МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТРАНСПОРТНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

КУЗЬКІН ОЛЕКСІЙ ФЕЛІКСОВИЧ

УДК 658.286:656.064

МОДЕЛІ І АЛГОРИТМИ ПЛАНУВАННЯ І ОРГАНІЗАЦІЙНОГО УПРАВЛІННЯ У ТРАНСПОРТНО-СКЛАДСЬКОМУ КОМПЛЕКСІ МЕТАЛУРГІЙНОГО ПІДПРИЄМСТВА

05.13.22 – Управління проектами та розвиток виробництва

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Київ – 2003

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Запорізькому національному технічному університеті Міністерства освіти і науки України, м. Запоріжжя.

Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент

Бабушкін Геннадій Федорович, Запорізький національний технічний університет, доцент кафедри транспортних технологій.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Курніков Іван Петрович, Національний транспортний університет, завідуючий кафедрою виробничих систем і сервісу на транспорті.

кандидат технічних наук, доцент

Ніколаєнко Ірина Володимирівна, Приазовський державний технічний університет, доцент кафедри технологій міжнародних перевезень і логістики.

Провідна установа: Східноукраїнський національний університет ім. Володимира Даля, кафедра “Управління проектами і економічна статистика” Міністерства освіти і науки України.

Захист дисертації відбудеться “25” червня 2003 р. о 1000 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.059.01 при Національному транспортному університеті за адресою: 01010, Україна, м. Київ, вул. Суворова 1, ауд. 333а.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Національного транспортного університету (01103, Україна, м. Київ, вул. Кіквідзе 42).

Автореферат розіслано “23” травня 2003 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

кандидат технічних наук О.І. Мельниченко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. На даний час у транспортно-складських комплексах підприємств металургійної галузі України значно переважають децентралізовані системи організації роботи транспорту та складського господарства при доставці вантажів матеріально-технічного забезпечення з загальнозаводських складів цехів підготовки виробництва у виробничі підрозділи. Неузгодженість в діях великої кількості одержувачів вантажів, транспорту і складів, багатономенклатурність і дрібнопартіонність нестабільних вантажопотоків, складна система документообігу в таких умовах призводять до неефективного використання рухомого складу та трудових ресурсів, задіяних в процесі комплектування та доставки транспортних партій вантажів.

Значно ефективнішою в таких умовах є централізована система доставки вантажів, в якій всі функції, пов’язані з прийманням та обробкою замовлень, плануванням процесів комплектування та доставки транспортних партій вантажів, управлінням роботою внутрішньозаводського транспорту та складів виконує спеціалізована організаційна структура, створена при цеху підготовки виробництва.

Задачі планування і організаційного управління централізованою доставкою вантажів в умовах багатономенклатурних внутрішньозаводських вантажопотоків є багатоваріантними, мають різну періодичність рішення, великий обсяг первинної інформації та значні розміри, повинні враховувати зв’язок комплектувального та транспортного процесу. Обмеженість розробки інтегрованих комплексних методик рішення цих задач до цього часу зумовлена недостатнім рівнем розвитку інформаційних технологій в Україні, адже їх реалізація можлива тільки за умови використання сучасних засобів обчислювальної техніки.

Таким чином, в умовах сучасного інформаційного суспільства та бурхливого розвитку інформаційних технологій необхідна розробка методик, які дозволяють формалізувати процеси прийняття оптимальних рішень у всіх галузях діяльності людини, в тому числі і галузі внутрішньозаводського транспорту та складського господарства. Це дає можливість забезпечити інтегроване оптимальне планування і організаційне управління матеріальними та інформаційними потоками у рамках систем управління матеріально-технічного забезпечення промислових підприємств України.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана в рамках:

§ тематичного плану науково-дослідних робіт, фінансованих з коштів держбюджету Міністерства освіти і науки України на 1999 р. за темою ДБ 04319 “Розробка основ логістичних систем процесів заводських перевезень” (затверджений у січні 1999 р., державна реєстрація № 0199U001082);

§ плану госпдоговірних науково-дослідних робіт ВАТ “Запоріжсталь” “Удосконалення системи обліку та доставки матеріалів з цеху підготовки виробництва (ЦПВ) у основне виробництво комбінату “Запоріжсталь” з використанням ЕОМ” (договір № 20–146/4334 від 01.12.1993 р., державна реєстрація № 0194U012773).

Мета і задачі дослідження. Метою дослідження є підвищення ефективності функціонування транспортно-складського-комплексу металургійного підприємства шляхом розробки формалізованих методів оптимального планування і організаційного управління процесами доставки багатономенклатурних вантажів з ЦПВ у його виробничі підрозділи в умовах внутрішньозаводських централізованих перевезень.

