Повышение эффективности функционирования системы доставки нефтепродуктов с использовнием автомобильного транспорта

На правах рукописи

Привалов Павел Юрьевич ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ДОСТАВКИ НЕФТЕПРОДУКТОВ С ИСПОЛЬЗОВНИЕМ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА 05.22.10 – Эксплуатация автомобильного транспорта

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград – 2013

Работа выполнена на кафедре «Автомобильные перевозки» в Волгоградском государственном техническом университете Научный руководитель доктор технических наук, профессор Гудков Владислав Александрович.

Официальные оппоненты: Зырянов Владимир Васильевич, доктор технических наук, профессор, Ростовский государственный строительный университет, кафедра «Организация перевозок и дорожного движения», заведующий кафедрой;

Ганзин Сергей Валерьевич, кандидат технических наук, доцент, Волгоградский государственный технический университет, кафедра «Автомобильный транспорт», доцент.

Ведущая организация ФГБОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет» (национальный исследовательский университет), г. Челябинск.

Защита состоится «21» июня 2013 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.028.03 при Волгоградском государственном техническом универси тете по адресу: 400005, г. Волгоград, проспект им. В. И. Ленина, 28, ауд. 209.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государствен ного технического университета.

Автореферат разослан «_» мая 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Ожогин Виктор Александрович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. В настоящее время, производство, перера ботка, хранение, распределение и реализация нефтепродуктов является одной из наиболее значимых направлений развития как экономики РФ в целом, так и эко номик отдельных регионов. Принципиальное отличие современной системы дос тавки нефтепродуктов от аналогичной системы советского и постсоветского пе риода истории РФ заключается, во-первых, в разнообразии входящих в систему независимых и экономически самостоятельных юридических лиц – предприятий и индивидуальных предпринимателей, осуществляющих добычу, переработку, хранение, транспортировку и отпуск нефтепродуктов потребителям;

во-вторых, в характере взаимоотношений между ними, которые строятся исключительно на договорной основе и в соответствии с активно модернизирующимся законода тельством РФ. Несмотря на жесткую конкуренцию в данном сегменте экономики, существующая система доставки нефтепродуктов многих регионов характеризу ется достаточно низкой эффективностью, что обусловлено устаревшей матери ально-технической базой, неспособностью качественного обслуживания растуще го и усложняющегося рынка потребления нефтепродуктов, а также неэффектив ным использованием возможностей системы при различных состояниях ее по требностей. В связи с этим, задача снижения логистических затрат и повышения эффективности функционирования системы доставки нефтепродуктов является актуальной и своевременной научно-практической задачей.

Объект исследования: система доставки нефтепродуктов (СДН), функцио нирующая на основе сети нефтебаз (НБ) и автозаправочных станций (АЗС) с ис пользованием автомобильного транспорта.

Цель исследования: комплексное исследование характера и степени влия ния различных факторов на функционирование СДН и на этой основе определе ние наиболее актуальных и перспективных путей снижения логистических затрат и повышения эффективности функционирования такой системы.

Для достижения цели исследования были поставлены следующие задачи:

1) разработка адекватной математической модели СДН с использованием автомобильного транспорта, позволяющей проводить комплексное исследования характера и степени влияния различных факторов на эффективность функциони рования системы;

2) проведение комплексного исследования СДН нефтяной компании регио нального уровня, определение значений основных характеристик и условий функционирования компании, используемых в качестве исходных данных в раз работанной модели;

3) разработка и реализация методики проведения вычислительных экспери ментов, позволяющей исследовать характер и степень влияния различных факто ров на эффективность функционирования СДН;

4) проведение комплексного исследования зависимости эффективности функционирования СДН от различных характеристик, определяющих оптималь ные структуру и состав системы, а также эффективные способы организации дос тавки нефтепродуктов;

5) определение наиболее актуальных и перспективных путей снижения ло гистических затрат и повышения эффективности функционирования СДН с ис пользованием автомобильного транспорта.

Научная новизна исследования:

разработана адекватная математическая модель функционирования СДН, учитывающая как процесс доставки нефтепродуктов от сети НБ до сети АЗС, так и процесс реализации нефтепродуктов с АЗС конечным потребителям;

предложен эффективный способ проектирования транспортной сети, осно ванный на использовании современных электронных карт местности и средств навигации;

разработана методика пополнения запаса нефтепродуктов на АЗС, основан ная на выполнении сформулированных в работе условий возможности, необхо димости и целесообразности пополнения, формализующая основные характери стики процесса принятия решения о пополнении запаса – периодичность, едино временность и размерность, также сформулированные в работе;

предложен оригинальный подход при проектировании комбинации подго товительно-заключительных операций и операций приема-сдачи нефтепродуктов на этапах их погрузки и разгрузки;

предложен показатель эффективности функционирования СДН, основанный на оценке различных статей логистических затрат, в том числе затрат от несосто явшихся заправок по причине отсутствия запаса нефтепродуктов на АЗС (так на зываемых затрат от «недопроизводства»).

