Оптимизация рабочего парка вагонов промышленных предприятий на основе системы приоритетов управления перевозочным процессом
На правах рукописи
Новиков Алексей Сергеевич
ОПТИМИЗАЦИЯ РАБОЧЕГО ПАРКА
ВАГОНОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
НА ОСНОВЕ СИСТЕМЫ ПРИОРИТЕТОВ
УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕВОЗОЧНЫМ ПРОЦЕССОМ
05.22.08 – Управление процессами перевозок
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Екатеринбург – 2008
Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова».
| Научный руководитель – | доктор технических наук, доцент Корнилов Сергей Николаевич |
| Официальные оппоненты: | доктор технических наук, профессор Кудрявцев Владимир Александрович |
| кандидат технических наук, доцент Коваленко Нина Александровна | |
| Ведущая организация – | ГОУ ВПО «Самарский государственный университет путей сообщения» |
Защита состоится «10» октября 2008 г. в 14.00 на заседании диссертационного совета Д 218.013.01 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Уральский государственный университет путей сообщения» по адресу: 620034, г. Екатеринбург, ул. Колмогорова, д. 66, ауд. 283.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уральского государственного университета путей сообщения.
Автореферат разослан «09» сентября 2008 г.
| Ученый секретарь диссертационного совета | Асадченко В. Р. |
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Современные условия управления перевозочным процессом на промышленном железнодорожном транспорте характеризуются несогласованностью в работе транспортной и производственной подсистем, вызванной различной продолжительностью циклов технологических агрегатов и высокой неравномерностью вагонопотоков. Достичь при этом качественного транспортного обслуживания удается только за счет значительных резервов транспортных средств, которые в настоящее время заложены в контактных графиках.
Так, на крупных металлургических предприятиях, например ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ОАО «ММК»), до 30% рабочего парка железнодорожного подвижного состава загружено по времени менее чем на 50%. В частности, на перевозке агломерата в доменное производство ОАО «ММК» резерв составляет 20% от потребного количества вагонов. В реальной эксплуатационной обстановке контактные графики «ломаются» и теряют свою организующую роль, что приводит к дополнительному простою оборудования, технических средств и железнодорожного подвижного состава.
При наличии резерва вагонов и локомотивов промышленные предприятия несут производственные потери из-за несвоевременного транспортного обслуживания. По нашим оценкам, в 2006 году в ЛПЦ-4 и ЛПЦ-5, обслуживаемых станцией «Сортировочная» ОАО «ММК», производственные потери составили более 90 млн рублей. Практика диктует необходимость перехода от «жесткого» закрепления железнодорожного подвижного состава за станциями и районами к перераспределению вагонов и локомотивов по участкам работ в оперативном режиме управления.
Из-за отсутствия методик управления рабочим парком железнодорожного подвижного состава, учитывающих в современных условиях периодически меняющуюся эксплуатационную обстановку, величина рабочего парка вагонов в отдельные моменты времени не соответствует потребностям производства. Кроме того, нет методик, которые бы позволяли в оперативном режиме выявлять недостаток или излишки рабочего парка вагонов промышленных предприятий и планировать структуру и количество вагонного парка в перспективном режиме на будущие периоды. В результате не выполняются нормы оборота вагонов ОАО «Российские железные дороги» (ОАО «РЖД»), промышленные предприятия оплачивают превышение этой нормы в виде штрафов.
В связи с этим актуальной научной задачей является оптимизация управления перевозочным процессом на промышленном железнодорожном транспорте, использования рабочего парка собственных вагонов промышленных предприятий и вагонов ОАО «РЖД».
Целью диссертационной работы является оптимизация рабочего парка вагонов промышленных предприятий по критерию минимума суммарных производственных потерь и транспортных затрат, возникающих в процессе транспортного обслуживания производственных подразделений, на основе системы приоритетов управления перевозочным процессом и при условии обеспечения качества транспортного обслуживания.
Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:
1. Разработать систему приоритетов транспортного обслуживания производственных подразделений промышленных предприятий.
2. Выявить факторы, при наличии которых не полностью удовлетворяются заявки производственных подразделений на перевозку.
3. Разработать математическую модель и алгоритм оптимизации рабочего парка вагонов промышленных предприятий.
