суммой фактически затраченного времени на погрузку этих же 13 судов по результатам детерминированного режима работы модели, получим: по данным системы «ЭРАКОЕК» время процессов ПРР - 354,83 часа; по данным таймшитов ОАО «НМТП», время процессов ПРР - 351 час. Адекватность модели подтверждается реальными эксплуатационными данными двух разных источников -таймшиты порта и программа ЭРАКОЕК. Данные подтверждаются на 98%.

Эффективность имитируемых процессов ПРР (КпПРР) причал №1 НГ "Шесхарис" (март2012г)

Эффективность по факту —■—Эффективность в норме -Полиномиальная (Эффективность по факту)

120% ------------Ц----- ---------------■—- ---------------------------------|Н§

100%

Е 80%

Найменованій имитируемы»танкеров

Рисунок 4 - Результат имитационного моделирования эффективности процессов ПРР с использованием оптимизированных норм (усовершенствованный процесс)

Отклонение времени имитируемых процессов ПРР (+ДТппрр) от оптимизированной нормы - причал №1 НГ Шесхарис (март2012г)

-Отклонениепо факту

-Процесс ПРР в норне

-Полиномиальная (Отклонение по факту)

Наименования имитируемых танкеров _

Рисунок 5 - Работа модели совершенствования процесса ПРР в режиме имитации отклонений процесса ПРР от нормы

Следовательно, при наличии груза и контролируемом, управляемом стивидорной компанией процессе ПРР, даже при той же интенсивности судоподхода к причалу, можно было за это же модельное время погрузить как минимум ещё одно судно и увеличить пропускную способность причала № 1 НГ «Шесхарис» не менее чем на 140 ООО тонн ежемесячно, так как перерасход бюджета модельного времени в обоих случаях превысил норму процесса ПРР составляющую 25 часов. При стоимости перегрузки одной тонны нефти $2.6 дополнительная годовая выручка от эксплуатации причала № 1 НГ «Шесхарис» может составить в пределах $4 млн./год.

Эффективность процессов ПРР (К„яет>) (причал №1 НГ Шесхарис-март 2012г)

— — Эффективность по факту -Эффективность в норме -Полиномиальная (Эффективность по факту]

120%

100.20%

40% 20% 0%

^ сф> Г0- # ^ гсГ

^ * ^ ¿г ^

<Г <&>

Наименозашая танкероа

Рисунок 6 - Работа модели совершенствования процесса ПРР в детерминированном режиме

Отклонение времени процессов ПРР (±ЛГ„„Р(,) от кормы (причал № 1 НГ Шесхарис - март 2012г)

— Отклонение по факту -Процесс ПРР в норме -Полиномиальная (Отклонение по факту)

Рисунок 7 - Анализ отклонений времени от установленных норм в детерминированном режиме работы модели

На рисунках 8, 9 показана работа модели совершенствования процесса ПРР в режиме реального времени. Программная реализация модели в реальном режиме времени выдает данные по фактическому состоянию эффективности элементов операций и всего процесса ПРР.

Режим интерактивного ввода данных в реальном времени по судну "AEGEAN DIGNITY" (позиция - окончание швартовки)

—Эффективность по факту

'-Эффективность 5 норме

-Полиномиальная (Эффективность по факту)

98%

Операции и элементы процесса ПРР

Рисунок 8 - Работа модели в режиме реального времени. В момент окончания швартовки эффективность процесса ПРР составила 98%

Рисунок 8 демонстрирует, что проводка судна была выполнена с эффективностью 94%, услуги буксиров - 900%, услуги швартовщиков - 71%, а эффективность процесса ПРР в момент окончания швартовки снизилась до 98%.

