Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ, состояние вопроса, цели и задачи исследования
1.1. Анализ исследований в области транспортного обслуживания производственных предприятий 13
1.2. Применение имитационного моделирования в процессах организации грузовых автоперевозок 23
1.3. Формализованное описание процесса грузовых автоперевозок 28
1.4. Формулирование цели и задач исследования 34
Выводы по разделу 37
2. Обоснование методики совершенствования организации грузовых автоперевозок при обслуживании технологических маршрутов 39
2.1. Описание транспортного цикла обслуживания технологических маршрутов грузовым автомобильным транспортом 39
2.2. Ограничения задачи 48
2.3. Производственные и технологические условия обслуживания технологических маршрутов 53
2.4. Экспертное исследование циклов транспортного обслуживания 64
Выводы по разделу 68
3. Моделирование процесса транспортного обслуживания технологических маршрутов 70
3.1. Исходные условия задачи 70
3.2. Детерминированная модель определения времени простоя
3.2.1. Модель с одним бункером загрузки 73
3.2.2. Модель с несколькими бункерами погрузки 79
3.3. Проведение экспериментальных исследований 82
3.4. Учет случайного характера параметров задачи выбора рационального парка
3.5. Имитационная модель управления обслуживанием технологического маршрута группой автомобилей 95
Выводы по разделу 102
4. Практическая реализация результатов исследования на специализированном автопредприятии 104
4.1. Состояние грузовых автоперевозок на автопредприятии 104
4.2. Результаты имитационных исследований 109
4.3. Применение разработанного программного обеспечения в информационной среде автопредприятия 113
Выводы по разделу 125
Список литературы
- Формализованное описание процесса грузовых автоперевозок
- Производственные и технологические условия обслуживания технологических маршрутов
- Детерминированная модель определения времени простоя
- Результаты имитационных исследований
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Перевозка грузов автомобильным
транспортом в системе непрерывных производств осуществляется в
изменяющихся условиях внешней среды и связана со случайными процессами,
возникающими при обслуживании технологических маршрутов (изменяющиеся
погодные условия, техническое состояние транспортных средств, режимы
работы погрузочных бункеров, состояние разгрузочных площадок, физико-
биологические особенности работы водителей на маршруте), вследствие чего в
циклах транспортного обслуживания возникает ненормируемое время. Поэтому
совершенствование организации автомобильных грузоперевозок на
технологических маршрутах непрерывных производств путем учета
ненормированного времени, созданию имитационной модели и разработки методики расчета необходимого количества автомобилей для данных условий является актуальной задачей.
Степень разработанности темы. В работах А.В. Вельможина, В.В. Зырянова, Л.Б Миротина, А.И. Воркута, В.К. Доли, В.А. Ульшина, Э.В. Нагорного, Г.И. Нечаева, А.А. Малыханова, А.П. Калиниченко, В.П. Закарюкина, А.В. Крюкова, Н.В. Раевского, Д.А. Яковлева, Д.Н. Рославцева, М.М. Ламбуцкого, А.А. Чеботаева, М.А. Нефедова, К.Г. Ковцура рассмотрены вопросы организации грузовых автомобильных перевозок в различных производственных системах.
Вопросы эксплуатации грузового автомобильного транспорта, выбора парка подвижного состава, эффективности грузовых автомобильных перевозок рассмотрены в работах О.Ю. Матанцевой, И.М. Рябова, Д.В. Гудкова, Л.А. Бронштейна, В.С. Наумова, А.П. Кравченко, В.В. Луговенко, С.М. Мочалина, М.А. Сигитовой, В.М. Кургановой, Ю.А. Лончакова, А.А. Казанцева.
Анализ работ показал, что основными направлениями совершенствования
организации грузовых автоперевозок являются определение рациональной
структуры парка подвижного состава, выявление закономерностей совместной
работы разных видов транспорта и объектов транспортного процесса,
установление оптимальных с экономической точки зрения расстояний
автоперевозок и количества перегрузочных пунктов, оптимальное
распределение грузопотоков автотранспорта и обоснование форм технического обслуживания и ремонта погрузочно-транспортных комплексов. При этом в работах существует ряд недостатков:
– не учитывается ненормируемое время в циклах транспортного обслуживания погрузочно-разгрузочных объектов непрерывных производств;
– существующие имитационные модели не учитывают специфику работы погрузочных объектов технологических маршрутов непрерывных производств;
– методика расчета парка подвижного состава, принятая на
автопредприятиях, не обеспечивает достаточную эффективность
автомобильного производства.
