Маслов О.В. Логістика транспорту (конспект лекцій)

Подождите немного. Документ загружается.

111

Про це свідчать і дані проведеного опитування серед працівників АТП Північно-

східного регіону України, основна мета якого - з'ясувати схему роботи автомобіля на маршруті

(таблиця. 7.1).

Таблиця 7.1 Експертні характеристики схем роботи автомобілів

Схема роботи автомобіля на маршруті Кількість рейсів, %

Одне місце навантаження, одне місце розвантаження

Одне місце навантаження, декілька місць розвантаження

Декілька місць навантаження, одне місце розвантаження

Декілька місць навантаження і розвантаження

31,0

43.5

8,5

17,0

Таким чином, 52,0% рейсів здійснюється по кільцевих розвізних або збірних маршрутах

і 31% - по маятникових. Тільки 17% респондентів відмітили складну схему організації руху

"декілька місць навантаження і розвантаження", 80% з яких займаються міжміськими

перевезеннями, і вказана схема роботи з клієнтами виникає із-за прагнення збільшити міру

використання автомобіля по вантажопідйомності.

Подальші дослідження і опитування перевізників показали, що нині класичне

транспортне завдання актуальне для великих фірм, що мають мережу складів або філій, а також

середніх і дрібних підприємств, для зменшення транспортних витрат при масовому перевезенні

сировини або готової продукції. Вирішення проблеми маршрутизації як і раніше особливо

актуально при внутрішньоміських перевезеннях.

Один із засадничих принципів транспортної логістики - доставка "точно вчасно", коли

правильне планування перевезень вимагає оцінки гарантованого часу доставки, щоб виключити

штрафні санкції і не втратити клієнтів. Важливо при цьому оцінити витрати праці, засобів і часу

на подолання усіх перешкод по доставці вантажу клієнтові, виникаючих з об'єктивних і

суб'єктивних причин. Один із способів рішення цієї задачі - моделювання часу руху автомобіля

на маршруті з імітацією випадкових затримок в місцях планових і непланових зупинок.

З іншого боку, при кожному перевезенні споживачі висувають вимоги не лише до часу

доставки, але і до партії вантажу. Нині намітилася тенденція до зменшення партії товару, що

пов'язано з відсутністю місць для зберігання сировини або продукції у споживача або з

небажанням мати зайві запаси на складах. Така вимога призводить до нового обмеження в

транспортному завданні, пов'язаного з розміром партії вантажу, яку постачальник відправить і

споживач прийме. Якщо партія вантажу, що відвантажується одному споживачеві, буде менше

вантажопідйомності автомобіля, то розглядаються варіанти, коли схема доставки вантажу

споживачам складатиметься з розвізних маршрутів.

Зважаючи на те що в ринкових умовах при перевезеннях порушуються інтереси

декількох суб'єктів, виникають ситуації, при яких об'єктом управління для АТП залишається

маршрут, але сам процес перевезення головним чином визначається клієнтами. Тому актуальна

проблема формування єдиного алгоритму організації перевізного процесу, що враховує

різноманіття варіантів взаємодії "постачальник - перевізник - одержувач" або складніших схем

організації перевезень з урахуванням логістичних посередників, наприклад, у виді

експедиторських фірм та ін.

З точки зору організації перевізного процесу можливі три схеми, з якими стикаються

АТП (таблиця. 7.2).

Організація перевезень за схемою 1 "один до одного" - найбільш проста з точки зору

планування, не вимагає рішення ні транспортної задачі, ні завдання маршрутизації.

Планування діяльності АТП у разі організації перевезення за схемою 2 "один до

багатьох" вимагає рішення наступних завдань маршрутизації :

"ув'язки" їздок, якщо між вантажовідправниками і вантажоотримувачами перевезення

здійснюється тільки по маятникових маршрутах;

комівояжера, якщо між вантажовідправниками і вантажоотримувачами перевезення

здійснюється тільки по розвізних (збірних або збірно-розвізних) маршрутах;

двох вище перелічених, якщо при організації перевізного процесу використовуються як

маятникові, так і розвізні (збірні або збірно-розвізні) маршрути.

112

Таблиця 7.2 Схеми організації перевізного процесу

При організації руху за схемою 3 "багато до багатьох" вимагається на першому етапі

вирішити транспортну, потім на другому етапі - завдання маршрутизації.

