Методы оптимального планирования состава парка машин и технологий их использования в дорожно-эксплуатационных организациях тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Методы оптимального планирования состава парка машин и технологий их использования в дорожно-эксплуатационных организациях"

На правах рукописи

КИКАВА Николай Петрович

МЕТОДЫ ОПТИМАЛЬНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ СОСТАВА ПАРКА МАШИН И ТЕХНОЛОГИЙ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ДОРОЖНО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ОРГАНИЗАЦИЯХ

08.00.05 - «Экономика и управление народным хозяйством» (Область исследования: 01. «Экономика, организация и управление предприятиями, отраслями и комплексами (транспорт)»)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

5 ДЕК 20)3

005541995

Москва 2013

005541995

Работа выполнена на кафедре «Экономика дорожного хозяйства» Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ).

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор экономических наук, профессор Дингес Эмилий Викторович

Серов Виктор Михайлович

доктор экономических наук, профессор, заведующий кафедры «Экономика строительства и управления инвестициями» Государственного университета управления

Елисеев Алексей Андреевич

кандидат экономических наук, Генеральный директор ООО «Роуд Групп»

Ведущая организация:

Федеральное государственное унитарное предприятие «РОСДОРНИИ»

Защита состоится «24» декабря 2013 г. в 14 час. в ауд. 42 на заседании диссертационного совета ВАК Минобрнауки РФ Д 212.126.01 при Московском автомобильно-дорожном государственном техническом университете (МАДИ) по адресу 125319, ГСП-47, Москва, Ленинградский пр-т, д.64, зал заседаний Ученого Совета, ауд. 42. Справки по телефону: (499) 155-93-24

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАДИ.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять в адрес диссертационного совета университета. Копию отзыва просим прислать по E-mail: uchsovet@madi.ru

Автореферат разослан « 13» ноября 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.126.01 кандидат экономических наук, доцент / ' Чириканова Е.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Развитие автомобильного транспорта и непрерывное увеличение удельного веса автомобильных перевозок в общем грузо- и пассажирообороте предъявляют повышенные требования к уровню транспортно-эксплуатационного состояния автомобильных дорог, а следовательно, и к качеству работы по их содержанию и ремонту, обеспечение которого осуществляют дорожно-эксплуатационные организации.

Эффективность работы указанных предприятий во многом зависит от технической вооруженности выполняемых работ современными средствами труда, которая уже давно не соответствует установленным нормам их технического оснащения и нормам амортизации основных фондов. Как показал выполненный автором анализ, уровень физического износа парка дорожно-эксплуатационной техники достиг высокого уровня и составляет в среднем по рассматриваемым организациям от 50 до 60%. При этом по условиям морального износа около 70% этого парка не обеспечивают возможности внедрения новых технологий по содержанию и ремонту дороги и требуют их замены или модернизации.

Вместе с тем, степень использования, находящихся на балансе предприятий дорожных машин и транспортных средств, находится на довольно низком уровне. Имеет место нерациональная расстановка средств труда по видам выполняемых работ, недостаточная увязка работы машин в комплекте по времени и производительности, недостаточное использование универсальной ремонтной техники, простои машин и оборудования из-за отсутствия фронта работ.

Следствием высокого уровня физического и морального износа, а также недостаточно эффективного использования парка машин в дорожных организациях являются не только снижение качества выполняемых работ по содержанию и ремонту дорог, но и высокие издержки на эксплуатацию

дорожной техники, которые в настоящее время составляют более 33% и имеют тенденцию к дальнему росту.

К основным причинам сложившейся ситуации, наряду с хроническим недостатком средств для самофинансирования развития дорожно-эксплуатационных организаций, следует отнести отсутствие какой-либо методической базы по:

планированию технической их перевооруженности в новых условиях хозяйствования,

оптимальному использованию машин и транспортных средств на основных видах работ по содержанию и ремонту автомобильных дорог, обоснованию рациональной области их применения. Необходимость устранения указанных причин определила актуальность выбранной темы исследования, посвященной системному рассмотрению комплекса вопросов, связанных с формированием парка машин в дорожно-эксплуатационных организациях и повышением эффективности их использования.

Теоретической основой для проведения такого исследования являются труды российских и зарубежных ученых экономистов в области повышения эффективности обновления и использования основных фондов в строительстве и на транспорте, а также работы ученых и специалистов дорожного хозяйства, посвященные исследованию особенностей использования различных видов ресурсов и, в первую очередь, машин и оборудования при содержании и ремонте автомобильных дорог.

