Объемно-массовые характеристики грузов указаны в таблице 1.2.
Таблица 1.2. Объемно-массовые характеристики грузов

Показатели	Наименование грузов
	Нитролаки	Рыба вяленая	Хлопок малопрессованый	Графит	Балка двутавровая  №27
1.Шифр груза	28	93	105	186	231
2.Наименование  грузов	Нитролаки	Рыба вяленая	Хлопок малопрессованый	Графит	Балка двутавровая  №27
3. Вид тары	ящики деревянные	мешки тканевые	кипы	бочки	——
4. Масса места брутто, кг (gм)	45	50	190	300	378
5. Размеры места (длина lм; ширина bм; высота hм), см	60´40´32	85´45´19	109´74´55	65´80	1200´12,5´27
6.Габаритный объем места,м3 (Vм)	0,077	0,073	0,444	0,265	0,405
7.Удельный объем места, м3/т (Uм)	1,7	1,46	2,34	0,88	1,07
8. Коэффициент трюмной укладки	1,14	1,11	1,4	1,55	0,66
9.Удельный погрузочный объем, м3/т (U)	1,9	1,54	3,4	1,47	0,71

На основании  табл.1.1 составляется таблица 1.3.
Таблица 1.3. Таблица совместимости грузов

Грузы снизу	Грузы сверху
	Нитролаки	Рыба вяленая	Хлопок малопрессованый	Графит	Балка двутавровая  №27
Нитролаки		4	4	3	3
Рыба вяленая	4		3	3	3
Хлопок малопрессованый	3	2		4	3
Графит	1	1	4		1
Балка двутавровая  №27	1	1	1	1

1 – совмещение в грузовом помещении без ограничений при наличии сепарации, т.е. возможна послойная укладка грузов;

2 – («вдали или рядом») – грузы совместимы в одном помещении, но между ними нейтральный груз или расстояние 3 м.

3 – («в другом помещении») -  грузы должны быть разделены переборкой или палубой;

4 – («в другом отсеке») – грузы должны быть разделены переборкой. (1, с.124)
2. ФОРМИРОВАНИЕ ПАКЕТОВ ИЗ ЗАДАННЫХ ГРУЗОВ

Большинство грузов в мелкой таре хранят и перерабатывают в портах в пакетированном виде. Поэтому в данной работе целесообразно произвести расчет по формированию пакетов из заданных грузов. Пакеты формируются на стандартных поддонах 1600´1200´180 мм, массой 80 кг и грузоподъемностью 2 т.

Для определения оптимального размещения мест на поддоне руководствуемся соотношением линейных размеров места груза и поддона. При формировании пакета груз не должен выступать за кромку поддона более, чем на 50 мм; незагруженные кромки поддона должны быть минимальны по размеру.

По высоте пакет не должен превышать 1,8 м (H^max). Масса пакета с поддоном не должна превышать 1,8 т (G^max).

Приводим описание расчета для нитролаков в ящиках деревянных:

1.      Средство пакетизации – поддон;

2.      n_p – число мест в первом слое, шт.

      n_p = 8 шт.;

3.  n_h′ - число слоев (рядов) по высоте, исходя из max массы пакета, шт.

                             n_h′ = (G^max – g_под) / (g_м·n_p ),

                                        n_h′ = (1,8 – 0,08) / (0,045·8) = 4 шт.,

     g_под – масса поддона, т

     Значение n_h′ равно целой части результата деления;

4.  n_h″- число слоев (рядов) по высоте, исходя из max высоты пакета, шт.

                             n_h″= (H^max – h_под) / h_м,

                             n_h″= ( 1,8 – 0,18) / 0,32 = 5 шт.,

     h_под – высота поддона, м

Значение n_h″ равно целой части результата деления;

5. n_h – искомое число слоев (рядов) по высоте пакета, шт.

                             n_h = min { n_h′;n_h″},

                             n_h = min { 5;4} = 4 шт.;

6. n –общее количество мест в пакете, шт.

                             n = n_p· n_h ,

                             n = 4·8 = 32 шт.;

7. g_п′ – масса пакета без поддона, т

                             g_п′ = n·g_м ,

                             g_п′ = 32·0,045 = 1,44 т;

8. g_п – масса пакета с поддоном, т

                             g_п = g_п′ + g_под ,

                             g_п = 1,44 + 0,08 = 1,52 т;

9. h_п – высота пакета с поддоном, м

                             h_п = n_h·h_м + h_под,

                             h_п = 4·0,32 + 0,18 = 1,46 м;

10.    l_м´ b_м – габаритные размеры пакета, м

Для данного груза габаритные размеры пакета совпадают с габаритными размерами поддона:

 1,6´1,2 м;

11.    Р_уд – удельная нагрузка на пол склада, создаваемая одним пакетом, т/м²

                             Р_уд = g_п / (l_м· b_м ·К_укл),

                             Р_уд = 1,52 / (1,6· 1,2 ·1,15) = 0,688 т/м² ,

        К_укл – коэффициент укладки,  К_укл = 1,15.

Расчеты по всем грузам приведены в табл. 2.1
Таблица 2.1. Формирование пакетов из заданных грузов

Элементы расчета	Наименование грузов
	Нитролаки	Рыба вяленая	Хлопок малопрессованый	Графит	Балка двутавровая  №27
1.Средство пакетизации	поддон	поддон	поддон	поддон	связка
2.Число мест в первом слое,np, шт.	8	4	2	4	3
3.Число слоев  по высоте, исходя из max массы пакета, nh′, шт.	4	8	4	1	2
4. Число слоев  по высоте, исходя из max высоты пакета,  nh″, шт.	5	8	2	2	——
5. Искомое число слоев по высоте пакета,nh ,  шт.	4	8	2	1	2
6.Общее количество мест в пакете, n,  шт.	32	32	4	4	6
7. Масса пакета без поддона, gп′, т	1,44	1,6	0,72	1,2	2,27
8. Масса пакета с поддоном, gп ,т	1,52	1,68	0,8	1,28	2,27
9. Высота пакета с поддоном, hп , м	1,46	1,7	1,28	0,98	0,548
10.Габаритные размеры пакета, lп´bп ,м	1,6´1,2	1,7´1,2	1,6´1,2	1,6´1,3	12´0,258
11.Удельная нагрузка на пол склада, создаваемая одним пакетом,   Руд, т/м2	0,688	0,716	0,362	0,535	0,638

Вид сверху и сбоку сформированных пакетов и связок приводится на рис.2.1 – 2.5.
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВАЛОВОЙ НАГРУЗКИ
3.1. Расчет эксплуатационной нагрузки


Для расчета высоты складирования грузов и ширины проездов проводим предварительные расчеты.

