Системная интеграция в транспортных процессах (теоретические основы, организационные формы, методы оптимизации)

На правах рукописи

ТУШИН НИКОЛАЙ АНДРЕЕВИЧ

СИСТЕМНАЯ ИНТЕГРАЦИЯ В ТРАНСПОРТНЫХ ПРОЦЕССАХ

(теоретические основы, организационные формы,

методы оптимизации)

Специальность 05.22.08 – Управление процессами перевозок

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Екатеринбург – 2012

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Уральский государственный университет путей сообщения» (ФГБОУ ВПО УрГУПС)

Научный консультант –Козлов Петр Алексеевич, доктор технических наук, профессор, Лауреат Государственной премии

Официальные оппоненты:

Бородин Андрей Федорович, доктор технических наук, профессор, ОАО «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте» (ОАО «НИИАС»), руководитель научно-технического комплекса по управлению перевозками;

Резер Семен Моисеевич, доктор технических наук, профессор, Всероссийский институт научной и технической информации (ВИНИТИ), начальник отдела транспорта;

Куренков Петр Владимирович, доктор экономических наук, профессор, заместитель директора по научной работе Института управления и информа-ционных технологий (ИУЭТ), профессор кафедры «Транспортный бизнес» Московского государственного университета путей сообщения.

Ведущее предприятие – Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ростовский государственный университет путей сообщения» (ФГБОУ ВПО РГУПС)

Защита состоится «31» мая 2012г. в 14-00 на заседании диссертационного совета Д 218.013.01 при Уральском государственном университете путей сообщения по адресу: 620034, г. Екатеринбург, ул. Колмогорова 66, аудитория Б2-15.

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в библиотеке Уральского государственного университета путей сообщения, на сайте Министерства образования и науки РФ http://vak.ed.gov.ru , на официальном web-портале УрГУПС http://usurt.ru .

Автореферат разослан «___» ________ 2012 г.

Отзывы на автореферат, заверенные гербовой печатью организации (в двух экземплярах), просим направлять в адрес диссертационного совета по почте.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор технических наук Асадченко Виталий Романович

общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Товарный обмен и связанные с этим транспортные потоки играют важную роль в экономике развитых стран. Организация транспортных потоков требует участия не только перевозчиков, но и сервисных фирм. Организация потоков экспортных, импортных и транзитных грузов воспринималась в качестве второстепенных операций. В США при посредничестве экспедиторов организуется перевозка более 90% объемов таких грузов, в Европе на экспедиторские компании приходится 70% объемов интермодальных перевозок. В России в секторе транспортно-экспедиционного обслуживания работает в общей сложности порядка 1700 предприятий, оказывающих транспортно-экспедиционные и посреднические услуги, в большинстве своем малопрофессиональные, не имеющие четко разработанной технологии.

Исследования показывают, что 85-95% общей продолжительно­сти логистической цепи производственного цикла товародвижения со­ставляет ожидание обработки, транспортировки и других операций, включая нахождение на складах.

Задачей логистики является выстроить процесс доставки грузов «от двери – до двери» с минимальными потерями на стыках, с минимальными совокупными затратами и временем продвижения потока. Организацию всего процесса доставки грузов с участием нескольких перевозчиков, владельцев складов, терминалов и сервисных компаний осуществляют экспедиционные фирмы. Отсутствие достаточно разработанного теоретического обоснования этих интеграционных процессов создает ряд трудностей при установлении технологических и экономических взаимоотношений между участниками перевозок и их нормативного и законодательного сопровождения.

В качестве объекта исследования выбран процесс доставки груза «от двери до двери».

Предметом исследования является взаимодействие перевозчиков и сервисных фирм, осуществляющих преобразование потока на стыках.

Целью исследования является разработка теоретических основ системной интеграции в процессе доставки груза, когда системным интегратором является экспедитор и его рациональной организационной формой будет научно-производственный холдинг.