Враховуючи можливі варіанти схеми організації руху автомобіля на маршруті і

тимчасові обмеження, покладені на перевезення, планування на АТП можна навести у вигляді

алгоритму (рис. 7.1). Розглянемо детальніше блоки розробленого алгоритму.

Рисунок. 7.1. Алгоритм моделювання організації перевізного процесу АТП

У першому блоці формується база даних, що включає:

- інформацію про кількість транспортних засобів, їх тип і вантажопід’ємность;

113

- кількість відправників і одержувачів вантажу;

- обмеження, що накладаються відправником і одержувачем на партію вантажу, яка

може бути відправлена і отримана відповідним суб'єктом;

- тимчасові обмеженнях по доставці вантажів в пункти призначення і їх вивезенню з

пунктів відправлення;

- інформацію про витрати на переміщення одиниці вантажу від кожного відправника

кожному одержувачеві та ін.

У другому блоці на основі отриманої інформації визначається схема організації

перевезень. Аналіз клієнтурних заявок дозволяє згрупувати їх за схемами згідно таблиці. 7.2.

У третьому блоці спочатку перевіряється умова: чи використовується при перевезенні

вантажу схема "багато до багато чим". Якщо умова виконується, то вирішується транспортне

завдання.

Економіко-математична модель класичної транспортної задачі в загальному вигляді

може бути представлена формулами

(7.1)

(7.2)

(7.3)

(7.4)

(7.5)

де i - кількість постачальників;

j - кількість споживачів;

ai - обмеження по пропозиціях;

bj - обмеження по попиту;

Cij - вартісні параметри цільової функції;

xij - об'єм перевезень між i -м і j -м пунктами.

Критеріями оптимальності в транспортній задачі можуть виступати транспортна робота,

витрати часу на доставку або вартість перевезення.

На останньому етапі третього блоку визначається, по яких маршрутах - маятниковому

або розвізному (збірному або збірно- розвізному) - перевозитиметься вантаж від кожного

відправника до одержувачів, закріплених за ним після рішення транспортної задачі.

У четвертому блоці перевіряється умова: чи використовується при перевезенні вантажу

схема 1 "один до одного". Якщо умова не виконується, то перевезення між відправниками і

одержувачами здійснюється за схемою 2 "один до багатьох", при якій потрібно вирішувати

завдання маршрутизації (блок п'ять).

Математична постановка завдання залежить від типу маршруту, по якому перевозяться

вантажі. Як приклад розглянемо наступне завдання. Необхідно відшукати маршрут руху

автомобіля, що розвозить деякий вид вантажу з деякого базового пункту у декілько пунктів,

пов'язаних між собою автомобільними дорогами. Нехай число таких пунктів дорівнює n та Cij -

відстань від пункту i до пункту j . У кожному пункті автомобіль повинен побувати один раз,

114

після чого повернутися в базовий пункт. Завдання полягає в тому, щоб визначити порядок руху

автомобіля від пункту до пункту так, щоб сумарна відстань, пройдена їм, була мінімальною.

Для математичного формулювання розглянутого завдання вводяться логічні змінні xij,

які можуть набувати значень:

1, якщо автомобіль з пункту і переїжджає

в пункт j

0, в іншому випадку







(7.6)

Де i, j = 0,n, i ≠ j.

Наступна система співвідношень утворює математичну модель і відбиває

закономірність функціонування системи розвезення вантажів по n пункта з базового

пункту:

(7.6)

(7.7)

(7.8)

де Uі та Uj - довільні речові значення.

Умови (7.6), (7.7) виключають цикли (петлі) на маршруті, оскільки автомобіль

приїжджає в кожен пункт і виїжджає з нього один раз. Умова (7.8) не допускає розщеплення

замкнутого маршруту з n+1 ланок на декілька з меншим числом ланок. Як цільова функція в

розглянутому завданні зазвичай виступає довжина маршруту, яка підлягає мінімізації:

(7.9)

В той же час оптимізувати можна не лише довжину маршруту, але і пов'язані з нею

економічні показники, наприклад, витрати на перевезення, а також показники якості

обслуговування, допустимий час доставки вантажів.

Сформульоване завдання відоме як завдання комівояжера. Існує безліч математичних

методів, дозволяючих знайти як точне, так і наближене рішення поставленого завдання. Серед

методів, що дають точне рішення, найбільше поширення набув метод "гілок і меж".