Расчет для нитролаков в ящиках на складе №31 приводим полностью:

1.      Наименование погрузчика – 4022М;

2.      Q_п – грузоподъемность погрузчика, т

                             Q_п = 2,0 т,

     Погрузчик выбран таким образом, что выполняется условие:

                             Q_п ≥ (g_п + 0,2),

                             2,0 ≥ ( 1,52 + 0,2);

3.      Н_пв – высота подъема вил погрузчика, м

                             Н_пв = 3,8 м;

4.   R_c – радиус поворота погрузчика, м

                             R_c = 2,2 м;

5.      L_r – габаритная длина погрузчика, м

                             L_r = 3,43 м;

6. В_r – габаритная длина погрузчика, м

                             В_r = 1,45 м;

7. Н_r – габаритная длина погрузчика, м

                             Н_r = 1,95 м;

    Погрузчик выбран таким образом, что выполняется условие:

                             Н_r ≤ (Н_с - 0,1),

                             1,95 ≤ (7,5 - 0,1);

8. Наименование грузов: нитролаки в ящиках

9. Номера складов: 31

10. Н_с  - высота склада, м

                             Н_с = 7,9 м;

11. h_п – высота пакета с поддоном, м

                             h_п = 1,46 м;

12.    Н_м – максимальная высота укладки груза, исходя из возможностей перегрузочной техники, м

                             Н_м = Н_пв – 0,1 + h_п ,

                             Н_м =3,8 – 0,1 + 1,46 = 5,16 м;

13.    В₁ – ширина проездов между штабелями, исходя из параметров перегрузочной техники, м

                             В₁ = R_к +0,1 L_r  + 2с,

       R_к – внешний радиус поворота корпуса машины, м

                                        _________________

                             R_к =  √ (R_c + (В_r /2))² + L_r²   ,

                                        _____________________

                             R_к =  √ (2,2 + (1,45 /2))² + 3,43²   = 4,51 м,
       с – зазор необходимый для проезда погрузчиков, м, с = 0,15 м,

                             В₁ = 4,51 +0,1·3,43  + 2·0,15 = 5,15 м;

14.    В₂ – ширина проездов между штабелями, исходя из размеров пакета, м

                             В₂ = 2 l_п +3с,

                             В₂ = 2·1,6+3·0,15 = 3,65 м;
15. В_пр – ширина проезда, м

                             В_пр = max{ В₁;В₂ },

                             В_пр = max{ 5,15;3,65 }= 5,15 м.

Расчеты по другим типам погрузчиков, группе складов и грузов приведены                        в табл.3.1 (каждый погрузчик используется для нескольких грузов).

Таблица 3.1. Предварительные расчеты для определения высоты складирования и ширины проездов

1.Наименование а/п	4022М				«Вальтмет»   Д-2552				«Тоета» ГД-20				«Ниссан»
2.Грузоподъемность погрузчика, Qп, т	2,0				2,5				2,0				7,0
3.Высота подъема вил погрузчика, Нпв, м	3,8				4,0				3,0				5,5
4.Радиус поворота погрузчика, Rc, м	2,2				2,35				2,25				4,0
5.Габаритная длина погрузчика, Lr, м	3,43				3,55				3,5				4,9
6.Габаритная ширина погрузчика, Вr, м	1,45				1,53				1,5				1,99
7.Габаритная высота погрузчика, Нr, м	1,95				3,71				1,995				2,85
8.Наименование грузов	нитролаки	Рыба	Хлопок	Графит	нитролаки	Рыба	Хлопок	Графит	Нитролаки	Рыба	Хлопок	графит	нитролаки	Рыба	хлопок	графит
9.Номера складов	31				3				58				71
10.Высота склада, Нс, м	7,9				7,5				4,2				20
11.Высота пакета с поддоном, hп, м	1,46	1,7	1,28	0,98	1,46	1,7	1,28	0,98	1,46	1,7	1,28	0,98	1,46	1,7	1,28	0,98
12.Максимальная высота укладки груза, исходя из возможностей перегрузочной техники, Нм, м	5,16	5,4	4,98	4,68	5,36	5,6	5,18	4,88	4,36	4,6	4,18	3,88	6,86	7,1	6,68	6,38
13.Ширина проездов между штабелями, исходя из параметров перегрузочной техники, В1, м	5,15				5,375				5,26				7,79
14. Ширина проездов между штабелями, исходя из размеров пакета, В2, м	3,65	3,85	3,65	3,65	3,65	3,85	3,65	3,65	3,65	3,85	3,65	3,65	3,65	3,85	3,65	3,65
15.Ширина проезда, Впр, м	5,15				5,375				5,26				7,79

Высота штабелирования груза в конкретном складе определяется исходя из требований техники безопасности (Н_тб), прочности тары (Н_т), возможностей перегрузочной техники (Н_м), технической нормы нагрузки на пол склада (Н′), высоты склада (Н_с), физико-химических свойств грузов (Н_фх).

Расчет для одного груза – нитролаки в ящиках описываем полностью.

1.      Р_т – техническая норма нагрузки, т/м²

                             Р_т(3) = 4,5 т/м² ,

                             Р_т(31) = 6,9 т/м² ,

                             Р_т(58) = 2,5 т/м² ,

                             Р_т(71) = 12,1 т/м² ;

2.      Р_уд – удельная нагрузка на пол склада, создаваемая одним пакетом, т/м²

                             Р_уд = 0,688 т/м² ;

3.      m_h′ - количество рядов пакетов по высоте, исходя из технической нормы нагрузки, шт.

                             m_h′ = Р_т / Р_уд ,

                             m_h′(3) = 4,5 / 0,688 = 6 шт.,

                             m_h′(31) = 6,9 / 0,688 = 10 шт.,

                             m_h′(58) = 2,5 / 0,688 = 3 шт.,

                             m_h′(71) = 12,1 / 0,688 = 17 шт.;

     Значение m_h′ равно целой части результата деления;

4.      h_п – высота пакета груза, м

                             h_п = 1,46 м;

5.      Н′ - высота штабеля, исходя из технической нормы нагрузки, м

                             Н′ = h_п · m_h′,

                             Н′(3)  = 1,46 · 6 = 8,76 м,

                             Н′(31)  = 1,46 · 10 = 14,6 м,

                             Н′(58)  = 1,46 · 3 = 4,38 м;

                             Н′(71)  = 1,46 · 17 = 24,82 м;

6.  Н_с  - высота склада, м

                             Н_с(3) = 7,5 м,

                             Н_с(31) = 7,9 м,

                             Н_с(58) = 4,2 м,

                             Н_с(71) = 20,0 м;

7.  Н_тб – высота груза, исходя из требований техники безопасности, м

                             Н_тб = Н_м, так как груз упакован ящики массой  50 кг;

8. Н_т = Н_фх – высота груза, исходя из прочности тары и физико-химических свойств              грузов, м

                             Н_т = Н_фх = 7,3 м, так штабелирование до такой высоты обеспечивает        нагрузку на пол складов не более 3,5 т/м² ;

9.      Н_м – высота груза, исходя из возможностей перегрузочной техники, м

                             Н_м(3) =  5,36 м,

                             Н_м(31) =  5,16 м,

                             Н_м(58) =  4,36 м,

                             Н_м(71) =  6,86 м;

10.  Н_max – максимально допустимая высота складирования пакетов данного груза в данном складе, м

                             Н_max =  min { Н_тб, Н_т,Н′, Н_м, Н_с, Н_фх },

                             Н_max(3) =  min { 5,36; 7,3; 8,76; 5,36; 7,5; 7,3 }= 5,36 м,

                             Н_max(31) =  min { 5,16; 7,3; 14,6; 5,16; 7,9; 7,3 }= 5,16 м,

                             Н_max(58) =  min { 4,36; 7,3; 4,38; 4,36; 4,2; 7,3 }= 4,2 м,

                             Н_max(71) =  min { 6,86; 7,3; 24,82; 6,86; 20,0; 7,3 }= 4,2 м;
11.  m_h – искомое количество рядов пакетов по высоте, шт.

                             m_h = Н_max / h_п,

                             m_h(3) = 5,36/1,46 = 3 шт.,

                             m_h(31) = 5,16/1,46 = 3 шт.,

                             m_h(58) = 4,2/1,46 = 2 шт.,

                             m_h(71) = 6,86/1,46 = 4 шт.;

      Значение m_h равно целой части результата деления;

12.  Н – фактическая высота штабеля, м

                             Н = m_h · h_п,

                             Н(3)  = 3 · 1,46 = 4,38 м,

                             Н′(31)  = 3 · 1,46  = 4,38 м,

                             Н′(58)  = 2 · 1,46  = 2,92 м,

                             Н′(71)  = 4 · 1,46  = 5,84 м;

13.  Р_э – эксплуатационная нагрузка на пол склада, т/м²

                             Р_э = Р_уд · m_h,

                             Р_э(3) = 0,688 · 3 = 2,06 м,

                             Р_э(31) = 0,688 · 3 = 2,06 м,

                             Р_э(58) = 0,688 · 2 = 1,38 м,

                             Р_э(58) = 0,688 · 4 = 2,75 м.