Вместе с тем, в этих работах не нашли достаточного отражения вопросы, связанные с необходимостью системного подхода к формированию парка машин дорожных организаций и технологий их использования, обоснованием оптимальных стратегий технического перевооружения предприятий с учетом перехода на новые методы производства работ. Объективная необходимость их решения для повышения рентабельности деятельности дорожно-эксплуатационных организаций и качества

выполняемых ими работ предопределила постановку следующей цели и задач данного исследования.

Цель диссертационной работы - разработка методов оптимального планирования состава парка машин и технологий их использования в дорожно-эксплуатационных организациях.

Для достижения указанной цели в работе поставлены и решены следующие задачи:

• проанализированы технико-экономические особенности формирования и использования парка машин и транспортных средств при содержании автомобильных дорог;

• оценен уровень физического и морального износа парка дорожных машин и транспортных средств, а также его влияние на эффективность работы дорожно-эксплуатационного предприятия в целом;

• установлены темпы и тенденции качественного и количественного обновления парка машин в дорожно-эксплуатационных предприятиях, выполняющих работы по содержанию автомобильных дорог общего пользования федерального значения в Российской Федерации;

• установлены основные принципы и методы планирования оптимального оснащения дорожных организаций машинами и транспортными средствами;

• предложены экономико-математические модели формирования оптимального состава парка машин и транспортных средств;

• разработаны экономико-математические модели оптимизации технологий использования дорожных машин и транспортных средств;

• предложено программное и информационное обеспечение решения задач по оптимизации состава парка машин и транспортных средств, а также совершенствования технологий их использования.

Объектом исследования являются дорожные предприятия, выполняющие работы по содержанию и ремонту внегородских автомобильных дорог, а предметом исследования - существующая

методическая база планирования состава парка дорожно-эксплуатационных и технологий их использования.

Методика исследования. Теоретической и методологической основой диссертационного исследования явились труды отечественных и зарубежных ученых по проблемам оптимального планирования использования экономических ресурсов, повышения эффективности содержания и ремонта автомобильных дорог, экономико-математическому и компьютерному моделированию.

В работе использованы плановые и отчетные документы Федерального дорожного агентства и Министерства транспорта Российской Федерации по вопросам планирования комплектования и обновления парка дорожно-эксплуатационной техники предприятий, занятых в области содержания федеральных автомобильных дорог, а также проектные, аналитические и статистические материалы об уровне использования дорожной техники, официальные нормативные и справочные материалы.

Решение поставленных в диссертации задач основывалось на методах экономического анализа, методов математического моделирования и компьютерном моделировании. Обработка значительной части информации, а также реализация экономико-математических моделей проводились на ПЭВМ в системе Microsoft Excel.

Научная новизна работы состоит в разработке методов оптимального планирования состава парка машин и технологий их использования.

Автором предложены:

• методы снижения затрат на формирование и эксплуатацию парка дорожно-эксплуатационных и транспортных машин, выполняющих работы по содержанию внегородских дорог, представлена их классификация и порядок внедрения;

• принципы и критерии планирования оптимального оснащения дорожных организаций машинами и транспортными средствами;

• экономико-математические модели формирования оптимального состава парка машин и транспортных средств;

• экономико-математические модели оптимизации технологий использования дорожных машин и транспортных средств.

Практическая ценность. Предложенные в диссертации методы планирования работ по ликвидации зимней скользкости рекомендуются для внедрения в дорожных предприятиях, занимающихся содержанием автомобильных дорог, а также специализированных дорожных проектных и научно-исследовательских институтах, занимающихся проектированием организации работ по содержанию автомобильных дорог и производственных структур эксплуатационных предприятий.

Разработанные методы и экономико-математические модели планирования состава парка машин и транспортных средств и технологий их использования могут быть использованы при разработке проектов содержания для существующих и проектируемых автомобильных дорог.

Практическая ценность диссертации заключается в возможности качественного обновления и совершенствования методической базы оценки эффективности и планирования состава парка машин и транспортных средств и технологий их использования.

Реализация работы. На базе научных и практических результатов исследований, проведенных в диссертации, автором был разработан отраслевой дорожный методический документ ОДМ 218.2.018-2012 «Методические рекомендации по определению необходимого парка дорожно-эксплуатационной техники для выполнения работ по содержанию автомобильных дорог при разработке проектов содержания автомобильных дорог». Кроме того, для Росавтодора Минтранса РФ были подготовлены аналитические материалы, характеризующие уровень обеспеченности дорожно-эксплуатационных предприятий техникой для выполнения работ по содержанию автомобильных дорог и дана характеристика ее состояния.