Наближений метод Кларка-Райта рішення задачі комівояжера заснований на понятті

"вигоди", яка виходить від об'єднання двох маятникових маршрутів в один кільцевий.

Використання цього методу дає можливість врахувати місце розташування АТП по

відношенню до обслуговуваних клієнтів.

Оскільки складений по розглянутому алгоритму маршрут не враховує випадкового

характеру складових переівізного процесу, їх кількісна оцінка може бути отримана

моделюванням (шостий блок).

Для внутрішньоміського перевезення необхідно визначити час на рух автомобіля з

вантажем (tгрi) і без вантажу (txi) на i-й ділянці, час на навантаження у j- го постачальника (tпj)

і на розвантаження у l-го споживача (tpl), що включають час очікування навантаження і

розвантаження, відповідно. Сума усіх складових дає час у наряді (Тн) :

(7.10)

115

Логістичний підхід до моделювання часу на виконання транспортних послуг вимагає

ув'язки роботи автомобільного транспорту з режимом роботи постачальників і споживачів

вантажу, тобто необхідно враховувати час початку і закінчення перерв (обідньої,

технологічних) в роботі клієнтів. Тому формула (7.10) має бути відкоригована.

Розрахована тривалість рейсу дозволяє визначити гарантований термін доставки вантажу

споживачеві. Кількість тимчасових складових, що включаються під час рейсу, зростає при

мультимодальних або змішаних перевезеннях. В цьому випадку вимога до дотримання термінів

перевезення диктується не лише клієнтом, але і специфікою організації такого роду перевезення

(наприклад, запізнення на пором призводить до незапланованих багатогодинних простоїв).

Особливістю моделей є наявність нелінійностей із-за обмежень, пов'язаних з ЕСТР, режимом

роботи складів і т. д., і випадкового характеру тимчасових складових перевізного процесу.

У сьомому блоці визначається співвідношення змодельованих значень часу

знаходження автомобіля у наряді (у рейсі) з вимогами клієнтів по термінах доставки вантажу.

Наприклад, для внутрішньоміського перевезення визначається можливість обслуговування усіх

споживачів на маршруті в межах встановлених часових інтервалів. Якщо умова не виконується,

то вимагається відкоригувати маршрут, або, якщо можливо, час роботи складів,

вантажопідйомність використовуваного на даному маршруті рухомого складу і наново

змоделювати час руху.

Таким чином, пропонована ієрархія моделей дозволяє реалізувати єдиний підхід до

формалізації методів рішення завдань управління в транспортній логістиці. Це дозволяє

здійснити трирівневу оптимізацію у міру редукування кількості даних об'єктів (постачальники,

чи споживачі) і послідовного включення додаткових чинників, пов'язаних з конкретними

маршрутами перевезень.

116

ТЕМА 8 ЛОГІСТИЧНІ МЕТОДИ ТА МОДЕЛІ ВИКОНАННЯ ТРАНСПОРТНИХ

ПОСЛУГ

8.1. Планування виконання транспортних послуг

Надійність функціонування логістичної системи значною мірою визначається

безперервною роботою автомобільного транспорту. Ефективність роботи технічно справного

автомобільного транспорту в основному залежить від рівня організації і управління

перевезеннями. Складання планів доставки вантажів "точно вчасно" вимагає кількісної оцінки

перевізного процесу і його складових. При цьому має бути зроблений не лише економічно

обґрунтований вибір варіанту доставки, але і проведена оцінка міри участі усіх служб або

окремих осіб, що відповідають за організацію перевізного процесу. Запропонована Б. JI.

Геронимусом [27] методика побудови оперативного плану доставки вантажів автомобільним

транспортом від постачальника до споживачів заснована на логістичному підході. Вона оперує

нормативними інтервалами доставки вантажів. Проте усі складові перевізного процесу (час

руху, час навантаження, час розвантаження і т. д.) є випадковими величинами. Тому ця

методика побудови оперативного плану, на наш погляд, матиме обмежену сферу застосування.

Аналіз показав, що приділяється недостатньо увага організаційно-управлінським

аспектам, а кількісна оцінка звужена до двох складових перевізного процесу : рух на маршруті і

вантажні операції.

Кількість складових перевізного процесу залежить від виду перевезень. Найбільше число

складових має міжнародне перевезення. В порівнянні з внутрішнім перевезенням воно

збільшується, як мінімум, за рахунок процедурної підготовки документів для перевезення,

митного контролю на кордоні або кордонах і в пунктах відправки і доставки.