 При выполнении данных расчетов необходимо принять во внимание, что хранение рыбы вяленой на открытой площадке (склад №71) не допускается. Хранить этот груз на данном складе – нецелесообразно, поскольку такое хранение может привести изменению свойств грузов (подмочка, развитие жизнедеятельности микроорганизмов и др.). Поэтому расчет по этому складу не производится. Также не производим расчет по складам №3, 31, 58 для балки двутавровой, так как хранение ее в закрытых складах  невозможно, поскольку дверные проемы складов составляют около 4 м, а длина балки – 12 м.

 Расчеты по всем видам грузов приведены в табл. 3.2.

Таблица 3.2. Определение высоты штабелирования грузов в складах

Грузы	Нитролаки				Рыба вяленая			Хлопок малопрессованый				Графит					Балка двутавровая  №27
Склады	3	31	58	71	3	31	58	3	31	58	71	3	31	58		71	71
1.Рт, т/м2	4,5	6,9	2,5	12,1	4,5	6,9	2,5	4,5	6,9	2,5	12,1	4,5	6,9	2,5		12,1	12,1
2,Руд, т/м2	0,688				0,716			0,362				0,535					0,638
3.mh′ , шт.	6	10	3	17	6	9	3	12	19	6	33	8	12	4		22	18
4. hп, м	1,46				1,7			1,28				0,98					0,548
5.Н′, м	8,76	14,6	4,38	24,82	10,2	15,3	5,1	15,36	24,32	7,68	42,24	7,84	11,76		3,92	21,56	9,86
6.Нс, м	7,5	7,9	4,2	20,0	7,5	7,9	4,2	7,5	7,9	4,2	20,0	7,5	7,9		4,2	20,0	20,0
7.Нтб, м	5,36	5,16	4,36	6,86	5,6	5,4	4,6	5,12				4,88	4,68		3,88	6,38	2,5
8.Нт,Нфх, м	7,3				5,7			——				——					——
9. Нм, м	5,36	5,16	4,36	6,86	5,6	5,4	4,6	5,18	4,98	4,18	6,68	4,88	4,68	3,88		6,38	3,5
10. Нmax, м	5,36	5,16	4,2	6,86	5,6	5,4	4,2	5,18	4,98	4,18	5,12	4,88	4,68	3,88		6,38	3,5
11. mh, шт.	3	3	2	4	3	3	2	4	3	3	4	4	4	3		6	6
12. Н, м	4,38	4,38	2,92	5,84	5,1	5,1	3,4	5,12	3,84	3,84	5,12	3,92	3,92	2,94		5,88	3,29
13. Рэ, т/м2	2,06	2,06	1,38	2,75	2,15	2,15	1,43	1,45	1,09	1,09	1,45	2,14	2,14	1,605		3,21	3,83

 

3.2. Расчет оптимальной площади основания штабеля


Приводим расчет для рыбы вяленой в мешках.

Размеры штабеля определяются количеством груза в партии. Груз складируется вагонными отправками. Определяем количество пакетов данного груза в повагонной отправке N_ваг. Для перевозки данного груза выбираем крытый металлический вагон с параметрами:

                            Q _ваг = 64 т,

                            W _ваг = 120 м³,

Q _ваг – грузоподъемность вагона, т,

W _ваг – объем кузова вагона, м³,

                             N_ваг = Р_ваг / g_п′,

                             Р_ваг = min { Q _ваг ; W _ваг / U},

                             Р_ваг = min { 64 ; 120 / 1.54} = min { 64 ; 77,9} = 64 т,

                             N_ваг = 64 / 1,6 = 40 шт.,

N_ваг – целая часть результата деления.

Оптимизация формирования штабеля будет достигнута за счет минимума площади, занимаемой штабелем ( y_z*x_z – min).

По ширине штабеля не может быть менее двух пакетов (y_z ≥ 2 ), пакеты складываются длинной стороной поперек штабеля. Каждый последующий уступ по длине штабеля делается на один пакет с каждой стороны, а по ширине – на половину пакета.

В зависимости от значений m_h и N_ваг определяем значение Z и S, причем Z·S≥ m_h.

                             m_h(3) = 3 шт.,

                             m_h(31) = 3 шт.,

                             m_h(58) = 2 шт.,

Таким образом, для складов № 3, 31:

                             Z = 3 шт.,

                             S = 1 шт.,

 для склада № 58:

                             Z = 2 шт.,

                             S = 1 шт.,

Z – количество уступов;

S – количество пакетов по высоте в одном уступе;

у – количество пакетов по ширине самого верхнего уступа;

х – количество пакетов по длине самого верхнего уступа;

y_z – количество пакетов по ширине самого нижнего уступа;

x_z  – количество пакетов по длине самого нижнего уступа.

Минимизация площади основания штабеля производится при помощи графического метода.

Определяем N′:

                             N′ = N_ваг / S,

                             N′(3) = 40 / 1 = 40 шт.,

                             N′(31) = 40 / 1 = 40 шт.,

                             N′(58) = 40 / 1 = 40 шт.,

В зависимости от значения Z последовательно приравнивая y = 1,2,3,4, находим уравнения прямых N″ по формуле:

                                       _z

                             N″ = ∑ (x + 2k – 1)(y + k – 1),

                                     ^k=1











Для Z = 2, подставляя последовательно значения k, получим:

          ₂

   N″_y=1 = ∑ (x + 2k – 1)(y + k – 1) = (x + 2·1 – 2)·(1 + 1 – 1) + (x + 2·2 – 1)·(1 + 2 – 1) =

     ^k=1

  = x + (x + 2)·2 = 3x + 4 ,

          ₂

   N″_y=2 = ∑ (x + 2k – 1)(y + k – 1) = (x + 2·1 – 2) · (2 + 1 – 1) + (x + 2·2 – 1)·( 2 + 2 – 1) =

     ^k=1

   = 2x + 3x + 6 = 5x + 6 ,

          ₂

   N″_y=3 = ∑ (x + 2k – 1)(y + k – 1) = (x + 2·1 – 2) · (3 + 1 – 1) + (x + 2·2 – 1)·(3 + 2 – 1) =

     ^k=1

   = 3x + 4x + 8 = 7x + 8,

          ₂

   N″_y=4 = ∑ (x + 2k – 1)(y + k – 1) = (x + 2·1 – 2) · (4 + 1 – 1) + (x + 2·2 – 1)·(4 + 2 – 1) =

     ^k=1

   = 4x + 5x + 10 = 9x + 10.
Для Z = 3 получим:

          ₃

   N″_y=1 = ∑ (x + 2k – 1)(y + k – 1) = x + (x + 2)·2 + (x + 4)·3  = 6x + 16, 

     ^k=1

         ₃

   N″_y=2 = ∑ (x + 2k – 1)(y + k – 1) = 2x + (x + 2)·3 + (x + 4)·4  = 9x + 22, 

     ^k=1

          ₃

   N″_y=3 = ∑ (x + 2k – 1)(y + k – 1) = 3x + (x + 2)·4 + (x + 4)·5  = 12x + 28, 

     ^k=1

          ₃

   N″_y=4 = ∑ (x + 2k – 1)(y + k – 1) = 4x + (x + 2)·5 + (x + 4)·6  = 15x + 34.