4. Разработать методику оптимизации рабочего парка вагонов промышленных предприятий.
Объектом исследования в настоящей работе являются внутризаводские железнодорожные перевозки промышленных предприятий.
Предметом исследования является процесс управления собственным рабочим парком вагонов и перевозками в вагонах ОАО «РЖД» на промышленных предприятиях.
Научная проблема исследований формулируется следующим образом: имеется противоречие, которое заключается в том, что при наличии резервов железнодорожного подвижного состава, заложенных в графиках производственных и транспортных процессов, промышленные предприятия несут потери из-за несвоевременного транспортного обслуживания по причине недостатка железнодорожного подвижного состава в случае невыполнения графиков.
Методы исследования. В ходе исследования применялись методы теории вероятностей и математической статистики, в частности корреляционно-регрессионный анализ, аппарат математического программирования (элементы динамического программирования).
В своей работе автор опирался на труды ученых в области железнодорожного транспорта: В. М. Акулиничева, Г. С. Баландюка, П. А. Козлова, В. А. Кудрявцева, Е. П. Дудкина, А. Э. Александрова, Е. А. Сотникова, С. И. Лабадина, М. И. Шмулевича, С. В. Трофимова, А. А. Смехова, Ф. П. Кочнева, А. Н. Рахмангулова, Я. М. Куртукова.
Научная новизна работы. В процессе разработки методики оптимизации рабочего парка вагонов промышленных предприятий:
1. Проведено теоретическое обобщение критериев функционирования элементов производственно-транспортных систем (ПТС) в виде иерархии и разработана система приоритетов транспортного обслуживания производственных подразделений промышленных предприятий.
2. Предложена систематизация факторов, при наличии которых не полностью удовлетворяются заявки производственных подразделений на перевозку.
3. Сформирована математическая модель и алгоритм оптимизации рабочего парка вагонов промышленных предприятий.
4. На основе математической модели разработана методика оптимизации рабочего парка вагонов промышленных предприятий.
Практическая значимость исследования. Результаты исследования направлены на практическое решение проблем оперативного управления процессом подач-уборок вагонов по грузовым фронтам и планирования структуры парка собственных вагонов в условиях невыполнения или отсутствия графиков организации перевозок.
Выполненные исследования позволили определить в оперативном режиме очередность подач-уборок вагонов по грузовым фронтам, при которой суммарные производственные потери и транспортные затраты будут минимальными.
На основе проведенных исследований даны практические рекомендации по повышению качества транспортного обслуживания производственных подразделений промышленных предприятий за счет снижения производственных потерь, сокращения времени простоя вагонов ОАО «РЖД» и рационального использования собственных вагонов.
Предложены подходы к определению потребного рабочего парка вагонов предприятия и необходимых резервов внутризаводского вагонного парка с учетом факторов, при наличии которых не полностью удовлетворяются заявки производственных подразделений на перевозку.
Выработана методика оптимизации рабочего парка вагонов промышленных предприятий; вскрыты факторы, при наличии которых не полностью удовлетворяются заявки производственных подразделений на перевозку; выявлены возможности регулирования структуры вагонного парка с учетом влияния конкретных факторов.
На основе проведенных исследований процесса управления собственным рабочим парком вагонов и перевозками в вагонах ОАО «РЖД» в ОАО «ММК» обоснована методика оптимизации рабочего парка вагонов промышленных предприятий.
На защиту выносятся:
1. Система приоритетов транспортного обслуживания производственных подразделений промышленных предприятий, направленная на оперативное управление обслуживанием грузовых фронтов.
2. Систематизация факторов, при наличии которых не полностью удовлетворяются заявки производственных подразделений на перевозку, и их влияние на перевозочный процесс.
3. Математическая модель и алгоритм оптимизации рабочего парка вагонов промышленных предприятий, направленные на оптимизацию процесса подач-уборок вагонов по грузовым фронтам и структуры собственного вагонного парка.
4. Методика оптимизации рабочего парка вагонов промышленных предприятий, направленная на определение потребной величины собственного рабочего вагонного парка с учетом факторов.