Отдельные положения и рекомендации диссертации приняты к использованию в учебном процессе на кафедре экономики дорожного хозяйства МАДИ.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации были доложены и одобрены на технико-экономическом совете Федерального дорожного агентства Минтранса РФ, на научно-техническом совете ФГУП «РОСДОРНИИ», Международном конгрессе по зимнему содержанию автомобильных дорог в г. Тампере, Финляндия, а также на 69, 70 и 71-й научно-методических конференциях МАДИ.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 6-ти работах, общим объемом 4,15 пл.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения и содержит 159 страниц компьютерного текста, 24 таблицы, 24 рисунка, библиографию в 98 наименований, 2 приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Повышение результативности деятельности дорожно-эксплуатационных организаций в современных условиях хозяйствования неразрывно связано с развитием и качественным совершенствованием находящихся на их балансе машин и транспортных средств, общее количество видов которых в настоящее время насчитывает более 450 наименований.

В диссертации проанализированы специфика выполнения механизированных работ по содержанию автомобильных дорог, показано, что условия и качество их осуществления во многом зависят от особенностей спроса на этот вид дорожных услуг, к основным из которых следует отнести: большую протяженность обслуживаемых объектов; высокую рассредоточенность мест приложения труда, цикличность выполняемых процессов; сезонность работ; высокие требования к срокам их выполнения; значительные колебания в объемах, вовлекаемых в производство ресурсов в

течение года; большую зависимость от погодно-климатических условий; высокую долю относительно небольших по объему и при этом разнородных работ; индивидуальность объектов содержания, вызванную различиями в их конструкции и обустройстве.

Для обеспечения требуемого уровня содержания и, соответственно, высоких транспортно-эксплуатационных качеств автомобильных дорог дорожные организации должны выполнять все виды работ по содержанию дорог в чрезвычайно сжатые сроки, что предъявляет высокие требования к уровню их механизации, который по расчетам автора в среднем должен составлять не менее 70 - 80 %.

Вместе с тем, фактический уровень механизации работ, как свидетельствуют отчетные данные о деятельности по 306 дорожно-эксплуатационным организациям РФ (табл. 1), значительно отстает от этих показателей. В настоящее время его средняя величина, характеризуемая процентным отношением затрат механизированного труда к общим затратам труда не превышает 60%.

Серьезным тормозом на пути повышения уровня механизации работ и улучшения использования машинного парка по времени и производительности является высокий уровень их физического и морального износа.

В настоящее время физический износ машин и транспортных средств дорожно-эксплуатационных организаций (измеренный по величине начисленного износа технических средств к их первоначальной стоимости) находится в пределах от 47 до 81%. При этом, как видно из рис. 1, наибольший, а точнее сказать, чрезмерный физический износ (от 69 до 81%) имеют наиболее востребованные дорожно-эксплуатационные машины (катки, битумовозы, тракторы, экскаваторы, автогрейдеры, снегоочистители, автогудронаторы и др.), которые выполняют основные объемы работ по содержанию федеральных автомобильных дорог.

Таблица

Уровень механизации основных видов работ по содержанию федеральных дорог

10-30% 31-50 % 51-70 % 71-90% >91 %

Посев трав на Очистка полосы Уборка Ликвидация Загрузка

обочинах и отвода от мусора. наносного колейности на противо-

разделительной Очистка от снега грунта у дорогах. гололед-

полосе. Замена тротуаров. Уборка и ограждений. Очистка от ных

тросовых ограж- мойка тротуаров. Заливка снега около матери-

дений. Восстановление и асфальтобетон- ограждений. алов

Очистка от грязи и прочистка ных трещин. Скашивание в

мусора тротуаров. укрепленных Очистка от травы. распре-

Очистка ливневой кюветов и канав. снега и мойка Восстановлени дели-

канализации. Замена стоек ограждений. е и прочистка тели.

Установка дорожных знаков. Очистка от неукрепленных Борьба с

снегозадерживающ Замена секций мусора, пыли и кюветов и зимней

их устройств. барьерных грязи дороги с канав. сколь-

Очистка и мойка ограждений. бордюрным Очистка от зкостью

шумозащитных Заделка трещин и камнем. мусора, пыли и на про-

экранов. Очистка выбоин в покрытиях Погрузка и грязи дороги езжей

водоотводных и ИС. Уход за вывозка без части.

