Определение оптимальной специализации причалов и складов производственного участка порта

3.Определение оптимальной специализации причалов  
и складов производственного участка порта.

3.1Сущность, преимущества и виды специализации  причалов и складов порта.

Для работы над этим разделом можно воспользоваться теоретическим  материалом, приведенным в источниках [4, 5].

Закрепление отдельных грузопотоков за определенными причалами и  складами с приспособлением последних  для эффективной переработки  грузов, составляющих эти грузопотоки, называется специализацией причалов и  складов. Специализация является одним  из ведущих принципов организации  производства во всех отраслях народного  хозяйства. Причалы могут быть специализированы по назначению на пассажирские, грузовые и бункеровочные. Грузовые причалы, в свою очередь, могут быть специализированы по родам перерабатываемых грузов, по видам плавания и направлениям грузопотоков.

Специализация причалов и  складов приводит к ускорению  погрузки-разгрузки судов и вагонов  и повышению производительности труда и уменьшению расходов на погрузочно-разгрузочные работы. Специализация упрощает и  облегчает планирование и организацию  перегрузочного процесса, диспетчерское  руководство грузовыми работами и учет их выполнения. В целом  она позволяет лучше использовать технические средства порта и  повысить его пропускную способность, добиться высоких производственных показателей, сократить стояночное время судов. В ряде случаев специализированные причалы являются взаимозаменяемыми  в полном смысле этого слова, т.е. по габаритам, глубинам одинаково приспособленным для обработки различных по величине судов и перегрузки одних и тех же номенклатур грузов.

Специализация причалов может  быть капитальная и оперативная. Оперативная специализация может  изменяться в процессе эксплуатации порта. Работа порта в оптимальном  режиме должна предусматривать наиболее выгодную специализацию причалов и  складов, т.е. такую, при которой при  переработке грузов обеспечивались минимальные затраты по флоту  и порту.

Для определения специализации  эксплуатируемых причалов, складов  на навигацию необходимо рассматривать  по каждому из плановых грузопотоков возможные варианты его распределения  по причалам и корреспондирующим  с ними складом, так называемые расстановочные варианты. Затем необходимо провести технико-экономическое сравнение  расстановочных вариантов и выбрать  из них лучшие. Перечень и величина грузопотоков, выделенных таким образом  каждому причалу, складу, будут характеризовать его оптимальный грузооборот или специализацию в данных условиях.

 

3.2Оптимальное распределение грузопотоков по причалам и складам порта

3.2.1Математическая  постановка задачи

Задача оптимизации плана  распределения грузопотоков между  причалами и складами порта формулируется  следующим образом:

Порт имеет n причалов и с складов для освоения m грузопотоков за период Т_n.

Исходными данными являются:

перечень грузопотоков (i = 1, 2, …, m);

характеристика каждого  грузопотока и его величина Q_i, род груза и направление, доля прямого варианта и сроки хранения груза при прохождении через порт;

тип и загрузка расчетного судна, приведенные затраты  за час стоянки;

размеры причалов, оборудование каждого из них (j = 1, 2, …, n);

плановый бюджет времени T_i;

тип, вместимость, полезная площадь F_i каждого склада (g = 1, 2, …, с).

По технико-ограничительным  признакам допускается: 1) использование  определенного перечня и числа  причалов n_i ≤ n для освоения i-го грузопотока и взаимодействие с каждым j-м причалом перечня и числа c_ij ≤ c складов; 2) освоение определенного перечня и числа m_i грузопотоков на j-м причале.

Путем составления возможных  сочетаний грузопотоков с причалами, освоение которых допускается по технико-ограничительным признакам, и каждого причала с корреспондирующими с ним складами по определенному  грузопотоку, разрабатывают расстановочные варианты. Каждому варианту, предусматривающему освоение i-го грузопотока на j-м причале и связанном с ним g-м складе, соответствуют показатели:

удельный расход бюджета  времени причала t_ijg (в причало-ч/т);

удельный расход полезной площади склада f_ijg (в м²/т);

удельные комплексные  затраты на грузовые операции и связанную  с ними стоянку судов в порту s_ijg (в руб./т).

Имея исходные данные и  показатели по вариантам, необходимо так  распределить грузопотоки между  причалами и складами, чтобы обеспечить минимум комплексных расходов на освоение всего грузооборота порта  за плановый период.

Искомым неизвестным является количество x_ijg определенного i-го грузопотока, которое рекомендуется осваивать на j-м причале во взаимодействии с g-м складом.

Математическая модель задачи определения оптимального закрепления  грузопотоков за причалами и складами при достаточных ресурсах порта  имеет следующий вид.

Целевая функция выражает комплексные расходы при перегрузке всех грузов, составляющих грузооборот  порта:

 

. 

Ограничения предусматривают:

1) обязательное  освоение всех проходящих через  порт грузопотоков

; 

2) использование каждого  причала в пределах планового  бюджета времени

 

3) загрузку складов в  соответствии с их полезной  площадью

 

4) знак аргумента

 

В связи с многовариантным  характером задачи рекомендуется решать ее специальными математическими методами. Одним из них является симплекс-метод  линейного программирования.

