2.3. Методика расчета характеристик перевозочного процесса доставки нефтепродуктов в сети «Нефтебаза - АЗС» с использованием принципа «точно-во-время»

Рассмотренная в предыдущем параграфе общая модель функционирования распределительной сети нефтепродуктов «нефтебаза - автозаправочные станции» позволяет перейти к следующему этапу - формированию методики расчета характеристик перевозочного процесса, конечной целью которой является экономическая оценка элементов логистической цепи «НБ - АТП - АЗС», а именно, «минимизация затрат при соблюдении принципа точно-во-время».

Логистический анализ показывает, что методически правильным является подход, который будет включать два этапа решения поставленной задачи: первый этап, предусматривающий принятие решений на основе анализа осреднен- ных данных о расходах нефтепродуктов всех АЗС, входящих в сеть, и провозных возможностей подвижного состава АТП; второй этап, позволяющий детализировать особенности работы конкретных АЗС, показатели перевозочного процесса и характеристики работы НБ.

Необходимость решения задач первого этапа возникает в следующих ситуациях:

- при возникновении «сбоев» в работе существующей сети «НБ - АЗС» (систематические простои АЗС без нефтепродуктов; очереди на НБ; постоянный дефицит подвижного состава и другие);

при расширении сети АЗС (модернизация или реконструкция старых, строительство новых станций и комплексов и т.

при изменении структуры парка подвижного состава, количества автотранспортных средств, их технико-эксплуатационных параметров;

для получения прогнозных оценок устойчивости функционирования сети «НБ - АЗС», связанные с ростом количества автомобилей в регионе, увеличением транзитных потоков транспорта (строительства новых автодорог) и др.

На рисунке 2.10 приведены укрупненная блок-схема алгоритма оценки сбалансированности потребностей подвижного состава для их доставки. После того, как сформирована информационно-справочная база (блок 1), для каждой АЗС определяются интегральные характеристики расхода /-го вида топлива в день (блок 2.1).

j

NYа • L •е

ш ш ош L /')

ГК ( '

365 «М* 100 if '

где N- парк автомобилей в регионе, шт;

aim - доля автомобилей m-го типа, потребляющих /-й вид топлива;

Um ~ средняя величина годового пробега м-го типа автомобилей, км;

gim - средний расход топлива т-го типа автомобиля, л/100 км;

М- количество АЗС в регионе;

Ki - корректирующие коэффициенты, отражающие индивидуальные особенности АЗС.

Второй вариант определения расхода /-го вида на АЗС - экспериментальный, по результатам экспресс-анализа работы в течение определенного интервала времени (блок 2.2).

Ссумируя средние расходы по всем АЗС, входящим в сеть, получим общую потребность в /-м виде нефтепродуктов (блок 3).

Рис. 2.10. Блок-схема алгоритма оценки сбалансированности потребляемого топлива АЗС и провозных возможностей подвижного состава АТП

М

Qt.-J.4g (2-6)

J= 1

Если имеется возможность осуществлять перевозки всех видов нефте

продуктов универсальным подвижным составом, например, все виды бензинов, в этом случае получим общую оценку количества потребляемого топлива в день.

N М

Qy =1 1 е.. (2.7)

L i=\j=\ lJ

В блоке 4 определяются провозные возможности имеющегося подвижного состава. Если автомобили-бензовозы перевозят только /-й вид топлива, то емкость цистерны (или цистерн в случае использования автопоездов) «среднего» автомобиля равна:

Yqkinki Lki

где qia - емкость к-й единицы подвижного состава для перевозки /-го топлива; щ - количество единиц ПС для перевозки /-го топлива.

Если ПС является универсальным, т. е. при наличии экспресс-очистки может перевозить все виды топлива, то расчет по формуле (2.8) производится для всего парка автомобилей. В качестве замечания следует указать, что в ряде случаев в одной и той же цистерне автомобиль-бензовоз перевозит различные виды бензинов без тщательной очистки после каждого рейса. Поэтому рассматриваемый вариант такой перевозки соответствует сложившейся практике.

В этом же блоке определяется среднее время рейса при доставке топлива от МБ до АЗС

=Тз+ Тдв + Тсл + тх > (2.9)

и количество рейсов «среднего» автомобиля-бензовоза в течение рабочего дня

(2.10)

где ТНБ - время работы нефтебазы в течение суток.

Тогда провозные возможности АТП при доставке /-го вида топлива равны

(2.11)

Аналогичная формула имеет место для «универсальных» автомобилей- бензовозов, т. е. в случае, когда перевозятся разные виды топлива одним автомобилем.

В блоке 5 производится сравнение потребностей по видам топлива для всех АЗС Q^. и провозных возможностей АТП QTj. Возможные соотношения

между ними приводят к трем характерным ситуациям.

Первая ситуация. Q^>Qn, т. е. потребности АЗС превосходят провозные

возможности АТП (блок 6). Это приводит к систематическому дефициту топлива на АЗС, потере дохода, утрате имиджа АЗС, простою оборудования и т. п. Перечень возможных мероприятий довольно обширен: увеличение количества автомобилей-бензовозов или их перераспределение по видам перевозимого топлива; изменение режимов работы НБ, уменьшение времени рейса; улучшение технологических возможностей оборудования для налива и слива цистерн и т. Д.