Реализация результатов работы. Разработанные в результате исследований теоретические и методологические рекомендации были реализованы при оптимизации перевозочного процесса ЛПЦ-4 и ЛПЦ-5 станции «Сортировочная» ОАО «ММК», в частности:
1) оптимизации очередности подач-уборок вагонов по грузовым фронтам;
2) выявлении факторов, влияющих на качество транспортного обслуживания;
3) определении потребного парка собственных вагонов с учетом выявленных факторов.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на конференциях, совещаниях, семинарах: на 64-й научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ за 2004-2005 гг. (г. Магнитогорск); на международной научно-технической конференции «Наука, инновации и образование: актуальные проблемы развития транспортного комплекса России» в 2006 г. (г. Екатеринбург); на всероссийской научно-практической конференции ученых транспортных вузов инженерных работников и представителей академической науки «Развитие технологий и инфраструктуры перевозочного процесса в современных условиях» в 2006 г. (г. Хабаровск); на 65-й научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ за 2005-2006 гг. (г. Магнитогорск); на 5-й научно-технической конференции «Политранспортные системы» в 2007 г. (г. Красноярск); на 6-й международной научно-технической конференции «Математическое моделирование, обратные задачи, информационно-вычислительные технологии» в 2007 г. (г. Пенза); на 8-й международной научно-технической конференции «Информационно-вычислительные технологии и их приложения» в 2008 г. (г. Пенза).
Результаты диссертационных исследований были доложены на совместном научном семинаре кафедр «Промышленный транспорт», «Открытая разработка месторождений полезных ископаемых» ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова».
Основные положения диссертации были доложены на кафедре «Управление эксплуатационной работой» ГОУ ВПО «Уральский государственный университет путей сообщения» (УрГУПС).
Публикации. Основные положения диссертационной работы и научные результаты опубликованы в 10 печатных работах. Общий объем публикаций около 3,1 п. л., из которых автору принадлежит 2,2 п. л. Одна статья опубликована в издании «Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения», входящем в Перечень изданий, рекомендованных ВАК для публикации научных результатов диссертаций, остальные статьи опубликованы в журнале «Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова», в сборниках научных трудов УрГУПС, Дальневосточного государственного университета путей сообщения, МГТУ, межотраслевого научно-информационного центра Пензенской государственной сельскохозяйственной академии.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографического списка. Содержание изложено на 155 машинописных страницах основного текста, в том числе включает 31 рисунок и 42 таблицы. Библиографический список содержит 119 наименований.
Автор выражает признательность С. Е. Гавришеву, А. Н. Рахмангулову, А. Э. Александрову, Е. Н. Тимохиной, В. Ю. Пермикину за конструктивные замечания и ценные советы, а также Н. А. Осинцеву, Г. В. Меньшикову, Т. С. Кузнецовой за поддержку и создание условий при выполнении работы.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Введение содержит обоснование актуальности научной проблемы, формулирование цели и задач исследований, изложение основных результатов работы.
В первой главе дан анализ особенностей функционирования промышленного железнодорожного транспорта (ПЖТ) в современных условиях, теоретических исследований и производственной практики в области организации транспортного обслуживания металлургических предприятий.
Исследования в области эксплуатации железнодорожного подвижного состава и управления перевозочным процессом в ПТС металлургических предприятий проводились рядом крупных ученых и специалистов. Большой научный и практический вклад в разработку вопросов оперативного управления работой ПЖТ, повышения эффективности работы элементов транспортных систем и перевозочного процесса промышленных предприятий внесли такие ученые, как А. Е. Авербух, В. М. Акулиничев, П. А. Козлов, В. А. Кудрявцев, М. И. Шмулевич, А. Э. Александров, С. Н. Корнилов, С. В. Трофимов, Е. П. Дудкин, Г. С. Баландюк, Я. М. Куртуков, Ф. П. Кочнев, А. Н. Рахмангулов, И. Б. Сотников и др. Их работы позволили оптимизировать транспортные процессы промышленных предприятий.
Тем не менее, в данной области остается еще ряд нерешенных проблем, касающихся оперативного управления перевозочным процессом и перспективного планирования парка железнодорожного подвижного состава. В частности, не достаточно проработаны вопросы эффективного использования и управления структурой рабочего парка вагонов промышленных предприятий в современных условиях.
