Оптимизация состава транспортного парка административного района (на примере Каширского АПК) тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Оптимизация состава транспортного парка административного района (на примере Каширского АПК)"

№

-ОО.-ОЬСК^ ОРД-Ж „¿-1лНА Ь ОР^гА Т3УДр5СГО КгАС.-ОРО ¿.-¡АлНШ Сй:.г.СгйХСЗп&ТЬ5пНАЯ лгСАДо^Л^! к.:.К.А. ИИ'РЛоЕЗа

На правах рукописи

СО.^АТОВА Татьяна Делановна

ел. 1.0IV

0х1тта;>глцкя состав <\ трлнс^ортшш парка

(на ир.::/.(Л1и Кгаиирокого А1'К)

Спсикалыпств 0i3.D0.0w - эко::п)!ика, ш.'&зьровгние к ергс^ьзацил упразле-кня народы;« хояяПс-гвлм (сельское холяпстио)

лзтор ейерат

диссертации на сокскг-^ие ученей стспенк кандидата экономических п^ук

КЪГ.кря 1393

т

т'аботз. зьт.олнека :-а кафедре прогно:«фэьакия и планирования АПК 1г-з:'.о5скоГ; ордена ¿.еннка и ордена Трудного Красного Знамени сельскохогЕйсгзекяоЛ акг.це:.:иь К. А. Тжирязе^а.

Научай руководитель - кандидат экономических наук,

доцент ,лчко К.11,

Офии/алькые оппоненты: доктор экономических наук, профессор

Ь.Х.Котелякец;

кандидат экономических наук, доцент А. /!.^ялатоь.

Ьедудее предприятие - Всероссийский ¡&Ж экономики, труда и

улраьлеиия в сельскс!/ хозяйстве.

оа-рта диесерты^ии состоится " " „ноября_________1193 г,

в " " часоь .'-.а заседании олецииляукрсьанисго ооьета К «¿0.Ъь.0 з Ыссколской сельскохозяйственной академии К-1.Н.А,Тимирязева,

Адрес: 1£7ос0, 1»скза, Тимирязевская, 49, Ученый соиег '1СУА,

С д/есертад^с/ можно ознакомиться ь ИНВ ТСХД,

кчк.'у^.ч^хч- ¡,:,.::П'::;М! " " _________у^)

Уч•'па.-к сжсотась спецпалитнг.с;в&я>зге со вьта, голёкт

В.Н.Солопова

ОЫЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Акт^альность_темьи Bj сельскохозяйственном производстве более | 40% мощностей мобильных энергетических'средств составляет авгомо- ' бильный парк. Интенсификация сельскохозяйственного производства сопровождается ростом удельного веса затрат на перевозку урожая, удобрений и других грузов. В условиях формирования и развития многоукладного сельскохозяйственного производства большое значение принимает совершенствование организационной структуры транспортного парка сельскохозяйственных регионов.

Оптимизация парка сельскохозяйственных предприятий и межхозяйственных объединений может способствовать решению сложных задач перевозки грузов хозяйств специализированным транспортом с минимально . возможными текущими затратами и капиталовложениями.

Основы теории развития материально-технической базы сельского хозяйства имеют экономический, инженерный и экономико-математический аспекты. Решению этой проблемы посвящены фундаментальные труды экономистов-аграрников академиков Колеснева С.Г., Сергеева С.С., Синюкова М.И., а также ..научные работа' профессоров и ведущих ученых ЬслозерцеЕа А.Г., Дорофеевой H.A., Котелянца В.И., 1ичко К.Л. СолоповойВ.Н., Пацкалева А.Ф. В инженерном аспекте большой вклад внесли в решение проблемы профессора и ведущие ученые Гоберман В.А., Иофинов С.А., Кацыгин В.В. и другие. Находят широкое применение в области экономико-математического программирования алгоритмы оптимизации, разработанные академиком Контаровичем В.А., Кихалевичем- В.С Шором Н.Э.; профессорами Вульф П., Гамори Р., Поляком Р., Хохлюк Е.И.-Ху Т. и другими.

Диссертация выполнена в соответствии с планом научно-ис.следоБа-тельской работы Московской сельскохозяйственной академии им.К.А.Тимирязева по теме: "Повышение экономической эффективности интенсификации сельского хозяйства" (номер государственной регистрации 78073535).

Зап,ачи_исследования. Анализ состояния проблемы показал, что по • повышению экономической-эффективности использования'транспорта в-сельском хозяйстве проделана большая работа, однако ряд вопросов и в особенности методических требует дальнейшего развития. В связи с этим задачи исследования.заключались в следующем:

I. Разработать методику оптимизации транспортного парка хозяйств

■ —'/с^учетом возможности использования мажхозяйственного автоадминистративного района

транспортного предприятия.

2. Исследовать о'^ъем перевозок и основные технико-экономичес--кие показатели использования транспортного парка в сельскохозяйственной производстве района.