Цель и задачи исследования.
Целью работы является совершенствование организации автомобильных грузовых перевозок на технологических маршрутах при обслуживании
непрерывных производств учетом ненормируемого времени простоя под погрузкой и технологического останова грузового автотранспорта.
Задачи исследования. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
-
Проанализировать существующие модели и методы управления грузоперевозками с целью совершенствования организации управления грузовыми автоперевозками на технологических маршрутах непрерывных производств;
-
Исследовать процессы транспортного обслуживания технологических маршрутов для получения и определить закономерности изменения ненормируемого времени простоя под погрузкой и времени технологических остановов грузового автотранспорта;
-
Установить закономерности возникновения очереди под погрузочными бункерами технологических маршрутов и разработать математические модели выбора рационального парка грузовых автомобилей с учетом вероятностной составляющей параметров цикла транспортного обслуживания и специфики работы грузового автотранспорта;
-
Усовершенствовать имитационную модель управления обслуживанием технологических маршрутов непрерывных производств с учетом параметров циклов транспортного обслуживания;
-
Разработать метод и методику расчета количества и типа грузовых автомобилей, учитывающую ненормируемое время циклов транспортного обслуживания.
Предметом исследования являются закономерности влияния
ненормируемого времени циклов транспортного обслуживания на
организацию управления автомобильными грузоперевозками на технологических маршрутах непрерывных производств.
Объектом исследования является процесс управления грузовым автотранспортом специализированного автопредприятия на технологических маршрутах предприятий с непрерывным производственным циклом.
Научная новизна полученных результатов
впервые предложено учитывать ненормируемое время в циклах транспортного обслуживания технологических маршрутов, связанное со случайным характером незапланированных простоев под погрузкой и технологических остановов при движении грузового автотранспорта между объектами погрузки и разгрузки, что позволило повысить точность расчета необходимого количества грузовых автомобилей определенного типа;
разработаны математические модели выбора парка грузовых автомобилей (модель с одним погрузочным бункером, модель с несколькими погрузочными бункерами, модель определения длины очереди и модель, учитывающая случайный характер параметров) с использованием теории массового обслуживания и основанные на распределении случайных значений времени погрузки, разгрузки, движения с грузом и без груза, технологических остановов, незапланированных простоев под погрузкой, что позволило установить закономерности возникновения очереди грузовых автомобилей на погрузочных бункерах технологических маршрутов и выбирать рациональный парк грузовых автомобилей, обслуживающих погрузочные объекты непрерывных производств;
- усовершенствована имитационная модель управления обслуживанием технологических маршрутов, которая в отличие от существующих, учитывает параметры циклов транспортного обслуживания (интенсивность заполнения бункеров, среднее время погрузки автомобилей, интенсивность возникновения ненормируемого времени, коэффициент простоя и ремонта), что дает возможность минимизировать время обслуживания маршрутов грузовым автомобильным транспортом.
Теоретическая и практическая значимость работы. Использование разработанных моделей позволяет повысить точность расчета необходимого количества автомобилей определенного типа и минимизировать время циклов транспортного обслуживания, в результате чего снижаются эксплуатационные расходы специализированного автопредприятия при транспортном обслуживании непрерывных производств (переменные эксплуатационные расходы на 4%, постоянные эксплуатационные расходы на 7%).
Использование имитационной модели и разработанного программного обеспечения позволяет рационализировать парк грузовых автомобилей специализированных автопредприятий различного уровня, обслуживающих объекты непрерывных производств, к которым относятся предприятия угольной, химической, металлургической и строительной отраслей. Это позволяет использовать результаты диссертационной работы при проектировании новых и модернизации существующих автотранспортных производств.
Реализованное программное обеспечение «MSTR», системы управления базой данных «Avtoperevozki» и базы знаний на основе усовершенствованного алгоритма имитационной модели, позволяет выполнять часть функций специалистов-экспертов (диспетчеров автопредприятия) при решении проблемных ситуаций, связанных с принятием решения при возникновении критических ситуаций на погрузочных бункерах и движение грузового автотранспорта на технологических маршрутах.
