Разработка эффективной модели поставки лесного сырья на деревоперерабатывающие промышленные предприятия с учетом динамической составляющей

Валерия Храпунова

Разработка эффективной модели поставки лесного сырья на деревоперерабатывающие промышленные предприятия с учетом динамической составляющей

Цель работы – разработать модель транспортно-технологического процесса доставки лесного сырья от поставщиков до конечных потребителей, с учетом временного фактора, влияющего на перевозочный процесс. Метод исследования – аналитический и опытно-статистические методы обработки экспериментальных данных. Экономико-математический метод оценки оптимизации перевозочного процесса. Разработанная методика моделирования перевозочного процесса, позволяет планировать доставку лесного сырья с учетом динамичности спроса и предложения по данному виду продукции, на базе введения в транспортную матрицу временного фактора, в целях обеспечения, согласованности ритмов работы поставщиков и потребителей лесного сырья. В итоге произведенных экономических расчетов выявлено стабильное завышение совокупных затрат при применении разработанной модели по отношению к классической. Это обусловлено учетом: затрат на хранение по предприятиям поставщикам, затрат от недополучения сырья по предприятиям потребителям, а так же рассогласованием ритмов работы в системе «лесозаготовка – лесопереработка».

Лесная и деревообрабатывающая промышленность

Дипломы

Вуз: Независимое исследование (нет вуза)

ID: 5f4cc055cd3d3e0001ce8d66

UUID: d1f84a80-cd98-0138-267f-0242ac180006

Язык: Русский

Опубликовано: больше 3 лет назад

Просмотры: 55

22.6

Валерия Храпунова

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева (СибГУ им. М.Ф. Решетнева)

Комментировать 0

Рецензировать 0

Скачать - 876,2 КБ

Поделиться работой

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный университет науки и технологии имени академика М.Ф. Решетнева» Институт (факультет) Институт лесных технологий Направление 35.03.02 Технология лесозаготовительных производств Направленность (профиль) Транспортная логистика леса Кафедра Использования водных ресурсов и деревоперерабатывающих ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА Вид ВКР: бакалаврская работа РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНОЙ МОДЕЛИ ПОСТАВКИ ЛЕСНОГО СЫРЬЯ НА ДЕРЕВОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ПРЕДПРИЯТИЯ С УЧЕТОМ ДИНАМИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ наименование темы ВКР Обучающийся подпись Руководитель / инициалы и фамилия / / Еналеева-Бандура И.М. / подпись Ответственный за нормоконтроль Шувалова В. А. инициалы и фамилия / подпись Андрияс А.А. / инициалы и фамилия Допускается к защите Заведующий кафедрой / подпись Пережилин А.И. / инициалы и фамилия «____» ________________2020г. Красноярск 2020

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный университет науки и технологии имени академика М.Ф. Решетнева» Институт лесных технологий институт (факультет) Кафедра Использования водных ресурсов кафедра УТВЕРЖДАЮ Заведующий кафедрой подпись / Пережилин А.И. инициалы, фамилия «_____»______________2020г. ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ ВЫПУСКНОЙ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЫ в форме бакалаврской работы Обучающийся Шувалова Виктория Андреевна фамилия, имя, отчество Группа Направление (специальность) БДЛ 16-01 35.03.02 номер код Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств наименование Тема выпускной квалификационной работы Разработка эффективной модели поставки лесного сырья на деревоперерабатывающие промышленные предприятия с учетом динамической составляющей Утверждена приказом по университету от Руководитель ВКР - № И.М. Еналеева-Бандура, доцент, кафедра ИВР инициалы, фамилия, должность, ученое звание и место работы Срок сдачи обучающимся первого варианта ВКР – «16» апреля 2020г. Срок сдачи обучающимся окончательного варианта ВКР – «16» июня 2020г. Руководитель ВКР / подпись Задание принял к исполнению Еналеева-Бандура И.М. инициалы и фамилия / Шувалова В. А. подпись инициалы и фамилия обучающегося « 27 » февраля 2020г. 2 .

АННОТАЦИЯ к бакалаврской работе «Разработка эффективной модели поставки лесного сырья на деревоперерабатывающие промышленные предприятия с учетом динамической составляющей» Шувалова Виктория Андреевна Ключевые слова: модель, транспорт, оптимизация, динамическая составляющая, интеграция, рациональный способ доставки, лесное сырье. Цель работы – разработать модель транспортно-технологического процесса доставки лесного сырья от поставщиков до конечных потребителей, с учетом временного фактора, влияющего на перевозочный процесс. Метод исследования – аналитический и опытно-статистические методы обработки экспериментальных данных. Экономико-математический метод оценки оптимизации перевозочного процесса. Разработанная нами методика моделирования перевозочного процесса, позволяет планировать доставку лесного сырья с учетом динамичности спроса и предложения по данному виду продукции, на базе введения в транспортную матрицу временного фактора, в целях обеспечения, согласованности ритмов работы поставщиков и потребителей лесного сырья. В итоге произведенных экономических расчетов выявлено стабильное завышение совокупных затрат при применении разработанной модели по отношению к классической. Это обусловлено учетом: затрат на хранение по предприятиям поставщикам, затрат от недополучения сырья по предприятиям потребителям, а так же рассогласованием ритмов работы в системе «лесозаготовка – лесопереработка». Работа включает: 52 страниц, 22 таблицы, 2 рисунка. Используемых источников – 27. 3

СОДЕРЖАНИЕ Введение ............................................................................................................... 5 1 Анализ транспортно-технологического процесса предприятий лесной отрасли .................................................................................................................. 7 1.1 Сущность, основные понятия и логистический подход к транспортнотехнологическому процессу предприятий лесной отрасли ............................... 7 1.2 Транспортно-технологический процесс, как объект моделирования.... 10 2 Теоретические аспекты динамического моделирования транспортнотехнологического процесса доставки лесного сырья ....................................... 14 2.1 Динамическая модель оптимизации потоков в транспортно-складской системе ................................................................................................................ 14 2.1.1 Содержательная постановка задачи ................................................. 14 2.1.2 Динамическая транспортная задача с задержками .......................... 15 2.1.3 Динамическая транспортная задача с управляемыми задержками 18 2.2 Метод динамического согласования производства и транспорта ......... 19 2.3 Учет ущерба от недопоставок в динамических моделях оптимизации 22 3 Разработка эффективной модели процесса доставки лесного сырья с учетом динамической составляющей ............................................................................ 24 3.1 Математическая модель ДТЗЗ минимизации доли транспортной составляющей ..................................................................................................... 24 3.2 Алгоритм расчета оптимального плана перевозок к ДТЗЗ минимизации доли транспортной составляющей .................................................................... 26 3.3 Экономическое обоснование эффективности разработанной модели .. 29 4 Безопасность и экологичность проекта.......................................................... 44 4.1 Анализ условий труда .............................................................................. 44 4.2 Безопасность производственной деятельности ...................................... 45 4.3 Противопожарные мероприятия.............................................................. 45 4.4 Экологичность проекта ............................................................................ 46 4.4.1 Фоновое состояние объекта .............................................................. 46 4.4.2 Эколого-экономическая оценка ........................................................ 47 4.4.3 Альтернативность проектных решений ........................................... 48 Заключение ......................................................................................................... 49 Список использованных источников ................................................................ 51 4

ВВЕДЕНИЕ В настоящее время экономические условия жизнеспособности любого лесозаготовительного предприятия непосредственно зависят от его способности быстро реагировать на изменения в инфраструктуре. Постоянно растущая конкуренция, изменения на рынках поставщиков и потребителей, а также территориальная диссоциация и существенное влияние природных факторов обусловливают необходимость своевременного принятия оптимальных решений с точки зрения эффективного функционирования. В процессе моделирования объектов лесной отрасли, при планировании производства и управлении различными технологическими процессами используются различные методы определения более эффективных инженерных решений. Методы определения оптимальных решений зависят от сущности решаемой задачи, требуемой точности, изученности рассматриваемого явления, наличия времени на процесс принятия решения и множества иных факторов. В практике работы проектных организаций и производственных предприятий зачастую применяются методы исследования различных вариантов, аналитические методы, включая методы дифференциального и вариационного исчислений. В последнее время все шире стали применяться регулярные численные методы, а также методы математического программирования такие, как линейное программирование, динамическое программирование, методы теории массового обслуживания и другие. Поиск путей решения задачи начинают не с изучения самого объекта, а с подбора готовых или получения новых математических зависимостей. Целью данной дипломной работы является разработка подобной математической модели, для оптимизации самого транспортного процесса, а также оптимизации управления им. Считается, что эффективное моделирование транспортнотехнологического процесса обеспечивает тактическое и стратегическое управление материальными потоками. Целенаправленный поиск эффективных управленческих решений требует количественной меры и, следовательно, применения математического аппарата. Модели обладают важными достоинствами, но при использовании их нельзя забывать, что реальный транспорт не исчерпывается моделью и не построен из модели. У модели есть начало и ограниченный принцип поведения каждого конкретного звена. Стремление дать системную оценку вызывает необходимость создания некоторой обобщенной модели транспортного комплекса, на базе которой можно было бы находить в производстве нужную мощность и резервы транспортных предприятий. К данной модели предъявляются следующие основные требования: - реверсивность (обратимость модели); 5

- полнота и реальность (максимальное приближение к структуре и функциям исследуемых объектов-многоэлементность, дискретность, наличие обратной связи, определенная жесткость при наличии гибкости в звеньях); - универсальность (возможность проверки большого числа гипотез и схем, независимость от особенностей каждого конкретного объекта); - возможность расширения экспериментальных ситуаций накоплением усложняющих условий и параметров, поддающих контролю и количественной оценке; - возможность расчленения системы или процесса на более простые ситуации, необходимость рассмотрения которых часто возникают при решении конкретных практических задач. И, наконец, еще одно условие целенаправленности — преемственность в принципах и методах управления, что обеспечивается схемой сквозных, взаимоувязанных планово-проектных решений, работкой комплексных программ и применением программного метода планирования. Процесс заготовки древесины, с точки зрения логистики и логистического подхода, есть логистический поток, в котором материальный поток лесопродукции, вместе с потоками информации двигается от места произрастания и заготовки (лесосеки) до места его конечного потребления и в процессе этого движения происходит изменение потребительских свойств лесопродукции. Транспортная задача является частным случаем общей задачи управления материальными потоками. В канонической постановке транспортная задача состоит в нахождении двухиндексного детерминированного оптимального плана перевозок некоторого однородного груза потребителям. В связи с этим проблема разработки моделей и методов решения динамических линейных многоиндексных транспортных задач является актуальной и перспективной, и определила направление исследований дипломной работы. 6

1 АНАЛИЗ ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРЕДПРИЯТИЙ ЛЕСНОЙ ОТРАСЛИ 1.1 Сущность, основные понятия и логистический подход к транспортно-технологическому процессу предприятий лесной отрасли Транспортно-технологический процесс представляет собой сложную систему, включающую в себя следующие подсистемы: -перевалочные пункты и терминалы (нижние склады предприятия, склады сезонного хранения, перевалочные пункты, прирельсовые склады и т.д.); -пункты заготовки древесины (пункты отправления); -потребители (пункты назначения древесины); -транспортные связи между всеми пунктами отправления, перевалки, хранения и потребления. Каждая подсистема технологического процесса имеет свои характеристики. Например, лесосека характеризуется: -затраты на погрузку древесины; -внутрилесосечным видом лесовозного транспорта; -наличием переработки (по видам и объемам); -наличием и типом погрузочных средств; -объемом заготовки (в том числе с учетом времени); -сортиментным составом насаждений; -наличием складов хранения (с учетом затрат на стоимость хранения); -снижением качества сырья при хранении. Перевалочные пункты и терминалы характеризуются: - производительностью (пропускной способностью); - затраты на погрузочно-разгрузочные работы; - затраты на складирование, измерение, учет и сортировку. Следует иметь в виду, что терминалы могут быть: - самостоятельными географическими пунктами; территориально совмещенными с лесозаготовительным предприятием. Транспортные связи характеризуются: -временем транспортировки; -расстоянием между лесосеками, потребителями и перегрузочными пунктами; -видами транспортных средств; -тарифами на перевозку единицы груза. 7

Общая схема движения транспортных средств от пунктов отправления к пунктам назначения схематично представлена на рисунке. Лесосеки J Потребители К P а Н. склады, К1P1 a1 a2 P2 Пром. склад, К2 Рисунок 1.1 - Схема потоков лесопродукции Между поставщиками и потребителями могут быть и прямые транспортные связи, и связи через один или несколько пунктов перегрузки. При этом часть продукции от конкретного поставщика к конкретному потребителю может перевозиться, минуя нижний склад, промежуточные склады, терминалы, а часть продукции с использованием промежуточных складов и т.д. Перевозка лесопродукции возможна несколькими типами транспортных средств. В основе транспортно-технологического процесса лежат материальные информационные и финансовые потоки, связанные между собой. Материальные потоки образуются в ходе материальных операций с сырьем от мест заготовки, до мест потребления (заготовка, складирование, транспортировка и т.д.). Поиск возможных путей повышения эффективности и сквозное управление материальными потоками является целью логистического подхода [10 с.17-25]. Смысл логистического подхода к транспортно-технологическому процессу состоит в сквозном управлении материальными потоками. Материальные потоки образуются в следствие транспортировки, складирования и выполнения других материальных операций с лесным сырьем, полуфабрикатами и готовыми изделиями – начиная с первичного источника сырья (лесосеки, склада, терминала и т. д.) вплоть до конечного потребителя. 8