Розглянемо методику моделювання перевізного процесу на прикладі міжнародного

перевезення. Складові будь-якого перевізного процесу - випадкові величини, тому їх кількісна

оцінка може бути отримана з використанням імовірнісних характеристик.

Розглянемо приклад організації міжнародного перевезення (рис. 8.1). Автомобіль

вирушає з автотранспортного підприємства (АТП) до пункту навантаження П, потім на

митницю(пункт T

), де заповнюються відповідні документи, і далі слідує через пограничний

перехід (К), вказаний на рис. 8.1, по території іншої країни до терміналу або терміналу з

митницею (пункт Т

), де після виконання митного очищення розвантажується або доставляє

вантаж в пункт Р (пункти Р

, Р

Рисунок 8.1. Приклад організації міжнародного перевезення (унімодальне

перевезення)

117

На практиці можливі і інші варіанти міжнародного перевезення вантажів :

- змішане перевезення: автомобіль - залізниця - автомобіль (інший перевізник);

- митна служба виконує контроль безпосередньо в пункті навантаження або

розвантаження і тому подібне

Розглянемо приклад, коли перевезення здійснюється по першому варіанту (унімодальне

перевезення) і маршрут руху проходить пункти П, Т

, К, Т

, Р.. Час на перевезення включає час

руху між пунктами і час оформлення документів. Введемо умовні позначення часу :

- вантаження в пункті П;

- рух від П до Т

;

- оформлення на митниці;

- рух від Т

до К;

- перетин кордону;

- рух від К до Т

;

- митне очищення;

- рух від Т

до Р;

- розвантаження і складування на терміналі Р.

Загальний час перевезення можна визначити по формулі

(8.1)

де

ti,i+1

- час руху між i-м і (i+1) -м пунктами, i=1,m,

- час оформлення (перевірки) митних документів на j-му пункті, j = 1,n;

- час навантаження, розвантаження і складування на к-му пункті k = 1,l;

m - кількість ділянок руху автомобіля;

n - кількість пунктів митного оформлення;

l кількість пунктів навантаження-розвантаження.

Усі складові формули (8.1) є випадковими величинами, що мають відповідні закони

розподілу. З випадкового характеру складових перевізного процесу виходить, що поняття

"Точно вчасно" повинне розглядатися з урахуванням відповідних довірчих меж часу

перевезення вантажу.

Якщо прийняти, що середня тривалість робочого дня водія при здійсненні міжнародного

перевезення рівна Т

, то календарна тривалість рейсу визначається кількістю днів роботи і

розраховується по формулі

= Е((Т

+ α

⋅σ

)/Т

(8.2)

де Д

- ціле число днів міжнародного рейсу;

Е - математичний символ, що означає виділення цілої частини дрібного числа.

- середнє значення часу перевезення на маршруті, год;

- середнє квадратичне відхилення часу перевезення, год;

- квантиль нормального розподілу, відповідний вірогідності р.

Наприклад, при середній тривалості рейсу Т

= 32 год, середньому квадратичному

відхиленні σ

= 8 год, квантилі α

= 1,28, відповідній вірогідності доставки "точно вчасно" Р =

0,9 і середньому часі тривалості робочого дня Т

= 10 год., по формулі (8.2) знаходимо:

Др = Е[(32 + 1,28⋅8)/8] = Е [5,28] = 5 дн.

При розрахунку Др слід також пам'ятати, що величина Тр є випадковою, тому формула

(8.2) дає усереднене значення кількості днів роботи на маршруті.

118

Отримані аналітичні залежності (8.1) і (8.2) не повністю зважають на специфіку

міжнародних автомобільних перевезень (МАП), яка визначається наступними чинниками, :

обмеженням режиму праці і відпочинку водія або екіпажа автомобіля згідно ЕСТР

[90];

заборонами (обмеженнями) на рух великовантажних автомобілів на території

деяких європейських країн у вихідні і святкові дні;

необхідністю проведення ремонтно-профілактичних робіт, а також іншими

причинами простою на лінії.

Враховуючи перераховані чинники, формулу (8.1) слід відкоригувати і представити у

вигляді:

(8.3)

де dc - випадкова складова, що відбиває заборони на рух великовантажних автомобілів;

- випадкова складова, що відбиває збільшення часу рейсу для проведення ремонтно-

профілактичних робіт і з інших причин;

- випадкова складова, що відбиває обмеження, пов'язані з ЕСТР;

N, F, М - відповідно число випадків простою автомобіля з урахуванням вказаних

чинників.

