Решение трёхуровневой задачи оптимизации технико- технологических параметров современных терминально-складских комплексовт (ТСК). Задача первого уровня.

Введение.

Целью курсовой работы является приобретение навыков и умений в области логистических технологий доставки грузов.

Задачей курсовой работы является научиться решать задачи оптимизации технико-технологических параметров современных терминально-складских комплексов (ТСК) первого, второго и третьего уровней, оптимизировать взаимодействия звеньев логистической транспортной сети, ранжировать критерии при выборе логистического посредника потребителями транспортных услуг, определять условные рыночные границы логистической системы, определять расположение склада на заданном полигоне.

Логистика позволяет разрабатывать, направлять и контролировать материальные потоки и связывающую их информацию во времени и пространстве с наименьшими затратами при максимальной адаптивности к изменяющейся обстановке на рынке и в пути следования груза, гарантируя высокое качество и своевременную доставку в соответствии с требованиями клиентуры.

Применение логистики позволяет сократить уровень складских запасов и готовой продукции, ускорить транспортировку, улучшить использование производственных мощностей.

Ключевой функцией логистики является транспортировка груза. Повышение эффективности транспортировки грузов связано с техническим усовершенствованием подвижного состава и погрузо-разгрузочных средств, внедрением прогрессивной технологии усовершенствования организации перевозки грузов.

Решение трёхуровневой задачи оптимизации технико- технологических параметров современных терминально-складских комплексовт (ТСК). Задача первого уровня.

Контейнерный терминал характеризуется большим количеством технико-технологических параметров. В то же время он является составной частью системы более высокого уровня - логистической транспортной цепи в рамках ТСК, построение и функционирование которой предпологает прежде всего реализацию основных принципов системного подхода, что выражается в интеграции и четком взаимодействии всех звеньев.

Рассматривая контейнерный терминал как исполнительный элемент третьего уровня системы, особое внимание необходимо уделить его месту в логистической цепи доставки грузов.

Ограниченные ресурсы необходимо распределить между контейнерными терминалами таким образом, чтобы обеспечить минимальное время доставки грузов в контейнерах с наименьшими издержками.

Решение данной проблемы имеет многовариантный характер, зависящий от многих условий и ограничений. В связи с этим рассматривается многоуровневый комплекс взаимоувязанных оптимизационных задач, решение которых осуществляется в ходе многоэтапного, итерационного процесса, включающего в себя два обязательных взаимодействующих этапа: стратегическое и тактическое управление (регулирование). Необходимым условием решения задачи является обеспечение единства и взаимодействия стадий стратегического и тактического управления (как и задачи оптимизации взаимодействия звеньев ЛТЦ) является создание аккумулирующих устройств (накопителей), наличие которых уменьшает влияние случайной составляющей управляющего воздействия.

Учитывая сложность и важность данной многоуровневой задачи, для ее решения разработана принципиальная схема декомпозиции и согласования, основанная на концепции структуризации моделируемой проблемной ситуации и поддерживаемая формальными средствами теории сетей Петри и итеративного агрегирования. Концепция структуризации базируется на представлении моделируемых систем в виде совокупности параллельных процессов, взаимодействующих на основе распределения общих ресурсов.

В нашем случае состояние системы описывают множеством управляемых и неуправляемых параметров, характеризующих техническое оснащение и технологию работы ТСК и его подсистем (КТ), а также множеством критериев оптимальности, определяющих качество функционирования данного транспортного объекта. Таким образом, выявление оптимальных значений, например таких параметров, как вместимость зоны хранения, число погрузочно-разгрузочных машин (ПРМ) и подач, время работы грузового фронта и зоны хранения в течение суток, обеспечивающих наилучшее сочетание перерабатывающей способности грузового фронта, числа работников, затрат топлива или электроэнергии и др., создаст условия перехода процесса моделирования на стадию стратегического моделирования.

При заданном уровне прибыли или себестоимости (транспотрного тарифа) подсистемы должны определить минимально необходимое техническое оснащение, обеспечивающее выполнение заданного показателя. Следует отметить, что значение таких оптимизируемых параметров, как число ПРМ и время их работы в течение суток, должны обеспечивать снижение эксплуатационных расходов в период спада перевозок (режим консервации техники) и повышения надежности в период увеличения объема грузовой работы (режим резерва). Выполнение данных условий является примером наличия у ТСК и его подсистем важнейших свойств : гибкости и возможности его быстрой адаптации к изменению параметров внешней среды, т.е устойчивости функционирования.

Исходные данные для расчета приведены в таблице (1.1)

Таблица 1.1

Qсут

ncм*Тcм

kн

Тип конт.

kв

kгр

dн

txp

β

tp

kпр

Lр.з.

Вскл

tл

tn-y

2*6

1,25

HQ'

0,7

0,9

0,1

0,05

1,4

где Q_сут – суточный контейнеропоток, конт/сут;

n_cм – число смен работы ПРМ за сутки;

Т_см – продолжительность рабочей смены, ч;

k_в – коэффициент внутрисменного использования ПРМ во времени;

k_гр - коэффициент использования ПРМ по грузоподъемности;

t_хр - продолжительность хранения контейнеров на складе, сут.;

β – доля контейнеров, требующих ремонта;

t_p - средняя продолжительность ремонта;

k_пр – коэффициент, учитывающий дополнительную площадь для проходов работников и проезда транспорта, а также зазоры между контейнерами;

L_р.з. – длина ремонтной зоны и зона хранения сменного оборудования и запасных частей;

t_л - максимальные ресурсы локомотиво-часов, которые можно использовать для подачи вагонов на грузовой фронт;

t_n-y - затраты времени на подачу и уборку вагонов у грузового фронта.

