Курсовая работа: Разработка динамических моделей для транспортно-производственной системы
Курсовая работа: Разработка динамических моделей для транспортно-производственной системы
Содержание
Введение
1. Объективная необходимость формирования транспортно-производственных систем
2. Моделирование экономических задач методом линейного программирования.
2.1 Анализ и экономическая постановка задачи
2.2 Формальная постановка и математическая запись
2.3 “Числовая” модель задачи
3. Разработка динамических моделей для транспортно-производственной системы.
3.1 Однопродуктовая многоэтапная транспортно-производственная модель
3.2 Двойственная задача
3.3 Трехэтапная транспортно-производственная модель
3.4 Зависимость параметров модели от параметров времени
Выводы
Список использованной литературы
Введение
Требования и логика развития транспорта как системообразующей отрасли экономики предопределяют необходимость возникновения транспортно-технологических систем, которые, в свою очередь, влекут за собой образование единой транспортной системы страны.
Различные аспекты данной проблемы освещены в ряде научных трудов как отечественных, так и зарубежных ученых: Бандмана М.К., Хачатурова Т.С., Гончарук О.В., Драчева П.Т., Журавеля А.И., Поза-мантира Э.И., Лимонова Э.Л, Персианова В.А., Быкова Г.С., Дунаева О.Н., Жукова Е.А., Мингазова Х.Х., Хонсона Д., Козловского В.Д., Коче-това С.К, Дементьева А.П., Овсянникова А.С., Осипова ВТ. и других.
Данная проблема исследовалась и находила свое практическое применение, прежде всего, в области технологических вопросов развития отраслей транспорта, например таких, как совершенствование погрузо-разгрузочных работ, создание современных комплексов ориентированных на различные грузы; разрешение проблем укрупнения грузов и их соответствующее техническое решение; развитие смешанных перевозок, взаимодействие различных видов транспорта в едином технологическом транспортном комплексе. Экономическая эффективность действия транспортно-технологических систем исследовалась, прежде всего, на макроэкономическом уровне. Но недостаточность имеющихся исследований состоит в том, что они замыкаются, в основном, в пределах транспортной отрасли. Так, упущен из внимания тот аспект транспортного производства, что это, прежде всего, инфраструктурная отрасль и объективность ее возникновения и существования обусловлена необходимостью доставки конкретной продукции от производителя к потребителю, а не развитием транспорта самого по себе и ради себя.
Редкие попытки взаимоувязанного рассмотрения функционирования транспортно-промышленных комплексов, например, Драчевым П.Т., являются скорее исключением, чем правилом.
Целью исследования является моделирование транспортно-производственных систем и разработка направлений ее эффективного функционирования. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- раскрыть сущность транспортно-производственной системы;
- изучить современные тенденции проектирования транспортных систем;
- построить производственно-транспортную модель системы.
Объект исследования представляет собой процессы формирования и функционирования транспортно-производственной системы как инструмента и существа рационального управления единым производственным процессом.
Предмет исследования - закономерности, принципы и экономические отношения между основными участниками транспортно-производственной системы и тенденции их развития на стадии формирования и становления подобных систем.
Теоретические и методические основы исследования. Исследование основано на комплексном системном подходе к анализу экономических процессов, выявлении необходимости и роли функционирования транспортно-производственных систем.
Осуществлена обработка и систематизация большого фактического материала и проектных разработок. В процессе исследования использовались монографический, экономико-статистический, экономико-математический, эмпирический и социологический методы исследования, а также методы логического, сравнительного и системного анализа [3].
1. Объективная необходимость формирования транспортно-производственных систем.
Десятилетия директивно-плановой экономики в СССР сформировали особый взгляд на транспорт и его роль в развитии социалистического хозяйства, а отраслевая структура управления народным хозяйством - специфический подход к созданию, развитию транспортной системы и механизму функционирования транспорта в хозяйственном комплексе страны, регионов и административных образований. Сложившийся транспортный комплекс, как любая цельная система, в полной мере раскрыл как свои положительные, так и негативные стороны. С одной стороны, был создан транспортный механизм, способный оказывать огромный объем разнообразных транспортных услуг экономике и населению страны. С другой стороны, ведомственный подход управления породил разобщенность различных видов транспорта, неудовлетворительное, порой однобокое транспортное обслуживание хозяйственного комплекса, большое отставание в развитии транспортных узлов и др. Гипертрофированное наделение приоритетами интересов государственного уровня в ущерб интересам регионов приводило порой к выбору ошибочных направлений его развития, к неэффективным вложениям средств, уводило российский транспорт в сторону от направлений мирового развития. В конечном счете это привело к отставанию от уровня развития транспорта передовых стран. Все это осложняет дальнейшее развитие экономики.
