CC BY
20
Список использованной литературы:
1. Бахвалов, Г.Т. Коррозия и защита металлов / Г.Т. Бахвалов, А.В. Турковская. - М.: Металлургиздат, 2011. - 400 с.
2. Хохлачева, Н. М. Коррозия металлов и средства защиты от коррозии. Учебное пособие / Н.М. Хохлачева, Е В. Ряховская, Т.Г. Романова. - М.: ИНФРА-М, 2016. - 118 с.
3. Житарь Б.Е. Применение лигнинового преобразователя ржавчины для защиты металлов от коррозии / Б.Е. Житарь, В В. Самойлов // Сб. науч. трудов ДОНИЖТ, 2019. - № 52. - С. 5761.
4. Заплишнин В.Н. Применение полимеров лигнина и его производных / В.Н. Заплишнин [и др.] // Пластмассы. -№ 1. - 2002. - С. 56-61.
© Бадыкшанов А.Р., 2021
УДК 656.13.07(075.8)
Юсупова О.В.,
старший преподаватель кафедры информатики ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный университет»,
г. Оренбург, РФ Сологуб В.А.
канд. техн. наук, доцент кафедры автомобильного транспорта ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный университет»,
г. Оренбург, РФ
ТЕОРИЯ ИГР КАК МЕТОД ФОРМИРОВАНИЯ РАЦИОНАЛЬНОГО ЗАПАСА АГРЕГАТОВ НА СКЛАДЕ АВТОТРАНСПОРТНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ
Аннотация
Эффективное управление запасами автотранспортного предприятия (ДТП) на сегодняшний день является одной из первоочередных задач для своевременного обеспечения запасными частями с минимальными материальными расходами на приобретение и хранение неиспользованных узлов, агрегатов и деталей. В статье рассматривается пример применения метода теории игр в управлении автотранспортным предприятием, который позволяет выбрать из имеющихся альтернатив наилучшее решение и определить обоснованный целевой норматив. Решена задача по определению рационального запаса стартеров на складе необходимого для проведения технического обслуживания и ремонта для группы автобусов марки НЕФДЗ в ЗАО «Автоколонна № 1825». Предложенную методику по определению рационального запаса агрегатов на складе можно использовать и для других узлов, агрегатов и деталей подвижного состава ДТП.
Ключевые слова
Автотранспортное предприятие (ДТП), теория игр, рациональный запас, запасные части,
агрегат, стартер, склад, ремонт.
Любые автотранспортные предприятия (ДТП) постоянно усиливают внимание к проблеме формирования резерва запасных частей для ремонта транспортно-технологических машин и оборудования. Определение оптимальной номенклатуры и количества запасных частей на ДТП является одним из приоритетных направлений повышения технической готовности подвижного состава и управления
затратами на запасные части [1]. Однако прогнозирование потребности в запасных частях, а также минимизация затрат на их приобретение возможны только лишь на основании единой информационной системы, в которой бы существовала взаимосвязь между пробегом транспортных средств и моментом возникновения отказа той или иной детали или агрегата. В связи с тем, что такой базы данных на малых предприятиях как правило нет, привело о необходимости рассмотрения теории игр в управлении АТП. Данное решение основано на том, задачи принятия решений в условиях неопределенности или дефицита информации решаются с помощью методов теории игр. Теория игр - это математическая теория конфликтных ситуаций, разрабатывающая рекомендации по наиболее рациональному образу действий каждого из участников в ходе конфликтной ситуации, т.е. таких действий, которые обеспечивали бы ему наилучший результат. Такие тематические области, как стратегическое поведение, конкуренция, кооперация, риск и неопределенность, являются ключевыми в теории игр и непосредственно связаны с управленческими задачами [1].
Анализ литературы показал, что в настоящее время применение основных положений теории игр очень велико в различных областях науки и техники. Она применима в управлении техническими системами на автомобильном транспорте для анализа стратегических проблем автотранспортных предприятий, разработок организационных структур и т.д. [2, 3, 4]
Рассмотрим пример применения методов теории игр в управлении автотранспортным предприятием.
Проанализировав отчетные данные ЗАО «Автоколонна № 1825» г. Оренбурга за 2021 год можно сделать вывод, что автобус марки НЕФАЗ в количестве 12 единиц является одним из основных среди подвижного состава ЗАО «Автоколонна № 1825». Поэтому сведем задачу по определению рационального запаса агрегатов на складе необходимого для проведения технического обслуживания и ремонта для группы автобусов марки НЕФАЗ.
Для проведения ТО-2 автобуса марки НЕФАЗ в июне 2021 года потребовался стартер стоимостью 14250 руб. Исследования показали, что ежегодный отказ стартера для автобусов марки НЕФАЗ составляет в среднем 30% от общего количества автобусов. Следовательно, на 2022 год для проведения ТО и ремонта автобусов марки НЕФАЗ потребуется не более 4 стартеров.
