Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Определение оптимальной структуры флота судоходной компании

Одесский национальный морской университет

Кафедра Системный Анализ и Логистика

Курсовая работа

по дисциплине:

«Введение в исследование операций в

транспортных системах»

на тему:

«Определение оптимальной структуры флота судоходной компании »

Выполнил

студент ОПУТ ЗФ

II курса 2 группы

Чиркова Е. А.

Одесса 2010

Введение

Морской флот государства является одним из важнейших источников валютных доходов. Однако в настоящие время назрела острая необходимость пополнения флота новыми специализированными, высокопроизводительными судами.

Сейчас используется 80% судов, нормативный срок эксплуатации которых истёк. Это заметно снижает конкурентоспособность флота Украины на мировом рынке по сравнению с флотом развитых стран. Цель курсовой работы состоит в определении перспективных типов судов, которые будут эксплуатироваться оптимально с точки зрения максимизации годовой чистой валютной выручки. Эта задача решается путём распределительной задачи, которая относится к разряду специальных задач, где отыскивается оптимальная расстановка судов по направлениям их использования. В курсовой работе распределительная задача решается приближенным методом - методом «почти оптимальных планов», который является методом составления исходного плана, значения целевой функции которого достаточно близко к оптимальному.

Содержание:
Введение.	2
1.Характеристика флота и основных направлений его работы.	44
1.2. Характеристика основных направлений перевозок.	4
1.3.Основные требования, предъявляемые судам - претендентам на пополнения.	7
2.Определение программы пополнения флота пароходства.	8
2.1 .Постановка задачи и её математическая модель.	8
2.2. Оптимизация схем движения судов.	10
2.2.1. Расчёт тоннаже-потоков.	10
2.2.2.Оптимизация перехода тоннажа в балласте и построение оптимальных схем движения.	11
2.3. Подготовка исходных данных для решения задачи определения программы пополнения флота компании.	16
2.3.1 .Подготовка исходных данных.	16
2.3.2.Определение числа действующих судов. 3. Решение задачи определение оптимальной структуры флота судоходной компании.	23 25
4. Расчёт экономической эффективности капитальных вложений во флот пополнения.	29
Заключение. Литература.	32 33

1.Характеристика флота и основных направлений его работы.

1.1.Характеристика флота

Технико-эксплуатационные и экономические характеристики заданного в курсовой работе действующего типа судов приведены в табл. 1.1

Таблица 1.1 - Технико-эксплуатационные и экономические характеристики действующего типа судов.

1.2 Характеристика основных направлений перевозок

Перечень основных грузопотоков, структура грузопотоков по номенклатуре, объёмы перевозок приведены в табл. 2.1

Таблица 2.1Транспортная характеристика грузов.

Металл листовой. Должен грузиться в нижнюю часть трюмов.

1 тонна стали в листах занимает — 0,3 м³.

Оборудование. Нельзя укладывать в штабеля большой высоты, должна быть предусмотрена специальная защита оборудования от действия метеорологических факторов. Не трущиеся части машин покрывают защитными красками. Трущиеся части покрывают защитной смазкой, действие которой рассчитано на шесть месяцев. Верхние крышки ящиков покрывают толью или рубероидом для защиты груза от метеорологической влаги. Сверху должны быть прибиты планки для защиты рубероида от повреждений при укладке груза в несколько рядов. Для того чтобы внутри ящика не произошло конденсации влаги, которая может возникнуть при изменении температуры, в боковых стенках ящиков делают отверстия диаметром около 50 мм, закрытые с внутренней стороны ящика металлическими решётками от проникновения грызунов и попадания посторонних предметов. Для предотвращения конденсации внутренней влаги, в ящик укладывают химический влагопоглотитель. На ящики наносят предупредительную маркировку, а также обязательно указывают массу места, положение центра тяжести, верх, места застропки груза и другие виды маркировки. УПО – 2.5 м3/т.

Рис. В процессе перевозки потеря массы груза вследствие испарения влаги может доходить до 2,5%. Груз, особенно нового урожая, очень требователен к аэрации, усиленному воздухообмену (по сравнению с другими злаковыми), что следует учитывать при укладке груза: зачастую для обеспечения сохранной перевозки требуется решетчатая подстилочная сепарация, устройство вентиляционных каналов, колодцев, рисовых продухов; при недостаточной вентиляции - дополнительные вентиляционные устройства и пр. При недостаточной аэрации может появиться затхлый, гнилостный запах; груз ухудшает свой внешний вид и качество. Самосогреванию, как правило, не подвержен. Тара: тканевые мешки (иногда двойные) массой от 80 до 100 кг. УПО – 1.3 м3/т.