Допустимое разнообразие в использовании причалов, складов  для освоения грузопотоков определяет множество расстановочных вариантов. Каждый вариант, фиксируя грузопоток, причал и склад, имеет свое значение показателей удельных затрат ограниченных ресурсов: бюджета времени причалов; удельных затрат полезной площади склада, комплексных расходов на грузовые операции и связанную с ними стоянку судов.

3.2.2.Расчет  бюджета времени причалов

Бюджет времени причала t_ijg в причало-часах на тонну грузопотока рассчитывается по формуле:

 

где – продолжительность выполнения грузовых операций на судне с i-м грузопотоком j-го причала, часы; К_пер – коэффициент, учитывающий перерывы в работе перегрузочного оборудования; – продолжительность вспомогательных операций, выполняемых у причала для  
i-го груза, час; – средняя загрузка расчетного судна по i-му грузу, определяется расчетом; К_зан – коэффициент экономически оправданной занятости причалов обработкой судов с i-м грузом. Принимается К_зан = 0,6-0,7; К_р – коэффициент, учитывающий разрывы между календарным и рабочим временем причалов.

Продолжительность грузовых операций определяется по формуле

, 

где – интенсивность грузовой обработки судна т/(с-час).

Величина  рассчитывается по формуле

, 

где l – предел концентрации механизированных линий на обработке судна; принимается равным меньшим из двух значений: заданного количества кранов на причале (см. задание к курсовому проекту) или количества технологических линий, которое может быть занято на обработке судна, исходя из числа и размеров люков и коэффициента трюмной неравномерности судна, т.е. может быть определено по формуле

N_кр = n_л · k_н.тр, 

где n_л – количество люков на судне, ед.; k_н.тр – коэффициент конструктивной неравномерности трюмов.

 – средневзвешенная технологическая производительность механизированных линий на обработке судна с учетом доли прямого К_тр и складского вариантов работ и соответствующей производительности для прямого Р_пр и складского Р_скл вариантов, т/час; b – коэффициент снижения производительности при данной концентрации механизированных линий на обработке судна (приложение 1).

Величина  рассчитывается по формуле

. 

Производительность механизированных линий для прямого или складского вариантов Р_пр(скл) рассчитывается по формуле

, 

где КНВ – комплексная  норма выработки бригады за смену  по соответствующему варианту, т/сут; 7 – продолжительность смены, час.

Коэффициент, учитывающий  перерывы в работе перегрузочного оборудования, рассчитывается по формуле

, 

где К_мет – коэффициент, учитывающий простои причалов по метеопричинам, можно принять равным К_мет = 0,8-0,9; К_ман – коэффициент, учитывающий простои перегрузочного оборудования из-за маневренных операций с вагонами, принимается К_ман = 0,95.

Коэффициент, учитывающий  разрывы между календарным и  рабочим временем причала, определяется по формуле 

, 

где t_р – рабочее время причала в течение суток, часы, t_р = 23 часа.

Количество груза на судне  рассчитывается по формуле

 

, 

где – объем грузовых помещений i-го судна, м³; u – удельный погрузочный объем груза, м³/т; – чистая грузоподъемность i-го судна, т.

Продолжительность вспомогательных  операций t_всп выбирается из «Норм обработки судов в портах».

=

1судно: Камчатские горы- рыба мороженная

 (т)

 

(т)

2 судно: Актюбинск –  пресервы

= (т)

 

(т)

 

 

 

 

Камчатские горы

 

N_кр = n_л · k_н.тр,

 

Актюбинск:

 

 

1 Судно: Камчатские горы - рыба мороженная

(т/час)

(т/час)

2 Судно:  Актюбинск – пресервы.

(т/час)

(т/час)

1 Судно: Камчатские горы – рыба мороженная

(т/час)

2 Судно: Актюбинск – Пресервы

(т/час)

1Судно: Камчатские горы - рыба мороженная

(т/с-час)

2 Судно: Актюбинск – пресервы.

(т/с-час)

1 Судно: Камчатские горы - рыба мороженная

(ч)

2 Судно: Актюбинск – пресервы.

(ч)

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица вспомогательное  время.

Название операции.	Время выполнения операции (мин).
	Камчатские горы	Актюбинск
Закрытие люков.	60	60
Открытие люков	40	40
Перекрытия люков	30	30
Швартовка к причалу	90	80
Отшвартовка от причала.	90	80
Постановка на якорь.	45	45
Съемка с якоря.	45	45
Мойка трюмов	480	420
Сушка трюмов	720	720
Сухая зачистка (Рыба мороженная).	300	300
Оформление прихода.	180	180
Оформление отхода.	180	180
Оформление грузовых документов.	60	60
Итого.	2320	2210
Итого (час).	38,6	36,8

 

 

  

1 Причал

1 Судно: Камчатские горы - рыба мороженная

(прич-час/т)

2 Судно: Актюбинск – пресервы.

(прич-час/т)

2 Причал:

1 Судно: Камчатские горы - рыба мороженная

(прич-час/т)

2 Судно: Актюбинск – пресервы.

(прич-час/т)

 

3 Причал:

1 Судно: Камчатские горы - рыба мороженная

(прич-час/т)

2 Судно: Актюбинск – пресервы.

(прич-час/т)

 

3.2.3Расчет удельных затрат полезной площади складов

и расходов на грузовые операции и стоянку судов.

Удельные затраты полезной площади склада t_ijg в м² на тонну грузопотока рассчитываются по формуле

,