водопропускных насаждениями. снежно- бордюрного Очистка

труб на ИС. Очистка и мойка ледяных камня. от снега

Ямочный ремонт дорожных знаков. отложений с Устранение дорож-

цементобетонных Устройство дороги. деформаций и ных

покрытий. дренажных Ямочный повреждений покры-

Заливка прорезей. Борьба с ремонт обочин. тий

цементобетонных зимней скользкос- асфальтобетон- Приготовление и

трещин. тью на тротуарах ных покрытий. ПСС. обочин.

Примечание к табл. ИС - искусственные сооружения. %

,, « Я~15 5Т 5? Я 60 61

65 (у 64 65 Кб 69 69 Ш -'(> тО

Г 74

М1

ІІІІІ

II І II

III ІІ ІІ Ііііііііі і.і

У//////

4 /// ^ * V//./ V ^'У / /V' V/ У />/

1 (И 1 і

Рис. 1. Уровень физического износа дорожных и транспортных машин (по данным 2010 -2012 гг.)

Результаты проведенного автором анализа наличия и морального износа технических средств в' дорожно-эксплуатационных организациях позволили констатировать следующее:

• Уровень технической оснащенности выполняемых работ по содержанию автомобильных дорог является чрезвычайно низким и составляет 42 - 48 % от нормативной потребности.

• Подавляющее большинство используемых в настоящее время отечественных моделей дорожно-эксплуатационных и транспортных машин, а также навесного оборудования разработано в 80-х, 90-х годах 20-го века, во многом уступает импортным аналогам и поэтому не обеспечивает возможность применения современных технологий эксплуатации автомобильных дорог.

• От 35 до 40 % технических средств подлежит списанию ввиду сверхнормативного физического износа. Еще от 17 до 20% машин имеет предельный (более 70 %) или близкий к предельному уровень физического износа.

• Парк дорожно-эксплуатационной техники предприятий (вне зависимости от формы собственности) характеризуется низкой функциональностью - недостаточным количеством навесного и вспомогательного оборудования, обеспечивающего расширение области полезного использования машин. В настоящее время в среднем на 1 дорожную машину приходится 1,78 единиц оборудования, вместо 3,2 (согласно выполненным расчетам).

• Морально устаревшая и физически изношенная техника отягощает бухгалтерский баланс дорожно-эксплуатационной организации, приводит к росту суммарного налога на имущество, что сказывается на ее финансовом состоянии. Использование устаревшей техники повышает стоимость дорожных работ, поскольку при этом возрастают затраты на ее техническое обслуживание и ремонт, увеличивается время простоев и снижается среднесуточная выработка.

• Выполненные расчеты показывают, что модернизация и совершенствование состава парка дорожных машин и механизмов, используемых на содержании автомобильных дорог, позволяет на 12 - 13 % уменьшить затраты на их содержание за счет сокращения затрат на ремонт и обслуживание техники и снижение непроизводственных расходов материальных ресурсов.

В связи с изложенным задача оптимального планирования развития и качественного совершенствования парка машин и транспортных средств становится в настоящее время решающей для повышения эффективности функционирования дорожно-эксплуатационных организаций.

В диссертации показано, что необходимым условием решения такой задачи является гармоническое сочетание при формирования вариантов их технического оснащения следующих трех групп мероприятий:

1) технических - направленных на повышение технико-эксплуатационных показателей работы парка дорожных и транспортных машин за счет применения современных высокопроизводительных образцов техники и их оптимального закрепления за видами дорожно-эксплуатационных работ;

2) технологических - предусматривающих широкомасштабное применение инновационных технологий в области содержания автомобильных дорог, способных значительным образом изменить технологические связи внутри производственной структуры предприятия в целях сокращения потребности в материально-технических и трудовых ресурсах;

3) организационных - предполагающих оптимальное закрепление объемов работ по содержанию дорог и, следовательно, обеспечивающих их выполнение дорожных машин и транспортных средств, за базами по производству или хранению материалов.

Выборочное компьютерное моделирование влияния указанных мероприятий на показатели работы машин и транспортных средств в разных

производственных ситуациях позволили выявить существенные резервы улучшения их использования по времени и производительности, а также снижения затрат на формирование машинного парка, и предложить методы реализации этих резервов.

Вместе с тем, результаты этих исследований наглядно свидетельствовали о необходимости системного подхода к проектированию состава парка машин дорожно-эксплуатационных организаций и технологий их использования, что в первую очередь обусловлено невозможностью выполнения многих инновационных технологических процессов по содержанию дорог (ямочного ремонта, уборки снега, устранения гололеда и т.д.) в установленные сроки и с регламентированным качеством без увязки объемов работ и продолжительности их выполнения с техническим оснащением этих работ.

