KOMPUTEROWY SYSTEM WSPOMAGANIA EKSPLOATACJI POJAZDÓW W PRZEDSIĘBIORSTWIE KOMUNIKACYJNYM

Transkrypt

1 Krzysztof JARZMIK* M arek JEDYNAK Andrzej SOWA** INTERKONMOT '98 KOMPUTEROWY SYSTEM WSPOMAGANIA EKSPLOATACJI POJAZDÓW W PRZEDSIĘBIORSTWIE KOMUNIKACYJNYM 1. WPROWADZENIE Jednym ze sposobów poprawy efektywności przedsiębiorstwa komunikacyjnego jest wdrożenie komputerowych systemów wspomagania w różnych sferach jego działania. Chodzi tu nie tylko o typowe, spotykane w innych przedsiębiorstwach, dziedziny, takie jak: gospodarka materiałowa, finanse i księgowość, polityka kadrowa, lecz również całą sferę wspomagania eksploatacji technicznej pojazdów. 0 ile jednak w przypadku pierwszej wymienionej grupy zagadnień istnieje znaczna liczba aplikacji programowych, które bez lub po niewielkim dostosowaniu mogą być z powodzeniem wykorzystane w przedsiębiorstwie, to uzyskanie kompleksowych systemów wspomagania eksploatacji jest aktualnie bardzo trudne. Główną przyczyną tego jest wysoki koszt tworzenia aplikacji dla takich systemów w połączeniu z wąskim kręgiem odbiorców, co nie daje gwarancji zwrotu nakładów poniesionych na ich budowę. Inną trudnością, jaką napotykają producenci takich systemów, jest konieczność dobrej znajomości procesów zachodzących w realnym przedsiębiorstwie komunikacyjnym w sferze eksploatacji technicznej. Jedną z możliwych dróg przełamania tych trudności jest podjęcie budowy systemu wspomagania, począwszy od systemowego ujęcia eksploatacji technicznej pojazdów. Pozwala to na precyzyjne określenie zbiorów funkcji użytkowych komputerowego systemu wspomagania dla różnych poziomów szczegółowości. 2. SYSTEM EKSPLOATACJI POJAZDÓW Proces eksploatacji pojazdów w każdym przedsiębiorstwie komunikacyjnym przedstawić można w postaci systemu, przy użyciu pewnych abstrakcyjnych pojęć 1 symboli. Znajomość wszystkich elementów składowych takiego systemu, a także relacji pomiędzy nimi jest dużym ułatwieniem w procesie budowy komputerowego * Mgr inż. Krzysztof Jarzmik, KAMco Kraków. ** Dr inż. Marek Jedynak, dr inż. Andrzej Sowa, Instytut Pojazdów Szynowych, Politechnika Krakowska. 201

2 Rys. 1. Struktura systemu działania SD; SOp system operacyjny, SU system użytkowania, SO system obsługi, SZ system zaopatrzenia, SE system eksploatacji, ST system zaplecza technicznego, SZT system zabezpieczenia technicznego systemu wspomagania. System eksploatacji SE jest częścią większego systemu działania, którego głównym celem jest świadczenie usług transportowych. Strukturę tego systemu, uporządkowanego ogólnymi relacjami, przedstawiono na rys. 1. Podstawowymi elementami systemu działania są: system operacyjny (SOp), system użytku (SU), system obsługi (SO) i system zaopatrzenia (SZ). Pomiędzy poszczególnymi podsystemami w systemie działania określić można następujące zależności: SD = SOp u SU U SO U SZ SD = SOp u SZT SZT = SEUSZ SE = SUuSZ ST = SO SZ System eksploatacji współdziała z systemami stanowiącymi jego otoczenie, tj. systemem operacyjnym i zaopatrzenia. System operacyjny generuje cel działania dla systemu eksploatacji. Dostarcza do niego inform acji, przekazuje zadania do wykonania oraz decyzje. System zaopatrzenia realizuje wszelkie potrzeby systemu eksploatacji w zakresie materiałów, energii, urządzeń do obsługi, jak również dostarcza nowych obiektów. W systemie eksploatacji oprócz podsystemów, w których następuje fizyczny proces użytkowania i obsługi, wyróżnić można także podsystem kierowania eksploatacją. W systemie tym zachodzą procesy zbierania, gromadzenia i przetwarzania inform acji oraz podejmowane są odpowiednie decyzje eksploatacyjne 202

