Повышение эффективности управления процессами перевозок в открытых автотранспортных системах

Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

Специальность 05.22.08 - Управление процессами перевозок

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ ПЕРЕВОЗОК В ОТКРЫТЫХ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМАХ

ЛЯПИН Сергей Александрович

Москва -2008



Работа выполнена на кафедре «Управление автотранспортом»

Липецкого государственного технического университета.

Научный консультант- Заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Корчагин Виктор Алексеевич.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Гудков Владислав Александрович;

доктор технических наук, профессор Зырянов Владимир Васильевич;

доктор технических наук, профессор Курганов Валерий Максимович.

Ведущая организация - Министерство транспорта Московской области.

Защита состоится 12.02.2009 г. в 1000 час. на заседании диссертационного совета ДМ 212.126.06 ВАК Минобразования РФ при Московском автомобильно - дорожном институте (государственном техническом университете) по адресу: 125319, г. Москва, А - 319, Ленинградский проспект 64, аудитория 42.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАДИ (ГТУ).

Автореферат разослан 2008 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью организации, просим направлять в адрес диссертационного совета.

Телефон для справок: (495)155-93-24.

Ученый секретарь диссертационного совета, к.т.н., доцент Ефименко Д.Б.



ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Сегодня многие ученые как на Западе, так и в России в качестве критерия оценки полезности экономического роста предлагают использовать равновесие или устойчивость, которые в глобальном масштабе понимаются как состояние общества, при котором удовлетворение сегодняшних нормальных потребностей не уменьшает шансов будущих поколений на достойную жизнь. В этих условиях экономический рост можно считать допустимым только в тех случаях, когда он поддерживает и/или обогащает внутренние и внешние связи системы, в том числе и предприятия. Темпы экономического роста должны вписываться в пределы экологических возможностей планеты Земля. Поэтому, сегодня вместо хаотического роста необходимо сбалансированное устойчивое развитие.

Эколого-экономическая сбалансированность должна обеспечиваться не только в территориальных природно-хозяйственных комплексах, но и на уровне локальных природно-технических систем - отдельных предприятий и производств. Именно поэтому, соизмерение и согласование производственных и природных потенциалов, а также формирование социоприродоэкономической автотранспортной системы необходимо рассматривать как объект научных исследований.

Сохранение научно обоснованного соотношения экономических и экологических интересов общества приобретает в настоящее время особую актуальность. Усиливающееся экологическое лимитирование дальнейшего экономического развития объективно обусловливает процессы экологизации современной хозяйственной практики, требует расширения рамок исследований, парадигмальных изменений критериев оценки эффективности функционирования предприятий, формирования принципиально новых подходов к управлению.

Несмотря на значительное количество научных работ в области управления процессами перевозок в современных условиях рыночных отношений задача формирования и обеспечения эффективного функционирования транспортно-логистических систем(ТЛС) на базе успешно развивающихся крупных промышленных предприятий не решена. Неясными остаются принципы, методы, формы, условия интеграции внутри ТЛС и ее взаимодействие с внешней и окружающей средами. Такие неясности порождают структурную, организационную и функциональную неопределенность этих систем, что создает достаточно большие трудности при их создании, контроле и управлении.

Отсутствие теоретико-прикладных положений, адекватно отражающих практику, обусловливает принятие управленческих и технологических решений в ТЛС на основе интуиции и «прошлого опыта». Это предопределяет наличие проблемы данного исследования, актуальность ее решения в интересах общества, теории и практики грузовых автомобильных перевозок.

Основными направлениями и гипотезой решения задач повышения эффективности управления грузодвижением приняты разработанные научные основы интеграции производственных и транспортных процессов на ноосферологистических принципах в рамках системного подхода с обеспечением согласованности интересов всех участников социоприродоэкономической системы (СПЭС): производство, элементы ТЛС, общество, внешняя и окружающая среда (В и ОС).

Теоретическая и практическая значимость данной проблемы, ее актуальность предопределили выбор темы, постановку целей и задач диссертационного исследования.

Цель и задачи работы. Цель - повышение эффективности автотранспортного обеспечения металлургического комбината (МК) при сохранении качества социоприродоэкономической системы региона на основе использования разработанных ноосферологистических моделей и методов оптимизации и управления процессами перевозок грузов. Для достижения цели поставлены и решены следующие взаимосвязанные задачи:

- системный анализ, обоснование и выбор объекта исследования в открытых автотранспортных системах, а так же методов и критериев оптимизации при управлении процессами перевозок материальных ресурсов;

- разработка методологии и методики эффективного управления процессами доставки материальных ресурсов в цеха основного производства МК, вывоза отходов и доставки готовой продукции основного производства МК потребителям;

- определение рациональных маршрутов перевозок материальных ресурсов(МР) в цеха автомобилями автотранспортного управления (АТУ) Новолипецкого металлургического комбината (НЛМК);

- определение величины запасов МР на складах, обеспечивающих минимальное значение затрат на их доставку, содержание с учетом интересов основного производства, перевозчика, внешней и окружающей сред;

- разработка методики организации технологических коридоров с минимальной продолжительностью доставки МР;

- разработка методологии и методики управления процессами доставки готовой продукции основных цехов металлургического комбината потребителям;

- определение рациональных вариантов доставки МР на металлургический комбинат и готовой продукции МК потребителям;

- разработка методов обеспечения межуровневого системного компромисса в социоприродоэкономических системах с учетом интересов общества, производства, перевозчика, внешней и окружающей сред;

- апробация разработанных в диссертации научно-методических основ управления процессами перевозок в открытых автотранспортных системах.

