优化运输(共12篇)
优化运输 篇1
摘要:天地华宇物流运输网络遍及全国, 该企业始终把合理的路线运营设计作为企业物流系统优化的首选策略。本文以徐州到北京运输路径优化为例, 对运输路径优化问题进行分析, 其过程借助百度地图等简单工具, 充分考虑服务、成本、运输时间等要素, 最后得出优化结果, 具有一定的推广价值。
关键词:运输路径优化,成本,服务,运输时间,运输节点
一、研究背景
天地华宇是世界快递业巨擘TNT的在华合资商, 总部设在上海, 是AAAAA级物流企业, 在全国各地有2000多个网点, 是公路快运领域的领导者。天地华宇始终致力于打造中国最强大、最快捷、最可靠的递送网络, 把合理的路线运营设计作为物流系统优化的首选策略。为提高自己的实践教学水平, 经朋友牵线介绍, 笔者有幸到天地华宇徐州公司学习一段时间, 对运输路径优化问题有了更深刻的认识。
二、模型分析
天地华宇共有57个一级公司, 也称中转站, 每个一级公司下设几十个二级公司。二级公司每天将货物集运到一级公司, 再由一级公司互相转运。徐州一级公司下设22个二级公司, 地址在徐州市孟家沟港务局。北京一级公司下有50个一级公司, 地理位置是北京市房山区良乡镇长虹西南物流枢纽中心。
需要解决的问题是, 徐州一级公司到北京一级公司运输路线的最优化。为方便分析, 对此模型作以下假设:车辆行驶速度是恒定的;途中不受突发事件 (如高速公路关闭) 的影响;途中每个中转站停留时间相同;中转站之间直线行驶;只考虑运输距离和货运量, 其他因素忽略。
三、模型建立
1. 分析思路
首先, 找出连接起止地的所有路线, 经过排列组合得出所有可能路径, 然后, 结合地图和实际路况, 利用排除法逐个排除迂回、重复、过远运输等不合理路径, 以及那些交通中断的路径, 最后得到3条可选路径, 依次是徐州—济宁—聊城—衡水—保定—北京;徐州—枣庄—泰安—济南—沧州—廊坊—北京;徐州—临沂—潍坊—北京。运用层次分析法进行运算, 对徐州北京两地间的中转点数量设权重, 并对中转点数量对运输时间的影响设权重, 将层次分析结果与两个权重相乘, 最终得出理论最优路径为, 徐州—济宁—聊城—衡水—保定—北京。
2. 分析方法
从地图查得, 徐州到北京的最短路线是徐州—枣庄—泰安—济南—沧州—廊坊—北京, 但考虑到此条线路站点太多会延缓行驶速度, 从运输时间看它不是最优的, 有必要对线路作进一步选择和优化。
徐州到北京之间有很多城市, 这些城市通过高等级公路都可以连成线, 意味着天地华宇的徐州一级公司到北京一级公司有很多运输路径可供选择, 为排除不经济、不合理路径, 我们可以在地图上以徐州到北京的直线距离为直径画圆, 圆内共覆盖济宁、枣庄、聊城、临沂、泰安、济南、衡水、德州、滨州、潍坊、沧州、廊坊、保定13个城市, 这些城市都设有一级公司, 可提供货物装卸中转服务。圆圈以外的城市属于过远运输, 不予考虑。
以徐州为出发地, 北京为目的地, 通过对圆圈内13个城市进行路径分析, 排列组合以后共有10条路径可供选择:
a.徐州—济宁—聊城—衡水—保定—北京;
b.徐州—德州—北京;
c.徐州—枣庄—北京;
d.徐州—枣庄—泰安—济南—沧州—廊坊—北京;
e.徐州—枣庄—德州—北京;
f.徐州—滨州—北京;
g.徐州—临沂—廊坊—北京;
h.徐州—临沂—沧州—北京;
i.徐州—临沂—滨州—北京;
j.徐州—保定—北京
根据运输路径优化的步骤, 对10条路径逐个进行计算, 并比较计算结果, 可以得出, 路径f、g、h、i属于过远运输或迂回运输, 应予以排除。然后, 再对剩余的6条路径进一步分析和计算, 所要考虑因素包括道路交通状况、个别路段的交通流量、所经过的城市中转站的物流量、城市节点的个数等, 最后得出计算结果, 可供选择的路径有3条:
a.徐州—济宁—聊城—衡水—保定—北京;
d.徐州—枣庄—泰安—济南—沧州—廊坊—北京;
e.徐州—枣庄—德州—北京
对3条线路进一步优化, 从百度地图上查得, 路径a、d、e的节点连线距离分别为712公里、618公里和764公里。仅就行驶里程而言, 路径d无疑距离最短, 在速度相同的情况下是最合理的。但是路径d经过的节点最多, 途中花费时间也最多, 全程运营时间最长, 这与快速运输的初始目标相违背。并且在一般情况下, 物流运输途中经过3~4个节点是最合理的, 超过4个节点, 到达终点站之前可能会出现空驶, 所以, 路径d并不是最优的。路径e行驶里程最长, 虽然途中经过节点较少, 但是节点中转服务能力较弱, 也不是最佳选择, 可以放弃。
最后评价结果, 路径a徐州—济宁—聊城—衡水—保定—北京为理论上的最优线路。
通过对天地华宇徐州到北京的运输路径进行综合分析, 笔者建议从徐州出发, 经济宁、聊城、衡水、保定, 最后到达目的地北京是最优线路, 可以在保证运输服务的前提下, 节约成本, 缩短运输时间。
四、模型评价
该模型仅对徐州到北京的运输路径优化分析, 其分析运算方法可以推而广之, 同样也能运用到其他运输路径分析上, 甚至在城市公交站牌设计、快递线路优化设计方面也可发挥较好的作用。此模型还可用于军备物资配载及输送线路的优化, 对提高军事物流管理水平具有重要意义。
本模型比较容易理解掌握, 操作方便, 无需复杂的软件和工具, 借助百度地图就可以实施。但是, 由于缺少MAT-LAB等软件工具的支持, 运算过程繁琐, 运算步骤复杂, 运算结果也可能出现误差。总体而言, 该模型在中小型物流运输企业具有较高的推广价值。
参考文献
[1]天地华宇 (2013特刊) .
[2]百度地图.http://map.baidu.com/.
[3]李鸿吉.模糊数学基础及实用算法[M].北京:科学出版社, 2005.
[4]郑媛.物流与供应链管理[M].创造增值网络 (第三版) .
优化运输 篇2
1建立综合运输体系是我国经济发展现阶段的必然客观要求
造成运输问题矛盾突出、效率低下、资源分散、成本过高的一个根本原因,就是我国运输系统的综合组织或者综合协调能力不够,现代物流的方式应用不好,缺乏现代物流机制,使整个运输过程事实上处于总体上的无序化过程。按照现代物流理论,一个国家运输能力的发展可以分为四个阶段,第一阶段是初级阶段,其主要表现是各种交通运输方式(公路运输、铁路运输、航空运输、海运和内河航运等)各自独立发展的阶段。第二个阶段,就是上述这些各自不同的交通运输形式,通过互联互通即联运的方式结合在一起的阶段,也就是综合运输体系初步建立和逐步形成的阶段。第三个阶段是运输一体化的阶段,即上述各种运输方式的节点统一起来形成大的运输中心,这些运输中心除了节点设施的统一外,运营功能、组织结构、产权也逐步实现了一体化,这个阶段是综合运输体系建立和完善的阶段。第四个阶段则是更高级的阶段,是综合运输体系与社会经济发展、能源利用、环境改善、土地资源利用等实现高度统一、高度协调和一体化发展的阶段。我国长期以来一直处于运输能力发展的初级阶段,各种交通运输方式迄今为止基本上都是各自独立发展的。但是随着改革开放20多年经济建设快速发展的步伐,不同交通运输之间的复杂性以及各自独立运输方式之间的不协调性和不经济性的问题已经越来越突出。有专家形象地指出,由于我国过去的经济相对落后,对交通运输的能力和效率等要求不高,因此那时我们交通运输方式就像在白纸上画上任何一个交通线,可以与别的交通运输线之间相互不联系也没有干扰,哪种运输方式发展对全社会都有贡献。但是经济发展到了一定阶段以后,对运输方式和运输能力要求越来越多,就像这张白纸上画的线越来越多,这时交通线的交叉、重叠、干扰就肯定是不可避免的了,于是各种运输方式在节点上和线路上的匹配、综合、协调、统筹就是必须要考虑的了,显然这个阶段就已经超过了各种运输方式独立发展的阶段,这时综合交通发展的问题就提到议事日程上来了。因此,综合交通发展不是一个口号,是经济发展到一定阶段必然产生的客观需求。建立综合运输体系不仅是由于运输能力紧张所提出的要求,而且也是一个国家科技水平和社会运行效率达到现代化所提出的一个根本要求。美国的综合运输体系程度很高,不但政府对综合运输体系的组织协调能力很强,而且运输企业的一体化组织水平也很高,再有就是信息化水平相当高。各种交通运输要组织起来进行联运,进行统筹协调和综合运用,其中最重要的条件就是建立统一的信息平台,没有这个信息平台是根本不可能的。美国的GPS发展得很到位,保证了它的综合运输体系的建立和运行。而我们则还存在根本的差距。另外要建立整个城市的物流配送体系等,这也并不是交通运输本身能做到的。例如在美国,许多货品运输的包装工作,都是在物流环节完成的,而在我们国家都还是在生产环节完成,因为我们现有的交通运输方式很难适应这种现代物流的要求。
2建立综合运输体系必然要求国家管理体制进行深刻的改革