     ^k=1

Графики строим следующим образом. По вертикали откладываем значения N′, по горизонтали значения х. В зависимости от значений определяем значения x_z  и наносим их на график. Строим прямые N″ по при  разных значениях у. В зависимости от Z определяем значения y_z  и наносим их на график. Строим прямую N′.  График для данного груза при Z = 2 представлен на рис.3.1,  а для Z = 3 на рис. 3.2. Графики по стальным грузам представлены на                          рис. 3.3 (нитролаки), 3.4 (хлопок), 3.5 (графит).
Производим отбор пар с учетом условия: x_z ≥ y_z. Из всех отобранных пар выбираем минимальную.

                             x_z^*y_z^* = min { x_zi´ y_zi },

                             x_z^*y_z^*(3) = x_z^*y_z^*(31) = min {8´3; 6´4; 5´5}= 8´2,

но эта пара, как и пара 6´4, не удовлетворяет условиям предъявляемым к формируемому штабелю(что было проверено соответствующими расчетами), поэтому выбираем пару 5´5 и для нее проводим расчет;

                             x_z^*y_z^*(58) = min {14´2; 9´3;7´4; 6´5}= 14´2 (пара отобрана по соображениям указанным выше).

Проверяем количество пакетов, которое может поместиться в штабеле такого размера:

                             N_z = x_z^*·y_z^*·S,

                             N_z(3) = N_z(31) = 5·5·1 = 25 шт.,

                             N_z(58) = 14·2·1 = 28 шт.,

N_z – количество пакетов в нижнем уступе, шт.;

                             x₂ = x_z – 2,

                             x₂(3) = x₂(31) = 5 – 2 = 3 шт.,

                             x₂(58) = 14 – 2 = 12 шт.,

x₂ – количество пакетов по длине второго уступа, шт.;

                             у₂ = у_z – 1,

                             у₂(3) = у₂(31) = 5 – 1 = 4 шт.,

                             у₂(58) = 2 – 1 = 1 шт.,

у₂ – количество пакетов по ширине второго уступа, шт.;

                             N₂ = x₂· y₂· (m_h – S), если Z = 2,

                             N₂ = x₂· y₂·S, если Z = 3,

                             N₂(3) = N₂(31) = 3·4·1 = 12шт.,

                             N₂(58) = 12· 1·(2 – 1) = 12 шт.,

N₂ – количество пакетов во втором уступе, шт.;

                             x₃ = x₂ – 2,

                             x₃(3) = x₃(31) = 3 – 2 = 1 шт.,

x₃ – количество пакетов по длине третьего уступа, шт.;

                             у₃ = у₂ – 1,

                             у₃(3) = у₃(31) = 4 – 1 = 3 шт.,

у₂ – количество пакетов по ширине второго уступа, шт.,

x₃(58) = 0, у₃(58) = 0, так как в пакете только два уступа;

                             N₃ = x₃· y₃· (m_h – 2S),

                             N₃(3) = N₃(31) = 1·3·(3 - 2·1) = 3 шт.,

                             N₃(58) = 0,

N₃ – количество пакетов в верхнем уступе, шт.;

                             N = N_z +  N₂ + N₃,

                             N(3) = N(31) = 25 + 12 + 3 = 40 шт.,

                             N(58) = 28 + 12 = 40 шт.

Таким образом, для всех сформированных штабелей N = N_ваг, что удовлетворяет условию N ≥ N_ваг, которое должно выполняться для каждого штабеля. Исходя из этого условия, в процессе расчета были отброшены пары, которые обладали меньшим значением x_z^*·y_z^* , но не удовлетворяли данному условию.

Также при выполнении расчета учтено, что в самый верхний ярус (слой) должен загружаться хотя бы один пакет, то есть количество пакетов в нижних ярусах должно быть хотя бы на единицу меньше, чем N_ваг.
Отобранные пары для других грузов следующие:

Нитролаки

                             x_z^*y_z^*(3) = x_z^*y_z^*(31) = min {8´2; 6´3; 4´4}= 6´3,

                             x_z^*y_z^*(58) = min {15´2; 10´3; 7´4; 6´5}= 7´4,

                             x_z^*y_z^*(71) = min {8´2; 6´3; 4´4}= 8´2;

Хлопок

                             x_z^*y_z^*(3) = x_z^*y_z^*(71) = min {9´2; 6´3; 5´4}= 9´2,

                             x_z^*y_z^*(31) = x_z^*y_z^*(58) = min {9´2; 6´3; 5´4}= 5´4;

Графит

                             x_z^*y_z^*(3) = x_z^*y_z^*(31) = min {11´2; 7´3; 6´4; 5´5}= 7´3,

                             x_z^*y_z^*(58) = min {11´2; 7´3; 6´4}= 6´4,

                             x_z^*y_z^*(71) = min {8´2; 5´3; 4´4}= 5´3.
Формирование штабеля балки двутавровой происходит следующим образом: пакеты складываются длинной стороной поперек штабеля, каждый последующий уступ по длине штабеля делается на один пакет с каждой стороны, а по ширине количество пакетов остается неизменным и равно 1. Груз прибывает в 6-осном металлическом полувагоне  грузоподъемностью 94 т.  

 N_ваг = 94 / 2,27 = 41 шт.

 Р_ваг  = min { 94 ; 102/0,71} = 94 т,

Соответственно значению m_h(71) = 6 шт., выбираем Z = 6 шт., S = 1 шт. 

Располагаем в нижнем уступе 10 пакетов по длине (при этом значение пакетов по ширине уступов остается неизменным – 1), тогда N_z = 10·1·3 = 30 шт. Делаем уступ по длине штабеля на полпакета с каждой стороны и получаем во втором уступе 9 пакетов по длине и N₂ = 9·1·3 = 27 шт.  Таким образом, мы получаем N = N_z + N₂ = 30 + 27 = 57 шт., то есть N = N_ваг. Следовательно, штабель можно считать сформированным. Этот метод можно назвать методом последовательного достраивания.

Расчет по остальным видам грузов приведен в табл.3.3.
Таблица 3.3. Формирование штабелей грузов.

Грузы	Нитролаки				Рыба вяленая				Хлопок малопрессованый				Графит
Склады	3	31	58	71	3	31	58	3		31	58	71	3	31	58	71
Nваг, шт.	43	43	43	43	40	40	40	49		49	49	49	60	60	60	60
Z, шт.	2	2	2	2	3	3	2	2		2	2	2	2	2	2	2
S, шт.	2	2	1	2	1	1	1	2		2	2	2	2	2	2	3
mh, шт.	3	3	2	3	3	3	2	4		3	3	4	4	4	3	6
xz*, шт.	6	6	7	8	5	5	14	9		5	5	9	7	7	6	5
yz*, шт.	3	3	4	2	5	5	2	2		4	4	2	3	3	4	3
Nz , шт.	36	36	28	32	25	25	28	36		40	40	36	42	42	48	45
x2 , шт.	4	4	5	6	3	3	12	7		3	3	7	5	5	4	3
у2, шт.	2	2	3	1	4	4	1	1		3	3	1	2	2	3	2
N2, шт.	8	8	15	12	12	12	12	14		9	9	14	20	20	12	18
x3, шт.	-	-	-	-	1	1	-	-		-	-	-	-	-	-	-
y3, шт.	-	-	-	-	3	3	-	-		-	-	-	-	-	-	-
N3, шт.	0	0	0	0	3	3	0	0		0	0	0	0	0	0	0
N, шт.	44	44	43	44	40	40	40	50		49	49	50	62	62	60	63

Формирование штабелей грузов схематически изображено на рис.3.6.

Формирование штабеля балки двутавровой схематически изображено на рис. 3.7

Балка двутавровая №27

Склад №71:

m_h = 6 шт.

Z = 6 шт.