Объект исследования - процессы доставки МР в основные цеха металлургического комбината, вывоза готовой продукции комбината потребителям, транспортировки отходов производства на переработку и утилизацию, методы оптимизации, синхронизации и повышения эффективности управления и функционирования СПЭС.

Теоретической и методологической основой исследования при формировании новых положений и научной аргументации предложений послужили труды российских и зарубежных ученых в области управления процессами перевозок, конституционные установки построения правового государства с социально-ориентированной рыночной экономикой. При выполнении исследований использованы ноосферологистические подходы и экономические методы: анализ и синтез, индукция и дедукция, научная абстракция и моделирование, системность и комплексность, группировка и сравнение, экономико-математические и другие методы.

В качестве информационной базы диссертационной работы использовались отчетно-статистические материалы по доставке МР автомобильным транспортом в цеха основного производства НЛМК, по доставке готовой продукции основного производства НЛМК потребителям, результаты исследования по многокритериальному управлению процессами перевозок в ТЛС, оценке экономической эффективности и экологической безопасности производственных и транспортных систем, опубликованные научные статьи и монографии.

Научная новизна исследования заключается в разработке следующих методологических и теоретических положений, а так же моделей для обеспечения эффективного функционирования открытой социоприродоэкономической автотранспортной системы, которые выносятся на защиту:

новый концептуальный подход к формированию объекта исследования в открытых автотранспортных системах доставки материальных ресурсов, обеспечивающих устойчивое функционирование основного производства МК; перевозка груз металлургический социоприродоэкономический

теоретико-практические положения обеспечения эффективного управления процессами доставки материальных ресурсов в цеха основного производства МК, вывоза отходов и доставки готовой продукции основного производства МК потребителям с использованием принципов маркетингово-логистического комплексного управления и ноосферологистических подходов;

экономико-математическая модель управления логистической системой доставки МР в цеха МК, учитывающая потери основного производства от несвоевременности доставки и ущерб, наносимый внешней и окружающей средам(ОС), связанный с нарушением технологических характеристик процесса доставки;

теоретико-методические основы организации технологических коридоров для увеличения скорости доставки МР автомобильным транспортом на основе экономико-математической модели оптимизации процессов доставки МР в цеха МК, учитывающие взаимодействия элементов логистической системы с внешней и окружающей средами и стохастическое изменение удельной стоимости перевозки единицы продукта;

экономико-математическая модель оптимального управления транспортно-логистической системой доставки готовой продукции(ГП) основных цехов МК, учитывающая интересы участников процесса и квотирование на воспроизводимые и невоспроизводимые природные ресурсы;

теоретические подходы и методика достижения компромисса в транспортно-логистической системе доставки ГП основных цехов МК при формировании производственных программ в логистических системах;

теоретические аспекты и экономико-математическая модель обеспечения системного компромисса в логистических системах, учитывающая взаимодействия элементов логистической системы(ЛС) между собой и управляющие воздействия со стороны логистического центра;

экономико-математическая модель согласования и оптимизации производственных программ в ЛС по времени, учитывающая объемы поставок, технико-экономические и финансовые показатели процесса, а также ограничения на материальные ресурсы.

Научная и практическая значимость результатов работы.

Научная новизна и практическая значимость результатов и выводов заключается в том, что предложены новые теоретико-методологические и инструментарно-организационные подходы к обеспечению повышения эффективности управления и функционирования автотранспортного обеспечения сложно-технологических производств, что вносит определенный вклад в теорию стратегического менеджмента, теорию организации и управления процессами перевозок грузов.

Совокупность полученных теоретико-методологических положений и предложенные новые технологии, основанные на ноосферологистических принципах, позволяют повысить эффективность автотранспортного обслуживания цехов основного производства МК, деятельности всех участников ТЛС, улучшая качество СПЭС. Разработанные методики могут быть использованы для совершенствования технологических процессов перевозок МР в основные цеха МК, вывоза отходов и готовой продукции комбината потребителям как автомобильным так и ж/д транспортом. Разработанные концептуальные и методологические положения, модели, алгоритмы и программы дают возможность обоснованно выбрать рациональные управленческие решения и предложить пути повышения эффективности производства при уменьшении приведенной массы выбросов вредных веществ в окружающую среду.