Поэтому рассмотрим частный случай задачи по формированию рационального запаса стартеров на складе АТП ЗАО «Автоколонна № 1825» для проведения ТО и ремонта автобусов марки НЕФАЗ. Таким образом, перед нами стоит следующая задача: определить оптимальный годовой запас стартеров для автобусов марки НЕФАЗ на АТП, если известно, что ежегодно при ремонте их потребуется не более 4.
Определим для случая простейшего потока требований вероятности появления потребности в ремонте определенного числа стартеров (k=0, 1, 2, 3, 4) по формуле Пуассона:
ak (1)
ka 1 I
k! ,
где а - среднее число требований на ремонт, приходящееся за год.
Таким образом, вероятность того, что стартеры не потребуются для ремонта в течение года (k=0), равна qi=0,02; потребуется один агрегат (k=1) - q2=0,07; два (k=2) - q3=0,15; три (k=3) - q4=0,2; четыре (k=4) - q5=0,2.
С целью автоматизации расчётов мы использовали табличный процессор MS Excel. Программа MS Excel входит в пакет Microsoft Office и предназначена для подготовки и обработки электронных таблиц под управлением операционной системы Windows. Современные версии MS Excel предоставляют довольно широкие возможности по редактированию и обработке данных, содержат значительное количество встроенных функций - математических, инженерных и т.д., которые позволяют автоматизировать проведение типовых вычислений и решать множество задач в области естественных и технических наук.
На основании отчетных данных заполняем таблицу (рисунок 1).
Рисунок 1 - Стратегии сторон
Определим последствия случайного сочетания стратегий сторон. В примере удовлетворение потребности в стартерах связано с сокращением простоев автомобилей в ремонте или сохранением клиентуры, что приносит прибыль АТП. Излишний запас вызывает дополнительные затраты на хранение агрегатов (рисунок 2).
ю 11 12
13
14
15
16 17
Условия определения выиг рыша
Ситуации Выигрыш (у е.)
Убыток Прибыль
Хранение одного невостребованного агрегата -1 0
Удовлетворение потребности в одном агрегате 0 2
Отсутствие агрегата на складе -3 0
Рисунок 2 - Условия определения выигрыша
Определим выигрыши при всех возможных сочетаниях стратегий АП в данном случае 25 ^хЩ) и сведём в платежную матрицу (рисунок 3). Фактически платежная матрица - это список всех возможных альтернатив, из которых необходимо выбрать рациональную.
Вставка Разметка страницы Формулы Дан
Вид Разработчик О Что вы хотите сделать?
□
Вставить Буфер обм
ii-
Arial Су г
внести текст
Общий
Ж К Ч - | Ш * Ф ' .А, - — - — *= ±= ЦЦ Объединить и поместить в центре - ^ ~ % ооо
Щц 4кг ^ ш Е
Условное Форматировать Стили Вставить Уд форматированиет кактаблицу' ячеек'
стили я^
=ЕС/1И($С24=Н$22;$С24*$Е$15;ЕСЛИ(Н$22>$С24;(Н$22-$С24)*$0$1б+$С24*$Е$15;ЕСПИ($С24>Н$22;Н$22*$Е$15+($С24-Н$22)*$0$14)))
J AB С DE F G Н I J к
19 Платежная матрица
20 Необходимое число агрегатов
21 П m П2 ПЗ П4 П5 Минимальный выигрыш
22 nj 0 1 2 3 4
23 Ai ni
24 Имееющееся число агрегатов А1 0 0 -3 -S -9 -12 -12
25 26 27 28 А2 1 -1 2 -1 -4 -7 -7
A3 2 -2 1 4 1 -2 -2
A4 3 -3 0 3 8 3 -3
А5 4 -4 -1 2 5 8 -4
29 Максимальный выигрыш 0 2 4 6 8
30
Рисунок 3 - Платежная матрица
Далее выбираем рациональную стратегию организаторов производства АД
Для этого вычислим средневзвешенный выигрыш по каждой строке платежной матрицы для ?-й
стратегии. Полученные таким образом результаты сведём в матрицу выигрышей (рисунок 4).
Из матрицы выигрышей следует, что оптимальной стратегией, обеспечивающей максимальный средний выигрыш, является стратегия А05, т.е. необходимо постоянно иметь на складе 4 агрегата.
Иными словами, если организаторы производства на 2022 год будут придерживаться пятой стратегии, то за ряд смен в конечном итоге они получат следующий выигрыш: (Ьз)тах = 2,75 условных единицы. Но это не означает, что в отдельные смены при различном сочетании А05 (4 агрегата на складе) и реальной
потребности в агрегатах не может быть получен убыток, например, сочетание А5 и П1 (рисунок 4).