На основании усовершенствованной методики расчета количества и типа грузовых автомобилей обеспечена минимизация времени незапланированных простоев грузового автотранспорта на технологических маршрутах и непрерывность технологических процессов.
Использование научных результатов диссертационной работы позволяет сократить длительность циклов транспортного обслуживания на 7-8%, сократить время простоя в очереди на 27%, и снизить количество грузовых автомобилей на технологических маршрутах с одним нагрузочным бункером на 7-9% и с несколькими погрузочными бункерами на 10 -11% от состава парка грузовых автомобилей.
Результаты работы внедрены на автотранспортных предприятиях ООО «ТК Уголь» г. Краснодон и ПАО «Автобаза Свердловшахтобуд» г. Свердловск, что подтверждается соответствующим актом внедрения от 14.02.2013 г. и справкой об использовании результатов работы от 17.02.2013 г.
Методы исследования. При исследованиях структуры и элементов перевозочного процесса использованы методы системного анализа и исследования операций, методы теории вероятностей, математической
статистики и математического моделирования. Для определения законов
распределения параметров циклов транспортного обслуживания
использовались методы математической статистики. Для определения временных режимов грузовых автоперевозок на технологических маршрутах используется методы теории массового обслуживания. Планирование эксперимента проводилось на основании положения теории рационального эксперимента, постановка эксперимента осуществляется при помощи имитационного моделирования процессов обслуживания технологических маршрутов грузовым автомобильным транспортом.
Положения, выносимые на защиту:
– результаты экспертного анализа временных параметров циклов
транспортного обслуживания погрузочных бункеров технологических
маршрутов, с целью получения возможных разбросов значений временных параметров;
– результаты теоретического обоснования ограничений задачи
определения количества и типа транспортных средств на технологических маршрутах и математическая модель выбора рационального парка подвижного состава;
результаты исследования циклов транспортного обслуживания технологических маршрутов непрерывного производства и математическая модель учитывающая случайную составляющую временных параметров циклов транспортного обслуживания;
имитационная модель управления обслуживанием технологических маршрутов, учитывающая параметры циклов транспортного обслуживания (интенсивность заполнения бункеров, среднее время погрузки автомобилей, интенсивность возникновения ненормируемого времени, коэффициент простоя и ремонта);
– результаты исследования на имитационной модели управления обслуживанием технологических маршрутов непрерывных производств;
усовершенствованная методика расчета количества и типа грузовых автомобилей, обеспечивающая минимизацию времени незапланированных простоев грузового автотранспорта на технологических маршрутах и непрерывность технологических процессов.
результаты апробации предложенной методики расчета количества и типа грузовых автомобилей для обслуживания технологических маршрутов непрерывных производств.
Степень достоверности и апробация результатов.
Достоверность полученных результатов обеспечивается корректностью использования математического аппарата, основанного на общепризнанных теориях вероятности, системного анализа, математической статистики и массового обслуживания, теоретических и экспериментальных результатов, полученных на основе методов математического планирования экспериментов и обработки результатов опытов. Полученная экспериментальная зависимость верно описывает реальные процессы выбора рационального парка грузовых автомобилей, что подтверждается проведением эксперимента с применением
имитационного моделирования процессов обслуживания технологических маршрутов грузовым автомобильным транспортом.
Основные положения и результаты диссертационной работы
докладывались на научно-технических конференциях и семинарах
профессорско-преподавательского состава на LXVI научной конференции
профессорско-преподавательского состава аспирантов, студентов и
структурных подразделений Национального транспортного университета
(Киев, 2010 – 2012 г.); на VIII-IX международной научно-практической
конференции «Наука образованию, производству, экономике» Белорусского
НТУ (Минск, 2010 – 2011 г.); на I – IV международной научно-практической
конференции «Проблемы развития транспортных систем и логистики» (ВНУ
им. В. Даля, Луганськ, 2010 – 2014 г.); ІІІ-V международной научно-
практической конференции «Логістика промислових регіонів» Донецкой
академии автомобильного транспорта (Донецк, 2011 – 2013 г.), на ІІІ
Международной научно-практической конференции «Проблеми розвитку
економіки підприємства: погляд молоді» Харьковского национального
автомобильно-дорожного университета (Харьков, 2011 г.); на XVII научно-
технической конференции с международным участием «Транспорт, экология
устойчиво развитие» (Варна, Болгария, 2011г.); на международной научно-
практической конференции «Науково-прикладні аспекти автомобільної і
транспортно-дорожньої галузей» Луцького національного технического
университета, (Луцьк, 2012 г.); на XV международной научно-практической
конференции «Автомобильный транспорт: проблемы и перспективы»
(Севастополь, 2012 г.); VIII международной заочной научно-технической
конференции «Проблемы автомобильно-дорожного комплекса России.
