КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Оптимизация количества автомобилей для уборочно-транспортного комплекса
В рассмотренном примере для обслуживания зерноуборочных комбайнов при заданных природно-климатических условиях требуется 5 автомобилей ГАЗ-САЗ-53Б. Однако при таком соотношении комбайнов и автомобилей не известно будет ли достигнута эффективная работа уборочно-транспортного комплекса т.е. комбайны будут наполнять бункеры зерном, а автомобили своевременно транспортировать зерно на ток или склады хозяйства. На практике согласованная работа комбайнов и автомобилей зависит от многих факторов. На производительность комбайна влияет урожайность убираемой культуры, влажность зерна и соломы, остановки по технологическим и техническим причинам и т.д. Также и производительность транспортных средств зависит от их технического состояния, квалификации водителя, средней скорости движения, дорожных условий и др. факторов. Поэтому достичь полной согласованности работы комбайнов и автомобилей, чтобы не было простоев комбайнов в ожидании транспорта и наоборот, практически невозможно. По данным [32] денежные потери за час простоя комбайна в 3…4 раза больше, чем у автомобиля. Следовательно, чтобы исключить или хотя бы уменьшить простои комбайнов в ожидании автомобилей необходимо увеличить их количество. Однако нельзя увеличивать их беспредельно. Необходимо найти такое соотношение машин, при котором сумма ущерба (S) от простоев комбайнов и затраты на содержание автомобилей будет наименьшая. Это можно выразить целевой функцией [11] (14.11) где ск – ущерб за один час простоя комбайна в ожидании обслуживания, руб.; λ – среднее число наполненных бункеров (заявок на обслужива- ние) в 1 час; tож – среднее время ожидания каждой заявки, ч; са – затраты на содержание автомобиля (амортизационные отчис-ления, заработная плата водителю, стоимость горюче-смазочных материалов), руб/ч; nа - количество автомобилей в уборочно-транспортном комплексе. При определении количества транспортных средств по формуле (14.10) для обслуживания уборочно-транспортного комплекса невозможно определить среднее число комбайнов, простаивающих в очереди для разгрузки бункеров и среднюю продолжительность времени ожидания автомобилей. Поэтому оценить ущерб от простоев комбайнов при таком соотношении их с автомобилями в уборочно-транспортном комплексе не представляется возможным. Рассмотрим уборочно-транспортный комплекс как систему массового обслуживания. При работе комбайнов в комплексе постоянно возникают заявки на обслуживание (разгрузку наполненных зерном бункеров). После разгрузки бункера (удовлетворения заявки на обслуживание) комбайн продолжает работу и возникают новые заявки. Поэтому систему «комбайн–автомобили» следует рассматривать как замкнутую систему массового обслуживания, в которой возникает λ заявок на обслуживание в единицу времени. При этом каждый автомобиль (канал обслуживания) способен удовлетворить в единицу времени μ заявок. В системе массового обслуживания наиболее распространён пуассоновский поток заявок, который характеризуется ординарностью, стационарностью и отсутствием последствия. Ординарность означает, что одновременное поступление на обслуживание двух и более заявок считается маловероятным событием. Стационарность потока определяется постоянством вероятности возникновения заявок на обслуживание в течении рассматриваемого времени. Отсутствие последствия проявляется в том, что вероятность поступления определенного числа заявок не зависит от числа предшествующих заявок. Для пуансоновского потока заявок параметры системы массового обслуживания определяют по формулам. Интенсивность потока заявок (14.12) где t – математическое ожидание между двумя соседними заявками (среднее время наполнения бункера комбайна зерном), ч.