在不同运输化阶段里面,对政府的执政方式、执政能力和执政水平会提出不同的要求,对政府制订的政策法规也会提出不同的要求。长期以来一直处于初级运输发展阶段,因此管理方式相对比较简单,分部门运输管理方式就可以适应。但是到了经济运行的复杂阶段,到了运输方式需要综合性和一体化的阶段,还是沿用过去那种体制,这就明显不适应了。严格说,目前的运输管理方式、运输政策和运输机制都还是部门所有制,没有统一的政策法规,没有统一的管理和规划,没有统筹的考虑和安排,而且没有形成成文的、权威性的或者通过立法的政策。还有就是管理体制的问题。我们国家虽然已经初步建立了社会主义市场经济,但政治体制的改革还十分滞后,主要表现在政府转型还十分缓慢。我们现在的国家经济管理体制基本上还是部门所有制,现在的国务院有四十多个部委,每个部委的设立基本都是资源控制和资源分配型的,每一个部门都占有一块国家资源,每个部门都形成了自己特殊的部门利益,这是很不正常的,这种现象给我们政府转型和体制改革造成了极大的障碍。交通运输系统也是如此,交通部管的是公路运输、内河航运和海运,民航总局管的是航空运输,铁道部则管着铁路运输,各个交通管理部门职能分离,互不协调,每个部门都主要给自己所管的行业争资源、争资金、制订符合本部门利益的政策,因而从全局来看,出现了很多非常不合理的现象,很多互相不协调的矛盾,很多资源的重复建设和浪费,很多低效率低水平的恶性竞争,造成了国家资源的浪费和经济运转的扭曲。
3建立综合运输体系必然要加强统一规划,协调发展
要加强综合运输体系的统一规划,把可持续发展理念贯彻于交通发展规划中,按照各种运输方式的特点及比较优势及相应的市场需求规模,确定各运输方式的.发展规模和速度。a.确定合理的运输基础设施发展规模和结构。政府部门要结合不同时期的社会经济发展情况,及时提出运输基础设施的发展议题,组织有关研究单位进行发展规划研究,对较长期内运输基础设施的总供给量、供给的增长速度做出决策。b.搞好运输基础设施网络的布局。如果布局不合理,涉及到的将不仅是基础设施建设资金的浪费问题,而且对社会、经济各方面会带来不良的影响。为此,要从各方面作系统的论证分析,使运输基础设施的布局建立在科学的基础之上。
4建立综合运输体系必然要充分发挥市场机制的作用
综合运输体系的发展及体系结构的合理化,不仅需要政府部门站在全局的发展角度,用综合的眼光看问题,从而对综合运输体系的发展进行规划和管理,而且更需要充分发挥市场机制在综合运输体系形成中的调节作用。为此,应加快以下方面的改革步伐,为市场机制作用的发挥创造良好的条件,从综合运输体系形成和完善方面看:a.加快运价管理体制改革,形成灵活的运价形成机制以及合理的运输差价和比价关系,发挥价格杠杆在综合运输体系形成中的导向作用;b.进一步改革和完善交通运输业投融资体制,进一步开放运输基础设施建设市场和运输市场,消除体制性障碍和行业壁垒,形成多元化的投资主体,增强运输基础设施投融资能力和运输市场的竞争活力。
5建立综合运输体系必然要实现交通运输负外部性的内部化
小煤矿轨道运输系统优化研究 篇3
关键词:煤矿;轨道运输;系统优化
中图分类号:TD525 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2016)21-0050-02
轨道运输系统为煤矿生产的六大系统之一,运输成本是构成矿井原煤生产成本的主要组成部分,矿井轨道运输系统的合理布局和实行科学有效的运行管理对矿井的顺利生产起着至关重要的作用。增强成本管控意识,全面调整生产布局,实现煤矿运输系统优化对于降低煤矿生产成本,是增强煤矿竞争能力最有效途径之一。因此,全面的实现煤矿轨道运输系统优化分析有着较为重要的理论与煤矿开采成本降低实际意义。
1 工程概况
为充分合理开发利用煤炭资源,提高煤炭资源的利用率,淘汰落后生产能力,按照国家和省、市政府煤炭产业政策鼓励以各地以生产规模大、技术力量强、装备水平高、安全生产有保障的煤矿企业为主体,通过资源升级改造方式,促进煤矿集约化生产,提高产业集中度,培育一批骨干型煤矿的总体思路。
为进一步提高煤矿企业经济效益,永春县新嘉煤矿有限责任公司含春煤矿技改扩建项目是对含春煤矿一号井生产能力进行提升,拟以含春煤矿一号井为主体兼并含春煤矿二号井,两对矿井通过升级改造方式改建为一个生产系统,改建后矿井名称为永春县新嘉煤矿有限责任公司含春煤矿,设计生产能力为9万吨。
含春煤矿一号井开采现状。该矿井现为在籍的合法生产矿井,2014年末保有资源储量106.58万t,公告生产能力6万t/年a。该矿井主平硐+860 m,回风平硐+910 m,布置一对+860 m至+
910 m轨道人行上山,矿井布置有2个采煤面和4个掘进面。
含春煤矿二号井开采现状。该矿井现为在籍生产矿井,2014年末保有资源储量65.17万t,公告生产能力5万t/a。该矿井主平硐+913 m,回风平硐+935 m,矿井布置有1个采煤面和2个掘进面。
2 煤矿轨道运输系统优化方案
2.1 轨道运输系统总体优化方案
含春煤矿矿井轨道运输系统优化改造,是根据矿井开采范围内现有开拓布局、煤层赋存条件、矿井水文及地质条件,矿区地形地貌等,本着充分利用现有设施、合理地开发矿区的煤炭资源、完善矿井生产系统及环节、努力减少投资和降低生产成本、提高矿井抗灾能力、确保安全生产的精神,按以下方案进行改建:
优化后含春煤矿的生产系统为:原一号井采区做为矿井二采区,利用一号井的+860 m主平硐作为出煤井,作为原煤运输、进风、行人、排水用;原二号井采区做为一采区,利用二号井的+913 m主平硐改建为排矸井,作为煤矸石运输、运料、进风、行人用;地面工业广场利用原一号井、二号井地面设备、设施。
利用原轨道上山并延深至+918 m水平,在+918 m设置绞车房;利用一采区+913m-41N运巷延深与轨道上山连接,作为+913 m水平运输大巷,并在+913 m设计一个上部车场,做为矿井的原煤、矸石、辅助材料调度车场,形成矿井的运输系统。 如图1所示。
2.2 优化后矿井运输系统
改造后,矿井生产系统各采掘工作面的煤、矸装车后采用人力推车至各水平井底车场,通过矿井主提升绞车、蓄电池式电机车运输至地面煤场、排矸场。具体运动运输线路如下。
2.2.1 原煤运输线路
一采区采面运巷→+913 m运输大巷→上部车场→轨道上山→+860 m下部车场→+860 m主平硐→地面煤场;
二采区采面运巷→+885 m中部车场→轨道上山→+860 m下部车场→+860 m主平硐→地面煤场。
2.2.2 矸石运输线路
一采区掘进面运巷→+913 m主平硐→地面排矸场;
二采区掘进面运巷→+885 m、+910 m中部车场→轨道上山→上部车场→+913 m运输大巷→+913 m主平硐→地面排矸场。
2.3 轨道运输系统细节优化方案
针对煤矿在进行轨道运输的过程中经常出现掉车道的情况,笔者在进行本次轨道运输系统优化的过程中,采取了针对性的优化措施,更好的保证了轨道运输系统运行的安全性。主要优化措施如下:
首先是对本矿井的内部的全部道床、道岔及轨道等进行了全面的检查与维护工作,并将扳道器与道岔全封闭模式应用到该矿井的重要道岔位置,这就在很大程度上不仅克服了先前使用的卧式扳道器较容易发生不闭锁的情况,同时还利用钢板将道岔全封闭,又用轨距杆加固了道岔轨距的定位,且防止了煤泥、碎石子等废弃物的覆盖,特别是美观整洁,行走安全,实现了运输系统各环节的精细化管理。
其次是设计使用圆钢、钢板及托辊制成了梅花式地滚子,这在很大程度上转变了传统的煤矿将钢板固定在枕木上的限制,同时也防止了钢丝绳从滚子上滑落并磨损枕木和滚架的现象。
第三是设计在轨道上山安装ZDC30-2.2斜巷跑车防护装置,在+913 m、+885 m水平变坡点下方各安装一道挡车栏,在+860 m下部车场安装一道阻车栏,防止因断绳、脱钩等原因而发生跑车事故。由于拦车栏网门始终处于常关闭状态,将矿车柔性拦住,保证了井下工作人员和设备的安全,同时在很大程度上增强了轨道运输系统安全运行的可靠性。
3 煤矿轨道运输系统优化的效益
3.1 安全效益
通过对永春县新嘉煤矿有限责任公司含春煤矿运输系统进行了一系列的优化之后,不但有效的改善和提升了整个煤矿通风的效果与能力,更好的保证了进下人员的安全,且还在很大程度上延长了煤矿设备的使用年限,在部分地段实现了半自动化、自动化管理,真正的实现了高效、标准及安全,为全矿井实现高效生产、安全生产具有非常积极的作用。
3.2 经济效益
通过本次轨道运输系统的优化之后为含春煤矿带来了非常直接的经济效益。优化的方案充分利用了矿井原有的设备、设施、地面工业广场,节约了企业大量的兼并提能投资资金。另外,由于运输系统优化而节省的矿井巷道的开掘近3 000 m,不仅减少了巷道开掘费用,还大缩短矿井提能改造施工期,且降低了巷道后期使用过程中的巷道维护费用,对于当前全国煤炭形势低迷,煤炭价格较低,有着非常好的应对作用。
4 结 语
综上分析,全面的实现对煤矿轨道运输系统的优化对于煤矿生产有着较为重要的意义。因此,这就要求煤矿企业应充分认识到煤炭形势的严峻性,针对自身的实际情况,实现对轨道运输系统优化,从而更好的降低自身成本,不断的提升自身经济效益。
另外,在进行煤矿运输系统优化的过程中,应注意将现代技术应用到运输系统中,从而更好的轨道运输系统优化的效果。
参考文献:
[1] 黄河,曾鹏,刘福华,等.基于Q系列PLC和CC-Link总线的煤矿井电机车 运输监控系统设计[J].机床与液压,2013,16:165-168.
