z. 120 Transport 2018
Sławomir Tkaczyk
Politechnika Warszawska, Wydział Transportu
DOBÓR TECHNOLOGII PRZEWOZÓW
W ASPEKCIE KOMODALNOŚCI
W ŁAŃCUCHACH LOGISTYCZNYCH
Rękopis dostarczono: maj 2018
Streszczenie: Dobór środków transportu (wybór rodzaju/gałęzi transportu, wielkości i liczby środków transportu) pozwala ograniczać zleceniodawcom koszty realizacji operacji transportowych, które stanowią znaczny udział w cenie oferowanych produktów. Pozwala on także racjonalnie dostosować czas oraz częstość dostaw zgodnie z oczekiwaniami zleceniodawców. Doboru technologii przewozu (środków transportu) dokonywano w aspekcie komodalności transportu w wybranym łańcuchu logistycznym uwzględniającym istniejące połączenia między punktami nadania i odbioru ładunku oraz istniejące punkty przeładunkowe (centra logistyczne) i wieloszczeblową dystrybucję.
W artykule przedstawiono metodę doboru technologii przewozu (dobór różnych rodzajów środków transportu zewnętrznego wykorzystywanych w różnych gałęziach transportu oraz różnych rodzajów środków transportu wewnętrznego) do realizacji zadanego zadania przewozowego w wybranym łańcuchu logistycznym. Metoda pozwala na wyznaczenie takiego planu (określenie kolejności wykonywania operacji transportowych przy zastosowaniu właściwie dobranych środków transportu), dla którego całkowity koszt/czas realizacji przewozu jest minimalny.
Słowa kluczowe: dobór środków transportu, komodalność transportu, technologie przewozów
1.
WSTĘP
W dobie zauważanej szczególnie w okresach kryzysów gospodarczych ogromnej konkurencji rynkowej, zleceniodawcy usług transportowych (nadawcy lub odbiorcy, (producenci lub klienci będący płatnikami usług transportowych) zmuszeni są zwrócić szczególną uwagę na właściwy wybór przewoźników (technologii przewozów, którymi realizowane są zlecane usługi transportowe).
Optymalny dobór środków transportu, wybór środka (rodzaju/gałęzi) transportu, wielkości i liczby środków transportu, pozwala zleceniodawcom usług transportowych ograniczać koszty realizacji operacji transportowych, które stanowią znaczny udział w cenie oferowanych produktów. Pozwala on także racjonalnie dostosować czas oraz częstość dostaw zgodnie z oczekiwaniami zleceniodawców.
Zatem celem pracy będzie propozycja minimalizacji kosztów/czasu realizacji zadanego zadania przewozowego dla wybranego łańcucha dostaw w aspekcie
wykorzystania różnych form transportu, (tj. tzw. komodalności transportu). Rola i znaczenie poszczególnych rodzajów transportu w łańcuchu dostaw wynika z ich specyfiki oraz wielkości oraz relacji przewozu dla wybranego zadania transportowego.
2.
PROBLEM
BADAWCZY
I
METODA
BADAWCZA
W niniejszym artykule pod pojęciem komodalności w transporcie należy rozumieć harmonijne funkcjonowanie (w tym także współdziałania) wszystkich podsystemów transportowych uczestniczących w realizacji zadania przewozowego .
Według Komisji Europejskiej (KE) termin komodalności oznacza wydajne wykorzystanie form transportu działających odrębnie lub zintegrowanych multimodalnie (w ramach europejskiego systemu transportowego)w celu optymalnego i zrównoważonego wykorzystania zasobów.
Według „Słownik pojęć strategii rozwoju transportu do 2020 roku (z perspektywą do
2030 roku)” pod pojęciem współmodalności ( ang. comodality) rozumiemy efektywne wykorzystanie wszystkich środków transportu samodzielnie oraz w połączeniu z innymi w celu optymalnego i zrównoważonego wykorzystania zasobów tych środków.
Pod pojęciem łańcuch logistyczny rozumiemy taki łańcuch transportowo-magazynowy, który stanowi układ technologiczny punktów nadania (magazynowych), przeładunkowych oraz punktów odbioru realizacji zadania drogami przewozu. Łańcuch logistyczny można zatem określić jako sieć logistyczną między rynkiem zaopatrzenia a rynkiem zbytu (między producentami, dostawcami, ogniwami handlu, przedsiębiorstwami świadczącymi usługi logistyczne a ostatecznymi odbiorcami).