3 SE Rys. 2. Model systemu eksploatacji obiektu technicznego oparte na dostępnych inform acjach i kryteriach. Model ogólny systemu eksploatacji przedstawiono na rys. 2. W systemie kierowania wyróżnić można system decyzyjny i informacyjny, a także systemy programowania oraz sterowania eksploatacją (rys. 3). W systemie programowania decyzji (SPDe) następuje przygotowywanie algorytmów podejmowania decyzji, które w sposób operatywny, w zależności od sytuacji, są realizowane w systemie SSDe. Głównym zadaniem realizowanym Rys. 3. Makrostruktura systemu kierowania eksploatacją: SK system kierowania, SP system programowania, SS system sterowania, SSA system sprawozdawczo-analityczny, SDE system decyzyjny, SI system informacyjny, SPDe system programowania decyzji, SSDe system operatywnego decydowania, SPI system programowania informacyjnego, SOI system operatywnego informowania, SWY system realizowania eksploatacji 203

4 System ka d rowo- pła co wy SKP System finansowo-księgowy SFK Syster gospod materiale SGM n System wspomagania eksploatacji technicznej pojazdów SWET Rys. 4. Schemat blokowy systemu informatycznego typowego przedsiębiorstwa transportowego w systemie programowania informacji SPI jest odpowiednia selekcja rodzajów informacji, które muszą być zbierane w systemie SOI i przekazywane do systemu operatywnego decydowania SSDe. We wszystkich podsystemach systemu kierowania eksploatacją istotne znaczenie ma zastosowanie komputerowych metod wspomagania pracy. Metody te nie są jednak jednolite dla każdego podsystemu. Wynikiem tego jest konieczność modułowej budowy kompleksowych systemów komputerowego wspomagania eksploatacji pojazdów tak, aby kolejne aplikacje takiego systemu mogły być w miarę rozwoju łatwo dołączane. Przyjęcie modułowej budowy systemu ułatwia proces jego tworzenia i testowania. Komputerowy system wspomagania eksploatacji powinien współpracować z innymi systemami inform atycznym i, działającymi w przedsiębiorstwie kom u nikacyjnym. Schemat blokowy współzależności, które powinny istnieć pom iędzy poszczególnymi aplikacjami funkcjonującym i zazwyczaj w przedsiębiorstwie, przedstawiono na rys. 4. Biorąc pod uwagę cel istnienia przedsiębiorstwa transportowego stwierdzić można, że spośród systemów inform atycznych, wyróżnionych na rys. 4, n a j istotniejsze znaczenie ma komputerowy system wspomagania eksploatacji technicznej pojazdów. 3. FUNKCJE KOMPUTEROWEGO SYSTEMU WSPOMAGANIA EKSPLOATACJI TECHNICZNEJ POJAZDÓW Istotnym elementem składowym procesu budowy systemu wspomagania eksploatacji jest precyzyjne określenie dla niego wszystkich zadań. Niezbędne jest także zaprojektowanie optymalnej bazy danych dla takiego systemu (ze względu na rozmiar i wzajemne powiązania). 204