Анализ функционирования транспортно-производственных систем, как одного из направлений развития транспорта, не может быть осуществлен без общего определения транспортного комплекса как такового.
Транспортный комплекс включает транспорт общего пользования с железнодорожным, морским, речным, автомобильным, воздушным видами транспорта, а также всеми видами транспорта, обеспечивающими общественные потребности городов. Определенную часть перевозок выполняет транспорт необщего пользования, в состав которого входит прежде всего транспорт промышленных предприятий и отнесенный к этому виду трубопроводный транспорт, эксплуатация которого ведется отдельными промышленными объединениями. Транспортный комплекс по сложности координации стоящих перед ним задач, по многообразию и многочисленности связей со всеми без исключения отраслями экономики, по численности занятых в производственном процессе, да и по множеству других сторон своего функционирования не имеет аналогов в экономике. Такое положение транспортного комплекса требует как определения перспектив его сбалансированного развития, так и экономического анализа эффективности функционирования транспортного процесса, так как просчеты непременно влекут за собой колоссальные материальные потери, нарушения ритма в работе остальных отраслей [1].
Начало системных исследований в области транспортно-производственных систем относится к концу 70-х годов, когда были заложены основы материально-технической базы различных типов транспортно-производственных систем (ТПС). По мере развития, накопления знаний и практического опыта углубляется и само содержание понятия ТПС.
В экономической литературе встречаются различные определения ТПС:
• «Понятие ТПС комплексное, оно включает в набор технологии перевозок и перевалки груза, типоразмеров транспортных средств, перегрузочной техники, разработку системы организационных, экономических мероприятий, обеспечивающих оптимальное функционирование всего транспортного конвейера в целом»;
• «Понятие ТПС комплексное, оно включает в себя выбор технологии перевозки и перевалки, типоразмеров подвижного состава и перегрузочной техники, а также соответствующее изменение системы управления перевозочным процессом»;
• «Под ТПС понимается комплекс согласованных и взаимоувязанных технических, технологических, экономических, организационных и коммерческо-правовых решений мероприятий, позволяющих с максимальным эффектом и наименьшими затратами обеспечить перевозки грузов на конкретных направлениях от грузоотправителя до грузополучателя. При этом портовые и станционные устройства, подвижной состав различных видов транспорта рассматриваются как отдельные элементы ТПС с едиными требованиями к ее параметрам»;
• «ТПС - это комплекс технических средств с оптимальным соотношением параметров, которые взаимоувязаны согласованной технологией, организацией и управлением перевозочного процесса, включая коммерческо-правовые вопросы, для доставки отдельных или сходных по транспортно-физическим свойствам групп грузов по схеме «дверь-дверь» с минимальными хозяйственными издержками»;
• «ТПС представляет собой организационное, техническое, экономическое, правовое и коммерческое единение разных видов транспорта и погрузочно-разгрузочных систем для доставки отдельных или сходных по транспортно-физическим свойствам групп грузов по схеме «от двери до двери» с минимальными хозяйственными издержками».
Анализ имеющейся к настоящему времени совокупности определений ТПС позволяет выделить то общее, что присуще им:
- материальная основа - комплекс технических средств разных видов транспорта, перегрузочного и складского оборудования с оптимальным соотношением параметров, используемый для доставки отдельных или сходных видов по транспортно-физическим свойствам грузов;
- единая согласованная технология доставки грузов от отправителя к получателю; экономическое и организационное объединение различных звеньев;
- снижение транспортных издержек за счет экономической эффективности функционирования ТПС.
Транспортно-производственная система - это качественно новая форма организации транспортного процесса, когда во всех ее звеньях на основе эффективного использования специализированных транспортных средств, перегрузочного и складского оборудования обеспечивается максимально возможная скоростная сохранная бесперегрузочная доставка груза от грузоотправителя к грузополучателю, снижение удельных транспортных издержек. В комплексе все это приводит к необходимости рациональной организации перевозок, системному подходу к анализу их эффективности, планированию, управлению и контролю на основе создания и обеспечения эффективного функционирования и совершенствования новой формы транспортного обслуживания производства - транспортно-производственных систем. Последние отвечают качественно новой материально-технической базе доставки грузов и обеспечивают повышение эффективности как транспорта, так и общественного производства в целом.
Данное определение транспортно-производственных систем справедливо для таких систем, которые охватывают несколько видов транспорта, значительную территорию, разнообразные грузы и потребителей. Чаще всего в таких ТПС рассматриваются смежные виды транспорта, и прежде всего такие аспекты их взаимодействия, как бесперебойная работа водного (речного и морского) и железнодорожного транспорта. Перегрузка грузов с одного вида транспорта на другой и вытекающие отсюда особенности и организационно-технологические проблемы. Этим определяется роль ТПС в транспортном комплексе.