S = 1 шт.

y_z^*= 1 шт.
                                                 Вид по длине




          Вид по ширине




Рисунок 3.7. Штабель балки двутавровой
3.3. Расчет валовой нагрузки
Приводим расчет по одному виду груза – нитролаки в ящиках.

1.      x_z^* - оптимальная длина штабеля (пакеты), шт.

                             x_z^*(3) = 6 шт.,

                             x_z^*(31) = 6 шт.,

                             x_z^*(58) = 7 шт.,

                             x_z^*(71) = 8 шт.;

2.      у_z^* - оптимальная ширина штабеля (пакеты), шт.

                             у_z^*(3) = 3 шт.,

                             у_z^*(31) = 3 шт.,

                             у_z^*(58) = 4 шт.,

                             у_z^*(71) = 2 шт.;

3.      L – длина штабеля, м

                             L  = x_z^*· b_п ·К_укл,

                             L(3)  = 6·1,2·1,15 = 8,28 м,

                             L(31)  = 6·1,2·1,15 = 8,28 м,

                             L(58)  = 7·1,2·1,15 = 9,66 м,

                             L(71)  = 8·1,2·1,15 = 11,04 м;

4.      В – ширина штабеля, м

                             В  = у_z^*· l_п ·К_укл,

                             В(3)  = 3·1,6·1,15 = 5,52 м,

                             В(31)  = 3·1,6·1,15 = 5,52 м,

                             В(58)  = 4·1,6·1,15 = 7,36 м,

                             В(71)  = 2·1,6·1,15 = 3,68 м;
5.      В_пр – ширина проезда, м

                             В_пр(3) = 5,375 м,

                             В_пр(31) = 5,15 м,

                             В_пр(58) = 5,26 м,

                             В_пр(71) = 7,79 м;

6.      F_r – площадь, занятая грузом в штабеле, м²

                             F_r = L· В,

                             F_r(3) = 8,28· 5,52 = 45,71 м²,

                             F_r(31) = 8,28· 5,52 = 45,71 м²,

                             F_r(3) = 9,66· 7,36 = 71,1 м²,

                             F_r(71) = 11,04·3,68  = 40,63 м²;

7.      F_раз – площадь проходов между штабелями, м²

                             F_раз = 0,5·1·L,

                             F_раз(3) = 0,5·1·8.28 = 4,14 м²,

                             F_раз(31) = 0,5·1·8.28 = 4,14 м²,

                             F_раз(58) = 0,5·1·9,66 = 4,83 м²,

                             F_раз(3) = 0,5·1·11,04 = 5,52 м²;

8.      F_прох – площадь проходов между штабелями и стенками, м²

                             F_прох = 0,5·В + (0,5·L + 0,5),

                             F_прох(3) = 0,5·5,52 + (0,5·8,28 + 0,5) = 7,4 м²,

                             F_прох(31) = 0,5·5,52 + (0,5·8,28 + 0,5) = 7,4 м²,

                             F_прох(58) = 0,5·7,36 + (0,5·9,66 + 0,5) = 9,01 м²,

                             F_прох(71) = 0,5·3,68 + (0,5·11,04 + 0,5) = 7,86 м²;
9.       F_пр – площадь для проезда и маневрирования погрузчика, м²

                             F_пр = 0,5·В_пр·(В + 0,5 + 0,5),

                             F_пр(3) = 0,5·5,375·(5,52 + 0,5 + 0,5) = 17,52 м²,

                             F_пр(31) = 0,5·5,15·(5,52 + 0,5 + 0,5) = 16,79 м²,

                             F_пр(58) = 0,5·5,26·(7,36 + 0,5 + 0,5) = 21,99 м²,

                             F_пр(71) = 0,5·7,79·(3,68 + 0,5 + 0,5) = 18,23 м²;

10. F_шт – полезная площадь склада, занятая штабелем, м²

                             F_шт = F_r  + F_раз + F_прох + F_пр,

                             F_шт(3) = 45,71  + 4,14 + 7,4 + 17,52 = 74,77 м²,

                             F_шт(31) = 45,71  + 4,14 + 7,4 + 16,79 = 74,03 м²,

                             F_шт(58) = 71,1  + 4,83 + 9,01 + 21,99 = 106,92 м²,

                             F_шт(71) = 40,63  + 5,52 + 7,86 + 18,23 = 72,24 м²;

11. K_f – коэффициент использования полезной площади

                             K_f  = F_r  / F_шт,

                             K_f (3) = 45,71  / 74,77 = 0,611,

                             K_f (31) = 45,71  / 74,04 = 0,617,

                             K_f (58) = 71,1  / 106,92 = 0,665,

                             K_f (71) = 40,63  / 72,24 = 0,562;

12. K_с – коэффициент снижения нагрузки из-за наличия уступов

     При Z = 2       K_с = ((x_z^*· у_z^*) – 0.5·x_z^* - у_z^* + 1) / (x_z^*· у_z^*),

                             K_с(3) = ((6·3) – 0.5·6 - 3 + 1) / (6·3) = 0,722,

                             K_с(31) = ((6·3) – 0.5·6 - 3 + 1) / (6·3) = 0,722,

                             K_с(58) = ((7·4) – 0.5·7 - 4 + 1) / (7·4) = 0,768,

                             K_с(71) = ((8·2) – 0.5·8 - 2 + 1) / (8·2) = 0,688;
13.  Р_в – валовая (фактическая) нагрузка т/м²

                             Р_в = K_f ·K_с·Р_э,

                             Р_в(3) = 0,611 ·0,72·2,06 = 0,909 т/м²,

                             Р_в(31) = 0,617 ·0,72·2,06 = 0,918 т/м²,

                             Р_в(58) = 0,665 ·0,768·1,38 = 0,705 т/м²,

                             Р_в(71) = 0,562 ·0,688·2,06 = 1,063 т/м²,

Расчеты по всем грузам приведены в табл. 3.4.

Таблица 3.4. Расчет валовой нагрузки

Грузы	Нитролаки				Рыба вяленая			Хлопок малопрессованый				Графит				Балка двутавр. №27
Склады	3	31	58	71	3	31	58	3	31	58	71	3	31	58	71	71
1. xz*, шт.	6	6	7	8	5	5	14	9	5	5	9	7	7	6	5	10
2. уz*, шт.	3	3	4	2	5	5	2	2	4	4	2	3	3	4	3	1
3. L, м	8,28	8,28	9,66	11,04	6,90	6,90	19,32	12,42	6,90	6,90	12,42	10,47	10,47	8,97	7,48	2,97
4. В, м	5,52	5,52	7,36	3,68	9,78	9,78	3,91	3,68	7,36	7,36	3,68	5,52	5,52	7,36	5,52	13,8
5. Впр, м	5,38	5,15	5,26	7,79	5,38	5,15	5,26	5,38	5,15	5,26	7,79	5,38	5,15	5,26	7,79	1
6. Fr, м2	45,71	45,71	71,1	40,63	67,45	67,45	75,54	45,71	50,78	50,78	45,71	57,77	57,77	66,02	41,26	40,94
7. Fраз, м2	4,14	4,14	4,83	5,52	3,45	3,45	9,66	6,21	3,45	3,45	6,21	5,23	5,23	4,49	3,74	1,48
8.Fпрох, м2	7,4	7,4	9,01	7,86	8,84	8,84	12,12	8,55	7,63	7,63	8,55	8,49	8,49	8,67	7	8,88
9. Fпр, м2	17,52	16,79	21,99	18,23	28,96	27,75	12,91	12,58	21,53	21,99	18,23	17,52	16,79	21,99	25,4	7,4
10.Fшт, м2	74,77	74,03	106,92	72,24	108,69	107,48	110,23	73,04	83,39	83,85	78,69	89,01	88,28	101,16	77,39	58,71
11. Kf	0,611	0,617	0,665	0,562	0,621	0,628	0,685	0,626	0,609	0,606	0,581	0,649	0,654	0,653	0,533	0,697
12. Kс	0,722	0,722	0,768	0,688	0,533	0,533	0,714	0,694	0,725	0,725	0,694	0,738	0,738	0,75	0,7	0,7
13.Рв,т/м2	0,909	0,918	0,705	1,063	0,711	0,719	0,7	0,63	0,481	0,479	0,585	1,025	1,034	0,786	1,198	1,87

4. ОПТИМАЛЬНАЯ ЗАГРУЗКА СКЛАДОВ
Порт (район) располагает n складами каждый с полезной площадью  F_j и должен переработать различных m грузов, суточный грузооборот каждого из которых G_i.

