канд. техн. наук., профессор Андрианов Ю.С.

Марийский государственный технический университет, Россия

Транспортно-производственное моделирование в задачах промышленных кластеров

Исследование структуры и систем управления МИС (многоуровневые интегрированные системы) показывает, что транспортно-производственные задачи занимают одно из центральных мест в планировании и управлении предприятиями. При этом в процессе планирования требуется решение целого комплекса взаимосвязанных задач, что приводит к необходимости исследования класса многоэтапных транспортно-производственных задач (МТПЗ). Основными особенностями задач этого класса являются следующие:

1. Предприятия МИС территориально распределены и могут находиться в неодинаковых технико-экономических условиях в силу различных географических, демографических, природных условий и состояния производственной инфраструктуры.

2. Математические модели этих задач должны учитывать многоэтапность и многовариантность переработки сырья одного или нескольких видов;

3. Многоэтапность переработки приводит к появлению множества промежуточных продуктов - переделов, баланс которых должен рассчитываться раздельно;

4. Частичная специализация предприятий МИС приводит к необходимости выполнять различные операции средствами различных производств, мощность которых в силу ряда внешних условий ограничена. Кроме того, затраты при реализации операций различными производствами неодинаковы;

5. Затраты на переработку сырья и отдельных переделов соизмеримы с транспортными расходами на перевозку этих ресурсов;

6. Допускается создание ограниченных запасов ресурсов, переделов и готовой продукции на складах предприятий;

7. Оптимальный транспортно-производственный план рассчитывается в предположении достаточной управляемости транспортными потоками и технологическими процессами предприятий, входящих в МИС.

Большинство из вышеперечисленных особенностей типичны и для предприятий промышленных кластеров лесного комплекса:

- Могут включать кроме основных (одного или нескольких) производств глубокой переработки лесосырья ряд лесозаготовительных предприятий, состояние лесопромышленной базы которых неодинаково, неравнозначны инфраструктура, система лесовозных дорог, состав лесозаготовительной техники и кадровый потенциал. Расстояния между такими подразделениями составляют сотни (а порой и тысячи) километров.

- Существует большое количество видов продукции. Значительным может быть и число способов (технологий) обработки сырья и переделов.

- Основными переделами являются круглый лес, технологическая щепа, промытая и отбеленная листовая целлюлоза, бумага и картон в съемах тамбуров и в рулонах, множество регенерируемых химикатов, ряд видов продукции деревообработки. Большинство этих продуктов подлежит дальнейшей переработке, их баланс можно рассчитать раздельно.

- Затраты на перевозку сырья, химикатов готовой продукции составляют до 15% себестоимости конечной продукции предприятия ЦБП и около 10% для других предприятий ЛПК. Следует отметить, что увеличение расстояния перевозки круглого леса на каждые 100 км увеличивает долю транспортных расходов в его себестоимости в среднем на 15%.

- Существуют проблемы снижения качества готовой продукции предприятия, вынужденного хранить ее в местах временного складирования в результате нарушения графика перевозки.

- Транспортно-производственный план МИС ЛПК составляется в расчете на имеющиеся и заказываемые транспортные средства. Следует отметить, однако, что управляемость транспортными потоками не полна вследствие определенной зависимости от выполнения графика поставок сырья и химикатов, погодных и дорожно-транспортных условий, высокой аварийности производства и др. Тем не менее, управляемость можно считать достаточной при планировании, например, на значительный горизонт времени с учетом всех перечисленных обстоятельств.

Задачи данного класса включают в себя:

- Комплекс задач планирования группы основных производств МИС ЛПК включает цепочку последовательных операций, начиная от заготовки древесины до производства конечной продукции, к примеру, гофрокартона. Заготовка древесины при этом осуществляется в территориально распределенных пунктах, потребители конечной продукции - также территориально распределены. Кроме того, промежуточные операции: выработка технологической щепы, варка целлюлозы и изготовление бумаги (картона) могут осуществляться различными производствами, расположенными на значительном удалении, в различных населенных пунктах. Каждое из производств (дочернее предприятие, цех), размещено в одном из них и действует в соответствии с имеющимися технологиями, но может получать сырье или передел от других территориально распределенных производств и оставлять продукцию или передел следующего уровня ряду других производств (потребителей).