Материальные потоки могут протекать внутри лесозаготовительного предприятия или между несколькими предприятиями. Особенность логистического подхода в управлении материальными потоками состоит в интеграции в отдельные звенья цепи (технологии, экономики, планирования) в единую систему, которая адекватно способна реагировать на возмущения внешней среды. Материальным потоками называются грузы, рассматриваемые в процессе приложения к ним различных логистических операций в течение определенного интервала времени. В лесной отрасли материальными потоками являются лесные грузы с учетом операций по их хранению, перемещению, измерению, погрузке, разгрузке и транспорту к конечному потребителю. Единицей измерения материального потока является отношение единицы массы лесного груза к единице времени (например, тонна или м3/месяц или год). Материальный поток в транспортно-технологическом процессе представляет собой грузовой поток. Транспортно-технологический процесс является логистической системой и обладает всеми характерными для нее свойствами. Поэтому к транспортнотехнологическому процессу лесозаготовительного предприятия, при его оптимизации, предъявляют все те требования, что и к логистической системе. Проблемы планирования и управления и оптимизации транспортнотехнологического процесса лесозаготовительного предприятия тесно связаны с построением и всесторонним анализом логистико-математической модели этого процесса. При решении выше обозначенных проблем следует особо выделить лесопромышленную и лесотранспортную логистику, как научно-практическое хозяйствование, заключающееся в эффективном управлении материальными потоками в сферах производства и обращения лесопродукции, базирующиеся на общих законах логистики, но учитывающую специфику лесной отрасли. Логистической системой называют целостную совокупность элементов, взаимодействующих друг с другом. Между элементами логистической системы имеются существенные связи, которые с закономерной необходимостью определяют интегративные качества системы. Логистическая система имеет организацию, то есть связи элементов логистической системы упорядочены определенным образом. С точки зрения логистического процесса предприятия лесной отрасли, есть некоторая специфика, которая отличает транспортно-технологический процесс от остальных транспортных процессов. Предприятия лесной отрасли работают на расширение производства, которое связано с увеличением грузовой работы и расширением структуры лесных грузов, так же лесозаготовительные предприятия занимаются решением транспортных проблем при разработке лесных планов, регламентов, планов освоения и деклараций. Большое влияние на работу обозначенного предприятия накладывает сезонность. Основные работы по заготовке древесины проводятся в холодный период времени, а, например, лесовосстановительные работы в теплое время 9

года. Так же из-за влияния сезонности меняются виды перевозимых грузов, величины грузопотоков и их направления. Имеющий в прошлом большое значение на лесозаготовках в отдельных районах водный транспорт – производился в теплое время года, а зимой не использовался. Эта неравномерность в перевозках в течении года, связанная с сезонностью приводит к простою автопарка предприятия в отдельные месяцы. Так же возникает необходимость в создании сезонных запасов лесопродукции, для обеспечения бесперебойной работы автотранспорта и производственных отделений предприятия. Сезонность так же затрудняет механизацию погрузочноразгрузочных работ и применение специализированных транспортных средств, обеспечивающих высокое качество перевозок. 1.2 Транспортно-технологический процесс, как объект моделирования В лесопромышленной логистике транспортно-технологический процесс принято рассматривать, как многоуровневую систему, которую называют макрологической. На первом уровне существует лесосека, погрузочный пункт, верхний лесной склад, связанные между собой транспортными связями. На втором могут быть: прирельсовый склад, терминал лесозаготовительного предприятия, нижний склад, которые тоже связаны транспортными связями между собой и составляющими первого уровня системы. На третьем уровне может располагаться конечный потребитель, терминал предприятия потребителя, пункт переработки лесозаготовительного предприятия связанные между собой и с составляющими второго и первого уровня системы транспортными путями как ступенчато, так и непосредственно. Объединение нескольких самостоятельных лесопромышленных предприятий, имеющих каждый свои законченные транспортнотехнологические системы и коммерческие интересы, представляет собой макрологическую систему более высокого уровня, но в то же время может быть подсистемой системы еще более высокого уровня (регионального, межрегионального, отраслевого, холдинга, концерна). Основной особенностью транспортно-технологического процесса в целом и процесса лесозаготовки является большая территориальная разобщенность, большая номенклатура продукции, и зависимость от природных условий. Лесосырьевая база является источником сырья для множества заготовительных и перерабатывающих предприятий, однако не зависимо от наличия в регионе потребителей соответствующей породы и качества, вся древесина должна быть заготовлена. Отходы заготовки и переработки древесины так же могут являться сырьем для дальнейшей переработки. Все выше перечисленное предопределяет необходимость и целесообразность наличия определенных производственно-технологических и 10

коммерческих связей между лесопромышленными предприятиями с различной направленностью деятельности. Многовариантность материальных потоков, технологий производства, транспортных средств, коммерческой деятельности значительно усложняют всю логистико-математическую модель транспортно-технологического процесса. Из всех вариантов связей и отношений, существующих в логистической системе, следует рассматривать наиболее эффективные связи системы, которые так же эффективны для отдельных ее элементов. Законность рубок и сертификация лесопродукции должны быть обеспечены информационно на всех этапах производства. Многовариантность материальных потоков, технологий производства, транспортных средств, коммерческой деятельности значительно усложняют решение общей задачи. При оптимизации транспортно-технологического процесса по выбранным критериям, планирование оптимальных производственно-транспортнокоммерческих отношений осуществляется комплексно на каждом из уровней и между ними. Анализируя все возможные отношения элементов системы, построим логистико-математические модели, адекватные этим технологическим отношениям и производственным связям, которые обеспечивают оптимизацию процессов функционирования макрологической системы транспортнотехнологического процесса лесозаготовительного предприятия, которые могут функционировать как самостоятельные системы или входить в качестве подсистем в более крупные системы. Целью функционирования системы является минимизация суммарных затрат на транспортировку лесопродукции лесозаготовительным предприятием, и соответственно, получению максимальной прибыли, обе цели взаимосвязаны и вытекают одна из другой. Опишем основные математические модели подсистем, входящих в единую макрологическую систему функционирования лесозаготовительного предприятия. Система функционирования лесозаготовительного предприятия включает в себя: - заготовку древесины и ее транспорт на нижние склады предприятия с последующей доставкой потребителям; - заготовку древесины и ее транспорт на промежуточные (сезонные) склады с последующей доставкой потребителям; - заготовку древесины на лесосеках и ее транспорт непосредственно потребителям; - заготовку древесины и ее транспорт на промежуточные склады, затем на нижние склады с последующей доставкой потребителям. Помимо перечисленного, для внутрихозяйственного управления лесными грузопотоками существуют дополнительные подсистемы: 11

1. Заготовка и транспортировка древесины с лесосек на промежуточные склады лесозаготовительного предприятия. 2. Заготовка и транспортировка древесины с лесосек на нижние склады лесозаготовительного предприятия. 3. Транспортировка древесины с промежуточных складов на нижние склады предприятия. 4. Транспортировка древесины с нижних складов предприятия потребителям. 5. Транспортировка древесины с промежуточных складов предприятия потребителям. Таким образом, модель эффективной транспортно-логистической сети должна учитывать совокупные затраты всех элементов выше обозначенной системы [10 с.49-53]. Для повышения эффективности работы в целом транспортной системы требуется гибкое регулирование режимов работы не только на транспорте, но и во всей системе «поставщик - транспорт - потребитель», путем согласовании ритмов работы производств. Необходима хорошо продуманная система организации перевозочного процесса, которая и установит порядок их зарождения и формирования в переменных условиях. При этом факторами, влияющими на выбор экономически обоснованной системы перевозок, являются: - цена груза; - характеристика существующей дорожной сети; - мощность, и структура грузопотока, его характеристика во времени (регулярность, длительность); - расстояние перевозок, т.е. место пребывания грузоотправителя и грузополучателя; - физико-химические свойства груза, влияющие на условия перевозок; - партийность груза; режим работы грузоотправителя и грузополучателя; -номенклатура и характеристика подвижного состава различных видов транспорта; - способы выполнения погрузочно-разгрузочных операций. Каждый из этих показателей в отдельных случаях может являться одним из основных критериев. Выбор экономически целесообразной схемы перевозок производится по минимуму суммарных приведенных затрат, т.е. в данном случае речь идет о задаче, которую можно решить с помощью логистических методов. Анализ близких моделей оптимизации транспортных потоков показывает, что они не учитывают особенностей взаимодействия производителей и потребителей, и значение транспорта и управления им в процессе товародвижения в условиях высокой динамики [3-17, 20-27]. Процессы, происходящие в реальных условиях, как правило, характеризуются непостоянством и неравномерностью, т. е. стохастические, но 12

мы можем подходить к решению этих, задач с помощью детерминированных моделей и методов, где значения параметров являются строго фиксированными. [11с.15]. В результате решения получаются строго определенные и постоянные оптимальные значения искомых величин, но, если внешние условия изменились или приняли другое значение, можно рассчитать новый вариант плана. Несмотря на многочисленность, высокую научную и практическую значимость работ по названной проблеме, на сегодняшний день имеется ряд возможностей по совершенствованию организации, планирования и управления транспортными и грузовыми потоками. В частности, отсутствует методика оптимизации транспортных потоков в системе «поставщик - транспорт - потребитель» в динамично изменяющихся условиях внешней среды, учитывающая, не только транспортные и, складские затраты, но и динамичность и размер рынка, прибыль и затраты участников цепи поставок, как единой системы. По первому разделу можно сделать следующие выводы: - на базе вышеизложенного, выявлено, что транспортно-технологический процесс является логистической системой, при его моделировании необходимо применение системного подхода, который предполагает: согласование ритмов работы отправителей и получателей; учет маркетинговых исследований; учет временных и стоимостных характеристик элементов товародвижения; сокращение запасов готовой; - в ходе настоящего исследования определяется основная цель дипломного проектирования - это разработка эффективной модели транспортнотехнологического процесса с учетом динамической составляющей, которая призвана сократить транспортные и производственные затраты в заданных условиях работы, в которой должны быть учтены: динамичность и размер рынка, прибыль и затраты участников цепи поставок, как единой системы, где транспорт является важным связующим звеном. Приведем теоретические аспекты наиболее известных в науке способах моделирования транспортно-технологического процесса, с целью их практического применения в настоящем исследовании. 13

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ДИНАМИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ДОСТАВКИ ЛЕСНОГО СЫРЬЯ 2.1 Динамическая модель оптимизации потоков в транспортноскладской системе 2.1.1 Содержательная постановка задачи В качестве оптимизирующей модели выбирается динамическая потоковая модель под названием «Динамическая транспортная задача с задержками» (ДТЗЗ) [6]. В ДТЗЗ надо учитывать: - ритмы работы поставщиков и потребителей; - стоимость доставки по направлениям; - сроки доставки; - ограничения по пропускной способности линий; - ограничения по перерабатывающей способности фронтов; - ограничения по вместимости парков путей и складов; - стоимости ущерба от недопоставки груза тому или иному получателю. ДТЗЗ ставится следующим образом: рассчитать наилучшую динамическую схему потоков, чтобы обеспечить рациональные транспортные связи между поставщиками и потребителями в динамике. Если в ДТЗЗ учитывается динамика производства и потребления, динамика запасов и наличие грузов в пути, то МДС дополнительно позволяет осуществлять корректировку программ поставщиков с целью нахождения оптимального распределения потоков между поставщиками и потребителями. Под корректировкой в данном случае понимается перенос изменения ритма работы производства на более ранний момент времени. Эти модели позволяют получить оптимальную в динамике структуру потоков с учетом: - минимума затрат на передвижение потоков и простои вагонов; - минимизации ущерба от недопоставки; - особенности структурных связей; - изменяющихся ритмов производства и потребления. Рассматриваемый далее метод динамического согласования позволяет согласовать ритмы поставщиков и потребителей таким образом, чтобы это соответствовало возможностям транспорта. Ставится задача гармонической увязки в динамике в едином технологическом процессе отправителей, получателей и транспорта. В общем случае динамической корректировке могут подвергаться программы работы и поставщиков, и потребителей и транспорта с учетом экономической целесообразности. 14

2.1.2 Динамическая транспортная задача с задержками Динамическая транспортная задача с задержками (ДТЗЗ) содержательно формулируется следующим образом. Имеется ряд поставщиков различного груза и ряд его потребителей, которые связаны между собой транспортной сетью. Известно время хода маршрутов (или допустимые пределы колебаний) и стоимость доставки. На период планирования известны ритмы работы поставщиков и потребителей. Ритмы могут быть переменными. На начало периода известно число вагонов для потребителей, а также расположение на сети груженых маршрутов и пункты их назначения. Необходимо так организовать подвод грузов при известном режиме погрузки, чтобы обеспечить потребности потребителей, стремясь при этом сократить затраты на хранение и затраты на перевозку. Если задача не имеет решения, то нужно определить, продвижение каких грузов следует ускорить и на какое время (естественно, в пределах допустимого). Если и в этом случае возникают срывы у потребителей, то требуется минимальным образом сдвинуть моменты отгрузки, с тем, чтобы согласовать ритмы работы поставщиков и потребителей между собой и с возможностями транспорта. В современных условиях все эти задачи являются динамическими и для их решения нужны динамические модели. Ниже описывается ДТЗЗ, которая является дальнейшим развитием метода линейного программирования. Различные варианты ДТЗЗ позволяют решать сформулированные проблемы.Мы будем рассматривать ДТЗЗ в сетевой постановке, расширяющей круг рассматриваемых проблем в силу ввода промежуточных (транзитных) пунктов и задания вполне определенной схемы путей с конкретными пропускными способностями. ДТЗЗ в сетевой постановке дает возможность оптимизировать динамические потоки на заданном графе, а также исследовать схему путевого развития. Учет динамики существенно сближает модель и реальность. Необходимо рассчитать структуру потоков в динамике, чтобы: - обеспечить минимум затрат на перемещение; - максимально обеспечить все пункты потребления; - учитывать величину ущерба при недопоставках; - вместимость путей и складов, время хода, стоимость и время перемещения грузов по направлениям); - учитывать особенности струй грузопотоков; - учитывать параметры транспортной сети (пропускную способность линий). Особенно актуальной становится задача гармонической увязки в динамике в едином технологическом процессе отправителей, получателей и транспорта, что требует расчета согласования с ритмами погрузки необходимых ритмов выгрузки с учетом времени хода, параметров структуры и технологии работы. 15