Вторая глава посвящена вопросам транспортного обслуживания производственных подразделений. Изложены основные принципы организации внутризаводских железнодорожных перевозок. Основное внимание уделяется методам и подходам, применяемым при оптимизации перевозочного процесса на промышленных предприятиях. Разработана система приоритетов транспортного обслуживания производственных подразделений промышленных предприятий.
В настоящее время на организацию вагонопотоков на промышленных предприятиях оказывает влияние множество факторов, в числе которых неритмичность поступления вагонов с внешней сети и непостоянный темп потребления грузов производственными подразделениями (рисунок 1).
Это становится причиной неравномерной загруженности подразделений ПЖТ, транспортных устройств и нестабильной работы цехов.
Для устойчивого функционирования производственных подразделений и ритмичной работы ПЖТ на промышленных предприятиях применяются различные графики, на основе которых организован перевозочный процесс. Однако в изменяющихся эксплуатационных условиях графики периодически не выполняются, в результате неэффективно используется рабочий парк вагонов предприятия, увеличиваются суммарные затраты на производство готовой продукции.
Решению проблем в области организации транспортного обслуживания производственных подразделений промышленных предприятий посвящено множество исследований. В результате анализа существующих методов и подходов для оптимизации рабочего парка вагонов промышленных предприятий предлагается использовать аппарат математического программирования, в частности элементы динамического программирования и корреляционно-регрессионный анализ.
Оптимизацию рабочего парка вагонов промышленных предприятий предлагается осуществлять с помощью разработанной системы приоритетов транспортного обслуживания производственных подразделений промышленных предприятий (рисунок 2).
Специфика предлагаемой системы приоритетов заключается в возможности организации работы производственных подразделений и транспорта согласно общесистемного критерия, позволяющего подчинить работу всех элементов ПТС промышленного предприятия единой цели: производство продукции определенного количества и сортамента с минимальными затратами. При этом система позволяет учитывать особенности транспортных и производственных процессов, наличие запасов сырья в производственных подразделениях, складских емкостей, оснащенность грузовых фронтов погрузочно-разгрузочными механизмами, наличие потребного количества и типа подвижного состава, а также другие факторы, оказывающие значительное влияние на функционирование ПТС.
В третьей главе представлена разработанная автором математическая модель оптимизации рабочего парка вагонов промышленных предприятий. Приводится формализованное описание процесса управления вагонопотоками в ПТС, моделирование процессов определения очередности подач-уборок вагонов по грузовым фронтам и управления рабочим парком вагонов предприятия.
Для оптимизации рабочего парка вагонов промышленных предприятий разработана двухуровневая математическая модель, которая включает в себя уровень оперативного управления и уровень перспективного планирования. Целевой функцией модели является минимизация суммарных производственных потерь и транспортных затрат:
 , | (1) |
где 
- суммарные производственные потери и транспортные затраты, руб.;
- дополнительные производственные потери, связанные с нарушением технологии работы грузовых фронтов, сбоями в транспортном обслуживании и т.п., руб.;
- основные (эксплуатационные) транспортные затраты на обслуживание грузовых фронтов, руб.;
- дополнительные транспортные затраты, обусловленные нарушением технологии работы основного производства, простоем в ожидании подачи-уборки вагонов и локомотивов, руб.
На уровне оперативного управления модель позволяет определить оптимальный вариант очередности обслуживания грузовых фронтов на основе разработанной системы приоритетов.
Уровень перспективного планирования математической модели позволяет оптимизировать рабочий парк вагонов предприятия посредством определения потребного количества вагонов с учетом влияния на работу транспорта различных факторов. С этой целью решаются следующие задачи.
1. Исходя из особенностей функционирования промышленных предприятий, в частности ОАО «ММК», анализируются причины несвоевременного транспортного обслуживания, простоя производственных подразделений. В результате анализа выявлены причины, в наибольшей степени влияющие на качество транспортного обслуживания, и систематизированы по признаку неудовлетворения заявок производственных подразделений на перевозку (далее факторы). Таким образом, разработана следующая систематизация факторов:
A. Производственный фактор.
B. Нарушение технологии грузовых операций.
C. Нарушение технологии поездной работы.
D. Нарушение технологии маневровой работы.
E. Неготовность вагона по «техническим причинам».
F. Неготовность вагона по «организационным причинам».
G. Отсутствие подвижного состава.
2. Определяется степень влияния каждого фактора на величину планового вагонопотока конкретного маневрового района (станции) промышленного предприятия с помощью разработанного на основе результатов реализации уровня оперативного управления модели суточного балансового графика учета вагонов (рисунок 3).