5 Rys. 5. Modułowa struktura komputerowego systemu wspomagania eksploatacji pojazdów Jeśli określonym zbiorom zadań przyporządkujemy odpowiednie aplikacjemoduły, to system wspomagania przedstawić można jak na rys. 5. Podstawowe zadania komputerowego systemu wspomagania eksploatacji (SWET) są następujące: wspomaganie marketingu przewozów, wspomaganie użytkowania, wspomaganie obsługi, wspomaganie gospodarki paliwowej, wspomaganie podejmowania decyzji, wspomaganie rozliczania i statystyki przewozów. wspomaganie rozliczania i statystyki obsług, analiza funkcjonowania systemu. W dobie gospodarki rynkowej, spośród wszystkich wymienionych modułów istotne znaczenie ma moduł marketingu przewozów. Z konkurencją, często przybierającą bardzo ostre formy, muszą się liczyć wszystkie przedsiębiorstwa, w tym także dawne przedsiębiorstwa komunikacji miejskiej czy PKS. Przechodzą one okres prywatyzacji, w trakcie którego działy opracowania rozkładów jazdy dla komunikacji pasażerskiej stają się odrębnymi jednostkami podlegającymi gminom lub związkom gmin. Oznacza to, że w sprywatyzowanym dużym przedsiębiorstwie kom unikacyjnym musi istnieć specjalistyczny dział marketingu 205

6 przewozów, dysponujący wszystkimi niezbędnymi wskaźnikami dotyczącymi kosztów eksploatacji pojazdów. Odpowiedni do tego moduł komputerowego wspomagania powinien umożliwiać prognozowanie opłacalności wszystkich zgłoszonych potrzeb przewozowych. Prognozowany koszt określonego zadania przewozowego Kz nie powinien być niższy niż wynikający z następującej ogólnej zależności: Kz = kj L + Z (1) gdzie: kj jednostkowy koszt przewozu będący funkcją rodzaju (typu) użytego pojazdu rp: kj = f(rp) (2) L łączny przebieg km, Z zysk przedsiębiorstwa.. W przypadku przewozów dotowanych jest oczywiste, że: KZ= D + P (3) przy czym: D dotacja na zadanie przewozowe, P dochód ze sprzedaży usługi. Drugim ważnym zadaniem modułu wspomagania marketingu przewozów jest optymalizacja rozkładu jazdy oraz tras komunikacyjnych. Optymalizacja ta powinna być przeprowadzona ze względu na kryteria terminowości przewozów i minimum kosztów. Zasadniczym celem istnienia modułu wspomagania użytkowania jest dobór rodzajów pojazdów i obsad kierowców do wykonania planu przewozów w określonym przedziale czasu. Dobór rodzaju pojazdu będzie polegał na m inim alizacji kosztów jednostkowych przewozów, czyli na znalezieniu m inimum funkcji (2): kj = min (f(rp)) (4) Do bardzo złożonych zadań modułu wspomagania użytkowania należy zaliczyć planowania obsad kierowców, czyli sporządzanie tzw. grafików służb. Każdemu kierowcy moduł ten powinien generować zbiór prac dla określonego okresu, czyli: G, = {Tkii) (5) 206

7 w którym: G grafik pracy, i identyfikator kierowcy, T czas pracy, k identyfikator pracy według planu ruchu pojazdów. W trakcie planowania moduł wspomagania musi uwzględnić szereg czynników takich, jak: zmianowość pracy kierowców, konieczność minimalizacji pracy kierowców w godzinach nadliczbowych, urlopy i zwolnienia chorobowe kierowców, zapewnienie obsad rezerwowych na każdy dzień, ograniczenia indywidualne kierowców (kategorie prawa jazdy, ograniczenia odnośnie do obsługiwanych linii-tras, rodzajów pojazdów i zmian pracy). Moduł wspomagania obsług również powinien spełniać dwa zadania: planowanie obsług technicznych pojazdów, planowanie pracy mechaników. W trakcie planowania obsług moduł wspomagania musi uwzględniać: aktualny przebieg pojazdu oraz prognozę przebiegu do chwili rozpoczęcia obsługi, konieczność zapewnienia odpowiedniego wskaźnika gotowości pojazdów. wydajność własnego lub obcego zaplecza obsługowego. Harmonogram obsług dla każdego dnia pracy zaplecza technicznego będzie zbiorem: H ( i = { O j>r) (6) gdzie: H dzienny harmonogram obsług, d identyfikator dnia, Ojr obsługa rodzaju / pojazdu r. Planowanie pracy mechaników odbywać się powinno z uwzględnieniem następujących czynników: zmianowość pracy, konieczność minimalizacji pracy mechaników w godzinach nadliczbowych, urlopy i zwolnienia chorobowe mechaników. Wyodrębnienie samodzielnego modułu wspomagania gospodarki paliwowej z ogólnego modułu gospodarki materiałowej jest uzasadnione wysokim udziałem kosztów paliwa w kosztach działalności przedsiębiorstwa komunikacyjnego. System ten może ściśle współpracować z urządzeniami kontrolno-pomiarowymi, zainstalowanymi na własnej stacji paliw (jeśli przedsiębiorstwo taką posiada). Urządzenia te precyzyjnie mierzą ilość paliwa pobieranego przez kierowcę, który na stacji paliw jest rozpoznawany za pomocą klucza elektronicznego, a następnie przekazują wszystkie dane z tym związane do bazy danych systemu 207