Теперь перейдем к математической постановке ДТЗЗ. Пусть транспортная сеть состоит из 𝑃 = {𝑝1 , 𝑝2 , … , 𝑝𝑁 } пунктов, соединенных направленными путями(𝑝𝑖 , 𝑝𝑗 ), 𝑖 ≠ 𝑗, 𝑝𝑖 , 𝑝𝑗 ∈ 𝑃. Пусть [0, T] - интервал оптимизации функционирования транспортной системы. Для каждого момента времени 𝑡(𝑡 = ̅̅̅̅̅ 0, 𝑇) на множестве Р пунктов сети определена функция производства и потребления 𝑞𝑖 (𝑡), (t) (или 𝑞𝑖𝑘 ) для k–го вида порожних вагонов). Если 𝑞𝑖 (𝑡)>0, то пункт производства 𝑝𝑖 - называется источником (пунктом производства), если 𝑞𝑖 (𝑡) <0 то пункт потребления 𝑝𝑖 называется стоком (пунктом потребления) и если 𝑞𝑖 (𝑡) = 0, то пункт 𝑝𝑖 называется перевалочным. Каждый путь (𝑝𝑖 , 𝑝𝑗 ) характеризуется пропускной способностью𝑣𝑖𝑗 (𝑡) ≥0 и транспортным запаздыванием 𝑡𝑖𝑗 ∈[O,T]. При i = j𝑣𝑖𝑗 (𝑡) означает величину емкости склада пункта 𝑝𝑖 . ̅̅̅̅̅ Обозначим через 𝑢𝑖𝑗 (𝑡), t=𝑂, 𝑇 объем поставок на пути (𝑝𝑖 , 𝑝𝑗 ), выходящий в момент t из пункта𝑝𝑖 и приходящий в момент t + 𝑡𝑖𝑗 в пункт 𝑝𝑖 . Если путь (𝑝𝑖 , 𝑝𝑗 ) отсутствует или t + 𝑡𝑖𝑗 > T то полагаем 𝑢𝑖𝑗 (𝑡) = 0. Ясно, что все 𝑢𝑖𝑗 (𝑇)=0, 𝑖 ≠ 𝑗. Поставка 𝑢𝑖𝑗 (𝑡) означает запас пункта 𝑝𝑖 в момент времени 𝑡 . Поэтому 𝑡𝑖𝑖 =1. Пусть 𝑐𝑖𝑗 (𝑡) - расходы на перевозку единицы объема поставок из 𝑝𝑖 в 𝑝𝑗 . Тогда 𝑐𝑖𝑖 (𝑡) - расходы на хранение единицы запаса. Для каждого пункта потребления 𝑝𝑗 период, в течение которого отсутствуют поставки, равен [0, 𝑡𝑗 -1], где 𝑡𝑗 = min( 𝑡𝑖𝑗 ), 𝑖 ≠ 𝑗 . Будем предполагать, что в момент времени t = 0 существует запас 𝑢𝑗𝑗 (0), который обеспечит потребление в период, когда невозможны поставки, т.е. справедливо: 𝑡 −1 𝑗 𝑢𝑗𝑗 (0) + ∑𝑡=0 𝑞𝑗 (𝑡) ≥ 0 (2.1) Задача оптимизации функционирования транспортной системы ставится как задача минимизации суммарных транспортных расходов и расходов на хранение: 𝐽 = ∑𝑇𝑡=0 ∑𝑝𝑖 ,𝑝𝑗 ∈𝑃 𝑐𝑖𝑗 (𝑡) ∗ 𝑢𝑖𝑗 (𝑡) (2.2) при ограничениях: 𝑢𝑖𝑗 (𝑡 + 1) = 𝑢𝑖𝑗 (𝑡) + 𝑞𝑖 (𝑡) + ∑𝑝𝑗 ∈𝑃( 𝑢𝑖𝑗 (𝑡 − 𝑡𝑖𝑗 ) − 𝑢𝑖𝑗 (𝑡)), (2.3) 𝑖≠𝑗 ̅̅̅̅̅ 0 ≤ 𝑢𝑖𝑗 (𝑡) ≤ 𝑣𝑖𝑗 (𝑡); 𝑝𝑖 , 𝑝𝑗 ∈ 𝑃, 𝑡 = 𝑂, 𝑇, 16 (2.4)

0 ≤ 𝑡 + 𝑡𝑖𝑗 ≤ 𝑇, 0 ≤ 𝑡 − 𝑡𝑖𝑗 ≤ 𝑇 , (2.5) 𝑢𝑖𝑖 (0) = 𝑢𝑖𝑖0 , 𝑢𝑖𝑖 (𝑇) = 0, 𝑝𝑖 ∈ 𝑃. (2.6) Задачу (2.2-2.6) назовем ДТЗЗ в сетевой постановке [6,7]. Очевиден содержательный смысл ограничений. Так, уравнение (2.3) является балансным соотношением, получаемым следующим образом: а) для отправителя: 𝑢𝑖𝑗 (𝑡 + 1) = 𝑢𝑖𝑗 (𝑡) + 𝑞𝑗 (𝑡) + ∑𝑝𝑗 ∈𝑃(𝑡 − 𝑡𝑖𝑗 ) (2.7) б) для получателя: 𝑢𝑖𝑗 (𝑡 + 1) = 𝑢𝑖𝑗 (𝑡) − 𝑞𝑗 (𝑡) + ∑𝑝𝑗 ∈𝑃(𝑡 − 𝑡𝑖𝑗 ) (2.8) в) для перевалочного пункта: 𝑢𝑖𝑗 (𝑡 + 1) = 𝑢𝑖𝑗 (𝑡) + ∑𝑝𝑗 ∈𝑃(𝑡 − 𝑡𝑖𝑗 ) + ∑𝑝𝑗 ∈𝑃(𝑡) (2.9) Для этого пункта 𝑞𝑖 (𝑡) = 0. Для любого пункта получаем уравнение (2.8). Неравенство (2.4) означает не отрицательность поставок, ограниченных пропускными способностями коммуникаций. Время прибытия и время отправления поставок должны принадлежать интервалу оптимизации [0,T] (неравенство (2.5)), а условия (2.6) являются начальными и конечными условиями на запасы. Учитывая ограничения (2.6) и суммируя по 𝑡 уравнение (2.3), получим для каждого пункта 𝑝𝑖 , соотношение: 𝑢𝑖𝑖 (0) + ∑𝑇𝑡=0 𝑞𝑖 (𝑡) + ∑𝑝𝑗 ∈𝑃( 𝑢𝑗𝑖 ((𝑡 − 𝑡𝑗𝑖 ) − 𝑢𝑖𝑗 (𝑡)) = 0 (2.10) 𝑖≠𝑗 Суммированием по i соотношения (2.6) получаем уравнение: 𝑁 𝑇 ∑𝑁 𝑖=1 𝑢𝑗𝑖 (𝑡) + ∑𝑖=1 ∑𝑡=0 𝑞𝑖 (𝑡) = 0 , (2.11) доставляющее необходимое условие разрешимости в сетевой постановке. Задача решается сведением к статической методом размножения во времени. 17

2.1.3 Динамическая задержками транспортная задача с управляемыми Принципиальным отличием этой модификации ДТЗЗ является то, что по одной и той же линии для одних и тех же поездов допускается различное время хода. Предполагается, что груз можно доставить по-разному, при этом либо время в пути нормативное, либо груз идет как срочный и тогда время уменьшается, либо при большой загрузке направления продолжительность хода может увеличиться (допустимы и другие варианты). Это позволяет более полно описать явления, наблюдаемые в действительности. Таким образом, в графе «время хода» задается множество чисел. При этом каждому варианту соответствует своя стоимость. В модели как бы имитируется управляющая деятельность диспетчерского персонала, связанная с пропуском грузопотоков. Снова пусть транспортная сеть состоит из 𝑃 = {𝑝1 , 𝑝2 , … , 𝑝𝑁 } пунктов, соединенных направленными путями (𝑝𝑖 , 𝑝𝑗 ), 𝑖 ≠ 𝑗, 𝑝𝑖 , 𝑝𝑗 ∈ 𝑃. Как и раньше, [0,T] - интервал оптимизации функционирования транспортной системы. Для каждого момента времени 𝑡 (𝑡 = ̅̅̅̅̅ 0, 𝑇 на множестве Р пунктов сети задана функция 𝑞𝑖 (𝑡) производства и потребления, причем 𝑞𝑖 (𝑡) >0 соответствует пункту производства, 𝑞𝑖 (𝑡) <0 - пункту потребления, 𝑞𝑖 (𝑡) = 0 – перевалочному пункту. Каждому пути (𝑝𝑖 , 𝑝𝑗 ), 𝑖 ≠ 𝑗 приписаны пропускная способность 𝑣𝑖𝑗 (𝑡) и 𝐿𝑖𝑗 1 2 1 множество {𝑡𝑖𝑗 , 𝑡𝑖𝑗 , … , 𝑡𝑖𝑗 } транспортных задержек, 𝑡𝑖𝑗 ∈ 𝑍0 = {0,1,2 … } , 𝑙 = 𝑙 ̅̅̅̅̅̅̅ 1, 𝐿𝑖𝑗 . Пусть 𝑢𝑖𝑗 (𝑡)- объем поставок, выходящий из 𝑝𝑖 , по пути (𝑝𝑖 , 𝑝𝑗 ) в момент 𝑙 𝑙 𝑡 с задержкой 𝑡𝑖𝑗 и прибывающий в 𝑝𝑗 в момент 𝑡 + 𝑡𝑖𝑗 '. Если путь (𝑝𝑖 , 𝑝𝑗 ), 𝑖 ≠ 𝑗 отсутствует или время прибытия не входит в интервал оптимизации [0,Т], т.е. 𝑙 𝑙 ̅̅̅̅̅ если 𝑡 + 𝑡𝑖𝑗 >T, 𝑡=0, 𝑇 , то переменные 𝑢𝑖𝑗 (𝑡)не рассматриваются. Кроме того, поставки должны начинаться в интервале [0,Т]и потому отсутствуют поставки 𝑙 𝑙 𝑙 𝑙 ( ) 𝑢𝑖𝑗 (𝑡 − 𝑡𝑖𝑗 ) при условии 𝑡 − 𝑡𝑖𝑗 < 0. Далее, пусть теперь 𝑐𝑖𝑗 𝑡 , 𝑖 ≠ 𝑗- расходы на перевозку единицы объема поставок из 𝑝𝑖 в 𝑝𝑗 отправляющейся в момент 𝑡 и следующий с задержкой 𝑡𝑖𝑗 . Для пункта 𝑝𝑖 поставка 𝑢𝑖𝑖 (𝑡) означает запас в момент времени 𝑡 , образовавшийся в нем в момент 𝑡-1 и хранящийся там до момента 𝑡. Поэтому фиктивному пути (𝑝𝑖 , 𝑝𝑗 ) принимаем транспортное запаздывание 𝑡𝑖𝑖 =1, пропускную способность 𝑣𝑖𝑖 (𝑡), равную величине емкости склада в 𝑝𝑖 с момента 𝑡 -1 до момента 𝑡 , и расходы 𝑐𝑖𝑖 (𝑡) на хранение с момента 𝑡 -1 до момента 𝑡. Наличие транспортных запаздываний в сети приводит к тому, что каждый пункт 𝑙 ̅̅̅̅̅̅ потребления 𝑝𝑗 имеет период [0, 𝑡𝑗 − 1], 𝑡𝑗 = 𝑚𝑖𝑛𝑡𝑖𝑗 , 𝑖 ≠ 𝑗, 𝑙 = 1, 𝐿𝑖𝑗 , в течение которого отсутствуют поставки. Предположим, что каждый пункт потребления обеспечивает себя в этом периоде за счет собственного запаса в нужный момент времени [8,9]. 18

𝑙 Кроме того, будем предполагать, что величина 𝑢𝑖𝑗 (𝑡) в процессе движения 𝑙 𝑙 от 𝑝𝑖 до 𝑝𝑗 с задержкой 𝑡𝑖𝑗 изменяется и приходит в момент 𝑡 + 𝑡𝑖𝑗 в 𝑝𝑗 , 𝑙 равная 𝜆𝑙𝑖𝑗 (𝑡) ∙ 𝑢𝑖𝑗 (𝑡) , где 𝜆𝑙𝑖𝑗 (𝑡) - некоторый коэффициент, меняющийся в пределах 0< 𝜆𝑙𝑖𝑗 (𝑡) < 1. Значит предлагаемый вариант распределительной динамической транспортной задачи с управляемыми задержками в сетевой постановке является, как отмечалось выше, дальнейшим обобщением динамической транспортной задачи, а в содержательном смысле позволяет решать новый класс задач транспортного типа. Отметим, что соответствующим выбором 𝑙 ( ) стоимостных коэффициентов 𝑐𝑖𝑗 𝑡 в функциональном качестве (увеличивая их или уменьшая) работу транспорта можно переводить в различные режимы, например, ускорить или замедлить поставки в целом в системе или по отдельным направлениям. В этом случае стоимостные коэффициенты выступают в роли управления. В тех случаях, когда динамическая транспортная задача с постоянными задержками 𝑡𝑖𝑗 не имеет решения, задача с управляемыми задержками 𝑙 𝑡𝑖𝑗 позволяет определить «узкие места», вызывающие срывы поставок. «Узкими местами» будут направления, по которым происходит наибольшее уменьшение задержки. Тем самым определяются первоочередные вопросы совершенствования взаимодействия транспорта, поставщиков и потребителей. 2.2 Метод динамического согласования производства и транспорта Анализ практики и исследование предыдущих моделей позволяет обнаружить такое распространенное явление, как несогласованность в динамике программ поставщиков и потребителей. Транспорт, используя все возможности перераспределения потоков, ускорения и замедления перевозок, все же не может увязать несогласованные ритмы производственных агрегатов. В этом случае ДТЗЗ не имеет решения. Возникает принципиально новая задача - согласовать ритмы поставщиков и потребителей таким образом, чтобы это соответствовало возможностям транспорта (транспорт выступает уже в качестве своеобразного ограничения). Для решения этой задачи на базе ДТЗЗ сформулирован метод динамического согласования производства и транспорта (МДС). Введем корректирующие переменные 𝜔𝑖 (𝑡) в пунктах производства 𝑝𝑖 , означающие уменьшение объема производства 𝑞𝑖 (𝑡) и соответственно увеличение 𝑞𝑖 (𝑡 − 1) на величину 𝜔𝑖 (𝑡) с производственными расходами 𝑐𝑖 (𝑡). В качестве критерия оптимальности примем экономический критерий минимума транспортных расходов, расходов на хранение и затрат на перестройку производственных программ поставщиков: 𝐽1 + 𝐽2 + 𝐽3 → min , 19 (2.12)