В связи с этим в работе рассмотрены принципы и критерии постановки такой достаточно сложной задачи, показано, что ее решение требует построения трехуровненных экономико-математических моделей, укрупненная схема которого представлена на рис. 2.

На первом уровне моделирования осуществляется комплексная оптимизация номенклатурного и списочного состава парка дорожно-эксплуатационных и транспортных машин.

Содержательная постановка такой задачи может быть сформулирована следующим образом: задан годовой объем, номенклатура, периодичность (цикличность) и сроки выполнения работ по весенне-летне-осеннему и зимнему содержанию автомобильных дорог, которые можно принять неизменными в течение рассматриваемого периода. Известны также виды и марки машин, механизмов и специального оборудования, которые могут обеспечить выполнение тех или иных видов работ, а также их технико-эксплуатационные и экономические характеристики.

Необходимо закрепить рассматриваемую номенклатуру технических средств за указанными объемами работ по содержанию дорог таким образом,

1 УРОВЕНЬ

Рис. 2. Укрупненная схема оптимального комплектования парка машин

чтобы была обеспечена максимальная эффективность выполнения этих работ по заданному критерию в строго отведенные сроки. При этом предполагается, что дорожная организация располагает необходимым объемом финансовых ресурсов для этих целей.

С учетом того, что полезный результат работы по всем сравниваемым вариантам комплектации парка дорожной техники одинаков (плата за выполненные работы по содержанию устанавливается заказчиком в соответствии с действующими нормативно-методическими документами), то в качестве критерия оптимальности на этом уровне целесообразно использовать показатель минимальных суммарных дисконтируемых затрат от эксплуатации парка машин и транспортных средств. Данный критерий должен обязательно учитывать особенности использования не только основного, но и навесного и вспомогательного оборудования при содержании автомобильных дорог, что обусловливает необходимость его записи в следующем виде

N М

= Е I1 2Х

(=1 *=1 1=1 у=1

п 1/доп (~\час /т год -т-год\

| Кук +Ц -у'ци )

(1 + ЕУ

► тт

(1)

где: Х1к - технологическая возможность выполнения ¡-м типом машин операции к;

шах

пчк - максимальная потребность в машинах типа ¡, марки ] при выполнении возможного перечня работ к;

пик, - потребность в навесном оборудовании для машин типа j марки \ для выполнения работы к в год I;

Кц — капитальные вложения в приобретение машины типа I марки];

Кдоп

,;1с - дополнительные капитальные вложения в приобретение навесного оборудования к машине типа 1 марки ] для выполнения операции

СуЧас - часовые эксплуатационные затраты на машины ]-й марки 1-го

вида;

Т1]к,год- годовой режим работы ведущей машины ¡-го типа марки] при выполнении работы к в год I;

Тиа™ - годовой режим работы машины ¡-го типа при выполнении

работы к в составе производственного звена в год 1; Е - ставка дисконтирования; Т - период сравнения вариантов, лет; I - расчетный год; N - число типов машин; М - число марок машин;

При решении этой задачи должны соблюдаться следующие ограничения:

1) показатель технологической возможности (Х^) применения ]-го типа машины на выполнении к-го вида работ может принимать значение либо 0, либо 1

2) суммарная производственная мощность парка дорожных и транспортных машин должна обеспечивать выполнение в каждом году всей номенклатуры работ по содержанию автомобильных дорог

где: П,/ксп - эксплуатационная производительность машины вида ¡, марки ] при выполнении работы к;

Ок - годовой объем работы к;

3) все виды рассматриваемых дорожно-эксплуатационных работ должны быть выполнены в сроки, установленные действующими нормативными документами

(2)

■угод Пзксп >

' Ик "//» Нк - Ч

¡¡к

(3)

к

(4)

> норм

где: Ткнорм- норма времени на выполнение единицы объема работы к, ч;

4) потребность в капитальных вложениях на формирование парка дорожно-эксплуатационных и транспортных машин не должна превышать установленного лимита по финансированию (К5) дорожно-эксплуатационного предприятия

<Кб (5)

Использование показателя технологической возможности использования машины, представляющего собой двоичную переменную, принимающую значение 1 или 0, позволяет осуществить сравнительный анализ вариантов закрепления видов и марок машин за всей номенклатурой дорожных работ и в итоге выбрать такой из них, который обеспечит реализацию целевой функции в рамках установленных ограничений.

