Непрерывного планирования работы порта

 

 

Объективная необходимость реализации внутрипортового оперативного планирования в непрерывном режиме вытекает из существа морского транспорта, его большой зависимости от внешней среды, необходимости обеспечения эффективности координации и взаимодействия со смежными видами транспорта, предприятиями других отраслей экономики страны.

Перечисленными особенностями работы морского транспорта в максимальной степени может отвечать система внутрипортового управления, функционирование которой организовано по схеме адаптивного управления. В этом случае система управления портом постоянно «следит» за внешней средой и современно реагирует на её воздействия.

При традиционном (дискретном) оперативном планировании, охватывающем этапы обработки судна в комплексе оперативных планов: декадный график подачи судов, план закрепления судов за причалами, графики выгрузки-погрузки отдельных судов и сменно-суточные планы работы порта предусматривается последовательная конкретизация плановых норм и показателей процесса обработки судов.

Перечисленная система планов не может обеспечить эффективность плановых решений вследствие структурных и методических недостатков. Существо и значимость этих недостатков вытекает из содержания и методики составления перечисленных видов планов, а также принципов их согласования в процессе реализации.

Конечной целью составления декадного графика подачи судов в порт является установление моментов начала и окончания обработки каждого судна, из числа принятых к обработке. При этом продолжительность обработки судов, включающих в декадный график, определяется по валовым нормативам практически без учёта динамики производственной обстановки. Поэтому расчётные сроки начала и окончания обработки судов в последующем, как правило, нарушаются и при этом существенно.

Конкретизация и корректировка норм декадного графика, однако уже для судов, принятых к обработке, производится при составлении планов-графиков обработки судов. При разработке этих графиков производится расчёт стояночного времени судов и определяются потребности порта в технических и трудовых ресурсах для завершения обработки этих судов в пределах сталийного времени.

Необходимо отметить, что планы-графики обработки судов также как и декадные графики составляются без учёта развития производственной ситуации в порту, её влияние на процесс обработки рассматриваемого судна и обратного влияния плана обработки этого судна на развитие ситуации в порту.

Дальнейшая детализация процесса обработки судов осуществляется в рамках сменно-суточного планирования. На этом этапе обработки судов планируется наиболее конкретно, исходя из наличия производственных ресурсов, с учётом обеспечения нормативов сталийного времени судов и норм обработки вагонов.

Описанная схема приводит к тому, что декадный график составляется для той совокупности судов, о подходе которых порт располагает информацией накануне декады. Все последующие изменения в составе совокупности судов, сроках подхода, начала и окончания обработки и.т.д. в декадном графике, если и отражаются, то в самом общем виде. В итоге декадный график на третьи-четвёртые сутки практически полностью теряет своё значение, а планирование обработки судов выполняется в сменно-суточном режиме.

Из сказанного следует, что система внутрипортового управления, в которой планирование организовано по рассмотренной выше схеме, представляет собой систему управления циркулярного типа, работающую по разомкнутому циклу (без обработки информационной связи).

Эта система является немобильной и ненадёжной с точки зрения совместимости и оптимальности вырабатываемых решений.

Изложенный подход мог бы быть приемлемым, если бы решения, принимаемые для планируемых суток, не влияли бы на последующее развития процесса обработки судов за пределами планового периода. В реальных условиях работы порта необходимо, чтобы планы, разрабатываемые на развитие по продолжительности промежутки времени, были тесно увязаны, обеспечивали не только одностороннюю последовательную конкретизацию, но и двустороннюю коррекцию и согласование параметров планирования, как во времени, так и в пространстве.

Недостаток планирования не удаётся компенсировать за счёт диспетчерского регулирования, которое реализуется на коротких интервалах времени внутри планового периода и охватывает лишь локальные производственные ситуации. Поэтому в целом несовершенство механизма планирования сказывается и на эффективности системы управления в целом со всеми вытекающими отсюда экономическими последовательностями.

Для выбора пути, по которому следует направлять процесс совершенствования оперативного управления работой порта, рассмотрим характеристики процесса оперативного управления.

Как уже было сказано в п.1.1, оперативное управление, как и управление в других периодах, осуществляется по схеме, в основе которой лежит понятие процесса управления. Процесс управления осуществляется в рамках цикла и носит относительно замкнутый характер. Он начинается с определения целей и задач управления и заканчивается выполнением этих задач достижением намеченного результата. Затем на основе полученных результатов формируются новые задачи, ставится новая цель, и цикл управления повторяется сначала.

Содержание цикла управления составляют функции процесса управления: прогнозирование, планирование, организация, учёт, контроль, анализ и регулирование, которые в рамках цикла управления проявляются неодинаково. В частности функция планирования многократно и с любой дискретностью, включая непрерывное повторение, образуя контуры процесса управления. Если отклонение системы от заданных параметров находится в допускаемых пределах, то функция регулирования может вообще отсутствовать.

В общем случае оперативное управление реализуется либо через контур планирования (большой цикл), либо через контур регулирования (малый цикл), однако в любом случае – в дискретные моменты времени.