3. Обосновать оптимальный состав транспортного парка сельскохозяйственна предприятий района.

Объекты_и_метоаы_исследования. Объектом исследования были выбраны 'совхозы Каширского района Московской области интенсивного ведения производства молочно-овощного, молочно-садоводческого, молочного' и откормочного направлений и автотранспортное предприятие, входящее в Кааирский агропромышленный комбинат:'

Дпя1 решения поставленной задачи применялись экономико-математические методы: нелинейного и целочисленного программирования, расчетно-конструктивный и абстрактно-логический.

Расчеты выполнялись на ПЭВМ IBM PC/AT.

Основой исследований явились материалы годовых отчетов совхо^ зов, перспективные технологические карты производства растениеводческой и животноводческой продукции, труды ученых экономистов, инженеров, математиков, первичные материалы бухгалтерского учета, ГОСТЫ и другие нормативные документы.

Научная_ноЕизна'-проведенного исследования состоит в том, что ЕперЕые разработаны экономико-математические модели и алгоритмы . целочисленной оптимизации транспрртного парка административного района. Исследованы условия и объем перевозок грузов, технико-экономические показатели работы транспортных средств в Каширском районе Московской области. Обоснован экономически оптимальный состав автомобильного и тракторного транспортного парка совхозов и автотранспортного предприятия Каширского агропромышленного предприятия.'

Практическая_пначимость и реализация результатов исследования заключается в том, что разработанные в диссертации методики экономического обоснования целочисленного состава транспортного парка административного района.включающие экономико-математические модели, алгоритмы и программы на ПЭВМ IBM PC/AT используются на кафедре прогнозирования и ¡фланирования AllK'TCXA, в отделе транс-• -порта Ь'/Х, в В/'.СХСМе; рекомендации по оптимизации транспортного парка региона переданы в отдел науки и технического прогресса ' Министерства сельского хозяйства РФ.

Апробащш^аботы. Основные результаты докладывались • и обсуждались на кафедре прогнозирования и планирования .УЖ ТСХА в 1991, , 1992, 1993 гг., на кафедре экономики иIорганизации с^льскохозяйст-I венного- производства в 1993 г., в БШие в 1992 г., в ВИСХ01.12 в 1593г. По результатам исследований опубликовано две статьи, одна находится в печати.

Структща_и_объем_циссе£тации. Диссертация состоит из введения,■ трух глйв, екводов и предложений, списка использованной литературы, включает 123 страницы машинописного текста, 23 таблица, 7 рисунков, приложения на 18 страницах. Список использованной литературы содержит 119 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАЬОТЫ

Во введении приводится обоснование актуальности темы и ее практическая значимость, формируются задачи исследования.

"Научные основы 'оптимизации транспортного парка административного района" приводится анализ теоретических исследований по рациональному проектированию технологических процессов в сельскохозяйственном производстве, новых форм организации использования техники.

В настоящее время разработан ряд методик и nporpai.ii для решения задачи оптимизации структуры и использования транспортного парка с помощью ЗЫ.1, однако комплексной унифицированной методики по расчету транспортного парка хозяйств административных районов в целом пока нет.

Важнейшими предпосылками оптимизации структуры парка являются развитие свободной, антимонопольной торговли и установление саморегулируемых договорных связей между потребителями и производителями техники, предусмотренные концепцией развития технического сервиса в агропромышленном комплексе.

Возможность свободного выбора в приобретении транспортных средств обеспечивает надежные гарантии эффективного формирования оптимальной структуры парка и требует разработки современного системного обоснования решения этой проблемы.

Одним из .важнейших показателей,характеризующих уровень сельскохозяйственного -производства и использования автотранспорта является объем перевезенных грузов.

На I га пашни в НЗ РО перевозится 30-40 т грузов и вырабатывается 690 ткм транспортной работы. Известно, что на эффективность работы хозяйств, в т.ч. и на показатели использования трак-

спорта существенное влияние оказывают дорожные условия. Потери сельскохозяйственной продукции из-за своевременного вывоза', что отчасти связано с качеством дорожного покрытия и изношенностью дорог, составляют I ...1(Х' в зависимости от рода грузов.

В среднем по России в сельском хозяйстве удобрения составляют 35/? от общего объема грузов, зерно 9,5%, сахарная свекла - 4,2%, а среднее расстояние перевозок находится в пределах внутрихозяйственных - 5-Б км, внехозяйственных 30-35 юл.

Характерной особенностью сельскохозяйственного производства является сезонность работ, которая вызывает неравномерность перевозок по периодам года. В сельском хозяйстве России в напряженный период (период уборки урожая) перевозится половина годового объема грузов и выполняется до 4ф> годового грузооборота.

В слязи с этим коэффициент неравномерности перевозок по месяца;.! колеблется в пределах 0,6-4,5. При коэффициенте неравномерности, превышающем 1,5-2, необходимо привлекать транспорт со стороны,' для осуществления намеченного плана перевозок. Снижение неравномер-.ности перевозок может быть достигнуть за счет перераспределения грузов по месяцам года, выбора рациональной структуры автопарка и применения автомобилей повышенной грузоподъемности.