- Задачи распределения и выбора технологий производств МИС ЛПК

В отличие от предшествующей задачи здесь меньше промежуточных производственных ступеней, однако неоднородность лесосырьевой базы (пиловочник, балансы различных пород древесины используются разными производствами и по разному) приводит к появлению целой системы транспортных задач перевозки каждого из видов сырья, переделов и видов продукции.

- Задача перевозки запчастей и объектов ремонта (с возвратом) - еще один пример многоэтапной транспортно-производственной задачи. Производственные объекты в этой задаче - ремонтные производства головных предприятий и подразделений МИС ЛПК, назначение которых - текущий (плановый) и аварийный ремонт транспорта и оборудования предприятий.

Если продукты одного уровня взаимозаменимы, задачи планирования деятельности производств связывает группа транспортных задач распределения продукта каждого уровня. В итоге появляется следующая МТПЗ, названная задачей последовательной переработки.

Основная цель исследования- показать роль класса многоэтапных транспортно-производственных задач в планировании и управлении МИС ЛПК. Результат достигается посредством следующих основных рассуждений и выводов:

- Исследование показывает, что управление и планирование деятельности МИС ЛПК на основе рационального использования материальных ресурсов и эффективной организации материальных потоков является одной из важнейших задач, решение которой позволяет использовать математические модели и методы при взаимодействии предприятий, входящих в МИС, на основе расчета оценок эффективности работы производств, определения размера платы за пользование ресурсами и оценок сырьевых ресурсов, контролируемых предприятиями МИС.

- При решении рассматриваемых задач очень полезно применение методов системного анализа, математического моделирования и информационных технологий, исследований и оптимизации технологических процессов для предприятий ЛПК.

- МИС ЛПК - весьма специфическая большая производственно-экономическая система, свойства которой определяют характер и место оптимизационных задач планирования и управления, особенности их постановки и методов решения, откуда вытекает целый ряд особенностей их моделирования как объекта исследования.

- Одна из важнейших отличительных особенностей территориально распределенных МИС - большое экономическое и технологическое значение материальных потоков. С учетом последовательной переработки сырья и переделов на различных уровнях МИС являются актуальными задачи планирования, связанные с выработкой продукции, транспортировкой к месту дальнейшей переработки (на следующий уровень), затем транспортировкой потребителю или к дальнейшему месту переработки и т.д. В связи с этим территориально-распределенную МИС можно рассматривать как транспортно-производственную систему (ТПС). В диссертационной работе представлены описание, классификация и рекомендуемые обозначения, исследованы наиболее характерные материальные потоки в МИС ЛПК.

Другая важная особенность - многоуровневость комплекса задач планирования и управления МИС в целом и его материальными потоками в частности. Да основе проведенного системного анализа предметной области выполнено формальное описание проблемы комплексного планирования и управления ТПС. В работе представлены описание и классификация, перечислены и исследованы наиболее характерные задачи планирования и управления материально-производственной деятельностью МИС ЛПК и связей между ними, условно названых «цепочкой» и «вертикалью».

Литература:

1. Андрианов Ю.С. Управление транспортно-производственными процессами в интегрированных системах лесопромышленного комплекса /Ю.С. Андрианов / Ж.Вестник Марийского государственного технического университета. Серия «Экономика и управление». - № 2. 2010. – С.17-25.

2. Борозова А.А., Салминен Э.О. Логическая система управления в лесопромышленном комплексе//Лесная промышленность. N1.М, 2003. С. 18-19

3. Киланд Д., Кинг В. Системный анализ и целевое управление. М.: Сов.радио, 1999. 279 с.