Методы анализа и обработки данных для выбора варианта центра перевозки грузов

С момента перехода экономики страны на рыночные отношения стал формироваться рынок автотранспортных услуг на внутригородских и пригородных перевозках грузов. Однако, в отличие от междугородних и международных перевозок, ему уделяется недостаточно внимания в таких вопросах, как эффективная работа системы «Автоперевозчик — ГрузоотправительГрузополучатель», упорядочивание ее функционирования и организации перевозок грузов [71].

Развитие рыночных отношений привело к резкому сокращению спроса на внутригородских и пригородных перевозках грузов. Значительная часть крупных автотранспортных предприятий оказалась без работы. Стали появляться перевозчики различных форм собственности. Изменилась структура автомобильных перевозчиков.

Анализ работы парка грузового автомобильного транспорта (ГAT), предоставляющего транспортные услуги грузовладельцам, показал его невысокую эффективность: низкие коэффициенты использования грузоподъемности у и пробега (3, нерациональные маршруты перевозки грузов, несоответствие ГАТ по грузоподъемности виду перевозимого груза [48].

Значительная доля грузов перевозится собственным ГАТ. При этом организация перевозок носит децентрализованный характер и обусловливает снижение эффективности эксплуатации ГАТ.

Формирование новой транспортной среды привело к необходимости лицензирования деятельности субъектов ГАТ, направленного на регулирование и упорядочивание их работы. Но пока существенных положительных перемен в данном направлении не наблюдается [77, 78].

Поэтому, дальнейший поиск способов повышения эффективности работы ГАТ в современных условиях становится актуальной задачей.

В период административно-командного управления вопросам повышения эффективности использования ГАТ посвящено значительное количество работ, включая использование системного анализа [2, 3, 4, 5, 6, 10, 13, 14, 19, 40, 51, 61, 80]. В этот же период разработан математический аппарат для улучшения функционирования ГАТ [7, 17, 31, 39, 33, 55, 65].

Проводимые организационно-управленческие мероприятия на автомобильном транспорте не учитывают реалии сегодняшнего дня, а именноразвитие малого и среднего бизнеса, что привело к значительному увеличению как грузоотправителей, так и грузополучателей. Региональная система транспорта оказалась не готова к этим изменениям и в особенности организационно, что также негативно влияет на эффективную эксплуатацию автотранспорта.

Назрела ситуация, когда необходимо изменить управление и организацию взаимодействия всех заинтересованных сторон для повышения эффективности использования ГАТ и улучшения показателей деятельности грузовладельцев. Рассмотрение проблемы рационального использования ГАТ с позиций прямолинейного мышления (изолированное рассмотрение отдельных вопросов при пренебрежении к многообразным связям) в современных условиях не является актуальным, так как исчерпаны все возможные резервы для улучшения его работы [53].

На сегодняшний день решение задачи повышения эффективности эксплуатации ГАТ на внутригородских и пригородных перевозках грузов требует других подходов.

В данной диссертационной работе предлагается рассматривать работу ГАТ исходя из комплексных, системных позиций, т. е. охватывая связи ГАТ со всеми участниками транспортного процесса, включая грузоотправителей и грузополучателей. Для обеспечения организации связей и управления ими, предлагается создание организационной структуры — координационного центра перевозки грузов (КЦПГ), как одно из средств повышения эффективности использования ГАТ на внутригородских и пригородных перевозках грузов, а также улучшения показателей деятельности грузовладельцев.

Особое внимание при этом уделено методам анализа и обработки данных, необходимых при обосновании наилучшего варианта КЦПГ с учетом его функций и экономической эффективности.

Рассмотрение современных методов анализа и оценки альтернативных вариантов в задачах принятия решений при уникальных неповторяющихся ситуациях подробно освещено в работах [38, 50]. В них авторы критически рассматривают известные методы многокритериальной оценки альтернатив, используемые для принятия решений. Подчеркивается, что в независимости от достоинств и недостатков отдельных методов можно выделить общий положительный эффект, возникающий при применении многокритериального подхода к анализу альтернатив.

Методы анализа и управления, используемые в задачах выбора с экономическими аспектами изложены в работах [35, 44, 63, 88]. Это классический стоимостной анализ, предполагающий, что функция затрат является детерминированной (не случайной) величиной.

В настоящей работе разработана методика выбора организационной структуры, на примере КЦПГ, основанная на методе анализа иерархий и вероятностно-стоимостном анализе, используемых для выбора варианта координационного центра перевозки грузов.

Целью диссертационной работы является решение научно-технической задачи повышения эффективности грузопотоков на внутригородских и пригородных маршрутах за счет усовершенствования методов анализа и обработки данных для выбора варианта координационного центра перевозки грузов.

Для достижения сформулированной цели необходимо решить следующие задачи:

1. С позиций системного анализа сформировать возможный набор вариантов КЦПГ с их функциями, реализующих базовую цель управления.

