Повышение эффективности управления транспортными системами на основе логистических процессов

Актуальность темы

исследования. Транспортная система нашей страны находится в фазе подъема. Оживление экономики вызвало рост спроса на транспортные услуги. Согласно прогнозам, спрос на транспортные услуги будет расти на 4−5% в год. Кроме того, повышаются требования к надежности транспорта и соблюдению сроков поставки. Становится очевидной первостепенная роль логистики и, в частности, транспортной логистики и теории управления в решении проблем развития и совершенствования транспортных услуг.

Можно было бы назвать большое число видных отечественных и зарубежных ученых, внёсших весомый научный вклад в решение проблем связанных, в первую очередь, с развитием логистики и теории управления транспортными системами и, в частности, в решение проблемы оптимизации транспортных потоков. Назовём имена только некоторых из них: Базилечев JT.A., Басин Е. В., Беляев В. М., Белоусов В. Н., Буров В. А., Гольдштейн Г. Я., Завгородня А. В., Иванов Г. Г., Капитанов В. А., Кириев А. З., Ковалев Г. Д., Курнышева И. Р., Любовный В. Я., Мазаев Г. В., Мазо JI.A., Медынский В. Г., Краюхина Г. А., Неруш Ю. М., Норт Д., Ойхман Е. Г., Орехов Н. А., Портер М., Прокофьев С., Колобов А. А., Рыжиков Ю. И., Санто Б., Смоляр И. М., Соколов О. В., Кузнецов А. П., Сырмолотов В. В., Твисс Б., Титова Н. Н., Шахов В.И.

Но наряду с традиционными направлениями экономической науки в последние десятилетия стремительно развивается как за рубежом, так и в России новое направление экономического знания — логистика, претендующая на самый высокий статус в экономической теории, в том числе, и в теории управления транспортом. К числу ведущих ученых, работающих в сфере логистики, следует отнести таких как: Белый О. В., Владимиров В. В., Горев А. Э., Горгуца Ю. В., Гришин С. А., Дегтярев Б. М., Джабраилов А. Э., Кизим А. А., Кузнецов А. П., Курбатова А. В., Лебедев А. И., Миротина Л. Б., Луговцов.

А.Ф., Лукинский B.C., Милославская С. В., Миротин Л. Б., Никитин Д. И., Николашин В. М., Перцмк Е. Н., Постнов В. П., Праслов Р., Резер С. М., Сарафанов Е. В., Семененко А. И., Троцкий М. А., Черепанов Б. В., Шайкин В. И., Шершевский Ю., Ярошевский И. В. и др.

Анализ основных публикаций, посвящённых логистике, её теоретико-методологических положений, позволил выявить важную её особенность, а именно: применение экономико-математических методов и компьютерных технологий для планирования и управления транспортом в настоящее время не достаточно широко распространенно.

Использование компьютерной техники находится сейчас на уровне управленческого, складского и бухгалтерского учета. А иногда используются только при формировании бухгалтерской отчетности. Современные логистические научные исследования постоянно предлагают новые системы оптимизации учета грузопотоков, распределения транспортных средств. Полноценная апробация предлагаемых научных исследований, дальнейшее внедрение полученных методик, своевременая модернизация программного и технического обеспечения, внедрение научно — логистических разработок в управленческий процесс — важная проблема развития транспортной составляющей российской экономике.

При решении вопросов, связанных с развитием методов оптимизации транспортных потоков, автором в качестве основы диссертационного исследования использовался вариант моделирования транспортных потоков, опирающийся на методы теории графов. Для анализа использовались существующие методы технического анализа, методы теории массового обслуживания, теории вероятности и др.

Автор считает, что именно на основе такой модели автомобильных потоков возможно эффективное решение одной из проблем транспортной логистики — Оптимальное распределение грузопотоков в рамках как транспортно — логистического комплекса в целом, так и на уровне его элементов.

Состояние изученности проблемы. Изучению проблемы оптимизации транспортных потоков в условиях ограниченности транспортных, дорожных и других ресурсов посвящены исследования многих видных ученых: Базилевич Л. А., Беляев В. М., Белый О. В., Горев А. Э., Гришин С. А., Джабраилов А. Э., Кизим А. А., Кузнецов А. П., Курбатова А. В., Лебедев А. И., Никитин Д. И., Резер Ю. И., Сарафанов Е. В., Черепанов Б. В. и др.