Вторая ситуация. (2^<(2Г1, т. е. провозные возможности парка превосходят потребности в перевозках топлива для рассматриваемой сети АЗС (блок 7). В этом случае анализируются возможности реализации излишних провозных возможностей: исследование рынка (маркетинговые); сдача ПС в аренду; продажа, списание и т. д.

Третья ситуация. Q^~QTl, когда наблюдается примерное равенство между потребностями в топливе для АЗС и провозными возможностями АТП (блок 8).

Очевидно для рассматриваемой сети «НБ - АЗС» наиболее благоприятной является третья ситуация, к которой и следует стремиться при решении задачи первого уровня.

Второй этап решения поставленной задачи отражает организацию перевозочного процесса для конкретных АЗС с учетом логистического принципа «точно-во-время» (JIT). Блок-схема алгоритма расчета приведена на рисунке 2.11.

Рис. 2.11. Блок-схема алгоритма определения времени доставки и затрат на перевозки нефтепродуктов на АЗС с использованием принципа «точно-во-время»

При сравнении рисунков 2.10 и 2.11 не трудно заметить, что блоки 1 и 2 разработанных алгоритмов совпадают, однако в дальнейшем они существенно различаются. Блок 3 (рис. 2.11) включает определение параметров случайного процесса реализации топлива: среднего значения т (t) и среднего квадратиче-

ского отклонения, aq(t). При аналитическом способе расчета mq(t) определяется по формуле (2.5).

чк

т. =¦

(2.12)

где кс - коэффициент учета сезонных колебаний;

тс - продолжительность активной работы АЗС в течение суток.

При расчете средних величин расхода /-го вида топлива на АЗС можно воспользоваться формулами для суперпозиции распределений, поскольку в зависимости от типа автомобиля наблюдаются существенные расхождения в объемах заправки. Как правило, чем меньше объем двигателя (литраж), тем меньше топливный бак, и, соответственно, объем заправки. С учетом вышесказанного, формулы для расчета /и,- и сг запишутся в виде

N

mi= ? ^immij (2ЛЗ)

m=1

+(«,-*«,) 1 (2Л4)

v в1=1

где ту и ov - соответственно среднее значение и среднее квадратическое отклонение объемов заправки т-го типа автомобилей, л/час;

N

а - доля автомобилей т-го типа, У а. =1. m л im

m -1

Второй вариант определения т,- и ст. - статистическая обработка данных о расходах /-го вида нефтепродуктов на АЗС.

Анализ существующих подходов [16, 47 и др.] показал, что расчет статистических параметров времени опустошения резервуара можно осуществить по следующим формулам:

для среднего значения

т Q,

Т,= — , (2.15)

mi

для среднеквадратического отклонения

Ост

(2.16)

mi

Допустим, что функция распределения времени опустошения описывается нормальным законом распределения, параметры которого рассчитаны по формулам (2.15) и (2.16). Тогда, время опустошения резервуара /-го вида топлива, соответствующее вероятности Р, определяется по формуле

Т1р=Т*-'раТ1 (2-17)

где tp - нормированный коэффициент [12].

Согласно формуле (2.17) расчет производится на основе статистических данных для сети АЗС.

Повышение точности расчета для конкретной АЗС может быть достигнуто при использовании методов прогнозирования для индивидуальных реализаций расхода /-го топлива. В этом случае должны быть использованы традиционные методы экстраполяции по временным рядам, подробно описанные в литературе [12].

В блоке 7 производится расчет временных составляющих перевозочного процесса согласно формулам раздела 2.2.

потока заявок:

М М Qa

с2-18)

J=i j=\4I4J

Поскольку временные интервалы цикла заправки цистерны среднего автомобиля-бензовоза известны, то находим интенсивность обслуживания

1

^'под+'зап+'зак+'оф (2Л9)

Ранее было выдвинуто предположение о возможности использования

ТМО для расчета параметров заправки на НБ. Зная А. и рассчитываем вероятности наличия очереди и времени нахождения в ней собственно для однока- нальной (если одна площадка для заправки /-м видом топлива) и многоканальной СМО с ожиданием, см. таблицу 2.4.

Поскольку все временные составляющие перевозки являются случайными величинами, то помимо среднего значения Toy включает время заправки цистерн автомобиля-бензовоза Тц на НБ и время движения от НБ до j-й АЗС.

Прежде чем приступить к расчету затрат и их минимизации в рассматриваемой дистрибъютерной сети, необходимо проанализировать наиболее вероятные ситуации, связанные с заинтересованностью всех участников в ее эффективном функционировании. Проведенный анализ показал, что одной из возможных форм описания может быть таблица функционального состояния элементов распределительной цепи НБ - АЗС (табл. 2.6). В данной таблице приведены некоторые ситуации (теоретически возможное количество которых равно 16), отражающие состояние АЗС, НБ и АТП. Из таблицы 2.6 видно, что кроме ситуации 1, экономические оценки состояния элементов логистической цепи носят противоречивый характер, причем эти противоречия могут усиливаться, если объекты принадлежат разным владельцам.