Реализация результатов работы. Теоретические, методологические и прикладные исследования использовались: при разработке и решении проблем по гранту Минобразования РФ по фундаментальным исследованиям ТО2-13.0-197 «Научные основы создания ноосферологистических технологий перевозок грузов»; при выполнении Международных проектов ТАСИС и «Экологические проблемы загрязнения окружающей среды вредными производствами», выполняемым совместно с итальянскими учеными Политехнического университета г. Анкона; при разработке областных научно-технических программах по исследованию отрицательных воздействий автомобильного транспорта на окружающую среду (ОС); при выполнении хоздоговорных НИР с НЛМК «Разработка и применение логистических подходов при организации перевозок грузов для основных цехов НЛМК», «Разработка и применение ноосферологистических подходов при управлении развитием парка автотранспортного управления НЛМК»; при организации перевозок грузов автомобилями транспортных предприятий г. Липецка; в учебном процессе со студентами кафедры «Управление автотранспортом» Липецкого ГТУ при изучении дисциплин «Автомобильные перевозки», «Транспортная логистика» и в дипломном проектировании.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на 12 Международных научно-практических конференциях, конгрессах и форумах: «Градоформирующие технологии XXI века»(Москва, 2001 г.); «Проблемы качества и эксплуатации автотранспортных средств» ( Пенза, 2002, 2004, 2006, 2008 гг.);«Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов» ELPIT-2003 (Тольятти, 2003 г.), «Бизнес и логистика» (Москва, 2003 г.), «Прогресс транспортных средств и систем»(Волгоград, 2005 г.), «Решение энергоэкологических проблем» (Москва, 2007 г.), «Международном экологическом конгрессе ELPIT-2007» (Тольятти, 2007 г.), «Энергетика и энергоэффективные технологии»(Липецк, 2007 г.), «Актуальные проблемы эксплуатации автотранспортных средств», (Владимир, 2007 г.), «Автомобиль и техносфера», (Казань, 2007 г.) и на научных конференциях и семинарах кафедры Управление автотранспортом Липецкого ГТУ (2000-2007 г.).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 38 печатных работ, общим объемом 57 п.л.( авторских 39 п.л.) из них 10 в изданиях из Перечня ВАК РФ, 1 монография, 2 учебных пособия с грифом УМО вузов РФ в области транспортных машин и транспортно-технологических комплексов и 25 научных статей в сборниках Международных и Всероссийских конференций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных результатов и выводов, содержит 332 стр. текста, 5 табл., 50 рис. Библиографический список включает 289 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, раскрываются научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе приведен анализ современного состояния методов обеспечения рациональной и экологически безопасной деятельности предприятий и основных направлений повышения эффективности и качества функционирования ТЛС. Проанализирована деятельность автотранспортного управления НЛМК.

Разработке теоретико-методологических основ системного анализа процессов взаимодействия общества и природы, исследованию функционирования предприятия в период перехода к рыночным отношениям, использованию логистических подходов для повышения эффективности и качества организации потоковых процессов, посвящены работы Ансоффа И., Беляева В.М., Беренса В.В., Блудяна Н.О., Вернадского В.И., Винтера С.Г., Власова В.М., Волгина В.В., Гаджинского A.M., Герами В.Д., Гирусова Э.В., Голдмана М., Гордона М.П., Гудкова В.А., Данилова- Данильяна В.И., Зайцева Е.И., Зырянова В.В., Клейнера Г.Б., Коноплянко В.И., Корчагина В.А., Курганова В.М., Лукинского В.С., Львова Д.С., Медоуза Д., Миротина Л.Б., Моисеева Н.Н., Нельсона Р.Р., Неруша Ю.М., Николаева А.Б., Николашина В.М., Олдака П.Г., Резера С.М., Реймерса Н.Ф., Рендерса Й., Сарбаева В.И., Сергеева В.И., Сильянова В.В., Смехова А.А., Троицкой Н.А., Улицкого М.П., Форестера Дж., Чеботаева А.А..

В результате проведенного анализа установлено, что последствия неполного и несвоевременного удовлетворения потребностей крупных промышленных предприятий в грузовых автотранспортных перевозках недостаточно изучались. Действующие разработки не позволяют дать объективную оценку этих последствий. Это существенно осложняло изучение качества транспортного обслуживания этих предприятий.

Современное автотранспортное предприятие, обслуживающее крупный металлургический комбинат, как система, является одновременно экологическим, экономическим и социальным объектом, т.е. сложной системой. Оно выполняет определённый, изо дня в день повторяющийся перевозочный цикл в соответствии с производственными циклами подразделений комбината. Внутренние процессы, происходящие в ней формируются под влиянием внешних, внутренних факторов и окружающей среды.

Анализ литературных источников показал, что отсутствует единый общепризнанный подход к исследованию эффективности функционирования ТЛС и их главного структурообразующего элемента - автотранспортного предприятия, при обеспечении доставки МР на крупные промышленные предприятия, вывозе готовой продукции и отходов производственной деятельности как социальной эколого-экономической системы, что не позволяет предложить единую методологию ее исследования.

При управлении ТЛС не используются идеи маркетингово - логистического комплексного управления открытыми системами, являющиеся базой для эффективного управления потоковыми процессами на МК, не учитывается или учитывается не в полной мере влияние транспортной составляющей на результат работы всей ЛС и загрязнение окружающей среды.

Анализ деятельности АТУ НЛМК позволяет констатировать, что причины существования заводского автомобильного транспорта и его развития носят объективный характер. Это проявляется в возможности удовлетворять специфические потребности основного производства в перевозках с достаточным уровнем качества, часто даже в ущерб внутрицеховой эффективности автотранспорта.

Однако следует отметить, что взаимодействие между транспортом и другими подразделениями металлургического комбината по качеству их обслуживания не изучались, меры по их улучшению не разрабатывались. Транспортная система обладает недостаточной эффективностью, поскольку не удается связать части или этапы производственного процесса в единый механизм, обеспечивающий приоритет в конкурентной среде функционирования, оптимальное использование трудовых и материальных ресурсов, средств производства. Как правило, функции подготовки груза к перевозке производятся без должной координации с погрузоразгрузочными работами, а последние с планами перевозчика, получателей, производства. Выделение отдельных функций в самостоятельные производства и неспособность связать части в единое целое обусловлены различными причинами: консервативный подход к процессу планирования, узость взглядов специалистов, недостатки в организационной структуре, отсутствием методологических основ управления ТЛС сложно-технологических производств, базирующихся на экономико-математическом моделировании межфункциональных процессов при планировании совместной работы промышленных предприятий и ТЛС. Все это приводило к явно отрицательным последствиям в деятельности предприятия, тормозило решение проблемы повышения эффективности производства.