Джут. Волокно однолетних тропических растений, используется для производства упаковочных (тарных) тканей, обладает ценным свойством: разбухая, не пропускает влагу, в то же время остаётся проницаемым для воздуха. Отличается от остальных волокнистых грузов повышенным содержанием влаги, которую легко отдаёт, поэтому в течение рейса может уменьшить вес из-за испарения влаги. Предъявляется к перевозке в прессованных кипах массой 200-220 кг. УПО—2 м³ /т.

Каучук. Эластичный материал, к морской перевозке каучук поставляется обычно спрессованным в кипы прямоугольной формы: длина - 600-800 мм, ширина - 500-600 мм, высота – 350-450 мм, массой 101-114 кг; каждая кипа обтянута, так называемой рубашкой, состоящей из отдельных листов каучука того же сорта и типа. В некоторых случаях кипы обшивают циновками или укладывают в ящики (дерево). Поверхность кип окрашивается специальной эмульсией (для предохранения в какой-то мере поверхности каучука от повреждений: загрязнения, плесневения, окисление и пр.) и имеет маркировку, которая указывает марку фирмы-поставщика, массу нетто (в англ. фунтах, в последнее время чаще в кг.), тип и сорт каучука. УПО – 1,5 м³ /т.

Краткие характеристики портов.

Одесса. Порт располагает 68 портальными кранами, 1 передвижным краном, 6 козловыми и 8 самоходными кранами. Глубины у причалов до 14 метров. Лёд появляется с конца декабря по середину февраля, но не каждую зиму, Колебания уровня воды зависят от силы и продолжительности ветра и составляют 0,6 -1 м. По внутренней акватории действуют такие ограничения: максимальная длина 240м, максимальная ширина 40м и осадка до 12 метров.

Карачи. Порт имеет портальные и передвижные краны, для совершения всех необходимых операций с генеральными грузами. Акватория не замерзающая, в период муссонов сильные ветры, выход из порта возможен только в светлое время суток. Максимальная длина принимаемых судов 240 м. Глубины на рейде составляют 11-12 метров, глубина подходного канала 10 м.

Рангун. Порт имеет портальные и передвижные краны, для совершения всех необходимых операций с генеральными грузами. Акватория не замерзает круглый год, скорость приливного течения 5-6 узлов, отливного-6 узлов. Максимальная глубина на подходном канале и у причальной стенки 11-12 метров. Максимальная длина принимаемых судов 288м.

Коломбо. Порт имеет портальные и передвижные краны, для совершения всех необходимых операций с генеральными грузами. Акватория не замерзающая, с Апреля по Сентябрь возможны ветры свыше 7-ми баллов, при Юго-Западном ветре на входе в гавань порта образуется толчея. Максимальная глубина на подходном канале и у причальной стенки 10,5м. Максимальная длина принимаемых судов 244м.

Келанг. Порт имеет портальные и передвижные краны, для совершения всех необходимых операций с генеральными грузами. Акватория не замерзающая. Максимальная глубина у причальной стенки 10,9м. Максимальная длина принимаемых судов 170м.

1.3 На основании характеристик портов, задействованных в данной курсовой работе отбираем суда-претенденты на пополнение флота и выписываем их параметры (табл. 1.3)

Таблица 1.3 Технико-эксплуатационные и экономические характеристики судов-претендентов на пополнение.

2. Определение оптимальной структуры флоты судоходной компании

2.1 Постановка задачи и её математическая модель

Рассмотрим задачу определения оптимального состава флота на год.

Под оптимальным подразумевается такой состав флота, который выполнит планируемые перевозки с наивысшей экономической эффективностью. Состав флота означает типы судов и количество судов каждого типа. Эффективность работы флота зависит как от характеристик судов, так и от характеристик направлений, на которых суда будут работать. Поэтому состав флота будет определяется при условии его оптимальной расстановки на перспективных направлениях.

В искомый состав флота войдут суда, построенные до начала планового периода (действующие суда) и те, которые предстоит построить (новые суда – суда пополнения). В данной курсовой работе задача определения структуры флота судоходной компании ставится при условии освоения перспективного объёма перевозок флотом компании. В качестве критерия оптимальности принимается показатель чистой валютной выручки (ЧВВ).

