Транспортные аспекты прохождения материалопотока

Логистика (logistics) -- наука о планировании, контроле и управлении транспортированием, складированием и другими материальными и нематериальными операциями, совершаемыми в процессе доведения сырья и материалов до производства, внутрипроизводственной переработки сырья, материалов и полуфабрикатов, доведение готовой продукции до потребителя в соответствии с интересами и требованиями последнего, а также передачи, хранения и обработки соответствующей информации. С таким определением мы сталкиваемся, приступая к изучению логистики. Мы видим, что одной из основных функциональных областей является транспортировка продукции. Иначе говоря, потребителю нужен качественный товар в нужном количестве, в нужном месте, в нужное время и доставленный с минимальными затратами. Все перечисленные выше моменты указывают на значимость критерия логистической системы “точно в срок”.

Данный критерий предполагает оптимальный выбор вида транспорта и составление графика обслуживания потребителей, что позволяет успешно выполнять задачи снабжения точно в срок.

В своей работе я рассмотрела различные транспортные аспекты, необходимые при разработке стратегии прохождения материалопотока, виды транспортных систем, управление системой доставки и сервисное транспортное обслуживание.

Перспективной областью логистики считалась разработка эффективных методов оптимизации взаимодействия -- человек/машина. Такие методы могут одновременно использовать интуицию человека и понимание проблемы и способность компьютеров быстро обрабатывать информацию. По мнению специалистов логистики, компьютеры -- один из факторов, который в значительной мере содействовал побуждению интереса к логистике

Информационная система рассчитана на обработку информации о простоях транспорта, о возможностях загрузки при обратном пробеге, контроль движения груза в пути, его доставка потребителю, учет сбоев в транспортной системе. Информационные системы специализируются на решении проблем вывоза и доставки грузов в режиме реального времени, т.е. по графику доставки продукции потребителю с учетом его производственного процесса.

Интересная перспектива для будущих исследований в области логистики заключается в объединении экспертной системы с транспортно-маршрутной на базе взаимосвязанной оптимизации.

Задачи, решаемые логистической системой, и выработка по ним стратегии можно разделить на три группы:

1. Задачи, связанные с формированием рыночных зон обслуживания, прогнозом материалопотока, его обработкой в обслуживающей системе (склад поставщика/потребителя, предприятия оптовой торговли) и другими работами по оперативному управлению и регулированию материального потока.

2. Задачи, включающие разработку системы организации транспортного процесса (план перевозок, план распределения вида деятельности, план формирования грузопотоков, график движения транспортных средств и др.).

3. Задачи, связанные с управлением запасами на предприятиях, фирмах, складских комплексах, размещение запасов и их обслуживание транспортными средствами, информационными системами.

Решение этих задач особенно актуально в условиях рынка.

1. Использование математических методов линейного программирования

С практической точки зрения наши действия должны выглядеть следующим образом:

1. Производим анализ использования транспортных средств, обслуживающих предприятие оптовой торговли. Здесь необходимо:

- определим динамику изменения объема перевозок и удельный вес перевозок

- проанализируем технико-эксплуатационные показатели работы автотранспорта при перевозке продукции

- определим неравномерность вывоза и ввоза продукции на складской комплекс за определенный период времени (квартал, месяц)

- определим возможности по погрузочным работам на складском комплексе и выгрузочным у потребителя

2. Определяем потребителей продукции

Здесь необходимо выделить постоянных потребителей, сезонных и временных. Составляем карточку потребителя, в которую заносим его данные. логистика транспортный груз маршрут

3. Определяем суточный объем поставок продукции

Суточная поставка определяется путем деления годовой потребности потребителей на число дней в году. После этого полученные данные согласовываем с потребителями.

4. Составляем карту дислокации потребителей, предприятий оптовой торговли и автотранспортных предприятий

Этот этап выполняем с помощью карты города, на которую наносим координаты потребителей продукции, предприятие оптовой торговли и обслуживающее его автотранспортное предприятие.

5. Определяем расстояния перевозки груза (с предприятия оптовой торговли до потребителей)

После нанесения на карту дислокации потребителей, предприятия оптовой торговли и автотранспортного предприятия, определяем расстояния перевозки с базы и складов потребителей. Обосновывают среднее расстояние перевозки продукции с предприятий оптовой торговли к потребителю.

6. Группируем потребителей по направлениям и величине поставок

Группировка по направлениям дает возможность определить грузопотоки в различные районы города. Объемы перевозок в различные районы определяют составлением картограмм.

Решаем полученную транспортную задачу распределительным методом

Выбираем грузы, которые необходимо перевозить на общем типе подвижного состава (ПС) в одно и то же время и требующих одинаковые условия погрузки, разгрузки и хранения.