Анализ транспортного процесса показывает, что в системе организации эксплуатационной работы по доставке промышленных отходов имеется ряд существенных недостатков, что является следствием неправильного представления о закономерностях, действующих в системах (маршрутах), где производится транспортная продукция. Это, в свою очередь, приводит к необоснованному планированию потребности в ресурсах для выполнения транспортного процесса и невозможности обеспечить: более эффективную и экономичную работу подвижного состава, сбалансированное соблюдение интересов всех элементов социоприродоэкономической системы.

Автомобильный транспорт АТУ НЛМК обслуживает как внутризаводские, так и внешние перевозки. В подходе к решению этих задач есть определенное различие. Внутризаводские перевозки более тесно связаны с технологией производства. Они более регулярны по объемам и времени, характерны небольшим расстоянием перевозки. В течение рейса автомобиль большую часть времени находится под операциями погрузки-разгрузки или в ожидании их. В движении автомобиль находится незначительное время. Автомобиль становится как бы частью технологического процесса и выполняет те виды перевозок, которые необходимы для его обеспечения. В этом случае перевозки, как правило, осуществляют связи между различными подразделениями одного предприятия. Построение внутрипроизводственных логистических систем транспортного обслуживания МК должно обеспечивать возможность постоянного согласования и корректировки планов и действий снабженческих подсистем и транспорта с целью минимизации общих издержек производства и массы вредных выбросов в окружающую среду.

Внешние перевозки мало зависят непосредственно от технологии промышленного производства. Они, как правило, осуществляются на большие расстояния с целью доставки на предприятие сырья и материалов, полуфабрикатов и комплектующих изделий, топлива, оборудования и инструментов, строительных материалов, грузов для вспомогательных и обслуживающих подразделений и вывоза с предприятия готовой продукции и отходов. Внешние перевозки реализуют связи данного предприятия с поставщиками МР и потребителями его продукции. Оценки эффективности, используемые для этого вида перевозок не учитывают неопределенность процессов, характерных для транспортно-логистических систем доставки МР на комбинат и вывоза ГП потребителям, при выборе вида транспортировки не в полной мере учитываются возможные потери основного производства. Энтропия, характеризующая неопределенность, должна рассматриваться в качестве дополнительного критерия совместно с показателями абсолютной и сравнительной эффективности. При определении эффективности ТЛС необходимо учитывать, что транспорт обусловливает значительный внетранспортный эффект, который находит отражение в показателях деятельности других отраслей экономики.

Несмотря на широкий набор индикаторов, с помощью которых возможно оценить эффективность функционирования системы и ее элементов, проведённый анализ состояния вопроса показал, что критериями оценки эффективности использования ТЛС в процессе её описания, анализа и оптимизации параметров работы являются: доставка груза точно в срок, выполнение запланированного объёма перевозок, достижение минимума себестоимости перевозок.

Развитие крупных производств создает объективные предпосылки для нового восприятия ТЛС, которые продиктованы рядом причин, из которых автор выделяет социальные и экологические и считает, что уклонение от них в процессе управления ТЛС, чревато самыми негативными последствиями, способными стать глобальными, угрожающими жизнедеятельности на Земле.

Предшествующий вывод является исходной посылкой нового восприятия ТЛС как сложного объекта управления, представляющего собой социальную эколого-экономическую систему, с присущей ей целями, ресурсным потенциалом и маркетингово-логистическим управлением ее устойчивым развитием.

Существующая система управления процессом автотранспортного обслуживания металлургического комбината может быть улучшена за счет использования принципов ноосферологистического управления, позволяющих выбирать рациональные технико-экономические показатели(ТЭП) использования подвижного состава, внедрения новых технологий перевозки. В логистической системе рациональной является такая величина ТЭП, при которой обеспечивается эффективность использования подвижного состава, соблюдается согласованность действий всех звеньев логистической системы, бесперебойность их работы, сведение к минимуму отрицательного воздействия элементов ЛС на внешнюю и окружающую среды.

Целесообразно разработать теоретические положения и методические основы системной организации планирования и управления технологическим процессом транспортного обслуживания металлургического комбината с использованием принципа обеспечения экономических интересов всех участников ЛС (поставщиков МР, потребителей ГП комбината, общества, металлургического комбината, автотранспортного предприятия) при минимальном загрязнении окружающей среды.

Эффективное решение комплекса проблем, связанных с техногенной деятельностью человека, должно базироваться на методах системного анализа, ноосферологистических подходах, построении гибких многоуровневых моделей, предполагающих оптимизацию в многокритериальном пространстве социоэкологоэкономического содержания.

Во второй главе рассматриваются концептуальные аспекты формирования ноосферологистических методов управления социоприродоэкономическими транспортными системами, обосновывается необходимость рассмотрения и осмысления важных фундаментальных положений взаимодействия общества и природы, производства и окружающей среды, которые являются исходной методологической базой для анализа взаимозависимости социально-экономических и природных систем.

В процессе управления общественным производством необходимо учитывать отрицательные последствия, порождаемые ухудшенной экологической обстановкой или дефицитом ресурсов. При данных условиях существенным дополнением в общеметодологическом плане и принципиальной фундаментальной основой в научном исследовании является предлагаемый интегрированный системный подход, при котором система представляется не просто совокупностью взаимосвязанных компонентов объекта управления (как широко принято в настоящее время), а как совокупность компонентов объекта и его связей с внешней и окружающей средами.