При существующей на сегодняшний день практике, основные финансовые источники развития сельскохозяйственных предприятий и расширения их производства состоят из: - амортизации основных производственных фондов; - части прибыли. Если постоянная централизованная финансовая помощь прекратится, то тогда даже для простого поддержания технически уже достигнуто уровня предприятию потребуется привлечение собственных средств.

Тот факт, что цены на сельхозтехнику в последние годы выросли примерно е 36 раз, а на сельскохозяйственную продукцию только в 16 раз не может не оказывать влияния на способность предприятий к расширенному воспроизводству.

Отсюда очевидно, что амортизации самой по себе не может быть достаточно для зам'ены отработавшей техники.

В этих сложных условиях перехода к рынку решение экономических проблем механизации перевозок без значительных капиталовложений на приобретение транспортных средств может быть найдено на основе применения межхозяйственных автотранспортных предприятий, предоставляющих транспортные средства.

Лизинг щадит собственные источники развития (модернизации) ; предприятий. Вследствие! этого увеличиваются резервы ^предприятия, ] становится возможным параллельно с лизингом финансирование техно- ' логических и организационных решений.

Преимущество лизинга для предприятий заключается в снижении риска капиталовложения, связанного с технически устаревшим оборудованием. То есть появляется возможность идти в ногу с ^хш!чэсхл.м прогрессом. Для пользователя лизинг-договор представляет возмек-ность точной калькуляции расходов на весь перияд договора. Использование лизинга не отражается по существу на кредитоспособности предприятия. Недостатки лизинга заключаются з следующем: при болтшинстие лизинговых сделок пользователь не несет на себе всю ответственность за последствия; плата за лизинг для пользователя сравнительно высокая; в случае преобразования дого.вора в куплю-продажу назначаемая цена определяется сравнительно более еысокэя, чем та за которую данное оборудование мокно купить на свободном рынке.

Учитывая структуру грузов к необходимость в крупных и малых фермерских хозяйствах более эффективным б настоящее время является развитие региональных авто транспорты!."/ предприятий (ЛТП) и совершенствование взаимовыгодных экономических откосен;:« между АТП и хозяйствами.

Одним из актуальных направлений повышения эффективности использования транспортных средств является оптимизация состава транспортного парка.

для разработки моделей задач оптимизации типажа и структуры подвижного состава поймем следующие обозначения: I - множество перевозок, перевозки, имеющие различную дальность, условия движения, наименование груза, коэффициент использования грузоводз-емности и другие отличия, предъявляющие'требования'к типу транспортных средств или влияющие на эксплуатационную производительность транспортных средств или на затраты на транспортировку следует рассматривать как различные виды грузов., имеющие сгои спфры; - множесто транспортных средств

jX. - множество календарных периодов (с-дневки или 10-дневки); ^ - множество предприятий; объем перевозок с -х; грузов

в К -й период, в f - хозяйстве (в тоннах или тоннокилометрах);

Щ-^ - эксплуатационная производительность j -х транспортных средств на перевозке [ -х грузов, в к -й период в ^ - хозяйстве; , D- - ограничение на количество j -х транспортных средств в h хозяйстве, Aïïi; - прямые эксплуатационные затраты на перевозку I -х грузое J -ми транспортными средствами, Г" -го хозяйства в ^ -й календарный период; 5' ~ ба-

3 ' -X ,-Г.О ГПФ». „. _ ТТОГ.Д-

I: -

. 'J

использование j -х транспортных средств АТЛ на перевозке -х

грузов, в -й период. Если стоимость ( ^. ) повременная, то может быть формализована с помочью -¿•'■d. - годовые отчис-

ления на амортизацию по j -м транспортным средствам; - про-

должительность [С -го календарного периода; £ - норма эффективности капиталовложений; Q - количество механизаторов, работающих. на агрегате; X - ^р _ оптимальный план использования на . ¿'-х перевозках, в 'к-Я период в Г" гм хозяйстве j -х транспортных сре.дстЕ, принадлежащих f -м хозяйствам; [J., г -план использования на L -х перевозках, в к; -й период, в (- -м хозяйстве му AT1I.

лансоЕая стоимость J -х транспортных средств; gj - часовой расход топлива; ~ прокатная стоимость - размер оплаты за

J ' -х транспортных средств, принадлежащих регионально-

Задача заключается в следующем: найти оптимальный состав транспортных средств АТП - У- и хозяйств Xj г , обеспечивающий выполнение Есех перевозок в установленные сроки. В приведенных ниже математических выражениях принимается: с С С

V к ^ ц</ Ч/чг J 0 '

Оптимальный состав АТп определяется экономически целесообразным привлечением транспортных средств в хозяйства

№ £ Е У. . ' ' «) •

К .г <• Ч ^1

Оптимальный состав транспортных средсти хозяйств определяется оптимальным планом его использования:

-----------ны:

Переменные не отрицательны: ^

Уцкг

А..^ >, О. (5)

Если принимается на перспективу ограниченное число механизаторов (шоферов и трактористов), работающих на транспорте' в г' -м хозяйстве ( ^^ ), то в математическую модель вводится:

Количество водителей может быть ограничено и в АТП района:

.Г

где А - допустимое количество водителей в АТП.