Математическая модель задачи имеет вид:

В модели приняты следующие обозначения:

- число судов i-го типа на j -схеме движения;

- годовая чистая валютная выручка при эксплуатации одного

судна i-го типа на j-ой схеме движения, тыс. т;

- годовая провозная способность одного судна i -го типа на j-ой схеме движения, тыс. т;

- годовой объем перевозок j-ой схеме движения, тыс. т.;

- число судов i-го типа;

- число действующих типов судов;

m-- число типов судов-претендентов;

- число схем движения.

Экономический смысл ограничений следующий:

(2.2) -объем перевозок на всех схемах движения должен быть освоен;

(2.3) - Действующие суда должны полностью использоваться на перевозке;

(2.4) - число судов новых типов не должно превышать определённой величины, обусловленной возможностями судостроительных заводов (примем в курсовой работе Ki = 6, i = m` + 1, m` + 2, ...., m );

(2.5) - условие неотрицательности переменных.

2.2 Оптимизация схем движения судов

2.2.1 Расчёт тоннаже-потоков. Грузопотоки на участках переводим в тоннаже потоки следующим образом

Где - тоннаже-поток на участке, тыс. т.; -целые числа

- грузопоток на участке тыс. т;

h-число гружёных участков;

- коэффициент перевода грузопотока на участке 1 в тоннаже поток;

Где – погрузочный объём груза на участке , /т;

– средняя удельная грузовместимость судов, /т;

- грузовместимость судна i-го типа, т;

- паспортная чистая грузоподъемность судна i -го типа, т;

m - число типов судов

При расчёте средней удельной грузовместимости флота учитываются как действующие суда, так и суда претенденты.

Так как удельный погрузочный объём оборудования больше средней удельной грузовместимости флота, то

Остальные расчёты проводятся аналогично и указаны в табл. 2.1

Таблица 2.1 Характеристики участков

№ уч.	Порты	Наименование груза	Кол-во гр. Тыс. т
l=1	Одесса-Чална	оборудование	300	2.5	1.53	460
l=2	Чална-Дувр	Джут	150	2	1.22	180
l=3	Дувр-Порту	оборудование	160	2.5	1,53	245
l=4	Чална-Одесса	Чай	140	2.5	1,53	215
l=5	Бари-Одесса	Промтовары	150	2.5	1,53	180
l=6	Одесса-Дувр	Металл	300	0,3	1	300

На основании полученных данных по участкам строим косую таблицу гружёных тоннаже-потоков (табл.2.2), определяем порты с избытком и недостатком тоннажа.

Выводы: порт Рангун (+20), порт Карачи (+23), порт Коломбо (382) –с избытком балластного тоннажа

Порт Одесса (-265) и порт Келанг (-160) с недостачей балластного тоннажа.

2.2.2. Оптимизация перехода тоннажа в балласте и построение оптимальных схем движения. Ставим задачу оптимизации перехода тоннажа в балласте, записываем её математическую модель в общем виде и с использованием числовой информации. Определяем расстояния между портами. Задачу будем решать методом потенциалов.

Математическая модель задачи определения оптимального плана балластных переходов:

Таблица 2.2 Косая таблица гружёных тоннаже-потоков

где – количество тоннажа , следующего в балласте из i-го порта с избытком тоннажа в j-ый порт с его недостатком;

- запаса тоннажа, не обеспеченного грузом в i-ом порту;

– потребность в тоннаже в j-ом порту;

– расстояние между портами i и j.

Поясним содержание оптимального плана.

Проверим полученный план на оптимальность. Чтобы полученный

опорный план был оптимальным, необходимо и достаточно, чтобы существовали числа которые удовлетворяют таким условиям:

а);

б) для свободных клеток.

Таблица 2.3 План перехода тоннажа в балласте

№	Порты отправления	Потенциалы	Порты назначения		Запасы ai, тыс. т.
		Потенциалы	Бари	Чална
			600	5800
1	Одесса	0	¹¹⁰⁰		168
2	Дувр	1900	225 ²⁵⁰⁰	7900	225
3	Порту	1200			261
Потребности, b_j, тыс. т.			282	372	654

Все клетки потенциальны, значит полученный план оптимален.

Z_min= 5800*168+2500*225+1800*57+7000*204 =3 067 500 тыс. тнж.-миль.