Взаимодействие общественного производства и окружающей среды осуществляется на стыке двух глобальных круговоротов: экономического (хозяйственной деятельности людей в обществе) и экологического круговорота вещества и энергии в природной среде, в биосфере нашей планеты. Эту область совместного взаимодействия в едином энергоинформационном пространстве всех компонентов социоприродоэкономической системы (рис.1.) включает упорядоченное и внутренне организованное целостное единство конкретной совокупности элементов, эволюционирующее на основе принципов устойчивости, самосохраняемости, самоуправляемости и развития.

Рисунок 1. Концептуальная модель СПЭС как совокупность взаимодействующих компонентов и взаимосвязей между ними

В результате усиливающегося взаимодействия экономических и экологических процессов формируются эколого-экономические отношения, где всякое экономическое решение сопровождается экологическими последствиями, а изменения в экологической сфере приобретают экономическое значение. Исходя из этого, в качестве объекта исследования, управления вместо экономических закрытых систем необходимо анализировать открытые социоприродоэкономические системы разного масштаба и уровня (отдельные процессы, комплекс, предприятие, регион, страна).

Для обеспечения сбалансированного взаимодействия общества и биосферы необходимо сформировать и реализовать новый принцип хозяйствования - социоэкологический, являющийся базой ноосферологистических технологий. В его основе лежит критерий получения максимального экономического результата при минимальных затратах и обязательном сохранении динамического равновесия биосферы, ее территориальных составляющих, т.е. без превышения возможностей территорий к самоочищению от отходов и загрязнений в процессе хозяйственной деятельности при рациональном использовании природных ресурсов.

Экономическая система, которая рассматривает неограниченный рост как прогресс и не учитывает экологические ценности и ущерб, наносимый неуклонным наращиванием производства, не имеет права на существование. Только экологически ориентированное социально-экономическое развитие может определять программы экономического роста, национальные и региональные хозяйственные цели.

В настоящее время развитие СПЭС подчиняется экономическим приоритетам, что приводит СПЭС в неустойчивое состояние. Устойчивое состояние СПЭС с точки зрения естественных законов природы - это способность динамической системы сохранять движение по намеченной траектории развития (поддерживать намеченный режим функционирования), несмотря на воздействующие возмущения. Таким образом, для такой сложной системы, как СПЭС, характерна динамическая устойчивость, сохраняемая непрерывной заменой элементов этих систем, обусловливаемая буферностью, саморегуляцией, скоростью развития, фазой развития системы. Устойчивость СПЭС определяется устойчивостью социоэкологической подсистемы, которая является основополагающей по отношению к социоэкономической подсистеме.

Управление устойчивым развитием ТЛС металлургического комбината предлагается осуществлять на основе целостной маркетингово-логистической концепции обеспечения ее функционирования, что позволяет обоснованно анализировать, планировать, организовывать, регулировать и контролировать исполнение природоохранных мероприятий на всех этапах стратегического и тактического маркетинга. Основная идея этой концепции, как системного подхода к планированию и внедрению изменений, состоит в приоритете рыночных взаимодействий над внутрипроизводственными. Другими словами, каждое вводимое изменение должно иметь целью приближение к запланированному качеству работы МК с рынком.

Маркетингово-логистическое комплексное управление ТЛС направлено на рационализацию и оптимизацию потоковых процессов (материальных, экономических, информационных). Оно обеспечивает эффективное использование всех ресурсов МК при минимальном загрязнении биосферы и достижение основных целей с наименьшими общими совокупными затратами всех участников логистической системы.

Логистика в «связке» с маркетингом становится логистикой маркетинга, т.е. одним из ключевых факторов успеха МК в конкурентной борьбе на рынках в условиях кризиса сбыта. Отдача же от логистики выступает в виде выполнения агрегированного показателя всей хозяйственной деятельности комбината - выполнения заданного маркетингом и отраженного в договорах клиентами уровня обслуживания потребителей.

В своих взаимодействиях с окружающей и внешней средами ТЛС проявляет принципиально новые, интегративные свойства. Именно в приобретении этих новых целостных свойств состоит смысл объединения разрозненных компонентов ТЛС в единое целое.

Особую важность механизмы регулирования требований к процессу использования автотранспортных средств имеют в случае управления многоэтапными технологическими процессами обработки груза, что характерно для крупных производств. При этом следует заметить, что нормы экологического качества процессов перемещения материальных ресурсов вдоль логистических цепочек, связывающих производителей МР и потребителей формулируются на региональном уровне, определяющем действия производственного управляющего звена, рис.2. Это приводит к задаче

Рисунок 2. Методология управления процессом доставки МР в иерархически управляемой логистической системе

управления транспортным обслуживанием МК, которая в общем случае формулируется следующим образом: найти такую допустимую технологию доставки МР МК, которая обеспечит минимальные затраты для всего металлургического комбината с учетом отчислений на возмещение ущерба окружающей среде.

В математических терминах постановка и решение задачи имеет следующий вид: множество значений технологических параметров процесса доставки МР или факторов можно представить в виде -мерного технологического (факторного) пространства .

Точкам этого пространства в момент времени (значениям параметров) соответствуют некоторые значения выходных характеристик процесса, достигаемых при реализации . Допустимые значения технологических величин выбираются из соображения ограниченности возможностей AТУ и специфики технологии:

,

где - допустимые минимальные и максимальные значения факторов.

Аналогично тому, как факторы , задают пространство входных и управляющих воздействий процесса доставки МР, характеристики задают пространство результирующих показателей, характеризующих качество протекания транспортного процесса . В пространстве можно выделить такие подпространства (категории опасности воздействия на окружающую среду) , что, например, соответствует наименее опасному процессу, - нормативноопасному процессу и т. д.; соответствует недопустимоопасному процессу.