При определении годового режима работы дорожно-эксплуатационных машин следует иметь в виду, что они могут работать либо автономно, либо в составе комплекта машин. В первом случае время их работы (Т^,™) и соответственно затраты на эксплуатацию зависят только от эксплуатационной производительности и поэтому могут быть определены путем калькулирования. При работе машин в составе комплектов технических средств, степень их использования и затраты на эксплуатацию зависят от особенностей выполняемых технологических операций. В этом случае затраты времени (Т,к,год) и расходы на эксплуатацию машин следует принимать руководствуясь производственными нормативами.

Для перехода, на другой уровень моделирования и обеспечения сопоставимости получаемых результатов необходимо осуществить расчет показателя чистого дисконтированного дохода, который может быть записан следующим образом:

ЧШ .¿¿(-к, ■^ (<)

где: Лц - стоимость реализации выбывших из производственного процесса машин и оборудования типа 1 марки];

ДСу, - сокращение затрат на эксплуатацию ¡-го вида машин марки ] в

год г;

ДОц, - сокращение затрат на плановое обновление машин ¡-го вида марки] в год 1;

ДАу, - сокращение ежегодных амортизационных отчислений на машины ¡-го типа марки] в год 1;

ДБ,00® - сокращение затрат на содержание производственных баз в год

I;

ДБорой - затраты на строительство (реконструкцию) производственных баз;

Данный показатель позволяет оценить прямые эффекты от оптимизационных мероприятий для парка дорожных и транспортных машин, а также косвенные эффекты, возникающие в сопряженных элементах производственной структуры эксплуатационных предприятий.

Результаты моделирования на первом уровне позволяют выделить для каждого из типов рассматриваемой совокупности машин тот вид так называемых «критических» работ, который определяет их максимальную потребность. В связи с этим на следующих уровнях моделирования ставится задача сокращения потребности в технических средствах на этих работах за счет применения современных технологий содержания автомобильных дорог.

В настоящее время на рынках инновационных технологий предлагается широкий набор прогрессивных технических средств организации и выполнения дорожных работ, показатели стоимости приобретения и эксплуатации которых варьируются в широком диапазоне. Для оценки сравнительной эффективности этих средств применительно к конкретным видам работ по содержанию дорог и выбора наиболее эффективных из них, в качестве критерия оптимальности используется показатель чистого дисконтированного дохода, который в рамках данной задачи может быть записан в следующем виде

чдд

гтегнол

/

\

->тах

(7)

где: К|Техн - капитальные вложения, направленные на создание материально-технической базы для внедрения ¡-й технологии;

С,техн - затраты на содержание и обслуживание комплекса машин и оборудования для осуществления ¡-и технологии организации работ;

.Г^ - остаточная стоимость выбывающих из производственного процесса >х марок машин и механизмов в связи с внедрением новых технологий;

К/6н - сокращение капитальных вложений на плановое обновление выбывающих из производственного процесса.¡-х марок машин в год I в связи с внедрением новых технологий;

Собн

я - сокращение эксплуатационных затрат в результате выбытия из производственного процесса >х марок машин в год г в связи с внедрением новых технологий.

После анализа целесообразности и эффективности применения тех или иных способов технологической оптимизации парка дорожно-эксплуатационных и транспортных машин переходят к третьему уровню моделирования, предполагающему использование экономико-математических моделей оптимизации пространственной структуры закрепления объемов работ за дорожно-эксплуатационными и транспортными машинами.

Задачей данного уровня моделирования является снижение списочной потребности и затрат на эксплуатацию машин циклического действия за счет повышения их эксплуатационной производительности, которое достигается путем оптимизации транспортной работы и сокращения холостых пробегов. Как показали расчеты, максимальный эффект от ее применения имеет место на таких видах работ как распределение противогололедных материалов и вывоз снежных валов с участков, огражденных шумозащитными экранами.

Вместе с тем, следует иметь в виду, что изменение пространственной структуры закрепления работ за производственными базами может вызывать и отрицательные денежные потоки, генерируемые ростом дополнительных капитальных вложений на их реконструкцию, в связи с необходимостью увеличения их мощности.

