CC BY
213
МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ, ОРГАНИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕГРУЗОЧНЫМИ ПРОЦЕССАМИ В ПОРТАХ
Устинов В.В., первый заместитель директора по флоту - руководитель службы эксплуатации флота ООО «ОТЭКО-Терминал»
Область применения - принятие правильных решений, в условиях неполной информации, для внутрипортовой организации перегрузочных процессов, оперативного распределения ресурсов, рационального использования складских площадей, определения грузооборота на местных линиях, целенаправленного распределения перегрузочных средств, оборудования и материалов.
Ключевые слова: эргатическая система, и участие человека-оператора в решении технологических задач, вопросов организации и управления перегрузочными процессами в портах; совершенствование технологии, организации и управления перегрузочными процессами в портах.
SIMULATION TECHNOLOGY, ORGANIZATION AND MANAGEMENT PROCESSES,
RELOADING AT PORTS
Ustinov V., First Deputy Director of the Navy - Head of Fleet Operations OOO OTEC-Terminal
Scope - making good decisions with incomplete information, for intra-organization of cargo handling processes, operational resource allocation, management of warehouse space, the definition of turnover on the local lines, targeted distribution of transshipment facilities, equipment and materials.
Keywords: ergatic system, and part of the human operator in solving technological problems, questions of organization and management processes, reloading at ports, improving technology, organization and management processes, reloading at ports.
Порт является эргатической системой, и участие человека-оператора в решении технологических задач, вопросов организации и управления перегрузочными процессами, затронутыми выше, не может привести к рациональным решениям, если они организуются в основном на опыте и интуиции людей, участвующих в перегрузочном процессе, если даже этот опыт очень богат и накапливается годами. Технологические процессы работы флота, портов, портового оборудования можно совершенствовать и обновлять на базе современных методов и средств моделирования с использованием информационных технологий, фундаментальных положений научных основ эксплуатации водного транспорта для обоснования и получения оптимальных решений в условиях конкуренции. В современных условиях порт не допускает экспериментирования, и поэтому основным направлением его глубокого изучения как управляемого объекта является моделирование и машинный эксперимент.
Роль порта в транспортном процессе определяется основными видами выполняемых работ, его мощностью и технологической оснащенностью. К ним относятся: загрузка и разгрузка судов; организация движения транспортных и перегрузочных средств в границах порта и за его пределами; перевалка грузов с одного вида транспорта на другой; комплексное обслуживание флота и подвижного состава с обеспечением графиков движения судов и вагонов; обеспечение заданного грузооборота по отправлению грузов; обслуживание пассажиров, организация перевозок грузов и пассажиров флотом, принадлежащим порту; перевозка, сортировка и перегрузка минерально-строительных грузов с добычей их из подводных карьеров (С. Петербургский речной порт, Казанский речной порт); операции, обеспечивающие нормальную эксплуатацию порта и флота (ремонт контейнеров, технических средств, материально-техническое снабжение, хозяйственное и культурное обслуживание); транспортно-экспедиционная и коммерческая работ; работа по обеспечению безопасности, внедрению логистических принципов управления при соответствующем инфраструктурном обеспечении и использовании финансово-экономических методов и приемов управления портом в рыночных условиях.
Для перегрузочных терминалов и портов в целом имеет первостепенное значение организация и управление перегрузочными процессами в оптимальных режимах, обеспечивающих высокий уровень конкуренции транспорта за счет существенного ускорения обработки судов и вагонов, общего снижения расходов на перевозки и хранение грузов, информационного обеспечения и использования современных финансово-экономических методов управления, принципов логистики.
Опыт исследования транспортных систем позволил выработать четыре основных подхода к их моделированию: аналитический детерминированный; моделирование транспортных объектов и процессов в терминах аппарата систем массового обслуживания; сто-
хастические методы моделирования на базе временных рядов; имитационное моделирование.
Разработка моделей, методов оценки и повышения эффективности перегрузочных процессов в портах предполагает глубокое изучение и использование опыта работы в области эксплуатации водного транспорта, информационной, экономической сферах, что позволит получить модельные решения, адекватные реальным процессам. Обоснованные решения при управлении флотом и портами, как правило, должны опираться на анализ эмпирических сведений и результаты эксперимента, полученные и представленные в том или ином виде и содержащие в себе информацию, необходимую для практического использования. Сложные ситуации и плохо формализуемые процессы, характеризуемые большим объемом данных, не позволяют достаточно глубоко проникнуть в суть моделируемых процессов с помощью человеческого разума, не вооруженного современными информационными и компьютерными технологиями. Новые информационные технологии, базирующиеся на последних достижениях в области вычислительных средств и мощном аппарате прикладной математики, позволяют глубоко обосновать и формализовать процесс принятия эффективных решений и иметь программные средства его поддержки. Процедуру поиска оптимальных решений следует реализовать в такой последовательности:
- разработка средствами математического моделирования формализованной математической модели конкретного (в том числе -специализированного) порта, и после оценки адекватности - использование ее в структуре системы управления;
- выбор из арсенала средств моделирования и идентификации метода обработки эксперимента и разработка алгоритмов оценки параметров модели объекта и системы;
- алгоритмизация процессов принятия решений и оптимизация технологических режимов работы порта и звеньев его структуры.
Настоящие исследования посвящены созданию моделей технологических процессов и алгоритмов совершенствования организации перегрузочных работ в портах, а также управлению ими, с целью повышения конкурентоспособности и производительности перегрузочных терминалов, улучшения технологии эксплуатации водного транспорта в рыночных условиях.