Для досягнення поставленої мети досліджень у дисертаційній роботі визначені та вирішені наступні задачі дослідження:

§ проведений комплексний аналіз транспортно-технологічних процесів внутрішньозаводської централізованої доставки багатономенклатурних матеріалів з ЦПВ у цехи металургійного підприємства та отримані їх кількісні та якісні показники;

§ побудовано математичні моделі окремих елементів процесу доставки вантажів у транспортно-складському комплексі підприємства;

§ розроблена методика оперативно-календарного планування централізованої доставки багатономенклатурних вантажів з ЦПВ у цехи підприємства;

§ розроблені та реалізовані на ПЕОМ обчислювальні алгоритми рішення локальних оптимізаційних задач в рамках розробленої методики;

§ реалізована автоматизована підтримка рішення задач планування і організаційного управління централізованою доставкою багатономенклатурних вантажів у транспортно-складському комплексі металургійного підприємства з автоматизацією інформаційних потоків і документообігу.

Об’єкт дослідження – внутрішньозаводський транспортно-складський комплекс металургійного підприємства.

Предмет дослідження – процеси планування та організаційного управління централізованою доставкою багатономенклатурних вантажів з загальнозаводських складів у основне виробництво металургійного підприємства.

Методи дослідження. Рішення поставлених задач виконувалось на підставі аналізу та наукового узагальнення попередніх досліджень та існуючих методик з планування і організаційного управління доставкою багатономенклатурних матеріалів в цехи основного виробництва промислових підприємств безрейковим колісним транспортом, математичного моделювання транспортно-технологічних процесів вантажопереробки та доставки вантажів. В дослідженнях застосовувались методи математичної статистики, кореляційно-регресійного аналізу, евристичні методи дискретної оптимізації, статистичного моделювання на ЕОМ.

Наукова новизна отриманих результатів:

§ вперше для рішення задач з планування та управління централізованою доставкою вантажів з загальнозаводських складів у цехи основного виробництва металургійного підприємства запропоновані облікові одиниці для нормування трудомісткості та тривалості вантажних операцій з багатономенклатурними матеріальними комплектами;

§ отримані коефіцієнти зведення об’ємів замовлених дрібних партій багатономенклатурних матеріалів групи матеріально-технічного забезпечення до вантажомісткості рухомого складу, що використовується для їх перевезень;

§ розроблена інтегрована методика оперативно-календарного планування і організаційного управління процесами централізованої доставки багатономенклатурних вантажів, яка враховує зв’язок комплектувального та перевізного процесу та дозволяє приймати оптимальні управлінські рішення для вибору варіанту функціонування транспортно-складської системи по найбільш ефективному варіанту;

§ досліджено функціонування транспортно-складського комплексу на статистичній моделі та встановлений характер зв’язків між вхідними параметрами та ресурсним забезпеченням системи централізованої доставки багатономенклатурних вантажів;

§ сформульовані принципи автоматизації інформаційних потоків і документообігу у централізованій транспортно-складській системі металургійного підприємства.

Практичне значення отриманих результатів складається у наданні інженерно-технічним робітникам транспортно-складських систем централізованої доставки вантажів на промислових підприємствах комплексу інструментів для оцінки параметрів функціонування системи та прийняттю оптимальних управлінських рішень для підвищення ефективності її роботи. Для практичного використання призначені:

§ укрупнені оціночні показники використання вантажомісткості транспортних машин матеріалами різних номенклатурних груп;

§ комплекс програмного забезпечення для ЕОМ, який реалізує методику оперативно-календарного планування і управління процесами централізованої доставки багатономенклатурних вантажів.

Особистий внесок здобувача у наукових працях, крім виконаних самостійно [1,7], полягає в наступному:

§ розроблена модель планування доставки у транспортно-технологічній системі централізованого постачання [2];

§ розроблені методики рішення задач визначення тривалості вантажних робіт, зведення обсягів замовлених партій до вантажомісткості рухомого складу і складання оперативно-календарного плану доставки вантажів [3];

§ розроблені алгоритми оптимізації оперативно-календарного плану доставки вантажів [4];

§ розроблена принципова схема автоматизованого документообігу у системі централізованої доставки вантажів [5];

§ окреслене коло задач, які потребують автоматизованої інформаційної підтримки у системі доставки вантажів [6];

§ сформульовані принципи організації інформаційної бази та поданий її основний вміст для рішення задач оперативного планування перевезень та автоматизації інформаційних потоків та документообігу при доставці багатономенклатурних вантажів матеріально-технічного забезпечення [8];

§ встановлені характер та кількісні характеристики основних вхідних та вихідних факторів та параметрів, що визначають функціонування системи доставки вантажів [9];

Апробація результатів роботи. Основні результати дисертаційної роботи повідомлені та обговорені:

§ на Всеукраїнській науково-технічній нараді “Автоматизована система управління доставкою матеріалів з цеху підготовки виробництва у виробничі цехи металургійного підприємства”, м. Запоріжжя, 1995 р.;

§ на науково технічній конференції молодих спеціалістів “Азовсталь-99”, м. Маріуполь, 1999 р.