Практическая ценность исследования. Созданная модель, методики и программные средства позволяют уже на стадии проектирования СДН определять наиболее рациональные способы организации функционирования как системы в целом, так и отдельных входящих в нее структурных элементов;

оценивать эф фективность СДН, определять оптимальные значения всех видов возможностей системы при различных состояниях ее потребностей.

Реализация исследования. Полученные на основе выполненной научно исследовательской работы методики повышения эффективности процесса достав ки нефтепродуктов успешно используются ООО «ЛУКОЙЛ-Нижневолжскнефте продукт» и ОАО «ЛК-Транс-Авто» при решении различных практических задач по организации функционирования и транспортного обслуживания системы неф тепродуктообеспечения региона. Материалы диссертации рекомендованы к ис пользованию в учебном процессе по специальности 190701 «Организация перево зок и управление на транспорте» (автомобильном) в Волгоградском государст венном техническом университете.

Апробация исследования. Основные положения работы докладывались:

на Международной научно-практической конференции «Логистика и экономика ресурсосбережения и энергосбережения в промышленности ЛЭРЭП-2-2007» (г. Саратов, 2007 г.);

на Российской научно-практической конференции «Про грессивные технологии в транспортных системах» (г. Оренбург, 2007 г.);

на Ме ждународной научно-технической конференции «Проблемы качества и эксплуа тации автотранспортных средств» (г. Пенза, 2012 г.).

Публикации. Материалы исследования частично изложены в 8 публикаци ях, из которых 3 в журналах, входящих в утвержденный Перечень ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа содержит 177 страниц машинописного текста, 70 рисунков и 68 таблиц. Список литературы составляет 167 наименований, в том числе 18 наименований изданий, переводных с ино странного языка, и 13 наименований электронных ресурсов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследования.

В первой главе выполнен анализ современных методик и технологий орга низации эффективного функционирования СДН различного уровня. В процессе проведенного анализа подробно изучены структура и условия функционирования СДН с использованием автомобильного транспорта, их основные технологиче ские характеристики и особенности функционирования. В ходе исследования изу чены труды отечественных и зарубежных ученых (Альбеков А. У., Анферов В. В., Вельможин А. В., Гудков В. А., Гаджинский А. М., Санков В. Г., Миротин Л. Б., Смехов А. А., Коваленко В. Г., Неруш Ю. М. Карнаухов С. Б., Зырянов В. В., Уваров С. А., Гордон М. П., Кожин А. П., и др.), обзоры периодических изданий, электронные ресурсы, посвященные различным сторонам функционирования СДН. В большинстве изученных работ представлены различные обобщенные ме тодики оптимизации процесса доставки различных грузов (в том числе нефтепро дуктов), а также современные логистические методики повышения эффективно сти функционирования различных систем доставки. В результате проведенного анализа выявлены преимущества и недостатки различных методик, области их наиболее эффективного применения. Также в данной главе представлены резуль таты анализа различных критериев и показателей оценки эффективности функ ционирования различных систем товародвижения. В завершении данной главы представлены цель и задачи исследования.

Вторая глава посвящена разработке математической модели, имитирую щей функционирование СДН с использованием автомобильного транспорта. В структуре моделируемой СДН можно выделить следующие территориально и функционально обособленные элементы: нефтеперерабатывающий завод (НПЗ), НБ, АЗС, автомобиль-потребитель (А-П) нефтепродуктов. Обобщенную структу ру моделируемой СДН можно представить в виде схемы, изображенной на рисун ке 1. В соответствии с данной схемой, СДН состоит из трех подсистем (снабже ния, распределения и потребления) и обслуживает следующие основные потоки нефтепродуктов: ГП1 поток с z-го НПЗ на b-ю НБ;

ГП2 поток с b-й НБ на j-ю АЗС;

ГП3 поток с j-й АЗС к а-му А-П. Кроме основных потоков, через СДН проходят дополнительные потоки нефтепродуктов: ГП1a, ГП 1б, ГП 2а, ГП 2б, ГП 3а, ГП 3б, ГП 3в.

Моделируемая СДН ограничена рассмотрением двух подсистем – распределения и потребления, а также двумя основными потоками нефтепродуктов с b-й НБ на j ю АЗС (ГП2) и с j-й АЗС к а-му А-П (ГП3).