Разрабатываем оптимальный план загрузки складов при минимизации затрат складской площади на освоение заданного грузооборота.

                                                                                              _{m    n}

L = Σ Σ g_ij c_ij – min,

                                                                                              ^{i=1 j=1}

g_ij – параметр управления – количество i-го вида груза, хранимого на j-ом складе;

c_ij – удельная складоемкость i-го вида груза на j-ом складе, характеризует комплексный объем работ склада в квадратных метрах в сутки, приходящийся на 1 т груза.

Математическая модель задачи оптимального плана загрузки складов состоит из целевой функции L и ограничений:

·        по грузообороту

                                                                                      _n                                                  

Σ g_ij = G_i,          (i = 1,m),

                                                         ^j=1

 G_i – суточный грузооборот i-го груза, т;

·        по емкости склада

                                                          _m                                              

Σ g_ij c_ij ≤ F_j,      (j = 1,n),

                                                          ⁱ⁼¹

F_j – полезная площадь j-го склада, м²;

·        условие неотрицательности

g_ij ≥ 0      (i=1,m; j=1,n).

Удельная складоемкость i-го вида груза на j-ом складе вычисляем по формуле

c_ij = t_хi / Р_вij ,

t_хi – срок хранения i-го вида груза, сут.

Составляем распределительную таблицу, в которой будет производиться размещение груза по складам (табл.4.1).
Таблица 4.1. Распределительная таблица

Грузы RiSj		Склады				Суточный грузооборот Gi , т	Склад- Вагон
		3	31	58	71
		0,928	1,216	1,22	1
Нитролаки	14,11	16,5 t = 1,26	16,34 t = 0,949	21,28 t = 1,24	14,11 1171,13 83	83 0	0,24
Рыба вяленая	28,1	33,76 t = 1,29	33,38 t = 0,949	34,29 3166,76 92,35		165 72,65 0	0,375 27,24 72,65
Хлопок малопрес.	25,64	23,81 4500 189	31,18 5000 160,36	31,32 333,24 10,64	25,64 0	360 171 10,64 0	0,42
Графит	5,84	6,83 t = 1,26	6,77 t = 0,95	8,91 t = 1,25	5,84 3328,8 570	570 0	0,11
Балка двутавровая	15,51				15,51 2000,07 128,95	185 56,05 0	0,31 13,37 56,05
Площадь склада Fпj, м2		4500 0	5000 0	3500 3166,76 0	6500 3171,2 2000,07 0

Так как площадей складов не хватает для размещения заданных грузопотоков, в распределительную матрицу добавляем столбец, в котором используются вагоны как «склад на колесах». Удельная складоемкость определяется так:

c_ij = t_хi / Р_вагi ,

(для всех грузов кроме балки выбран вагон крытый металлический грузоподъемностью 64 т, а для балки – 6-осный металлический полувагон). Этот дополнительный столбец в оптимизационных расчетах не участвует. 

Проверяем план на опорность.

Условием опорности является то, что количество занятых клеток должно быть равно        m + n -1  ( m – количество строк, n – количество столбцов). Для данной задачи   m + n –1 = 5 + 4 – 1 = 8, а количество занятых клеток – 7. Таким образом, план – не опорен. Исходя из этого, в одну из свободных клеток (клетка 34) ставим 0, так чтобы не образовался цикл и эта клетка считается занятой.

Проверяем план на оптимальность.

Для этого, исходя из условия, что для опорного плана  R_i · S_j = c_ij  и приравняв в одном столбце значение S_j  единице, рассчитываем все значения R_i, S_j .

Условием оптимальности то, что для всех свободных клеток R_i · S_j £ c_ij. Поэтому по всем свободным клеткам рассчитываем t_ij = c_ij / (R_i · S_j ):

t₁₁ = 16,5 / (14,11 · 0,928) = 1,26 > 1,

t₁₂ = 16,34 / (14,11 · 1,216) = 0,949 < 1,

t₁₃ = 21,28 / (14,11 · 1,22) = 1,24 > 1,

t₂₁ = 33,76 / (28,1 · 0,928) = 1,29 > 1,

t₂₂ = 33,38 / (28,1 · 1,216) = 0,986 < 1,
t₄₁ = 6,83 / (5,84 · 0,928) = 1,26 > 1,

t₄₂ = 6,77 / (5,84 · 1,216) = 0,95 < 1,

t₄₃ = 8,91 / (5,84 · 1,22) = 1,25 > 1.

Так как не для всех клеток t_ij ³ 1, план не является оптимальным и требует улучшения.

Улучшение плана проводим таким образом: выбираем клетку, для которой t_ij –min (это клетка 12), и составляем новую распределительную таблицу, причем эту клетку заполняем в первую очередь. Заполняя новую таблицу (табл.4.2) учитываем также невязки между значениями c_ij  для разных клеток отдельных строчек и соответственно распределяем грузопотоки между складами.
Таблица 4.2. Распределительная таблица

Грузы RiSj		Склады				Суточный грузооборот Gi , т	Склад- Вагон
		3	31	58	71
		0,928	1,159	1,22	1
Нитролаки	14,09	16,5 t = 1,26	16,34 1356,2 83	21,28 t = 1,2379	14,11 t = 1,001	83 0	0,24
Рыба вяленая	28,1	33,76 t = 1,29	33,38 t = 1,02	34,29 2350,6 68,5		165 96,5 0	0,375 36,187 96,5
Хлопок малопрес.	25,64	23,81 4500 189	31,18 t = 1,049	31,32 1149,4 36,7	25,64 3444,9 134,3	360 171 36,7 0	0,42
Графит	5,84	6,83 t = 1,26	6,77 3643,8 538,2	8,91 t = 1,25	5,84 185,7 31,8	570 31,8 0	0,11
Балка двутавровая	15,51				15,51 2869,4 185	185 0	0,31
Площадь склада Fпj, м2		4500 0	5000 3643,8 0	3500 2350,6 0	6500 3630,6 3444,9 0

Проверяем план на опорность.

m + n –1 = 5 + 4 – 1 = 8, количество занятых клеток – 8, значит план – опорный.

Проверяем план на оптимальность.

t₁₁ = 16,5 / (14,09 · 0,928) = 1,26 > 1,

t₁₃ = 21,28 / (14,09 · 1,22) = 1,2379 > 1,

t₁₄ = 14,11 / (14,09 · 1) = 1,001 > 1,

t₂₁ = 33,76 / (28,1 · 0,928) = 1,26 > 1,

t₂₃ = 33,38 / (28,1 · 1,159) = 1,02 > 1,

t₃₂ = 31,18 / (25,64 · 1,159) = 1,049 > 1,

t₄₁ = 6,83 / (5,84 · 0,928) = 1,26 > 1,

t₄₃ = 8,91 / (5,84 · 1,22) = 1,25 > 1.