Эксплуатация и развитие автомобильного транспорта» (ПГУАС,
Пенза, 2012 г.).
По теме диссертации опубликовано 20 работ, в том числе 2 – в изданиях
входящих в «Перечень рецензируемых российских научных журналов»,
рекомендованных Минобрнауки России, 18 – в зарубежных изданиях; два
свидетельства о регистрации авторского права на произведение
Государственной службы интеллектуальной собственности Украины.
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 147 использованных источников, 8 приложений. Работа включает 161 страницу основного текста, 21 таблицу и 34 рисунка.
Формализованное описание процесса грузовых автоперевозок
В условиях современного производства автомобильный транспорт играет значительную роль, которая выражается в обеспечении непрерывности производственных процессов. При интенсивном использовании подвижного состава автопредприятия, обеспечивающего непрерывное транспортное обслуживание промышленных объектов, большое значение приобретает организация транспортных процессов, в понятие которой входит рациональное использование парка грузовых автомобилей, снижение транспортных расходов, повышение эффективности управления автомобильными грузоперевозками [1-3]. Не исключением является угледобывающие и углеперерабатывающие промышленные предприятия, на которых технологические процессы связаны с непрерывными технологическими циклами добычи и обогащения угля.
При организации грузовых автоперевозок необходимо обеспечить эффективное и планомерное использование экономических, материальных и трудовых ресурсов автопредприятия. Организация автомобильных грузовых перевозок происходит по следующим этапам [1, 2]:
В организацию перевозок входят также процедуры планирования, оперативного и тактического управления, учета и контроля, установления порядка документооборота, расчетов за перевозки. При управлении автотранспортным производством выделяют основные составляющие: систему управления автотранспортным производством, процесс управления автотранспортным производством и механизм управления автотранспортным производством. При этом организация грузоперевозок должна обеспечивать системный подход на всех уровнях управления; функциональный подход в управлении производством и комплексный подход, обеспечивающий линейность управления автотранспортным производством с применением современных информационных технологий, структурная схема которой представлена рисунком 1.1 [3, 4]:
Аппарат управления представляет собой совокупность взаимодействующих подразделений автотранспортного предприятия (дирекция, планово-экономический отдел, отдел эксплуатации, технический отдел, отдел бухгалтерии, отдел снабжения) осуществляющих следующие функции управления: -планирование (стратегическое, тактическое, оперативное планирование); -учет состояний объекта управления в результате выполнения хозяйственных процессов; - контроль отклонение учетных данных от плановых целей и нормативов; - оперативное управление; -анализ состояния предприятия и резервов, которые учитываются при планировании на следующий временной период.
Информационная система управления (ИСУ) представляет собой совокупность организационных, технических, программных и информационных средств, объединенных в единую систему с целью сбора, хранения, обработки и выдачи необходимой информации, предназначенной для выполнения функций управления [5, 6]. ИСУ связывает объект и систему управления между собой и с внешней средой через информационные потоки: ИП 1 - поток нормативной информации, создаваемый государственными учреждениями в части законодательства и информация о конъюнктуре рынка; ИП2 - отчетная финансовая информация в государственные органы, инвесторам, кредиторам, потребителям; маркетинговая информация потенциальным потребителям; ИПЗ - совокупность плановой, нормативной и распорядительной информации для осуществления хозяйственных процессов; ИП 4 - учетная информация о состоянии автотранспортного производства в результате выполнения хозяйственных процессов. В процессе управления с применением автоматизированных систем решаются две задачи: тактическая и стратегическая, обеспечивающие развитие и совершенствование автопредприятия на среднесрочные и долговременные периоды [7, 8]. Система управления автотранспортным производством основывается на использовании современных механизмов управления [9, 10], разновидности которых позволяют добиться высокой эффективности и качества на рынке транспортных услуг. На сегодняшний день рассматриваются линейные, функциональные, смешанные, целевые и аутсорсинговые механизмы управления, каждый из которых эффективен в конкретной области применения транспорта [11].