В суточном балансовом графике накапливается информация о вагонах в течение суток; на его основе можно оценить фактические параметры производственных и транспортных процессов за счет определения превышения (избытка) числа вагонов в прибывшей группе над их потребным количеством, либо нехватки (недостатка) вагонов по каждому интервалу оперативного управления.
| Дата | № смены | Код инт. опер. упр. | Продолжительность  , ч:мин | Время возникновения потребности в вагонах, ч:мин | Код груза | Груз. опер. | Производственное подразделение (грузовой фронт) | ||||||||||
| от | до | 1 | 2 | 3 | … | p | |||||||||||
| 01.02.2007-02.02.2007 | I (6:00 -18:00) | 1 | 06:00 | 07:00 | 06:30 | 31500 | В | 15 | ПЛ | 10 | ПВ | ||||||
| 2 | G | 3 | H | ||||||||||||||
| … | … | … | … | … | … | ||||||||||||
| 12 | 17:00 | 18:00 | 17:15 | 31500 | В | 23 | ПВ | ||||||||||
| 5 | D | ||||||||||||||||
| II (18:00 -6:00) | 13 | 18:00 | 19:00 | 18:45 | 32100 | П | 20 | ПЛ | 18 | ПЛ | |||||||
| 3 | H | 3 | F | ||||||||||||||
| … | … | … | … | … | … | ||||||||||||
| 24 | 05:00 | 06:00 | 5:25 | 32100 | П | 12 | ПЛ | 14 | ПЛ | ||||||||
| 2 | B | 5 | A | ||||||||||||||
Рисунок 3 – Суточный балансовый график учета вагонов
Результаты реализации уровня перспективного планирования модели сводятся в разработанную сводную таблицу значений факторов конкретного грузового фронта, которая включает в себя ряды распределения факторов, избытка вагонов и их среднечасовые значения (
), рассчитанные по данным соответствующего суточного балансового графика учета вагонов.
По данным сводных таблиц значений факторов, собранным за месяц, формируется разработанная месячная ведомость использования рабочего парка вагонов, с помощью которой определяется среднесуточный коэффициент неравномерности поступления вагонов -го типа на грузовые фронты для конкретного фактора (
).
Потребная величина рабочего парка вагонов -го типа k-го грузового фронта определяется по формуле
 , | (2) |
где 
- расчетный суточный вагонопоток, ваг.;
- недостаток парка вагонов, ваг.;
- избыток парка вагонов, ваг.;
- затраты времени на подачу-уборку одного вагона группы 
, ч.
 ; | (3) |
 ; | (4) |
 ; | (5) |
 ; | (6) |
 ; | (7) |
 , | (8) |
где 
– общее количество влияющих факторов;
– интервал перспективного планирования, мес;
– суммарное количество появлений значений i-го фактора за 
;
– суммарное количество появлений значений 
факторов за 
;
– коэффициент неравномерности поступления вагонов;
– b-тое среднесуточное значение избытка за месячный период, ваг.;
– продолжительность постановки одного вагона на k-й грузовой фронт, ч;
– продолжительность уборки одного вагона, ч;
– непереработанная груженая (порожняя) группа вагонов, следующая на k-й грузовой фронт, ваг.
Расчетный суточный вагонопоток определяется по итоговому регрессионному уравнению, полученному с помощью корреляционно-регрессионного анализа результатов реализации уровня оперативного управления модели за годовой период. В качестве значений влияющих параметров используются среднесуточные величины факторов, рассчитанные по выборке.
Для определения 
формируется разработанная годовая балансовая ведомость вагонного парка на основе данных месячных ведомостей использования рабочего парка вагонов, собранных за год.