Научная новизна работы. Впервые обосновывается роль и функции экспедитора, как системного интегратора, создающего на время доставки груза систему из перевозчиков и сервисных фирм по преобразованию потоков. Создана теоретическая основа совершенствования логистической организации доставки грузов «от двери до двери», сформулированы принципы организационного построения и технология работы экспедиционных фирм как научно-производственных холдингов. В том числе предположены:

– принципы выбора режимов работы перевозчиков и сервисных фирм для получения синергетического эффекта;

– технология построения автоматизированных аналитических систем для определения реальных возможностей перевозчиков и сервисных фирм;

– методика расчета стратегического прогноза потоков на основе развития экономических связей;

– оптимизация преобразования потоков в припортовых транспортных узлах и в распределенных транспортно-складских системах;

– организация потоков в системе «отправитель-транспорт-получатель» – согласованный подвод к портам, рациональный подвод в условиях неопределенности, управление оборотом частных вагонов;

– закономерности построения научно-производственных экспедиционных холдингов.

Методы исследования базируются на системном подходе и на использовании аппарата оптимизации, теории случайных процессов, имитационного моделирования и теории принятия решений.

Практическая значимость. Технология системной интеграции позволит улучшить взаимодействие перевозчиков и сервисных фирм и тем самым оптимизировать логистические цепочки по доставке грузов. Это существенно снизит стыковые потери. Методика построения аналитических систем и разработанные оптимизирующие процедуры дают возможность значительно улучшить работу как собственно экспедиционных фирм, так и перевозчиков и сервисных фирм. Методология организации научно-производственных экспедиционных холдингов позволит поднять на качественно другой уровень работу сотен экспедиторов в нашей стране.

Реализация результатов работы. На основе результатов исследований был создан и работает в течение 15 лет научно-производственный холдинг «СТРАТЕГ» (современные транспортные технологии государства). Холдинг включает три экспедиционные фирмы: Уральскую транспортную компанию, Уралконтейнер и Желдорэкспедицию, а также научную фирму «Контроллинг». Технология гибкого взаимодействия станций в припортовом транспортном узле была использована при разработке проекта узла Усть-Луга. Технология рационального взаимодействия в распределенных транспортно-складских системах использована при организации потоков в системе складов Москва – Уральский регион. Технология оптимального управления оборотом частных вагонов принята к рассмотрению в Первой грузовой компании.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационного исследования обсуждались и были одобрены на: восьмой Международной конференции ИНФОТРАНС-2003(Санкт-Петербург, 2003г.); Международной научно-практической конференции «Августовские чтения – 2009. Актуальные проблемы стратегического менеджмента и развитие экономики» (Магнитогорск, 2009г.); Международной научно-практической конференции «Социально-экономическое развитие хозяйственных систем в современных условиях: опыт, проблемы, перспективы» (Магнитогорск-Москва, 2010г.); Международной научно-практической конференции по проблемам экономического развития в современном мире «Устойчивое развитие российских регионов: человек и модернизация» (Екатеринбург, 2011г.); Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта», посвященной 125-летию Свердловской железной дороги (Екатеринбург, 2003г.); шестой Общероссийской научной конференции «Перспективы развития вузовской науки» (Сочи, 2009г.); третьей Межрегиональной конференции «Инновационные проекты Большого Урала. Глобальная экономическая нестабильность и новые источники роста российской экономики» (Екатеринбург, 2008г.); Научно-практической конференции «Наука и инновации на транспорте» (Москва, 2009г); Практическом семинаре Свердловской железной дороги «Принципиальные вопросы взаимодействия участников рынка в условиях реформирования железнодорожного транспорта» (Екатеринбург, 2010г.); Конференции «Логистика Урала 2011. Эффективные решения» (Екатеринбург, 2011г.).

Основные результаты, представляемые на защиту:

– роль экспедитора, как системного интегратора в области перевозок;

– функции системного интегратора и их обоснование;

– организация потоков в системе «отправитель-транспорт-получатель» (согласованный подвод к портам, управление оборотом частных вагонов, рациональный подвод в условиях неопределенности);

– технология эффективного преобразования потоков на стыке «перевозчик-перевозчик» (оптимизирующие процедуры в припортовых транспортных узлах и в распределенных транспортно-складских системах);

– принципы построения автоматизированных аналитических систем для определения реальных возможностей перевозчиков и преобразователей потока;

– технология расчета стратегического прогноза потоков на основе развития экономических связей;

– закономерности построения научно-производственных экспедиционных холдингов.