[2] 张涛,朱光营,刘延军,等.液压绞车钢丝绳变线提升装置在煤矿提升系 统中的应用[J].煤矿机械,2012,6:237-239.
[3] 刘国栋,刘强,赵二会,等.远距离综采工作面设备安全高效运输方式的 研究与实践[J].煤炭工程,2012,8:55-57.
军事运输运送路径优化研究 篇4
在军事运输过程中,通常要受道路条件(如道路类型、道路等级)、安全风险(气候条件、受敌威胁程度、隐蔽程度)、运输经济性(燃料消耗、后勤保障消耗)等多方面的因素的影响,与之同时,还要贯彻落实上级首长或指挥员的意图,在综合各种影响因素的基础上才能做出路径优化决策。
1 军事运输运送路径优化目标
在进行军事运输运送路径优化时,首先要确定路径优化的目标。由于军事运输涉及到军队不同单位,他们之间的目标可能会不一致,因此在路径优化时应综合考虑各方面的要求。在选择路线时,单纯考虑军事需求的时效性是不全面的,它还涉及到运输安全性和经济性等多方面因素,如果将这些制约因素看成优化目标,则属于一个多目标决策问题。因此,本文将军事运输运送路径优化目标分为三大类,分别为军事时效性目标、军事经济性目标和军事安全性目标。时效性目标主要通过路线长度(L)、运输时间(T)两个分目标表示;经济性目标主要通过运输过程的所花费用(F)表示;安全性目标通过路线的安全系数(S)表示。
目标体系确定后,需要确定各项目标的权重。权重表示了各项目标在路线选择中所占的重要程度。对于多目标优化问题,采用线性加权和法把多目标转化为单目标进行处理,由于各目标值存在一定的模糊性和不同量纲,可依据具体的军事运输任务和战场情况,采用“专家打分法”、“经验统计”或“层次分析法”等对各目标进行量化处理,各目标的权重也可用类似的方法确定。则问题可转为如下单一目标形式:
αi是各量的权重系数,满足αi∈[0,1],且∑αi=1
实际上,保证作战需要是军交运输的首要任务,因此时效性目标权重值通常应设置较大些。以下对4个目标分别进行解释说明:
目标1:路线距离L
该目标主要是比较不同输送路线的距离,最优值是路线总距离最小的路线。
式中:Li表示路段i的长度。
目标2:运输时间T
该目标是指运输车辆在不同路线方案中所需行驶时间,该项目标的最佳值是行驶时间最少的路线,通过不同路段内所用时间加和求得。路段时间可以通过每个路段的长度除以该路段的平均行驶速度求得。路段平均行驶速度可通过对每个路段实际测量或相关统计数据获得,如没有有关数据可通过相关T技=i术=n∑1标(准LVii规)定的不同道路等级的设计速度来计算。
式中:Vi表示路段i内的平均行驶速度。
目标3:运输费用F
该目标是指完成运输过程所需的费用,由于该目标只用于比较不同路线方案之间的费用,属于运输过程中共同的费用,如途中后勤保障所花费用差别不大可以不考虑,只考虑道路F运=输i过=n∑1程Li的ρθ燃料费用。
式中:ρ表示运输车辆单位里程的耗油量;θ表示车辆所用燃油的单位价格。
目标4:安全系数S
该目标表示运输路线的安全风险大小。安全系数和敌人的袭击破坏、自然灾害、天气气候、运输伪装能力和我方掩护能力、道路的隐蔽性及所处地域的地形地貌有关,具有很大的模糊性。可通过战区地理信息系统和我方情报侦察系统获取信息,结合运输力量的伪装防护和我方掩护能力,最后综合S得=到i系=∪n1数Si值。
式中:Si表示各安全因素的安全系数值。
2 运送路径优化的数学模型
对于这种多目标路径优化方法可按如下方法进行解决。首先求解出各单项目标的最优值,不管其他目标如何变化。然后是每项目标的实际值尽可能接近各自单项的最优值,同时考虑每项目标的权重大小。因此为各单项目标设定一个偏差变量,偏差变量表示各单项目标的实际值与最优值接近程度。这样求最优解的问题转化为求总偏差的最小值,总偏差是每个偏差变量与各自目标权重乘积的加和。由于各单项目标的单位各不相同,因此把各单项目标的偏差变量除以各自目标的最优值,进行标准化处理。
假定共有m条道路运输路线方案,那么求解多目标问题最优解的公式如下:
(1)求前面给出的4种单项目标最优值
(2)求整体目标值最优值(即最优路径方案)
式中:Zopt表示考虑权重的整体目标的最优值;iZ表示第i条路径方案的整体目标值;Lopt、Topt、Fopt、Sopt分别表示各条路径方案中路线距离、时间、费用、安全系数这4个目标各自的最小值;Li、Ti、Fi、Si表示第i条路线方案路线距离、时间、费用、安全系数各自的目标值;α1~α4表示这4个目标各自的权重,且∑αi=1。
使用前面多目标优化数学模型,利用相关资料数据,计算出每个路线方案的目标值及整体目标值,整体目标值最小值的路线,就是最佳运输路线。可以把列在前几位的路线方案列出,综合考虑路线方案选择的其他影响因素,同时确定次优路线,作为应急备用运输路线。
参考文献
运输路线优化实训指导书 篇5
一、实训名称
运输路线优化方案调查与设计
二、实训时间
2012-12-14(本周五)~2012-12-16(本周日)
三、实训地点
校外物流企业(长通物流开封分公司、豫鑫物流开封分公司、圆通快递、韵达快递、顺丰快递、申通快递、中通快递、三毛配送中心、万宝配送中心等)
四、实训任务
(一)实地调查
以各组为单位,对以上物流企业展开调查,调查内容如下:
1.该企业的经营范围和经营规模;
2.该企业的经营网点分布情况,包括网点地址、距离;
3.该企业的运输路线、运输量情况;
4.该企业的运输设备情况;
5.该企业在运输路线优化方面采取的主要措施及成果。
(二)提交方案
以各组为单位,对以上调查结果进行汇总及分析,并对本组任务成果进行展示与汇报,内容包括以下两部分:
1.本组调查情况及调查结果介绍;
2.针对所调查企业的运输现状,提出运输路线优化方案。
五、其他要求
1.本次实训任务在校外自由进行,请分组结伴外出,并千万注意安全;
2.实训成果可以WORD、PPT等形式提交,上交时间为2012-12-21(下周五上课时)。
PS:第7~18组的公司机构及岗位设置,同时准备,并于下周五上课时讲。
铁路物流运输成本优化管理探究 篇6
【关键词】铁路物流;运输成本;优化管理
【中图分类号】F532.5 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158(2013)04-0101-01
目前的铁路运输,由于社会技术的不断进步和发展,使得原有的铁路运输优势受到挑战,如何改革挖潜,降低成本,提高效益是摆在铁路运输面前的重大课题。
一、我国目前铁路运输状况
1.我国铁路物流现状与存在的问题
我国的铁路系统的所有权与经营权全部为国有,铁道部负责全国铁路运输的经营与管理,地方铁路局负责所辖在区的铁路运输具体管理事项,整个铁路系统的整合程度低下,使得铁路物流的无论是经济效益还是社会效益都有待提高。具体体现在:一是各地方铁路局只负责本辖区的物品、材料和货物运输的管理,而忽视了与之有联系的其他地方铁路局的货物管理,原因是缺乏一种有效的制度对各地方铁路局的责任进行有效划分。二是存在货物运输时间效率低,运输过程的损耗大,运输信息查询困难等问题,不利于企业追踪物流的进展情况。三是铁路系统的国有国营造成电子商务在系统内缺乏通用性,铁路内部信息不愿意与物流的供方与需方实现共享。四是在互联网的运用方面呈现的封闭性和唯一性,使得定价、询价和招标等交易过程流于形式,给企业带来隐形成本。五是铁路运输物流在库存管理方面也有待提高。由于与现代供应链管理及零库存管理的现代物流管理要求有较大差距,使得运输资源与运输设备造成巨大的浪费,使铁路运输的物流发展受到限制。六是铁路运输物流的管理落后,周转次数多,不能形成一站式服务效率,物流时间被大量浪费,无形中增大了企业的成本。
2.铁路运输的规模效应与生产效率
目前国内在学术界对铁路运输业的研究与分析的重点主要集中在二方面,一是铁路运输管理制度问题,二是铁路运输的改革的方向问题。我国的铁路运输呈垄断经营模式,由铁道部一家对铁路运输系统进行控制。铁路运输没有体现出规模效应。建国以后,我国的铁路建设采取的是国家投资的方针,其他投资主体无缘进入铁路运输市场,民间资本更是被拒之门外,这造成了铁路发展建设的资金不足,出现了严重的负责。铁路网络的建设与发展围绕国家的政策展开,缺乏对市场需求的有效满足。而且,高度垄断的铁路运输市场造成铁路物流缺乏竞争力,带来高成本。
铁路运输的垄断经营对铁路物流业的发展带来了极大的阻力,不利于铁路物流竞争力和效率的提高。目前,打破垄断经营模式已经成为铁路运输系统改革的一个基本方向和基本共识。打破垄断的方式就是引进民间资本等,实现投资主体多元化,以提高铁路物流业的效率,降低运输成本,增进其市场竞争力。铁路运输系统的行政垄断模式不废除,没有竞争机制,铁路的物流业的发展就是一句空话。只有引进其他投资主体,进行铁路运输经营管理模式的创新、才能降低运输成本,使得铁路物流业获得持续发展。
二、铁路物流成本优化、管理创新策略
1.构建职责明确的采供管理机制
由铁道部实行统一管理,地方铁路局实施具体负责的管理模式,使得物资运输由一个铁路局进行接受,而可能是其他铁路局进行交货,在这种情况下,容易出现职责不清的问题。解决此类问题的方法,应该是对采供职责进行管理制度上的明确,并形成一种规范的程序,使得各地方铁路局在营动与管理中达到规范和高效率。负责对货物接受的地方铁路局的职责,应是对货物进行确认,中间途经的铁路局职责是负责安全护送、提供道路信息的建议,在检修时进行货物查验,负责收货的地方铁路局的职责是将货物交付并将处理隋况统一上报。在整个流程中,铁道部对整体流程进行调控,地方铁路局明确各自的职责,这样可有效防止相互推诱扯皮的现象。
2.构建高科技的电子商务平台
电子商务平台是新兴的高效市场交易网络解决方案,同时也是现代物流所必备的基础硬件之一。铁路物流向现代物流方向发展,引进电子商务平台是必不可少的举措之一。将电子商务平台同其他物流方实行网张互联,使得发货方与接收方实时掌握货物的运行动态信息,其中包括物流所处地点、到达时间等信息。网络联合主要体现在两方面,一是建立铁道部内部局域网,提供出包括部分不宜公开的信息在内的内部信息与交流等,二是同互联网相连接,进行货物信息发布与咨询。电子商务平台的建立可使企业减少其库存,实现零库存,从而将更多的资金运用于生产、销售和研发领域,达到降低运营成本的目的,最终提高资本运营效率。总而言之,建立电子商务平台可以利用互联网的技术优势,有效提高铁路的物流的运行效率。
3.实行零库存管理
库存管理对物流企业而言有着巨大潜力可挖,铁路物流业作为一个垄断性的机构,其物流库存的控制好坏对企业的成本和利润会产生巨大的影响。库存的减少可提高生产效率、降低企业成本,而且,铁路物流实现零库存管理也将提高社会整体物资周转效率,对提高整个国民经济效率发挥着重要的作用。实现零库存管理的条件是有稳固的供应方与需求方,否则,物流系统难以得到有效利用。所以,铁路物流应与一些大型企业建立起战略合作关系,进行战略性的布局,为实现零库存管理创造出基础条件。