Należy dążyć do racjonalnego wykorzystania dostępnych rodzajów transportu w procesie przemieszczania dóbr materialnych w łańcuchach logistycznych biorąc pod
uwagę różne gałęzie transportu. Wybór poszczególnych rodzajów transportu wynika z ich specyfiki oraz uwarunkowań w zakresie wielkości przewozu oraz relacji przewozu ładunków.
Zatem celem artykułu jest propozycja metody doboru technologii przewozu (dobór różnych rodzajów środków transportu zewnętrznego wykorzystywanych w różnych gałęziach transportu oraz różnych rodzajów środków transportu wewnętrznego) do realizacji zadanego zadania przewozowego w ustalonym łańcuchu logistycznym. Opracowana metoda, wykorzystująca program komputerowy LINGO, pozwali na wyznaczenie takiego planu (określenie kolejności wykonywania operacji transportowych przy zastosowaniu właściwie dobranych środków transportu), dla którego całkowity koszt/czas realizacji przewozu jest optymalny.
Dobór technologii przewozu (środków transportu) dokonywany będzie w aspekcie komodalności transportu. Metoda doboru środków transportu w łańcuchu logistycznym
musi uwzględniać istniejące połączenia między punktami nadania i odbioru ładunku, a także punkty przeładunkowe (centra logistyczne) oraz wieloszczeblową dystrybucję.
3. ODWZOROWANIE ELEMENTÓW
ŁAŃCUCHA LOGISTYCZNEGO
W łańcuchach logistycznych wyodrębniamy połączenia transportowe między jego elementami. Połączenia między punktami nadania ładunków a puntami odbioru ładunków, połączenia miedzy punktami nadania a punktami przekształcenia ładunków, połączenia między kolejnymi punktami przekształcenia ładunków oraz połączenia miedzy punktami przekształcenia ładunków a puntami odbioru ładunków. Jeśli między określonymi punktami nadania a punktami odbioru lub przekształcenia istnieje wiele połączeń transportowych, to mówimy o występowaniu korytarza multimodalnego (punkty połączone różnego rodzaju drogami komunikacyjnymi).
W modelu łańcucha logistycznego łuk odwzorowuje połączenie między poszczególnymi punktami przekształcania ładunków (węzłami). Możemy wyodrębnić cztery rodzaje połączeń. Połączenia bezpośrednie między punktami nadania ładunków, a punktami odbioru. Połączenia między punktami nadania a punktami przekształcenia (przejścia). Połączenia miedzy punktami przejścia a punktami odbioru ładunku (rys.1). Dodatkowo mogą występować połączenia między poszczególnymi punktami przejścia, jeśli występuje wieloszczeblowy łańcuch logistyczny (co najmniej dwa szczeble punków przejścia). Szczegółowy zapis powyższych zależności zostanie przedstawiony w kolejnym opracowaniu autora.
Rys.1. Graf struktury układu logistycznego PUNKTY NADANIA
M = { i: α(i)=0, iϵ W } ≡ { m: m= 1,2,…, M }
PUNKTY PRZEJŚCIA
N = { i: α(i)=2, iϵ W } ≡ { n: ol= 1,2,…, N }
O = { i: α(i)=1, iϵ W } ≡ { o: po= 1,2,…, O }
PUNKTY ODBIORU mn m1 mM nn n1 nN on o1 nO
Przewozy ładunków różnymi rodzajami transportu są możliwe tylko wtedy, gdy istnieją odpowiednio zlokalizowane i wyposażone punkty przekształcania (terminale, centra logistyczne, itp.- nazywane także często puntami przejścia lub punktami przeładunkowymi) oraz połączenia miedzy nimi. Zmiana rodzaju transportu (środka transportu) wpływa bezpośrednio na zmianę parametrów przewozu ładunku (koszt, czas, jakość). W punktach przeładunkowych wykonywane są różne operacje związane z obsługą ładunków - zmiana rodzaju środka transportu, składowanie, konsolidacja lub dekonsolidacja. Realizowane są w nich zarówno operacje magazynowania, jak i przemieszczania ładunku. Koszt i czas realizacji operacji jest znany i charakterystyczny dla każdego z punktów przeładunkowych.
Na rys.2 przedstawiono przykładowy schemat realizacji przewozu przy wykorzystaniu różnych gałęzi transportu (drogowego, kolejowego, morskiego, lotniczego, itp.). Trzeba podkreślić szczególną rolę transportu drogowego, który ze względu na swą dostępność spełnia komplementarną funkcję dowozowo -odwozową rolę w stosunku do pozostałych gałęzi transportu.