Перенесём оптимальный план балластных переходов в косую таблицу корреспонденции тоннажепотоков. Совместив таблицу гружёных тоннаже-потоков и план перехода тоннажа в балласте строим схемы движения. На участках схем движения указываем тоннаже-потоки и грузопотоки (наименование и количество груза, тыс. т.)

Начинаем построение схем:

Теперь на всех участках схем движения необходимо перейти от тоннаже-потоков к

грузопотокам. Для этого воспользуемся соотношением:

Где – количество тоннажа, следующего по –му участку схемы j.

Таблица 2.5

№	Порты	Одесса	Дувр	Бари	Чална	Порто	Всего отправлено, тыс. т.
1	Одесса		160		168 460		620
2	Дувр			225		261	261
3	Бари	282					282
4	Чална	506	326				832
5	Порто			57	204		0
Всего Прибыло тыс. т.				0		261	1995

;

= 140 ;

;

Определяем количество груза, подлежащего перевозке по j-ой

схеме -, нужно просуммировать количество груза по всем гружёным участкам,

входящим в данную схему, т.е.

Таблица 2.5 Расчёт тоннажепотоков на схемах

№	Порты	Одесса	Рангун	Карачи	Келанг	Коломбо	Всего отправлено, тыс. т.
1	Одесса		300 20 0	306 23 0		382 140 0	988
2	Рангун	280 0			20 0		280
3	Карачи	23 283 0 0					283
4	Келанг	160 20 0					160
5	Колом	242 0			140 0		0
Всего Прибыло тыс. т.		723	300	306	0	382	1711

=560 тыс. т.

тыс. т.

Полученные величины служат исходными данными для задачи определения программы пополнения флота и являются правыми частями ограничения (2).

По результатам анализа составленных схем движения можно сделать вывод, что все отобранные типы судов-претендентов могут работать на всех схемах движения.

2.3 Подготовка исходных данных для решения задачи определения программы пополнения флота.

2.3.1 Прежде чем приступить к решению задачи по определению состава флота судоходной компании предварительно установим число действующих судов. Для этого нужно:

1) уменьшить грузопоток на каждой схеме движения на 40%, т.е. вычислить (j=),

Это и будет тот объём перевозок, который подлежит освоению судами действующего типа;

2) рассчитать годовую провозную способность одного судна действующего типа (присвоим ему индекс i=1) на каждой схеме движения (

3) определить число действующих судов, необходимое для освоения перевозок. Для этого грузопоток в каждой схеме делим на годовую провозную способность одного судна , результаты складываем и округляем до целого числа :

Найденное таким образом число действующих судов используется в дальнейшем при решении задачи определения структуры флота судоходной компании в ограничениях вида (3).

2.3.2 Подготовка исходных данных. Годовая провозная способность судна каждого типа на каждой схеме определяется, как для действующих судов , так и для судов претендентов по формуле :

где годовая провозная способность судна i-го типа на j-ой схеме движения, т;

число рейсов судна i-го типа на j-ой схеме движения на эксплуатационный период.

Провозная способность одного судна на схеме движения за рейс определяется, как сумма загрузок на гружёных участках, входящих в схему:

где – загрузка i-го судна на l-м участке.

Загрузка на участках определяем следующим образом.

Рассчитываем удельную грузовместимость судна :

где чистая грузоподъёмность судна i-го типа т.

а) если погрузочный объём груза на участке не превышает удельную грузовместимость судна , то

;

б) если > то :

Число рейсов одного судна i-го типа на j-ой схеме движения находится из выражения:

где T – продолжительность эксплуатационного периода (для судов всех типов принимаем T=340 сут.);

– время рейса судна i-го типа на j-ой схеме движения, сут.

где ходовое время, сут;

– стояночное время, сут.

где – протяжённость j-ой схемы движения, миль;

– эксплуатационная скорость i-го топа, миль/сутки

где – техническая скорость судна, узлов.

Стояночное время определяем по формуле:

где , – валовая интенсивность обработки судна, погрузки в начальном порту участка и выгрузки в конечном, тонн в сутки. (табл. 2.6)

Таблица 2.6 Валовая интенсивность обработки судна, т./сут.

Валовая интенсивность	Одесса	Карачи	Коломбо	Рангун	Келанг
погрузка	3500	1200	1200	1000	800
выгрузка	2500	1000	1000	800	700

Приступим к вычислениям

Рассчитываем удельную грузовместимость судна :

Определим загрузку на участках за рейс

= 13035 т.