§ на міжнародних науково-практичних конференціях “Ринок послуг комплексних транспортних систем та прикладні проблеми логістики”, м. Київ, 1999–2000 р.

Публікації. Основні результати дисертації опубліковані у 9 роботах, з котрих 6 статей та 3 у тезах доповідей.

Структура і об’єм дисертації. Дисертаційна робота складається з вступу, чотирьох розділів, загальних висновків, списку використаної літератури із 85 найменувань. Основний текст викладений на 161 сторінках. Текст ілюструється 19 рисунками, містить 28 таблиць і 3 додатки.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтована актуальність теми дослідження, подано загальну характеристику роботи, перераховане коло задач, що вирішуються, сформульовано мету і задачі дослідження, відбито наукову новизну і практичне значення отриманих результатів дослідження.

У першому розділі проведений аналіз теорії і практики з організації доставки вантажів у транспортно-складських комплексах промислових підприємств, дана характеристика автомобільного транспорту та складського господарства металургійного підприємства, сформульована мета та задачі дослідження та намічені шляхи їх розв’язання.

Рівень організації транспортно-складських процесів на сучасному промисловому підприємстві має значний вплив на економічні показники основного виробництва. За різними оцінками частка навантажувально-розвантажувальних, транспортних та складських робіт у собівартості готової продукції коливається в межах 25-35%, тому підвищення ефективності роботи внутрішньозаводських транспортно-складських систем є одним з резервів її зниження.

Централізовані системи організації транспортно-складського господарства та транспортного обслуговування виробничих підрозділів підприємства мають значні переваги перед децентралізованими системами, серед яких в першу чергу можна вказати скорочення загальнозаводських парків транспортних машин та обслуговуючого процеси доставки вантажів персоналу на 25-30%.

Проблеми рішення задач оптимізації елементів транспортно-технологічних та транспортно-складських процесів завжди були у центрі уваги науковців, серед яких можна виділити Смєхова О.О., Воркута А.І., Малікова О.Б., Житкова О.В., Панова С.А., Геронімуса Б.Л., Матюніна І.Є. та ін.

Однак, при великій кількості існуючих методик рішення окремих задач з планування, технічного та технологічного забезпечення процесів централізованої доставки вантажів, на даний час відсутні методики комплексного інтегрованого планування та організаційного управління роботою централізованих транспортно-складських систем. Крім того, більшість методик розроблені для умов магістрального транспорту та непридатні в умовах перевезень багатономенклатурних вантажів групи внутрішньозаводського матеріально-технічного забезпечення на промислових підприємствах. Це зумовлено специфічними особливостями організації та технології вантажопереробки і доставки таких вантажів, серед яких слід насамперед зазначити дрібнопартіонний характер перевезень та високу ступінь невизначеності у системі доставки.

Таким чином, необхідне дослідження характеру протікання транспортно-складських процесів у централізованих системах внутрішньозаводського матеріально-технічного забезпечення та розробка інтегрованої методики оперативно-календарного планування підготовки багатономенклатурних вантажів до перевезення та управління їх доставкою у виробничі підрозділи підприємства з автоматизацією інформаційних потоків та документообігу.

У другому розділі транспортно-складський комплекс металургійного підприємства розглянуто як об’єкт управління, досліджений характер протікання транспортно-складських процесів у внутрішньозаводській централізованій системі доставки вантажів та розроблені їх математичні моделі, запропонована структура критеріїв оптимальності локальних транспортно-складських процесів та критеріїв інтегральної оптимальності системи доставки багатономенклатурних вантажів при рішенні оптимізаційних задач планування і організаційного управління.

Систему внутрішньозаводського централізованого матеріально-технічного забезпечення можна розглядати як відносно відокремлену в рамках промислового підприємства. В умовах централізованої доставки матеріалів зі загальнозаводських складів ЦПВ у виробничі цехи основні функції, пов’язані з безпосередньою доставкою вантажів виконує спеціалізований підрозділ ЦПВ – дільниця централізованих перевезень (ДЦП). ДЦП можна, в свою чергу, розглядати як підсистему з внутрішнім (планово-диспетчерська група, група планування перевезень, транспортно-складське обладнання, комірники, комплектувальники, бригади вантажників, механізатори) та зовнішнім (транспортні засоби, водії) ресурсним забезпеченням (рис. 1). Автотранспортний цех підприємства виділяє рухомий склад для доставки вантажів для потреб ДЦП на підставі її вимог.