Таким образом, для внутрипортового оперативного управления характерны, с одной стороны, дискретность, обусловленная его цикличностью, а с другой стороны – непрерывность, обусловленная органической взаимосвязью последовательности циклов.

В общем случае соотношение дискретного и непрерывного начал в управлении определяется местом системы в иерархии управления, величиной планового периода и характером управляемого производственного процесса который проявляется через определенность и продолжительность технологического цикла.

Рассматривая производственный процесс порта, следует отметить, что в нём можно выделить отдельные технологические процессы, в качестве которых можно рассматривать обработку отдельных судов, и совокупности процессов, в качестве которых можно рассматривать обработку группы судов. При этом следует учитывать, что реальные технологические процессы в порту неодинаковы по длительности, а моменты их начала-окончания, как правило, сдвинуты друг относительно друга по времени. Эти особенности не позволяют выделить в производственном процессе порта, рассматривая на этапе оперативного управления, технологический цикл в его традиционном понимании.

Отмеченную трудность можно преодолеть, если технологическому циклу поставить в соответствие отдельные стадии производственного процесса порта, различимые с точки зрения его структуры, образованной производственными ресурсами порта и объёмами работ. В случае судовых работ технологическому циклу будет соответствовать процесс полной обработки совокупности судов в рамках НПК (или причального фронта), которые либо уже прибыли в порт, либо должны прибыть в подтверждённые сроки.

Такой цикл можно считать завершившимся лишь после того как будет выполнена последняя операция для последнего рассматриваемого в составе совокупности судна. Однако такая картина могла бы соответствовать только «пачкообразному» подходу судов. В реальной обстановке совокупность одновременно находящихся в порту судов обновляется за счёт судов, прибывающих под обработку. Отсюда следует, что цикл обработки судов в изложенной интерпретации по своей природе является подвижным во времени и переменным по структуре. Это позволяет рассматривать процесс обработки судов в качестве агрегированного цикла А_γ который «скользит» вдоль оси времени, проходя последовательность состояний А_γ-1, А_γ, А_γ+1 … и, охватывая определённые промежутки времени Т_γ-1, Т_γ, Т_γ+1 …, которые соответствуют периодам сохранения относительно стабильной ситуации в порту в смысле постоянства совокупности судов, одновременно находящихся в порту.

Из изложенного можно сделать вывод, что при оперативном планировании обработки судов в качестве расчётного планового периода целесообразно принимать отрезки времени соответствующие продолжительности агрегированных циклов, которая может составлять от нескольких суток до нескольких недель в зависимости от интенсивности судопотока, его неравномерности и трудоёмкости обработки судов.

Наличие в системе планирования агрегированного цикла относительно большой продолжительности предопределяет включение в состав совокупности судов, «охваченных» циклом, судов, которые уже находятся под обработкой, и судов которые только планируют поставить под обработку. Движение судов в порту и «скольжение» агрегированного цикла по оси времени приводит к тому, что эти две ситуации существуют одновременно и постоянно перетекают одна в другую. Согласно теории движения сложных систем с предельными циклами в данном вопросе мы имеем дело с типичными режимами «перемешивания». Следствием этой теории является то, что устойчивая в целом система (выполнение текущего плана погрузочно-разгрузочных работ) имеет локальную неустойчивость (по обработке отдельного судна, подачи вагонов, партии груза и др.).

Сущность этого явления заключается в противоречии между потребностями оптимизации процесса и возможностями информационного обеспечения оперативного планирования, т. е. для полной в системном смысле оптимизации процесса обработки судов необходимо проследить его развитие на достаточно большом интервале времени, например, продолжительности агрегированного цикла. В тоже время информация, необходимая для плановых расчётов оказывается достоверной лишь на коротких промежутках времени.

Выход из сложившейся ситуации позволяет найти метод непрерывного (скользящего)планирования, который позволяет снизить неустойчивость отдельных элементов плана путём многократного воспроизведения наступающей ситуации с внесением соответствующих корректив при проявлении признаков неустойчивости.

Метод непрерывного планирования реализуется по следующей схеме.

Расчётный плановый период разбивается на подпериоды по календарному признаку, например, месяц на декады, декады на сутки, (сутки на смены). Первый из подпериодов принимается в качестве текущего. В дальнейшем плановый подпериод вместе с текущим подпериодом скользит по оси времени. При этом по истечении очередного текущего подпериода сдвигается конец планового периода.

Такое простое деление планового периода на подпериоды в привязке к планово-отчётным интервалам времени – приемлемо в случаях, когда информация, необходимая для планирования, достаточно однородна, и степень её достоверности изменяется относительно плавно (например, информация о подходе судов в порт в рамках агрегированного цикла).

Если информация, используемая для плановых расчётов, неоднородна по составу и имеет скачкообразный характер изменения степени достоверности, то подпериоды внутри планового периода целесообразно выделить по достоверности используемой информации (например, информация о вагонах и рамках агрегированного цикла: достаточно достоверная – о наличии вагонов на станции на ближайшие сутки, прогноз о подходе вагонов – на несколько суток и отсутствие информации – на оставшийся период), а величину сдвига планового периода – определять интервалом времени, необходимого дляпоступления новой информации (обычно сутки или смена).

