Производительность каждого из автосамосвалов, использующихся на маршруте Е3Е11, равна
Па = 10,72 м3/час;
Суммарная производительность автосамосвалов на этом маршруте составляет
SПа= 10,72*14 = 150,08 м3/час
Производительность экскаватора с объемом ковша 1,25 м3 с нормой выработки 100 м3 за 0,89 часа равна
Пэ = 100/0,89=112,35 м3/час.
Однако, если учесть, что 15,67% своего времени экскаватор простаивает, что его производительность равна Пэ’=112,35*(1-0,1567) = 94,74 м3/час, так что соблюдается неравенство
Пэ < m*Па
2.4.2. Маршруты Е1Е10 и Е1Е11
Из карьера Е1 обслуживаются два объекта строительства: Е10 и Е11.
Таким образом, эта система является одноканальной замкнутой системой массового обслуживания с вызовом из двух источников.
Расчет количества машин производится по формулам (1) и (2).
В таблице 6 приведены результаты расчетов по семейству автосамосвалов q* = {6; 7; 10; 27} для маршрута Е1Е10 длиной 30 км.
Tц6 =1,5+2,7+2*36*60/50+0,5+0,5= 77,2 мин.;
Tц7 =1,5+3+2*36*60/50+0,5+0,5=77,5 мин.;
Tц10 =1,5+4,8+2*36*60/50+0,5+1=79,8 мин.;
Tц27 =1,5+13,5+2*36*60/50+0,5+1=88,5 мин.;
2. Па = 2,36 м3/ч
3. Па = 2,74 м3/ч
4. Па = 3,80 м3/ч
5. Па = 9,27 м3/ч
Таблица 15. Характеристики работы автосамосвалов
| Грузоподъемность автосамосвала, т | Tцикла, мин. | Требуемое количество машин (m) | ||
| 6 | 77,2 | 29 | 29 | |
| 7 | 77,5 | 26 | 31 | |
| 10 | 79,8 | 17 | 22 | |
| 27 | 88,5 | 7 | 13 |
В таблице 8 приведены результаты расчетов по семейству автосамосвалов q* = {6; 7; 10; 27} для маршрута Е1Е11 длиной 25 км.
Таблица 16 Характеристика работы автосамосвалов
| Грузоподъемность автосамосвала, т | Tцикла, мин. | Требуемое количество машин (m) | ||
| 6 | 65,2 | 24 | 25 | |
| 7 | 65,5 | 22 | 26 | |
| 10 | 67,8 | 14 | 19 | |
| 27 | 76,5 | 6 | 11 |
Tц6 =1,5+2,7+2*40*60/50+0,5+0,5= 65,2мин.;
Tц7 =1,5+3+2*40*60/50+0,5+0,5=65,5 мин.;
Tц10 =1,5+4,8+2*40*60/50+0,5+1=67,8 мин.;
Tц27 =1,5+13,5+2*40*60/50+0,5+1= 76,5мин.;
2. Па = 2,80 м3/ч
3. Па = 3,24 м3/ч
4. Па = 4,48 м3/ч
5. Па = 10,72 м3/ч
Необходимое количество автосамосвалов для каждого комплекта машин и для каждого маршрута рассчитывается по формулам (1) и (2). Среднее количество машин по двум лучам определяется по формуле:
где m1 и m2 - рассчитанное количество автосамосвалов по каждому лучу;
tц1, tц2 - рассчитанная продолжительность циклов автосамосвалов по каждому лучу.
Таблица. Количество автосамосвалов, необходимых для маршрутов Е1-Е10 и Е1 - Е11.
| Маршрут | Грузоподъемность автосамосвала,т | Количество автосамосвалов(m1) | Количество автосамосвалов(m2) | Максимальное количество автосамосвалов |
| Е1-Е10 | ||||
| Е1-Е11 | ||||
Целесообразно использовать автосамосвалы с грузоподъемностью 10 и 27 тонн.
mср1=(22*79,8+19*67,8)/(79,8+67,8)=21
mср2=(13*88,5+11*76,5)/(88,5+76,5)=12
mср1=(22*79,8+11*76,5)/(79,8+76,5)=17
mср1=(13*88,5+19*67,8)/(88,5+67,8)=16
Далее максимальное число автосамосвалов распределяется по двум лучам по формулам:
m1"=tц1/tц1+tц2;
m2"=tц2/tц1+tц2;
Суммарная производительностьсистемы представлена в таблице.
| № | Е1-Е10 | Е1-Е11 | Для всей системы: | ||
| m1" | m1"*Па | m2" | m2"*Па | m1"*Па+m2"*Па | |
| 45,6 | 162,12 | 207,72 | |||
| 22,8 | 96,94 | 119,94 | |||
| 34,2 | 85,76 | 119,96 | |||
| 96,48 | 26,6 | 123,08 |
Выбирается тот комплект машин, который обеспечивает максимальную производительность, в пределах условия m1"*Па+m2"*Па>Пэ на 20%. Этому условию удовлетворяет вариант
Экскаватор с объемом ковша 1,00
12 автосамосвалов грузоподъемностью 10 т на маршрут Е1-Е10;
9автосамосвалов грузоподъемностью 10 т на маршрут Е1-Е11;
2.5. Определение оптимального потока материалов в сети
2.5.1. Расчет пропускных способностей ребер транспортной сети
Cij*=Cij, если 0<xij<bij;
Схема 4. Пропускные способности сети.