где: 𝐽1 = ∑𝑇𝑡=0 ∑𝑝𝑖 , 𝑝𝑗 ∈𝑃 𝑐𝑖𝑗 (𝑡)𝑢𝑖𝑗 (𝑡) − транспортные расходы; 𝐽2 = ∑𝑇𝑡=0 ∑𝑝𝑖 ,𝑝𝑗 ∈𝑃 𝑐𝑖𝑗 (𝑡)𝑢𝑖𝑗 (𝑡) − затраты на хранение запасов; (2.13) (2.14) 𝑇 𝐽3 = ∑ ∑ 𝑐𝑖𝑗 (𝑡)𝜔𝑖 (𝑡) 𝑡=0 𝑝𝑖 ,𝑝𝑗 ∈𝑃 −затраты на корректировку программ производства; (2.15) при ограничениях, задаваемых: а) уравнениями динамики изменения запасов у поставщика и динамики размещения производства: 𝑢𝑖𝑖 (𝑡 + 1) = 𝑢𝑖𝑖 (𝑡) − 𝑞𝑖 (𝑡) − ∑𝑝𝑖 ∈𝑃 𝑢𝑖𝑗 (𝑡) + 𝜔𝑖 (𝑡 + 1) − 𝜔𝑖 (𝑡); (2.16) б) уравнениями динамики изменения запасов у потребителей: 𝑢𝑗𝑗 (𝑡 + 1) = 𝑢𝑗𝑗 (𝑡) + ∑𝑝𝑖∈𝑃 𝑢𝑖𝑗 (𝑡 − 𝑡𝑖𝑗 ) + 𝑞𝑗 (𝑡); (2.17) в) начальными и конечными условиями: 𝑢𝑖𝑖 (0) = 𝑢𝑖𝑖0 , 𝑢𝑗𝑗 (𝑇) = 0, 𝜔𝑖 (𝑇) = 0; (2.18) г) условиями не отрицательности переменных запасов, поставок и корректирующих переменных: 𝑢𝑖𝑗 (𝑡) ≥ 0, 𝑖 ≠ 𝑗, 𝑖 = 𝑗; 𝜔𝑖 (𝑡) ≥ 0. (2.19) Отметим, что МДС позволяет менять структуру сети внутри периода [0,T], стоимостные параметры и параметры сети также могут изменяться. Можно согласовывать подвод разных грузов, и меняя стоимости 𝑐𝑖 (𝑡)при𝜔𝑖 (𝑡), можно регулировать степень несовпадения ритмов отправления у разных отправителей. Данная задача относится к задаче оперативного планирования. В предлагаемом методе с корректировкой программ необходимые и достаточные условия разрешимости совпадают и поэтому сбалансированность по объемам, как это принято, выступает в качестве перспективного, планового показателя, а совокупность корректирующих переменных в оптимальном решении – программа перестройки производства - выступает в качестве оперативного показателя уже в рамках транспортной системы. Укажем, что предлагаемая модель может быть принята за одну из возможных основ согласования различных уровней планирования - перспективного и оперативного. 20

Метод решения основан на сведении динамической транспортной задачи с задержками к статической транспортной задаче в сетевой постановке при помощи разложения динамического потока в статический и укрупнено состоит из трех частей: - разложение динамического потока в статический; - решение статической транспортной задачи; - преобразование решения статической транспортной задачи в решение задачи МДС. Третья часть поиска решения содержательно представляет собой преобразование, обратное совершаемому в первой части, но уже с известными значениями потоков [10]. Будем считать, что задана только структура потребления. Применительно к рассматриваемому случаю это означает, что задана программа потребления и требуется найти максимально согласованную с ней в смысле экономического критерия оптимальную структуру производственной программы поставщиков. Фиктивный пункт производства p имеет объем: 𝑞 = ∑𝑛𝑗=1 ∑𝑇−1 𝑡=0 𝑞𝑗 (𝑡), (2.20) где 𝑛 - число пунктов потребления. Требуется восстановить объемы производства из пункта 𝑝𝑖 в пункт потребления 𝑝𝑗 𝑞𝑖 (𝑇0 − 𝑇𝑖 + 𝜏𝑖 ), 𝑇𝑖 = 𝑚𝑎𝑥(𝑡𝑖1 , … , 𝑡𝑖𝑛 ), 𝜏𝑖 = 0,1, … , 𝑇𝑖 − 𝑡𝑖 + 𝑇 − 1, 𝑡𝑖 = 𝑚𝑖𝑛(𝑡𝑖1, … , 𝑡𝑖𝑛 ) при условиях: 𝑢𝑖𝑖 (𝑇0 − 𝑇𝑖 + 𝜏𝑖 + 1) = 𝑢𝑖𝑖 (𝑇0 − 𝑇𝑖 + 𝜏𝑖 ) − ∑𝑛𝑗=1 𝑢𝑖𝑗 (𝑇0 − 𝑇𝑖 + 𝜏𝑖 + 𝑡𝑖𝑗 ) 𝑢𝑗𝑗 (𝑡 + 1) = 𝑢𝑗𝑗 (𝑡) − 𝑞𝑗 (𝑡) + ∑𝑚 𝑖=1 𝑢𝑖𝑗 (𝑡) (2.21) (2.22) где т - число пунктов производства, 𝑡 = ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ 0, 𝑇 − 1, 𝑇 −𝑡 +𝑇−1 𝑚 𝑖 𝑖 𝑞 = ∑𝑛𝑗=1 ∑𝑇−1 𝑡=0 𝑞𝑗 (𝑡) = ∑𝑖=1 ∑𝜏0 =0 𝑞𝑖 (−𝑇𝑖 + 𝜏𝑖 ), (2.23) при этом 𝐽1 + 𝐽2 + 𝐽3 →min, 𝑇 −𝑡 +𝑇−1 𝑖 𝑖 где 𝐽4 = ∑𝑚 𝑖=1 ∑𝑡𝑖 =0 𝐹𝑖 (𝑇0 − 𝑇𝑖 + 𝜏𝑖 ) ∗ 𝑞𝑖 (𝑇0 − 𝑇𝑖 + 𝜏𝑖 ) и 𝐹𝑖 (𝑇0 − 𝑇𝑖 + 𝜏𝑖 ) -производственные затраты на выпуск единицы объема продукции в пункте 𝑝𝑖 . в момент 𝑇0 − 𝑇𝑖 + 𝜏𝑖 21

2.3 Учет оптимизации ущерба от недопоставок в динамических моделях В качестве модели сформулируем динамическую транспортную задачу с учетом ущербов у потребителя (ДТЗЗ-П). В этом случае функционал имеет вид: где: 𝐽 = 𝐽1 + 𝐽2 + 𝐽3 + 𝐽4 𝐽1 = ∑𝑇𝑡=0 ∑𝑝𝑖 , 𝑝𝑗 ∈𝑃 𝑐𝑖𝑗 (𝑡)𝑢𝑖𝑗 (𝑡) − транспортные расходы; (2.24) (2.25) 𝐽2 = ∑𝑇𝑡=0 ∑𝑝𝑖 ,𝑝𝑗 ∈𝑃 𝑐𝑖𝑗 (𝑡)𝑢𝑖𝑗 (𝑡) − затраты на хранение у отправителей; (2.26) 𝐽3 = ∑𝑇𝑡=0 ∑𝑝𝑖 ,𝑝𝑗 ∈𝑃 𝑐𝑖𝑗 (𝑡)𝑢𝑖𝑗 (𝑡) − затратынахранениеупотребителей; (2.27) 𝐽4 = ∑𝑇𝑡=0 ∑𝑝𝑖 , 𝑝𝑗 ∈𝑃 𝑐𝑗 (𝑡)𝜔𝑗 (𝑡) − ущербы от недопоставок; (2.28) 𝜔𝑗 (𝑡) - переменная, показывающая величину недопоставки у j-го потребителя в момент t. Полная недопоставка получается суммированием по t. Позднее прибытие приводит к задержке потребления - момент «потребления по плану» смещается к моменту «фактического потребления». Однако в ДТЗЗ-П отражается это иначе. Задается переменная 𝜔𝑗 (𝑡) , которая направлена в обратном по отношению к времени t направлению. Она связывает моменты позднего прибытия поставки и потребления по плану. Поток 𝜔𝑗 (𝑡) показывает величину недопоставки. Просуммировав по времени и умножив на удельный ущерб от недопоставки 𝑐𝑗 (𝑡), получим полный ущерб у j-го потребителя. На основании анализа приведенного теоретического материала можно сделать следующие выводы: - эффективное управление транспортными потоками в регионе распределения может быть обеспечено только с использованием моделей оптимизации. На основании анализа требований к оптимизации предлагается использовать класс динамических потоковых моделей под общим названием Динамическая транспортная задача с задержками (ДТЗЗ); - ДТЗЗ дает возможность получить оптимальный динамический процесс, что резко улучшает эффективность управления; - метод динамического согласования позволит рассчитать предельную рассогласованность ритмов производства и потребления, которую может выдержать транспортно-складская система с использованием всех адаптивных 22

свойств. В противном случае рассчитывается минимальная корректировка ритмов отправления; - ДТЗЗ с учетом ущерба от недопоставок позволит рассчитать рациональную динамику транспортных связей между складами с учетом стоимостей этих ущербов. В целях дипломного исследования применим описанные выше методы динамического моделирования для создания адекватной модели транспортнотехнологического процесса доставки лесного сырья от производителей до конечных потребителей с учетом неравномерности производства и потребления в моменты времени. 23

3 РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ДОСТАВКИ ЛЕСНОГО СЫРЬЯ С УЧЕТОМ ДИНАМИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ 3.1 Математическая модель ДТЗЗ минимизации доли транспортной составляющей Выбор оптимальной структуры транспортных потоков ставиться, как задача минимизации функционала F: 𝐹 = 𝐹1 + 𝐹2 + 𝐹3 → 𝑚𝑖𝑛 (3.1) Совокупные затраты стремящиеся к минимуму складываются из: 𝐹1- затрат на приобретение лесного сырья (цена реализации поставщика) и транспортных расходов на доставку оправленного потребителю лесного сырья в момент времени 𝑡 = 1,…,Т; 𝐹2 - затрат на хранение реализованного потребителю не в нормативное время объема лесного сырья плюс омертвление актива поставщика (недополученние прибыли за время не реализации); 𝐹3 - затрат от недопоставки лесного сырья у потребителя, в случае если поставка произведена позже нормативного времени. 𝑛 ТР 𝐹1 = ∑𝑇𝑡=1 ∑𝑚 𝑖=1 ∑𝑗=1[Ц𝑖 (𝑡) + 𝐶𝑖𝑗 (𝑡)] ∙ 𝑋𝑖𝑗 (𝑡), (3.2) где: Ц𝑖 - цена реализации за 1м3 лесопродукции у поставщика, руб.; 𝐶i𝑗ТР - транспортные расходы на единицу продукции, руб.; t - момент времени, 𝑡 ∈ {1, … , Т}; i – пункт производства,𝑖 ∈ {1, … , 𝑚}; j– пункт потребления (дилер, оптовый посредник, 𝑗 ∈ {1, … , 𝑛}; Xij – объем поставки i-тым поставщиком j-тому потребителю, м3. 𝑛 ∗ 𝐹2 = ∑𝑇𝑡=1 ∑𝑚 𝑖=1 ∑𝑗=1 [𝐶𝑖 (𝑡) + П𝑖 ∙ ∆𝑡(𝑡)] ∙ 𝑈𝑖 (𝑡), руб.; (3.3) где: 𝐶𝑖∗ - затраты на хранение единицы продукции у i-того поставщика, П 𝑖 – омертвление актива i-того поставщика на единицу продукции в момент времени𝑡, руб.; ∆𝑡 - время хранения, дней; 𝑈𝑖 - объем запаса поставщика в момент времени𝑡, м3; 𝑛 ∗∗ ∗ ∗ 𝐹3 = ∑𝑇𝑡=1 ∑𝑚 𝑖=1 ∑𝑗=1 𝐶𝑗 (𝑡) ∙ 𝑋𝑖𝑗 (𝑡) ∙ ∆𝑡 (𝑡), 24 (3.4)

где: 𝐶𝑗∗∗ - ущерб от недопоставки на единицу продукции, руб.; 𝑋𝑖𝑗∗ - опаздывающий объемв момент времени𝑡, м3; ∆𝑡 ∗ - время опоздания поставки. При ограничениях: 1. Статического баланса объемов поставщика и потребителя 𝑛 𝑇 ∑𝑇𝑡=1 ∑𝑚 𝑖=1 𝑎𝑖 (𝑡) = ∑𝑡=1 ∑𝑗=1 𝑏𝑗 (𝑡), (3.5) где: 𝑎𝑖 (𝑡) − объем поставки в момент времени𝑡, м3; 𝑏𝑗 (𝑡) − объем потребления в момент времени𝑡, м3; 2. Динамической связи поставщиков и потребителей: ′ ( ) ′′ 𝑋𝑖𝑗 𝑡 = 𝑋𝑖𝑗 (𝑡 + 𝑡𝑖𝑗 ), 𝑖 = 1, … 𝑚; 𝑗 = 1, … 𝑛; 𝑡 = 1, … 𝑇 (3.6) ′ где: 𝑋𝑖𝑗 - объем поставленный, в момент времени 𝑡, м3; ′′ 𝑋𝑖𝑗 - объем прибывший, в момент времени (𝑡 + 𝑡𝑖𝑗 ), м3; 𝑡𝑖𝑗 - нормативное время доставки, дней. 3. Динамики запасов потребителей и поставщиков: 𝑈𝑖 (𝑡 + 1) = 𝑈𝑖 (𝑡) + ∑𝑚 𝑖=1 𝑋𝑖 (𝑡) − 𝑏𝑗 (𝑡) (3.7) где: 𝑋𝑖 - объем сырья, прибывающего на склад поставщика, м 3. 𝑈𝑖 - общий объем поставщика, производственная возможность 4. Динамического баланса производства и потребления: 𝑡+𝑡 𝑖𝑗 𝑛 ∑𝑇𝑡=1 ∑𝑚 𝑖=1 𝑎𝑖 (𝑡) = ∑𝑡=1 ∑𝑗=1 𝑏𝑗 (𝑡) (3.8) где:𝑡𝑖𝑗 – нормативное время доставки. 5. Естественной неотрицательности грузопотоков и запасов: 𝑋𝑖𝑗 (𝑡) ≥ 0, 𝑖 = 1, … 𝑚; 𝑗 = 1, … 𝑛; 𝑡 = 1, … Т; 𝑈𝑗 (𝑡) ≥ 0, 𝑗 = 1, … 𝑛 ; 𝑡 = 1, … Т, 25 (3.9) (3.10)

6. В условиях эффективной интеграции в системе «лесозаготовкалесопереработка»: (𝑃0 −𝐶𝑘 − 𝑇𝑘 −𝑅𝑘 −𝑇𝑛 ) ≥ Ц 𝑖 ≥ С𝑛 + 𝑅𝑛 𝑚 (3.11) где: P0 – цена продукции конечного потребления (рыночная цена), устанавливаема маркетинговым анализом внешнего и внутреннего рынков при балансе платежеспособного спроса ; Ck – затраты деревообрабатывающих предприятий на производство конечной продукции без стоимости сырья (в т.ч. энергетические затраты, вода и др.); Tk – транспортные расходы на перевозку конечной продукции от мест ее производства до мест потребления; Rk– нормативная прибыль в производстве конечной продукции; Tn– транспортные расходы на доставку промежуточной продукции от лесозаготовителей до мест переработки в конечную продукцию; m – расход сырья на единицу конечного продукта. Цi- цена реализации за 1м3 лесопродукции у поставщика, руб.; Сn– издержки производства промежуточной продукции (лесозаготовок); Rn– нормативная прибыль в производстве промежуточной продукции. Соотношение производственных программ поставщиков и потребителей в текущий момент времени 𝑡, при котором не выполняется условие динамического баланса (3.8), выглядит следующим образом: 𝑡+∆𝑡(𝑡) ∑𝑡=1 𝑡+𝑡 𝑖𝑗 𝑛 ∑𝑚 𝑖=1 𝑎𝑖 (𝑡) ≤ ∑𝑡=1 ∑𝑗=1 𝑏𝑗 (𝑡) ∑𝑡𝑡=1∑𝑚 𝑖=1 𝑎𝑖 (𝑡) ≥ 𝑡+𝑡𝑖𝑗 +∆𝑡 ∗ (𝑡) 𝑛 ∑𝑡=1 ∑𝑗=1𝑏𝑗 (𝑡) (3.12) (3.13) Предлагаемая постановка ДТЗЗ ((3.1) - (3.13)) дает приоритет в распределении поставок сначала в менее затратные пункты назначения с учетом транспортных расходов, а затем, где стоимость хранения ниже. 3.2 Алгоритм расчета оптимального плана перевозок к ДТЗЗ минимизации доли транспортной составляющей В целях дипломного исследования, согласно созданной нами модели перевозочного процесса лесного сырья, необходимо создать алгоритм реализации обозначенной динамической модели. В первом блоке разрабатываемого алгоритма вводятся исходные данные: объем поставки в момент времени, объем потребления в момент времени, цена реализации за 1м3 лесопродукции, нормативное время доставки, единицы затрат 26