Исходя из вышеизложенного, произведем расчеты:

1). Определяем техническую производительность ПРМ (погрузочно-разгрузочных машин) для козлового крана и для погрузчика «Кальмар».

Техническая производительность ПРМ зависит от количества груза, которое может переработать данная ПРМ за 1 час непрерывной работы в условиях максимальной загрузки и определяется по формуле:

Q_тех = * q_ц

где q_ц - количество одновременно перемещаемых единиц груза (контейнеров) за один цикл;

Т_ц - продолжительность рабочего цикла ПРМ, которое отсчитывается от момента застропки одного контейнера до застропки следующего, с;

3600 – продолжительность рабочего часа, с;

Определим Q_тех для козлового крана:

Q_тех = = 19,04; (1.1)

Далее определим Q_тех для погрузчика:

Q_тех = = 64,27

2). Сменная производительность ПРМ определяется по формуле:

Q_см = Q_тех * (Т_см - ∑t_пер) * k_в * k_гр (1.2)

где Q_тех - техническая производительность ПРМ, конт/ч;

Т_см – продолжительность рабочей смены, ч;

∑t_пер - время на технологические перерывы в работе; ∑t_пер = 1ч;

k_в – коэффициент внутрисменного использования ПРМ во времени; k_в = 0,7;

k_гр - коэффициент использования ПРМ по грузоподъемности; k_гр = 0,9;

Рассчитаем Q_см для козлового крана и для погрузчика:

Q_см (для козлового крана) = 19,04 * (6 – 1) * 0,9 * 0,7 = 59,85;

Q_см (для погрузчика) = 64,27 * (6 – 1) * 0,9 * 0,7 = 201,6

3). Минимально необходимое количество кранов и других машин, необходимых для переработки заданного объема контейнеров, определяется суточным объемом контейнероопераций и рассчитывается по формуле:

Z_min = (1.3)

где - суточный объем переработки контейнеров, конт-ов/сут;

n_см – число смен работы ПРМ за сутки;

Q_см – сменная производительность ПРМ, конт/смену.

Z_min(для козлового крана) = ;

Z_min(для погрузчика) = = 1,86 ~ 2

4). Потребная емкость контейнерной площадки (контейнеромест) рассчитывается в зависимости от суточных контейнеропотоков и нормированных сроков хранения контейнеров на площадке из следующих соотношений:

· емкость секций для хранения контейнеров:

Е_гр = * (1-d) * t_xp (1.4)

Е_гр = 600 * (1 – 0,1) * 4 = 2160 конт.;

· емкость секции для ремонта неисправных контейнеров:

Е_р = β * * t_p (1.5)

Е_р = 0,05 * 600 * 1 = 30 конт.;

· общая емкость контейнерной площадки:

E = E_гр + Е_р (1.6)

E = 2160 + 30 = 2190 ;

где t_xp – продолжительность хранения контейнеров на складе, сут.;

β – доля контейнеров, требующих ремонта, β = 0,05;

t_p – средняя продолжительность ремонта, t_p = 2;

· потребная площадь склада для хранения рассчитанной емкости контейнерной площадки:

F_скл = к_пр * Е * ƒ_к

F_скл = 1,4 * 2190 * (13,716*2,438) = 103000 м² (1.7)

где к_пр – коэффициент, учитывающий дополнительную площадь для проходов работников и проезда транспорта, а также зазоры между контейнерами;

ƒ_к – площадь контейнера для крупнотоннажного контейнера;

· длина склада для хранения контейнеров:

L_скл = + L_р.з. (1.8)

L_скл = + 25 = 3461м

L_фр = L_скл = 3461м

L_р.з. - длина ремонтной зоны и зона хранения сменного оборудования и запасных частей, L_р.з. = 25м

5). Максимальное число ПРМ можно рассчитать по условию обеспечения минимально необходимой длины грузового фронта l_min , обслуживаемого каждой машиной при беспрепятственной и безопасной работе соседних:

Z_max = (1.9)

где = L_скл - длина грузового фронта, м;

L_min – минимально необходимая длина грузового фронта, обслуживаемого каждой машиной при беспрепятственной и безопасной работе соседних; для козлового крана – 64м, для погрузчика «Кальмар» - 80м.

Z_max(для козлового крана) = = 54

Z_max(для погрузчика) = = 43.

6). При условии, что длина грузового фронта L_фр ограничивает длину подачи, то:

Х_min = (1.10)

Х_min = = 3 подачи

Суточные вагонопотоки с контейнерами определяются по следующей формуле:

= (1.11)

Где q_к – количество условных контейнеров, размещаемых в вагоне i;

= = 225 ваг/сут;

Максимальное количество подач определяется по формуле:

X_max = (1.12)

X_max = = 2 подачи

где - максимальные ресурсы локомотиво-часов, которые можно использовать для подачи вагонов на грузовой фронт; = 2,5 ч;

t_n-у – затраты времени на подачу и уборку вагонов у грузового фронта;

t_n-у = 0,5ч.