Несмотря на большое внимание отечественных и зарубежных учёных к этой проблеме, считать её решенной в полном объеме нельзя. Дело в том, что современные темпы развития международных отношений требуют постоянного обновления используемых методов и методологий. Постоянно изменяющиеся условия функционирования транспортных систем, наряду с перманентным ростом объемов международных торговых потоков требует от всех участников транспортного процесса своевременной модернизации использования, как применяемых алгоритмов, так и программного и технического обеспечения.

Всё это предопределило соответствующие цель и задачи настоящего исследования.

Целью диссертационного исследования является совершенствование методов эффективного управления для транспортных систем, обеспечивающих необходимые условия и предпосылки для эффективной организации транспортных процессов.

В соответствии с указанной выше целью необходимо было решить следующие задачи:

— изучить общую ситуацию в России по созданию, функционированию и планированию транспортно — логистических комплексов;

— проанализировать существующие методы, применяемые при проектировании и модернизации транспортных систем;

— произвести подробный анализ основных проблем развития логистического комплекса на примере г. Новороссийска, в том числе комплексный экономический анализ транспортной инфраструктуры;

— сформировать комплексную математическую модель транспортного комплекса новороссийского логистического узла;

— разработать авторскую классификацию транспортных систем, ввести понятие «человеческого фактора в транспортных моделях», расширить понятие «транспортной системы», «элемента транспортной системы»;

— разработать методику определения пропускной способности транспортной системы с учетом человеческого фактора для систем двух видов;

— выявить и научно обосновать экономический эффект от применения предложенной методики.

Объектом исследования выступают транспортные процессы, как экономико-социальные системы.

Предметом исследования являются методы оптимизации транспортных процессов, обеспечивающие эффективную организацию логистических комплексов.

Теоретической и методологической основой диссертационного исследования являются труды отечественных и зарубежных ученых в области экономической теории и теории управления предприятиями, теории системного анализа, теории логистики и менеджмента, теории вероятности и теории систем массового обслуживания. В качестве инструментов исследования в диссертации были применены существующие методы экономического анализа, методы логистического анализа оптимизации и распределения транспортных потоков.

В работе были также использованы материалы научно-практических конференций, научные издания в периодической литературе, законодательные и нормативные акты Российской Федерации.

Научная новизна исследования. В диссертационной работе получены следующие научные результаты, являющиеся предметом защиты:

• дано авторское толкование следующим ключевым понятиям логистики: «транспортный поток», «элемент транспортного потока», «пропускная способность системы», «человеческий фактор в транспортной системе». Предложенное толкование создаёт необходимые условия для разработки и внедрения эффективных методов оптимизации транспортных потоков;

• выявлена и научно обоснована классификация транспортных моделей с учетом масштаба логистической системы: системы первого и второго вида, предложенная классификация дает предпосылки для выбора методики определения пропускной способности;

• обоснована необходимость учета человеческого фактора при определении пропускной способности транспортной системы, что позволяет анализировать транспортную систему не только как элемент логистического комплекса, но и как часть социальной сферы;

• выявлен и сформулирован алгоритм нахождения максимальной пропускной способности транспортной системы с учетом человеческого фактора в зависимости от ее вида, что дает возможность разрабатывать эффективные меры по оптимизации транспортных систем.

Практическая и теоретическая значимость исследования и его результатов. Научная значимость диссертационного исследования состоит в определении и решении ряда проблем, связанных с построением математических моделей транспортной сети, определении пропускной способности, применении разработанных методик при проектировании и модернизации существующих транспортных систем.

Практическая значимость диссертационного исследования заключается в обосновании необходимости учета человеческого фактора при анализе и модернизации существующих транспортных систем.

Разработанные в диссертации методические положения могут быть использованы в практической работе руководителей предприятий, менеджеров и специалистов, а также государственными и муниципальными организациями при принятии решений в области транспортной логистики.

Апробация выводов и результатов исследования. Основные положения, выводы и результаты диссертационного исследования были 9 представлены в опубликованных автором работах, в материалах международных конференций по логистике, а также использованы в учебном процессе при проведении семинаров и практических занятий по дисциплинам: «Математические методы в экономике», «Экономика предприятия».