на хранение и ущерб, рыночная цена, затраты деревообрабатывающих предприятий, транспортные расходы на перевозку конечной продукции, нормативная прибыль, транспортные расходы на доставку промежуточной продукции, расходы сырья на единицу конечного продукта, издержки лесозаготовок, нормативная прибыль в производстве промежуточной продукции. Во втором блоке нашего алгоритма выполняется проверка в системе «лесозаготовка-лесопереработка» на базе показателей предельной цены сырья, этот показатель должен быть выше либо равен выручке поставщика за лесное сырье, и быть ниже либо равным чистой прибыли деревопереработчика. Если выше обозначенное условие не соблюдается, то в блоке 3 производится исключение поставщика с завышенной, для данной логистической системы, рыночной ценой лесного сырья. В блоке номер четыре осуществляется построение Т.М. для разрешения Т.З. необходимо, чтобы транспортная матрица носила закрытый характер, исходя из этого производится проверка, удовлетворяющая условию статического баланса, если удовлетворение не происходит в блоке 6 и 7 закрытие Т.М. выполняется вводом в матрицу дополнительного столбца (строки), что представляет собой ввод фиктивного поставщика (потребителя). В блоке 8 производится построение опорного плана перевозки. Данный план целесообразно стоить методом минимального элемента, либо методом аппроксимации Фогеля, поскольку функционал поставлен на минимум (оптимальный план перевозок будет получен через меньшее количество итераций, чем от других опорных планов). В блоке 9 осуществляется проверка условий соответствия динамическому балансу производства и потребления. Если обозначенное соотношение нарушается в сторону производства (блок 10) то поставка переходит в момент времени 𝑡2 со штрафом (+ затраты на хранение), если соотношение нарушается в сторону спроса, то поставка переходит в момент времени 𝑡2 со штрафом (+ ущерб от недопоставки продукции). В блоке 12 проводится проверка опорного плана на оптимальность (методом потенциалов), если план не оптимален осуществляется переход к улучшенному плану перевозок, используется метод, обозначенный выше (блок 13). Улучшение происходит до тех пор, пока не будет получен оптимальный план по моменту времени 𝑡1 . Затем выполняется переход в момент времени 𝑡2 . Моделирование процесса оптимизации перевозок на моменты времени 𝑡2 , 𝑡3 ,…,𝑡𝑛 , осуществляется подобно моделированию рассматриваемого процесса на момент времени 𝑡1. Завершение обозначенного алгоритма служит выход сводной таблицы с оптимальным планом перевозок лесного сырья от расчетного момента времени 𝑡1, 𝑡2 , 𝑡3 ,…,𝑡𝑛 . (блок 13). Разработанный алгоритм приведен на рисунке 3.1. 27

начало 1) Ввод исходных данных; i=1 2 )) нет (P0 − Ck − Tk − R k − Tn) ≥ Цi ≥ Cn + R n m 3) Исключение поставщиков, еслиЦ𝑖 ≤ 𝐶𝑛 + 𝑅𝑛 да 4) Построение транспортной матрицы на момент времени ti нет T 5) m ∑ ∑ t=1 i=1 T ai(t) = ∑ да n ∑ t=1 j=1 bj (t) Если n T ∑Tt=1 ∑m i=1 a i (t) ∑t=1 ∑j=1 bj (t), ввод фиктивного поставщика 6) Если T ∑n ∑Tt=1 ∑m (t) ∑ (t), a b ввод t=1 j=1 j i=1 i фиктивного потребителя 7) 8) Построение опорного плана к Т.З. на момент времени 𝑡1 нет 𝑡+∆𝑡(𝑡) 9) ∑ 𝑡=1 10) 𝑡+𝑡𝑖𝑗 𝑛 ∑𝑡+∆𝑡(𝑡) ∑𝑚 𝑖=1 𝑎𝑖 (𝑡) ≤ ∑𝑡=1 ∑𝑗=1 𝑏𝑗 (𝑡) 𝑡=1 затрат на хранение у поставщика при ввод 𝑚 ∑ 𝑖=1 𝑡+𝑡𝑖𝑗 𝑎𝑖 (𝑡) = ∑ 𝑡=1 𝑛 ∑ 𝑗=1 𝑏𝑗 (𝑡) да 11) при 𝑡+𝑡𝑖𝑗+∆𝑡 ∗ (𝑡) 𝑛 ∑𝑡+∆𝑡(𝑡) ∑𝑚 ∑𝑗=1 𝑏𝑗 (𝑡) ввод ущерба от 𝑖=1 𝑎𝑖 (𝑡) ≥ ∑𝑡=1 𝑡=1 недопоставок у потребителя 12) плана плана перевозокперевозок на момент времени 14)Оптимизация Оптимизация на 𝑡момент 𝑖 времени 𝑡𝑖 13) Печать оптимального плана перевозок для 𝑡𝑖 14) ti=tn нет 15) ti=ti+1 да конец коне ц Рисунок 3.1 – Алгоритм доставки лесного сырья при динамическом характере спроса и предложения 28

3.3 модели Экономическое обоснование эффективности разработанной Для экспериментального подтверждения эффективности разработанной модели сформируем исходные данные, которые приведены в таблицах 3.1 и 3.2. п/п А1 А2 А3 А4 А5 Таблица 3.1 – Технико-экономические показатели предприятий лесной отрасли Поставщики Потребители Объемы Суммарный Ед. п/п Объемы Суммарный Ед. производства объем затрат потребления объем ущерб по моментам производст- ы на по моментам потребления от времени, ва тыс.м3 хране времени тыс.м3 недопо 3 3 тыс.м ние, тыс.м ставки, руб. руб. 𝑡1 𝑡2 𝑡3 𝑡1 𝑡2 𝑡3 5 7 3 15 10 В1 4 8 3 15 20 4 2 6 12 20 В2 2 6 5 13 30 5 8 3 16 30 В3 7 4 4 15 30 7 5 3 15 20 В4 2 8 5 15 40 6 5 3 14 30 В5 3 6 5 14 20 где: А1- ОАО «Новокозульский ЛПХ»; А2 - ЗАО «Боготольский ЛПХ»; А3 - ООО «ЛПХ»; А4 – ГП «Чернореченский»; А5- ООО «Кетский ЛПХ»; В1 - ООО «ДОК Енисей»; В2 - ОАО КЦ «Енисей»; В3 - ОАО «Сибфорест»; В4 - ООО «Красшпон»; В5 - Рех Е.М., ИП. Цена реализации, включающая в себя транспортные расходы на 1м 3, приведена в таблице 3.2. Таблица 3.2 - Цена реализации на 1м3 по потребителям Цена реализации на 1м3 по потребителям, руб. Поставщики В1 В2 В3 В4 А1 4379 4391 4398 4412 А2 4471 4479 4482 4491 А3 4456 4471 4472 4475 А4 4568 4577 4578 4580 А5 4393 4396 4397 4398 В5 4413 4492 4476 4581 4394 В целях дипломного исследования проведем данный эксперимент поведения модели в трех вариантах: в условиях превышения предложения над спросом, в условиях превышения спроса над предложением, в условиях равенства спроса и предложения. Так же в целях обоснования адекватности 29

разработанной модели Проведем сравнение ее с классической моделью транспортной задачи в постановке на минимум затрат. Экспериментальные расчеты представлены ниже. Эксперимент в условиях равенства спроса и предложения на лесное сырье. Рассчитаем динамическую транспортную задачу по трем моментам времени. Опорный план по моменту времени 𝑡1, приведен в таблице 3. 3. Таблица 3.3 - Опорный план к динамической транспортной задаче по моменту времени 𝑡1 Потребители Момент В1 В2 В3 В4 В5 Х Поставщики 9 времени 𝑡1 𝑡1 𝑡1 𝑡1 𝑡1 4 2 7 2 3 4379 4391 4398 4412 4413 𝑡1 А1 0 4 1 0 0 0 5 4471 4479 4482 4491 4492 𝑡1 А2 0 0 1 3 0 0 4 4456 4471 4472 4475 4476 𝑡1 А3 0 0 0 4 1 0 5 4568 4577 4578 4580 4581 з.хр20 𝑡1 А4 0 0 0 1 3 3 7 4393 4396 4397 4398 4394 з.хр 30 𝑡1 А5 0 0 0 0 0 6 6 Приведенный опорный план построен методом минимальной стоимости. Метод построения опорного плана прост, он позволяет построить начальное решение, достаточно близкое к оптимальному, так как использует матрицу стоимостей транспортной задачи С=( cij ), i=1, 2, 3, …, m, j=1, 2, …, n, состоит из ряда однотипных шагов, на каждом из которых заполняется только одна клетка таблицы, соответствующая минимальной стоимости min { cij }, и исключается из рассмотрения только одна строка (поставщик) или один столбец (потребитель). Поставщик исключается из рассмотрения, если его запасы использованы полностью. Потребитель исключается из рассмотрения, если его запросы удовлетворены полностью. На каждом шаге исключается либо один поставщик, либо один потребитель. При этом если поставщик еще не исключен, но его запасы равны нулю, то на том шаге, когда от данного поставщика требуется поставить груз, в соответствующую клетку таблицы заносится базисный нуль и лишь, затем поставщик исключается из рассмотрения. Также с потребителем. Рассчитаем значение целевой функции согласно формулам, приведенным в пункте 3.1 настоящего исследования. 𝑓(𝑥 ) = 17516 + 4391 + 4479 + 13446 + 17888 + 4475 + 4580 + 13743 = 80518 руб. Прибавим к полученному функционалу, образовавшиеся затраты на хранение, которые возникли на момент времени 𝑡1: 𝑓(𝑥 ) = 17516 + 4391 + 4479 + 13446 + 17488 + 4375 + 4580 + 13743 + 3 ∙ 20 + 6 ∙ 30 = 80698 руб. 30

Проведем оптимизацию опорного плана к динамической транспортной задаче методом потенциалов, для этого присвоим поставщикам значения α, а потребителям - β, из занятых объемом клеток рассчитаем значения потенциалов по формуле: с + α𝑖 − β𝑗 = 0 { 𝑖𝑗 , ……………… (3.14) Затем с использованием значений потенциалов, рассчитаем оценки свободных клеток, по формуле: ∆ = с𝑖𝑗 + α𝑖 − β𝑗 ≥ 0 { 𝑖𝑗 . ………………………… (3.15) Если при решении получится, что значение ∆𝑖𝑗 < 0, следовательно, данный план не оптимален и необходима его оптимизация, переход от одного опорного решения к другому реализуется посредствам цикла. Для свободной клетки таблицы с наиболее отрицательным значением дельты строится цикл, содержащий часть клеток, занятых опорным решений. По этому циклу перераспределяются объемы перевозок. Перевозка загружается в выбранную свободную клетку и освобождается одна из занятых клеток, получается новое опорное решение. Оптимальный план по моменту времени 𝑡1 приведен в таблице 3.4. Таблица 3.4 - Оптимальный план к динамической транспортной задаче по моменту времени 𝑡1 Поставщики А1 А2 А3 А4 А5 Момент времени 𝑡1 5 𝑡1 4 𝑡1 5 𝑡1 7 𝑡1 6 В1 𝑡1 4 4379 4 4471 0 4456 0 4568 0 4393 0 Потребители В3 В4 𝑡1 𝑡1 7 2 4398 4412 0 0 4482 4491 3 0 4472 4475 4 0 4578 4580 0 2 4397 4398 0 0 В2 𝑡1 2 4391 1 4479 1 4471 0 4577 0 4396 0 В5 𝑡1 3 4413 0 4492 0 4476 1 4581 0 4394 2 Х 9 0 0 0 з.хр20 5 з.хр30 4 Рассчитаем значение целевой функции согласно формулам, приведенным в пункте 3.1 настоящего исследования. 𝑓(𝑥 ) = 17516 + 4391 + 4479 + 13446 + 17888 + 4476 + 9160 + 8788 = 80144руб. Прибавим к полученному функционалу, образовавшиеся затраты на хранение, которые возникли на 31

момент времени 𝑡1 : 𝑓 (𝑥 ) = 17516 + 4391 + 4479 + 13446 + 17488 + 4376 + 9160 + 8788 + 100 + 120 = 80384 руб. Построим опорный план перевозок по моменту времени 𝑡2 , также используя метод минимального элемента. Полученный план перевозочного процесса приведен в таблице 3.5. Таблица 3. 5. - Опорный план к ДТЗЗ по моменту времени 𝑡2 Потребители В1 В2 В3 В4 Момент Поставщики времени 𝑡2 𝑡2 𝑡2 𝑡2 8 6 4 8 4379 4391 4398 4412 𝑡2 А1 7 0 0 0 7 4471 4479 4482 4491 𝑡2 А2 0 0 0 0 2 4456 4471 4472 4475 𝑡2 А3 0 0 4 0 8 4568 4577 4578 4580 𝑡2 А4 0 2 0 8 5+5 4393 4396 4397 4398 𝑡2 А5 1 4 0 0 4+5 В5 𝑡2 6 4413 0 4492 0 4476 4 4581 0 4394 2 Х 4 0 0 з.хр 20 2 0 0 0 0 з.хр 30 2 Рассчитаем значение целевой функции согласно формулам, приведенным в пункте 3.1.1 настоящего исследования. 𝑓 (𝑥 ) = 30653 + 17888 + 17904 + 9154 + 36640 + 4393 + 17548 + 8788 = 142968руб.Прибавим к полученному функционалу, образовавшиеся затраты на хранение, которые возникли на момент времени 𝑡2 :𝑓(𝑥 ) = 30653 + 17488 + 17504 + 9154 + 36640 + 4393 + 17548 + 8788 + 40 + 60 = 143068руб. Проведем оптимизацию полученного плана перевозок аналогично расчетам по моменту времени 𝑡1 , полученные данные приведем в таблице 3. 6. Таблица 3. 6 - Оптимальный план к динамической транспортной задаче по моменту времени 𝑡2 Потребители В1 В2 В3 В4 В5 Х Момент Поставщики 4 времени 𝑡2 𝑡2 𝑡2 𝑡2 𝑡2 8 6 4 8 6 4379 4391 4398 4412 4413 0 𝑡2 А1 0 6 1 0 0 0 7 4471 4479 4482 4491 4492 з.хр 20 𝑡2 А2 0 0 0 0 0 2 2 4456 4471 4472 4475 4476 0 𝑡2 А3 0 0 3 0 5 0 8 4568 4577 4578 4580 4581 з.хр 20 𝑡2 А4 0 0 0 8 0 2 5+5 4393 4396 4397 4398 4394 0 𝑡2 А5 8 0 0 0 1 0 4+5 32