Задача оптимизации процесса доставки МР сводится к определению таких значений , при которых обеспечиваются заданные свойства в соответствии с требованиями стандартов и технических условий. Обозначим установленную каким-либо образом взвешенную связь между и как , тогда оптимальная технологическая связь может быть представлена в виде:

,



где - класс задаваемой категории опасности; - весовые коэффициенты, учитывающие значимость -го фактора в общей совокупности показателей определяющих целевую функцию логистической системы; - значения свойств, отражающие требования к качеству процесса доставки МР. Отображение формально может быть представлено в виде информационной модели или в виде функции-свертки частных математических зависимостей. Задача оптимизации связи (2) при условиях (1) может решаться один раз перед началом процесса доставки или несколько раз-перед каждым этапом обработки груза с учетом отклонений реализованных величин технологической траектории от заданных оптимальных значений. Такая ситуация иллюстрируется рис.3., на котором: полученные ранее значения технологических величин; - неизвестные, требующие своего определения; - число этапов.

Тогда вектор , характеризующий технологию доставки перед -тым этапом (перед -тым шагом обработки груза), удобно представить в виде двух частей:

где

Вектор (4) включает измеренные значения технологических показателей реализованной части этапов обработки груза - его можно назвать технологической предысторией, а вектор (5) - технологическое продолжение, требуется определить на -том шаге решения задачи гибкого управления технологией, которая сводится к следующему: определить технологическое продолжение , обеспечивающее оптимальное значение и удовлетворяющие по всем компонентам условию (1) с учетом сложившейся перед -м этапом технологической предыстории.

Рисунок 3. Схема реализации технологического процесса доставки МР

Таким образом, можно выделить цикл управления процессом доставки МР на основе моделирования и коррекции технологических параметров элементов составляющих логистическую систему. Образующийся цикл коррекции технологии доставки МР реализуется производственным управляющим звеном. При этом концепция управления базируется на ноосферологистических методах и предполагает два информационных канала:

на основе формального математического аппарата обработки производственной информации;

- на основе логической обработки интеллектуальной информации о воздействии производства на окружающую среду.

Формализованное описание влияния технологических параметров транспортного обслуживания на показатели работы основного производства МК, внешнюю и окружающую среды дает возможность выбирать или корректировать технологический процесс доставки материальных ресурсов на основе прогноза показателей, характеризующих качество транспортного обслуживания.

В соответствии с целевой парадигмой концептуального подхода, теоретической основой научно-методического обеспечения функционирования системы хозяйственных связей металлургического комбината является идеология и инструментарий ноосферологистических методов, моделей подготовки эффективных управленческих решений при разработке и реализации транспортного обслуживания крупных производств. Критериальным параметром постановки и внедрения комплекса задач принята минимизация интегральных логистических издержек в цепях поставок продукции с учетом В и ОС при согласовании экономических интересов всех участников СПЭС и снижении транспортных издержек в цене продукции конечного потребления.

Представленный в диссертации комплекс научно-методических методов управления перевозочными процессами положен в основу концептуального подхода к синхронизации хозяйственных связей субъектов системы грузодвижения и включает постановку и решение технических и экономико-математических задач: формирования научно-обоснованных схем поставок МР на комбинат и вывоза ГП потребителям; согласования направления вектора интересов основной производственной деятельности МК, перевозчика МР и регионального управляющего звена, выражающего интересы внешней и окружающей сред в регионе; оптимизации производственных программ в ТЛС по времени; определения размера заказа и страхового запаса МР; обеспечения устойчивости эколого-экономического развития МК как мега системы, включающей в себя ряд СПЭС, вносящих свой отрицательный или положительный вклад в формирование траектории его развития.

В третьей главе приводятся теоретико-методологические основы управления автотранспортным обслуживанием металлургических комбинатов.

Организация логистической системы для эффективного протекания процесса транспортного обслуживания основного производства МК, процессов управления и экономической координации осуществлялась как совокупность трех взаимоувязанных операций: определение цели (целей) и задач формируемой ЛС; формирование структуры логистической системы, соответствующей цели (целям) функционирования; определение оптимального (рационального) порядка согласованного функционирования элементов логистической системы и управления процессами, происходящими в системе.

Отношения между элементами структуры ЛС представлены соответствующим графом, что позволяет формализовать процесс исследования инвариантных во времени свойств системы и использовать хорошо развитый математический аппарат теории графов. Основой стратифицированного формирования (описания) функциональной системы S: Х --> Y является условие представимости множеств Х и Y в виде декартовых произведений:

Х=Х1Х2...Хn;

Y=Y1Y2...Yn;

где Х - стимулы системы (внешние стимулы), Y - отклики. Это дает возможность разбить стимулы и отклики на компоненты и приписать каждую пару вида (Хi, Yi) определенной страте. В этом случае i-я страта системы S - это система, определяемая отображением Si . Обозначая через Xi, Yi - множества стимулов и откликов i-й страты, Ei и Ri - множества стимулов, исходящих от страт, примыкающих к i-й страте соответственно сверху и снизу (по иерархии) можно представить систему S семейством систем Si (i =1,..., n), заданных двумя семействами отображений:

hi : Yi > Ri+1 , i = 1,…, n-1;

ci : Yi > Ei-1 , i = 2, …, n,

где hi и ci - соответственно информационная и распределительная функции i-й страты.