Пропускные способности отдельных участков сети определяются исходя из рассчитанной выше суммарной производительности потоков автосамосвалов, идущих по этим участкам сети.
Пропускная способность вычисляется по формуле:
bij=mik*Паik*kа,
где bij - пропускная способность по ребру между двумя пунктами, м3/час
к - число маршрутов;
ka - коэффициент перевыполнения (1,15-1,20);
Пропускная способность ребер, через которые одновременно проходят несколько маршрутов, представляет собой сумму пропускных способностей каждого из этих маршрутов.
Ниже представлен список маршрутов и соответствующих им пропускных способностей.
Е1Е10 - 55м3/час
Е1Е11 - 48м3/час
Е2Е10 - 95,4м3/час
Е3Е11 - 180м3/час
Транспортная сеть с нанесенными на ней пропускными способностями и стоимостями перевозок представлена на схеме 3..
2.5.2. Определение потока минимальной стоимости (задача Басакера-Гоуэна)
Постановка задачи: задана сеть с одним истоком Е0 и одним стоком Е12, и промежуточными вершинами Е1-Е11. Каждому ребру поставлены в соответствие две величины: пропускная способность bij и дуговая стоимость Cij (стоимость доставки единицы потока по ребру Еij). Необходимо найти поток из источника в сток заданной величины В, обладающий минимальной стоимостью.
Целевая функция:
F = 
® min
Ограничения:
0£ x £ bij, i ¹ j, i, j = 0,n
— закон сохранения потока
— поток, идущий из источника, равен потоку, входящему в сток, и равен максимальному потоку в сети.
При наличии ограничений на пропускные способности ребер можно последовательно находить различные пути минимальной стоимости и пропускать по ним поток до тех пор, пока суммарная величина потока по всем путям не будет равна заданной величине потока.
Алгоритм Басакера-Гоуэна
Положим все дуговые потоки равными нулю (Xij=0).
Находим в сети путь с минимальной стоимостью и определяем модифицированные дуговые стоимости Cij, зависящие от величины найденного потока следующим образом:
С*ij = Cij, если 0£ xij£ bij, и С*ij = ¥, если xij = bij.
Ход решения задачи:
Выбираем путь с минимальной стоимостью. Это маршрут Е1Е11. Максимальная величина потока, равная минимальной пропускной способности, равна v1=48 м3/час. С1=5,28.Q1=min(bij)=min(103;48)=48. Х111=49. Закрываем дугу Е9-Е11.
Выбираем путь с минимальной стоимостью. Это маршрут Е3 - Е11. Максимальная величина потока, равная минимальной пропускной способности, равна v2=180 м3/час. С1=5,28.Q1=min(bij)=min(180;180)=180. Х311=180. Закрываем дуги Е3-Е4,Е4-Е11.
Выбираем путь с минимальной стоимостью. Это маршрут Е1 - Е10. Максимальная величина потока, равная минимальной пропускной способности, равна v3=55 м3/час. С1=6,08.Q1=min(bij)=min(55;55)=180. Х110=55. Закрываем дуги Е1-Е9,Е9-Е10.
Выбираем путь с минимальной стоимостью. Это маршрут Е2 - Е10. Максимальная величина потока, равная минимальной пропускной способности, равна v4=95 м3/час. С1=6,11. Q1=min(bij)=min(95;95)=95. Х210=55. Закрываем дуги Е2-Е5,Е5-Е6, Е6-Е10.
Все ребра закрыты, задача решена.
Пропускные способности каждого ребра:
| Маршрут | bij, м3/час |
| Е1-Е9 | |
| Е9-Е10 | |
| Е9-Е11 | |
| Е2-Е5 | |
| Е5-Е6 | |
| Е6-Е10 | |
| Е3-Е4 | |
| Е4-Е11 |
Суммарный поток равен сумме всех потоков, проходящих через сечение (см. чертеж). V=Svi= 378 м3/час.
Время выполнения данного объема перевозок:
t = V/m*Па;
где - t - время;
V - объем перевозок;
m*Па - производительность системы;
Е1Е10 - 942,5час
Е1Е11 - 124час
Е2Е10 - 276,72час
Е3Е11 - 558,03час
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Изучение спроса на транспортные услуги свидетельствует, что важнейшим требованием клиентов к работе автомобильного транспорта является своевременность отправки и доставки грузов. Вызвано это стремлением многих грузовладельцев к сокращению запасов в производстве и в потреблении, поскольку их затраты на содержание запасов по ряду отраслей составляют более 20% на единицу выпускаемой продукции.
Это доказывает важность решения задачи оптимального управления движением потоков грузов. Оптимальность в данном случае выражается в том, что доставка грузов происходит точно в срок и при минимальных затратах на перевозку. Решить эту сложную комплексную задачу позволяют некоторые методы исследования операций, а также теоретические разработки логистической теории.
В настоящее время, при переходе к рыночной экономике, задача минимизации расходов на транспортировку и распространение продукции становится одной из основных задач каждого предприятия, так как успешное ее решение позволяет существенно снизить издержки на изготовление продукции и тем самым повысить прибыльность предприятия.