В качестве критерия оптимальности задачи взята минимальная стоимость перевозок всего груза. Обозначим через Сц тарифы перевозки единицы груза из i-го пункта отправления в j-й пункт назначения, через А - отправителей продукции, через В - склады (РЦ)а, - запасы груза в i-м пункте отправления, не через bj - потребности в грузе в У-м пункте назначения, а через хij -количество единиц груза, перевозимого из 1-го пункта отправления в j-u. пункт назначения. Тогда математическая постановка транспортной задачи состоит в определении минимального значения функции

_{m n}

F=c_ijx_ij (1)

^{i=1 j=1}

при условиях:

_m

x_ij = b_i (j=1,n) (2)

ⁱ⁼¹

_n

x_ij a_i (i=1,m) (3)

^j=1

x_ij0 (i=1,m; 1,n). (4)

Исходные данные транспортной задачи записывают в виде таблицы. Очевидно, общее наличие груза на складах аi, а общая потребность в грузе в пунктах назначения равна bj, единиц.

ai=bj (5)

Таблица 1 - Исходные данные транспортной задачи

Обосновываем и выбираем тип подвижного состава для перевозки продукции. Выбору типа подвижного состава должен предшествовать тщательный анализ характера и условий перевозок. В данном случае наша цель -- обеспечение полного и качественного удовлетворения нужд фирм и снабженческо-сбытовых организаций в перевозках при наиболее эффективном типе подвижного состава.

1.2 Алгоритм разработки оптимальных маршрутов движения

Основой решения задач в логистике является разработка стратегии и логистической концепции построения модели транспортного обслуживания потребителей и фирм, которая основывается на рациональных маршрутах перевозки и составления графиков доставки продукции потребителям, т.е. маршрутизация перевозок.

Маршрутизация перевозок -- это наиболее совершенный способ организации материалопотоков грузов с предприятий оптовой торговли, оказывающий существенное влияние на ускорение оборота автомобиля при рациональном и эффективном его использовании.

Создание маршрутов позволит точно определить объем перевозок грузов со снабженческо-сбытовых предприятий, количество автомобилей, осуществляющих эти перевозки, способствует сокращению простоя автомобилей под загрузкой и разгрузкой, эффективному использования подвижного состава и высвобождению из сфер обращения значительных материальных ресурсов потребителей. Вместе с тем маршрутизация позволяет повысить производительность автомобилей при одновременном снижении количества подвижного состава, поступающего на предприятие при том же объеме перевозок.

Если маршруты созданы, определены и соблюдаются сроки поставки, то производственные запасы потребителей могут сокращаться в 1.5-2 раза, снижая тем самым затраты на складирование.

Необходимость маршрутизации перевозок грузов обосновывается еще и тем, что маршруты дают возможность составления проектов текущих планов и оперативных заявок на транспорт, исходящих из действительных объемов перевозок.

Таким образом, разработка обоснованных маршрутов и проектов планов перевозок будут способствовать своевременному и бесперебойному выполнению поставок продукции и эффективному взаимодействию сбытовых и автотранспортных организаций.

Для разработки маршрутов используют экономические и математические методы, методы сетевого планирования, практические материалы и иные источники. Конечным результатом должен стать документ, характеризующий согласованный график работы снабсбытовых, транспортных организаций и предприятий.

При составлении графика доставки необходимо учитывать следующие условия:

1. Наличие необходимой продукции на складских комплексах, предприятиях оптовой торговли.

2. Наличие транспортных средств для обслуживания складского комплекса, предприятий оптовой торговли с учетом перевозимой продукции и средней загрузки автомобиля. Расчет должен быть произведен не только на ходовое количество транспортных средств, а и на запас в случае поломок и других обстоятельств.

3. Потребители продукции должны обеспечивать своевременный прием продукции и разгрузочные работы.

Оптимальные маршруты разрабатываются методом совмещенных планов. В матрицу с оптимальным вариантом распределения наносится план-заявка другим цветом. Клетка, где стоят цифры разного цвета, указывает на маятниковый маршрут.

Маятниковый маршрут - движение подвижного состава между двумя пунктами. Объем перевозок маятникового маршрута берется по наименьшей загрузке, независимо от загрузки клеток и вычитается из этих цифр.

Сумма загрузок в кружочках всегда должна быть равна сумме загрузок без кружочков как по строкам , так и по столбцам. Итоговые цифры в расчетах не участвуют.

Приступаем к разработке кольцевых маршрутов.

Кольцевой маршрут разрабатывается с помощью построения контура замкнутой линии под прямыми углами, все вершины которого должны лежать в загруженных клетках поочередно в кружочках и без кружочков.

Из вершин выбирается наименьшая загрузка, которая является объемом перевозок по данному маршруту и вычитается из всех вершин. Далее действия повторяются до тех пор, пока останется один последний маршрут.

Рассчитываем рациональный маршрут

Здесь мы делаем выбор в пользу маятниковой или кольцевой схемы движения. Составляем согласованные графики доставки продукции потребителям и разрабатываем показатели экономического стимулирования работников, участвующих в транспортном процессе.

2. Решение транспортной задачи на минимизацию стоимости доставки

Необходимо со складов (теперь они уже являются поставщиками) отправить продукцию потребителям таким образом, чтобы оптимизировать суммарные транспортные расходы.