С учетом вышеизложенного, критерий оптимальности данной задачи может быть записан следующим образом:

Кобн +С°й" ^

1=1 I у=1 ' = 1 7=1 и +

■ шах

(8)

где: К®" - капитальные вложения, направленные на реконструкцию ¡-й производственной базы или базы противогололедных материалов;

Л/"* - остаточная стоимость вышедших из производственного процесса .¡-х машин и механизмов в связи с сокращением потребности в машинах циклического действия;

К/бн - экономия капитальных вложений на плановое обновление вышедших из производственного процесса .¡-х машин циклического действия в год X;

С/6"- экономия эксплуатационных затрат на вышедшие из производственного процесса .¡-е машины в год I в связи с сокращением потребности в машинах циклического действия; I - расчетный год;

Т - период полезного использования материально-технической базы для ¡-й технологии.

Ввиду того, что предложенная к использованию трех уровневая модель оптимизации состава парка машин и технологий их использования требует учета широкого набора разнородных управляемых и неуправляемых показателей, ее реализация не возможна без применения средств автоматизации математических исчислений.

Универсальным средством для этого, максимально приспособленным под потребности и условия функционирования дорожно-эксплуатационных организаций, и позволяющим при этом объединить процессы формирования

исходной информационной базы и осуществления на ее основе аналитических расчетов на каждом из уровней модели, являются электронные таблицы Microsoft Excel.

Разработанный на их основе программный комплекс состоит из трех основных блоков, каждый из которых предназначен для решения частных задач, сформулированных на каждом уровне моделирования.

В первом блоке осуществляется формирование универсального интерфейса ввода и обработки информации, представляющего собой набор типовых расчетно-аналитических таблиц, включающих в свой состав данные о конкретных производственных условиях, объемах выполняемых работ, технико-эксплуатационных характеристиках возможных к применению дорожно-эксплуатационных и транспортных машин. Затем, на базе этих данных, формируется ведомость возможностей дорожно-эксплуатационных и транспортных машин, в которой, в соответствии с экономико-математической моделью (1) -(5), осуществляется расчет промежуточных и целевых показателей для всех возможных вариантов закрепления различных видов и марок машин за дорожно-эксплуатационными работами. После этого программная надстройка поиска оптимальных решений осуществляет перебор вариантов закрепления машин за всеми видами дорожно-эксплуатационных работ в следующем порядке: выбирается первая машина из массива типа i марки j и рассматривается технологическая возможность выполнения ею всех операций к. (рис. 3). Если часть операций осталась «без машины», то осуществляется переход к следующей машине и т. д.

Цикл подбора технических средств будет продолжаться до тех пор, пока не будет получена комбинация парка дорожно-эксплуатационных и транспортных машин, обеспечивающая минимальную величину суммарных дисконтируемых затрат на его создание (модернизацию) и эксплуатацию в заданных производственных условиях.

Во втором блоке программа реализует алгоритм совершенствования технологий использования парка дорожно-эксплуатационных и

Рис. 3. Алгоритм комплектования парка машин транспортных машин, осуществляя их перебор из предварительно созданного массива. В процессе такого перебора осуществляется расчет положительных и отрицательных денежных потоков от внедрения различных инновационных технологий, организации и выполнения дорожно-эксплуатационных работ и выбирается вариант, удовлетворяющий критерию максимума показателя чистого дисконтированного дохода.

В третьем блоке программы на основе использования надстройки «Поиск решения», производится оптимизация радиусов обслуживания и

пространственного закрепления дорожно-эксплуатационных и транспортных машин за производственными базами и в частности за базами противогололедных материалов, позволяющей, как показал выполненных анализ, существенно сократить потребность в материально-технических и трудовых ресурсах при зимнем содержании автомобильных дорог.

На заключительным этапе работы осуществлялось обобщение всех результатов исследования, выполненных на предыдущих этапах и производилась апробация предложенных методов и моделей на примере Дорожно-эксплуатационного предприятие №24, в задачи которого входит выполнение полного комплекса работ по содержанию федеральной автомобильной дороги М-9 «Балтия» на участке км. 17+910 - 83+068.

В результате выполненных расчетов было установлено, что интегральный эффект от применения предлагаемых методов формирования комплектов машин и транспортных средств для выполнения работ на данном участке трассы по сравнению с традиционным подходом составляет 52 млн. руб. при общем объеме затрат на обновление и дальнейшую эксплуатацию парка машин, равном 164 млн. руб. При этом затраты на эксплуатацию машин и транспортных средств сокращаются на 23% и обеспечивается рост их производительности на 20 %.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследования, проведенные в диссертации, позволяют сделать следующие основные выводы:

1. В условиях постоянно растущей интенсивности движения на автомобильных дорогах повышение качества и сокращение сроков их содержания в первую очередь зависят от повышения степени технического оснащения дорожно-эксплуатационных организаций, которая до настоящего времени не может быть признана удовлетворительной по следующим основным причинам:

- уровень затрат ручного труда, особенно при выполнении малообъемных и вспомогательных дорожных работ, еще очень высок и в среднем составят около 45 %;

- имеет место чрезмерный уровень физического износа парка технических средств, который для большинства основных дорожных и транспортных машин превышает 70%;

- примерно 80% дорожных машин, находящихся на балансе дорожно-эксплуатационных организаций имеет срок службы от 10 до 15 лет, что свидетельствует о высокой степени их морального износа.