Понятие, значение и роль ТПС можно рассматривать как в узком смысле, так и в широком.
В рассмотренной организационно-экономической характеристике ТПС предстает как структурная составляющая транспортного комплекса, что и обуславливает ее подчиненное положение по отношению к нему. Это понятие ТПС в узком, отраслевом смысле.
В более широком смысле значение ТПС состоит в следующем. Совокупность путей сообщения различных видов транспорта в их взаимодействии по оказанию обществу транспортных услуг составляет транспортную систему. В зависимости от параметров транспортного пространства можно выделить единую транспортную систему страны, региона, экономического района и т.п.
Транспортная система функционирует как единый организм. Его единство обеспечивается рядом необходимых условий:
экономико-географических - взаимосвязь отраслей хозяйства и экономических районов требует пропорционального развития территориальных производственных комплексов и сети путей сообщения;
технологических - единство транспортного процесса требует наиболее выгодного распределения перевозок между различными видами транспорта, согласования их развития и технического оснащения.
Транспортные сети экономических районов слагаются из магистральных путей сообщения и примыкающих к ним внутрирайонных путей для осуществления местных связей, а также для межрегиональных перевозок. Это определяет единство транспортной сети регионов, которая включает в себя различные по специализации и мощности виды транспорта.
Учитывая функциональное технологическое назначение транспорта в общественном производстве (продукт становится товаром только после доставки его потребителю) задача формирования и развития транспортной системы должна рассматриваться как составная часть проблемы развития производительных сил региона, страны, мирового сообщества. С повышением степени хозяйственной самостоятельности регионов ведущее значение начинают приобретать прогнозы и программы их экономического и социального развития. Это обусловлено тем, что транспорт является составной частью социально-экономического комплекса и инфраструктурным элементом, обеспечивающим условие эффективного функционирования экономики.
Необходимо отметить также, что рынок транспортных услуг - сфера деятельности, в которой транспортные предприятия и потребители их услуг вступают между собой в отношения купли-продажи, причем выбор партнеров и условия сделок определяются прежде всего их экономическими интересами.
Свобода
выбора партнеров-перевозчиков возникает, если одну и ту же перевозку может
выполнить любое из нескольких транспортных
предприятий (одного или различных видов транспорта) с сопоставимым уровнем
затрат и качеством требуемой транспортной услуги.
Транспорт, обеспечивая объединение ресурсов производства и экономики отдельного региона и страны в целом, способствует формированию экономического пространства различных уровней и масштабов [3].
2. Моделирование экономических задач методом линейного программирования.
2.1 Анализ и экономическая постановка задачи.
Содержанием любой экономико-математической модели является выраженная в формально-математических соотношениях экономическая сущность условий задачи и поставленной цели. В модели экономическая величина представляется математическим соотношением, но не всегда математическое соотношение является экономическим. Описание экономических условий математическими соотношениями – результат того, что модель устанавливает связи и зависимости между экономическими параметрами или величинами.
По содержанию различают экономико-математические и экономико-статистические модели. Различие между ними состоит в характере функциональных зависимостей, связывающих их величины. Так, экономико-статистические модели связаны с показателями, сгруппированными различными способами. Статистические модели устанавливают зависимость между показателями и определяющими их факторами в виде линейной и нелинейной функции. Экономико-математические модели включают в себя систему ограничений, целевую функцию.
Система ограничений состоит из отдельных математических уравнений или неравенств, называемых балансовыми уравнениями или неравенствами.
Целевая функция связывает между собой различные величины модели. Как правило, в качестве цели выбирается экономический показатель (прибыль, рентабельность, себестоимость, валовая продукция и т.д.). Поэтому целевую функцию иногда называют экономической, критериальной. Целевая функция – функция многих переменных величин и может иметь свободный член.
Критерии оптимальности экономический показатель, выражающийся при помощи целевой функции через другие экономические показатели. Одному и тому же критерию оптимальности могут соответствовать несколько разных, но эквивалентных целевых функций. Модели с одной и той же системой ограничений могут иметь различные критерии оптимальности и различные целевые функции.
Решением экономико-математической модели, или допустимым планом называется набор значений неизвестных, который удовлетворяет ее системе ограничений. Модель имеет множество решений, или множество допустимых планов, и среди них нужно найти единственное, удовлетворяющее системе ограничений и целевой функции. Допустимый план, удовлетворяющий целевой функции, называется оптимальным. Среди допустимых планов, удовлетворяющих целевой функции, как правило, имеется единственный план, для которого целевая функция и критерий оптимальности имеют максимальное или минимальное значение. Если модель задачи имеет множество оптимальных планов, то для каждого из них значение целевой функции одинаково.