Возможна постановка математической модели, когда ограничено количество -х транспортных средств в г -х хозяйстве

2- ^ Ь-.гк

I у к г ;

(3)

( -у ■ V ✓

или в АТП

г г у ¿т>.

Возможно также требование целочисленности всех переменных

Х.-О . .(Ю)

J '

у.-о. -(п)

J

Критерии оптимизации: минимум приведенных затрат'

с- ] к г-4^ ч"г' к 1 г ^ ^ ;

(12а)

минимум текущих затрат

lllt^. -X +Ч -I + кАЛ^Ыж)

i j к г 4 tfr <>> </-г/ j г / j j

минимум затрат труда

; j ^ ^ 'j* i j К

минимум рахода топлива

У.ЛТ,

¿¡КГ dj lJKr '/г; *

J

минимум водителей

II а.-х.^г.а.-у,

гуаи

(12г)

(12д)

J г

<ч

J Jr ^ J

Выбор Системы ограничений и критериев оптимизации МТИ зависит от конкретной постановки задачи.

При прогнозировании на большую перспективу следует исходить из возможных параметров машины. То есть можно задать исходный ряд вариантов транспортных средств, прогнозируете И' эксплуатационные параметры машин, прогнозируемые объемы, расстояния и сроки перевозок грузов.

Для получения наиболее объективного решения в модели не принимаются субъективные ограничения на ресурсы и наличие в хозяйствах транспортных средств. В целом модель прогнозирования и использования подекжного состава включает ограничения: (I), (2), СЗ), (4),.(о), (6), (7), (10), (II) и один из критериев оптимальности: (12а), (126), (12в), (12г), (12д).

При планировании на текущий период в систему ограничений включаются так же ограничения (6), (9), а также (10) и (II). При этом учет ограничений (10) и (II) существенно затрудняется слабой обеспеченностью исследователей алгоритмами и программами целочисленного программирования.

Содержание алгоритма заключается в следующем. Задается некоторый начальный допустимый план • В точке вычислеются частные производные. Используя значения частных пройзврдных в качестве' коэффициентов функции цели, вычисляем новый допустимый

х' ■

план, лежащий на направлении убывания функции цели ^¡х.

Осуществляя пропорциональный епу££( от точки .к точке

находим локально оптимальный план Х,'-) . Вычисляем'компоненты :

I '<?■ V" ! „ '

градиента в точке локально-оптимального плана .Вычисляем

новый план на направлении_хштпмизашш • ^ходкм второй ло-

кально-оптимальный план X,., .В точке вт'опого локально-оптимального плана вычисляем частные производные к Вычисляем новый допустимый план Ха • Вычисляем локальный оптимум, который является глобальным X Функция из этой точки не убывает.

М X

Анализ общей 'схемы алгоритма показывает, что для его реализации возникает необходимость дифференцирования гыпуклых кусочноли-нейных функций, что представляет собой определенные трудности. Можно использовать два направления преодоления этих трудностей: . известную апроксимацию профессора С.К.Зуховицкого для преобразования кусочно-линейной функции в гладкую выпуклую: .

'ггтг

гоахХ -

j J. J

обеспечивающей не превышение ошибки величиной --—. Задавая значе-

Р

ния Р порядка 60-60 можно получить (с достаточной точностью) близкое к оптимальному плану решение; 2 - метод обобщенного градиента, основанный на идеях профессора .Ч.З.Лора.

Ьо_второй_глаЕе - приводится анализ производственно-экономических условий использования транспортного парка в сельскохозяйственном производстве Каширского района. Совхозы "Каширский", "Ледово", "Каменский",.Красная Звезда, "Новоселки", "Ожерелье" - имеют овоще-молочное направление; "Руновский" - молочно-еадоводческое, "Никулинский" - молочное; "Ростовцы" - откормочное направление.

Расстояние г.Каширы от г.Москвы - 104 километра.

Перевозка грузов АПК осуществляется автомобильным и тракторным транспортом хозяйств и автотранспортом предприятий комбината, а в период уборки урожая привлекаются автомобили других организаций и предприятий района и области.

Основными факторами, определяющими объем перевозок и грузооборот в хозяйствах и в агропромышленном комбинате в целом являются следующие: общая земельная площадь, площадь сельхозугодий, специализация хозя'/.стз, расстояние перевозок грузов.