4.构建有效的应急机制
物流企业在运营中遇到突发事件是难以避免的,这些突发事件包括自然灾害与人为事件。铁路物流管理要做到对各种突发事件进行及时处理,不影响铁路物流整体战略的发展。在出现突发事件时,应急机制就是要做到及时对物资储备进行调动,完成抗灾救灾任务,抢修铁路任务、保证物流正常运行,将突发事件造成的损失降到最小,保证整个物流过程的有序运行。
5.改善铁路运输成本
对铁路运输成本造成影响的因素主要包括:铁路运输质量、铁路运输网络、运输系统的技术装备水平、人员素质和政策等。运输质量是指铁路物流货物运输过程中的总体运营情况,也就是发货方与接货方对货物运输提出的个性化要求满足程度所做出的综合评价。铁路运输网络与装备水平是铁路物流另一个不可忽视的因素,铁路运输的特点决定了其缺乏灵活性,所以,运输网络的覆盖面对铁路运输而言就是必不可少的优势,所以要做到在时间与空间上来确保用户需求的满足。在经济不断发展的背景下,各种特殊商品也在大量出现,这些行特殊商品对运输和存储等过程提出了更高的要求,所以,铁路物流必须要具备合理的分布和足够的贮备能力,这就使得运输网络与技术装备建设显得尤为重要。对铁路物流而言,人员素质是提高效率的核心环节,尤其对现代物流而言,没有现代知识结构的物流人员,现代化物流运输就失去了发展的基础。政策也是另一项重要影响因素,为保证国民经济稳定持续发展,政府对社会资源配置实施宏观调控,因此,政府出台的的政策必将对铁路运输从宏观上带来一定的影响。
三、结束语
危险品运输方式优化研究 篇7
随着经济的快速发展,危险品的运输量也随之增加,对道路安全危害的风险在逐步扩大,不同的运输方式在不同的路径上发生事故的概率不同,造成的损失也不同,设计一个有效地运输网络可以有效地降低运输成本和事故造成的损失。如何选择最佳的运输方式和最优路径,以降低运输成本和发生事故所造成的损失,国内外很多学者进行了研究。文献[1]分析了政府如何在现有的网络中通过关闭一些路段网络使危险品运输的风险减小,又不损害运输的经济利益。主要模型就是为每次运输提供一定的路径选择,即在减小风险的时候考虑运输者的运输成本,对运输者没有经济效益的路径将排除。文献[3]在现有的运输网络中, 针对不同的危险品,政府给予不同的社会总期望损失和运输成本权重,并考虑了多种运输途径的结合,增加了在转运点进行转运时可能发生的社会总期望损失与转运费用,使其更为接近真实情况。文献[4]研究了在给定的运输环境下,在综合考虑运输成本和事故造成的损失最小的情况下运输方式和路径的选择。文献[7]运输问题设计为在时间和能力约束条件下的最短路径问题,建立一个多点之间选择最优运输方式的模型,并用基于Dijkstra算法的改进算法进行求解。本文从危险品、运输方式、运输路径等方面综合考虑,通过对单一运输方式和多种方式交叉组合的运输方式进行对比,确定在事故造成的损失最小以及运输成本最低的情况下最佳的运输方式和运输路径。
1 危险品道路运输系统组成
危险品道路运输系统是由人(驾驶员、行人、居民)、机(运输工具、运输设备)、危险品和环境(天气、道路、地理条件)等因素组成的体系[5]。各因素相互影响,一旦某一因素出现意外,都将导致事故的发生,造成人员伤亡和财产损失。因此,必须保持人、机、环境协调和谐运作,符合人适机、机宜人、环境宜人的基本协调原理。
2 危险品运输方式和运输路径优化模型
本文研究的问题描述如下:在一个由多个节点组成的运输网络中,存在多种运输方式,假设有一种危险品需要运输,两节点之间只能选择一种运输方式,该危险品运输的成本和在转运节点转运的成本已知,运输过程中和在转运节点转运时发生事故的概率以及造成的损失已知,在综合考虑运输成本和发生事故造成的损失等多个条件下,确定最佳的运输方式和运输路径。
设G=(N,E)表示一个危险品运输网络。其中N、E分别表示节点集(起点、终点和转运节点)和边集。l表示危险品在网络G中运输的某种流向,起点为s(l),终点为f(l),所有流向的集合为L,则l∈L;h为网络G中某种运输方式,在两节点之间只能采用一种运输方式,H为所有运输方式的集合,即h∈H;nl表示第l种流向的危险品在网络中的转运节点(其中nl≠s(l),nl≠f(l)),nl的集合为Nl;Wkl表示第l种流向的危险品在网络G的可选路径,可选路径的集合为Wl,即Wkl∈Wl;假设网络中只有一种危险品需要运输,ml表示第l种流向的运输量;Pijh表示运输方式h在路段(i,j)上发生事故的概率;Phxhy表示运输方式hx与hy在转运节点转运危险品时发生事故的概率;c
定义决策变量如下[6]:
运输网络中的运输总成本是由路段上的运输成本和转运节点上的成本两部分组成,可表示为:
运输网络中发生事故造成的损失,由路段上发生事故造成的损失和转运节点上发生事故造成的损失两部分组成,可表示为:
将两个目标函数进行线性加权组合,分别给予社会总期望损失和运输成本各自的权重(权重系数α满足条件0≤α≤1),则该问题的总目标函数为:
W=min{αw2+(1-α)w1}
该模型的约束条件为[8]:
各约束条件的作用如下:
3 算例分析
假设有一个如图1所示的危险品运输网络图,共有6个节点和8个路段,即N={1,2,3,4,5,6},E={(1,2),(1,3),(2,4),(2,5),(3,5),(4,6),(5,4),(5,6)}。该运输网络有两种运输方式即hx和hy,其中2→4只有hx一种运输方式,5→4只有hy一种运输方式。假设有一种f流向的危险品从起点1运输到终点6,运输量为ml=50。
由图1可以看出流向f的转运节点为N={ 2, 3, 4, 5 },路径集合为E={E1,E2,E3,E4,E5},即E1:1→2→4→6;E2:1→2→5→4→6;E3:1→2→5→6;E4:1→3→5→4→6;E5:1→3→5→6。
两种运输方式hx和hy在各路段上发生事故的概率P
取α=0.4,把有关数据带入模型中,利用Lingo90可以求出最优值为6278,此时x
取α=0.9,把有关数据带入模型中,利用Lingo90可以求出最优值为5000,此时x
通过取不同的α值可知,危险品运输的最佳路径和最佳运输方式是不同的,有时采取单一的运输方式,有时需要多种运输方式交叉使用。当α=0.9时,该危险品采取单一的运输方式;当α=0.4时,该危险品采取两种交叉组合的运输方式。以α=0.4为例,若采取1→hy→3→hy→5→hy→6的运输方式,则社会总期望损失和运输成本分别为84和108,若在节点3处进行两种运输方式的转运,即采用1→hy→3→hx→5→hx→6的运输方式,则单位流量的危险品运输的社会总期望损失和运输成本分别为66和78。所以,在适当的情况下,采取多种方式交叉组合的运输方式可以降低社会总期望损失和运输成本。
4 结束语
在实际运输过程中,各节点之间可能存在陆路、铁路、水路、航空等多种运输方式,针对不同的危险品可以采取单一的运输方式或多种方式交叉组合的运输方式。通过综合考虑危险品运输过程中的运输成本和社会总期望损失,将运输成本和社会总期望损失线性加权最小化作为目标函数,根据危险品的不同采取不同的权重系数,所建模型具有一定的通用性,可针对不同的危险品运输求得其最佳的运输方式,可以在一定程度上降低单位危险品的运输成本和社会总期望损失。
摘要:在危险品运输过程中,可能存在多种运输方式,采用不同的运输方式运输单位危险品的成本以及社会总期望损失不同。研究了在给定条件下,最佳运输方式和运输路径的选择方法。通过一个仿真例子说明了该模型的求解方法,通过对不同运输方式的对比发现,在一定情况下,采用多种方式交叉组合的运输方式可以降低单位危险品的运输成本以及社会总期望损失。
关键词:危险品,运输,方式,优化
参考文献
[1]Vedat V,Bahar Y K.A Path.Based approach for hazmattransport network design[J].Management Science,2008,1(54):29-40
[2]Erkut E,Gzara F.Solving the hazmat transport networkdesign problem[J].Computers&Operations Research,2008,35(7):2234-2247
[3]Vedat V,Bahar Y K.A Path.Based approach for hazmattransport network design[J].Management Science,2008,1(54):29-40
[4]开妍霞,王海燕.危险品运输网络中运输方式和路径优化研究[J].中国安全生产科学技术,2009,5(1):37-41KAI Yan-xia,WANG Hai-yan.Research on optimiza-tion of transportation mode and route for hazardous materi-als transportation network[J].China Safety Science andTechnology,2009,5(1):37-74
[5]任常兴,吴宗之.危险品道路安全运输路径优化方法探讨[J].中国安全科学学报,2006,16(6):129-134REN Chang-xing,WU Zong-zhi.Probe into methodsof optimal road transportation routing for hazardous matri-als[J].China Safety Science Journal,2006,16(6):129-134
[6]韩文涛.武警运输安全保障系统研究[M].军事科学出版社,2010:42
[7]ZHANG De-zhi,LING Chun-yu.A combination optimiza-tion model for multiple transportation mode selection andsolution algorithm[J].Journal of Railway Science and En-gineering,2002,4(20):71-75
[8]Erkut E,Gzara F.Solving the hazmat transport networkdesign problem[J].Computers&Operations Re-search,2008,(35):2234-2247.