Пропускная способность канала обслуживания (14.13) где tобс – среднее время обслуживания одной заявки, ч. nз – количество заявок. В сельскохозяйственном производстве наибольшее распространение получили системы массового обслуживания с ожиданием. Это такие системы, в которых заявка, поступившая в момент времени (все каналы обслуживания заняты), становится в очередь и ожидает, пока не освободится какой-либо канал. Так, комбайн с наполненным бункером не покидает систему и ожидает очередного автомобиля для выгрузки зерна. Вероятности состояний для системы с ожиданием описываются ниже приведёнными формулами [33, 35]. Вероятность того, что все каналы обслуживания (автомобили) простаивают, т.е. в системе отсутствуют заявки на обслуживание (ни один комбайн не готов к выгрузке зерна). (14.14) где n – число всех каналов обслуживания в системе (число автомобилей в уборочно-транспортном комплексе); ψ – приведённая плотность потока заявок, или коэффициент загрузки системы – это отношение среднего числа заявок, поступающих в единицу, к среднему числу заявок которое система в состоянии обслужить (14.15) Вероятность того, что обслуживанием заняты ровно “ К ” каналов ( ) (14.16) Подставив значения из формулы (14.13) в формулу (14.15), найдём . (14.17) Коэффициент загрузки ψ для одноканальной системы соответствует времени, при котором система занята обслуживанием заявок. Разность (1- ψ) соответствует времени простаивания системы. Для многоканальной системы параметр ψ равен среднему числу постоянно занятых обслуживанием каналов, а разность (n a - ψ)= среднему числу простаивающих каналов. Величина ψ не может быть произвольной. Установившийся режим существует только при ψ < , а при система не справится с обслуживанием и очередь будет расти неограниченно. Вероятность простоев автомобилей в ожидании разгрузки бункеров комбайнами равна (14.18) где – среднее число простаивающих каналов (обслуживающих автомобилей), шт.; na – количество автомобилей в уборочно-транспортном комплексе. Средняя длина очереди (число заявок, ожидающих обслуживания) (14.19) Вероятность очереди комбайнов (14.20) где - сумма вероятностей того, что не занято ни одного канала (в системе нет заявок на обслуживание). Среднее время ожидания заявок начала обслуживания равно отношению среднего числа заявок, ожидающих в очереди, к интенсивности потока заявок (14.21) Исследуем для нашего примера эффективность системы “Комбайны-автомобили” методами теории массового обслуживания. На наполнение и выгрузку одного бункера комбайна затрачивается 26 мин (tн =21 мин, а tв =5 мин). На поле же работают 6,87 комбайнов и в течении 1 ч будет наполняться. Таким образом, на обслуживание будет поступать 15,85 бункеров в 1ч, т.е. В кузов автомобиля помещается один бункер зерна, следовательно, за один рейс будет удовлетворяться одна заявка на обслуживание. Тогда пропускная способность одного канала обслуживания (при ) будет равна (14.13) Значит в течении 1ч один канал обслуживания (автомобиль) будет удовлетворять 1,79 заявки. Приведённая плотность потока заявок составит Рассмотрим уборочно-транспортный комплекс, включающий 7 комбайнов и 9 автомобилей. Определим вероятные состояния системы. Так как 7 < 9, то устойчивый режим функционирования системы массового обслуживания существует. Вероятность того, что в системе нет заявок на обслуживание, т.е. все автомобили простаивают в ожидании наполнения бункеров комбайна зерном, определим по формуле (14.14)
Определим вероятность того, что обслуживанием занято 1…9 автомобилей (14.16) Вероятность простоев автомобилей в ожидании разгрузки бункеров комбайнами (14.18) Средняя длина очереди (количество комбайнов, ожидающих разгрузку бункеров), (14.19) Вероятность наличия очереди (простоев) комбайнов составит (14.20) По формуле (14.21) определим среднее время ожидания комбайна, ставшего в очередь на начало обслуживания Стоимость часа простоя зерноуборочного комбайна Ск =375 руб/ч, а автомобиля Са =112 руб/ч [35]. Величина ущерба от вынужденных простоев комбайнов и затрат на содержание автомобилей (14.11) составит руб/ч Анализ результатов расчёта показывает, что при данном соотношении комбайнов и автомобилей в уборочно-транспортном комплексе вероятность простоев комбайнов в ожидании автомобилей составляет 55,7%, а автомобилей -11,9% от рабочего времени. Ущерб от простоев комбайнов из-за несвоевременного прибытия к ним автомобилей составляет 766,7 руб. в час, а затраты на содержание 9 автомобилей равны 1008 руб/ч. В таблице 14.7 приведены результаты расчёта для различного количества автомобилей в составе уборочно-транспортного комплекса, включающего 7 комбайнов “Енисей-1200М”. Таблица 14.7–Результаты расчёта оптимизации уборочно- транспортного комплекса
Из таблицы видно, что с увеличением количества автомобилей суммарные затраты от простоев комбайнов и автомобилей сначала снижаются, а затем возрастают. Минимальные суммарные затраты получены при 12 автомобилей. Для рассматриваемого уборочно-транспортного комплекса это количество автомобилей и является оптимальным. Сравним оптимальный вариант (12 автомобилей) с вариантом уборочно-транспортного комплекса, включающего 9 автомобилей. Снижение суммарных затрат от простоев комбайнов и автомобилей составляет 331 руб/ч. При продолжительности рабочего дня 10 часов эти затраты за 15-дневный период уборки составляет 49650 руб.
Дата добавления: 2014-11-16; Просмотров: 1245; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |