2. Обоснование транспортного обеспечения логистической системы и уточнение маршрутов по наземному участку

Предполагается, что обоснование логистической системы доставки заданного груза выполняет компания - логистический оператор (3-PL провайдер). Одним из необходимых требованием 3-PL провайдера является наличие собственного или арендованного подвижного состава, задействованных в перемещении материального потока видов транспорта. Таким образом, в этом разделе необходимо с учетом разработанных маршрутов перевозок на сухопутных участках в стране отправления и назначения определить оптимальную структуру автомобильного парка, а также определить участки, на которых использование конкретных автомобилей будет наиболее эффективным.

Под оптимальной структурой понимается такой состав автопарка, который выполняет планируемые перевозки с наибольшим экономическим эффектом. Определение структуры автопарка означает определение типов транспортных средств и количество транспортных средств каждого типа, обеспечивающих перевозки в логистической системе.

Для решения поставленной задачи используется экономико-математическая модель обобщенной транспортной (распределительной) задачи. Методика приводится для сухопутной составляющей.

2.1 Определение оптимальной структуры автопарка логистического провайдера

Пусть логистический провайдер имеет возможность приобрести () - типов автомобилей, которые должны освоить в полном объеме грузопоток

() і H ()маршрутах на первом и втором наземных участках, которые были получены в результате решения задачи (1.3) - (1.10).

В качестве критерия оптимальности принимается показатель общей прибыли от эксплуатации автомобильного парка.

Количество автомобилей типа, которые планируется приобрести, обозначим(). Рассматриваем в качестве соискателей не менее 3-х типов автомобилей и принимаем количество автомобилей каждого типа равным 14, при необходимости (в зависимости от объема грузопотока) количество автомобилей можно увеличить. Необходимо привести обоснование выбора автомобилей-претендентов.

В качестве параметров управления принимаем (;) і (;)- количество автомобилей типа, работающих на направлениях перевозок g и h.

Экономико-математическая модель задачи в общем виде имеет вид:

(2.1)

(2.2)

(2.3)

(2.4)

,

, (2.5)

где

і –количество автомобилей типа , работающих на направлении перевозок g і h;

і –прибыль от эксплуатации одного автомобиля типа на направлении перевозок g і h;

Прибыль определяем по формуле:

, (2.6)

где и– норма прибыли, принимаемая постоянной для всех полученных в результате решения задачи в разделе 1 маршрутов (определяем по приложению П6)

і – стоимость перевозки на 1км автотранспортом на соответствующем маршруте g и h, принимаем согласно исходным данным для решения задачи выбора поставщика и маршрута доставки разделе 1;

і – протяженность маршрутов g и h, принимаем согласно исходным данных для решения задачи выбора поставщика и маршрута доставки разделе 1.

і – провозная способность автомобилей типа , работающих на направлении перевозок g и h, соответственно;

– количество типов автомобилей;

і – определенный в результате решения задачи выбора поставщика и маршрута доставки объем перевозок на маршрутах g и h, соответственно;

Экономический смысл представленной экономико-математической модели:

(2.1) - целевая функция, максимизирует прибыль от эксплуатации всех автомобилей по всем направлениям (маршрутах) перевозки;

(2.2) - (2.3) - ограничения по освоению объема перевозок по всем направлениям: груз должен быть перевезен в полном объеме (для первого и второго наземных участков)

(2.4) - ограничение по количеству автомобилей каждого типа, которые логистический оператор имеет возможность приобрести.

(2.5) - условия неотрицательности переменных.

Годовая провозная способность автомобиля каждого типа на каждом направлении перевозок і определяется:

(;),

(;), (2.7)

де –загрузка автомобилей типа за рейс, т.;

і –число рейсов автомобилей типа , работающих на направлениях перевозок g і h за эксплуатационный период.

Для определения загрузки автомобиля рассчитаем его удельную грузовместимость :

, м³/т., (2.8)

де -чистая грузоподъемность автомобиля типа , т.

- объем кузова с тентом автомобиля типа , м³.

а) если удельно-погрузочный объем груза на маршруте не превышает удельную грузовместимость автомобиля (),то условно считаем, что загрузка автомобиля равна чистой грузоподъемности, то есть:

, () (2.9)

б) если , то

(). (2.10)

Количество рейсов автомобилей:

, (2.11)

де Т_експл – продолжительность эксплуатационного периода, для автомобилей всех типов принимаем Т_експл =340 сут;

–время рейса автомобиля типа на направлениях g и h соответственно суток.

(2.12)

(2.13)

где –ходовое время, суток;

, (2.14)

где L_g, L_h – протяженность маршрута g и h, соответственно, км;

v_э𝛾 – эксплуатационная скорость автомобиля типа , км / ч, принимаем 60 км / ч. Эксплуатационная скорость - это средняя скорость движения автомобиля при выполнении перевозки.

–время стоянки, суток, принимаем 0,3-0,5 сут.

–дополнительное время на обслуживание автомобилей, принимаем 4 ч.(0,17 сут)

Приводим расчет показателей работы всех типов автомобилей на всех маршрутах. Исходные данные и решение задачи представлены в табличной форме .

Решение осуществляется с помощью опции «Поиск решений» (Microsoft Excel) и подтверждается отчетом по результатам.

В табличной форме (табл. 2.1.) приводится описание технических характеристик 3-х типов грузовых автомобилей.

В курсовом проекте предъявлен к перевозке груз, удельно-погрузочный объем которого 4,2 м³/т

Таблица 2.1. техническая характеристика автотранспортных средств

№	Марка прицепа		Грузоподъемность, кг	Габаритные размеры прицепа				Объем кузова тентом, м^3		Удел. грузовместимость		Кол-во осей		Vmax, км/час		Расход топлива, л/100км
				длина	ширина	высота
1		Volvo FH-12	13400	7365	2467	3271	59,4		4,43		3		85		24,12
2		DAF 85CF	13350	6970	2490	3080	53,5		4,01		3		85		24,03
3		MAN 19.463	11750	6960	2490	2998	52		4,43		2		85		21,15

Наиболее надежными и подходящими являются грузовые автомобили Volvo FH-12, DAF 85CF, MAN 19.463.

Ходовое время:

Участок Каменка-Новороссийск:

t^x₁₁=2*1167/24*60=1,62 сут

Участок Каменка-Ильичевск:

t^x₁₂=2*429/24*60=0,6 сут

Участок Краснознаменка-Новороссийск:

t^x₁₃=2*952/24*60=1,32 сут

Участок Заводское-Ейск:

t^x₁₄=2*924/24*60=1,28 сут

Участок Измир-Сома:

t^x₁₅=2*129/24*60=0,79 сут

Участок Самсун-Бурса:

t^x₁₅=2*760/24*60=1,05 сут

Участок Самсун-Эскишехир:

t^x₁₅=2*749/24*60=1,04 сут

Время рейса:

Участок Каменка-Новороссийск:

t₁₂=0,17+0,5+1,62=2,29 сут

Участок Каменка-Ильичевск:

t₁₂=0,17+0,5+0,6=1,27 сут

Участок Краснознаменка-Новороссийск:

t₁₂=0,17+0,5+1,32=1,99 сут

Участок Заводское-Ейск:

t₁₂=0,17+0,5+1,28=1,95 сут

Участок Измир-Сома:

t₁₂=0,17+0,5+0,79=1,46 сут

Участок Самсун-Бурса:

t₁₂=0,17+0,5+1,05=1,72 сут

Участок Самсун-Эскишехир:

t₁₂=0,17+0,5+1,04=1,71 сут

Количество рейсов автомобилей:

n^р₁₂=340/2,29=149

n^р₁₃=340/1,27=268

Остальные расчеты сведены в табл. 2.2

Участок	Ходовое время, сут	Время рейса, сут	Кол-во рейсов
Каменка - Новороссийск	1,62	2,29	149
Каменка - Ильичевск	0,6	1,27	268
Краснознаменка -Новороссийск	1,32	1,99	171
Заводское - Ейск	1,28	1,95	175
Измир-Сома	0,79	1,46	233
Самсун - Бурса	1,05	1,72	198
Самсун - Эскишехир	1,04	1,71	199

Для всех типов автомобилей данные расчеты одинаковы.