3. Среди факторов, влияющих на конкретный маневровый район (станцию) предприятия, выявляются наиболее весомые. Наибольшее влияние на перевозочный процесс оказывают те факторы, у которых в регрессионном уравнении степенного, либо линейного вида, показатель степени, или коэффициент перед влияющим параметром, соответственно максимальный.
Рассчитан баланс вагонного парка предприятия, который основан на выявлении зависимости величины потребного рабочего парка вагонов конкретного маневрового района (станции) от наиболее весомых факторов, влияющих на перевозочный процесс. С учетом практикуемой технологии транспортного обслуживания, организации перевозочного процесса на конкретном промышленном предприятии, а также при возможности устранения одного или более факторов, оказывающих наибольшее влияние на работу ПТС, утверждается потребный рабочий парк вагонов предприятия в соответствии с балансом.
В четвертой главе изложены алгоритм математической модели и методика оптимизации рабочего парка вагонов промышленных предприятий. Рассматривается практическое применение разработанной методики для организации производственного процесса конкретного металлургического предприятия в условиях изменяющихся объемов внутризаводских перевозок.
Поскольку модель является двухуровневой, разработан ее алгоритм, который делится в соответствии с уровнями на 2 взаимосвязанных алгоритма. Алгоритм оперативного управления обслуживанием грузовых фронтов позволяет определять оптимальный вариант очередности обслуживания грузовых фронтов производственных подразделений и основывается на системе приоритетов (рисунок 4). В процессе его реализации осуществляется ввод информации, характеризующей состояние основных элементов ПТС; назначение приоритетов транспортного обслуживания и выбор варианта очередности обслуживания грузовых фронтов; проверяется наличие потребного подвижного состава, и, если устраивают показатели принятого варианта, рассчитываются транспортные показатели принятого варианта обслуживания, утверждается очередность обслуживания. По прошествии суток с начала первого интервала оперативного управления происходит формирование исходных данных для перспективного планирования (блок 8).
С помощью алгоритма перспективного планирования рабочего парка вагонов определяется величина потребного парка вагонов и рассчитывается баланс вагонного парка предприятия (рисунок 5).
На основе модели разработана методика оптимизации рабочего парка вагонов промышленных предприятий, которая подразумевает дискретизацию процесса оптимизации рабочего парка вагонов на два уровня: оперативного управления и перспективного планирования. На уровне оперативного управления решаются следующие задачи:
- ввод в математическую модель необходимой информации о протекании производственных и транспортных процессов;
- определение очередности подач-уборок вагонов по грузовым фронтам производственных подразделений, построение расписания обслуживания грузовых фронтов производственных подразделений с помощью алгоритма математической модели оптимизации рабочего парка вагонов промышленных предприятий.
В результате выполнения уровня оперативного управления диспетчер транспортного подразделения либо по требованию, либо по окончании заданного интервала оперативного управления получает оперативное расписание обслуживания грузовых фронтов в виде таблицы (таблица 1).
Кроме этого, построение оптимальной очередности обслуживания грузовых фронтов производственных подразделений позволяет сформулировать рекомендации по корректировке расписания движения поездов в ПТС предприятия.
Таблица 1 - Оперативное расписание обслуживания грузовых фронтов
| Номер ГФ в очередности обслуживания | Код ГФ | Код потребного вагона для обработки ГФ | Код локомотива, обрабатывающего ГФ |
| 00 | 000 | 0000 | 00 |
| 05 | 122 | 5212 | 23 |
На уровне перспективного планирования методики решаются следующие задачи:
1) накопление и оценка достигнутых параметров производственных и транспортных процессов за суточный интервал оперативного управления;
2) определение степени влияния факторов, при наличии которых не полностью удовлетворяются заявки производственных подразделений на перевозку;
3) определение потребной величины рабочего парка вагонов с учетом влияющих факторов;
4) получение рекомендаций по использованию рабочего парка вагонов в конкретных условиях.
Для решения первой задачи уровня перспективного планирования используются данные суточных балансовых графиков учета вагонов. Определение степени влияния факторов, при наличии которых не полностью удовлетворяются заявки производственных подразделений на перевозку, реализуется посредством построения сводных таблиц значений факторов.