Публикации.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в 39 статьях. 13 статей опубликованы в журналах, входящих в Перечень изданий рекомендованных ВАК для публикации научных результатов диссертаций.

Объем работы.

Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, списка использованной литературы (142 наименования), три приложения. Основной текст – 269 страниц, включая 133 рисунка и 28 таблиц.

Содержание работы

Во введении дается обоснование актуальности проблемы, формулируется цель и задачи исследования.

В первой главе приведено исследование современного состояния логистики в стране и за рубежом, научные работы в этой области и обосновываются задачи по совершенствованию процессов доставки грузов.

Опыт свидетельствует, что грамотная организация системы экспедирования с комплексом услуг для грузовладельцев снижает общие издержки, связанные с перемещением грузов, на 20–25% и освобождает грузовладельцев от многих дополнительных забот. В странах с развитой рыночной экономикой экспедитору уделяется важная роль в транспортном процессе. За рубежом действуют тысячи транспортно-экспедиционных фирм, различающихся по размерам, сферам деятельности и специализации, которые по поручению грузовладельца выполняют операции по организации перевозок, складированию, хранению, распределению грузов, а также оказывают другие дополнительные услуги. В России в секторе транспортно-экспедиционного обслуживания работает в общей сложности порядка 1700 предприятий. Однако многие транспортные и экспедиционные предприятия действуют разобщенно как в технологическом, так и в информационном плане. Технологический уровень большинства из них довольно низкий.

Экспедиторы должны представлять многие виды информационно-консультационных услуг:

– разработка и проектирование систем доставки грузов;

– определение рациональной схемы и оптимального маршрута доставки;

– моделирование вариантов обслуживания;

– рекомендации экспедиторским предприятиям по совершенствованию обслуживания потребителей и по оптимизации номенклатуры услуг;

– рекомендации транспортным предприятиям по оптимизации структуры и перспективному типажу парка подвижного состава, материально-техническому обеспечению системы перевозок;

– рекомендации складским предприятиям и терминалам по оптимизации структуры и перспективному типажу парка погрузо-разгрузочного и складского оборудования, местам расположения и мощности терминалов и других складских комплексов;

– проведение исследований рынка по заказам грузовладельцев и расчёт стоимости продукции с учётом транспортных издержек;

– выбор вида перевозчика, вида транспорта и типа подвижного состава;

– поиск обратного или попутного груза.

В России следует отметить положительный опыт крупных ком­паний перевозчиков, членов некоммерческого партнерства «Гильдия экспедиторов», таких как ЗАО «Компания «Русский Мир», ООО «СФАТ-Сервис», ЗАО «Рубикон», ООО «Регионтранском», ООО «Транс-Бизнес-Э», ОАО «Волготрансинвест», ЗАО «Интертранс», ЗАО «Транспортная компания «ЛУКойл-Транс», ЗАО «Скат-РУС», АО «Интопекс», ЗАО «ИПТИЛ», ЗАО «Ферротранс», Корпорация «ИНТЭКС», ООО «ФИТ» и другие.

Однако практически отсутствует полное комплексное транспортно-экспедиционное обслуживание грузовладельцев, а тысячи экспедиторских компаний работают как бы вне закона. Отсутствие достаточно разработанного теоретического обоснования интеграционных процессов в области перевозок создает ряд трудностей при установлении технологических и экономических взаимоотношений между участниками перевозок и их нормативного и законодательного сопровождения.