Большинство факторов, зависящих от деятельности автопредприятия находят свое отражение в улучшении технико-эксплуатационных показателей использования подвижного состава, которые в большей или меньшей мере оказывают влияние на повышение его производительности и снижение себестоимости перевозок [12]. По степени влияния на себестоимость перевозок технико-эксплуатационные показатели использования подвижного состава подразделяют на две группы [13] (рис. 1.2).
Производственные и технологические условия обслуживания технологических маршрутов
В зависимости от соотношения времен tz(g), tv(g), tez и te6z, как перед пунктом загрузки, так и перед пунктом выгрузки может образовываться очередь. Время простоя в очереди может оказаться величиной, существенно влияющей на общее время пребывания автомобиля на маршруте, и, следовательно, влияющей на выполнение договорных обязательств [122]. Значит, для полноты рассмотрения в левую часть неравенства (3.1) необходимо ввести еще одно время - время простоя в очереди. Поскольку наличие очереди является нежелательным фактором работы АТП, необходимо найти условия, обеспечивающие быстрое убывание очереди в течение одной смены работы.
Рассмотрим сначала модель с одним бункером загрузки и будем считать, что система загрузки работает по принципу «первый приехал - первый обслужился», т.е. система обслуживает автомобили в порядке естественно образующейся очереди.
Первый загруженный автомобиль возвращается к пункту загрузки через время t (g) +1 +1 б . За это время успели загрузиться п tz(g) автомобилей. Здесь [JC] обозначает округление числа х до ближайшего целого числа в меньшую сторону. Значит, время простоя первого автомобиля складывается из времени загрузки оставшихся еще не загруженными (п-п -1) автомобилей (поскольку загруженными уже являются первый автомобиль и п автомобилей загруженных за время движения первого автомобиля по маршруту) и времени дозагрузки автомобиля, уже находящегося под загрузкой.
Если перед пунктом разгрузки не образуется очереди, т.е., если tz(g) + te2 tv(g), то второй загруженный автомобиль также возвращается к пункту загрузки через время tv(g) + te&+te2. Иначе, второй автомобиль возвращается к пункту загрузки через время, равное tv(g) + tes +te& плюс время ожидания в очереди tv(g)z(g)es, т.е. второй автомобиль возвращается к пункту загрузки через время 2tv(g)z(g) + te6s. Очередь перед вторым автомобилем определяется следующим образом. С момента загрузки первого автомобиля прошло время, равное либо 2(tv(g) + tes +te6z), если перед пунктом разгрузки нет очереди, либо равное
Тогда число автомобилей, загруженных к моменту возвращения второго автомобиля к пункту загрузки можно записать как п = v —-—— L K(g) Длина очереди перед вторым автомобилем равна п - т\ -1, поскольку с момента начала работы в очереди добавился первый автомобиль, а загруженными уже являются первый, второй и п\ автомобилей. Время ожидания второго автомобиля выражается как
Если время ожидания второго автомобиля больше времени ожидания первого t02 t01, то, рассматривая третий автомобиль как следующий по отношению ко второму, получим, что время ожидания третьего автомобиля больше времени ожидания второго t03 t02. Аналогичным образом придем к неравенствам _1 ... t02 t01, т.е. время ожидания будет нарастать. Подобная ситуация экономически невыгодна и потому предприятие должно избегать ее возникновения. Условие, при котором очередь не возрастает, t02 t01, записывается следующим образом (2п -2t\)tz(g) + K(g) + Кг + Кбг + 2т 0. Поскольку х-1 [х] х, то из определения величин п и п следует, что n%(g) tv(g) + tes +ґебг и t2(g) 2(tv(g) + tes+te6s) + T2(g). Значит, предыдущее неравенство будет выполнено, если будет выполняться неравенство
Анализ ситуации на пункте разгрузки показывает, что если ТФ0, то время простоя третьего автомобиля перед пунктом разгрузки будет больше т, т.е. очередь перед пунктом разгрузки будет нарастать. Следовательно, необходимо требовать, чтобы выполнялось условие г = 0 отсутствия очереди перед пунктом разгрузки, которое имеет вид tv(g) - tes - tz(g) 0.