Режим интерактивного ввода данных в реальном времени по судну "AEGEAN DIGNITY" (позиция - окончание использования причала)

- Эффективность по факту ——Эффективность в норме -Полиномиальная (Эффективность по факт)

900%

Ч"

4s-

Операции и элементы процессаПРР

Рисунок 9 - Работа модели в режиме реального времени. В момент окончания использования причала эффективность процесса ПРР снизилась до 89%

Рисунок 9 демонстрирует работу модели в реальном интерактивном режиме времени в момент окончания использования причала. Эффективность использования причала составила 91%, а эффективность всего процесса ПРР снизилась до 89%. Следовательно, возможность увеличить эффективность процесса ПРР имеется при выполнении отшвартовки за счет хорошей морской практики судоводителей портовых буксиров.

Заключение и выводы

В работе предложены следующие инструменты совершенствования работы морского порта.

1. Модель модернизации процесса ПРР как основа для достижения максимальной пропускной способности морского порта, соответствующей современным требованиям его высокой конкурентоспособности.

2. Методика моделирования технологического процесса ПРР в порту на принципах формализации процедур циклических элементов, стадий и операций процесса ПРР.

3. Методика оптимизации использования буксирного парка морского порта.

4. Рекомендации по составлению и корректировке ТПГОС с детализацией плановых заданий по времени начала и окончания выполнения операций и элементов процессов ПРР по каждому наименованию груза с привязкой к конкретному причалу, по совместному использованию Субъектами порта сетевой версии разработанной нами программы в части выполнения ТПГОС.

Таким образом, используя систему электронного мониторинга и документирования швартовных и грузовых операций по каждому судну, станет возможным:

а) субъектам порта планировать начало и окончание своих обязательств по циклическим элементам операций процесса ПРР и в реальном времени поддерживать их эффективность в пределах заданных величин;

б) грузовладельцам, судовладельцам получать сведения об эффективности процесса ПРР по окончании каждой операции с показаниями отставания/опережения в реальном времени с указанием причин;

в) стивидорной компании в реальном времени делать анализ процесса ПРР по всем причалам и видам грузов для выявления недочетов («узких мест») в реальном времени.

Основные положения диссертации изложены в следующих печатных работах:

1. Устинов, В.В. Реинжиниринг бизнес-Процессов в морских и речных портах / В.В. Устинов, В.И. Королев // Транспортное дело России. - 2010. - № 9. -С.206-207.

2. Устинов, В.В. Моделирование технологии, организации и управления Процессами в портах / В.В. Устинов // Транспортное дело России. - 2010. -№11. — С.108-109.

3. Устинов, В.В. Совершенствование мер, обеспечивающих навигационную безопасность в морских портах / В.В. Устинов // Транспортное дело России. - .— 2011. — № 6. - С. 171-175.

4. Устинов, В.В. Системный анализ функционирования морских транспортных путей на Азово-Черноморском бассейне / В.В. Устинов, Г.А. Зеленков, Д.Ю. Салько // Материалы 9-ой региональной научно-технической конференции «Проблемы эксплуатации водного транспорта и подготовки кадров на юге России». - Новороссийск: РИО ФГОУ ВПО «МГА имени адмирала Ф.Ф. Ушакова», 2011. - С.5-11.

5. Устинов, В.В. Системный анализ технологических Процессов погрузо-разгрузочных работ в порту на примере эксплуатации нефтеналивного причала /

B.В. Устинов, Г.А. Зеленков//Транспортное дело России. -2012.-№ 3.- С. 58-62.

6. Устинов, В.В. Модели оптимизации использования буксирного парка порта и вероятности безопасности швартовной операции / В.В. Устинов // Транспортное дело России. - 2012. - № 5. - С.215-220.

7. Устинов, В.В. Обеспечение безопасности плавания транспортных судов в порту при маневрировании в операционной акватории причала / В.В. Устинов,

C.И. Кондратьев // Транспортное дело России. - 2012. - № 6. - С.196-197.

8. Устинов, В.В. Южное транспортное кольцо России как гарант развития транзитных транспортных магистралей на Кавказе / В.В. Попов, Г.А. Зеленков, В.В. Устинов // Вестник ГМУ Эксплуатация безопасность и экономика водного транспорта- Новороссийск; РИО ФГБОУ ВПО «ГМУ им. адм. Ф.Ф. Ушакова», 2013.-№ 1(2). - С.5-10.