Иерархический подход к организации логистической системы позволил рассматривать процесс принятия решения как некоторую иерархию, которую можно представить совокупностью вертикально размещенных решающих звеньев (подсистем) Si , при этом, каждая составляющая описана как отображение слоя в слой в виде некоторого решающего элемента

Si:Ei > Ei-1 .

Звеньями логистической системы(ЗЛС) доставки МР в основные цеха МК являются: склады МР , транспортные средства, осуществляющие доставку, основные цеха, а также погрузо-разгрузочные средства применяемые при перегрузке материальных ресурсов и их складировании на складах и в основных цехах. Большинство ЗЛС являются синтезом субъектов и объектов логистического управления со своими организационно-функциональными структурами и локальными критериями оптимизации функционирования, которые в общем случае могут не совпадать с глобальной целью ЛС. Это значительно усложняет формирование управления в ЛС и приводит к необходимости создания органа высшего логистического менеджмента для координации и интеграции действий звеньев логистических цепочек- логистического центра (ЛЦ) металлургического комбината (рис. 4).

На основе данных об имеющихся запасах МР на складе, программы выпуска готовой продукции и графика проведения работ по профилактическим ремонтам основного и вспомогательного оборудования цехов, управляющее звено логистической системы - ЛЦ осуществляет управление процессом доставки МР в цеха основного производства и ГП на склад комбината, а также управление процессом отгрузки ГП потребителям, оптимизируя при этом работу транспорта и складов.

Ноосферологистический подход к системе управления процессами доставки МР предполагает выполнение условия минимума общих затрат на закупку материальных ресурсов, их транспортировку, складские операции, потери основного производства от несвоевременной поставки МР, а также экологические и социальные потери, связанные с перечисленными выше процессами.

Разработанная в диссертации экономико-математическая модель распределения транспортных средств по заранее заданным маршрутам перевозок МР с промежуточными центрами позволяет прогнозировать показатели работы подвижного состава и оперативно корректировать их при перемещении грузов.

Рис. 4. Логистическая система доставки МР в цеха основного производства НЛМК: информационный поток; материальный поток; управляющие воздействия; подача транспортных средств комбината; заявки на снабжение материальными ресурсами; ТС- транспортные средства.

Задачу составления совместного плана транспортировки, минимизирующего общие издержки, позволяет решить многомерная транспортная модель, в которой общая стоимость L(X) реализации плана транспортировки выразится суммой произведений соответствующих элементов матриц {} и {}:



min (9)

(10) ;

(11)

(12) ;

(13)

(14)

где: -- нечеткая стоимость транспортировки единицы продукции -го вида (={1, 2, ..., }), произведенной в центре ={1, 2, ..., } и транспортируемой в центр потребления ={1, 2, ...,} через промежуточный центр обработки {1, 2, ..., } с учетом возмещения ущерба В и ОС; -- объем продукции -го вида, планируемый для перевозки из центра производства в центр потребления через промежуточный центр ; --общий объем продукции, доставляемый -му потребителю; -- общий объем продукции, производимой в -м центре, характеризующий его производственные мощности; --общее количество продукции , производимой всеми центрами производства; --общее количество сырья, ввозимое в -й центр.

Отличительной особенностью данной модели является учет цикличности производства, оказывающей влияние на распределение МР в промежуточных пунктах, и оптимизация затрат в нечеткой постановке: стоимость транспортировки продукции представляется нечетким множеством с функцией принадлежности треугольной формы , где минимальное значение стоимости, стоимость, соответствующая максимальному значению функции принадлежности, максимальное значение стоимости. Это позволяет включить в стоимость доставки выплаты за ущерб, наносимый В и ОС. Элементы и образуют четырехиндексные матрицы {} и {}.Причем, каждый элемент матрицы {} является нечетким числом. Кроме этого, путем введения фиктивных поставщиков, модель позволяет учесть особенность металлургического производства(поступление на промежуточный склад металлолома из основного производства). Для решения задачи разработан алгоритм, позволяющий получить оптимальное решение в производственных сетях с циклами, определенными при объектно - структурном моделировании, а также оценить оптимальные промежуточные решения, используя принципы динамического программирования.

Система планирования, базирующаяся на использовании модели (9 -14), позволяет планировать перевозчику распределение транспортных средств по маршрутам доставки с минимумом затрат на их эксплуатацию, но не гарантирует, что данное распределение обеспечит оптимальность доставки в целом для ЛС.

По результатам проведенных исследований и анализа системы планирования перевозок сформулированы основные принципы планирования, базирующиеся на ноосферологистическом подходе к доставке МР в логиcтических системах: системность; скоординированность действий всех звеньев логистической цепочки, работающих с материальными, информационными и финансовыми потоками; учет локальных интересов элементов системы; обеспечение минимума общих издержек.

Сокращение общих издержек достигается за счет обеспечения невозможности простоя основного производства из-за несвоевременной доставки МР, снижения удельных затрат на выполнение складских операций по обслуживанию единицы объема, веса, номенклатуры МР, уменьшения вредного влияния на внешнюю и окружающую среды, снижения доли оборотных средств, вкладываемых в запасы, повышения эффективности использования транспортных средств.