Транспортно-технологічний процес доставки багатономенклатурних вантажів складається з багатьох операцій, основними з яких є прийом вимог на матеріали та їх обробка, календарне та оперативне планування процесів доставки вантажів, комплектування транспортних партій на багатономенклатурних складах цеху підготовки виробництва, їх навантаження на рухомий склад та перевезення одержувачам.

В умовах багатономенклатурності замовлених партій вантажів пропонується використовувати в якості облікової одиниці для нормування трудомісткості та тривалості виконання вантажних операцій з матеріальними комплектами вимогу на матеріал, що є основним звітним документом у системі матеріально-технічного забезпечення підприємства. Кожна вимога містить замовлення на доставку необхідної кількості матеріалу конкретного найменування.

Проведене натурне обстеження та статистичний аналіз виконання вантажних операцій в умовах ЦПВ ВАТ “Запоріжсталь” показав, що питома трудомісткість та питомий час виконання вантажних операцій з вимогою мають гамма-розподіл, логарифмічно-нормальний та експоненціальний розподіли. Встановлені параметри законів розподілу для умов виконання вантажних операцій на окремих багатономенклатурних складах та у одержувачів вантажу. Гіпотези про закони розподілу перевірені за критерієм згоди Пірсона при рівні значущості =0.05. На підставі законів розподілу та їх параметрів можна моделювати тривалість виконання відповідних вантажних операцій з багатономенклатурним матеріальним комплектом, до якого входять кілька вимог, що надходять на будь-які спеціалізовані багатономенклатурні склади.

Для зведення обсягів дрібних партій багатономенклатурних вантажів до вантажомісткості рухомого складу на підставі проведених натурних обстежень визначені вагові коефіцієнти використання вантажомісткості рухомого складу для двадцяти двох укрупнених груп матеріалів, згрупованих за своїми фізичними, транспортними властивостями та одиницями виміру, та семи укрупнених груп матеріалів, згрупованих за ознакою їх належності до певного спеціалізованого багатономенклатурного складу.

При визначенні вагових коефіцієнтів завантаження автомобілів використовувався метод найменших квадратів для мінімізації функціоналу виду

де m – загальна кількість спостережень; Vj – показник завантаження автомобіля у j-му спостереженні; ai – шуканий ваговий коефіцієнт використання вантажомісткості автомобіля вантажем і-ї групи; n – загальна кількість груп матеріалів; xij – кількість матеріалу i-ї групи, що увійшла до кузова автомобіля у j-му спостереженні.

Показник завантаження автомобіля вимірювався у натуральних (одиниці об’єму та площі) та умовних (відносна завантаженість кузова в процентах) одиницях.

Встановлені закони розподілу випадкових величин тривалості руху автомобілів між окремими багатономенклатурними складами ЦПВ та між вантажними пунктами на транспортній мережі підприємства (логарифмічно-нормальний закон розподілу) та тривалості очікування автомобілем вантажних операцій у одержувачів вантажу (експоненціальний закон розподілу).

В якості локального критерію оптимальності при реалізації оперативно-календарного планування і організаційного управління доставкою вантажів у досліджуваній системі обраний критерій максимізації використання транспортних засобів за вантажомісткістю та у часі на оперативному періоді управління. В якості інтегрального критерію оптимальності системи обраний критерій мінімізації рівня трудових та транспортних ресурсів на протязі циклу календарного планування.

В третьому розділі сформульовано постановку задачі оперативно-календарного планування процесів централізованої доставки вантажів та розроблений алгоритм її вирішення.

Доставка множини замовлень Н, які надходять у систему доставки вантажів виконується на протязі циклу календарного планування R (місяць, тиждень), який складається з r+1 рівних за часом періодів оперативного управління (робоча зміна). Кожне замовлення () можна представити у вигляді вектору

де – порядковий номер складу-відправника; – порядковий номер підрозділу-одержувача; , – трудомісткість відповідно комплектування та навантаження замовлення; – тривалість розвантаження замовлення у одержувача; – об’єм замовлення.

Для перевезення можуть бути використані автомобілі вантажомісткістю V одиниць, співрозмірних з об’ємами замовлень. Задані величини тривалості руху автомобіля між окремими складами цеху підготовки виробництва та між одержувачами на транспортній мережі підприємства .