По размерам общей земельной площади: от 3483 до 7797 га и по площади сельхозугодий: от 3132 до 6643 га хозяйства являются ти-

личными д1ля Центральной Нечерноземкой зоны Российской Федерации. Расстояния внбхозяйстЕенных перевозок грузов 'составляют II0'*I3b км при перевозке крупного рогатого скота из хозяйств агропромышленного комбината на мясокомбинат; 'u"h-I2d км при перевозке овощей и ягод; 11*40 км на перевозках горюче-смазочных материалов; 14*115 км при перевозке комбикормов.

На внутрихозяйственных перевозках зерна, картофеля, кормоЕой свеклы, сена,'соломы, силоса, органических удобрений расстояние транспортировки составляет 6-г-Ю км.

Объем перевозки в тысячах тонн в 1992 г. по хозяйствам составил: по Ледово - 190; Новоселкам - 81; Ожерелью - 114; Руновскому - 99; Никулинскому - 63; Каменскому - 106; Ростовцам - 124; Красной Звезде - 1-06; Каширскому - 180.

Объем перевозок на I га сельхозугодий по хозяйствам составил по ОЕо^е-мэлсчным хозяйствам АПК от 20,4 до 43,5 т, по молочно-садо-водческому - 21,6 т, по молочному - 26,8 т, по откормочному - 26,4т. Ь Агропромышленном комплексе имеется характерная для сельскохозяйственного производства неравномерность интенсивности перевозок грузов. Так, в хозяйстве Каширское с декабря 1991 г. по апрель 1992 г. интенсивность перевозок в тоннах за пятидневку составила на перевозке молока г 570-560, горюче-смазочных материалов - 287; скота -35; металлолома - 10; минеральна удобрений - 400; извести - 260; печного топлива - 85; техники в ремонт - 24; инертных грузов -284; торфа - 210; органических удобрений - 2600; в августе-сентябре 1992 г. значительно увеличился перечень грузов и интенсивность перевозок, составившая- в тоннах за пятидневку на перевозку молока -590; горюче-смазочных материалов - 65-71; комбикормов - 297; скота - 225; металлолома - 2, минеральных удобрений - 200; извести -255; печного топлива - 30; техники в ремонт - 24; зерна продовольственного на злеьатор - 450; картофеля продовольственного - ЗЪ0-850; овощей - 2665-26С0; внутрихозяйственные перевозки зерна - 1050-1250; трава на зеленый корм - 7140-7400; травы (повторный укос) - 610; сено - 824-1400; солома - 180-220; силос - 4000-4240. ■

Резкие колебания интенсивности и номенклатуры перевозок предопределяют целесообразность использования в хозяйствах транспортных средств, привлекаемых в напряженные Периоды из автотранспортных предприятий региона.

Имеющийся в настоящее время в хозяйствах автопарк нуждается в обновлении1и специализации по структуре грузов.

Ь составе автопарка хозяйств должны преобладать автомобили: самосвалы ГАЗ-оЗъ и 3ÍLíj-M»í3-4c02. Для .централизованных внехозякст-венных перевозок автомобили целесообразно сосредоточить б едином -1 крупном автотранспортном предприятии. Значительная часть автомобилей в хозяйствах имеет срок службы более 8-10 .лет и пробег с начала эксплуатации более 300 тыс. км, что создает необходимость в капитальных вложениях на развитие производственной базы на ремонт и техническое обслуживание автомобилей.

Для обоснования оптимального состава транспортного парка хозяйств и автотранспортного предприятия Каширского района нами были рассчитаны и систематизированы технико-экономические показатели автомобильных и тракторных транспортных средств с учетом цен и другой экономической информации по состоянию на 1^92 год.

В диссертации приводятся следующие технико-экономические показатели по применяемым и перспективным транспортным средствам:

- грузоподъемность в тоннах; средняя техническая скорость; время на погрузочно-разгрузочные работы; часовая тарифная ставка в рублях за смену; затраты на заработную плату; балансовая цена авто-, мобилей, тракторов и прицепов; расход топлива на 100 км транспортировки грузов, в кг; расход топлива на 100 тоннокилометров перевозок в кг; затраты на топливо, в рублях за смену; затраты на смазочные материалы, в рублях за смену; отчисления на текущее обслуживание и • текущий ремонт, в копейках на километр; затраты на текущее обслуживание и текущий ремонт, в рублях за смену; число колес, включая' запасное; стоимость шины; отчисления на восстановление шин; затраты на восстановление шин; общие суммарные эксплуатационные затраты, в рублях за смену; аммортизационные отчисления, в долях; отчисления на реновацию в тысячах рублей.

Анализ показателей работы автотранспорта хозяйств-, входящих в районный агропромышленный комплекс и показателей работы специализированного предприятия "Кашира - агропромтранс" показывает, что в специализированном предприятии транспорт используется эффективнее. Объем работ на- I автомашину в тоннах в агропромтрансе составил 2477, в совхозах - 2161, себестоимость перевозок в агропромтрансе в два раза ниже, чем в совхозах; коэффициент использования пробега • в агропромтрансе составил 0,155, в'совхозах -> 0,4.