— повышение эффективности перевозки грузов как для грузоотправителей, так и для грузополучателей.

2. Разработать процедуру ранжирования и выбора вариантов КЦПГ, позволяющую сократить их число для последующего экономического анализа. Данная процедура должна являться первым этапом методики выбора окончательного варианта КЦПГ.

3. Разработать модель стоимостного анализа безубыточности при перевозке грузов (затраты — объем — прибыль), учитывающую вероятностную природу коэффициентов функции затрат. Данная модель, представленная в виде программного комплекса, должна являться вторым этапом методики, реализующей выбор наилучшего варианта КЦПГ по экономическому критерию.

4. Создать программные средства и на их основе реализовать двухэтап-ную методику выбора наилучшего варианта КЦПГ. Методика должна из множества вариантов КЦПГ осуществить выбор одного, обеспечивающего максимальную гарантированную прибыль при заданном значении показателя перевозки грузов.

Научную новизну диссертации представляют следующие результаты, которые выносятся на защиту:

1. Использование логистических аспектов, основанных на системном подходе, в совершенствовании процесса управления системой перевозки грузов, позволяющих сформировать набор вариантов КЦПГ с их функциями и особенностями взаимодействия материальных, информационных и финансовых потоков.

2. Модифицированный метод анализа иерархий (ММАИ), дополненный статистическими методами для проверки однородности экспертов, представленный в виде трехуровневой модели — цель, критерии, варианты КЦПГ и позволяющий из множества возможных вариантов оставить для дальнейшего экономического анализа два-три.

3. Имитационно-аналитический метод, включающий вероятностный стоимостной анализ, позволяющий обосновать наилучший вариант КЦПГ уже не со стороны экспертов, а с экономической точки зрения: затраты — показатель перевозки грузов — прибыль.

4. Критерий выбора наилучшего варианта КЦПГ, обеспечивающий максимальную гарантированную прибыль при заданном значении показателя перевозки грузов.

5. Двухэтапная процедура выбора наилучшего варианта КЦПГ, использующая ММАИ и имитационно-аналитический метод, реализованная в виде программного комплекса и апробированная на практике.

Практическая ценность работы заключается в разработке двухэтапной методики выбора варианта координационного центра перевозки грузов и в рекомендациях по совершенствованию управления перевозки грузов в масштабе региона. Методика и рекомендации применены в департаменте транспорта и связи Администрации города Иркутска для анализа проблемы эффективного использования грузового автотранспорта и удовлетворения потребностей отправителей и получателей грузов. Предложенная методика основана на модифицированном методе анализа иерархий с привлечением экспертов и вероятностно-стоимостном анализе.

Работа выполнена в рамках темы НИР «Исследования повышения эффективности работы автомобильного транспорта в современных условиях» кафедры «Менеджмент на автомобильном транспорте» Иркутского государственного технического университета (ИрГТУ).

Акты внедрения приведены в приложении 3.

Основные результаты работы опубликованы в 8 печатных работах и докладывались на всероссийской и региональных конференциях: IV Всероссийской студенческой научно-практической конференции с международным участием «Взаимоотношения общества и природы: история, современность и проблемы безопасности «(Иркутск, 1999) — научно-практической конференции, посвященной 70-летию ИрГТУ «Россия и перспективы ее развития. Социально-экономические интересы регионов» (Иркутск, 2000) — научно-технической конференции «Современные технологии и научно-технический прогресс» (Ангарск, 2000) — VIII региональной научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика оборудования в процессе эксплуатации» (Иркутск, 2001).

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 94 наименований и трех приложений, включая акты внедрения. Общий объем работы 136 страниц.

4.3. Выводы по главе 4.

1. Предложенный вероятностный стоимостный анализ при перевозке грузов в дополнение к методу анализа иерархий позволяет обосновать вариант КЦПГ уже не со стороны экспертов, а с экономической точки зрения, используя предложенный автором критерий (3.18).

2. Экспериментально проверена, предложенная автором, двухэтапная методика выбора варианта КЦПГ, обеспечивающего наибольшую величину прибыли. Проверка проведена для двух случаев: а) объема перевозки грузов в тоннахб) грузооборота в тонно-километрах. Дополнительно в каждом из этих вариантах рассматривалось три различных цены по выручке на единицу перевозку при двух значениях уровня надежности.

3. Для всех просчитанных вариантов методом имитационного моделирования получены гистограммы относительных частот для точки безубыточности, что обосновывает целесообразность именно вероятностного подхода к стоимостному анализу.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В диссертации разработаны методы анализа и обработки данных для выбора наилучшего варианта координационного центра перевозки грузов с учетом его функций и экономической эффективности. При проведении исследований получены следующие результаты:

1. С позиций системного анализа, использующего логистические аспекты в совершенствовании процесса управления системой перевозки грузов, сформированы варианты координационных центров перевозки грузов с их функциями и особенностями взаимодействия материальных, информационных и финансовых потоков.