ГЦ 00 Arial Суг " |10
ига-
Вставить _ Ж Ч -
Перенести текст
Общий
- <5i - А - _
1Ш1 Объединить и поместить в центре • С?1 - % оос
Выравнивание - Число
=CVMMnPOM3B($Bi39:SFS39;D24:H24]
Ä А в с D Е F G
31
32 Матрица выигрышей
33 ПМ П1 П2 ПЗ П4 П5 Средний выигрыш
34 А1 (п1=0) 0 -0,21 -0.9 -1,8 -2,4 -5,31
35 А2 (п2=1) -0,02 0,14 -0 15 -0,8 -1,4 -2,23
36 АЗ (пЗ=2) -0.04 0.07 0.6 0.2 -0,4 0,43
37 А4 (п4=3) -0,06 0 0 45 1,2 0.6 2,19
38 А5 (п5=4) -0,08 -0.07 0,3 1 1,6 2,75
Вероятности
39 состоянии 0.02 0.07 0.15 0.2 0.2
40 Максимальный выигрыш 2,75
41
на складе
должно быть
42 Оптимальная стратегия А5 агрегатов 4
43
Рисунок 4 - Матрица выигрышей
Полученные результаты по изменению выигрыша в зависимости от запаса стартеров на складе (стратегий А) изображаем графически (рисунок 5).
количество агрегатов на складе
Рисунок 5 - График зависимости выигрыша от запаса агрегатов на складе
Как следует из рисунка 5 сокращение по сравнению с оптимальным запасом стартеров является нецелесообразным.
Экономический эффект от использования оптимальной стратегии определим по формуле 2:
Ь - Ь (2)
Э( А0) = 100%
Ь0 ,
Для этого рассчитаем сначала значение средневзвешенной потребности (рисунок 6).
44
45 Средневзвешенная потребность
46
fx =(D22*B39+E22*C39+F22"D39+G22"E39+F39"H22)
С _D_ Е
177 агрегата!
Рисунок 6 - Расчет значения средневзвешенной потребности
Принимаем целое значение средневзвешенной потребности пС ~ 2. Наличие на складе двух агрегатов соответствует стратегии Аз, при которой обеспечивается средний выигрыш Ьз = 0,43 условные единицы (рисунок 4).
Особенность выполненного расчета состоит в том, что учитывается не только вероятность определенной потребности в агрегатах, но и последствия их наличия или отсутствия на складе. Поэтому экономическая эффективность может быть получена сравнением выигрыша при оптимальной стратегии Ьо=Ьтах с выигрышем Ьс, который может быть получен при поддержании на складе средневзвешенной потребности в агрегатах п/, когда последствия принимаемых решений не учитываются. Таким образом экономический эффект при использовании оптимальной стратегии составил 84,36% (рисунок 7).
Рисунок 7 - Расчёт экономического эффекта при использовании оптимальной стратегии
Полученные данные позволяют сделать следующие выводы: во-первых, определена оптимальная стратегия (А05), придерживаясь которой организаторы производства получают гарантированный выигрыш в 2,75 условные единицы. Очевидно, наличие на складе 4 агрегатов является заданным целевым нормативом для организаторов складского хозяйства предприятия НЦ = П5 =4 агрегата.
Необходимо еще раз отметить, что стратегия Ä°s является оптимальной при многократном ее применении, т.е. в среднем для повторяющихся ситуаций. Для разовых реализаций она может быть и неоптимальной. Например, при П1 она дает убыток.
Таким образом, данную методику по определению рационального запаса агрегатов на складе можно использовать и для других узлов, агрегатов и деталей рассматриваемого подвижного состава АТП. Кроме того, игровой подход возможен и при решении таких вопросов как, выбор методов ремонта автомобиля (стратегия А,) в зависимости от его технического состояния (П,), выбор метода улучшения производственной базы в зависимости от внешних условий (расширение объема перевозок, выделение капиталовложения), определение числа постов ТО и ТР и т.д. Список использованной литературы:
1. Шрайбфедер, Джон. Эффективное управление запасами / Джон Шрайбфедер; пер. с англ. [Ю. Орловой]. - 2-е изд. - Москва: Альпина бизнес букс, 2006. - 302 с.: ил., табл.; 24 см.; ISBN 5-9614-0332-7: 3000
2. Управление техническими системами: методические указания к практическим работам «Использование игровых методов при определении запаса агрегатов на складе» для студентов специальности 15.02.00 «Автомобили и автомобильное хозяйство» очной и заочной форм обучения (часть 3) / сост.: В.И Бауэр., Г.Ф. Оганесян, А.М. Осипенко - Тюмень: Изд-во: Нефтегазовый университет, 2002. - 16 с.
3. Управление техническими системами на автомобильном транспорте: методические указания по выполнению практических работ / сост.: Е.А. Слепенко - Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2007. - 75 с.
4. Управление техническими системами: методические указания к лабораторным работам для студентов автомеханического и заочного факультетов / сост.: И. В. Макарова, Р. Г. Хабибуллин, Э. М. Мухаметдинов, И. А. Сахапов - Набережные Челны: Изд-во ИНЭКА, 2008. - 55 с.
© Юсупова О.В., Сологуб В.А., 2021