Задача оперативно-календарного планування полягає в розбитті вихідної множини замовлень на такі непересічні підмножини (, для яких виконуються умови

та одночасно досягається

,

де – значення критерію використання трудових ресурсів, який дорівнює сумі квадратів відхилень витрачених на кожному з періодів оперативного управління трудових ресурсів від їх середнього необхідного рівня у циклі календарного планування;

– значення критерію використання транспортних ресурсів, який дорівнює сумі квадратів відхилень необхідних на кожному з періодів оперативного управління транспортних ресурсів від їх середньої потреби у циклі календарного планування.

Необхідна кількість транспортних ресурсів для перевезення замовлень є результатом рішення комбінаторної задачі оперативного планування перевезень та не може бути розрахована аналітично. В процесі рішення задачі оперативно-календарного планування поставлена двохкритеріальна задача зводиться до однокритеріальної, при цьому критерій використання транспортних ресурсів вводиться до задачі у вигляді обмеження.

Суть наближеного алгоритму рішення задачі полягає в поетапному переході від замовлень до змінних завдань транспортним засобам, які доставляють ці замовлення одержувачам, шляхом рішення локальних оптимізаційних задач. Надалі змінні завдання розподіляються по періодах оперативного управління у відповідності до інтегрального критерію оптимальності.

На першому етапі з множини замовлень, що надійшли до системи доставки, формуються маятникові машиновідправки, якими замовлені вантажі можуть бути доставлені за маятниковими маршрутами від одного відправника до одного одержувача.

На другому етапі з множини маятникових машиновідправок попереднього етапу формується множина збірно-маятникових машиновідправок, для виконання яких вантажі збираються з декількох складів та доставляються на адресу одного одержувача.

На третьому етапі з множини збірно-матяникових машиновідправок формується множина послідовних збірно-розвізних машиновідправок, для виконання яких вантажі спочатку збираються з декількох складів, а потім доставляється на адресу декількох одержувачів.

На четвертому етапі з множини послідовних збірно-розвізних машиновідправок формуються змінні завдання автомобілям та визначається потрібна кількість автомобіле-змін для виконання замовлень.

Нарешті, на п’ятому етапі змінні завдання розподіляються по періодах оперативного управління з врахуванням витрат трудових ресурсів на комплектування транспортних партій вантажів за інтегральними критеріями оптимальності.

Локальними критеріями оптимальності на етапах формування машиновідправок є максимальне використання автомобілів за вантажомісткістю та у часі. При формуванні змінних завдань транспортним машинам локальним критерієм оптимальності є мінімізація загальної кількості змінних завдань для виконання планів доставки вантажів на періодах оперативного управління.

Методики рішення задачі на етапах формування машиновідправок та набору змінних завдань представляють собою наближені алгоритми, побудовані на методі наближеного граничного набору чисел з обмеженнями. На етапі розподілу змінних завдань по періодах оперативного управління розроблений наближений алгоритм пошуку оптимального плану доставки, побудований на перестановочному принципі.

Четвертий розділ присвячений розробці програмного забезпечення автоматизованої підтримки оптимального планування та організаційного управління доставкою багатономенклатурних вантажів у транспортно-складському комплексі металургійного підприємства.

Викладені структура та комплекс задач, що потребують автоматизованої підтримки, розроблені склад і структура інформаційного забезпечення. Розроблене програмне забезпечення для ЕОМ, яке реалізує методику оперативно-календарного планування централізованої доставки вантажів.

Проведені розрахунки за методикою на статистичній моделі (рис. 2). В якості вихідних даних використовувались реальні дані підприємства ВАТ “Запоріжсталь” за минулі періоди часу. Результати розрахунків показали адекватність моделі реальним умовам та дозволили отримати регресійні залежності між параметрами системи доставки вантажів.

Рис. 2. Укрупнена блок-схема проведення розрахунків на статистичній моделі

Середню потребу у транспортних машинах на одному періоді оперативного управління для розглянутих умов планування і організаційного управління можна обчислити за отриманими по результатах моделювання регресійними залежностями:

– при технології доставки без завчасного комплектування замовлень–

при технології доставки з завчасним комплектуванням замовлень

де Nh – загальна кількість вимог, що підлягають виконанню на протязі циклу календарного планування; Nзм – кількість періодів оперативного управління (робочих змін) у циклі календарного планування; Nв – кількість вантажників (комплектувальників), зайнятих на операціях навантаження (комплектування) у ЦПВ; V– середній об’єм кузова автомобілів, що використовуються на перевезеннях вантажів, м3.

Розроблена принципова схема автоматизації інформаційних потоків та документообігу у централізованій системі внутрішньозаводської доставки вантажів матеріально-технічного забезпечення. Схема побудована на принципі одноразового введення інформації з подальшою її обробкою та багаторазовим використанням та об’єднує у єдину інформаційну мережу відділ матеріально-технічного забезпечення підприємства, одержувачів вантажу, цех підготовки виробництва, автотранспортний цех та матеріальну бухгалтерію. Така інформаційна мережа дозволяє значно скоротити кількість паперових носіїв інформації та автоматизувати як планування процесів доставки вантажів з ЦПВ, так і низку додаткових задач планування і організаційного управління матеріально-технічним забезпеченням підприємства.