' í " , Для обоснования оптимального состава транспортных средств хозяйсте и автотранспортного предприятия региона использовались действовавшие в 1992 г. цены на перевозку тонны грузов, которые составили при'транспортировке молока на расстояние 39 км 23,8 руб.; горюче-смазочных материалов, печного топлива, торфа, техники в ремонт, металлолома и инертных грузов - 13,1 руб.; извести и минеральных удобрений на расстояние 22 км - 33,0 руб.; комбикормов на расстояние 68 км - 20,9 руб.; картофеля на 120 км - Ь2,9 руб.; овощей на 64 км - 52,1 руб.

приводится обоснование структуры транспортного

парка Каширского агропромышленного комплекса. Задача оптимизации состава 'транспортного парка по смыслу требует применения методов

целочисленного программирования.

i

Учитывая, что общие методы целочисленной оптимизации задач нелинейного программирования развиты еше не.-достаточно для практического (применения, нами разработан алгоритм, учитывающий специфику математической модели задачи, которая может быть сформулирована следующим образом;

Z W, ■ X. * I.

(i)

X ..

ч К. /

(2)

П ^ \ ^ -<■ № { -I ;J .

где: X . С ,1Г , , Б ,

- количество малин, объем работ, эксплуатационная производительность агрегатов, эксплуатационные затраты (без реновации), продолжительность периода, отчисления на реновацию, норма эффективности капиталовложений, балансовая стоимость машины; р - задаваемая константа, величина которой определяет погрешность йпооксимапии ск

,<к *

Анализ математической модели (I, 2, 4) показывает, что она состоит из " К " задач размерностью уу\у ^ , связанных вторым слагаемым функции цели. Однако при вычислении частных производных функции цели по переменным математической модели получаем компоненты градиента не зависящие от "у^ ". На этой основе нами разработан алгоритм решения задачи нелинейного программирования со специфической математической моделью.

При переходе к целочисленной оптимизации следует учесть следующую особенность залачи.

Целочисленная потребность определяется не на каждом виде работ и не в каждом периоде, а только в тех случаях, когда потребность максимальна, то есть следует оптимизировать не Х-^ , которых в общем виде т * И ? л/ , а только X ■ , которые принимают только- ^ значений.

Поэтому на втором этапе вместо многократного решения задачи (I, 2, 4), достаточно для периодов, в которых хотя бы одно из Х^ принимает максимальное значение (таких периодов бывает ориентировочно 4-Ь из 73) решить распределительные задачи для вариантов це- . лых чисел )(. ■ . При этом вместо перебора вариантов сочетаний целочисленных значений каждое из X ' может принимать целочисленное значение путем отсечения дробной части или округлением до большего целочисленного значения гораздо эффективнее использовать потенциалы Xj 5 полученные путем решения обобщенной распределительной задачи методом градиентного движения в пространстве двойственных

переменных с применением сглаживающей функции (3, 6). * Ь це|юм алгоритм решения задачи заключается в следующем: I." Еычисление начального плана: Г • о\ ^

I I У ^

X..- г •

Ь* О Ч'* П. Еычисление градиента в точке:Х„

С-сл* -Р^гтрг -М)- ъ-

Ш. Вычисление допустимого плана , лежащего на направле-

нии градиентного спуска:

с:

л.. ^

ч к. ( С

<. к

1У. Пропорциональный спуск от.

' ък у* к ^ У

Ч

где 0.5 'Т — 1 , - ряд задаваемых чисел, значение которых

возрастает от нуля до единицы (например, 0, 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,6, 0,5, 1,0).

V. Вычисление функции цели предыдущего плана:

. Гц с Е

„т , 1 J ■'о

VI. Вычисление плана на направлении оптмизации:

У К К J К I ^ ^J■

УП. Проверка на останов (для ненулевых) значений предыдущих ( ^*С) и последующих ( X ) значений количества машин:

X/- хГ

X*

1

(ЦОС

| ^ ! ч 1

<

УИ1. Если требование ¿71 не выполняется, то в качестве начального

плана принимаем последующий план Х'(Г. и выполняем, следующую

итеоацию (если понадобится в дальнейшем)вместо X, ^ { птоинимаем V "а \ ' ' ! 5 > 1 х

; и так далее до выполнения требований УЛ. '

На втором этапе рассматриваем результаты непрерывного программирования как начальный план; для периодов, в которых хотя бы одно

Xj принимает максимальное значение, решаем распределительные задачи (I, 4):

I VV"1^ ш

»J 21

(2)

Т 3 J

11 Y-

(3)

17г- .X '

С../ X,

г-, <- j ■ Ч*- J,ч

где С ~ прямые эксплуатационные затраты.