Рассчитаем значение целевой функции аналогично расчетам по моменту времени 𝑡1 : 𝑓(𝑥 ) = 26346 + 4398 + 13416 + 2280 + 36640 + 35144 + 4394 = 142718руб. Прибавим к полученному функционалу, образовавшиеся затраты на хранение, которые возникли на момент времени 𝑡2 : 𝑓 (𝑥 ) = 26346 + 4398 + 13116 + 21880 + 36640 + 35144 + 4394 + 40 + 40 = 142798 руб. Составим опорный план перевозок на момент времени 𝑡3 , итог построения приведен в таблице 3.7. Таблица 3.7 - Опорный план к динамической транспортной задаче времени 𝑡3 Потребители В1 В2 В3 В4 Момент Поставщики времени 𝑡3 𝑡3 𝑡3 𝑡3 3 5 4 5 4379 4391 4398 4412 𝑡3 А1 3 0 0 0 3 4471 4479 4482 4491 𝑡3 А2 0 5 1 0 2+6 4456 4471 4472 4475 𝑡3 А3 0 0 3 0 3 4568 4577 4578 4580 𝑡3 А4 0 0 0 5 2+3 4393 4396 4397 4398 𝑡3 А5 0 0 0 0 3 по моменту В5 𝑡3 5 4413 0 4492 2 4476 0 4581 0 4394 3 Рассчитаем значение целевой функции аналогично расчетам по моменту времени 𝑡1. 𝑓 (𝑥 ) = 13137 + 22395 + 4482 + 8984 + 13416 + 22900 + 13182 = 98496 руб. В данном плане отсутствуют: затраты на хранение нереализованной продукции у предприятий поставщиков лесного сырья, затраты от недополучения необходимого объема лесопродукции у предприятий потребителей. При расчете оценок дельт нулевых клеток, было обнаружено отсутствие отрицательных значений, отсюда следует, что данный план перевозочного процесса является оптимальным по моменту времени 𝑡3 . Рассчитаем совокупный функционал по приведенным в исследовании моментам времени: 𝑓(𝑥 )общ = 80384 + 142798 + 98496 = 321678 руб. В целях дипломного исследования, рассчитаем классическую транспортную задачу, с аналогичными исходными данными, ее модель и постановка приведены в пункте 3.1 настоящего исследования. 33

Таблица 3.8 - Опорный план перевозок к классической Т.З. Потребители: объемы поставки, тыс. м3 Поставщики: объемы 3 продаж, тыс. м В1 / 15 В2 / 13 В3 / 15 В4/ 15 В5 /14 4379 4391 4398 4412 4413 А1 /15 15 0 0 0 0 4471 4479 4482 4491 4492 А2 /12 0 0 12 0 0 4456 4471 4472 4475 4476 А3 /16 0 13 3 0 0 4568 4577 4578 4580 4581 А4 /15 0 0 0 15 0 4393 4396 4397 4398 4394 А5 /14 0 0 0 0 14 Опорный план, так же и как к динамической транспортной задаче был построен методом минимальной стоимости. Рассчитаем значение целевой функции от приведенного начального плана перевозок. Значение целевого функционала составит: f(x) = 65685 + 53748 + 4471 + 67080 + 68700 + 61516 = 321224 руб. При расчете дельт нулевых клеток было обнаружено, что рассматриваемый опорный план является оптимальным. Эксперимент поставлен в условиях превышения предложения над спросом В целях настоящего исследования скорректируем исходные данные, добавив поставщику А1 на момент времени t1 5 единиц лесного сырья, опорный план к заданным условиям приведен в таблице 3.9. Таблица 3.9 - Опорный план к динамической транспортной задаче по моменту времени 𝑡1 Потребители В1 В2 В3 В4 В5 Момент Поставщики Х времени t1 t1 t1 t1 t1 14 4 2 7 2 3 4379 4391 4398 4412 4492 t1 А1 4 2 4 0 0 5+5 4471 4479 4482 4491 4492 t1 А2 0 0 3 1 0 4 4456 4471 4472 4475 4476 з.хр.30 t1 А3 0 0 0 1 3 1 5 4568 4577 4578 4580 4581 з.хр.20 t1 А4 0 0 0 0 0 7 7 4393 4386 4397 4398 4394 з.хр.30 t1 А5 0 0 0 0 0 6 6 Рассчитаем значение целевой функции аналогично расчетам по моменту времени 𝑡1 . 𝑓(𝑥 ) = 17516 + 8782 + 17592 + 13446 + 4491 + 4475 + 13428 = 79730 руб. Прибавим к полученному функционалу, образовавшиеся затраты на хранение, которые возникли на момент времени 𝑡1 : 𝑓(𝑥 ) = 17516 + 8782 + 17592 + 13446 + 4491 + 4475 + 13428 + 30 + 140 + 180 = 80080 руб. Проведем оптимизацию полученного плана перевозок методом потенциалов, оценки дельт нулевых клеток показали, что опорный план является 34

оптимальным. Проведем аналогичные расчеты на момент времени t 2 , полученные данные приведены в таблице 3.10. Таблица 3.10 - Опорный план к динамической транспортной задаче по моменту времени 𝑡2 Потребители В1 В2 В3 В4 В5 Момент Поставщики Х времени t2 t2 t2 t2 t2 9 8 6 4 8 6 4379 4391 4398 4412 4413 0 t2 А1 7 0 0 0 0 0 7 4471 4479 4482 4491 4492 з.хр.20 t2 А2 0 0 0 0 0 2 2 4456 4471 4472 4475 4476 0 t2 А3 0 0 4 0 5 0 1+8 4568 4577 4578 4580 4581 0 t2 А4 0 4 0 8 0 0 7+5 4393 4396 4397 4398 4394 з.хр.30 t2 А5 1 2 0 0 1 7 6+5 Рассчитаем значение целевой функции аналогично расчетам по моменту времени 𝑡1 : 𝑓(𝑥 ) = 30653 + 17888 + 22380 + 18308 + 36640 + 4393 + 8792 + 4394 = 143448 руб. Прибавим к полученному функционалу, образовавшиеся затраты на хранение, которые возникли на момент времени t 2 : f(x) = 30653 + 17888 + 22380 + 18308 + 36640 + 4393 + 8792 + 4394 + 40 + 210 = 143698 руб.Проведем оптимизацию полученного плана перевозок методом потенциалов, полученные данные сведем в таблицу 3.11. Таблица 3.11 - Оптимальный план к динамической транспортной задаче по моменту времени 𝑡2 Потребители Момент В1 В2 В3 В4 В5 Х Поставщики 9 времени t2 t2 t2 t2 t2 8 6 4 8 6 А1 4379 4391 4398 4412 4413 0 t2 0 0 0 7 0 0 7 А2 4471 4479 4482 4491 4492 0 t2 0 2 0 0 0 0 2 А3 4456 4471 4472 4475 4476 0 t2 0 0 3 0 6 0 1+8 А4 4568 4577 4578 4580 4581 з.хр.20 t2 0 1 1 1 0 9 7+5 А5 4393 4396 4397 4398 4394 0 t2 8 3 0 0 0 0 6+5 Рассчитаем значение целевой функции аналогично расчетам по моменту времени 𝑡1. 35

𝑓(𝑥 ) = 30884 + 8958 + 13416 + 26856 + 4577 + 4578 + 4580 + 35144 + 13188 = 142181 руб. Прибавим к полученному функционалу, образовавшиеся затраты на хранение, которые возникли на момент времени 𝑡2 : 𝑓(𝑥 ) = 30884 + 8958 + 13416 + 26856 + 4577 + 4578 + 4580 + 35144 + 13188 + 180 = 142361 руб. Таблица 3.12 - Опорный план к динамической транспортной задаче по моменту времени 𝑡3 Потребители Момент В1 В2 В3 В4 В5 Х Поставщики 5 времени 𝑡3 𝑡3 𝑡3 𝑡3 𝑡3 3 5 4 5 5 4379 4391 4398 4412 4413 0 𝑡3 А1 3 4 0 0 0 0 3+4 4471 4479 4482 4491 4492 з.хр.20 𝑡3 А2 0 1 0 2 0 5 2+6 4456 4471 4472 4475 4476 0 𝑡3 А3 0 0 3 0 0 0 3 4568 4577 4578 4580 4581 0 𝑡3 А4 0 0 0 3 0 0 3 4393 4396 4397 4398 4394 0 𝑡3 А5 0 0 1 0 5 0 3+3 Рассчитаем значение целевой функции, представленным выше, по моменту времени 𝑡3 . аналогично расчетам 𝑓(𝑥 ) = 13137 + 17564 + 4479 + 8982 + 13416 + 13740 + 4397 + 21970 = 97685 руб. В представленном выше плане присутствуют затраты на хранение нереализованной продукции у предприятий поставщиков лесного сырья, прибавив их к целевому функционалу получим: 𝑓(𝑥 ) = 13137 + 17564 + 4479 + 8982 + 13416 + 13740 + 4397 + 21970 + 100 = 97785 руб. При расчете оценок дельт нулевых клеток, было обнаружено отсутствие отрицательных значений, отсюда следует, что этот план перевозочного процесса является оптимальным по моменту времени 𝑡3 . Рассчитаем совокупный функционал по приведенным в исследовании моментам времени. 𝑓(𝑥 )общ = 80080 + 142181 + 170 + 360 + 97785 = 320576руб. В целях дипломного исследования, рассчитаем классическую транспортную задачу, с аналогичными исходными данными, ее модель и постановка приведены в пункте 3.1 настоящего исследования. 36

Таблица 3.13 - Опорный план перевозок к классической Т.З. Потребители: объемы поставки, тыс. м3 Поставщики: объемы 3 продаж, тыс. м В1 / 15 В2 / 13 В3 / 15 В4/ 15 В5 /14 4379 4391 4398 4412 4413 А1 /20 15 5 0 0 0 4471 4479 4482 4491 4492 А2 /12 0 7 0 0 0 4456 4471 4472 4475 4476 А3 /16 0 1 15 0 0 4568 4577 4578 4580 4581 А4 /15 0 0 0 15 0 4393 4396 4397 4398 4394 А5 /14 0 0 0 0 14 Х/5 0 0 0 5 0 0 0 0 0 0 Опорный план, так же и как к динамической транспортной задаче был построен методом минимальной стоимости. Рассчитаем значение целевой функции от приведенного начального плана перевозок. Значение целевого функционала составит: 𝑓(𝑥 ) = 65685 + 21955 + 31353 + 4471 + 67080 + 68700 + 61516 = 320860 руб. Таблица 3.14 - Оптимальный план перевозок к классической Т.З. Потребители: объемы поставки, тыс. м3 Поставщики: объемы продаж, тыс. м3 В1 / 15 В2 / 13 В3 / 15 В4/ 15 В5 /14 4379 4391 4398 4412 4413 А1 /20 0 0 5 15 0 4471 4479 4482 4491 4492 А2 /12 1 3 8 0 0 4456 4471 4472 4475 4476 А3 /16 0 0 2 0 14 4568 4577 4578 4580 4581 А4 /15 0 10 0 0 0 4393 4396 4397 4398 4394 А5 /14 14 0 0 0 0 Х/5 0 0 0 0 0 0 0 5 0 0 𝑓 (𝑥 ) = 21990 + 66180 + 4471 + 13437 + 35856 + 8944 + 62664 + 45770 + 61502 = 320814 руб. Эксперимент поставлен в условиях превышения спроса над предложением Расчеты к динамической транспортной задаче в условиях превышения спроса над предложением проведены аналогично пункту 3.1, в целях настоящего исследования скорректируем исходные данные, добавив потребителю В1 на момент времени 𝑡1 5 единиц лесного сырья, опорный план к заданным условиям приведен в таблице 3.15. 37

Таблица 3.15 - Опорный план к ДТЗЗ по моменту времени 𝑡1 Потребители Момент В1 В2 В3 В4 Поставщики времени t1 t1 t1 t1 4+5 2 7 2 А1 4379 4391 4398 4412 t1 5 0 0 0 5 А2 4471 4479 4482 4491 t1 4 0 0 0 4 А3 4456 4471 4472 4475 t1 0 2 3 0 5 А4 4568 4577 4578 4580 t1 0 0 4 2 7 А5 4393 4396 4397 4398 t1 0 0 0 0 6 В5 t1 3 4413 0 4492 0 4476 0 4581 1 4394 2 Х 4 0 0 0 0 0 0 0 0 з.хр.30 4 Рассчитаем значение целевой функции по моменту времени 𝑡1. 𝑓(𝑥 ) = 21895 + 17884 + 8942 + 13416 + 18312 + 9160 + 4581 + 8788 = 102978 руб.Прибавим к полученному функционалу, образовавшиеся затраты на хранение, которые возникли на момент времени 𝑡1 :𝑓(𝑥 ) = 21895 + 17884 + 8942 + 13416 + 18312 + 9160 + 4581 + 8788 + 120 = 103098 руб. Проведем оптимизацию полученного плана перевозок методом потенциалов, сведем результаты произведенной оптимизации в таблицу 3.16. Таблица 3.16 - Оптимальный план к динамической транспортной задаче по моменту времени 𝑡1 Потребители Момент В1 В2 В3 В4 В5 Х Поставщики 4 времени t1 t1 t1 t1 t1 4+5 2 7 2 3 4379 4391 4398 4412 4413 0 t1 А1 3 2 0 0 0 0 5 4471 4479 4482 4491 4492 з.хр.20 t1 А2 0 0 0 0 0 4 4 4456 4471 4472 44775 4476 0 t1 А3 0 0 5 0 0 0 5 4568 4577 4578 4580 4581 0 t1 А4 0 0 2 2 3 0 7 4393 4396 4397 4398 4394 0 t1 А5 6 0 0 0 0 0 6 Рассчитаем значение целевой функции по моменту времени 𝑡1. 𝑓(𝑥 ) = 13137 + 8782 + 22360 + 9156 + 9160 + 9162 + 26358 = 98115 Прибавим к полученному функционалу, образовавшиеся затраты на хранение, которые возникли на момент времени 𝑡1: 𝑓 (𝑥 ) = 13137 + 8782 + 22360 + 9156 + 9160 + 9162 + 26358 + 80 = 98195 руб 38