9. Устинов, В.В. Системный анализ функционирования морских транспортных путей на Азово-Черноморском бассейне / В.В. Устинов, Г.А. Зеленков, Д.Ю. Салько // Материалы 9-ой региональной научно-технической конференции «Проблемы эксплуатации водного транспорта и подготовки кадров на юге России».— Новороссийск: РИО ФГБОУ ВПО «ГМУ им. адм. Ф.Ф. Ушакова», 2011. - С.5-11.

10. Устинов, В.В. Совершенствование техносферы южных портов России -основного сегмента транспортного коридора Азия-Европа / В.В. Устинов, В.В.Попов, Г.А. Зеленков // Международная научно-практическая конференция «Стратегия ускоренной динамики Российского общества: экономика, политика, право». - Краснодар, 2012. - С. 501-513.

Формат 60x84 1/16. Тираж 100. Заказ 2583. Отпечатано в редакционно-издательском отделе ■ ФГБОУ ВПО «Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф.Ушакова» 353918, г. Новороссийск, пр. Ленина, 93

Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство морского и речного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АДМИРАЛА Ф.Ф. УШАКОВА»

УДК 656.615.071.4:681.3

На правах рукописи

04201362290

УСТИНОВ ВИКТОР ВИКТОРОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПЕРЕГРУЗОЧНЫМИ ПРОЦЕССАМИ

МОРСКОГО ПОРТА

ТОМ1

Специальность 05.22.19 Эксплуатация водного транспорта, судовождение

Диссертация

на соискание учёной степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Демьянов В.В.

Новороссийск

Оглавление

Введение.................................................................................................3

1. Анализ совершенствования эксплуатации порта в рыночных условиях...........11

§1.1 Системный анализ технологического процесса ПРР на примере эксплуатации

нефтеналивного причала............................................................................11

§ 1.2 Технологические и логистические составляющие совершенствования процессов

эксплуатации порта...................................................................................31

§1.3 Анализ эксплуатационных показателей работы порта в рыночных условиях................................................................................................43

2. Модели и алгоритмы совершенствования организации и управления

технологическими процессами в морских портах...........................................49

§2.1 Возможности моделирования технологии, организации и управления

перегрузочными процессами в портах...........................................................49

§2.2 Модель совершенствования технологического процесса ПРР.......................53

§2.3 Результаты моделирования совершенствования технологического процесса ПРР на экспериментальных данных эксплуатации причала № 1 НГ Шесхарис............74

3. Совершенствование буксирного обеспечения транспортных судов в швартовных

операциях процесса ПРР...................................................................................89

§3.1 Факторы и показатели безопасности буксирного обеспечения транспортных

судов в швартовных операциях...................................................................89

§3.2 Оптимизация использования буксирного парка порта с интерактивной

трёхмерной графической визуализацией........................................................105

§3.3 Оценка вероятности безопасности швартовных операций процесса

ПРР.....................................................................................................113

Заключение..............................................................................................122

Список сокращений и условных обозначений...............................................126

Список литературы..................................................................................129

Список иллюстративного материала.............................................................138

Том 2 приложения к диссертации «Совершенствование организации и управления технологическими перегрузочными процессами морского порта».....................140

Введение

Актуальность исследований

Одной из важнейших стратегических задач в принятых целевых программах является совершенствование координации работы всех видов транспорта - морского, железнодорожного, автомобильного, воздушного и трубопроводного. Большое влияние на решение проблем, стоящих перед водным транспортом, оказывают методы организации и управления перевозками на различных уровнях транспортной системы. Поэтому исследования в области совершенствования организации и управления транспортным узлом (портом), как составной части этой системы, играют ключевую роль в повышении объёмов перевозок и качества услуг, оказываемых на транспортных коридорах России всеми видами транспорта.