Обмеження ЕСТР (величина Е

) пов'язані з накопиченням часу роботи водія протягом

дня, тижня або двох тижнів. Так, згідно ЕСТР час безперервного управління автомобілем одним

водієм не повинен перевищувати 9 год, а протягом тижня - не більше двох разів по 10 год (з

урахуванням обов'язкових перерв для відпочинку по 45 хв. протягом кожних 4,5 год руху).

Отже, з моменту початку руху водій повинен зупинитися для відпочинку через 9 год

безперервного управління і може відновити рух тільки після обов'язкового відпочинку. Це

призводить до стрибкоподібного збільшення часу виконання рейсу без зміни пройденого

шляху.

Аналізуючи специфіку процесу міжнародного перевезення вантажів, необхідно

відмітити наявність випадкових складових, що формують час перевезення (8.3) і жорстких

обмежень, що накладаються на нього. Для визначення часу перевезення вантажу пропонується

використовувати метод статистичного моделювання (метод Монте-Карло).

Блок-схема моделювання часу перевезення і його складових приведена на рис. 8.2.

119

Рисунок 8.2. Блок-

схема моделювання міжнародного автомобільного

перевезення (МАП)

120

Аналогічні розрахунки за спрощенішою схемою можна провести і для внутрішніх

перевезень. Організація перевезення вантажів визначається маршрутом, який залежить від

розміщення пунктів виробництва і споживання, розмірів партії вантажів, умов і вимог на

постачання, вантажопідйомності рухомого складу і дислокації АТП. Розрізняють маятникові,

кільцеві, розвізні, збірні і розвізно-збиральні маршрути. Розглянемо найбільш широко

вживаний маятниковий маршрут, на якому рух автомобіля відбувається між двома пунктами.

Допустимо, автомобіль вирушає з АТП до пункту навантаження А, після навантаження вантажу

рухається до пункту розвантаження В, де розвантажується і вирушає у зворотному напрямі без

вантажу в пункт А. На цьому цикл перевезення закінчується. Час на навантаження і

розвантаження включає час оформлення документів. Введемо умовні позначення часу :

Пі

- навантаження i -ої їздки;

Рі

- розвантаження i -ої їздки;

ГРі

- рух автомобіля з вантажем для i -ої їздки;

Хі

- рух автомобіля без вантажу для i -ої їздки;

Загальний час перевезення за одну їзду можна визначити по формулі:

(8.4)

Слід зазначити, що час перевезення вантажів залежить не лише від роботи автомобіля,

але і від організації роботи постачальників і споживачів, зокрема від їх режиму роботи (числа

перерв, тривалість обідньої перерви і т. д.) Логістичний підхід до моделювання часу на

виконання транспортних послуг вимагає ув'язки роботи автомобільного транспорту з режимами

роботи постачальників і споживачів вантажу, тому моделювати внутрішнє перевезення

вантажів, особливо на коротку відстань, необхідно в цілому за робочий час доби. В даному

випадку може йтися про виконання "точно вчасно" договірних зобов'язань автомобільного

транспорту перед клієнтурою (постачальники і споживачі). Виконання договірних зобов'язань

знаходить віддзеркалення у виконанні договірних (планових) об'ємів перевезень протягом доби.

Завдання зводиться до визначення часу доставки добового об'єму вантажів "точно вчасно". Час

початку перевезень вантажів Т

визначається по формулі:

= Т

ТВ

∑

(8.5)

де Т

ТВ

- час доставки добового (договірного) об'єму вантажів "точно вчасно", год;

Tе =

∑

- час на перевезення добового об'єму вантажів, год.

Середній час на виконання і-ої їздки дорівнює:

(8.6)

де Тe

- час на виконання i- ої їздки при j-й реалізації;

N - число реалізацій.

При визначенні Тe

необхідно враховувати, з одного боку, організацію роботи

постачальника і споживача, зокрема час початку і закінчення обідніх (технологічних) перерв в

роботі клієнтури, а з іншої - обмеження режиму праці і відпочинок водія.

Тому формула (8.5) для визначення тривалості часу їзди Tei має бути відкоригована і

представлена у виді

(8.7)