Третья задача уровня перспективного планирования решается путем формирования месячных ведомостей использования рабочего парка вагонов, годовых балансовых ведомостей вагонного парка и определения потребной величины рабочего парка вагонов для конкретных грузовых фронтов. Величина рабочего парка вагонов предприятия складывается из рассчитанных значений потребного вагонного парка для каждого грузового фронта.
Рекомендации по использованию рабочего парка вагонов вырабатываются по итогам использования разработанной методики на конкретном предприятии в течение 1 года. С этой целью выявляются наиболее весомые факторы, при наличии которых не полностью удовлетворяются заявки производственных подразделений на перевозку, посредством проведения корреляционно-регрессионного анализа с помощью ЭВМ. На рисунке 6 изображена динамика недостатка вагонного парка по причине влияния наиболее весомых факторов в конкретном маневровом районе металлургического предприятия.
По результатам анализа рассчитывается баланс вагонного парка предприятия, на основе которого утверждается потребный парк вагонов предприятия. В итоге формируются рекомендации о выводе из рабочего вагонного парка избытка, либо увеличении парка вагонов.
За счет устранения наиболее весомых факторов службами транспортных подразделений предприятия появляется возможность снизить суммарные производственные потери и транспортные затраты.
При апробации разработанной методики оптимизации рабочего парка вагонов промышленных предприятий в условиях УЖДТ ОАО «ММК» получены следующие результаты:
- после многократного моделирования транспортного обслуживания грузовых фронтов ЛПЦ-4 и ЛПЦ-5 в течение месяца получены зависимости изменения производственных потерь и транспортных затрат в течение рассматриваемого временного интервала при практикуемой технологии и применении разработанной методики, представленные на рисунках 7 и 8.
- на уровне оперативного управления, в течение 12-часового среднесменного интервала, в случае применения методики производственные потери и транспортные затраты сократятся более чем на 70 тыс. руб.;
- в рабочем парке вагонов ЛПЦ-4 и ЛПЦ-5 имеется недостаток 1 полувагона и 1 платформы;
- заявки листопрокатных цехов ЛПЦ-4 и ЛПЦ-5 на перевозку удовлетворяются не полностью по причине влияния следующих факторов: производственного, нарушение технологии грузовых операций, неготовность вагона по организационным причинам и отсутствие подвижного состава;
- в условиях ОАО «ММК» производственный фактор является неустранимым. За счет устранения остальных влияющих факторов недостаток вагонного парка ЛПЦ-4 и ЛПЦ-5 сократится до одной платформы;
- ожидаемый годовой эффект в результате внедрения методики при организации транспортного обслуживания ЛПЦ-4 и ЛПЦ-5 ОАО «ММК» составит более 54 млн руб. за счет сокращения суммарных производственных потерь и транспортных затрат и оптимизации рабочего парка вагонов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В диссертационной работе на основании выполненных автором исследований получены результаты, представляющие собой совокупность актуальных научно-технических решений по повышению качества транспортного обслуживания производственных подразделений промышленных предприятий в условиях неравномерности вагонопотоков и аритмии производственных и транспортных процессов. Изложены научно обоснованные технологические разработки по управлению рабочим парком вагонов на металлургических предприятиях, имеющие существенное значение для экономики.
Основные научные выводы и практические рекомендации заключаются в следующем:
- Промышленный железнодорожный транспорт страны функционирует в условиях значительной неравномерности вагонопотоков. Даже при наличии резерва вагонов и локомотивов, заложенного в контактных графиках, промышленные предприятия несут производственные потери из-за несвоевременного транспортного обслуживания, вызванного недостатком железнодорожного подвижного состава.
- Повысить уровень качества транспортного обслуживания возможно за счет оптимизации использования вагонов ОАО «РЖД» и собственных, оптимизации рабочего парка собственных вагонов по критерию минимума суммарных производственных потерь и транспортных затрат предприятия.
- Выявлены и систематизированы факторы, при наличии которых возникают производственные потери из-за несвоевременного транспортного обслуживания производственных подразделений.
- Разработана двухуровневая математическая модель оптимизации рабочего парка вагонов промышленных предприятий. На уровне оперативного управления определяется оптимальный вариант очередности подач-уборок вагонов ОАО «РЖД» и собственных вагонов по грузовым фронтам на основе разработанной системы приоритетов транспортного обслуживания производственных подразделений. На уровне перспективного планирования определяется потребный рабочий парк вагонов предприятия.