Рассмотрим подробнее некоторые ситуации, приведенные в таблице 2.6.

Ситуация 1. Идеальный вариант работы распределительной сети в соответствии с принципом «точно-во-время», т.

Таблица 2.6 Номер ситуации Состояние объекта Затраты НБ АТП АЗС 1 + +,+ + 2 С,, формула (2.20) 2 + +г + 1С,+АС'ЛТП 3 + + 1С1+АГЛТП 4 + + ХХ+дс^+дс,,, 5 - + ^С,+АСш;+АСлзс - - %С1+АС1Ш+АСа,с у** + - ^С,+АС'И1;+АСазс g** - -

Составляющие затрат распределительной цепи НБ - АТП - АЗС в зависимости

Примечание:

НБ (+) - нет простоев оборудования из-за отсутствия автомобилей; НБ (-) - простои оборудования;

АТП (+,+) - все автомобили осуществляют перевозки, нет простоев на НБ; АТП (+,-) - то же, но имеются простои автомобилей на НБ;

АТП (-,+) - провозные возможности АТП превышают потребности в перевозках, автомобили не простаивают на НБ;

АТП (-,-) - то же, но имеются простои на НБ;

АЗС (+) - нет простоев оборудования из-за отсутствия топлива;

АЗС (-) - нет топлива.

** Нарушен принцип «точно-во-время»

В первом приближении для оценки затрат рассматриваемой цепи можно ограничиться тремя составляющими

С = СНБ + С АТП + Слзс ? (2.20)

где СНБ - затраты на функционирование НБ;

Сатп ~ затраты АТП, связанные с эксплуатацией автомобилей-бензовозов;

САЗС - затраты на функционирование АЗС.

Составляющие формулы (2.20) СН!. и САЗС включают затраты на эксплуатацию оборудования, зарплату персонала, амортизационные отчисления и т. д.

Ситуация 2. По сравнению с первым вариантом часть автомобилей простаивает в очереди на НБ. Причинами таких простоев может быть недостаточная мощность оборудования для заправки; неправильное распределение количества заправочных площадок по видам топлива; неудовлетворительное расписание работы НБ и другие. Очевидно, при сохранении поставок топлива на АЗС по принципу «точно-во-время», возрастут издержки АТП, связанные с простоем автомобилей, на величину АС'Ат.

Ситуация 3. Не все автомобили-бензовозы АТП заняты перевозками, например, из-за падения спроса на АЗС в силу сезонных колебаний, перераспределения потоков на АЗС, появления новых участников (НБ, АТП) на рынке и т. д. Вышеуказанное приводит к увеличению издержек АТП на величину АСлт 3.

Ситуация 4. Простой заправочного оборудования НБ из-за падения спроса на АЗС. Это приводит к увеличению издержек НБ, связанных с простоем оборудования, зарплатой персонала, увеличением затрат на хранение топлива и другим; величина их издержек - АСНБ.

Ситуация 5. Простой АЗС в связи с отсутствием /-го вида топлива. В этом случае издержки АЗС будут определяться недополученным доходом АСАЗС>1, а

также затратами АСАЗС 2, связанными с оплатой персонала и простоем оборудования АЗС и т. д. АСлзс. Очевидно, что каждая из ситуаций, при которой топливо на АЗС отсутствует, не будет подчиняться основополагающему принципу «точно-во-время», заметим, что общее количество таких ситуаций равно 6 из 16.

В заключении рассмотрим подход к оптимизации затрат в распределительной цепи «НБ - АТП - АЗС». Считается, например, в работе [174] проф. С.А. Уварова, что до применения логистического подхода целевая функция комплекса «производство-потребление», ориентировалась на минимум издержек в каждом из звеньев

Z(C)=min 1С,-, (2.21)

i=1

где С, - соответственно затраты на производство, снабжение, распределение, транспортировку.

Логистический подход ориентируется на отказ от изолированного рассмотрения издержек. Поэтому, проф. С.А. Уваровым [174] вместо (2.21) рекомендуется использовать критерий минимума суммы указанных затрат, каждая из которых представлена своим оптимальным значением, т. е.

L{C) = mm^optCi, (2.22)

/=1

Применительно к рассматриваемой цепи выше приведенный подход означает

1(C) = min [optCHE +optCAm +optCA3C J. (2.23)

Оптимизация затрат на АЗС, как показано в работах [48, 49], означает,

что она должна работать как система массового обслуживания (СМО) с ограниченной длинной очереди на заправку, а не как СМО с ожиданием. Оптимизация затрат на АТП, помимо выбора подвижного состава и диспетчеризации перевозочного процесса, должна включать вопросы оценки надежности, в частности, вероятности безотказной работы автомобилей на линии, и определение количества резервных автомобилей. Наконец, оптимизация затрат для НБ означает определенное резервирование производственных мощностей для заправки автомобилей в часы «пик» и т. п. В целом оптимизация затрат отдельных элементов цепи означает, что они могут быть больше минимальных затрат, но при этом будет достигнут минимум затрат для всей распределительной цепи.