■ В результате решения вместе с оптимальным планом использования МТП получаем потенциалы U

Вычисляем потенциалы каждой машины в целом по всем К* :

Учитывая, что экономический смысл {Jj - количественное снижение приведенных затрат с увеличением Xj на одну единицу,, после решения распределительной задачи исходя из экономических соображений можно принять обоснованную корректировку плана в ряд целых чисел. Если задача имеет большую размерность, такую корректировку'можно проводить итерационно (не более Г) .итераций).

Для реальных задач.максимальная размерность

0 а/ 150x10x73

решение на 1Б.М PC/AT задачи нелинейного программирования (I часть алгоритма) и вычисление целочисленной потребности в мобильных энергетических средствах (П часть алгоритма) занимает около одного часа машинного времени. В результате решения задач получаем оптимальный план использования техники; оптимальный целочисленный состав АТП; потенциалы по каждой-марке энергетических средств,показывающие какой-экономический эффект может получить хозяйство или фермер,приобретая машины (на сколько снизятся годовые затраты на выполнение всего комплекса работ).

Оптимальный состав автотрамспортного-ларк (числитель) - количество привлекаемого тр

Наименование ; Напмо^онпние тганоплотных стэсг.

: газ-Ьза+ :

' АуШ-ЗлЗ : : ЗСК-Ю : 4осО

Казгоский 4/0 ■ 1/1 1/0 ■ 0/7

Никулинский 2/0 1/1 1/0 0/7

Руновский • 4/0 1/1 1/0 0/1

Ростовцы 1/0 1/1 1/0 О/о

Каширское НПО 4/0 2/1 7/0 0/1

Ледово ' 1/0 1/1 8/0 0/3

Ожерелье 3/0 1/1 2/0 О/о

Красная Звезда 1/0 1/1 1/0 ■0/2

Ьогатищевский 1/0 5/1 13/0 0/2

Каменский ■ 2/0 1/1 '1/0 0/2

Новоселки 3/0 1/1 . 1/0 0/4

Всего: 26/0 16/11 37/0 0/42

Таблица I а хо-зяйств Каирского AliK ннепорта. Alii района (знаменатель)

i" тв

¿¿.J.»— -¿^ы « ГАЗ-САЗ-■ioOv :i Kb-tfb5 : Уиал-: ЬЬ57

6/0 Ib/I 7/0 о/ьо

3/0 II/I 7/0 0/2

8/0 Sa/1 4/0 0/1

I/O 26/1 6/0 0/1

8/0 10/0 I/O 0/1

11/0 32/1 13/0 0/2

7/0 Io/I . 10/0 0/1

■ 6/0 2I/I 4/0 0/2

11/0 I5/I 6/0 0ЛГ

6/0 20/1 10/0 0/2

• 5/0 17/0 3/0 O/I

72/0 2C5/0 71/0 0/65

I? •

I . ;

Сравнивая экономический эффект с прокатной стоимостью малин, | можно принять экономически обоснований решение о целесообразности' получения машины на прокат или по лизингу.

Б соответствии с оптимальным планом во всех хозяйствах молоко экономически целесообразно перевозить автотранспортом хозяйств ГАЭ-53А + АЦТП-3,3 и горюче-смазочные материалы автомобилем хозяйств марки ЗШ;-1Ь0 + АЦ -4,2 и ГАЗ-53А + АЦ-4,2.

Автомобили общего назначения ЗИЛ-130 экономически целесообразно иметь и в хозяйствах и в АТП.

Также экономически -целесообразно иметь и в хозяйствах и в АТП района автомобили-самосвалы, разгружающиеся на три стороны ГАЗ-САЗ- . 4Ь09 с автомобильными прицепами ГКЬ-боос.

Только в хозяйствах целесообразно иметь автотранспорт:ГАЗ-£ЗА+ АЦТП-3,3; ГАЗ-бЗА + АЦ-4,2; ЗИЛ-ЗСК-Ю; ГЗСА-З706 (для перевозки ягод); ЗИл-554 + ГКБ-Ы19; тракторы с прицепами на внутрихозяйственных перевозках.

Б районном автотранспортном предприятии экономически, целесообразно иметь для перевозки грузов сельскохозяйственных предприятий следующие транспортные средства: —1506 для внехоз.чйетвенккх

перевозок сыпучих грузов; 31!Л-130В1 + 0ДАз-ЬЬ?б для внехозяйствен-ных перевозок скота на мясокомбинат; КАМАЗ-иСОЗ для перевозок печного топлива; Урал-557 + 1ЪЪ-6оЫ для г>нсхозяйстпенных перевозок зерна, минеральных удобрений, инертных грузов, капусты.

Таким образом в региональном АТП экономически целесообразно иметь большегрузные бортовые, самосвальные автомобили ¡1 автомобили специального назначения, которые в АТП имеют значительно большую годовую загрузку и поэтому себестоимость перевозки грузов на этих автомобилях, несмотря на высокую цену автомобилей, ниже, чем себестоимость .перевозок автомобилями хозяйств, не имеющими

достаточной загрузки в течение года.