[9]R.Bubbico.Maschio,B.Mazzarotta.Risk management ofroad and rail transport of hazardous materials in Sicily.Journal of Loss Prevention in the Process Industries,2006,(19):32-38
运输优化模型的研究与应用 篇8
运输是现代物流的一个重要组成部分, 运输成本在物流中占有相当大的比重, 因此对运输成本的有效管理和控制将对企业自身优势的构建和发展起到重要作用。
在无法调整生产企业地理位置分布的情况下, 以最大限度地降低化工产品运输成本, 提高企业盈利能力为目标, 某集团公司建立了一套化工产品运输优化模型, 该运输优化模型是通过线性规划[1,2,3,4]算法来直接生成全局最优、最细粒度的运输方案, 它改变了过去主要基于化工产品配置计划逐级编制运输方案的传统人工模式, 利用信息技术实现了复杂运输方案的系统自动编制, 从而大大地降低了运输方案制定的难度, 提高了方案制定的效率, 并保证了运输方案的科学性。
2 运输优化模型
化工产品运输问题, 实际上是一个或多个生产企业 (产地) 至多个销售企业所在城市 (销地) 的运输问题:使运输费用最小的条件下, 确定每个产地的每种规格型号的产品运输至销地的吨数及运输方式, 从而最大程度地降低运输成本。
从生产企业至到站城市每种产品有三种运输方式 (公路、铁路、海运) 及相应的运输价格, 如果某种运输方式不能使用, 则将其设置成为一个极大值如10 000元/吨。这三种运输方式的时效性是:公路>铁路>海运。选择运输方式时, 优先选择价格最低的, 当价格较低的两种运输方式价格差异小于50元/吨时, 优先选择时效性高的, 以此作为最终的运输方式。
2.1 确定目标函数
用函数f (x) 表示某月集团公司产品的总运输费用, 如式 (1) 所示。
其中, n0代表化工产品种类的总数 (按不同的规格型号统计) , n1代表产品生产企业的总数, n2代表产品销售前沿市场的总数 (按不同的到站仓库统计) , n3代表运输方式的总数 (运输方式有铁路、公路、海运, n3=3) 。Pi, j, k, m代表某月某个生产企业的某种产品通过某种运输方式运到某个前沿市场仓库的单位运输成本, Pi, j, k, m代表相应的运输量。
2.2 设置限制条件
在实际生产中, 每种产品的产量和销量都是一定的。在建模时, 需要把限制条件加入进去。如式 (2) 、 (3) 所示。
式 (2) 中si, j代表生产企业j关于产品i的计划生产量, 式 (2) 说明, 对于一个生产企业的某种规格型号的化工产品, 其销往各地的产品总量不能大于其计划产量;式 (3) 中ri, k代表前沿市场某仓库k关于产品i的需求量, 式 (3) 则说明某种规格型号的产品运往某个前沿市场仓库的运输总量应不小于这个前沿市场的仓库对这种规格型号产品的需求量。
2.3 模型求解
建立好模型之后, 通过采用计算机编程, 实现模型的自动求解。模型所需的实际数据和求解结果都存放在数据库的数据表中, 如生产企业表、销售企业表、运输方式表以及运输方案表。生产企业表存放企业的产品生产计划, 销售企业表存放前沿市场的化工产品销售计划, 运输方式表存放产品从生产企业运到销售大区的各个前沿市场的到站仓库的运输方式。模型运行完毕后, 将优化结果写入到运输方案表中, 供各个分管运输调度的领导决策使用。
从模型的求解结果可以看出, 这是一个详尽的执行计划, 和原来的销售大区配置计划相比, 模型的求解结果粒度更细。该运输计划包含从生产企业至销售市场的各个到站仓库, 线性规划的数学特性保证了在该粒度上具有全局最优解, 运输的目标由配置计划的大区变为现在的运输到站仓库, 从地理位置粒度上保证了系统求解所能达到的最细粒度。因此, 这样的运输方案无需销售企业再根据运输计划, 人工制定更细粒度的运输方案, 减少了运输决策的劳动强度, 并保证了运输方案的科学性。
3 运输优化模型的应用
3.1 单位运输成本的预测及更新
在产品运输优化模型中所用的单位运输成本是从历史数据中计算得到的, 即单位运输成本=总金额/总吨数。在实际应用中会遇到如下问题:
(1) 产品第一次运输时无法获得历史的单位运输成本;
(2) 单位运输成本需要人工更新;
(3) 没有对历史数据中隐藏的规律做进一步的挖掘。
本模型采用时间序列对单位成本进行合理的预测和估计, 采用变异系数对预测结果进行评价。
3.1.1 初始单位运输成本的预测
以产品中类进行分组, 考察单位运输成本的分布情况。结果如表1所示。
以产品大类进行分组, 考察单位运输成本的分布情况。结果如表2所示。
从产品中类和大类的单位运输成本变异系数分布情况来看, 产品中类的单位运输成本变异程度略微小于产品大类。因此, 当产品第一次运输时, 其单位运输成本可以采用该产品所在中类的其他产品的单位运输成本的均值来获得。如果该产品所在中类的其他产品也缺乏单位运输成本数据, 则利用该产品所在大类其他产品的单位运输成本的均值来获得。如果该产品大类也没有单位运输成本数据, 则系统采用化工产品单位运输成本的总平均值作为初次单位运输成本, 当运输活动发生后, 采用实际的单位运输成本来更新该值。
3.1.2 单位运输成本的更新
首先, 以规格型号为粒度, 对2010~2011年的每种规格型号化工产品, 在不同运输方式条件下所产生的平均单位运输成本进行统计, 计算其变异系数, 即同一生产企业的同种规格型号的化工产品在同种运输方式下, 在不同月份向同一到站城市运输的平均价格的变异系数。规格型号粒度单位运输成本变异系数分布情况见表3所示。
从表3中可以看出, 公路单位运输成本变异系数<5%的样本占样本总数的97.72%;铁路单位运输成本变异系数<5%的样本占样本总数的70.51%;海运单位运输成本变异系数<5%的样本占样本总数的72.04%。虽然数据整体波动不是很大, 但也有一定范围的波动性。根据时间序列分析方法的特点, 采用二次指数平滑法对产品从生产企业至到站城市不同运输方式的单位运输成本进行预测并更新。
3.2 模型在销售经营调度指挥系统中的应用
集团公司建立的化工销售经营调度指挥系统, 涵盖销售、财务、物流、生产等信息, 实现对化工产品的生产、配置、调运、销售、价格、财务等信息的分析, 为企业领导和业务管理人员进行经营分析与决策提供了较大支持。为了降低运输成本, 将运输优化模型应用到该系统中。整个系统的组织架构图1所示。引入物流优化模型后, 系统的配置分析、调运分析两大模块由过去的人工制定配置计划和调运计划, 转变为计算机自动根据生产企业的生产计划和前沿市场的销售计划, 自动生成相应的、全局最优的调运计划, 从而大大缩短制定调运计划的难度和工作量, 并降低运输成本。
运输优化模型的总体流程如图2所示, 共分为五个步骤。
对于展示方案设计, 我们主要从运输方案展现与方案间的差异分析结果两条主线进行, 展示结构如图3所示。在这个展示方案中, 用户可以从多个角度对优化方案进行查询、对比分析, 并可以直接生成所需的报表结果和运输方案。
实践证明, ERP化工销售决策系统引入运输优化模型后, 优化了产品销售的业务流程, 提高了企业经营效率, 并降低了化工产品的物流运输成本。
4 结语
通过引入基于线性规划的物流优化模型, 实现了利用计算机[5]根据相关的限制条件, 直接生成全局最优的运输方案, 降低了化工产品的运输成本。采用数据挖掘技术, 利用时间序列对单位运输成本进行预测, 实现了单位运输成本的自动获取及更新, 使得系统在单位运输成本发生变化时, 能及时调整运输方案, 最大限度地降低运输成本。这种解决方案, 对其他行业的物流运输系统, 也具有借鉴意义。
对物流系统而言, 运输方案的优化, 仅仅是配送网络中的一环。整个配送网络, 涉及配送中心以及产品运输。对配送中心的设计, 需要运用RDC (区域配送中心) 理论等, 进行科学的选址, 以降低产品中转的费用。对产品运输的安排, 需要综合考虑车辆、线路、人员等因素, 根据线路的长短、各种车辆的最佳运距等, 确定合适的运输方式;利用最短路径算法, 科学地确定最优的运输线路;利用人员指派理论, 对运输的人员进行合理分配, 使得人员的费用最低。下一步将对配送网络等做深入的研究, 使得数据挖掘技术真正成为企业的“第三利润源泉”。
摘要:以化工产品运输为例阐述了运输优化模型, 利用线性规划算法对化工产品的运输方案进行优化, 直接生成全局最优的最细粒度的运输方案, 保证了运输方案的科学性。在运输优化模型应用过程中, 采用时间序列对单位运输成本进行预测, 解决单位运输成本初次运输无法获取以及单位运输成本更新的问题。在化工销售决策系统引入运输优化模型后, 提高了运输决策的科学性, 大幅降低了运输方案制定的难度及化工产品的运输成本。
关键词:线性规划,时间序列,运输优化模型,单位运输成本
参考文献
[1]Dantzig G B.Linear programming extensions[M].Princeton, NJ:Princeton University Press, 1963:32-62.