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения, списка использованной литературы и приложения, 30 рисунков, 40 таблиц общим объемом 170 с.

Заключение

.

В диссертационном исследовании автор обратился к решению основных транспортно — логистических проблем на примере Новороссийского транспортного узла. В ходе исследования автором изучены теоретические и практические методы и методики, применяемые при решении указанных проблем. Автором были определены и уточнены основные функции транспортно — логистического комплекса. Выделены основные причины, проблемы и направления развития транспортного комплекса России. На основании собранного материала сделан вывод, о значительном отставании практического внедрения разрабатываемых научных методик и алгоритмов. В последнее время логистика как наука, а в особенности транспортная логистика получила широкое распространение в научной среде. Появляются специализированные кадры, ведутся научные исследования позволяющие решить многие транспортно — логистические задачи.

На территории России проводится множество отраслевых и международных конференций, просвещенных развитию логистики и транспорта. Авторами научных исследований ставятся новые проблемы и находятся пути их решения. Но реализацию получают незначительный процент разработанных теорий и моделей. В странах с развитой экономикой наука во многом финансируется за счет индустрии, выполняет задачи поставленные индустрией и призвана приносить ощутимый доход. В нашей же стране наблюдается значительный отрыв науки от промышленности в плане реализации полученных исследований.

Анализ существующих методик позволил определить основные направления развития транспортной логистики — как науки, определить круг решаемых задач. Транспортно — логистические задачи относятся к задачам оптимизационного типа, в основе их решения лежит моделирование транспортной системы анализируемого региона.

Собранные данные позволили автору составить комплексную модель новороссийского транспортного узла на основе теории графов. Автором был проведен анализ системы, определены основные параметры (грузопотоки, пропускная способность и др.), выделены основные «проблемные» места, испытывающие повышенную «напряженность» в моменты пиковых нагрузок. В ходе исследования была обоснована необходимость учета человеческого фактора при анализе транспортных систем, в первую очередь, для определения пропускной способности.

В диссертационной работе выделены основные принципы учета человеческого фактора при анализе существующих транспортных систем. Автором обосновано выделение двух видов транспортных систем, анализ в которых осуществляется с учетом человеческого фактора.

Транспортные системы подразделяются в зависимости от назначения и масштабов. Главный критерий отнесения системы к первому виду — это возможность определения всех возможных маршрутов, при этом число этих маршрутов не должно превышать 15 — 20. Если число маршрутов больше, то систему следует отнести ко второму виду.

Для обоих видов транспортных систем автором разработаны алгоритмы расчета пропускной способности с учетом человеческого фактора. В общем виде алгоритм действий для обоих видов выглядит следующим образом:

1. Построение транспортной модели с использованием теории графов.

2. Определение вида транспортной системы.

3. Определение предпочтений водителей по выбору того или иного маршрута.

4. Распределение потоков в сети и определение максимально потока с учетом человеческого фактора по первому или второму виду.

5. Анализ результатов исследования.

Определение максимального потока в системах первого вида носит графически — аналитический характер. Алгоритм нахождения максимального потока для системы первого типа следующий:

1. Определение всех возможных маршрутов, используемых в анализируемой транспортной сети.

2. Распределение потоков в сети с учетом пропускной способности истока и полученных значений по вероятности выпадения того или иного маршрута.

3. Последовательное определение всех дуг с избыточным «напряжением», и корректировка соответствующих маршрутов.

Для решения систем второго типа необходимо построить таблицу, отражающую анализируемую транспортную модель. Алгоритм определения пропускной способности будет следующим:

1. Построение таблицы транспортной системы с указанием пропускных способностей дуг и вероятностями выбора каждого направления.

2. Определение максимального первоначального «входящего» потока и распределение его от истока к вершинам инцидентных истоку.

3. Определение суммы «превышения» в клетках, в которых произошли изменения, уменьшение на эту сумму входящий поток. В результате получаете «исходящий» поток равный сумме «превышения».

4. Соответствующий «исходящий» поток равномерно распределяется на все клетки номер столба, который соответствует номеру строки «исходящего» потока. Для этого просматривается весь столбец над «исходящим» потоком и суммируется значение во всех клетках. Уменьшаются все значения пропорционально на сумму превышения. Получаются суммы «обратно-исходящих» потоков.