НПЗz НБb АЗСj АЗСj+ АЗСj- А-Пa-1 А-Пa А-Пa+ ГП1 ГП2 ГП ГП1а ГП2а ГП3а ГП1б ГП2б ГП3б ГП3в Подсистема снабжения Подсистема потребления Подсистема распределения Рисунок 1 – Обобщенная структура СДН Моделируемая СДН обладает потребностями и возможностями. Потребно сти СДН представляют собой совокупный поток заявок на заправку нефтепродук тами, поступающий на АЗС от А-П. Выражения для моделирования основных ха рактеристик потребностей СДН имеют вид:

kj n, j km n,m kd n,d kh n,h t, (1) КЗ n, j = n СTзап = V зап Ц п, (2) п п где КЗ – количество заявок на заправку нефтепродуктами n-го вида, возникаю n, j щих за интервал времени t на j-й АЗС;

n – интервал времени между соседними заправками n-м видом нефтепродуктов;

kj n, j, km n,m, kd n,d, kh n,h – соответствующие коэффициенты корректировки удельного количества заявок на заправку в зависи мости от категории и местоположения j-й АЗС, времени суток h, дня недели d, ме сяца года m;

V зап и СТ зап – объем, и стоимость нефтепродуктов n-го вида;

Ц n – п п стоимость единицы нефтепродуктов n-го вида.

Основными моделируемыми материальными возможностями СДН являют ся пропускные возможности транспортной сети и входящих в нее НБ и АЗС, складские возможности НБ и АЗС, а также провозные возможности парка авто мобилей-бензовозов (А-Б), используемых для доставки нефтепродуктов. Форма лизацию транспортной сети предлагается производить на основе имеющихся в свободном доступе электронных карт местности и дорожной сети региона. Такой способ формализации транспортной сети имеет ряд существенных преимуществ перед классическим способом формализации при помощи криволинейного графа, основными из которых являются: учет особенностей реальной дорожной сети в так называемом режиме «on-line», возможность прокладывать оптимальный мар шрут движения между несколькими пунктами или группами пунктов сети и опре делять между ними кратчайшие расстояния, а также возможность объединять не скольких близлежащих пунктов в группы, то есть производить «районирование» транспортной сети, фактически приводящее к ее укрупнению, снижению размер ности и упрощению процедуры составления маршрутов доставки.

Пропускные и складские возможности произвольных b-й НБ и j-й АЗС мо делируются через следующие основные характеристики: { нр ;

кр } – временной ре жим работы;

BM n – вместимость резервуаров хранения по n-му виду нефтепро дуктов;

v нл – скорость налива нефтепродуктов на b-й НБ. Провозные возможности b произвольного «собственного» k-го и «наемного» kп-го А-Б моделируются через следующие основные характеристики: {вм kv }, {вм kv } – матрицы вместимостей k kn (объемов) каждой kv-й емкости-цистерны;

vдвиж и vдвиж – скорости движения А-Б;

k kn S движ, S прст _ раб, S прст _ бр – себестоимости работы, простоя в работе и без работы k k k «собственного» А-Б;

S раб – себестоимость работы «наемного» А-Б;

vсл – скорость kn слива нефтепродуктов. Скорость v движ движения произвольного А-Б является случайной величиной, зависящей от таких факторов, как: погодные условия, спе цифика участка транспортной сети (городской, междугородний), интенсивность дорожного движения, а также степень загрузки А-Б. Если в качестве vдвиж _ баз «ба зового» значения скорости движения А-Б принять среднестатистическое значение скорости движения в некоторых условно-нормативных условиях движения, то учет факторов, влияющих на реальную скорость движения А-Б, может быть вы полнен при помощи соответствующих корректировочных коэффициентов, а вы ражение для моделирования скорости движения А-Б на произвольном участке транспортной сети в некоторый интервал времени t примет вид:

vдвиж = kt kcl k vдвиж _ баз, (3) где kt, kcl, k – корректировочные коэффициенты, оценивающие отклонение мо делируемого значения скорости движения vдвиж от ее «базового» значения v движ _ баз в зависимости от интервала времени t, погодных условий и коэффициента использования грузоподъемности А-Б соответственно.

Наиболее значимыми технологическими возможностями, формализуемыми в разработанной модели, являются технологии организации пополнения и хранения запаса нефтепродуктов, а также маршрутизации А-Б. Данные технологические возможности связаны между собой и, по сути, представляют собой единую мето дику организации процесса доставки нефтепродуктов с территорий нескольких НБ непосредственно А-П через сеть АЗС. В качестве основных условий пополне ния запаса нефтепродуктов, в работе предлагается оценивать возможность, необ ходимость и целесообразность пополнения. Неравенства, характеризующие пе речисленные условия, имеют следующий вид:

( ), V зап nр зак п п п (4) Vnр ВМ n ЗП зак + п п п УП зак УП норм _ зак, (5) n,t п V KR вм, (6) n,t kv, k np max УП K где Vnр – объем пополнения запаса нефтепродуктов в момент пополнения;

V зап – п п среднестатистическая величина объема заправки;

зак, nр – моменты времени п п принятия решения о пополнении запаса и собственно самого пополнения запаса нефтепродуктов n-го вида;

ЗП зак – запас нефтепродуктов в момент принятия ре п n,t n,t ЗП зак ЗП зак шения о пополнении запаса;