[2]L.G.Khachiyan.A polynomial algorithm for linear programming[J].Soviet Mathematics Doklady, 1979, (20) :191-194.
[3]Karmarkar N K.A new polynomial-time algorithm for linear programming[J].Combinatori ca, 1984, (04) :373-395.
[4]F.L.Hitchcock.The distribution of a product from several sources to numerous localities[J].Journal of Mathematical Physics, 1941, (20) :224-230.
多基地药品运输方案优化研究 篇9
关键词:运输方案优化,运输模型,复合单位运价,位势原理,多基地
1 问题的提出
当前, 物流费用一直在企业运营费用中占据较大比例, 其优化将为企业减少大量成本。为在日益激化的市场竞争中谋求可持续发展, 企业也越来越重视物流运输方案的规划和设计, 尤其在医药企业中, 药品运输方案的优化产生的效益非常显著。本研究在对振东集团下属医药公司进行深入调研后, 为其提供优化的运输方案。
对于振东集团旗下的每个制药公司而言, 由于自身地理位置以及药品销售地区配送中心所处地域的不同, 其对应的单位运价是不同的;但必须考虑的是, 由于不同制药公司的生产规模大小不一, 在订单下达后, 规模小的公司就必然有较长的生产提前期, 这就务必会产生相对较高的单位存储费用 (在这里, 存储费应是一个复合值, 根据企业的实际情况, 它应包括因存储而产生的货架、盘点、仓管费用以及机会成本等) 。
为了使设计的物流运输方案更好地适应实际情况, 在这里把单位运价和单位存储费用合并成一项作为单位药品从产后到抵达销售区配送中心的总费用, 并以此作为复合单位运价, 这样将使得成本最低的方案优化设计更合理。目前, 研究较为复杂的问题类型一般最多考虑3、4 个属性, 多数研究都是针对考虑1、2 个属性的问题展开[1]。本文着重考虑运输费用这一属性, 且假设运输过程中车型、单位耗油、司机人工费等方面是均等的。
2 模型构建及方案设计
参数和方案设计以某一种药品为前提。根据实际情况, 进行以下参数假设[2]:
m个产地, n个销地, 分别用Mi (i=1, 2, …, m) 和Nj (j=1, 2, …, n) 表示;
Dj (j=1, 2, …, n) 分别表示n个销地Nj (j=1, 2, …, n) 所对应订单上的销售量;
Si (i=1, 2, …, m) 分别表示m个产地Mi (i=1, 2, …, m) 所对应的产量;
cij (i=1, 2, …, m; j=1, 2, …, n) 表示把药品从产地Mi运到销地Nj的单位运价;
aij (i=1, 2, …, m; j=1, 2, …, n) 表示把药品按订单数量从产地Mi运到销地Nj之前的平均单位存储费用复合值;
Cij (i=1, 2, …, m; j=1, 2, …, n) 表示把药品从产地Mi运到销地Nj的复合单位运价, 显然有Cij=cij+aij (i=1, 2, …, m; j=1, 2, …, n) ;
假设xij (i=1, 2, …, m;j=1, 2, …, n) 表示从产地Mi运到销地Nj的运输量, 以f表示运输方案对应的成本费用, 则函数表示为:
首先建立产销运价对应表, 并利用假想产地或者销地的方法在表中将产销不平衡问题转化为产销平衡。根据参数假设, 对于m个产地, n个销地的运输模型中必然有m+n-1 个独立约束方程, 即约束方程组的系数矩阵的秩为m+n-1, 这就表明此运输优化问题有m+n-1 个基变量。
求最优解按照下述步骤[3]进行:
(1) 求出初始基本可行解, 给出m+n-1 个基变量。
(2) 求出各个非基变量检验数, 即求m+n-1 个数字格以外空格的检验数, 并判断是否为最优解。若是最优解, 则停止计算;若否, 则转到下一步。
(3) 确定出、入基变量, 找出新的基本可行解。 (4) 循环第 (2) 、 (3) 步骤, 直至得到最优解。
3 优化求解过程演绎
我们以振东集团的4 个制药公司作为生产基地:振东制药 (长治) M1、泰盛制药 (大同) M2、开元制药 (长治) M3和安特制药 (晋中) M4。药品的销售遍及全国各地, 在这里为了便于演示方案优化的全过程, 以销地内蒙N1、河北N2、北京N3、天津N4、河南N5、陕西N6为例进行说明。数据列举如表1 (以阶段订单为例) 所示:
说明:各地产量的数据 (箱) 依据各制药公司的生产规模和能力;各销地的销量考虑到各地药品市场的吸纳量和市场中的竞争冲击等;运价为复合单位运价 (运价单位未必是每元, 根据具体情况, 也可能1 个单位代表5 元、10 元或者其它值) , 包括运输单价和存储单价, 分别跟路程远近、路况及存储期限等相关。数据的拟定均体现了以上各方面因素。需要解释的是, 当产销不平衡而进行平衡配置时, 只需虚拟产地或者销地即可, 令其单位运价为 ω (足够大的正数) , 由于此时的优化原理和平衡时是相同的, 为了更直观地说明优化过程, 故列举了上表的产销平衡数据。
假设xij (i=1, 2, 3, 4; j=1, 2, …, 6) 表示从产地Mi运到销地Nj的运输量, 以f表示运输方案对应的成本费用, 则目标函数为:
约束方程:
在这里, xij≥0 (i=1, 2, 3, 4;j=1, 2, …, 6)
(1) 首先用最小元素法求出初始基本可行解。基变量个数为4+6-1=9, 如表2 所示:
此时, 初始基本可行解为:x15=950, x16=150, x21=800, x23=600, x33=50, x34=250, x36=450, x42=550, x44=200
(2) 运用位势原理[4]求检验数。赋u1任意值, 不妨令u1=0, 由基变量x15的检验数 λ15=C15-u1-v5=0, 可得v5=3.2, 同理可得v6=6.2, u3=0.1, v3=8.2, v4=7.7, u2=-3.1, u4=-0.9, v1=6.2, v2=4.2。 随后, 非基变量xij的检验数 λij用公式 λij=Cij-ui-vj求出, 具体如表3 所示。
显然, 由于 λ43=-0.3, 表明已得的初始基本可行解并非最优。
(3) 方案优化调整。令x43为入基变量, x33为出基变量, 在闭回路中以偶数点的最小值min (50, 200) =50 为调整量[5], 得到新的调整方案x15=950, x16=150, x21=800, x23=600, x34=300, x36=450, x42=550, x43=50, x44=150。重新求得ui、vj的值和检验数, 如表4 所示:
显然, 所有新求得的非基变量检验数均大于等于零, 取得最优解:
药品运输最优方案为:
振东制药 (长治) 为河南配送中心运输950, 陕西配送中心运输150;泰盛制药 (大同) 为内蒙配送中心运输800, 北京配送中心运输600;开元制药 (长治) 为天津配送中心运输300, 陕西配送中心运输450;安特制药 (晋中) 为河北配送中心运输550, 北京配送中心运输50, 天津配送中心运输150。
4 结束语
本文研究了药品多基地生产模式下, 以订单导向的销售运输方案的设计和优化。需要特别说明的是, 研究中结合了地理信息, 特别是实际企业中存在的单位存储综合费用, 进而在运输方案设计中采用了单位复合运价数据模拟, 这将比单纯使用运价更为合理。然而, 在影响运输成本的诸多要素中, 本研究并未一一进行参数设置纳入到优化模型中, 运输中应急问题的影响也未涉及, 这些将在后续的研究中进一步深入和完善。
参考文献
[1]孙丽君, 胡祥培, 王征.车辆路径规划问题及其求解方法研究进展[J].系统工程, 2006, 24 (11) :31.
[2]韩伯棠.管理运筹学[M].3版.北京:高等教育出版社, 2010:127-128.
[3]Dror M, Laporte G, Trudeau P.Vehicle routing with split deliveries[J].Discrete Applied Mathematics, 1994, 50 (3) :15.
[4]Peter C, Bell.Management Science/Operations Research:A Strategic Perspective[M].Yuma:South-Western College Publishing, 1999.