В соответствии с рассчетньм оптимальным составом транспортного, парка 70% грузов сельскохозяйственные предприятия должны перево--зить своим транспортом, 30% транспортом специализированного предприятия "Кашираагропромтранс" (таблица I).

) На Б^трихо-^яйстьеникх перевозках тракторы с самосвальными прицепами имеют большую, чем автомобильной транспорт и лучшую • проходимость по грунтовым дорогам и стерне повышенной влажности. Тракторный транспорт имеет преимущество и на уборочно-транспорт-ных работах.

: • Таблица 2

; Структура автомобильного парка Каширского агропромышленного комплекса

Автомобили : Наличие в 1992 г. : Оптимальный состав

: -Количество : % :Количество : %

1 Вортовые 270 • 58,2 201 30

Самосвалы 184 39,6 282 42

Специализированные , 10 2,2 226 28

Итого:

464

100

669

100

Оптимальный состав транспортного парка, рассчитанный нами с учетом ноьой техники позволяет разрабатывать годовые планы обновления состава транспортного парка хозяйств и регионального АПК.

. Транспортный парк административного района следует в первую ' очередь пополнять специализированными автомобилями (табл.2). В' АПК Каширского района с учетом ЗИЛ-120В, КАМАЗ-5608, КАЫАЗ-5410 необходимо иметь около 670 автомобилей.

ОБЩЕ ВЫВОДЫ И ПРВДЮНЕККЯ

1. Для обоснования оптимального состква транспортного парка хозяйств .и автотранспортных предприятий административного района (АТП) необходимо применение математического целочисленного программирования. Оптимальное решение для региона может быть.получено путем-совместной оптимизации транспортного-парка хозяйств и районного АТП.-

2. При обосновании оптимального состава транспортного парка необходимо учитывать факторы, определяющие объем перевозок и грузооборот хозяйств: размеры посевных площадей, урожайность сельскохозяйственных культур, продуктивность животноводства', специализацию хозяйств, расстояние перевозок, сроки- выполнения транспортных и транспортно-технологических операций, технико-экономические показатели имеющихся перспективных транспортных средств в АПК и хозяйствах района.

3. В диссертации разработана оригинальная методика оптимизации состава транспортного парка административного района путе^ решения задачи целочисленного нелинейного программирования градиентным методом. .

•4. В условиях Каширского агропромкомбината, исходя из критерия

- минимум приведенных затрат, происходит следующее распределение объемов перевозок по транспортным средствам: 70л' - транспортными средствами хозяйств; 30% - привлеченным транспортом Каширского агропромкомбината. В соответствии с оптимальным планом необходимо привлекать из Каширского агропромтранса: II автомобилей ЗИЛ-130; 57 -автомобилей ЗИЛ-ИиЗ-4560; 16 автомобилей ЗИЛ-130В с прицепом 0ДАЗ-85? (скотовоз); 9 автомобилей КАМАЗ-5608; 9 автомобилей ГАЗ-САЗ-4509 с прицепом ГЙВ-8536 (для перевозки зерна); 65 автомобилей Урал-5557 с прицепом ГКЬ-8551 (для перевозки капусты); 12 автомобилей КАМАЗ-5410 с прицепом АСП-25 (для перевозки комбикорма);

42 машины ЗИЛ-ММЗ-4506 (для перевозки органических'удобрений).

Экономически целесообразна перевозка молока собственным транс-' портом хозяйств (ГАЭ-53А + АДТП-3,3 - 26 машин); ГСМ (ГАЭ-53А + ■ АД-4,2 - II машин); комбикорма (ЗИЛ-130 + ХК-10 - 37-машин); корнеплоды (ЗИЛ-4551 - 72 машины); картофель (ЗИЛ-554 + ГКВ-819 - 71 машины); зерно (внехозяйственные перевозки ГАЗ-САЗ-4509 + ГКВ-8536

- 206 машин).

4. Целочисленное программирование и оптимизация системы транспортных средств позволит определить экономические наиболее]эффективные транспортные средства для хозяйств, количество и сроки использования привлеченного автотранспорта.

5. Оптимизация транспортного парка сельскохозяйственного региона позволяет на 10-15% снизить приведенные затраты на перевозку грузов; полное обеспечение транспортных работ позволяет сократить сроки уборки, что обеспечивает дополнительный сбор зерна, учитывая, что за пределами агротехнически рекомендуемых сроков уборки зерновьи потери составляли 0,5 ц с га в сутки. Дополнительный эффект составляет повышение загрузки тракторов, что позволяет снизить себестоимость тракторных работ в полеводстве и животноводстве. .

Основные результаты исследований опубликованы в следующих работах:

Алгоритм оптимизации состава МТП с дифференцированием апрокси-мирующс"- функции. - М.: НТВ Вйц, вып.82. - 1992. ;

^Нелинейное целочисленное программирование задачи оптимизации транспортного парка сельскохозяйственного региона'// Техника в сельском хозяйстве. М., 1993. - 4.