- На основе математической модели разработана методика оптимизации рабочего парка вагонов промышленных предприятий, реализованная на ЭВМ. Методика позволяет управлять рабочим парком вагонов в режиме оперативного управления, а также определять потребный парк вагонов предприятия с учетом факторов, при наличии которых не полностью удовлетворяются заявки производственных подразделений на перевозку, в режиме перспективного планирования.
- Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения методики оптимизации рабочего парка вагонов промышленных предприятий в условиях первого маневрового района ОАО «ММК» составит более 54 млн руб. Эффект достигается за счет сокращения производственных потерь, уменьшения времени простоя вагонов ОАО «РЖД» и рационального использования собственных вагонов.
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:
- Корнилов, С. Н. Методика обслуживания грузовых фронтов (на основе системы приоритетов транспортного обслуживания производственных подразделений) / С. Н. Корнилов, А. С. Новиков // Вестник РГУПС. - 2007. - № 4. – С. 65 – 73. Издание «Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения» входит в Перечень изданий, рекомендованных ВАК для публикации научных результатов диссертаций.
- Новиков, А. С. Разработка системы приоритетов транспортного обслуживания производственных подразделений промышленных предприятий / А. С. Новиков // Вестник МГТУ. - 2007. - № 3. - С. 87 - 89.
- Новиков, А. С. Математическое моделирование транспортного обслуживания производственных подразделений промышленных предприятий / А. С. Новиков // Приложение математики в экономических и технических исследованиях : сб. науч. тр. под ред. М. В. Бушмановой. - Магнитогорск, 2007. - Вып. 1. - С. 128-142.
- Новиков, А. С. Логистический подход к оперативному управлению вагонопотоками на промышленном железнодорожном транспорте / А. С. Новиков // Политранспортные системы : материалы 5-й всерос. науч.-техн. конф. - Красноярск, 2007. - С. 160 - 165.
- Новиков, А. С. Математическая модель оптимизации использования рабочего парка железнодорожного подвижного состава на промышленных предприятиях / А. С. Новиков // сб. статей 6-й междунар. науч.-техн. конф. «Математическое моделирование, обратные задачи, информационно-вычислительные технологии». - Пенза, 2007. - С. 36 - 39.
- Новиков, А. С. Разработка логистических принципов управления парком железнодорожного подвижного состава на промышленных предприятиях/ А. С. Новиков // Материалы 65-й науч.-техн. конф. по итогам науч.-исслед. работ за 2005 - 2006 гг. : сб. докл. под ред. Г.С. Гуна. - Магнитогорск, 2007. - С. 178 - 180.
- Новиков, А. С. Многофакторный анализ процесса управления рабочим парком вагонов промышленных предприятий / А. С. Новиков // сб. статей 8-й междунар. науч.-техн. конф. «Информационно-вычислительные технологии и их приложения». - Пенза, 2008. – С. 51 - 54.
- Корнилов, С. Н. Методика обслуживания грузовых фронтов промышленных предприятий / С. Н. Корнилов, А. С. Новиков // Наука, инновации и образование: актуальные проблемы развития транспортного комплекса России : тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. - Екатеринбург, 2006. - С. 322 - 324.
- Корнилов, С. Н. Оптимизация использования рабочего парка железнодорожного подвижного состава на промышленных предприятиях / С. Н. Корнилов, В. А. Лукьянов, А. С. Новиков // Материалы 64-й науч.-техн. конф. по итогам науч.-исслед. работ за 2004 - 2005 гг. : сб. докл. под ред. Г. С. Гуна. - Магнитогорск, 2006. - С. 199 - 203.
- Корнилов, С. Н. Развитие технологии обслуживания грузовых фронтов промышленных предприятий / С. Н. Корнилов, А. С. Новиков // Развитие технологий и инфраструктуры перевозочного процесса в современных условиях : тез. докл. всерос. науч.-техн. конф. ученых транспортных вузов инженерных работников и представителей академической науки. - Хабаровск, 2006. - С. 128 - 130.