Rys.2. Schemat realizacji przewozu przy wykorzystaniu różnych gałęzi transportu Uwzględniając aspekt komodalności przyjęto, że ładunki również mogą być przewożone jednocześnie kilkoma rodzajami (gałęziami) transportu. Na możliwość realizacji przewozu danym rodzajem transportu wpływa istniejąca infrastruktura (punktowa i liniowa), mająca wpływ na parametry przewozu – przejścia przez punkt przeładunkowy (rys.3).
Elementami grafu łańcucha logistycznego (rys.4) są obiekty infrastruktury, w zależności od rodzaju transportu połączenia drogowe, kolejowe, morskie, lotnicze,
śródlądowe itp., które określają połączenia między punktami nadania, przekształcania i odbioru ładunków
TRANSPORT DROGOWY BEZPOŚREDNI
TRANSPORT DROGOWY Z PRZEŁADUNKIEM PUNKTY
NADANIA
ŁADUNKÓW TRANSPORT DROGOWY - WIELOSZCZEBLOWY ŁAŃCUCH LOGISTYCZNY
TRANSPORT KOMBINOWANY - DOWÓZ I ODWÓZ TRANSPORTEM DROGOWYM PUNKTY NADANIA ŁADUNKÓW PUNKTY ODBIORU ŁADUNKÓW
Rys.3. Schemat realizacji przewozu ładunku przy jednoczesnym wykorzystaniu różnych gałęzi transportu
.
Rys.4. Graf wybranego łańcucha logistycznego uwzględniającego komodalność przewozu ładunku
Dla wybranego zadania przewozowego realizowanego w wybranym łańcuchu dostaw, można rozwiązać jednokryterialne zadanie wyznaczenia planu o funkcji kryterium, którą jest minimalny koszt lub minimalny czas realizacji.
Na podstawie wyznaczonego grafu uwzględniającego:
- wykaz operacji transportowych realizowanych środkami transportu zewnętrznego między punktami przeładunkowymi oraz operacji transportowych realizowanych środkami transportu wewnętrznego w punktach przeładunkowych,
- wykaz dysponowanych środków transportu zewnętrznego oraz środków transportu wewnętrznego, a także poszczególne ich wydajności i objętości,
- przydział środków transportu zewnętrznego do poszczególnych operacji procesów przewozu,
- przydział środków transportu wewnętrznego do poszczególnych operacji procesów przeładunku,
- objętość oraz czas i koszt realizacji poszczególnych operacji transportowych realizowanych środkami transportu zewnętrznego i środkami transportu wewnętrznego
można uzyskać plan doboru odpowiednich środków transportu (zewnętrznego i wewnętrznego) do realizacji wybranego zadania przewozowego, uwzględniając jako
funkcję kryterium koszt lub czas jego realizacji.
PUNKTY NADANIA ŁADUNKÓW PUNKTY ODBIORU ŁADUNKÓW p1 r1 p1 r1 p1 ps ps ps r1 rW rr rW pS pS pS
m -ty punkt nadania k -ty punkt przejścia l -ty punkt przejścia o -ty punkt odbioru
4. PARAMETRYZACJA ELEMENTÓW ŁAŃCUCHA
LOGISTYCZNEGO
Przyjmujemy, że realizacja przewozu między poszczególnymi punktami nadania, punktami przeładunkowymi (przejścia) oraz punktami odbioru w łańcuchu logistycznym odbywa się różnymi rodzajami (typami) środków transportu zewnętrznego p. Natomiast naładunki w punktach nadania, przeładunki w punktach przeładunkowych oraz rozładunki w punktach odbioru odbywają się przy wykorzystaniu różnych rodzajów środków transportu wewnętrznego r. Dla uproszczenia rozważań przyjmujemy, że nie ma podziału środków transportu wewnętrznego na mechaniczne i nie mechaniczne.
Zatem dla jednoznaczności przyjmujemy, że S jest zbiorem wszystkich środków transportu zewnętrznego, które potencjalnie mogą być wykorzystane do realizacji przewozu:
s s s : s = 1,…,s,…,S , (s) 1,... p ,..., P s P S S gdzie:ps – s-ty środek transportu zewnętrznego dowolnej gałęzi transportu , S – liczebność zbioru S.