Рассчитаем удельную грузовместимость каждого типа автомобиля:

Автомобиль типа 1:

w₁=59,4/13,4=4,43 м³/т.

Автомобиль типа 2:

w₂=53,5/13,35=4 м³/т.

Автомобиль типа 3:

w₃=52/11,75=4,43 м³/т.

Загрузка автомобиля:

Для автомобилей типа 1 и 3 удельно-погрузочный объем груза на маршруте не превышает удельную грузовместимость автомобиля ,то условно считаем, что загрузка автомобиля равна чистой грузоподъемности, то :

q^ам₁=13,4 т

q^ам₃=11,75 т

Для автомобиля типа 2 удельно-погрузочный объем груза на маршруте превышает удельную грузовместимость автомобиля, то:

q^ам₂=53,5/4,2=12,74 т

Годовая провозная способность автомобиля каждого типа:

Тип 1:

Участок Каменка – Новороссийск:

P₁₁=13,4*149=1996,6 т

Участок Каменка - Ильичевск:

P₁₂=13,4*268=3591,2 т

Остальные расчёты представлены в табличной форме. (табл 2.3.)

Табл. 2.3 Годовая провозная способность автомобиля, т

Типы автомобилей,g	Провозная способность
	1-й наземный участок (g)					2-ой наземный участок (h)
	g=1	g=2	g=3	g=4	h=1		h=2	h=3
	1	2	3	4	5		6	7
Volvo FH-12	1996,6	3591,2	2291,4	2345	3122		2653	2666,6
DAF 85CF	1898,26	3414,32	278,54	2229,5	2968		2523	2535,26
MAN 19.463	1750,75	3149	2009,25	2056,25	2738		2327	2338,25
Объем перевозок, т., Qg, Qh	12000	16000	28000	28000	16000		16000	48000

Прибыль по каждому участку:

Сума двух последних цифр шифра = 4, принимаем норму прибыли равной 0,24

∆F₁₁=0,24*350,1*1167*1996,6=314034171,2

∆F₁₂=0,24*128,7*429*3591,2=45456065,74

Остальные расчёты сведены в табл. 2.4

Табл. 2.4 Прибыль от эксплуатации автомобилей на направлениях g и h

Типы автомобилей,	Прибыль
	1-й наземный участок (g)					2-ой наземный участок (h)
	g=1	g=2	g=3	g=4	h=1		h=2	h=3
	1	2	3	4	5		6	7
Volvo FH-12	195778626	47586819	149522759	144151540	9975653,8		294237757,4	287225331,2
DAF 85CF	186135798	45242990	18175818	137051539	9484315,6		279745450	273078411,9
MAN 19.463	171671556	41727248	131111374	126401537	8747308,4		258006988,8	251858032,9
Объем перевозок, т., Qg, Qh	12000	16000	28000	28000	16000		16000	48000

Запишем экономико-математическую модель по числовым данным:

Целевая функция:

Z = 314034171,2* x₁₁ + 45456065,7* x₁₂ + 193242863,9* x₁₃ + 186161417,2* x₁₄ + 9975653,8* x₁₅ + 294237757,4* x₁₆ + 287225331,2* x₁₇ + 298566816,5* x₂₁ + 43217184,9* x₂₂ + 183724931,8* x₂₃ + 176992272,7* x₂₄ + 9484315,6* x₂₅ + 279745450* x₂₆ + 273078411,9* x₂₇+275365784,5* x₃₁ + 43217184,9* x₃₂ + 169448033,7* x₃₃ + 163238556,1* x₃₄ + 8747308,4* x₃₅ + 258006988,8* x₃₆ + 251858032,9* x₃₇→ max

Ограничения по освоению объема перевозок по всем направлениям:

3202,6* x₁₁ + 3044,86*x₂₁ + 2808,25* x₃₁ =12000

3439,4* x₁₂ + 3261,44*x₂₂ + 3008* x₃₂ =16000

2961,4* x₁₃ + 2815,54x₂₃ + 2596,75* x₃₃ =28000

3028* x₁₄+ 2879*x₂₄ + 2656* x₃₄ =28000

3122* x₁₅ + 2968*x₂₅ + 2738* x₃₅ =16000

2653* x₁₆ + 2523*x₂₆ + 2327* x₃₆ =16000

2666,6* x₁₇+ 2535,26*x₂₇ + 2338,25* x₃₇ =40000

Ограничение по количеству автомобилей каждого типа:

x₁₁ + x₁₂ + x₁₃ + x₁₄ + x₁₅ + x₁₆ + x₁₇ ≤14

x₂₁ +x₂₂ + x₂₃ + x₂₄ + x₂₅ + x₂₆ + x₂₇ ≤ 14

x₃₁ + x₃₂ + x₃₃ + x₃₄ + x₃₅ + x₃₆ + x₃₇ ≤ 14

Условие неотрицательности переменных

,

,

Решаем задачу с помощью опции «поиск решений» в Microsoft Ecxel. Решение представлено в таблице 2.5. и подтверждается отчётом по результатам, сформированным программой .

Таблица 2.5. – Решение задачи определения структуры автопарка

Типы автомобилей,	Направления перевозок										Кол-во автомобилей ед., N
	1-й наземный участок (g)					2-ой наземный участок (h)
	g=1	g=2	g=3	g=4	h=1		h=2	h=3
	1	2	3	4	5		6	7
Volvo FH-12	5,27	2,58	0,14	8,35	0,13		0,00	1,53	14
DAF 85CF	0	0	10,49	0	0		0,04	7,47	14
MAN 19.463	0	0	0,00	0	0		18	0	14
Объем перевозок, т., Qg, Qh	12000	16000	28000	28000	16000		16000	48000

Z = 9703360739,53

Вывод

В результате решения задачи с помощью опции Excel «Поиск решений» были получены такие результаты:

На 1-ом наземном участке должно работать 27 автомобилей 3-х типов, на 2-ом наземном участке – 28 автомобилей 3-х типов.

Отдельно по маршрутам мощности автомобилей распределены таким образом:

Участок Каменка-Новороссийск:

Volvo FH-12 – 5,27; DAF 85CF – 0 ;MAN 19.463 – 0

Участок Каменка-Ильичевск:

Volvo FH-12 – 2,58; DAF 85CF – 0; MAN 19.463 – 0

Участок Краснознаменка-Новороссийск:

Volvo FH-12 – 0,14; DAF 85CF – 10,49; MAN 19.463 - 0

Участок Заводское-Ейск:

Volvo FH-12 – 8,35; DAF 85CF – 0; MAN 19.463-0

Участок Измир-Сома:

Volvo FH-12 – 0,13; DAF 85CF – 0; MAN 19.463 - 0

Участок Самсун-Бурса:

Volvo FH-12 – 0; DAF 85CF – 0,04; MAN 19.463 - 18

Участок Самсун-Эскишехир:

Volvo FH-12 – 1,53; DAF 85CF – 7,47; MAN 19.463 – 0

Прибыль от эксплуатации всех автомобилей по всем направлениям (маршрутах) перевозки 9703360739,53.

Мощности автомобилей на каждой схеме используются не полностью, поэтому оставшиеся недоиспользованное мощности будут использованы на других схемах.