Построение динамической модели сводится к обеспечению бесперебойной работы основных цехов при возникновении потребности в материальных ресурсах позиции для -го потребителя на протяжении этапов (). Для этого необходимо найти такие значения , которые минимизируют общие затраты (приобретение, транспортировку заказа, складские операции, потери прибыли основных цехов от простоев из-за отсутствия на складе МР позиции ) по всем этапам.

i = , i =,

где - затраты на приобретение запаса по -ой позиции на периоде ; - затраты на транспортировку МР -ой позиции с терминала поставщика на склад на периоде с учетом экономического ущерба, нанесенного В и ОС; - дополнительные затраты, связанные с «перезаказом» по -ой позиции МР на периоде ( аренда дополнительных площадей для хранения, хранение и транспортировка грузов, складские операции); - затраты, учитывающие складские операции по -ой позиции на периоде ; - коэффициент, учитывающий изменение цены по -ой позиции МР, находящихся на складе на периоде (может учитывать инфляцию); - потери основного производства от простоя из-за отсутствия на складе - ой позиции МР на периоде ; - затраты на транспортировку МР -ой позиции со склада в основной цех на периоде с учетом экономического ущерба, нанесенного В и ОС; -размер адресных компенсаций потребителю, производителю, перевозчику по -ой позиции на периоде за подчинение их интересов интересам системы, позволяющее получить синергетический эффект при функционировании открытых транспортных систем; - потребность в продукции по-ой позиции (спрос) к началу периода ; - максимальный объем хранения МР -той позиции на складе.

Отличительной особенностью модели является возможность обеспечения основной цели производства с максимальным учетом интересов всех элементов, входящих в СПЭС.

Наличие противоречий в ТЛС доставки между перевозчиком и производственным управляющим звеном ?f = f*- Ф* (x ) > 0 в случае ведомственной принадлежности перевозчика требует поиска рационального варианта доставки на подмножестве

S (x) = {x X*H / Ф* (x) = min Ф (x)}. (16)

При отсутствии противоречий в ЛС ?f = f*- Ф* (x ) = 0 оптимальный вариант доставки МР может быть выбран из подмножества

S (x*) = {x Z* X* / ?f (x) = 0} , (17)

где Ф* (x ) и f* - целевые функции соответственно ЛС и перевозчика; - вектор состояния варианта доставки МР для ЛС; H -множество допустимых значений для вектора варианта доставки h перевозчика; X* - множество оптимальных для ЛС вариантов доставки, которые выгодны перевозчику и потому будут им точно выполнены; Z*- множество оптимальных значений для вектора варианта доставки h перевозчика.

Общая задача управления ТЛС с учетом взаимодействия с внешней и окружающей средами может быть записана в виде системы:

, t=1,2,….,T; (18)

;,t=1,2,….,T; (19)

;,t=1,2,….,T; (20)

t=1,2,….,T;

t=1,2,….,T;

где - вектор состояния логистической системы в момент времени , характеризующий ее контролируемые показатели ;

- вектор состояния перевозчика в момент времени , характеризующий контролируемые показатели перевозчика;

- вектор управляющих воздействий со стороны регионального управляющего звена(РУЗ) на производственное управляющее звено(ПУЗ) в момент времени ; - вектор целенаправленных управляющих воздействий со стороны ПУЗ на управляемую логистическую систему(УЛС) в момент времени ; - вектор внешних случайных управляющих воздействий на УЛС в момент времени ; область допустимых значений вектора состояния перевозчика в момент времени ; область допустимых управлений РУЗ в момент времени ; - область допустимых управлений ПУЗ в момент времени ; - область возможных значений внешних факторов в момент времени ; - целевая функция перевозчика в момент времени ; - общая целевая функция перевозчика за период [0,T]; - целевая функция РУЗ в момент времени ; общая целевая функция РУЗ за период [0,T]; - целевая функция ПУЗ в момент времени ; -общая целевая функция ПУЗ за период [0,T]; - оператор перехода, определяющий динамику вектора состояния за время ; - вектор начальных значений вектора состояния; - период , в течении которого моделируется динамика системы; - желаемая область состояний УЛС; - шаг моделирования.

С математической точки зрения соотношения (18) - (25) задают многошаговое иерархическое влияние РУЗПУЗУЛС с учетом действия внешних и экологических факторов.

Требование (18) при использовании ноосферологистических принципов управления нужно понимать как введение одного или нескольких дополнительных показателей , обеспечивающих условие «экологического императива». Иначе говоря, область - совокупность диапазонов значений основных показателей состояния УЛС, в которых гарантируется ее нормальное функционирование. Область удобно задавать в виде

, (26)

где -диапазон допустимых значений -го показателя УЛС.

В качестве показателей, на основе которых формируются управляющие воздействия , могут выступать количество потребляемых ресурсов и масса выбросов вредных веществ от деятельности УЛС. Целевую функцию можно трактовать как доход () или как себестоимость () обеспечения основных цехов комбината материальными ресурсами за период [0, T].

Таким образом РУЗ имеет возможность влиять на величину прибыли ПУЗ. Реализация условий модели означает согласование экологических и экономических требований. При этом, стимулируется снижение вредного воздействия социально-экономической подсистемы на экологическую подсистему СПЭС.

В четвертой главе предлагаются теоретико-методические методы повышения эффективности функционирования ТЛС, на базе которых функционирует СПЭС.

Одной из основных целей при обеспечении эффективного функционирования региональной СПЭС является выработка оптимальных соотношений между ростом экономических показателей, характеризующих работу транспортно - логистической системы и параметрами качества окружающей среды. Данная цель находит свое отражение в мультипликативном критерии оценки эффективности функционирования СПЭС, которая формулируется как задача максимизации произведения показателя эффективности использования приведенных затрат в производственной системе на отношение части прибыли, поступающей в бюджет региона к величине некомпенсированных затрат, необходимых для ликвидации эколого-экономического ущерба нанесенного внешней и окружающей средам.

...