В частности, для решения задач управления с однородной информацией (план-график подачи судов) можно использовать первый подход (с выделением подпериодов по календарному признаку), а для решения задач управления с неоднородной информацией (план-график работы ППК) целесообразно использовать второй подход (с выделением подпериодов по степени достоверности информации).

Как уже указывалось на величину периода и подпериодов планирования оказывают влияния затраты времени на сбор, обработку и анализ поступающей информации, выработку управляющих воздействий и доведение этих воздействий до управляемого процесса. Эти затраты времени можно назвать циклом подготовки информации (Δt_γ). В общем случае качество и устойчивость оперативного плана существенно зависят от цикла подготовки информации. Это видно из следующего. Предположим, что, начиная с момента времени t_γ+1 действует план P(Т_γ-1). Тогда к моменту к моменту выработки плана P(Т_γ) на новый период необходимо к моменту времени t_γ завершить цикл подготовки управляющей информации, который начинается в некоторый момент времени t'_γ-1. Очевидно, что в плане P(Т_γ) не найдёт отражение информация о процессе на промежутке времени Δt_γ, в результате чего исходные параметры плана P(Т_γ) могут не соответствовать физическому состоянию процесса обработки судов уже на момент времени t_γ . Это означает, что уже в момент времени t_γ может объективно возникнуть необходимость корректировки плана P(Т_γ), хотя работа по нему ещё не началась. Очевидно также, что качество и устойчивость плана P(Т_γ) при прочих одинаковых условиях будет тем выше, чем короче окажется цикл Δt_γ.

Сущность метода скользящего планирования с выделением планового периода и периода подготовки информации раскрывается на схеме, на рис 12.1а.

Как видно на схеме, расчётный период планирования равен сумме отрезков времени (Т_γ + ΔТ_γ), а отрезок времени Т_γ определяет продолжительность текущего подпериода. Из схемы видно, что текущий подпериод планирования, например Т_γ-1,в точке t'_γ-1 разбивается на два отрезка, второй из которых (Δt'_γ-1) соответствует циклу подготовки информации для составления плана P(Т_γ). Таким образом, как уже было сказано, план P(Т_γ) разрабатывается на основе информации, приходящейся на отрезок ΔТ_γ-1, а информация, относящаяся к отрезку Δt_γ-1 оказывается потерянной для планирования, т.е. в течение промежутка времени Δt_γ-1 процесс обработки судов развивается, фактически не испытывая активных управляющих воздействий.

Опыт показывается, что выбор в качестве текущего подпериода оперативного планирования работы порта промежутков времени, равных даже нескольким суткам, проблемы не решает, так как интенсивность обновления информации о производственном процессе порта требует более частой корректировки плана. Это обстоятельство обуславливает необходимость использования двухступенчатой схемы скользящегопланирования.

 

 

Рис . 12.1. Схема скользящего планирования обработки судов

А - для агрегирования цикла; Б - для текущего подпериода.

 

 

При таком подходе на первой ступени (этапе) планирования расчётный плановый период принимается равным продолжительности агрегированного цикла обработки судов, а текущим подпериодом охватывается начальная часть цикла с наиболее достоверной информацией (сутки или двое). На второй ступени (этапе) указанная часть агрегированного цикла рассматривается в качестве расчётного планового периода, а её начальный отрезок времени становится текущим подпериодом планирования. При этом текущий подпериод Т_γ разбит на три подпериода (смены) Т_γρ , первый из которых принимают в качестве текущего подпериода. Внутри подпериода выделяют стационарные интервалы t_ɑγρ , соответствующие периодам сохранения относительно стабильной ситуации в порту (по расстановке судов, технологических линий, выхода партий груза и.т.п.). Моменты окончания стационарных интервалов времени должны служить объектами пристального внимания диспетчерского аппарата, т.к. в эти моменты высока вероятность необходимости принятия регулировочных решений.

Циклом подготовки управляющей информации на второй ступени является отрезок t'_γ-1. Очевидно, что вторая ступень повторяться многократно. Возможен вариант двухступенчатой схемы, когда в качестве текущего подпериода на второй ступени принимается стационарный интервал времени Δt_ɑγρ .

Следует иметь в виду, что внутри интервалов времени (t_γ-1, t'_γ-1), (t_γ, t'_γ), … система управления располагает показаниями планов для предыдущего и последующего подпериодов. Эти показатели могут совпадать, но могут и существенно различаться. Последнее обстоятельство как раз и обуславливает целесообразность применения метода скользящего планирования, что является в настоящее время наиболее эффективным средством повышения устойчивости оперативных планов, а, в конечном счёте, и оптимизации процессов обработки транспортных средств в порту. Эффект оптимизации обуславливается тем фактом, что при скользящем цикле управления многократно планируется обработка совокупности судов, которая относительно медленно изменяется во времени. Поэтому, практически каждое судно совокупности проходит через последовательность оперативных планов, в результате чего осуществляется многократная корректировка (и оптимизация) параметров процесса обработки судов). Именно в этом состоит эффект непрерывного планирования.