. УП зак = 1 – так называемый n,t = b кз n V зап n п ЗП max_ зак «уровень потребности» в пополнении запаса нефтепродуктов – «величина индикатор», оценивающая отклонение фактической величины запаса нефтепро дуктов от некоторой нормативной максимально-возможной величины ЗП max запа са;

b – параметр, определяющий величину ЗП max ;

кз п количество заявок на заправ ку;

V зап – среднестатистический объем одной заправки;

УП норм _ зак – нормативное п п значение уровня потребности в пополнении запаса, определяющее появление не обходимости пополнения в момент принятия решения о пополнении;

Vnp,t – п max УП сумма объемов всех заказов на пополнение n-го вида нефтепродуктов в момент времени t, удовлетворяющих условиям возможности и необходимости и имею щим максимальные значения уровня потребности УП зак ;

вм kv,k – сумма вмести n,t K мостей всех kv-х емкостей-цистерн k-х «собственных» А-Б, в момент времени t имеющихся в распоряжении АТП и готовых для использования при доставке неф тепродуктов с НБ на АЗС;

KR – коэффициент превышения объема вывозимых с НБ нефтепродуктов над вместимостью всех используемых для вывоза «собствен ных» А-Б, учитывающий количество рейсов, выполняемых «собственными» А-Б.

Предложенные условия принятия решения о пополнении запаса n-го вида нефтепродуктов на АЗС могут быть использованы с различной периодичностью, единовременностью и размерностью. Периодичность ПР, характеризующая ко личество процедур принятия решения о пополнении запаса нефтепродуктов в единицу времени, может принимать как дискретное, так и бесконечное значение, если процесс принятия решения о пополнении носит постоянный характер (так называемый режим «on-line»). Единовременность ЕВ, отражающая количество АЗС, участвующих в единичной процедуре принятия решения о пополнении запа са нефтепродуктов, определяется спецификой группировки АЗС, производимой при принятии решения о пополнении (можно принимать решение единовременно для всех или нескольких, территориально обособленных АЗС, а также для каждой АЗС в отдельности). Размерность РЗ определяет количество факторов, учиты ваемых в единовременной процедуре принятия решения о пополнении запаса.

Разработанный алгоритм маршрутизации представляет собой методику, со стоящую из первоначального этапа составления базовых маятниковых маршрутов движения, а также последующих этапов сокращения общего количества базовых маятниковых маршрутов путем их объединения в кольцевые маршруты и приве дения полученного плана маршрутизации в соответствие имеющимся на данный момент возможностям СДН. Первоначальный базовый план маршрутов состоит из таких видов нефтепродуктов и таких АЗС, по которым, во-первых, выполняет ся условие возможности (4) пополнения;

а во-вторых, значение «величины индикатора» УП зак имеет максимальные значения, что отражает максимальный t уровень необходимости (5) пополнения. Объединение базовых маятниковых маршрутов в кольцевые маршруты доставки производится до тех пор, пока не начнет выполняться условие целесообразности (6) пополнения запаса нефтепро дуктов во всех АЗС, входящих в полученные маршруты движения. При таком ал горитме маршрутизации, величина партионности доставки является производной величиной, значение которой определяется алгоритмами маршрутизации и по полнения запаса нефтепродуктов.

Для оценки эффективности функционирования моделируемой СДН предло жено использовать специальный показатель, отражающий выполнение основных задач функционирования СДН, таких как: минимизация затрат на доставку;

опти мальное использование возможностей СДН;

минимизация общего запаса нефте продуктов в резервуарах хранения АЗС и вероятности полного его расходования.

Предложенный в качестве такого показателя экономический критерий K эф оценки эффективности функционирования СДН учитывает совокупные логистические за траты, приведенные к стоимости логистических услуг в цене нефтепродуктов:

Зобщ + Зобщ + Зобщ + Зобщ + Зобщ_ пп ТР ПРСТ наем зап лог, (7) = K CT эф 1 K ост K ост зап где Зобщ, Зобщ, Зобщ Зобщ, Зобщ_ нп – логистические затраты: на доставку «собст ТР ПРСТ наем зап лог венными» А-Б;

на простой «собственных» А-Б без работы;

на использование «на емных» А-Б;

на содержание запаса нефтепродуктов в сети АЗС;

от несостоявших ся заправок по причине отсутствия запаса нефтепродуктов («недопроизводство»);

СTзап – общая стоимость потребляемых нефтепродуктов;

K ост, K ост коэффици 1 енты расчета стоимости логистических услуг в цене нефтепродуктов.

Величина логистических затрат на доставку может быть рассчитана в виде суммы соответствующих затрат на доставку по маятниковым ММt и кольцевым КМt маршрутам доставки:

Зобщ = З мм + З км ;

(8) ТР ТР ТР ММt КМt + ЗТр НБ ;

(9) ТР НБ АЗС =З +З +З НБ АЗС АЗС З мм обсл Тр обсл ( ) З км = Зобсл + ЗТр АЗС1 + Зобсл 1 + ЗТр 1 АЗСj +Зосбл + ЗТр НБ, (10) ТР НБ НБ АЗСj АЗСj АЗСj АЗСj JM где ЗТр – затраты на транспортирование нефтепродуктов между НБ и АЗС;

Зобсл – затраты на обслуживание А-Б (на территории НБ или АЗС).