2. Предложен модифицированный метод анализа иерархий, представленный в виде трехуровневой модели, ориентированный на решение задачи многокритериального выбора вариантов КЦПГ. На верхнем уровне формулируется цель (S), на среднем уровне необходимо определиться с критериями (Rb i = 1,., п), раскрывающими цель, а на нижнем — со средствами достижения цели (Pj, j = 1, ., m), которыми являются варианты КЦПГ. Метод анализа иерархий назван модифицированным, так как он дополнен статистическими методами проверки однородности экспертов, что позволяет более обосновано проводить ранжирование вариантов КЦПГ. При выборе вариантов КЦПГ использовался S-критерий, критерий Краскела-Уолесса и U-критерий. Привлечение статистических критериев позволило выяснить, что: а) обе группы экспертов (специалисты в области перевозки грузов и потребители грузов) статистически одинаково проранжировали варианты КЦПГб) ранжированные варианты КЦПГ, использующие усреднение на входе (рекомендация Саати Т.), и ранжированные варианты, полученные усреднением на выходе (рекомендация автора), статистически оказались однородными. Модифицированный метод анализа иерархий, реализованный в виде программы, позволил создать первую часть методики выбора варианта КЦПГ (процедура выбора).

В результате проведенных экспериментальных исследований с привлечением 10 экспертов, разделенных по квалификации на две группы, и предложенных пяти критериев, два наиболее предпочтительных варианта КЦПГ, которые рекомендуются для дальнейшего исследования, выглядят следующим образом: а) универсальный КЦПГ при администрации города или областиб) универсальный КЦПГ при ассоциации автотранспортников города.

3. Развивая классический CVP-анализ и учитывая, что коэффициенты уравнения регрессии для затрат являются случайными величинами, предложена модель вероятностно-стоимостного анализа при перевозке грузов. Методом имитационного моделирования показано, что случайность коэффициентов функции затрат приводит к случайности величины точки безубыточности с асимметричным законом и математическим ожиданием большим, чем при расчете по средним. Это является одной из причин, обосновывающей необходимость применения вероятностного подхода при исследовании прибыли в зависимости от показателя перевозки грузов на основе анализа безубыточности. Разработанный вероятностно-стоимостной анализ позволяет для средневзвешенной цены перевозки единицы груза определить: а) необходимое значение показателя перевозки грузов, обеспечивающего гарантированную прибыль То при выбранном уровне надежности Р0- б) гарантированную прибыль при известном значении показателя перевозки грузов и выбранном уровне надежности Р0- в) зависимость между показателем перевозки грузов и гарантированной прибылью Т0 при выбранном уровне надежности. Проигрывая на модели различные варианты КЦПГ можно выбрать вариант, который обеспечит наибольшую прибыль. Предложенный вероятностный стоимостной анализ в дополнение к методу анализа иерархий позволяет обосновать наилучший вариант КЦПГ уже не со стороны экспертов, а с экономической точки зрения (затраты — показатель перевозки грузов — прибыль). В качестве критерия выбора наилучшего варианта предлагается условие (3.18), когда выбирается вариант КЦПГ, обеспечивающий максимальную гарантированную прибыль для заданного значения показателя перевозки грузов (3.15) при уровне надежности Р0. Созданное программное обеспечение, реализующее вероятностный стоимостной анализ (программа «CVP-анализ»), является второй частью методики выбора варианта КЦПГ. Структурная схема программы «СVP-анализ» содержит три основных модуля: генерация, статистика, анализ прибыли.

4. Предложенная автором двухэтапная методика выбора варианта КЦПГ, обеспечивающего наибольшую прибыль, проверена экспериментально. Проверка проведена для двух случаев: а) объема перевозки грузов в тоннахб) грузооборота в тонно-километрах. Дополнительно в каждом из этих случаях рассматривалось три различных цены по выручке на единицу показателя перевозки грузов в т и грузооборота в ткм при двух значениях уровня надежности. Общее число проанализированных случаев равно 24. Для всех просчитанных случаев методом имитационного моделирования получены гистограммы относительных частот для точки безубыточности, что обосновывает целесообразность именно вероятностного подхода к стоимостному анализу. Из рассматриваемых вариантов предпочтение было отдано второму (универсальный КЦПГ при ассоциации автотранспортников города), так как для него гарантированная прибыль достигается при меньшем значении показателя перевозки грузов (при заданном значении показателя перевозки грузов имеем большую гарантированную прибыль). Этот вывод подтверждается не зависимо от исследуемых факторов.

5. Двухэтапная методика выбора варианта КЦПГ, использующая модифицированный метод анализа иерархий и вероятностный стоимостной анализ, применена совместно с ассоциацией автотранспортников города и специалистами Иркутского государственного технического университета в департаменте транспорта и связи г. Иркутска для анализа проблемы эффективного использования автотранспорта и удовлетворения потребностей отправителей и получателей грузов. Имеется 2 акта внедрения.