Есть 6 поставщиков продукции и 6 потребителей, имеются объёмы поставок и объём потребности продукции, расстояния между поставщиками и потребителями.

Составим транспортную задачу при условии, что поставщик А₁ должен отправить груз потребителю В₂ в размере 100 т. и потребителю В₅ - 100 т., А₂ потребителю В₄ - 100 т., А₃ потребителю В₁ - 130 т., А₄ потребителю В₃ в размере 60 т и потребителю В₆ - 70 т., А₅ потребителю В₃ - 80 т. и потребителю В₄ - 90 т., А₆ потребителю В₆ - 100 т.

Составим по исходным данным матрицу.

Таблица 3 - Матрица по исходным данным

Проверим матрицу на оптимальность с помощью вспомогательных коэффициентов строки и столбца. Все коэффициенты строки и столбца определятся однозначно, т.к. число загруженных клеток равно m+n-1=6+4-1=9, где m - число строк, n - число столбцов.

Данная матрица является оптимальной, т.к. сумма двух вспомогательных коэффициентов в незагруженных клетках меньше или равна расстоянию.

Оптимальные маршруты разрабатываются методом совмещенных планов. Метод совмещенных планов заключается в том, что в матрицу с полученным оптимальным планом движения подвижного состава без груза из пунктов разгрузки в пункты погрузки другим цветом заносится план перевозок (откуда, куда и сколько требуется перевезти груза). В таблице 4 дана матрица с совмещенными планами.

Таблица 4 - Матрица с совмещенными планами

Обычным шрифтом обозначен оптимальный план движения ПС без груза (числа проставлены в верхних левых углах клеток матрицы), а жирным план перевозок (числа проставлены в нижних левых углах клеток матрицы). Если в одной клетке матрицы стоят два числа разного цвета, то это означает, что имеет место маятниковый маршрут. Количество перевозимого по маршруту груза определяется меньшим числом.

В таблице в клетке А₁В₂ стоят 2 числа. Они показывают, что из пункта А₁ в пункт В₂ должно быть перевезено 100 т. груза, а из пункта В₂ в пункт А₁ должны проследовать автомобили без груза общей грузоподъемностью в 100 т. Таким образом, имеется маятниковый маршрут А₁В₂-В₂А₁, по которому необходимо перевезти 100 т. груза.

Аналогично маятниковые маршруты А₁В₅-В₅А₁ =100 т., А₂В₄-В₄А₂ =100 т., А₅В₃-В₃А₅ =80 т., А₅В₄-В₄А₅ =90 т., А₆В₆-В₆А₆ =100 т.

Для нахождения кольцевого маршрута в матрице необходимо построить замкнутый контур, который должен состоять из горизонтальных и вертикальных отрезков прямой и все вершины контура должны лежать в загруженных клетках, причем у вершин контура должны попеременно стоять значения плана перевозок груза и значения оптимального плана движения порожнего подвижного состава.

В таблице 5 построены такие замкнутые контуры.

Таблица 5 - Замкнутый контур по данным

Они определяют собой маршруты:

A₃B₁ - B₁А₄ - А₄В₃ - В₃A₃ =60 т.

9 20 20 8

A₃B₁ - B₁А₄ - А₄В₆ - В₆A₃ =70 т.

9 20 28 10

Из таблицы видно, что после этого шага решения все загрузки клеток матрицы использованы при определении маршрутов и в ней не осталось загруженных клеток. Решение закончено и определены оптимальные маршруты.

Третья задача - оптимизация движения сквозного материального потока направлена на сокращение времени выполнения объёма перевозок, т.е. сокращение времени выполнения заказов при максимальной производительности транспортных средств.

Воспользуемся венгерским методом решения задач.

Имеется 5 поставщиков и 5 пунктов потребления. Матрица затрат времени i-той машины и j-ому потребителю имеет вид (5.1).

Шаг 1. Т.к. задача о назначении формулируется, как задача максимизации, то сводим её к задаче на минимум следующим образом: в матрице эффективности С находим максимальный элемент d=max c_ij и строим матрицу D=||d_ij|| по следующему правилу: d_ij=d-c_ij; i,j= (5.2). В нашем случае d=max c_ij=13. Пользуясь правилом (5.2) строим матрицу D:

(5.2)

Шаг 2. От полученной матрицы D переходим к приведенной матрице D'. Матрица D' называется приведенной, если она получена из данной матрицы D путем следующих преобразований:

1. В каждой строке находим минимальный элемент и вычитаем его из всех элементов соответствующей строки. Получаем D':

2. В каждом столбце находим минимальный элемент и вычитаем его из элементов соответствующего столбца. Получим D":

Шаг 3. В приведенной матрице D" выбираем строку, имеющую наименьшее число нулей. В этой строке выбираем один из нулей и отмечаем его (*), а остальные нули строки и столбца зачеркиваем. Эту процедуру проводим по...