运输方式选择多目标优化问题研究 篇10
交通运输是一个国家经济发展的命脉, 同时也是提高人们生产和生活水平的重要保障。特别是在我们国家这种发展中国家的条件下, 交通运输虽然快速发展, 但是仍然不能够满足当前国家经济发展和社会发展的需要。为此, 就必须能够通过当前现有的外部条件, 通过科学的手段进行运输方式中选择多目标的优化。只有这样才能够使运输方式被社会更好的运用, 从而为社会创造更多的财富。当然, 运输系统是一项较为复杂的系统, 其牵涉到多学科的理论课题, 必须以多学科为背景深入探讨来确定研究视角和研究方式。文章在考虑现有交通运输通道的背景之下, 分析了当前不同交通工具的基本经济和技术特征, 进一步提出适用于多城市最优化佳通方式组合模型, 最后, 在此基础上提出了科学规划方式和思路。
2 多目标运输通道的分析及存在的主要问题
2.1 多目标运输通道分析
经济的全球化使得一些大型物流企业不仅从事近距离的货物运输, 还从事一部分远距离运输。由于各种交通运输通道都具有自身的特点和优势, 因而对于物流企业而言就需要对运输通道加以分析, 选择最优化的目标组合方式, 从而能够以极低的成本, 按质按时的完成企业的运输任务。通道是由交通线路组成的, 对这些交通线路的分析其实可以等同于对网络的分析。网络分析则包含了最短路径分析和最优化路径分析等。因而, 在这里, 可以通过网络分析的方式为手段进行多目标的运输通道分析。
多目标运输通道的优化是指包含两个或者多个目标的优化问题。例如, 假设有一批货物从起始点O运输到目的地P, 其沿途经过m座城市。此m座城市中任意相邻的两座城市之间可以有n种不同的运输方式供选择。因而, 多目标运输通道的分析归根结底是选择某种运输方式组合, 使运输总费用尽量降低, 运输总时间尽量缩短。多目标的优化问题需要从多因素出发, 通过分析目标的性能, 使最终几项指标达到最优化。将多目标运输通道的优化假设成n个决策变量存在n维的决策空间中, m个目标函数则存在于m维的目标空间中, 其数学模型可以简单概括如下:
寻求最小值y, 即, 从而满足公式:
2.2 存在的主要问题
首先, 具有较高级别的运输系统呈现带状区域, 其中包含了若干相互平行的线路。而地图中一般缺乏对相应的运输通道的整体空间描述以及对表示方法的研究。因而, 在进行数据分析时缺乏一定的资料, 影响方式线路的优化选择。其次, 运输通道包含多种目标的运输方式交通连接点。正式由于这些交通连接点的存在, 使得多种运输费方式成为了使整个枢纽区域变化复杂的系统, 严重的影响着运输方式多样化的选择。再次, 对于交通运输方式的综合评价方法颇多, 常见的有综合评判法、模糊评判法以及灰色评价法等, 这些方法当前遇到的难题是如何使用合适的方法反应评估对象的整体水平及标准。最后, 现有的最佳目标路径寻找方法有三十余种。虽然一些传统方法尽管容易实现并且具有运算快速的特点, 但是一些传统方法只能针对袁术方式选择中的凸方法, 而对于非凸方法则不行。同时, 决策者在决策过程中需要不断地根据模型提出自己的偏好结构信息, 却不能够准确的描述自己的偏好结构。产生方式方法有待提高, 付出的代价较大, 时间效率较低。
3 运输方式多目标优化模型建立及求解
3.1 模型建立
假设运输模型满足以下两个条件。第一, 运输量在某一个城市之间不能够分割, 也就是说在某个城市只能选择一种云技术方式。第二, 企业的运输成本和运输的距离呈现线性相关。由此, 依据相关的分析方法, 可以将本问题建立运输方式多目标优化模型:
满足以下六个约束条件, 即:
根据公式, 该目标函数在整个运输过程中所能达到的最低成本为目标, 其费用分别来自于中转费、运费以及惩罚费用三者。
其中, 第一个约束条件的假设为假定城市之间只能选择一种交通方式, 也就是之前提到的运输量不再分割条件。第二个约束条件为在城市中只能进行一次运输装换。第三个约束条件确保整个运输的连续性。第四个约束条件是货物必须在规定的期限内到达目的地。第五个约束条件是货物的运输量不能够超过该运输工具的运输能力, 第六个约束条件则是决策变量只能在{0, 1}中选取。
3.2 求解
根据以上建立的运输方式选择多目标最优化模型, 将原问题转化为一个带有时间约束条件以及能力约束条件的最短路径运输问题。通过模型问题的转化, 该问题能够使用Dijkstra算法进行对两种约束条件的最优化求解。其中, 解决该问题的是时间复杂度为O (m2) 。
首先, 构造运输网络, 假设始发点为O, 将其他城市的分别扩展为g个城市, 并且假定终止点为D', 那么可以构建出如图1所示的网络。
其次, 在不考虑时间约束条件的情况下, 求出从起始点O到终止点D'的最短路径。进一步在此基础上使用Dijkstra算法进行对两种约束条件的最优化求解。下面通过具体事例加以说明。假设有五个城市, 其中两两城市之间可供选择的运输方式有三种, 即铁路、公路和航空。假定运输量为20个单位, 最迟三十天运输完毕。其中城市之间的运输费用和运输时间如图2所示, 城市之间的运输工具运输能力如图3所示, 不同运输方式之间的换装费用及时间如图4所示。那么, 根据上述解决思路, 可以构建出如图5所示的运输网络示意图。
在不考虑时间约束条件下, 可以得到从0到13的最短路径为0, 2, 6, 7, 12, 13。其中, 从城市1到城市2选择铁路, 城市2到城市3选择航空, 城市3到城市4选择铁路, 而城市4到城市5则选择航空。由此计算得出整个花费为204, 总时间消耗是32天。进一步, 利用上述思路解决, 使其满足时间约束条件, 将城市3和城市4之间的铁路换成航空, 算得总费用261, 总时间19天。
4 结束语
综上所述, 通过运输方式选择多目标模型建立和模型简化, 使用Dijkstra算法能够便捷的求出城市之间多种交通方式的最优化组合, 这对于解决现代物流业存在的最优路径问题无疑具有重要的作用。当然, 文章中的方法在拓展到网状结构的城市群还有待进一步的验证和探讨。
摘要:运输方式的选择问题直接关系到货物的运输费用、运输时间以及运输质量。只有通过对运输方式进行选择优化从而到达最佳优化效果才能够从根本上解决货物的运输问题。特别是在当今社会高速发展时期, 物流建立的较为发达, 同时国内的经济飞速发展。在新的形势下, 如何使运输方式的选择达到最优化成为企业生存的一个重要问题。为此, 首先分析了当前不同交通工具的基本经济和技术特征, 进而提出了适用于多城市的最优化交通组合方式模型, 即运输进化规划模型。最后, 提出了如何求解最优路径的科学解决办法。
关键词:运输方式,选择,多目标,优化
参考文献
[1]王涛, 王刚.一种多式联运网络运输方式的组合优化模式[J].中国工程科学, 2005 (10) .
[2]张得志, 凌春雨.多种运输方式的组合优化模型及求解算法[J].长沙铁道学院学报, 2002 (4) .
浅析煤矿主运输系统的形式与优化 篇11
关键词:煤矿企业;主运输系统;形式与优化
中图分类号:TD55;TD771 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2016)06-0169-02
作为煤矿开采系统的一个重要组成部分,煤矿运输担负着将原煤安全的送往指定位置的任务,这是煤矿开采工业稳定发展的一个重要保证。因而,煤矿企业要不断的优化主运输系统,避免传统运输系统的疏漏所造成的安全事故,从而实现煤矿产业持续健康的发展。
1 煤矿主运输系统的基本形式
1.1 破碎机
破碎机与主井皮之间的空间一般比较局促,因为长期受到破碎煤流的冲击,皮带整体会受到磨损,造成厚度和韧性的下降,这样一出现堵塞的情况必然会致使安全事故的发生,所以破碎机也是一个需要优化的系统形式。以笔者的经历来看,破碎机安装在主井尾部可能存在以下的隐患:
①盘区卸载滚筒与主井尾部皮带的距离比较大,一些原料会自由落入,这样煤流进入破碎机后破碎齿内旋会加快煤流的垂直跌落的速度,这样若是在没有安装缓冲装置的狭小空间里,会致使煤流对主井皮带形成持续的、巨大的冲击力,造成皮带的损伤;
②若长条的物料或是大块的石料卡住造成破碎机的停转,这时主井皮带还在继续运行,必然会造成皮带的划伤和撕裂。从这两点考虑,皮带机换带工作的优化和改造也是必须的。
1.2 输送机
刮板输送机主要是由输送机头、输送机尾、中间部分、辅助装置构成的,其中中间部分是有很多槽连和过度槽相组接而成的,在基槽内部有刮板链,机槽被钢板隔开分为上下连部分;煤矿采区上下山或是一些倾斜的运输中多采用带式的输送机,这种输送机有固定式和可伸缩带式两种。
前者是通过发动电动机减速器带动输送机主轮工作的,这时输送带会和滚轮之间产生摩擦,在此作用基础上实现煤矿的运输。后者与前者的原理几乎一致,唯一的不同之处在于多了一项伸缩传输带的设备;矿用输送机也分为两种,一种是钢丝绳牵引的,一种是钢丝绳芯带式的,它们被广泛应用在一些大中型的煤矿区中,拥有较高的运输能力,适合距离长的运输工作。
前者是将钢丝绳作为牵引构件,输送带负责输送机的承载部分,总体来说整体的构造较为简捷,在工作中消耗的能源比较少,方向也不会偏离,同时还能运送员工。后者的优势在于拥有承载和牵引的双重功能,操作起来十分方便,在运行过程中能够避免安全故障的发生,从而实现运输工作的稳定进行。
2 工艺和设备的改造和创新
2.1 皮带机换带的优化
笔者根据运输皮带机胶带更换的工作经验,总结性的提出了用旧带托背新带,整体全部缠绕,硫化完成后把旧带割断拖出,这样的更换工艺与之前的换带措施相比有以下优点:
①展开换带的准备工作不需要停机,这样就不会影响矿井的正常作业;
②拖带和抽带的时候借助的都是胶带输送机原有的驱动力;
③旧带托新带的方法能够缩短抽旧带的时间;