2. На основе анализа сложившейся системы формирования и эксплуатации парка машин и транспортных средств в дорожно-эксплуатационных организациях установлен ряд существенных недостатков при планировании его развития и использования, к основным из которых следует отнести:

отсутствие технико-экономических обоснований планов внедрения новой техники на предприятии и технологий ее использования при выполнении дорожных работ;

недостаточная увязка во времени работы основных и вспомогательных машин и нерациональная их расстановка по объектам содержания;

отсутствие каких-либо рекомендации по рациональной области применения отдельных видов машин и транспортных средств;

недостаточное методическое, информационное и программное обеспечение задач по обоснованию потребности в дорожно-эксплуатационной технике, ее закреплению за работами по содержанию дорог, а также по оптимизации технологий ее дальнейшего использования.

3. Предложены способы снижения затрат на формирование и эксплуатацию парка дорожно-эксплуатационных и транспортных машин, выполняющих работы по содержанию внегородских дорог, представлена их классификация и порядок внедрения.

4. Обоснован выбор принципов и критериев планирования оптимального оснащения дорожных организаций машинами и транспортными средствами.

5. Разработаны экономико-математические модели формирования оптимального состава парка машин и транспортных средств, учитывающие особенности местных условий производства работ, а также многовариантность технологических связей, вызванных взаимозаменяемостью машин;

6. Предложены экономико-математические модели оптимизации технологий использования дорожных машин и транспортных средств.

7. Разработано информационно-программное обеспечение задач оптимального планирования состава парка машин и технологий их использования в дорожно-эксплуатационных организациях, включающее в себя:

- методы оптимального распределения объемов работ за видами дорожно-эксплуатационных машин;

- методы оптимального пространственного закрепления видов работ за базами противогололедных материалов, сухими снегосвалками и производственными базами;

- программы решения вышеуказанных задач для вновь вводимых внегородских дорог в системе Microsoft Excel.

По теме диссертации опубликованы следующие работы.

1. Кикава Н.П. Розов С.Ю. Анализ состояния парка дорожно-эксплуатационной техники, используемой при содержании дорог Федерального значения России./ Дороги и Мосты. Вып. 27/1 М. 2012. -с.118-137 (входит в перечень рецензируемых журналов ВАК)

2. Кикава Н.П. Повышение эффективности выполнения работ по ликвидации снежно-ледяных отложений на автомобильных дорогах федерального значения с помощью снегоплавильных установок / «Транспортное дело России», № 5, 2013.- с. 62-70 (входит в перечень рецензируемых журналов ВАК)

3. Розов Ю.Н., Кикава Н.П., Розов С.Ю. "Сухие" и "мокрые" способы утилизации снежных масс на дорогах и улицах / Автомобильные дороги, Вып. №12, М. 2010.- с. 77 - 81

4. Кикава Н.П. Повышение эффективности выполнения работ по ликвидации снежно-ледяных отложений на автомобильных дорогах федерального значения / Сборник научных трудов. Экономические проблемы развития дорожного хозяйства. М. 2010. - с. 207-221

5. Розов Ю.Н., Кикава Н.П., Розов С.Ю. «К вопросу об экономической эффективности зимнего содержания автомобильных дорог с уплотненным снежным покровом» / Дороги и Мосты. Вып. 23/1 М. 2010.-с.129-137

6. Кикава Н.П., Розов Ю.Н., Розов С.Ю., Сорока В.П., Перфилов A.A. О ДМ 218.2.018-2012 «Методические рекомендации по определению необходимого парка дорожно-эксплуатационной техники для выполнения работ по содержанию автомобильных дорог при разработке проектов содержания автомобильных дорог» М.: Росавтодор, 2012. - 83 с.

Подписано в печать: 18.11.13 Тираж: 100 экз. Заказ № 1053 Отпечатано в типографии «Реглет» г. Москва, Ленинградский проспект д.74 (495)790-47-77 www.reglet.ru