Przyjmujemy także, że W jest zbiorem środków transportu wewnętrznego, które potencjalnie mogą być wykorzystane do realizacji przeładunku towaru w czasie realizacji przewozu:
w : w = 1,…, w,…, W (w) 1,..., r ,...,w Rw w W R W gdzie:rw – w-ty środek transportu wewnętrznego dowolnego rodzaju, W – liczebność zbioru W.
5. ZADANIE OPTYMALIZACYJNE DOBORU ŚRODKÓW
TRANSPORTU W ŁAŃCUCHU LOGISTYCZNYM
Koszty realizacji zadania przewozowego mo ZP
K możemy interpretować jako sumę
wszystkich kosztów ponoszonych w czasie przewozu ładunku w analizowanym łańcuchu logistycznym, tj: W S W W mklo m mo kl o ZP N P PŁ O w 1 s 1 w 1 w 1 K K K K K
(1) gdzie: m NK - koszt nadania (przygotowanie, załadunku) ładunku wysyłanego z m–tego punktu nadania realizowanego przez w–ty rodzaj środka transportu wewnętrznego,
mklo P
K - koszt przewozu ładunku między m–tym punktem nadania a o-tym punktem
odbioru ładunku realizowany s-tym rodzajem środka transportu zewnętrznego, kl
PŁ
K - kosztów przejścia (wyładunek, przyjęcie, składowanie, rozdział, kompletacja,
konsolidacja, wydanie i załadunek) ładunku przez k- ty i l-ty punkt przeładunkowy realizowany w-tym rodzajem środka transportu wewnętrznego,
o
O
K - koszt odbioru (wyładunek, zgromadzenie) ładunku w o-tym punkcie odbioru w-tym rodzajem środka transportu wewnętrznego.
Poszczególne koszty cząstkowe zdefiniowane we wzorze 1 obliczymy jak poniżej. Koszty przewozu ładunku mo
P
K w analizowanym łańcuchu logistycznym obliczamy ze wzoru 2: S S S mklo mk mk kl kl lo lo P s s s s s s s 1 s 1 s 1 K c x c x c x
S S lo lo s s 1 1 c xlo ss s ss s mk klkl klkl mk kl kl s s s xmkmk ccklklkl xxklkl s s s s ss (2) gdzie: mk sx - liczba środków transportu zewnętrznego s-tego typu eksploatowanych podczas przewozu ładunku między m-tym a k-tym punktem przejścia ładunku,
mk s
c - jednostkowy koszt eksploatacji środka transportu zewnętrznego s-tego typu podczas przewozu ładunku między m-tym a k-tym punktem przejścia ładunku,
- pozostałe oznaczenia analogicznie. Koszty nadania ładunku m
N K obliczamy ze wzoru 3: W m m m N w w w 1 K c x
m w x (3) gdzie:m w
x - liczba środków transportu wewnętrznego w-tego rodzaju eksploatowanych w m– tym punkcie nadania ładunku,
m w
c - jednostkowe koszty eksploatacji środka transportu wewnętrznego w-tego typu, Koszty przejścia ładunku kl
PŁ
K przez punkty przeładunkowe obliczamy ze wzoru 4:
W W kl k k l l PŁ w w w w w 1 w 1 K c x c x
W l l w w 1 clww x w k k w xkw (4) gdzie: k wx - liczba środków transportu wewnętrznego w-tego rodzaju eksploatowanych w k–tym punkcie nadania ładunku,
k w
c - jednostkowe koszty eksploatacji środka transportu wewnętrznego w-tego typu, - pozostałe oznaczenia analogicznie,
Koszty odbioru ładunku o O K obliczamy ze wzoru 5: W o o o O w w w 1 K c x
o w x (5) gdzie: o wx - liczba środków transportu wewnętrznego w-tego rodzaju eksploatowanych w o–tym punkcie odbioru ładunku,
o w
c - jednostkowe koszty eksploatacji środka transportu wewnętrznego w-tego typu, A zatem funkcje kryterium na koszty realizacji zadania przewozowego mklo
ZP K można zapisać w postaci 6:
W S S S mklo m m mk mk kl kl lo lo ZP w w s s s s s s w 1 s 1 s 1 s 1 W W W k k l l o o w w w w w w w 1 w 1 w 1 K c x c x c x c x c x c x c x min
S S S lo lo lo s s s lo lo lo lo lo s csslolo x 1 1 1 s s m w m w mkmkmkmk mkmkmkmk klklklkl klklklkl xm ccmkssmksmksmkmkmkssssmkss xxsmkssssmksmksmksmksmksmk cccsklklsklsklsklklsklsklssss xxxsklssklklsklsklsklsklss W o o w w 1 min o o W coo xo w w 1 k l l k l l w w w k l l k l l xkk cll xl w w w w w w (6) Ograniczenia, np.: W m m w w w 1 x m w , S mk mk s s s 1 x mk s m , S kl kl s s s 1 x kl s , S lo lo s s s 1 x lo s , W k k w x w 1 x k x , W l l w w w 1 x l w l, W o o w w w 1 x o w o gdzie:m w m w
,ssmkmkm ,ssklkl,sslolo, xxkk, wwlll, wwoo - dostępna liczba środków realizujących odpowiednie operacje transportu zewnętrznego lub wewnętrznego dla rozpatrywanego łańcucha logistycznego.