Если выполнено второе условие, то длина очереди перед к-тым возвратившимся к пункту загрузки автомобилем выражается как п-пк-1, где Если к п, величина t\ представляет собой время ожидания к-го автомобиля после первого цикла. Если п к 2п, тогда t\ - время ожидания после второго цикла. Т.е. ґ0и+1 - время ожидания первого автомобиля после второго цикла, +2, +3,..., и - аналогичные времена для второго, третьего и, наконец, /7-го автомобиля. Если 2п к 3п, тогда t\ - времена ожидания после третьего цикла транспортного обслуживания и т.д.
Детерминированная модель определения времени простоя
Как видно из данных табл. 4.10 самый высокий тариф имеет автосамосвал КрАЗ 6510, а самый малый показатель – у автомобиля ЗИЛ 130. Но на автопредприятии на технологических маршрутах используются только КрАЗ 6510 в виду его спецификации (карьерный самосвал малой грузоподъемности). В виду этого в целях снижения транспортных расходов решается задача выбора рационального парка самосвальных автомобилей. Применяя разработанные методики и модели удается оперативно определять рациональный тип транспорта на маршрутах с наименьшими транспортными расходами.
Например, для обслуживания технологического маршрута «ЦОФ Самсоновская» используется 14 автосамосвалов КрАЗ 6510, часть из которых периодически простаивает по определенным технических причинам. Общий пробег за 30 рабочих дней для одной автомашины в среднем составляет 5280 км, а для 14 автосамосвалов - 73920 км. в среднем. Соответственно транспортные расходы при обслуживании данного технологического маршрута выбранным типом транспортных средств составит 294201,6 грн. На основе проведенного хронометража транспортных циклов обслуживания выявлен случайный характер времени загрузки автомобилей tz(g), связанный с работой погрузочного бункера. При средней производительность конвейера на породной цепочке РБ =550 тонн/час, УБ = 250 тонн. и ситуации, когда бункер не разгружается (отсутствуют автомобили под погрузкой), среднее время его полного заполнения составляет tп.загр. = 27,3 мин. Наблюдения показали, что в течении цикла транспортного обслуживания загруженность бункера при отсутствии очередей возле бункеров и своевременном прибытии автомобилей под погрузку составляет Ьср загр. = [50..Л50]тонн. [134]. Исследование показывает, что время ездки без груза в некоторых циклах транспортного обслуживания достигает значения тахебг =35,2мин. Это связано с возможными техническими неисправностями автомобилей и остановками по нерегламентируемым причинам. Анализ результатов показывает, что ситуация переполнения бункера может возникать практически в каждом цикле транспортного обслуживания [135]. Исходя из результатов обработки данных хронометража циклов транспортного обслуживания при наполнении бункера объемом УБ =250 тонн., с интенсивностью РБ =9,16 тонні мин. и tz(g) = 2,19, бункер полностью заполняется за tп.загр. = 21,3 мин., при отсутствии разгрузки.
На маршруте используются автосамосвалы малой грузоподъемности g = 13тонн, среднее время загрузки которых и = 2,\9мин. Соответственно интенсивность разгрузки бункера данным типом автомобилей составит іразгр. 7,5 тоннімин. При этом бункер может быть полностью разгружен за 33,3 мин. (при отсутствии поступления породы в бункер). Расчеты показывают, что в ситуации одновременного наполнения бункера и его равномерной разгрузки автомобилями на маршруте (при отсутствии очереди и своевременной подаче автомобилей под погрузку), бункер объемом VБ = 250 тонн полностью заполняется за 150,6 мин., при полном отсутствии породы в бункере вначале его загрузки. Но результаты исследования показывают, что при прибытии грузовых автомобилей под погрузку в начале первой и второй смены, бункер может быть частично или полностью заполнен. Эта ситуация связана с тем, что подающий конвейер осуществляет непрерывную подачу породы или продуктов обогащения в погрузочные бункеры в соответствии с условиями технологических процессов добычи или обогащения полезных ископаемых. Поэтому за время между сменами погрузочный бункер может быть частично или полностью заполнен, с большой вероятностью. Исследования ситуации на погрузочных бункерах, показывает, что разброс значений текущего объема погрузочных бункеров между сменами водителей составляет Утекбункера = (170,240 ) тонн. для периода 6-ти рабочих дней и среднее значение Vтек бункера = 28,2 тонн., при этом время фактической загрузки бункера t «17 мин., после чего бункер перегружается, и технологический процесс факт.загр. добычи или обогащения угля останавливается. Но при этом іег+и+ґебг+іпр = \8,9мин. и tебгmax= 35,2 мин. в циклах транспортного обслуживания для некоторых автомобилей. Это доказывает, что ситуация переполнения погрузочного бункера может произойти с большой вероятностью в любую рабочую смену, что влечет за собой необходимость использования резервного запаса автомобилей в парке. Но при этом увеличение количества автомобилей на маршруте может привести к возникновению очереди перед погрузочными бункерами.