Моделирование и алгоритмизация технологических процессов в портах играют решающую роль в повышении уровня эксплуатации перегрузочных комплексов во взаимодействии с работой флота. Модели содержат совокупность соотношений (математических уравнений, неравенств, критериальных оценок, логических условий и т.д.), обеспечивающих адекватное отображение работы технологических линий, перегрузочных средств флота, пунктов смены тяговых средств и портового флота при выполнении швартовных операций и позволяющих оценить экономические затраты, а также конкретные результаты в принимаемых вариантах решения.
Модели не являются точной «копией» оригинала. Они лишь отражают те наиболее существенные закономерности, которые в основном определяют конечный результат деятельности флота и перегрузочных терминалов. Главное преимущество моделей состоит в том, что они позволяют прогнозировать процессы в форме дискретно-динамических принципов описания поведения объектов во временной, либо частотной областях.
Задачу моделирования перегрузочного процесса в порту можно сформулировать следующим образом: разработать математический аналог транспортного узла, который отображает реальный управляемый перегрузочный процесс, с учетом основных внутренних и внешних факторов, влияющих на его динамику, с целью оценки эффективности и качества при изменении параметров, технологии, организации, метеоусловий, рыночных характеристик, финансовых и логистических показателей. В модели должны учитываться эксплуатационные и экономические характеристики используемых технических средств, взаимодействие элементов транспорт-но-перегрузочных процессов, технология и организация работы флота и портов, динамика поступления грузов, что позволит оценить действенные мероприятия по сокращению простоев транспортного флота и совершенствованию технологий организации линейного судоходства на морских грузовых линиях и внутренних водных путях с единых системных позиций.
Работа порта подвержена влиянию большого числа неуправляемых и слабоуправляемых факторов. Поэтому для принятия правильных решений в условиях неполной информации и состоянии системы нужен научный фундамент для внутрипортовой организации перегрузочных процессов, оперативного распределения ресурсов, рационального использования складских площадей, определения грузооборота на местных линиях, целенаправленного распределения перегрузочных средств, оборудования и материалов, организации всех форм обслуживания. Для обеспечения количественных показателей перегрузочных работ, а также показателей по затратам труда, финансам, использованию основных фондов, оценке бизнеса, развитию логистических принципов и транспортного менеджмента требуются современные методы исследования, эффективные модели и алгоритмы оптимизации транспортно-перегрузоч-ных процессов, разработки научных проблем конкурентоспособного функционирования и развития водного транспорта.
Научным фундаментом совершенствования технологии, организации и управления перегрузочными процессами в портах являются, прежде всего, модели и методы исследования операций, базирующиеся на современных информационных технологиях. Применительно к системам организации и управления портами как элементам транспортных узлов, исследование операций представляет собой совокупность оптимизационных принципов построения и методов решения комплекса организационно-технических задач. Операционные модели и методы основаны, с одной стороны, на формализованном описании производственных процессов и количественном анализе факторов, определяющих экстремальные условия достижения целей, а с другой, - на системном их описании. Фундаментом моделирования и алгоритмизации являются информационные технологии и вычислительные средства.
Методы моделирования и исследования операций широко используются в решении научных проблем развития водного транспорта и, в частности, для получения и поиска обоснованных норм совершенствования технологии, организации и управления перегрузочными процессами в портах.
В последние годы, в связи с кардинальными изменениями, произошедшими в информационной сфере и развитии компьютерных технологий, методы математического программирования стали рабочим инструментом, снабженным в различных вычислительных средах стандартными операторами для решения практических задач параметрической оценки и оптимизации. Наличие математических функций в вычислительных средах при высокой производительности компьютеров позволяет кардинально снизить составляющую программирования в разработках научных проблем эксплуатации водного транспорта и во многих случаях обойти сложности, связанные с решением технологических задач высокой размерности. В этой связи рабочим инструментарием становятся методы линейного программирования с использованием аппарата разреженных матриц и сложной системы ограничений, численные методы решения нелинейных уравнений и задач оптимизации, базирующиеся на генетических алгоритмах, аппарате нейронных сетей, fuzzy-принципах организации и получения эффективных управлений
перегрузочными процессами в портах. Совершенно новые сферы приложения приобретает арсенал статистических методов анализа и прогнозирования во всех сферах деятельности водного транспорта, реализуемый пакетами Statistics Toolbox и др. На базе компьютерных технологий получает исключительное развитие моделирование как средство научного познания действительности и мощный инструмент для исследования производственных и экономических принципов организации и управления флотом и портами.
Литература:
1. Бендерская Е.Н., Колесников Д.Н., Пахомова В.И., Сиднев А.Г., Тихонов Н.Д., Цыган В.Н. Моделирование систем с использованием теории массового обслуживания. Учебное пособие - СПб.: СПбГПУ, 2003. - 180 с.
2. Бутов А.С., Гаскаров Д.В., Егоров А.И., Крупенина Н.В. Транспортные системы. Моделирование и управление. СПб.: Судостроение, 2001. - 552 с.
3. Гринкевич Я.М., Сахаров В.В. Наблюдатели и оценива-тели состояния в судовых системах управления. - СПб.: СПГУВК, 2001. - 193 с.
4. Заде Л. Основы нового подхода к анализу сложных систем и процессов принятия решений. М.: Знание, 1971. - 184 с.
5. Крон Г., Крон Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. Изд-во «Наука», М.: 1968. - 720 с.
6. Мухин В.И. Основы теории управления. Учебник. М.: Экзамен. 2002-218с.
7. Самарский А. А., Михайлов А. П. Математическое моделирование. Идеи. Методы. Примеры. Издание второе.- М.: ФИЗ-МАТЛИТ, 2005. - 320 с.