Выражение для расчета затрат на транспортирование нефтепродуктов по участку транспортной сети l p1 p 2 между р1-м и р2-м пунктами имеет вид:

S движ l р1 р k. (11) ЗТр1 p 2 = p kt kcl k v движ _ баз Затраты на обслуживание А-Б зависят от технологической схемы выполне ния этапов функционирования СДН. В разработанной модели предлагается 5 раз личных вариантов технологических схем. На рисунке 2 изображен один из вари антов технологической схемы последовательной погрузки нефтепродуктов в ем кости-цистерны А-Б на специализированных (обслуживающих только один вид нефтепродукта) постах обслуживания НБ ( NTOпг = 1 ).

Пг ОфД ПО ПрСд ОжП Нл МанБ Рисунок 2 – Технологическая схема выполнения этапов обслуживания при после довательной погрузке нефтепродуктов в емкости-цистерны А-Б на специализиро ванных постах обслуживания НБ ( NTOпг = 1 ).

Как видно из рисунка, процесс обслуживания А-Б выполняется по следую щим этапам: ожидание погрузки (ОжП), маневрирование А-Б (МанБ), подготови тельные операции при погрузке-разгрузке нефтепродуктов (ПО), налив нефтепро дуктов в емкость-цистерну А-Б (Нл), прием-сдача нефтепродуктов (ПрСд), оформление документов (ОфД). Кроме данных этапов, в разработанной модели предусмотрено моделирование следующих этапов: простой А-Б в ожидании рабо ты (Прст), транспортирование нефтепродуктов (Тр), слив нефтепродуктов из ем кости-цистерны А-Б (Сл), заключительные операции при погрузке-разгрузке неф тепродуктов (ЗО), а также заправка нефтепродуктов в бак А-П (Зап). Выражение для расчета затрат на обслуживание по данной схеме имеет вид:

вм kv Зобсл 1 = S прст _ раб Т ОжП + ( ПО _ Пг + ПрСд ) KV + + Т ОфД + S движ Т МанБ KV, (12) НБ KV v нл где Т ОжП ;

ПО _ Пг, ПрСд, Т ОфД, Т МанБ – продолжительности выполнения соответст вующих этапов;

KV – количество емкостей-цистерн А-Б.

Особенностью разработанной модели является оригинальный способ моде лирования так называемых подготовительно-заключительных операций (ПЗО) при погрузке-разгрузке нефтепродуктов. Предлагаемый способ предполагает вы полнение подготовительных (ПО) и заключительных (ЗО) операций, как в виде отдельных технологических этапов, так и в виде составных частей этапа приема сдачи (ПрСд). Так, при выполнении погрузки (Пг) нефтепродуктов в емкости цистерны А-Б, заключительные операции (ЗО) выполняются одновременно с эта пом приема-сдачи (ПрСд) и, по сути, являются составной частью этого этапа, в то время как подготовительные операции (ПО) представляют собой отдельный само стоятельный технологический этап. В свою очередь, при выполнении разгрузки (Рг) нефтепродуктов из емкостей-цистерн А-Б, подготовительные операции (ПО) выполняются одновременно с этапом приема-сдачи (ПрСд), и, по сути, являются составной частью этого этапа, в то время как заключительные операции (ЗО) представляют собой отдельный технологический этап.

В третьей главе представлены разработанные методики проведения экспе риментальных расчетов на модели, а также исходные данные для модели, которые были получены на основании информационных массивов различных данных, от ражающих практическое функционирование ООО «ЛУКОЙЛ Нижневолжскнефтепродукт», а также обслуживающего его АТП ОАО «ЛК Транс-Авто» в течение 2011 года. В качестве исходных данных для моделирова ния потребностей СДН был использован поток транзакций на АЗС. В результате статистической обработки данных по транзакциям были получены значения плотностей распределения случайных величин n и V зап для различных видов неф п тепродуктов, а также значения корректировочных коэффициентов kj n, j, km n,m, kd n,d, kh n,h и стоимости Ц п нефтепродуктов. В структуру моделируемой СДН во шли 5 НБ и 160 АЗС, объединенные в транспортную сеть и расположенные на территории г. Волгограда, г. Астрахань, Волгоградской и Астраханской областей, Республики Калмыкия. Расстояния между НБ и АЗС были получены через элек тронную карту «2_GIS».

За основу исходных данных для моделирования провозных возможностей АТП были приняты характеристики парка из 70-ти «собственных» А-Б. Сбор и обработка данных массива значений скоростей движения А-Б за продолжитель ный период времени позволил определить основные параметры распределения случайной величины «базового» значения скорости движения vдвиж _ баз, а также k среднестатистические значения соответствующих корректировочных коэффици ентов kt, kcl и k. В результате проведенного анализа было обнаружено, что ос новные параметры распределения величины vдвиж _ баз практически не зависят от k марки А-Б, но зависят от специфики участка транспортной сети (городской, меж дугородний). Кроме этого, из анализа данных стало очевидно, что ввиду различ ной интенсивности движения транспортного потока, зависимость коэффициента kt от текущего интервала времени выражается в виде двойной зависимости от дня недели d и часа суток h. Также, в результате статистической обработки продолжи тельностей выполнения различных технологических этапов, полученных путем проведения соответствующих замеров, были получены значения параметров со ответствующих вероятностных величин.

Кроме исходных данных, в главе 3 представлены методики проведения экс периментальных расчетов на модели, позволяющие проводить анализ зависимо сти эффективности функционирования СДН от различных ее характеристик. Так, в качестве характеристик потребностей СДН были выбраны: интервал n между соседними заявками на заправку, а также величины стандартного среднеарифме тического отклонения всех корректировочных коэффициентов km n,m, kd n,d и kh n,h. В качестве моделируемых характеристик материальных возможностей были выбраны: количество В НБ и J АЗС, среднестатистические значения удаленности АЗС от НБ l НБ АЗС, вместимости ВМ n, j резервуаров хранения по n -виду нефтепро дуктов на j -й АЗС, скорости v нл налива и vсл слива нефтепродуктов;

количества b k КуПО ВНБ постов обслуживания на Волгоградской НБ, количество K АБ «собст венных» А-Б, количество KV и вместимости {вм1 ;

вм 2 ;

...;

вм kv } емкостей-цистерн k А-Б, «базовое» значение скорости vдвиж _ баз движения А-Б, а также себестоимости k S движ движения, простоя «собственного» А-Б в работе S прст _ раб и без работы S прст _ бр.

k k k В качестве моделируемых характеристик технологических возможностей были выбраны: параметр b, характеризующий нормативную максимально-возможную величину запаса ЗП max_ зак, коэффициент KR, характеризующий среднестатистиче n ское значение количества выполняемых одним А-Б рейсов за рабочий цикл, пе риодичность ПР и единовременность ЕВ методики принятия решения о попол нении запаса, размерность РЗ, возможное количество АЗС в маршруте доставки JM, а также вид технологической схемы выполнения комбинаций технологиче ских этапов при обслуживании А-Б как на территории НБ (NTOпг) и на территории АЗС (NTOрг).

При этом моделирование экспериментальных значений большинства вели чин производилось при помощи соответствующих коэффициентов KK эксп, отра жающих % изменения моделируемого значения экспериментальной характери стики относительно ее исходного значения, путем умножения исходного значения на данный коэффициент. Использование коэффициента KK эксп как универсального аргумента функции K эф = f (KK эксп ), позволяет выполнить сравнительный анализ влияния различных характеристик СДН на эффективность ее функционирования.

Адекватность разработанной модели подтверждается преимущественным (не менее 95 % случаев) совпадением расчетных (полученных по предлагаемой модели) и экспериментальных значений продолжительности выполнения различ ных этапов доставки.

В четвертой главе представлен анализ результатов проведения экспери ментальных модельных расчетов, полученных при использовании метода наи меньших квадратов в виде линейных зависимостей критерия K эф оценки эффек тивности функционирования СДН от различных характеристик ее потребностей [рисунки 3 и 4, выражения (13)(19)], транспортных возможностей А-Б, а также пропускных и складских возможностей НБ и АЗС [рисунки 5, 6 и 7, выражения (20)(28)], а также характеристик технологических возможностей СДН [рисунок 8, выражение (29)]. Анализ эффективности функционирования СДН в зависимости от различных видов неравномерностей показал, что каждый вид неравномерности (по месяцам, дням недели, часам суток) оказывает незначительное влияние на эф фективность (снижение одного вида неравномерности на 20% приводит к росту коэффициента эффективности на величину 0,76 – 1,51%). Однако одновременное снижение всех видов неравномерностей позволяет увеличить эффективность функционирования СДН значительным образом (3,26% при снижении каждого вида неравномерности на 20%).

0, 0, Коэффициент эффективности (16) Коэффициент эффективности (18) 0, (15) 0, 0, (17) 0, 0, (14) 0, (19) (13) 0, 0, -20% -10% 0% +10% +20% -20% -10% 0% +10% +20% KK эксп KK эксп Рисунок 3 – Зависимость эффективности от Рисунок 4 – Зависимости эффективности ( ) = f KK эксп CTзап от уровня потребности неравномерности потребительского спроса K K эф = f (KK эксп kd ), эф (13) при различных способах его изменения () K эф = f (KK эксп km ), (14) n = const, J = var, l НБ АЗС = var, (17) M () = f (KK эксп kh ), n = const, J = var, l НБ АЗС = const, (18) (15) K M эф () K эф = f (KK эксп { kd ;

km ;

kh }). n = var, J = const, l НБ АЗС = const. (19) (16) M 0,74 0, Коэффициент эффективности Коэффициент эффективности 0, 0, (24) (20) (21) 0, 0, 0, 0, 0, (22) (23) 0, 0, (25) 0, 0,69 0, -20% -10% 0% +10% +20% -20% -10% 0% +10% +20% KK эксп KK эксп Рисунок 5 – Зависимость эффективности от Рисунок 6 – Зависимость эффективности от раз различных скоростных характеристик личных характеристик вместимостей ( ) K эф = f (KK эксп M (KV )), K эф = f KK эксп vcл, (20) k (23) ( ) K эф = f (KK эксп вм kv ), K эф = f KK эксп vдвиж _ баз, (21) k (24) ( ). ( ).

= f KK эксп v (22) b n, j K эф = f KK эксп ВМ K (25) нл эф 0, (27) (26) Коэффициент эффективности 0, 0, 0, Ко эф ф и циент эф ф ек ти вн ости 0, 0, 0, 0, (28) 0, 0, 0,69 0, 0, 0, -20% -10% 0% +10% +20% KK эксп 0,68 Рисунок 7 – Зависимость эффективности от 0, 1,0 1,2 KR различных характеристик себестоимости 1,4 1,6 1,8 2, ( ) b K эф = f KK эксп Sдвиж, (26) k Рисунок 8 – Зависимость эффективности от ха K эф = f (KK эксп S прст _ раб ), (27) рактеристик технологических возможностей k K эф = f (KK эксп S прст _ бр ). K эф = f ( ПР, EB ).

(29) (28) k Максимальный рост коэффициента эффективности (16,3 %) может быть по лучен при полном устранении всех видов временных неравномерностей ( km = kd = kh = 0 ). Из графиков на рисунке 4 следует, что снижение объема по требления нефтепродуктов приводит к снижению эффективности функциониро вания СДН независимо от того, происходит ли это снижение путем уменьшения количества заправок [выражение (19)], либо путем снижения количества АЗС [выражения (17) и (18)]. При этом, если снижение количества АЗС сопровождает ся одновременным сокращением площади транспортной сети [выражение (17)], то снижение эффективности происходит с меньшей скоростью, чем при снижении количества АЗС и сохранении площади транспортной сети [выражение (18)].

Среди различных скоростных характеристик (рисунок 5), а также характе ристик вместимости (рисунок 6), наибольшее влияние на эффективность функ ционирования СДН оказывают «базовое» значение скорости движения (при 20%-м росте величины скорости, эффективность увеличивается на 3,24%), а также среднестатистическая вместимость емкостей-цистерн А-Б и резервуаров АЗС (при 20%-м росте данных величин эффективность увеличивается соответственно на 3,33% и 3,89%).

Среди различных характеристик себестоимости (рисунок 7) наибольшее влияние на эффективность функционирования СДН оказывает себестоимость движения S движ (20%-е снижение данной величины приводит к росту эффективно k сти на 3,94%). В связи с этим, задача модернизации и обновления парка А-Б в сторону более скоростных и объемных А-Б, а также задача приведения в соответ ствие складских возможностей АЗС и объемов потребления нефтепродуктов, яв ляются актуальными и значимыми задачами, решение которых позволит снизить логистические затраты и повысить эффективность функционирования СДН.

Определенный потенциал снижения совокупных логистических затрат и по вышения эффективности функционирования СДН заложен в решении задачи оп тимизации ее технологических возможностей. Наибольшее влияние на показатель эффективности оказывают такие технологические характеристики, как периодич ность и единовременность принятия решения о пополнении запаса нефтепродук тов АЗС (рисунок 8), правильный выбор которых позволяет повысить эффектив ность функционирования системы на величину до 10 %.

Расчеты на модели позволили разработать ряд рекомендаций, направленных на повышение эффективности функционирования СДН региона с использованием автомобильного транспорта. В частности, при организации транспортного обслу живания необходимо уделять особое внимание задачам выбора оптимальной структуры транспортных возможностей, использовать более скоростные и эконо мичные А-Б большей вместимости. В отношении АЗС, необходимо выполнять мероприятия по приведению в соответствие складских возможностей АЗС и объ емов реализации, а также мероприятия по выравниванию всех видов временных неравномерностей потребностей. При решении общих вопросов организации функционирования СДН, необходимо уделять повышенное внимание вопросу выбора оптимальной комбинации различных характеристик технологических возможностей, а также предпринимать активные действия по сохранению и по стоянному увеличению объемов реализации нефтепродуктов, проходящих через СДН. В заключение главы представлено краткое описание программы автомати зации управления работой транспорта при организации доставки нефтепродуктов, разработанной и предложенной к использованию на исследуемом предприятии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1. Разработана и апробирована адекватная математическая модель СДН, по зволяющая проводить комплексное исследование характера и степени влияния различных факторов на эффективность функционирования системы.