Структура информационной системы управления и функции отдельных АРМов будут разными для различных типов АТП. Однако, вне зависимости от этого все рабочие места должны работать в рамках информационной сети АТП, с использованием общей базы данных. Основным элементом автоматизированной системы управления обслуживанием технологических маршрутов является программа «MSTR» (Managment of Service Technologic Route) [139] (см. приложение Д) .
Для реализации программы была выбрана программная среда Delphy 2000 – решение для разработки корпоративных приложений управляемой моделью (MDA). Выбранная программная среда позволяет интегрировать моделирование, разработку и развертывание приложений и систем электронного бизнеса для платформы Windows с возможностями перехода на платформу Microsoft.NET [140]. Delphi 2000 сокращает жизненный цикл разработки приложений и ускоряет процесс интеграции в существующие информационные системы управления [141]. Интерфейс программы «МSTR» был разработан исходя из специфики обслуживания технологических маршрутов грузовым автомобильным транспортом (рис. 4.7).
Автотранспортное предприятие обеспечивает перевозку породы, горной массы и продукции обогатительных фабрик по 9-ти маршрутам, каждый из которых представляет участок дороги с неоднородным покрытием (в основном грунт или порода) на одном конце которого расположен погрузочный бункер, а на другом – породный отвал или разгрузочная площадка обогатительной фабрики или железнодорожного узла [Ошибка! Источник ссылки не найден.].
При запуске появляется главное окно программы (рис. 4.7). В окне расположены элементы графического интерфейса программы, которые представлены кнопками вызова соответствующих имитационных модулей по каждому пункту существующих технологических маршрутов. Для удобства кнопки вызова модулей расположены на карте-схеме автомобильных дорог, по которым движется грузовой автомобильный транспорт. На фоновой карте-схеме также показано месторасположение автотранспортного предприятия. управления обслуживанием технологического маршрута открывается диалоговое окно процесса моделирования обслуживания погрузочных бункеров. Оно представляет собой экранную форму в которой организованы поля для ввода описанных выше исходных данных для моделирования, полей для вывода результатов работы модели поля состояния погрузочного бункера (рис. 4.8).
Результаты имитационных исследований
Анализируя данные табл. 4.11-4.13 можно сделать вывод, что оптимальным является использование автомобилей КрАЗ-6510 в количестве 3-х единиц в течении рабочей смены, т.к. время простоя TQ и коэффициент простоя KTQ - минимальный, по сравнению с другими случаями. В случае использования автомобилей с меньшей грузоподъемностью, автомобиль, который стоял в очереди первый «не успевает» вернуться на следующую погрузку (TQ[\] 0), что является недопустимой ситуацией ведущей к переполнению бункера.
При этом количество резервных автомобилей на маршруте рассчитывается по формуле исследований) tmsKзапазд = 35,2мин. и tег +tv+ tебг = 17,19мин. крез.авт. = 35 /17 19 = 2 047 2 резервных единицы. При использовании 3 автомобилей грузоподъемностью менее 8 тонн приводит к однозначному переполнению погрузочного бункера после первой же ездки. Использование автомобилей грузоподъемностью 13 тонн в количестве 10 единиц приводит к значительному простою подвижного состава на технологическом маршруте (по условиям эксперимента).
Выявлено, что при использовании 3 автомобилей грузоподъемностью менее 8 тонн ведет к однозначному переполнению погрузочного бункера после первой же ездки. Также в результате имитационного эксперимента определено, что использование автомобилей грузоподъемностью 13 тонн в количестве 10 единиц приводит к значительному простою подвижного состава на погрузке.