Проведем подобные расчеты на момент времени t 2, полученные данные приведены в таблице 3.17. Таблица 3.17 - Опорный план к динамической транспортной задаче по моменту времени 𝑡2 Потребители В1 В2 В3 В4 В5 Момент Поставщики времени t2 t2 t2 t2 t2 8 6 4 8 6 А1 4379 4391 4398 4412 4413 t2 7 0 0 0 0 7 А2 4471 4479 4482 4491 4492 t2 0 2 2 2 0 2+4 А3 4456 4471 4472 4475 4476 t2 0 0 2 0 6 8 А4 4568 4577 4578 4580 4581 t2 0 0 0 5 0 5 А5 4393 4396 4397 4398 4394 t2 1 4 0 0 0 5 0 0 0 Ущ.н.40 0 Х/1 0 0 0 1 0 Рассчитаем значение целевой функции аналогично расчетам по моменту времени 𝑡1 . 𝑓 (𝑥 ) = 30653 + 8958 + 8964 + 8982 + 8944 + 26856 + 22900 + 4393 + 17584 = 138234 Прибавим к полученному функционалу, затраты предприятий потребителей, образовавшиеся от недополучения лесного сырья, на момент времени 𝑡2 : 𝑓 (𝑥 ) = 30653 + 8958 + 8964 + 8982 + 8944 + 26856 + 22900 + 4393 + 17584 + 40 = 138274руб. Проведем оптимизацию полученного плана перевозок методом потенциалов, результаты сведем в таблицу 3.18. Таблица 3.18 - Оптимальный план к ДТЗЗ по моменту времени 𝑡2 Потребители В1 В2 В3 В4 Момент Поставщики времени t2 t2 t2 t2 8 6 4 8 А1 4379 4391 4398 4412 t2 7 0 0 0 7 А2 4471 4479 4482 4491 t2 1 1 4 0 2+4 А3 4456 4471 4472 4475 t2 0 0 0 7 8 А4 4568 4577 4578 4580 t2 0 5 0 0 5 А5 4393 4396 4397 4398 t2 0 0 0 0 5 0 0 0 Ущ.н.40 Х/1 0 0 0 1 39 В5 t2 6 4413 0 4492 0 4476 1 4581 0 4394 5 0 0

Рассчитаем значение целевой функции по моменту времени 𝑡2 : 𝑓 (𝑥 ) = 34846 + 4471 + 4479 + 17928 + 31325 + 4476 + 22885 + 21970 + 40 = 138227 руб. Проведем аналогичные расчеты на момент времени t 3 , полученные данные приведены в таблице 3.19. Таблица 3.19- Опорный план к ДТЗЗ по моменту времени 𝑡3 Потребители В1 В2 В3 Момент Поставщики времени t3 t3 t3 3 5 4 4379 4391 4398 t3 А1 3 0 0 3 4471 4479 4482 t3 А2 0 5 1 6 4456 4471 4472 t3 А3 0 0 3 3 4568 4577 4578 t3 А4 0 0 0 3 4393 4396 4397 t3 А5 0 0 0 3 0 0 0 Х/5 0 0 0 В4 t3 5+1 4412 0 4491 0 4475 0 4580 3 4398 0 Ущ.н.40 3 В5 t3 5 4413 0 4492 0 4476 0 4581 0 4394 3 Ущ.н.20 2 Рассчитаем значение целевой функции аналогично расчетам по моменту времени 𝑡2 . 𝑓(𝑥 ) = 13137 + 22395 + 4482 + 13416 + 13740 + 13182 = 80352 руб. Прибавим к полученному функционалу, затраты предприятий потребителей, образовавшиеся от недополучения лесного сырья, на момент времени 𝑡3 : 𝑓 (𝑥 ) = 13137 + 22395 + 4482 + 13116 + 13740 + 13182 + 120 + 40 = 80512 руб. Проведем оптимизацию полученного плана перевозок методом потенциалов. При расчете оценок дельт нулевых клеток, было обнаружено отсутствие отрицательных значений, следовательно, данный план перевозочного процесса является оптимальным по моменту времени 𝑡3 . Рассчитаем совокупный функционал по приведенным в исследовании моментам времени: 𝑓(𝑥 )общ = 98195 + 138227 + 80512 = 316934руб. В целях дипломного исследования, рассчитаем классическую транспортную задачу, с аналогичными исходными данными, ее модель и постановка приведены в пункте 3.1 настоящего исследования. 40

Таблица 3.20 - Опорный план перевозок к классической Т.З. Потребители: объемы поставки, тыс. м3 Поставщики: объемы 3 продаж, тыс. м В1 / 20 В2 / 13 В3 / 15 В4/ 15 В5 /14 4379 4391 4398 4412 4413 А1 /15 15 0 0 0 0 4471 4479 4482 4491 4492 А2 /12 0 12 0 0 0 4456 4471 4472 4475 4476 А3 /16 0 0 11 0 5 4568 4577 4578 4580 4581 А4 /15 0 0 0 15 0 4393 4396 4397 4398 4394 А5 /14 5 0 0 0 9 0 0 0 0 0 Х/5 0 1 4 0 0 Опорный план, так же и как к динамической транспортной задаче был построен методом минимальной стоимости. Рассчитаем значение целевой функции от приведенного начального плана перевозок. Значение целевого функционала составит: 𝑓(𝑥 ) = 65685 + 53748 + 48092 + 21880 + 68700 + 21965 + 39546 = 321366 руб. Таблица 3.21 - Оптимальный план перевозок к классической Т.З. Потребители: объемы поставки, тыс. м3 Поставщики: объемы 3 продаж, тыс. м В1 / 20 В2 / 13 В3 / 15 В4/ 15 В5 /14 4379 4391 4398 4412 4413 А1 /15 2 13 0 0 0 4471 4479 4482 4491 4492 А2 /12 4 0 8 0 0 4456 4471 4472 4475 4476 А3 /16 0 0 2 0 14 4568 4577 4578 4580 4581 А4 /15 0 0 0 15 0 4393 4396 4397 4398 4394 А5 /14 14 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Х/5 0 0 5 0 0 Рассчитаем значение целевой функции от приведенного оптимального плана перевозок. Значение целевого функционала составит: f(x) = 8758 + 57083 + 17884 + 35856 + 8944 + 62664 + 68700 + 61502 = 318541 руб. 41

Результаты произведенного эксперимента сведены в таблицу 3.22. Таблица 3.22 - Экономическая эффективность разработанной модели В условиях превышения предложения над спросом Динамическая транспортная Классическая транспортная задача задача в постановке на минимум Показатель затрат До После До После оптимизации оптимизации оптимизации оптимизации Совокупные затраты без 321213 319946 320860 320814 учета хранения и ущерба от недопоставки 700 530 Затраты на хранение Величина ущерба от недопоставки В условиях равенства спроса и предложения Динамическая транспортная Классическая транспортная задача задача в постановке на Показатель минимум затрат До После До После оптимизаци оптимизации оптимизации оптимизации и Совокупные затраты без 321982 321358 321224 321224 учета хранения и ущерба от недопоставки 340 300 Затраты на хранение Величина ущерба от недопоставки В условиях превышения спроса над предложением Динамическая транспортная Классическая транспортная задача задача в постановке на минимум Показатель затрат До После До После оптимиза оптимизации оптимизации оптимизации ции Совокупные затраты без 321564 316654 321366 318541 учета хранения и ущерба от недопоставки 120 80 Затраты на хранение Величина ущерба от недопоставки 200 200 - - Анализируя полученные данные, можно сделать выводы об эффективности разработанной модели: - разработанная модель за счет введения в транспортную матрицу временного фактора, обеспечивает максимальную ориентацию поставщиков и потребителей лесного сырья друг на друга, поскольку сокращает затраты на хранение, тем самым уменьшая омертвление актива предприятий поставщиков, 42

а также временной фактор позволяет избежать ущерба от недопоставки по предприятиям потребителям; совокупные затраты, полученные при расчете динамической транспортной задачи, стабильно выше тех же затрат полученных при реализации классической модели. Это обусловлено тем, что разбивая транспортную задачу по моментам времени от t1 до tn, не на каждый момент времени у поставщика с наименьшей стоимостью доставки имеется необходимый объем сырья для удовлетворения потребительского спроса; - в условиях равенства спроса и предложения на лесное сырье над соответствующим предложением разность по совокупным расходам до и после произведенной методом потенциалов оптимизации при динамическом моделировании составила 664 тыс. руб., при использовании классической модели данная разность отсутствует; - в условиях превышения предложения над спросом после произведенной оптимизации дельта совокупных расходов на перевозку лесного сырья от производителей до конечных потребителей, с учетом затрат на хранение, при динамическом моделировании составила – 1437 тыс. руб., при использовании классической модели дельта тех же расходов – 46 тыс. руб., при этом после оптимизации дельта расходов между динамической моделью и транспортной задачей в постановке на минимум затрат составила 338 тыс. руб. (затраты больше при использовании классической модели). Расхождение в снижении выручки и совокупных затрат, по отношению к условию равенства спроса и предложения, представляет собой снижение объемов продаж и расходы на хранение непроданной части лесного сырья у предприятий поставщиков. - в условиях превышения спроса над предложением на лесопродукцию после проведения оптимизации снижение совокупных расходов при использовании динамической модели составило – 4950 тыс. руб. при классическом моделировании – 2825 тыс. руб. При этом после оптимизации дельта расходов между динамической моделью и транспортной задачей в постановке на минимум затрат составила 434 тыс. руб. (затраты больше при использовании динамической модели). Расхождение в снижении выручки и совокупных затрат, по отношению к условию равенства спроса и предложения, представляет собой ущерб от недопоставки лесного сырья по предприятиям потребителям. Из вышеизложенного следует, что разработанная модель является устойчивой к изменениям, сопровождающим транспортно-технологический процесс доставки лесного сырья, данная модель является экономически эффективной при планировании перевозочного процесса доставки лесного сырья. 43

4 БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА 4.1 Анализ условий труда Работа на лесозаготовках требует строгого соблюдения условий, обеспечивающих безопасность работающих. Производственный травматизм вызывается следующими причинами: организационно-техническими (захламленностью рабочих мест, нарушением правил и норм эксплуатации машин, отсутствием ограждений, предупредительных знаков), санитарногигиеническими, несоблюдение норм трудового законодательства. Рабочие, занятые на работах с вредными условиями труда, обследуются 2 раза в год в районной поликлинике. Также выдают специальную одежду, согласно срокам, записанным в трудовом договоре. К лесозаготовительным работам, к управлению машинами, оборудованием и моторным инструментом допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие специальное обучение и имеющие удостоверение на право управлением оборудованием данной конструкции. Важным мероприятием по улучшению условий работы является обустройство мастерского участка. Под обустройством мастерского участка понимают установку основного и вспомогательного оборудования на лесосеке. В состав вспомогательного оборудования мастерского участка входят: обогреваемые домики для комплексных бригад, столовая, средства топливо заправки, средства для технического обслуживания и текущих ремонтов машин, вспомогательные инструменты, измерительные приборы. Место для размещения вспомогательного оборудования выбирают в центральной части лесосеки около уса лесовозной дороги. Площадка для этого должна быть по возможности сухой, желательно чтобы поблизости был источник воды для технических целей. Бригадные обогревательные домики размещаются в зоне работы бригады. При размещении оборудования за пределами разрабатываемой лесосеки площадку выбирают на вырубке или на другом, не покрытом лесом участке. Емкости горюче-смазочных материалов по правилам пожарной безопасности должны быть удалены от остального оборудования на расстоянии не менее 50 м. Растительный слой под ними и вокруг них снимают на расстоянии 2 м. Емкости ставят на подкладки и в летнее время затеняют от солнца. Для стоянки тракторов выбирают площадку, на которой срезают пни, с территории вокруг площадки на расстоянии 20 м убирают порубочные остатки и другие горючие материалы. В пожароопасный период стоянку окаймляют минерализованной полосой, шириной не менее 2-х метров. 44

4.2 Безопасность производственной деятельности При существующем технологическом процессе нижнескладских работ остается большой процент ручного труда. Рабочим приходится трудиться на открытом воздухе при низкой температуре в зимний период, а так же в помещении с IV разрядом зрительной работы. Технология работы нижнего склада заключается в следующем. Пиловочное сырьё, поступающее с лесосеки автомобильным транспортом, разгружается фронтальным погрузчиком на раскряжевочную эстакаду или в штабеля резервного запаса. При отсутствии лесовозных автомобилей, подача пиловочника в лесопильный цех производится погрузчиком по схеме «штабель - раскряжевочная эстакада - впереди рамная эстакада». Цех лесопиления представляет собой здание размерами 180*36м. Согласно требованиям температура внутри помещения примерно равна 18 °С., относительная влажность 55 %. Для уменьшения запылённости лесопильного цеха предусмотрена мощная система вентиляции. Все виды пиломатериалов, полученные в цехе вывозятся автопогрузчиком вилочного типа с помощью которого рассортировываются по видам, размерам и качеству, формируются на подстопных местах в сушильные или транспортные пакеты. Сушильные пакеты автопогрузчиком вилочного типа транспортируются в зону сушки, складируются в штабеля резервного запаса или загружаются на вагонетки сушильных камер и передаются на сушку. Транспортные пакеты сухих пиломатериалов автопогрузчиком отвозятся на склад хранения пиломатериалов, где штабелируются в пакетные штабеля высотой до 4,5м. Все транспортно-переместительные работы на территории нижнего склада осуществляются по грунтовым дорогам специального назначения. Передвижения пешеходов осуществляется по специально отведенным дорожкам, для безопасного перемещения работников по территории нижнего склада. На территории нижнего склада наблюдается захламленность, что повышает уровень пожароопасности. За электробезопасность на всех видах нижнескладских работ отвечают ответственные лица, имеющие допуск для проведения ремонтных и профилактических работ. 4.3 Противопожарные мероприятия Все работы на лесозаговительных и деревоперерабатывающих предприятиях должны проводится с соблюдением действующих требований и правил техники безопасности. На предприятии (в целом) должны быть установлены очистительные установки, пылеуловители, вентиляционные и фильтрующие системы. Необходимо также следить за своевременной уборкой рабочих мест и недопущение захламления территории предприятия. Вокруг производственных подразделений необходимо устроить зелёные зоны. 45