Зарубежный и отечественный опыт показывает, что высокий процент простоев судов и причалов в ожидании грузовых операций обусловлен, главным образом, отсутствием согласованных действий между смежными видами транспорта и субъектами порта, а также несовершенством организации и управления процессами ПРР в портах. В связи с этим необходимо сосредоточить внимание на выявление и ликвидацию «узких мест», прежде всего, в этом звене транспортной системы, соединяющем водные и наземные транспортные магистрали.

Транспортные коммуникации издавна называют артериями жизни. Без них невозможен подъём экономики и процветание страны, пусть даже обладающей огромными природными ресурсами. Тот, кто контролирует транспортную систему, держит в своих руках рычаги управления экономикой, а значит, волен решать судьбу целого государства [45].

Развитие транспортных коммуникаций мировой транспортной системы выдвигает новые требования к качеству функционирования действующих

интермодальных коридоров через Россию. В частности, создаваемый странами Евросоюза транспортный коридор под названием МТК ТРАСЕКА, создаёт новые вызовы действующей транспортной системе России в конкурентной борьбе за сохранение сложившихся транзитных грузопотоков между Европой и Азией через российские морские порты, а не через порты Грузии, Азербайджана и, отчасти, Украины. В этой связи становятся актуальными все основные направления совершенствования организации и управления технологическими процессами морских портов:

- повышение пропускной способности причалов и погрузо-разгрузочных комплексов в российских портах Азово-Черноморского и Каспийского бассейнов до максимально возможных пределов при одновременном снижении затрат;

- создание новых методов выявления резервов пропускной способности, обеспечивающей конкурентоспособность российских морских портов в соревновании с указанными портами;

- ускорение процессов перевалки транзитных грузов через морские порты, а также снижение времени обработки экспортных и импортных грузов в российских портах.

Степень разработанности темы.

Ранее проведённые исследования по теме диссертации свидетельствуют о следующем (п.1 -п.6).

1. Эффективность технологического процесса полной обработки судна (ТППОС) была актуальна и приемлема в постсоветский период в силу государственной монополии на все виды портовых услуг.

2. В прошлое и в настоящее время система организации процесса ПРР последовательна, но не циклична, т.е. начало и окончание операций и элементов процесса ПРР не выполняются строго по графику, а время окончания швартовных

операций в планах швартовных операций не указывается и не планируется до сих пор.

3. Показатель эффективности обработки судов в порту теряет всякий смысл и превращается в показатель пассивного фактического состояния организации стоянки судна в порту в силу раздробленности выполнения операций и элементов процесса ПРР различными субъектами порта (стивидорные, экспедиторские компании, судовые агенты, судовладельцы транспортных судов и портовых буксиров, грузовладельцы, служба капитана порта, пограничная и таможенная службы, санитарные власти порта) без возложения на них договорной ответственности перед основным субъектом порта (стивидорной компанией) за эффективность операций и элементов процессов ПРР.

4. Не исследованы все операции и элементы процесса ПРР, которые обязательны для выполнения при осуществлении погрузо-разгрузочной деятельности. Так, например, не были исследованы следующие циклические операции и их элементы процесса ПРР: швартовка/отшвартовка, в том числе проводка судна к причалу/от причала, услуги буксиров и швартовщиков; стоянка судна у причала под погрузкой/выгрузкой, в том числе проведение необходимых формальностей после окончания швартовки и после окончания погрузки/выгрузки.

5. Предлагаемые другими авторами коэффициенты качества не приемлемы по причине того, что в «советское время» субъектами порта были разные ведомства, которые не отвечали перед стивидорной компанией по своим обязательствам за эффективность технологического процесса полной обработки судна (ТППОС). В настоящее время эти же субъекты порта, являясь уже разными юридическими лицами, также не несут ответственности в своевременности выполнения ими операций и элементов процесса ПРР на морской составляющей.