Использование программы «MSTR» дает возможность моделировать любую ситуацию на технологических маршрутах структурных подразделений угольного предприятия и получать множество значений суммарного времени нахождения в очереди, времени нахождения в очереди автомобилей, коєффициентов простоя и коэффициентов ремонта для группы автомобилей с заданной грузоподъемностью. Это делает возможным сотрудникам отдела эксплуатации правильно осуществлять подбор и расстановку подвижного состава по маршрутам для обеспечения наибольшей производительности.
Для автоматизации процесса управления грузовыми авто перевозками на автопредприятии создано специальное программное обеспечение, основным компонентом которого является база данных содержащая информацию о парке подвижного состава, работе подвижного состава на маршрутах, производительности подвижного состава [142]. Программный пакет «Avtoperevozki» включает в себя три основных программных компонента (приложение Ж): сервер баз данных Microsoft SQL Server 2008 Express; - пользовательские скрипт-программы языка С# выполняемые в среде .NET Framework; 119 оболочки интерфейса технологии ASP.NET.
Cервер баз данных создан для хранения данных по автомобильным грузовым перевозкам осуществляемых на предприятии. Эти данные включают в себя информацию по подвижному составу (учетная информация, технические характеристики, состояние), по парку подвижного состава (количество автомобилей находящихся в эксплуатации, хозяйстве, простое, ремонте), по процессу перевозок грузов (расстояние ездок, время в наряде, количество перевозимого груза).
Для реализации базы данных был выбран Microsoft SQL Server 2008 Express - свободная и многофункциональная база данных для разработки и запуска настольных, web и небольших серверных приложений. Microsoft SQL Server 2008 Express - это мощная и надежная система управления данными, обладающая рядом замечательных особенностей [143]. SQL Server 2008 Express предоставляет надежную защиту данных, расширенные возможности функционирования для программ-клиентов, легковесных веб-приложений и локальных хранилищ данных. SQL Server 2008 Express спроектирован для тесной интеграции с серверной инфраструктурой [144, 145].
Пользовательские скрипт-программы языка С# выполняемые в среде .NET Framework позволяют реализовать математические алгоритмы расчета параметров перевозочного процесса на автопредприятии. При разработке программного обеспечения был выбран язык программирования С# [146].
Интерфейс программного обеспечения создан на базе технологии ASP.NET. Язык Active Server Pages (ASP.NET) - это язык программирования сценариев от Microsoft [147]. Он тесно интегрирован в новую технологию NET компании Microsoft. Особенностью этого языка является возможность использовать любой язык программирования среды исполнения NET (Visual Basic.NET, C#, J#). В рамках одного приложения может быть использовано несколько языков, что позволяет объединять в одном проекте программистов, владеющих разными языками программирования. Это достоинство позволяет существенно расширить возможности разработанного программного обеспечения по расширению и интеграции с другими средами входящими в состав информационной среды предприятия [145-147]. Листинг программы приведен в приложении З.
Универсальность выбранной технологии позволила создать достаточно гибкую автоматизированную систему управления грузовыми автоперевозками, способную адаптироваться к изменениям оперативной ситуации перевозочного процесса.
Основное меню программы «Avtoperevozki» состоит из следующих пунктов: «Состояние парка подвижного состава», «Справочник по подвижному составу», «Парк подвижного состава», «Путевой лист», «Производительность» (рис. 4.9).
Каждый пункт предназначен для ввода данных в справочники или для вывода результатов расчета по основным показателям перевозочного процесса. Специфика построения программного обеспечения заключается в том, что это по сути сервер, который может использоваться удаленно под управлением протокола Internet - TCP/IP.
В пункте меню «Справочник по подвижному составу» вводиться информация по каждой единице подвижного состава автопредприятия с разделением по имеющимся автоколоннам. Описание единицы подвижного состава включает следующие поля (рис. 4.10):
Расчеты проводятся за определенный промежуток времени (месяц, квартал, год) по каждому автомобилю, для автоколонны и для всего парка подвижного состава с возможностью вывода на печать соответствующих результатов. Методика расчета описана в разделе 2 с учетом специфики деятельности данного АТП. Пункт меню «Журнал отчета по путевым листам» позволяет визуально оценивать качество перевозок АТП по рассчитываемым параметрам за месяц, квартал или год. В программе реализована функция формирования отчетов с возможностью интеграции в офисные приложения. Использование разработанного программного пакета, дает возможность автоматизировать работу планово-экономического отдела и отдела эксплуатации АТП. Листинги разработанного программного обеспечения представлены в приложении И.