2. Проведено комплексное исследование СДН нефтяной компании регио нального уровня, определены значения различных характеристик и условий ее функционирования, используемых в качестве исходных данных для разработан ной модели.

3. Разработаны и реализованы методики проведения вычислительных экс периментов на модели, позволяющие исследовать характер и степень влияния различных факторов на эффективность функционирования СДН.

4. Проведено комплексное исследование зависимости эффективности функ ционирования СДН от различных характеристик ее потребностей, а также мате риальных и технологических возможностей входящих в СДН структурных эле ментов. В процессе этого исследования были установлены:

1) незначительное влияние каждого вида неравномерности потребления нефтепродуктов на эффективность функционирования СДН (0,76 – 1,51%), а также значительный потенциал роста эффективности (16,3 %) при полном устранении всех видов временных неравномерностей;

2) прямая зависимость эффективности функционирования СДН от объема потребления нефтепродуктов независимо от причины изменения объема по требления;

3) наличие прямой зависимости эффективности функционирования СДН от скорости движения и вместимости емкостей-цистерн А-Б (рост эффектив ности на 3,24% и 3,33% соответственно при 20%-м росте);

4) характер и степень зависимости эффективности функционирования СДН от себестоимостей использования А-Б (наибольший рост эффективности на 3,94% при 20%-м снижении себестоимости движения S движ );

k 5) потенциал роста эффективности функционирования СДН от характери стик технологических возможностей, таких как периодичность и единовре менность принятия решения о пополнении запаса нефтепродуктов АЗС (правильный выбор данных характеристик позволяет повысить эффектив ность функционирования СДН на величину до 10 %).

5. Определены наиболее актуальные и перспективные пути снижения логи стических затрат и повышения эффективности функционирования СДН с исполь зованием автомобильного транспорта.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

В изданиях, рекомендованных ВАК 1. Гудков, В. А. Особенности доставки нефтепродуктов на АЗС нефтяной компании "ЛУКОЙЛ" в Волгоградской области / В. А. Гудков, П. Ю. Привалов // Автотранспортное предприятие. – 2007. – №4. – C. 45–46.

2. Привалов, П. Ю. Автотранспортом топливо возить дешевле / П. Ю. При валов // Грузовое и пассажирское автохозяйство. – 2007. – №2. – С. 34–35.

3. Гудков, В. А. Опыт формирования тарифной политики в работе с заказ чиками ОАО "ЛК-Транс-Авто" / В. А. Гудков, П. Ю. Привалов // Автотранспорт ное предприятие. – 2007. – №8. – C. 27–28.

В прочих изданиях 4. Гудков, В. А. Построение логистической системы нефтепродуктообеспе чения региона / В. А. Гудков, П. Ю. Привалов // Прогрессивные технологии в транспортных системах: сб. докл. VIII рос. науч. - практ. конф., (29–30 ноября 2007 г.) / ГОУ ВПО "Оренбургский гос. ун-т". – Оренбург, 2007. – C. 121–123.

5. Гудков, В. А. Прогнозирование запасов при доставке нефтепродуктов на автозаправочные станции / В. А. Гудков, П. Ю. Привалов // Логистика и экономи ка ресурсосбережения и энергосбережения в промышленности (МНПК "ЛЭРЭП 2-2007", 12–15 сент. 2007 г.): сб. науч. тр. по матер. междунар. науч.-практ. конф. / Сарат. гос. техн. ун-т. – Саратов, 2007. – Т.1. – C. 55–58.

6. Привалов, П. Ю. Особенности технологии организации оптимального то варного запаса нефтепродуктов / П. Ю. Привалов, В. А. Гудков // Вестник транс порта. – 2012. – № 7. – C. 28–30.

7. Особенности формализации скорости движения автомобилей-бензовозов при планировании маршрутов доставки нефтепродуктов / В. А. Гудков, П. Ю.

Привалов, С. А. Кащеев, С. А. Ширяев // Проблемы качества и эксплуатации ав тотранспортных средств: матер. VII междунар. науч.-техн. конф., Пенза, 16– мая 2012 г. / ФГБОУ ВПО "Пензенский гос. ун-т архитектуры и строительства", Автомобильно-дорожный ин-т. – Пенза, 2012. – C. 352–356.

8. Особенности формализации транспортной сети автозаправочных станций при организации доставки нефтепродуктов / В. А. Гудков, П. Ю. Привалов, С. А.

Кащеев, С. А. Ширяев // Транспортные и транспортно-технологические системы :

матер. междунар. науч.-техн. конф., 19 апр. 2012 г. / ФГБОУ ВПО «Тюменский гос. нефтегаз. ун-т». – Тюмень, 2012. – C. 206–210.

Подписано в печать.. 2013 г. Заказ №. Тираж 100 экз. Печ. л. 1,0.

Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная.

Типография ИУНЛ Волгоградского государственного технического университета 400005, г. Волгоград, ул. Советская,