6. WNIOSKI I PODSUMOWANIE
Analizowany problem doboru technologii przewozów w aspekcie komodalności w łańcuchach logistycznych dotyczy doboru środków transportu zewnętrznego oraz
środków transportu wewnętrznego w zadanym łańcuchu logistycznym. Realizacja przewozu między wyznaczonymi punktami nadania, przeładunkowymi i punktami odbioru może odbywać się równocześnie różnymi środkami transportu wykorzystywanymi w różnych gałęziach transportu (drogowy, kolejowy, morski, lotniczy, rzeczny). Natomiast prace ładunkowe realizowane w w/w punktach mogą być realizowane równocześnie różnymi środkami transportu wewnętrznego, potencjalnie dostępnymi w rozpatrywanym łańcuchu logistycznym.
Opracowana metoda pozwala na wyznaczenie takiego doboru środków transportu, dla którego całkowity koszt/czas realizacji przewozu jest minimalny.
Prowadzone badania symulacyjne wykazały, że rozwiązując jednokryterialne zadanie wyznaczania planu o funkcji kryterium, którą jest minimalny koszt/czas realizacji przewozu można wyznaczyć koszt/czas jego realizacji.
Wprowadzając do obliczeń dodatkowe ograniczenia uwzględniające problem komodalności w transporcie, a pozwalające na jednoczesne wykorzystywanie różnych środków transportu różnych gałęzi transportu można wykorzystać również przedstawioną
metodę do optymalnego doboru środków transportu potencjalnie dostępnych w rozpatrywanym łańcuchu logistycznym.
Bibliografia
1. Ambroziak T.: Metody i narzędzia harmonogramowania w transporcie, WITiE-PIB, Radom 2007. 2. Fijałkowski J.: Transport wewnętrzny w systemach logistycznych, OWPW, Warszawa 2003. 3. Jacyna M.: System Logistyczny Polski, OWPW, Warszawa 2012.
4. Logistyka transportu towarowego w Europie-klucz do zrównoważonej mobilności, Dodatek do Załącznika do komunikatu Komisji do Rady, Parlamentu Europejskiego, Europejskiego Komitetu Ekonomiczno-Społecznego i Komitetu Regionów, Bruksela, dnia 28.6.2006, SEC(2006)820.
5. Tkaczyk S.: Optymalizacja kosztu w metodzie wyznaczania harmonogramu realizacji punktowego obiektu infrastruktury transportowej, w Logistyka: czasopismo dla profesjonalistów, Instytut Logistyki i Magazynowania, nr 4/2014.
6. Tkaczyk S.: Dobór środków transportu do realizacji procesów technologicznych, OWPW, Warszawa 2016.
7. Tkaczyk S.: Współzależność kosztu i czasu realizacji inwestycji w planowaniu doboru środków technicznych i środków transportu, OWPW, Warszawa 2017, Prace Naukowe Transport.
CHOOSING THE TECHNOLOGY OF TRANSPORT IN THE ASPECT OF COMODALITY IN LOGISTIC CHAINS
Summary: The choice of means of transport (selection of the type / branch of transport, size and number of means of transport) allows to limit the costs of transport operations to principals, which constitute a significant share of the price of the offered products. It also allows rationally adjusting the time and frequency of deliveries according to the expectations of the clients. The choice of transport technology (means of transport) was made in the aspect of transport commodality in the selected logistics chain, taking into account the existing connections between the points of cargo dispatch and collection, and existing transhipment points (logistics centers) and multi-level distribution.
The article presents a method of selecting transport technology (selection of different types of external transport used in various transport modes and various types of internal transport) to carry out a given transport task in a selected logistics chain. The method allows to determine such a plan (determining the order of transport operations using properly selected means of transport), for which the total cost / time of transport is minimal.