④借助胶带输送机辅助抽旧带,可以节省抽旧带的时间;
⑤采用胶带输送机沿线扩音电话等移动通讯设备,可以提高工作的效率,保证施工的安全;
⑥相比之前的方法,这种方案的准备工作相对简单,旧皮带可以在有联系的任何位置撤出。
当然,这种新工艺同样要求换带的工作人员能够进行必要的安全技术培训,一旦发现问题可以及时进行处理。
2.2 破碎机的改造方案
根据上述情况,我们可以总结出以下几个问题:
①盘区机头巷道地板厚度和破碎机的总重量不符合要求,导致地面没有足够的承重能力;
②盘区头部巷道没有破碎机的轨道,这样设备的进出十分不方便;
③盘区皮带与主井皮带尾部在一条垂线上,这样破碎机安装以后,如果不进行改造很难使煤流落在主井皮的中心线上,很容易造成皮带偏离;
④在井下作业,施工的空间比较狭小,十分不便。
针对这些情况,我们可以增大其安装位置的基础强度,在主井尾部对应的安装位置上打两堵基础墙,墙体采用整体浇筑的形式这样可以强化支撑力度。盘区机头部起底至大巷标高,这样可以缓坡重新铺底,增强巷道的承重能力,当然在铺底的同时应该在头部和安装的位置预设一条轨道,从而方便设备的进出。另外,设计异型落媒筒仓,确保煤流落在主井尾部皮带的中心位置上。
2.3 输送机节能技术
以带式输送机为例,它在实际运行的时候功率是远远小于它的设计功率,因而会造成电能的严重浪费。若是载重量变小,确保输送机的基本作业量,就可以减少运行电机的数量,这样便可以达到节能的目标效果,我们可以称它为“减电机”。这种技术的关键点在于把握电机增减的时机,按照之前的方法主要对驱动电机电流、实际计算电机功率的大小进行测定,两者之间的共同点都是为了判断输送带上物料的载重量大小,但这种新型技术对于现阶段来讲是一种比较实用的技术。
另外,变频调速节能改造原理是通过改变电动机工作电源的频率改变其电机转速的,这是近几年来企业应用比较多的一项新技术,这是由于带式输送机大多都是工频运行,很容易造成浪费,但若是使用变频器的驱动电机虽然成本稍微高一些,但是因为节能的力度比较大,可以从电费上进行弥补,成本回收特别快。对于目前已经运用的企业来说,节能的效果还是十分明显的。
3 煤矿主运输系统的优化的趋势
3.1 提高设备人员的生产条件和操作水平
主运输系统是在煤矿开采系统中占有举足轻重的地位,要确保整个运输过程的持续性,设备的操作人员必须能够熟练而正确的对其进行调度。因而,对于操作的人员来说必须对各种运输机器设备的构造、原理、用途进行了解,比如带式运输机皮带必须对它的负载量十分熟悉,只要这样才能够设置出合适的转速,确保不会出现皮带断裂的情况。
对于煤矿企业来说,要定期组织员工进行培训,提高其的专业理论知识,保证每个人在日常的工作中能够对机器设备进行合理调度和使用,打破之前那种一味按部就班的传统作业模式。煤矿行业属于高危行业,员工从事的工作环境一般比较恶劣,高强度的工作量让他们的社会地位与做出的贡献十分不符,因而要适当的对煤矿员工的工作环境进行改善。
3.2 建立指挥中心和安全监管部门
新形势下,煤矿企业要借助新的信息技术对煤矿运输系统进行控制,通过建立煤矿运输指挥中心,实现改革创新。首先,在资金上要给予绝对的支持,购置先进的计算机设备提高其系统数据处理的效率,实现运输系统网络控制的优化,从而构建新型的主运输系统模式。
一直以来,造成煤矿企业经济损失的主要原因都是因为煤矿开采事故的接连发生,所以避免矿难的发生、加强综合监管对于企业来说也是十分重要的。一个良好的监管机制能够为企业的作业提供一个安全的环境,通过多台计算机的实时控制,可以减少运输系统的事故,保证煤矿开采的有序进行。比如在集控中心采用统一的软件进行编程,这样设备可以在线参数化,通过地面的支援中心进行远程的故障诊断。
3.3 建设自动化集中控制中心
建设整体作业流程的自动化控制中心是煤矿自动化未来发展的方向。煤矿过程自动化控制中心是煤矿企业过程自动化集中控制的必然结果,它是改变现有的生产模式。通过建立数据仓库和模型实现矿井的管控一体化。不可否认的是,它的实施将会成为企业未来的生产和管理重心。
首先,控制的范围更急广泛,利用传感器得到的数据,实现跨部门、跨系统的过程自动化,这样可以有效提高公司的生产力。
其次,矿井的主要设备的运行和停止可以借助中心软件实现控制,一旦系统发生故障,我们可以根据系统下达的维修指令安排人员进行处理。
最后,通过数据仓库,我们可以利用矿井生产制造的执行系统,对生产计划、设备监控进行综合的数据分析,从而对整个生产过程中设备的检修时间合理变更。
4 结 语
总之,煤矿企业要想得到长足的发展,就必须重视主运输系统的优化,通过改善系统的信息技术和监管系统,在降低安全事故的基础上提高工作效率,这样通过构建良好的运输模式必然能够为煤矿企业带来巨大的经济利益。
参考文献:
[1] 邹婷.基于安全管理机制煤矿运输作业安全管理措施[J].山西煤矿,2011,(6).
[2] 张凯.煤矿主运输系统常用设备及其作业形式分析[J].煤炭技术,2011,(14).
[3] 吴一龙.基于计算机采煤井原煤运输操作智能化技术[J].科技创新导 报,2011,(11).
整车物流运输计划优化模型研究 篇12
关键词:整车物流,运输计划,优化模型
1 背景
随着我国经济近年来健康持续快速的发展, 汽车产业也迎来了高速的发展。中国汽车市场在国际汽车市场中占有极其重要的地位, 汽车产销量位居世界第一, 并继续保持稳健增长的势头, 这对整车物流而言无论从规模还是服务水平都提出了更高的要求, 特别是乘用车的整车物流量迅速增长。乘用车生产厂家根据全国客户的购车订单, 向物流公司下达运输乘用车到全国各地的任务, 物流公司则根据下达的任务制定运输计划并配送这批乘用车。为此, 物流公司首先要从他们当时可以调用的“轿运车”中选择出若干辆轿运车, 进而给出每一辆轿运车的乘用车装载方案以及目的地, 以保证运输任务的完成。由于轿运车、乘用车有多种规格等原因, 目前物流公司在制定运输计划时主要依赖调度人员的经验, 而在面对复杂的运输任务时, 往往效率低下, 并且运输成本不尽理想。
本文使用2014年全国研究生数学建模竞赛E题的数据, 根据客户订单的需求, 研究乘用车物流的装载方案以及运输计划问题, 以达到提高物流企业的工作效率, 降低整车物流配送成本的目的。
2 轿运车满载方案
轿运车规格和乘用车规格如下表所示:
通过计算可得轿运车1-1和1-2分别装载Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型乘运车的最大数量, 如表3所示:
注:轿运车1-1型上下层装载数量相等;轿运车1-2型上层装载是下层装载数量的2倍。
通过MATLAB软件编程, 使用穷举法列出1-1型和1-2型所有最优满载的组合情况, 如表4和表5所示 (由于数据很多, 所以表中只列出满载组合情况的一部分数据) 。即1-1型轿运车运输三种乘用车共有35种满载组合方式, 1-2型轿运车运输三种乘用车共有73种满载组合方式, 考虑到运输过程中乘用车装载不对称的情况会影响运输过程的稳定性, 故剔除四种不符合稳定性要求的满载的组合方式, 只保留了69种。
3 运输计划优化模型建立与求解
表6给出了运输各种乘用车到目的地的运输路线及需求量:
图1为运载乘用车的运输路线图, 其中各段长度:OD=160, DC=76, DA=200, DB=120, BE=104, AE=60, 在这里将运输路线设定为两条, 分别为:O→D→C为第一条运输路线;O→D→B→A为第二条运输路线, 由图1可看出两条路线的运输都经过O→D段。设h为第一条路线上在D点卸载的Ⅰ型乘用车的数量, 那么根据题意, 在第二条运输路线上在D点卸载的Ⅰ型乘用车的数量为41-h辆。
以完成4个目的地运输任务最少轿运车使用量为目标, 分别以Ⅰ型乘用车沿第一条运输路线被运输到目的地C、Ⅰ型乘用车沿第二条运输路线被运输到目的地D, B, A、Ⅱ型乘用车沿第一条运输路线被运输到目的地C、Ⅱ型乘用车沿第二条运输路线被运输到到目的地A、第一条和第二条运输路线上满足1-2型轿运车使用量不超过1-1轿运车使用量的20%为约束条件, 建立运输计划整数规划模型如下:
约束条件:
其中, 所有变量均为正整数;由于使用1-1型轿运车运输三种乘用车共有35种满载组合方式, 设第i种满载方式使用1-1型轿运车每辆车装Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型乘用车分别为ai、bi、ci辆;使用1-2型轿运车运输三种乘用车共有69种满载组合方式, 设第k种运载方式使用1-2型轿运车yk辆, 每辆车上装Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型乘用车分别为dk、ek、fk辆;x1i是第一条运输路线上1-1型轿运车满载组合方式中第i种运载方式需要的1-1型轿运车数量;x2i是第二条运输路线上1-1型轿运车满载组合方式中第i种运载方式需要的1-1型轿运车数量;y1j是第一条运输路线上1-2型轿运车满载组合方式中第i种运载方式需要的1-2型轿运车数量;y2j是第二条运输路线上1-2型轿运车满载组合方式中第i种运载方式需要的1-2型轿运车数量;h是在第一条路线上D点卸载的Ⅰ型乘用车的数量。
使用Lingo软件编程求解模型Ⅰ, 可得到41种优化方案, 当h=39、h=40和h=41时, 完成运输任务需1-1型与1-2型轿运车数量共25 (1-1型21, 1-2型4) 辆, h取1-38之间的数值时, 需求的轿运车总量大于25辆, 即轿运车最优调用数量为25辆。
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