6. Авторами проведённых ранее исследований вопросов совершенствования процессов эксплуатации порта (после 2008г) в своих предложениях и расчётах

использованы нормы, которые были приемлемыми в прошлом веке конца 90-х годов (РД 31.3.05-97 «Нормы технологического проектирования морских портов»). Менеджмент стивидорной компании лишён возможности выявлять «узкие места», так как эффективностью одних элементов и операций процесса ПРР «покрываются» непроизводительные простои других.

Цели и задачи исследования.

Целью исследования является совершенствование организации и управления технологическими процессами погрузо-разгрузочных работ в портах. Оптимизация операций швартовки, отшвартовки и использование причала (далее процесс ПРР), направленная на повышение пропускной способности причалов за счёт повышения эффективности всех элементов процесса ПРР, формализуя процедуры их начала и окончания.

Для достижения поставленной цели в диссертации решены следующие задачи:

1. Проведен анализ ключевых факторов, определяющих эффективность пропускной способности порта на примере эксплуатации причалов нефтегавани «Шесхарис» за период 2009 - 2012 г.г.

2. Проведен анализ технологических графиков элементов операций процесса

ПРР.

3. Формализованы все элементы циклических операций технологического процесса ПРР, включая ранее недостаточно учитываемую "морскую составляющую" (буксирное обеспечение).

4. Оптимизированы нормы времени на выполнение проводки судов, буксирного обеспечения, услуг швартовщиков, оформления грузовых документов и работы комиссии на отход по средним значениям фактически сложившихся затрат времени элементов и операций процесса ПРР причала № 1 НГ «Шесхарис» (с целью снижения времени стоянки судна у причала).

5. Создана модель совершенствования процесса ПРР, описывающая три технологических процесса её работы: имитационное моделирование элементов операций процесса ПРР на заданный временной период; в режиме реального времени; в режиме прогнозирования; в детерминированном режиме анализа и оптимизации норм времени выполнения операций.

6. Определены поддающиеся оптимизации критические элементы «морской» составляющей технологии процесса ПРР, имеющие существенное значение для повышения пропускной способности причалов порта.

7. Разработана методика оптимизации использования буксирного парка порта с интерактивной трехмерной графической визуализацией.

8. В ходе оптимизации элементов морской составляющей технологического процесса ПРР исследовано влияние "человеческого фактора" и хорошей морской практики судоводителей портовых буксиров на пропускную способность причала, порта.

9. Проведен сравнительный анализ показателей имитационного моделирования процесса ПРР с реальными эксплуатационными показателями.

10. Проведена экспериментальная апробация разработанных моделей и методик, подтверждающая корректность выводов и эффективность предложенных подходов.

11. Выработаны практические рекомендации для реализации и внедрения научных результатов в эксплуатационно-технологическую работу порта.

Объектом исследования является технологический погрузо-разгрузочный процесс работы порта.

Предметом исследования является совершенствование организации и управления технологическим перегрузочным процессом в морском порту.

Научная новизна диссертационного исследования. В работе решены важные для морской транспортной отрасли практические задачи портовой деятельности:

1. Предложен новый, целостный подход к организации и управлению процессом ПРР на принципах формализации циклических элементов, стадий и операций процесса ПРР.

2. Разработана модель совершенствования организации и управления технологическими процессами грузообработки судов.

3. Разработана методика оптимизации использования буксирного парка порта на швартовных операциях с транспортными судами с учетом оценки "человеческого фактора" на основе показателя хорошей морской практики и внешних возмущающих воздействий.

4. Разработан новый подход к определению экономических рисков безопасности швартовных операций, определяющий в стоимостном выражении риск получения возможных повреждений судов и ГТС при швартовных операциях.

Теоретическая значимость диссертации состоит в создании моделей, направленных на повышение: пропускной способности порта в пределах действующих требований к безопасности в порту; эффективности швартовных операций с транспортными судами; качества использования буксирного парка порта при выполнении формализованных операций и элементов процесса ПРР.