В додатках наведені вихідні облікові дані для моделювання процесу планування доставки вантажів, результати моделювання та форма вихідного документу системи автоматизованого планування і організаційного управління доставкою вантажів у ЦПВ.

ВИСНОВКИ

В дисертаційній роботі на прикладі металургійного підприємства ВАТ “Запоріжсталь” вирішена науково-технічна проблема оптимального планування і організаційного управління у системі внутрішньозаводської централізованої доставки багатономенклатурних вантажів матеріально-технічного забезпечення транспортно-складського комплексу металургійного підприємства.

Основні наукові результати, висновки та практичні рекомендації роботи можна сформулювати у наступному вигляді.

1. На основі аналізу сучасного стану організаційної побудови транспортно-складських систем промислових підприємств встановлено, що найбільш прогресивною формою організації транспортно-складського комплексу промислового підприємства металургійної галузі є централізована система транспортного обслуговування його підрозділів з покладенням всіх функцій, пов’язаних з підготовкою вантажів до транспортування та безпосередньою їх доставкою одержувачам, на дільницю централізованих перевезень, створену при ЦПВ.

2. Внутрішньозаводські вантажопотоки матеріально-технічного забезпечення є багатономенклатурними, нестабільними у часі по обсягах, мають яскраво виражений дрібнопартіонний характер. В умовах багатономенклатурності та великої різноманітності технологій вантажопереробки для окремих груп вантажів в якості облікової одиниці для нормування елементів транспортно-технологічного процесу доставки вантажів обрано основний документ у системі внутрішньозаводського матеріально-технічного забезпечення – вимога на матеріал. Для облікових одиниць, що надходять на багатономенклатурні склади ЦПВ ВАТ “Запоріжсталь” встановлені теоретичні закони розподілу трудомісткості та часу виконання вантажних операцій, серед яких логарифмічно-нормальний, експоненціальний та гамма-розподіл). Тривалість руху транспортних засобів між складами ЦПВ та вантажними пунктами на транспортній мережі підприємства є неперервними випадковими величинами з логарифмічно-нормальним та експоненціальним законами розподілу.

Для зведення обсягів замовлених дрібних партій вантажів до вантажомісткості рухомого складу методами регресійного аналізу визначені вагові коефіцієнти завантаження для двадцяти двох укрупнених номенклатурних груп матеріалів по ознаках однакових натуральних вимірювачів кількості, фізичних і транспортних властивостей та семи укрупнених номенклатурних груп по належності матеріалів до зберігання на певному спеціалізованому багатономенклатурному складі. Вантажомісткість рухомого складу вимірювалась в умовних (оцінка ступеню завантаження кузова у процентах) та натуральних одиницях (оцінка зайнятої вантажем площі та об’єму кузова).

3. Розроблена методика оперативно-календарного планування дозволяє проводити оптимальне планування доставки вантажів за критеріями мінімізації трудових та транспортних ресурсів у циклі календарного планування. Методика передбачає покроковий перехід від замовлень на матеріали до змінних завдань транспортним машинам з подальшим їх розподілом по оперативним періодам часу циклу календарного планування. Методика базується на використанні наближених евристичних алгоритмів дискретної оптимізації.

4. Розроблена структура задач планування і організаційного управління процесами доставки багатономенклатурних вантажів, потребуючих автоматизованої підтримки. В рамках цієї структури розроблене програмне забезпечення, яке реалізує методику оперативно-календарного планування. Для визначення зв’язку між вхідними та вихідними параметрами системи та практичної придатності методики проведено дослідження роботи системи на статистичній моделі. За рахунок оптимального планування доставки вантажів в існуючих умовах можна отримати скорочення близько 20%, а за умови попереднього комплектування замовлень на 32-38% необхідної кількості транспортних ресурсів для доставки вантажів. Отримані аналітичні залежності для оцінки вихідних параметрів системи доставки багатономенклатурних вантажів через значення її укрупнених вхідних параметрів.

5. Запропоновані принципи автоматизації інформаційних потоків та документообігу в системі внутрішньозаводської доставки вантажів з використанням ЕОМ, що передбачають поєднання у комп’ютерній мережі, локалізованій у межах промислового підприємства, всіх задіяних у процесі доставки виробничих підрозділів.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Кузькин А.Ф. Статистическое моделирование продолжительности грузовых операций в транспортно-складских системах // Зб. наук. пр. Східноукраїнського державного технічного університету. Технічні науки (промисловий транспорт, машинобудування, автоматизація, безпека життєдіяльності).– Луганськ: Вид. СУДУ.– 1999.– С. 129-132.