Так как все t_ij ³ 1, план является оптимальным, то есть мы получили матрицу оптимального распределения грузов по складам.
5. ОПТИМАЛЬНАЯ ЗАГРУЗКА ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
В данной курсовой работе задача решается только по двум критериям: совместимости грузов и оптимальному использованию распределенного веса (грузоподъемности) и грузовместимости грузовых помещений.
5.1              
. Загрузка грузового отсека судна
По среднему удельному погрузочному объему заданных грузов (U_ср) подбираем наиболее подходящее судно. В данной работе приближенно определяем U_ср через суточный       грузооборот (G_i) и удельный погрузочный объем заданных грузов (U_i).

                                                                                                _{m                     m}

U_ср= ΣG_i· U_i / ΣG_i ,

                                                                                                ^{i=1                 i=1}

(83·1.9 +  165·1.54 + 360·3.4 + 570·1.47 + 185·0.71)

         U_ср= ————————————————————— = 1.91 м³/т;

( 83 + 165 + 360 + 570 + 185)
ω = W_с / D_ч,

где ω – удельная грузовместимость судна, м³/т;

      W_с – грузовместимость судна, м³ ;

      D_ч – чистая грузоподъемность судна, т.

Для размещения заданных грузов выбираем сухогрузное судно типа                                      т/х «Дивногорск» (8, с.155) со следующими параметрами:

     W_с = 17731 м³ ;

     D_ч = 8542 т.

Таким образом, удельная грузовместимость судна будет следующей:

ω = 17731 / 8542 = 2,08 м³/т.

Можно говорить о том, что разница между U_ср и ω (2,08 – 1,91 = 0,17) минимальна.

В соответствии с составленной ранее таблицей совместимости грузов минимальное количество помещений для размещения груза – 3. Данное судно имеет 6 трюмов и 6 твиндеков. Из них выбираем 3 помещения: трюм  №3, трюм №4 и твиндек №4. Эти помещения имеют следующие параметры:

W_тр№3 = 3660 м³ , Н_тр№3 = 7,8 м;

W_тв№3 = 1400 м³ , Н_тв4= 3,3 м.

W_тр№4 = 1905 м³ , Н_тр№4= 4,3 м;

Для этих помещений методом «пропорционально кубатуре» определяем распределенный вес.

                             P_{j отс} = W_{j отс}· D_ч / W_с ,

                             Р_отс№3 = 5060·8542 / 17731 = 2437,7 т,

                             Р_отс№4 = 3445·8542 / 17731 = 1659,6 т;
                             P_{j тр} = W_{j тр}· Р_{j отс} / W_{j отс},

                             Р_тр№3 = 3660·2437,7 / 5060 = 1763,2 т,

                             Р_тр№4 = 1905·1659,6 / 3445 = 917,7 т;
                             P_{j тв} = P_{j отс} - P_{j тр},

                             Р_тв№3 = 2437,7 – 1763,2 = 674,5 т.
Размещаем грузы в помещениях.

1. Размещаем в трюме №3 рыбу вяленую (U = 1,54) и балку двутавровую (U = 0,71). Для данных грузов U < ω, то есть грузы – «тяжелые». Исходя из этого выбираем 2/3 массы груза – рыбы, так как её удельный погрузочный объем ближе к ω и 1/3 балки:

                             Q(рыба) = 2/3 · Р_тр№3,

                             Q(рыба) = 2/3 · 1763,2 = 1175,5 т,

                             Q(балка) = 1/3 · Р_тр№3,

                             Q(балка) = 1/3 · 1763,2 = 587,2 т.

Определяем объем, который займут данные грузы в трюме:

                             W = Q· U,

                             W(рыба) = 1175,5·1,54 = 1810,3 м³,

                             W(балка) = 587,2·0,71 = 416,9 м³.

2. Размещаем хлопок малопрессованный (U = 3,4)  в твиндеке №3.Данный груз является легким (U > ω), значит его количество определяется следующим образом:

                             Q(хлопок) = W_тв№3 / U,

                             Q(хлопок) = 1400 / 3,4 = 411,8 т.

3. В трюме №4 располагаем графит (U = 1,47) и нитролаки (U = 1,9). Для данных грузов U < ω, то есть грузы – «тяжелые». Исходя из этого выбираем 2/3 массы груза – нитролаки, так как их удельный погрузочный объем ближе к ω и 1/3 графита:

                             Q(нитролаки) = 2/3 · Р_тр№4,

                             Q(нитролаки) = 2/3 · 917,7 = 611,8 т,

                             Q(графит) = 1/3 · Р_тр№4,

                             Q(графит) = 1/3 · 917,7 = 305,9 т.

Определяем объем, который займут данные грузы в трюме:

                             W = Q· U,

                             W(нитролаки) = 611,8·1,9 = 1162,42 м³,

                             W(графит) = 305,9·1,47 = 449,7 м³.

План размещения груза по помещениям с указанием наименования грузов, их количества и объема приведен на рис.5.1 для отсека №3 и на рис.5.2 – для отсека №4.
5.2.           
Загрузка смежных видов транспорта
В данном разделе вычерчиваем план размещения пакетов заданных грузов на ж/д подвижном составе. Для перевозки всех грузов кроме балки двутавровой используется крытый металлический вагон со следующими характеристиками:

Грузоподъемность: Q = 64т,

Объем кузова: Р = 120 м³,

Длина: L = 13,8 м,

Ширина: В = 2,76 м,

Высота: Н = 2,791 м.

Балка двутавровая размещается в 6-осном металлическом полувагоне с такими параметрами:

Грузоподъемность: Q = 94т,

Объем кузова: Р = 102 м³,

Длина: L = 14,063 м,

Ширина: В = 2,908 м,

Высота: Н = 2,365 м.

Количество пакетов, размещаемых в вагоне, определяется исходя из линейных размеров и массы (грузоподъемности) пакетов и вагонов. Для определения количества пакетов в               вагоне (N_вi) приводим вид сверху и с торца.

План размещения пакетов заданных грузов на ж/д подвижном составе приведен на             рис. 5.3-5.7
6. РАСЧЕТ КРИТЕРИЕВ РАЦИОНАЛЬНОЙ ЗАГРУЗКИ СКЛАДОВ И ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
Рациональность разработанных в курсовом проекте мероприятий можно оценить рядом критериев:

а) по загрузке складов:

·        коэффициент использования полезной площади складов

                             K_пj = Σ(F_ij· K_fij) / F_пj,

где F_ij – площадь, занятая штабелями i-того груза на j-том складе,

                             K_п3 = (4500·0,626) / 4500 = 0,626,

                             K_п31 = (1356·0,617 + 3643,8·0,654) / 5000 = 0,644,

                             K_п58 = (2350,6·0,621 + 1149,4·0,609) / 3500 = 0,617,

                             K_п71 = (3444,9·0,581 + 185,7·0,533 + 2869,4·0,697) / 6500 = 0,631;

·        коэффициент использования технической нормы нагрузки

                             K_тj = Р_фj / Р_тj,

                             Р_фj = Σ(F_ij· P_вij) / F_пj,

                             Р_ф3 = (4500· 0,63) / 4500 = 0,14,

                             K_т3 = 0,63 / 4,5,

                             Р_ф31 = (1356·0,918 + 3643,8·1,034) / 4500 = 1,0025,

                             K_т31 = 1,0025 / 6,9 = 0,145,

                             Р_ф58 = (2350,6·0,7 + 1149,4·0,479) / 3500 = 0,627,

                             K_т58 = 0,627 / 2,5 = 0,2508,

                             Р_ф71 = (3444,9·0,585 + 185,7·1,198 + 2869,4·1,87) / 6500 = 1,17,

                             K_т71 = 1,17 / 12,1 = 0,097.