Практическая значимость исследований состоит в новом подходе, позволяющем принимать решения в реальном времени эксплуатации причалов, грузового района и/или порта в целом, направленных на: обеспечение эффективности процессов ПРР и пропускной способности порта в пределах заданных величин; рациональное использование производственных ресурсов. Также результаты диссертации могут быть использованы в страховой

деятельности на морском транспорте; в надзоре за безопасностью в порту; в выработке и определении наличия хорошей морской практики у судоводителей портовых буксиров; в работе дипломно-паспортного отдела капитана морского порта по вопросам дипломирования судоводителей портовых буксиров.

Методология и методы исследования. Методологической основой диссертации послужили работы отечественных авторов и опыт работы ряда специалистов отрасли, посвященные вопросам эксплуатации порта и безопасности на транспорте, повышения конкурентоспособности российских портов: Попова В.В., Эглита Я.Я., Дивеева А.И., Северцева H.A., Карапузова

A.И., Миронова A.B., Ерыгина В.В., Степанца И.А., Деружинского В.Е., Королёва

B.И., Кондратьева А.И., Васькова A.C., Колесникова A.A., Сахарова В.В., Носова Б.А., Милославской C.B., М. Кристофера, Джеффри Г. Шатта., Й. Шумпетера и др.

Методы исследования включают эмпирические (анализ статистических данных, численный эксперимент), теоретические (методы теории вероятности, математического моделирования) и смешанные (аналитическое обобщение эмпирических результатов, сравнительный анализ фактических данных периода времени и сопоставление их с данными имитационного моделирования).

Научные результаты, выносимые на защиту

1. Модель совершенствования организации и управления технологическим процессом ПРР морского порта.

2. Методика моделирования технологического процесса ПРР в порту на принципах формализации процедур циклических элементов, стадий и операций процесса ПРР.

3. Методика оптимизации использования буксирного парка морского порта.

Степень достоверности и апробация результатов

Основные результаты диссертационного исследования:

- были использованы ФГБОУ ВПО «ГМУ имени адмирала Ф.Ф. Ушакова» в НИР по теме «Совершенствование процессов эксплуатации порта и разработка Технологического регламента ОАО «НМТП»», проводимой по заказу ОАО «Новороссийский морской торговый порт» (договор № 1077/12-ю от 30.11.2012г.);

- ОАО «НМТП» выдало справку в д/совет при ФГБОУ ВПО «ГМУ им. Ф.Ф. Ушакова», которой подтверждает, что результаты настоящей диссертации могут быть использованы для внедрения с целью совершенствования процессов эксплуатации ОАО «НМТП»;

- были использованы ФГБОУ ВПО «Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова» в НИР по теме «Исследования в области развития существующих и создания новых морских сообщений (морских магистралей) в регионе Черного моря, в том числе между черноморскими портами, а также между черноморскими портами и портами других бассейнов с учетом необходимости рационального взаимодействия с другими видами транспорта», проводимой по госзаказу ГК № РТМ-47/10 (№ Госрегистрации 01201064128). Результаты НИР были приняты на заседании Федерального Агентства морского и речного транспорта;

-докладывались и обсуждались на: Четвертой и Девятой региональных научно-технических конференциях - Новороссийск: РИО ФГОУ ВПО «МГА имени адмирала Ф.Ф. Ушакова», 2005 г. и 2011г. соответственно; Международной научно-практической конференции - Краснодар, октябрь 2012г.

1. Анализ совершенствования эксплуатации порта в рыночных условиях §1.1 Системный анализ технологического процесса ПРР на примере эксплуатации нефтеналивного причала

Портовый рынок, в котором субъекты порта взаимодействуют между собой в период стоянки судна в порту, постоянно меняется по многим направлениям эксплуатации портовой инфраструктуры. Объектами таких изменений являются: технические средства производства ПРР и выполнение вспомогательных (на морской составляющей) циклических операций и элементов процесса ПРР, информационные технологии; законодательно- правовая база. Изменения также претерпели фактические временные �