2. Лащеных А.А., Харченко Т.В., Кузькин А.Ф. Планирование работы внутризаводских транспортных систем на основе принципов логистики // Автошляховик України.–№4.–1999.– с.18-20.

3. Бабушкін Г.Ф., Кузькін О.Ф. Оперативно-календарне планування доставки дрібнопартіонних вантажів в умовах металургійного виробництва // Вісник центрального наукового центру транспортної академії України.–К.–2000.–№3.– С. .

4. Губенко В.К., Бабушкин Г.Ф., Кузькин А.Ф. Оптимизация оперативно-календарного плана доставки многономенклатурных мелкопартионных грузов на промышленных предприятиях // Вісник Приазовського державного технічного університету. Збірник наукових праць.– 2001.– № 11.– С. 273-276.

5. Бабушкин Г.Ф., Кузькин А.Ф., Харченко Т.В., Лащеных А.А. Принципы автоматизации документооборота при централизованной доставке материалов с общезаводских складов в основное производство // Зб. наук. пр. Східноукраїнського державного технічного університету. Технічні науки (промисловий транспорт, машинобудування, автоматизація, безпека життєдіяльності).– Луганськ: Вид. СУДУ.– 1999.– С. 86-88.

6. Кошеленко О.Ф., Сирко В.А., Бабушкин Г.Ф., Кузькин А.Ф. Из опыта комбината “Запорожсталь” // Логистика.– 1998.– №3.– С. 16-19.

7. Кузькин А.Ф. Управление доставкой мелкопартионных грузов в условиях металлургического предприятия // Збірник наукових доповідей міжнародної науково-практичної конференції “Ринок послуг та прикладні проблеми логістики”.– К.: АвтоЭКСПО, 2000.– С. 96-100.

8. Кузькин А.Ф., Райда И.М. Планирование оперативных объемов перевозок и составление суточных планов-графиков доставки материалов // Всеукраинское научно-техническое совещание “Автоматизированная система управления доставкой материалов из цеха подготовки производства (ЦПП) в производственные цеха металлургического комбината”. Тезисы докладов.– Запорожье: ЗГТУ.– 1995.– С. 12–13.

9. Кузькин А.Ф., Бабушкин Г.Ф. Ситуационное моделирование процесса управления доставкой материалов в условиях комбината “Запорожсталь” // Тезисы докладов научно-технической конференции молодых специалистов “Азовсталь-99”.– Мариуполь: ОАО “Металлургический комбинат “Азовсталь”.– 1999.– С.38-39.

АНОТАЦІЯ

Кузькін О.Ф. Моделі і алгоритми планування і організаційного управління у транспортно-складському комплексі металургійного підприємства. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальностю 05.13.22 – Управління проектами та розвиток виробництва. – Національний транспортний університет, Київ, 2003.

Метою дослідження є розробка моделей і алгоритмів планування і організаційного управління процесами доставки багатономенклатурних вантажів в умовах централізованих внутрішньозаводських перевезень з оптимізацією окремих елементів транспортно-складського процесу, так системи доставки в цілому.

На прикладі металургійного підприємства України ВАТ “Запоріжсталь” розроблена методика оперативно-календарного планування процесів доставки вантажів з загальнозаводських складів у виробничі підрозділи підприємства. Запропоновані математичні моделі транспортно-складських процесів, рішення задачі зведення обсягів дрібних партій вантажів до вантажомісткості рухомого складу. Проведено дослідження функціонування системи доставки з використанням методів статистичного моделювання. Розроблена принципова схема автоматизації інформаційних потоків і документообігу.

Практична цінність роботи полягає в можливості широкого використання розробленої методики у транспортно-складських комплексах промислових підприємств .

Ключові слова: транспортно-складський комплекс, централізовані перевезення, оперативно-календарне планування, автоматизація документообігу.

АННОТАЦИЯ

Кузькин А.Ф. Модели и алгоритмы планирования и организационного управления в транспортно-складском комплексе металлургического предприятия.– Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.22 – Управление проектами и развитие производства.– Национальный транспортный университет, Киев, 2003.

Существующие методы планирования и организационного управления централизованной доставкой нетехнологических грузов группы материально-технического снабжения с общезаводских складов в производственные подразделения металлургических предприятий основаны в большинстве случаев на личном опыте управленческих работников и не используют автоматизированный (с использованием ЭВМ) подход и комплексное решение всех задач, связанных с комплектованием и перевозкой партий заказанных получателями материалов. Следствием этого является неэффективное использование трудовых ресурсов на грузовых операциях с многономенклатурными материальными комплектами и подвижного состава внутризаводского транспорта на перевозках этих комплектов получателям.