В своих исследованиях автор опирался в области технологии работы транспорта на труды ученых: В. Н. Образцова, А. П. Петрова, А. К. Угрю-мова, В. М. Акулиничева, В. И. Апатцева, А. Ф. Бородина, А. П. Батурина, Ю. В. Дьякова, Ю. И. Ефименко, П. А. Козлова, Л. С.Крохина, В. А. Кудряв-цева, П. В. Куренкова, В. Я. Негрея, А. Т. Осьминина, Ю. О.Пазойского, В. А. Персианова, Н. В. Правдина, С. М. Резера, И. Б.Сотникова, Е. А. Сот-никова, Е. М. Тишкина, Н. С. Ускова, Н. Н. Шабалина, В. А. Шарова, М. И. Шмулевича, в области методов оптимизации – А. Э. Александрова, Н. П. Бусленко, В. Н. Буркова, О. В. Евсеева, Н. Н. Моисеева, Д. А. Пос-пелова, Л. Р. Форда, Д. Р. Фалкерсона, использовались разработки ведущих научных организаций отрасли.

Во второй главе рассматриваются интеграционные процессы на транспорте с системных позиций. В рыночной экономике существенно меняется роль транспорта. Основную функцию следует понимать уже не просто как «перевозки», а как «обеспечение экономического взаимодействия надежными и эффективными транспортными связями». Поэтому возрастает внимание к потерям на всякого рода стыках.

В процессе доставки груза все участники должны работать согласованно, как подсистемы одной системы. Поэтому методологической основой для совершенствования этого процесса является системный подход. Необходимым этапом является создание научных основ структурно-функционального взаимодействия подсистем. Особую роль играет адаптивное взаимодействие, которое порождает динамические резервы. И задача взаимодействия ставится как максимизация суммарных динамических резервов в системе

, (1)

где , – динамические резервы, соответственно, первой и второй подсистемы при обособленной работе; – коэффициенты, учитывающие уровень взаимодействия.

Процесс доставки грузов включает в себя две важные составляющие: перемещение потока и преобразование потока. Преобразование потока присутствует всегда на стыке производство – транспорт, транспорт – производство и между двумя перевозчиками. Как правило, поток не может следовать через стык без некоторой трансформации. Например, при переходе от одного перевозчика к другому процесс преобразования может включать следующие подпроцессы (рисунок 1).

Рисунок 1 – Преобразование потока на стыке перевозчиков

Совокупная стоимость и время доставки груза в значительной мере определяет, будет ли возможно то или иное экономическое взаимодействие. То есть главную ценность представляет целостная функция – доставка «от двери до двери». Но функция требует создания соответствующей структуры, которая обеспечивала бы ее выполнение. И такие структуры возникли – экспедиционные фирмы.

Экспедиционная фирма является, по сути, системным интегратором. Она создает виртуальную систему из перевозчиков и сервисных компаний для выполнения целостной функции (рисунок 2).

Критериями являются, как правило, время и стоимость доставки. Два критерия сводятся к одному с помощью коэффициентов приведения (2):

(2)

где – стоимость перевозки; – стоимость сервисной услуги; – задержка в перевозке; – задержка в сервисе; – штрафы за задержку.

За понижение уровня сервиса может также вводиться штраф

(3)

где – струя с несоответствующим сервисом.

Рисунок 2 – Схема виртуальной системы

После построения виртуальной системы требуется выбрать режим работы каждого участника по глобальному критерию (ломаная линия на рисунке 3). Дальнейшее управление сводится, как правило, к изменению участков этой линии, если на предыдущих произошли сбои.

Рисунок 3 – Схема построения оптимального режима

выполнения функции

При построении виртуальной системы и «ломаной линии» интегратор должен учитывать критерии работы отдельных перевозчиков. Задачей преобразования потока должно быть и наиболее полное использование функциональных возможностей перевозчиков, и поддержание на должном уровне их локальных критериев (рисунок 4).

Важной задачей системного интегратора является поддержание в актуальном состоянии знаний о функциональной надежности возможных участников доставки. Для этого их информационные системы должны быть взаимосвязаны, а интегратору нужна автоматизированная аналитическая система, которая бы позволяла быстро оценивать их реальные перерабатывающие способности в конкретной ситуации. Так как строить эффективную систему по выбранному критерию нужно быстро, требуются модели разного рода для оптимизации процесса перевозки и преобразования потока.

Рисунок 4 – Согласование частных и глобального критерия

за счет преобразования потока