б) по загрузке трюмов:

·        коэффициент использования грузоподъемности

                             K_p = ΣQ_i / P_п,

                             K_{p тр№3} = 1763,2 / 1763,2 = 1,

                             K_{p тв№3} = 411,8 / 674,5 = 0,61,

                             K_{p тр№4} = 917,7 / 917,7 = 1;

 коэффициент использования грузовместимости

                             K_p = Σ(Q_i·U_i) / W_п,

                             K_{p тр№3}  = (1175,5·1,54 + 587,2·0,71) / 3660 = 0,61,

                             K_{p тв№3}  = (411,8·3,4) / 1400 = 1,

                             K_{p тр№4}  = (611,8·1,9 + 305,9·1,47) / 1905 = 0,846;

в) по загрузке вагонов, полувагонов, платформ

·        коэффициент использования технической нормы загрузки

                             K_и = (N_вi·g_пi) / P_вагi,

                             K_и (нитролаки) = (16·1,52) / 63,16 = 0,385,

                             K_и (рыба) = (16·1,68) / 64 = 0,42,

                             K_и (хлопок) = (32·0,8) / 35,3 = 0,725,

                             K_и (графит) = (32·1,28) / 64 = 0,64,

                             K_и (балка) = (41·2,27) / 94 = 0,99.
7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ВЕНТИЛЯЦИИ ПОМЕЩЕНИЙ НА ПЕРЕХОДЕ.
В данном разделе решается задача целесообразности и необходимости вентиляции трюмов при планировании рейса.

На трассе перехода Николаев – Кальяо выбираем 10 пунктов, характерных с точки зрения гидрометеорологических условий. Рейс начинается 10.12 и в соответствии с этой датой для намеченных пунктов определяем температуру, относительную влажность воздуха, температуру забортной воды. Исходя из полученных данных по диаграмме t - t  определяем точку росы. Все перечисленные сведения занесены в табл.7.1.
Таблица 7.1.Значения гидрометеорологических факторов для опорных пунктов

Координаты (наименование) характерной точки	Температура воздуха, °С	Температура воды, °С	Относительная влажность, %	Точка росы, °С
Николаев	+5	+1	70	0
Стамбул	+12	+4	75	+8
о. Мальта	+14	+15	75	+9,5
Гибралтар	+14	+16	75	+9,5
о. Мадейра	+18	+17	75	+13,5
т.1 - 20°СШ 60°ЗД	+25	+25	75	+20,5
Сомбреро	+26	+26	75	+21,5
Панама	+26	+26	80	+22,5
Гуаякиль	+24	+22	80	+20,5
Кальяо	+20	+20	85	+17,3

По полученным данным строим график перехода, который представлен на рис.7.1
Переход совершается из холодной зоны в теплую, поэтому для решения вопроса о необходимости вентиляции грузовых помещений наружным воздухом сравниваем температуру груза в трюме с точкой росы наружного воздуха. (1, с.111)

На графике перехода мы получили точку А на пути следования, в районе которой проходит граница возможности вентиляции трюмов наружным воздухом. На участке до т.А вентиляция будет осуществляться, на дальней пути вентиляция недопустима, так возможна конденсация влаги на грузе, что может привести к существенному снижению качества груза.

Таким образом, на участке 1 вентиляция будет производиться, а на участке 2 – нет.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате выполненной курсовой работы можно сделать ряд выводов:

·        Раздел «Транспортная характеристика заданных грузов» имеет целью получить ряд параметров и характеристик отдельных грузов, выявить совместимость (несовместимость) грузов, что дает возможность в дальнейшем учитывать перечисленные характеристики для решения прикладных задач.

·        Раздел «Формирование пакетов из заданных грузов» является базовым для выполнения всех последующих расчетов, поскольку именно пакетированные грузы являются объектом производственной деятельности порта и дают возможность значительно ускорить перегрузочные процессы.

·        Раздел «Определение валовой нагрузки» содержит несколько расчетов, направленных на определение всех необходимых параметров для организации работы склада: выбор типа погрузчика, определение оптимальной площади основания штабеля и т.д.

·        Раздел «Оптимальная загрузка складов» служит для распределения грузов по складам в соответствии с площадями складов, имеющимися грузопотоками, а также учитывает выгодность хранения того или иного груза на определенном складе. Результатом оптимизации является оптимальное распределение грузов по складам, которое служит важной составляющей в задаче минимизации расходов порта.

·        Раздел «Оптимальная загрузка транспортных средств» решает задачу загрузки грузовых отсеков судна,  а также вагонов, что дает возможность представить весь производственный процесс порта как единое целое. Именно этот раздел предполагает наличие глубоких знаний о свойствах груза, который перевозиться, поскольку без таких знаний невозможно обеспечить безопасную и сохранную перевозку грузов.

·        Раздел «Расчет критериев рациональной загрузки складов и транспортных средств» численно отражает эффективность произведенных расчетов по загрузке судна, вагона, а также размещению груза на складе.

·        Раздел «Определение целесообразности вентиляции помещений на переходе» необходим для обеспечения сохранной перевозки грузов и оказывает существенное влияние на режимы перевозки тех или иных грузов.
Дополнения к курсовику
Совмещение хлопка малопрессованного и нитролаков невозможно, так как нитролаки являются легковоспламеняющейся жидкость, тогда как хлопок способен самонагреваться и тлеть длительный период времени. Поэтому совмещение этих грузов может привести к пожару. Исходя из этого, грузы должны находиться в различных отсеках, то есть предусматривается разделение данных грузов переборкой.
Расположение в первом слое 4 мешков рыбы вяленой обусловлено следующими соображениями:

Учитывая размеры мешков возможно расположение в первом слое 5 мест. При таком расположении мешков мы рассчитываем общее количество мест на поддоне:

                             n_p = 8 шт.;

                                        n_h′ = (1,8 – 0,08) / (0,05·5) = 6 шт.,

                             n_h″= ( 1,8 – 0,18) / 0,19 = 8 шт.,

                             n_h = min { 6;8} = 6 шт.;

                             n = 5·6 = 30 шт.

Таким образом,  мы видим, что общее количество мест на поддоне при таком расположении меньше, чем в случае, когда в первом слое мы располагаем 4 мешка. Поэтому в данном расчете было предусмотрено расположение в первом слое 4 мешков рыбы вяленой, что отвечает требованиям наиболее полной загрузки поддона.
Балка двутавровая – длинномерный груз, пакеты из которого представляют собой связки. Для удобства перегрузочных работ необходимо максимальное приближение поперечного сечения связки к квадрату.  В данном случае размеры балки и ее вес позволяют сформировать пакет с размерами приведенными в данной таблице.






Литература:




1.    
Козырев В.К. Грузоведение: учебн. для вузов. – М.: Транспорт, 1991.

2.    
Гаврилов М.Н. Транспортные характеристики грузов: Справочное руководство. –М.: В/О «Мортехинформреклама». Морской транспорт, 1994.

3.    
Общие и специальные правила перевозки грузов. ТР-4М. - М.: ЦРИА «Морфлот», 1979.

4.    
Правила морской перевозки продовольственных грузов.ТР-6М. – М: В/О «Моротехинформреклама», 1988.

5.    
Правила морской перевозки опасных грузов (МОПОГ). Т.1 –М, 1970, Т.2 , 1969, Т.3, 1969.

6.    
Снопков В.И. Морская перевозка грузов: Справочное пособие – М.: Транспорт, 1978.

7.    
Шматов Э.М. Справочник стивидора – М.: Транспорт, 1975.

8.    
Fairplay. World Shipping 2000. Fairplay Publications, 2000.

9.    
Козырев В.К., Тихонин В.И. Оптимальная загрузка складов и транспортных средств: Методические указания к курсовому проектированию – О., 1998.

10.              
Атлас океанов. Главное управление навигации и океанографии Министерства Обороны СССР, 1976.

Нитролаки в ящиках

М 1:50

Вид сверху

Вид сбоку