Для предотвращения травмирования людей движущимися элементами все станки и механизмы должны иметь ограждения, предохранительные, тормозные, блокировочные и сигнализирующие устройства. Для защиты людей от поражения электрическим током применяют такие защитные меры, как защитное заземление, зануление. Краны снабжают приборами безопасности, к ним относятся ограничители: грузоподъёмности, высоты подъёма груза, передвижения крана, противоугонные, тормозные устройства. А так же сигнализаторы: анемометры (указатели скорости ветра), звуковые сигнализаторы. Размещение электростанции или котельной должно быть произведено с учётом розы ветров. Проводить работу во время сильного ветра, пурги запрещается. Территория предприятия должна быть ограждена, благоустроена, освещена, а также иметь безопасные переходы, подъезды с твёрдым покрытием ко всем зданиям, сооружениям, складам, пожарным водоисточникам, как при нормальных условиях, так и в условиях заноса снегом, обледенения или затопления. Меры пожарной безопасности нижнего склада сводятся главным образом к правильной планировке, т. е. расположению группы штабелей и кварталов с соответствующими разрывами между соседними зданиями и сооружениями и к соблюдению строгого противопожарного режима. Территорию склада необходимо содержать в чистоте, систематически очищать от сухой травы коры, щепы и других отходов. Если на территории склада в течении долгого времени скопилось много отходов, которые удалить практически невозможно, нужно разровнять и засыпать их слоем песка, земли, шлака. Курение, разведение костров, огнеопасные работы на территории склада категорически запрещаются, о чём должны сообщать соответствующие вывешенные четкие надписи. В летний, жаркий день территорию склада поливают водой. Склады должны обеспечиваться средствами пожаротушения: огнетушителями, чанами с водой, устанавливаемыми через определённое расстояние. Склад должен иметь противопожарную сигнализацию, непосредственно связывающую склад с пожарной командой, а также необходимо наличие противопожарного водоёма. 4.4 Экологичность проекта 4.4.1 Фоновое состояние объекта На нижнем складе ГУП «Новоканский ЛПХ» наблюдается наибольшее загрязнение. На территории расположены: административные здания, корпус лесопильного производства, котельная, гаражи, складские площадки и помещения. Источниками загрязнения атмосферного воздуха на предприятии являются: котельная, склад ГСМ, автотранспорт. 46

Котельная выбрасывает тепло и пар, используемый для отопления и горячего водоснабжения производственных и административных зданий, а так же для технических целей. Источниками выделений загрязняющих веществ являются паровые котлоагрегаты. От котельной в атмосферу выбрасываются следующие вредные вещества: оксид углерода, диоксид серы, оксид азота, неорганическая пыль. От лесопильных и шпалорезных станков идут опилки и древесная пыль. Так же выброс вредных веществ производится при заточке режущего инструмента. В общем по предприятию видно, что сильная загазованность, выбросы вредных веществ в атмосферу сильно влияют на экологическую обстановку. 4.4.2 Эколого-экономическая оценка В целом по нижнему складу технологический процесс производится электрическим и гидравлическим оборудованием, где не выделяются вредные отработанные газы. Склад хранения ГСМ находится на ограждённой, подготовленной территории. Опилки при выходе из цехов предлагается ссыпать в бункера. Введение соблюдения стандартов предельно допустимых выбросов позволит вести контроль за загрязнением. Значение предельно допустимых выбросов определяется для каждого источника выбросов. Для обеспечения воспроизводства природных ресурсов и их рационального использования, используется ряд нормативов, таких как: норма зелёных зон; норматив эксплуатации природных ресурсов. В данной работе предусматриваются следующие мероприятия по охране окружающей среды: - усилить контроль в области природопользования; - привлекать рабочих к охране природы, усилить воспитательную работу среди рабочих в области охраны природы путем проведения собраний; - не устраивать свалок в лесу, а по возможности комплексно использовать заготовленную древесину; - для предотвращения загрязнения рек запретить смыв отработанных ГСМ на землю; - мойку механизмов производить на специально оборудованных участках. При сохранении окружающей среды экологическая безопасность и стабильность развития должны стать более приоритетными критериями прогресса нежели экономический рост, прибыль и план. Все предлагаемые методы будут эффективны при наличии материальной базы предприятия. На нижнем складе по проектируемой технологии принято более экономичное и комплексное использование древесины. То есть, принято лесопильное производство с переработкой отходов на технологическую щепу. При применении ленточного станка снижается процент отходов. Предложенное технологическое решение позволит снизить себестоимость продукции, а так же сохранить экологическое значение лесов. 47

4.4.3 Альтернативность проектных решений Система планирования и управления транспортно- технологическим процессом предназначена для определения оптимального плана перевозок внутри лесозаготовительного предприятия, контроля работы транспорта, загрузки складских мощностей и оптимизации работы транспорта относительно потребительского портфеля заказов и плана рубок в выбранный период времени. В данной работе для вывозки сортиментов используется автопоезд Урал-ИВЕКО + МП 898500-0000010. Это обосновано тем, что в результате проведенного анализа, по сравнительной характеристике, среди конкурирующих автопоездов марок КрАЗ, КамАЗ, МАЗ и Урал, представленный автопоезд является наиболее эффективным, как с технологической, так и с экономической точки зрения. В качестве альтернативы рассмотрим вывозку сортиментов, используя автолесовоз КамАЗ -53212. В результате произведенных расчетов данный автолесовоз экономически не выгоден. Хотя по техническим параметрам расход топлива меньше, но с учетом равнозначного объема вывозимого леса из - за малой нагрузки на рейс значительно увеличивается рабочее количество машин и расход ГСМ и соответственно общий пробег. Поэтому предпочтение отдаем автопоезду Урал-ИВЕКО 633-920+ МП 898500-0000010 без гидроманипулятора. 48

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Управление лесотранспортным процессом, как и всяким другим производством, включает в себя решение вопросов перспективного планирования и управления. Лесотранспортные системы являются логистическими системами и обладают всеми характерными для них свойствами. Подход к управлению в лесотранспортных системах состоит в сквозном управлении материальными потоками, которые образуются в результате транспортировки, складирования и выполнения других материальных операций с лесным сырьем, полуфабрикатами и готовыми изделиями – начиная с первичного источника сырья вплоть до конечного потребителя. Современное состояние предприятий лесопромышленного комплекса требует углубления теоретических исследований и, прежде всего, разработки новых подходов к планированию через создание новых моделей перевозочного процесса с учетом специфики развития отрасли в условиях рынка, что делает актуальной тему дипломного исследования. По результатам настоящего исследования сделаны следующие выводы: - на базе вышеизложенного, выявлено, что транспортно-технологический процесс является логистической системой, при его моделировании необходимо применение системного подхода, который предполагает: согласование ритмов работы отправителей и получателей; учет маркетинговых исследований; учет временных и стоимостных характеристик элементов товародвижения; сокращение запасов готовой продукции; - на базе произведенного исследования разработана эффективная модель транспортно-технологического процесса с учетом динамической составляющей, сокращающая транспортные затраты в заданных условиях работы, в которой учтены: динамичность и размер рынка, прибыль и затраты участников цепи поставок, как единой системы, где транспорт является важным связующим звеном. На базе произведенных в дипломном исследовании экспериментальных данных эффективности разработанной модели можно сделать следующие выводы: 1. Предлагаемая постановка ДТЗЗ обеспечивает минимизацию транспортных расходов при реализации лесного сырья для участников системы «поставщик - транспорт - потребитель», учитывает динамику производства и потребления, движение запасов у потребителя и поставщика, затраты на производство, реализацию продукции и динамично реагирует на потребности рынка. 2. Применение математического аппарата ДТЗЗ минимизации транспортной составляющей позволяет определить оптимальное при заданных моментах и объемах спроса распределение объемов производств и оптимальный план перевозок, моменты рассогласования производственных программ спроса и предложения. 49

3. Применение ДТЗЗ минимизации транспортной составляющей для условий открытой задачи дает возможность нахождения динамики моментов производства, требующих первоочередного, сокращения или увеличения производственной программы. 4. Применение ДТЗЗ минимизации транспортной составляющей в условиях влияния рисков позволяет прогнозировать выручку предприятий поставщиков лесного сырья и затраты предприятий потребителей лесоматериалов для рассматриваемых условий. 5. Данная модель может быть использована для поквартального и помесячного планирования процесса поставок лесного сырья. Технологическая эффективность данной модели заключается в оптимизации ТТП посредством выявления моментов скопления на складах нереализованного объема сырья и моментов недостатка необходимого вида лесного продукта. Модель дает возможность предупреждения технологических несостыковок при поставках лесного сырья. 50

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. ГОСТ 12.0.002-2014 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Термины и определения (с Изменением N 1) [текст]. – ИПК Издательство стандартов. М., 2014. – 15с. 2. Федеральный Закон «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» (в ред. Федерального закона от 30.12.2008 N 309-ФЗ) [электронный ресурс]. – Консультант плюс. http://www.consultant.ru 3. Бахшиян Б.Ц. Решение задачи L-оптимального планирования эксперимента при помощи скелетного алгоритма / Б.Ц. Бахшиян, А.В. Горяинов // Автомат.ителемех., 2010 - № 4, 3–с.15 4. Гаджинский А. М. Логистика: учебник для высших учебных заведений по направлению подготовки "Экономика" / А. М. Гаджинский. – М.: Дашков и Кº, 2013. – 420 с. 5. Голубчик А. М. Транспортно-экспедиторский бизнес: создание, становление, управление / А. М. Голубчик. – М.: ТрансЛит, 2011. – 317 с. 6. Еналеева-Бандура И.М. Моделирование интегрированных логических сетей с учетом стохастической составляющей / И.М. Еналеева-Бандура [и д.р.] Вестник КрасГАУ.- 2013.- №11 (86).-с. 67-71. 7. Еналеева-Бандура И.М. Построение опорного плана перевозок методом относительной оборачиваемости / И.М. Еналеева-Бандура // Известия вузов. Лесной журнал. - 2011. - № 4. - с. 46-49 8. Еналеева-Бандура И.М. Построение опорного плана перевозок методом маркетинга/ И.М. Еналеева-Бандура // Вестник КрасГАУ. - 2011. - № 11. - с. 14-16 9. Еналеева-Бандура И.М. Построение опорного плана перевозок методом изначальной оптимизации/ И.М. Еналеева-Бандура // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. - 2011. - № 11(34). - с. 49-52 10. Еналеева-Бандура И.М. Разработка транспортно – логистической схемы доставки древесины на лесоперерабатывающие предприятия / И.М. Еналеева-Бандура, В.А. Декина, Г.Л. // Сборник статей по итогам Всероссийской научно-практической конференции 15-16 мая 2008 года- том №1. - С. 263. 11. Еналеева-Бандура И.М. Транспортная задача линейного программирования / И.М. Еналеева-Бандура, К.В. Чмыкова, Д.А Назаров // Сборник статей по материалам региональной конференции 12 октября 2010 годавып. №2. - С. 115. 12. Еналеева-Бандура И.М. Решение транспортной задачи с построением опорного решения по способу минимальной стоимости методом потенциалов / И.М. Еналеева-Бандура, К.В. Чмыкова, Д.А Назаров // Сборник статей по материалам региональной конференции 12 октября 2010 года-вып. №2. - С. 117. 13. Еналеева-Бандура И.М. Управление транспортными затратами. Функции управления. Организация и учет затрат/ И.М. Еналеева-Бандура, К.В. 51

Чмыкова, Д.А Назаров // Сборник статей по материалам региональной конференции 12 октября 2010 года-вып. №2. - С. 123. 14. Карякин А.А. К определению запасов древесины в ЛПК Архангельской области / А.А.Карякин // Лесн. журн. 2008. - № 5- с.51-53 15. Командина Л.В. Задачи на графах и сетях: Метод.рекомендации для студ. спец. "Прикладная математика" / Л.В. Командина. - 2010.- 15с. 16. Кобалинский М.В. Формирование и выбор управленческих решений в интегрированных структурах лесопромышленного комплекса / М.В. Кобалинский // дис. канд. эконом. наук. - Красноярск - 2006.- с.42-63 17. Лукинский B.С., Модели и методы теории логистики: учебник / В.С. Лукинский - СПб.: Питер. 2008.- 448с. 18. Регионы России / Стат. сборник Том 2. // Госкомстат России.- М.,2015.с.142 19. Россия в цифрах / Кратк.стат.сб. // Госкомстат России. - М., 2015. – 396с. 20. Салминен Э.О. Лесопромышленная логистика: учеб.пособие / Э.О. Салминен, А.А. Борозна, Н.А. Тюрин. - СПб.: ЛТА, 2010. - с. 12021. Сараев Л.А. Стохастическая транспортная задача / Л.А. Сараев, И.А. Бородинова // Вестник СГУ, №7, 2010.-с.81 22. Серая О.В. Технология решения нечетких нелинейных многоиндексных транспортных задач / О.В. Серая, О.И. Дунаевская // Информационные технологии: наука, техника, технология, образование, здоровье: тезисы докладов ХIХ международной научно – практической конференции. – Харьков. – 2011 – с. 364. 23. Серая О.В. Нечеткая нелинейная транспортная задача / О.В. Серая, О.И. Дунаевская // Veda a vznik - 2012/2013: Materialy IX mezinarodnivedecko – prakticka konference. - Praha. – Publishing House "Educationand Science" s.r.o. 2012/2013. - с. 20-23. 24. Юдин Д.Б. Задачи линейного программирования транспортного типа / Д.Б. Юдин, Е.Г. Гольштейн. – М.: ЛИБРОКОМ, 2010. – 184с. 25. Юдин Д.Б. Линейное программирование. Теория, методы и приложения. / Д.Б. Юдин, Е.Г. Гольштейн. – М.: Красанд, 2012. – 424с. 26. Юдин Д.Б. Математические методы управления в условиях неполной информации. Задачи и методы стохастического программирования / Д.Б. Юдин. – М.: Красанд, 2010. - 400с. 27. Юдин Д.Б. Экстремальные модели в экономике. / Д. Б. Юдин, А. Д. Юдин. – Монография. - Издание второе, дополненное. – М.: Либроком, 2010. 312с. 52

Рецензии:

Авторизуйтесь, чтобы добавить рецензию

- у работы пока нет рецензий -

Отзывы:

Авторизуйтесь, чтобы оставить отзыв