= 8160 т.

= 13035 т.

Таблица 2.7 Загрузка судов претендентов на участках

Тип Судна	Участки
Тип Судна	l=1	l=2	l=3	l=4	l=5	l=6
СО-12 1,66	11750	7828	7828	11750	11750	11750
Варнемюнде 1,68	10136	6814	6814	10136	10136	10136

Рассчитаем провозную способность судна 1-го типа на всех схемах движения за рейс, т.

= 13035 т. + 13035 т. = 26070 т.

= 8160 т. + 13035 т. = 21195 т.

= 8160 т.

8160 т. + 13035 т. = 21195 т.

13035 т. + 13035. т. = 26070 т.

8160т.

Определим для судна первого типа для всех схем движения:

Таблица 2.8 Провозная способность судов претендентов на всех схемах движения за рейс, т.

Типы Судов	j=1	j=2	j=3	j=4	j=5	j=6
Типы Судов	l=1,4	l=2,5	l=3	l=3,6	l=1,6	l=2
СО-12	23500	19578	7828	19578	23500	7828
Варнемюнде	20272	16950	6814	16950	20272	6814

== 38,3 сут.

= сут.

=16,8 сут.

=30,3 сут.

=41,5 сут.

=10,5 сут.

Таблица 2.9 Стояночное время судов претендентов (сут.)

Типы судов	j=1	j=2	j=3	j=4	j=5	j=6

CO-12	34,495	24,556	10,065	29,452	37,432	10,065
Варнемюнде	29,756	21,262	8,7609	25,485	32,29	8,7609

Определим для судна первого типа для всех схем движения:

(в грузе) = 24*0,9*18,8=406 миль/сут.

(в балласте) = 24*0,9*21=453,6 миль/сут.

= 28,6 сут.

= 19,7 сут.

= 21,5 сут.

= 29 сут.

= 30,9 сут.

= 18,6 сут.

Определим для судов претендентов на всех схемах движения (табл. 2.8)

Рассчитаем время рейса судна 1-го типа на всех схемах движения:

=28,6+38,3=66,9 сут.

Таблица 2.8 Ходовое время судов претендентов, сут.

Типы судов	Скорость груз. Уз	Скорость балл. , уз	j=1	j=2	j=3	j=4	j=5	j=6

Со-12	18,2	20,5	29,5	20	23,2	30	32	20
Варнемюнде	18,5	20,7	27,8	18	20,6	27	29	18

Рассчитаем время рейса для судов претендентов на каждой схеме(табл2.8)

Таблица 2.10 Время одного рейса для судов претендентов на всех схемах, сут.

Типы судов	j=1	j=2	j=3	j=4	j=5	j=6

Со-12	64	44,8	33	60	70	30,2
Варнемюнде	58	39,2	29	52	61	26,6

46,3 сут.

38,3 сут.

59,3 сут.

72,4 сут.

29,1 сут.

Рассчитаем число рейсов одного судна 1-го типа на всех схемах движения:

T=340 (по условию)

Рассчитаем число рейсов судов претендентов на всех схемах движения(табл.2.11):

Таблица 2.11 Число рейсов судов претендентов на всех схемах:

Типы судов	j=1	j=2	j=3	j=4	j=5	j=6

Со-12	5,3	7,6	10,2	5,7	4,9	11,3
Варнемюнде	5,9	8,7	11,6	6,5	5,6	12,8

Рассчитаем годовую провозную способность судна 1-го типа на всех схемах движения (т.):

тыс. т.

Рассчитаем годовую провозную способность судов претендентов на всех схемах движения, т. (табл.2.10):

Таблица 2.12 Годовая провозная способность судов претендентов на всех схемах движения, тыс. т.

Типы судов	j=1	j=2	j=3	j=4	j=5	j=6

Со-12	126,9	148,7	79,8	111,5	115,1	88,4
Варнемюнде	119,6	147,4	79,0	110,1	113,5	87,2

Определяем число действующих судов, необходимое для освоения перевозок на всех участках (результаты округляем):

Определяем общее число судов действующего типа

Рассчитаем чистую валютную выручку для судов действующего типа на каждой схеме движения за один рейс :

Определение оптимальной структуры флота судоходной компании 📙 Курсовая → 🆔 149642