8 wspomagania. Umożliwia to później, w połączeniu z danymi o wykonanej pracy, rozliczanie kart drogowych oraz sporządzanie wszechstronnych analiz zużycia paliwa, płynów chłodzących, oleju silnikowego. Pozwala to także na obliczanie jednostkowego zużycia określonego medium jako funkcji: rodzaju pracy kj = f{k), typu pojazdu kj = f{rp), umiejętności kierowcy kj = f(k, rp, i). Istniejące rozwiązania techniczne stwarzają możliwość zainstalowania ponadto urządzeń automatycznej kontroli poziomu paliwa w zbiornikach stacji paliw, z możliwością przekazywania danych o wszelkiego rodzaju dostawach (zwrotach) i dystrybucji paliwa do systemu komputerowego. Pozwala to na objęcie kontrolą całej gospodarki paliwowej przedsiębiorstwa [2]. Systemy pomiarowe sprzężone z modułem komputerowego wspomagania umożliwiają szybkie sporządzanie dowolnych zestawień w zakresie zużycia paliwa, co stymuluje postawy prooszczędnościowe, a w rezultacie przynosi realne obniżenie kosztów pomimo stosunkowo wysokiej ceny takich systemów kontrolnych. Moduły wspomagania użytkowania i obsług dostarczają wszystkich niezbędnych inform acji dla operatywnego kierowania realizacją usług przewozowych. Zadanie to realizuje moduł wspomagania decyzji. Moduł ten powinien mieć funkcje umożliwiające operatywne kierowanie oraz bieżące przekazywanie danych do modułów z nim związanych. Do funkcji operatywnego kierowania (dyspozytorskich) należy zaliczyć: przyjmowanie zgłoszeń o gotowości technicznej pojazdów, obsługa kierowców zgłaszających się do pracy, dokonywanie zmian kierowców i pojazdów w bieżącym planie użytkowania, kontrola wyjazdów pojazdów na trasy oraz zjazdów (powrotów), w tym zajazdów awaryjnych, lokalizacja pojazdów na trasie. Oprócz tego moduł ten powinien umożliwiać przekazywanie wszystkich informacji o awariach pojazdów na trasie do modułu wspomagania obsług oraz o niedyspozycji kierowców do modułu wspomagania użytkowania. Kolejnym ważnym zadaniem dla omawianego modułu jest drukowanie kart drogowych, co może się odbywać w okresie małego ruchu pojazdów (np. w nocy). Moduł rozliczania i statystyki przewozów powinien pozwalać na obliczanie kosztów przewozów oraz wystawianie faktur za wykonane usługi. Inną jego funkcją jest sporządzanie statystyk przewozów w odniesieniu do poszczególnych klientów, obsługiwanych tras, terenowych jednostek administracyjnych oraz przekazywanie tych danych do modułu analitycznego. Jednocześnie moduł ten przekazuje wszystkie dane o pracy kierowców poprzez moduł analityczny do systemu kadrowo-płacowego. Do podstawowych funkcji modułu rozliczania i statystyki obsług komputerowego systemu wspomagania należy zaliczyć: 208