5. Полученные «обратно-исходящие» потоки необходимо обработать по той же схеме, как описано в пункте 4. Эта процедура продолжается до тех пор, пока весь «обратный» поток не выйдет через первую вершину, уменьшив, таким образом, первоначальный поток.

6. Оставшийся «прямой» поток суммируется по столбцам и, если поток еще не достиг истока, направляется его в соответствующую строку, формируя, таким образом, новый «входящий» поток, который необходимо распределить, выполняя действия с пункта 2.

Рассчитанный таким образом максимальный поток позволяет получить данные с большей точностью отражающие реальную транспортную ситуацию. При этом, как показано в конкретных примерах, участки напряженности могут сместиться. В результате рекомендации по оптимизации транспортных потоков могут значительно отличаться от рекомендаций, полученных в результате анализа системы без учета человеческого фактора.

В работе автором приведены примеры расчета максимального потока в системах двух видов. Дан сравнительный анализ результатов расчета с использованием и без использования предлагаемых методик.

Примером системы первого вида является транспортная модель перевозки контейнерных грузов от причалов портов по территории города за пределы транспортного узла. В результате расчетов, максимальный поток, полученный при расчете пропускной способности с учетом человеческого фактора, ниже на 7,3%. Рассматриваемый пример транспортной модели достаточно прост, подобный анализ для более обширных систем может быть значительно сложнее.

Второй вид систем рассматривался на пример перевозки грузов на припортовой территории автопогрузчиками. Определялись параметры системы при выполнении реальных производственных задач (подача груза со складских территорий под борт судна).

Максимальный поток, полученный при расчете методом ФордаФалкерсона, составил — 300 единиц, а при учете человеческого фактора — 160 единиц. Причина такого снижения — в предпочтении водителями более удобного, по их мнению, маршрута и концентрация автопогрузчиков на центральных маршрутах. Результат — 160 единиц в час соответствует нормам работы порта, но не учитывает реальные возможности, которые можно получить в результате анализа транспортной работы автопогрузчиков при выполнении конкретных производственных задач.

В третьей главе автором предложен расчет расходов на простои большегрузных автомашин, перевозящих контейнеры в пределах новороссийского транспортного узла. Для этого составлена модель обслуживания транспортных потоков портом на основе теории систем массового обслуживания. Далее рассчитано время простоев с учетом реальной пропускной способности, полученной при учете человеческого фактора, и время простоев при «устранении» человеческого фактора путем мер, изложенных в пунктах 3.1 и 3.2. Время простоя по первому варианту в часах за месяц составило — 657,43 часа, а по второму — 144,32 часа. Зная среднечасовую ставку по городу на перевозку контейнерных грузов можно определить сумму экономии, которую можно получить в результате выполнения рекомендаций по оптимизации транспортных потоков новороссийского транспортного узла. За месяц эта сумма составила — 350 505,89 рублей. Соответственно, за год этот показатель составит — 4 206 070,71 рублей.

При построении комплексной схемы и расчете простоев грузового транспорта по всем направлениям можно получить расходы грузовладельцев на простои транспорта в заторах и пробках. Таким же образом можно определить средние затраты частного транспорта при простаивании в пробках в часы — пик. Для этого необходимо рассчитать время простоев и среднюю стоимость одного часа (исходя из средней заработной платы в регионе), и увеличить полученную сумму на среднее количество людей в одной машине.

Предложенная методика может также применяться при анализе существующих торговых и выставочных центров. Зная места наибольшего скопления людей, можно разработать соответствующие меры по перераспределению посетителей (используя указатели, яркие вывески, перераспределяя торговые точки). Возможно, также рассчитывать стоимость торгово-выставочного места с учетом интенсивности оборота посетителей.

При условии постоянного увеличения контейнерного оборота города и реализации существующих инвестиционных проектов развития новороссийского порта необходимо уделить значительное внимание дальнейшему изучению и внедрению логистических проектов. При этом необходимо комплексно оценивать как существующие грузопотоки и особенности транспортных коридоров, так и влияние человеческого фактора на транспортные процессы. Необходимо проводить оценку как транспортной системы в целом, так и отдельных ее составляющих (портовые терминала, перегрузочные комплексы, складские внепортовые терминалы).