Целью исследования является разработка моделей и алгоритмов планирования и организационного управления процессами доставки многономенклатурных грузов группы материально-технического снабжения в условиях внутризаводских централизованных перевозок с оптимизацией отдельных элементов транспортно-складских процессов и системы доставки в целом по критериям минимизации используемых ресурсов.

На примере металлургического предприятия ОАО “Запорожсталь” проведен анализ работы системы централизованного транспортного и материального обеспечения основного и вспомогательного производства и разработана методика оперативно-календарного планирования процессов доставки грузов с общезаводских складов в производственные подразделения предприятия.

С использованием методов математической статистики и статистического моделирования построены математические модели и решены задачи нормирования трудоемкости и продолжительности отдельных элементов транспортно-технологического процесса доставки грузов. В качестве основной учетной единицы выбрано требование на материал – единый документ системы внутризаводского материально-технического снабжения. Для случайных величин трудоемкости комплектования и продолжительности погрузочно-разгрузочных работ с материалами, заявленными в одном требовании на различных многономенклатурных складах, установлены теоретические законы распределения (логарифмически нормальное, гамма-распределение, экспоненциальное распределение) и их параметры. Это позволяет методами статистического моделирования определить трудоемкость и время выполнения комплектовочных и грузовых операций с материальными комплектами, заявленными множеством требований, поступивших на группу складов цеха подготовки производства.

Для решения задачи приведения объемов мелких заказанных партий многономенклатурных материалов к грузовместимости используемых для перевозки транспортных машин использованы методы регрессионного анализа. В результате получены укрупненные показатели использования грузовместимости транспортных средств материалами различных номенклатурных групп. Укрупненные многономенклатурные группы формировались из наименований материалов, сходных по физическим и транспортным свойствам, технологии грузопереработки, единицам измерения, принадлежности к определенному многономенклатурному складу. Показатели использования грузовместимости позволяют на основании известного количества материалов любых номенклатурных групп, выраженного в принятых на предприятии учетных единицах, определить объем транспортной партии, соизмеримый с грузовместимостью используемых для перевозки автомобилей. Грузовместимость используемых для перевозки автомобилей может быть выражена как в натуральных (площадь и объем кузова), так и в условных единицах.

Разработанная методика оперативно-календарного планирования доставки грузов позволяет оптимизировать план доставки по критериям минимизации затрат транспортных и трудовых ресурсов. Оптимизация плана доставки производится при помощи приближенного эвристического алгоритма, предусматривающего поэтапный переход от заказов на материалы через формирование машиноотправок к сменным заданиям автомобилям. В методике учитывается возможность оперативного планирования перевозок по оптимальным маятниковым и развозочным маршрутам.

Проведено исследование функционирования системы доставки с использованием методов статистического моделирования. В качестве исходных данных для моделирования использованы статистические данные прошлых периодов времени на предприятии ОАО “Запорожсталь”. Предложена принципиальная схема автоматизации информационных потоков и документооборота, определен круг и состав задач, требующих решения при автоматизации планирования доставки грузов. Разработано программное обеспечение, реализующее методику оперативно-календарного планирования для рассматриваемых условий.

Практическая ценность работы состоит в возможности широкого использования разработанной методики в условиях внутризаводских централизованных транспортно-складских систем промышленных предприятий.

Ключевые слова: транспортно-складской комплекс, централизованные перевозки, оперативно-календарное планирование, автоматизация документооборота.

ABSTRACT

Kuzkin O.F. Models and algorithms of planning and organization management in the transport warehouse complex of metallurgical plant. – Manuscript.

The dissertation is submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Candidate of Science in Engineering, Speciality 05.13.22 – Project management and manufacture development. – National Transport University, Kiev, 2003.

The purpose of research is the development of models and algorithms of planning and the organization management of processes of delivery of small-part multinomenclature cargoes in conditions centralized of plant transportations with optimization of elements of transport-warehouse process and system of delivery as a whole.

On an example of the metallurgical enterprise of Ukraine the technique of operative-calendar planning of processes of delivery of cargoes from manufacturing warehouses in industrial divisions of the enterprise is worked out. The mathematical models of transport-warehouse processes, decision of a task of reduction of volumes of parties of cargoes to capacity of the transport vehicles are offered. The research of functioning of system of delivery with application of methods of statistical modeling is carried out. The basic circuit of automation of information flows and document circulation is developed.

The practical value of work consists in an opportunity of wide use of the developed technique in the plant centralized transport-warehouse systems of the industrial enterprises.

Key words: transport-warehouse system, centralized transportations, operative-calendar planning, automatization of document circulation.