9 wystawianie i rozliczanie zleceń naprawczych, rejestrację wykonanych obsług technicznych, statystykę pracy mechaników, zużycia materiałów, także podzespołów wym ienionych w pojazdach, przekazywanie danych, wskaźników i statystyk do modułu analitycznego. Innym zadaniem tego modułu jest przekazywanie wszystkich danych o pracy m echaników do systemu kadrowo-płacowego poprzez moduł analityczny. Dane, wskaźniki i statystyki przekazywane do modułu analitycznego z pozostałych modułów systemu wspomagania umożliwiają dokonywanie analiz: opłacalności zadań przewozowych, niezawodności pojazdów i ich podzespołów, kosztów zaplecza technicznego przedsiębiorstwa. Analizy te są niezbędne do skutecznego i efektywnego kierowania przedsiębiorstwem kom unikacyjnym. Pozwalają one, w połączeniu z danymi dotyczącymi trendów zmian na rynkach przewozowych, na prognozowanie zakupów nowych pojazdów oraz ich kosztów eksploatacji, a także prognozowanie rozwoju własnego zaplecza obsługowo-naprawczego i zatrudnienia kierowców, mechaników. Wszystkie opisane moduły systemu wspomagania eksploatacji powinny być aplikacjami sieciowymi, które mogłyby być uruchamiane na określonych stanowiskach pracy w przedsiębiorstwie. Bardzo istotną ich cechą jest możliwość współpracy z systemami stanowiącymi jego otoczenie, przedstawionymi na rys. 4. Można w ten sposób przyspieszyć przepływ inform acji oraz uniknąć podwójnego wprowadzania danych do poszczególnych systemów. 4. PODSUMOWANIE Zakresy funkcji użytkowych dla poszczególnych modułów komputerowego systemu wspomagania eksploatacji, przedstawione tutaj w sposób ogólny, dają pewien pogląd na powiązania istniejące w takim systemie, a dotyczące przepływu inform acji o pracownikach, pojazdach, materiałach eksploatacyjnych oraz częściach zamiennych. Stan techniki informatycznej umożliwia budowę wysokiej jakości systemów wspomagania. Wdrożenie wszystkich modułów takiego systemu jest zazwyczaj rozłożone w czasie, nie tylko z powodu wysokich kosztów, lecz również czasochłonności wprowadzania danych i szkolenia obsługi. Traktując tego rodzaju przedsięwzięcie jako inwestycję długookresową, można się spodziewać w rezultacie obniżenia kosztów własnych przedsiębiorstwa kom unikacyjnego. 209

10 LITERATURA [1] Jarzmik K., Jedynak K., Sowa A., Problemy niezawodności w komputerowym systemie wspomagania eksploatacji pojazdów, Czasopismo Techniczne z. 5-M /1997. Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków [2] Jarzmik K., Jedynak K., Sowa A., Komputerowy system analizy pracy stacji paliw lokomotywowni PKP, Materiały Konferencji Naukowo-Technicznej "Postęp i przemiany w PKP -1997". Tarnowskie Góry - Kokotek Streszczenie W pracy przedstawiona zostaia problematyka związana z budową komputerowych systemów wspomagania eksploatacji pojazdów w przedsiębiorstwach komunikacji masowej. Przedstawiono schemat ideowy takiego systemu, scharakteryzowano zakres funkcji użytkowych modułów składowych, a także omówiono korzyści wynikające z jego wdrożenia do praktyki eksploatacyjnej. A COMPUTER SYSTEM SUPPORTING VEHICLE TECHNICAL OPERATION IN A C OMMUNIC ATI ON ENTERPRICE Summary The paper deals with the problem concerning a building of a Computer aided system supporting technical operation of vehicle in communication enterprices. The generał idea, structure and functional characteristics of the modules as well as profits derived from their application in the technical operation of vehicles were discussed.