货运站机械设备数量选择模型的建立_江丽炜.pdf

《货运站机械设备数量选择模型的建立_江丽炜.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《货运站机械设备数量选择模型的建立_江丽炜.pdf（3页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、文章编号:1008-1402(2008)01-0059-03货运站机械设备数量选择模型的建立江丽炜,邬万江,王树林(佳木斯大学,黑龙江 佳木斯 154007)摘要:通过对货运企业机械设备配置管理的论述,系统分析了影响物流中心机械设备数量配置的各类影响因素,并运用Spreadsheet 方法描述问题,确定出货运站机械设备合理配置数量的随机线性规划模型.关键词:货运;机械设备;线性规划;配置方法中图分类号:U492.1+45文献标识码:A0 引 言随着全球经济的快速发展和现代科学技术的不断进步,现代物流业作为现代经济的重要组成部分和工业化进程中最为经济合理的综合服务模式,正在全球范围内得以迅速发展

2、.作为物流功能实现的主体,货运系统的设计也越来越受到重视.货物运输是整个物流过程中的最重要环节,而完成货物运输是离不开机械设备的.本文就货运站机械设备数量选择模型进行研究.1 物流中心机械设备数量配置影响因素分析 由于影响物流中心机械设备数量配置的外部因素的不确定性非常强,以下仅对各种内部因素进行讨论.机械设备作业量.机械设备作业量是表示机械设备实际工作量的指标,它要受到吞吐量、操作系数和货运站场地布局等因素的影响.吞吐量反映了货运站在区域经济和社会发展中的地位,也是货运站设施和经营管理水平的综合性反应.对于管理水平高、装卸搬运工艺成熟、货种结构变化不大的货运站,货物平均操作系数基本保持稳定.

3、不同场地布局对机械的工作效率具有很大影响.货运站库、场、功能区、车布局紧凑合理,货物运输距离短,货运站工作效率必然较高;布局不合理,必然带来大量的倒载、搬运,增加不必要的操作过程,货运站工作效率则较低,从而影响机械的合理拥有量.机械设备役龄.设备从投入运转直至报废的整个时间,称为设备的工作寿命,也称设备的更新周期或折旧期.一般情况下,根据经济寿命 T0来考虑设备的报废更新.机械设备的役龄影响到机械的完好率、台时产量、维修费用等一系列指标,是确定设备合理配置、更新改造等决策的重要影响因素.同时,货运企业机械在整体上必须保证一定的役龄分布,每年保证一定的更新改造和维修保养,并及时报废老化严重的机械

4、,使货运站机械总体上能够满足装卸生产的需求.合理确定装卸机械设备的使用年限是影响机械设备合理拥有量以及设备更新的重要因素.机械设备完好率与利用率.设备完好率和利用率能够反映企业的设备管理水平和技术装备素质,是评价货运站装卸机械技术管理水平的两项重要指标.货运站机械的配置数量直接影响两项指标的数值,这两项指标也反映了机械配置数量是否合理.设备完好率是设备管理的一个重要考核指标,它反映企业机械设备管理、使用、保养、维修工作的情况,对促进企业的设备管理发挥重要作用.完好率是具有横向联系的一种指标,它既能反映设备的技术状态水平,又能反映设备点检工作的状况和生产维修的工作效果.设备利用率是一种纵向延伸的

5、指标,考核它不仅可以反映设备的投资效果、设备的转运率和作业效率,而且可以反映设备系统功能收稿日期:2008-01-16作者简介:江丽炜(1965-),女,黑龙江佳木斯人,佳木斯大学教授,研究方向交通运输规划与管理.第 26卷 第 1期 佳 木 斯 大 学 学 报(自 然 科 学 版)Vol.26 No.1 2008年 01 月 Journal of Jiamusi University(Natural Science Edition)Jan.2008的投入及性能发挥的状况.机械设备购置与运营成本.货运站的机械运营成本是货运站装卸总成本的主要组成部分.降低机械运营成本就可以较大幅度降低装卸总成本

6、,从而增加利润、提高企业的经济效益.装卸机械的购置成本在生产活动中以固定成本折旧的形式体现.在折旧方法确定的条件下,初始购置成本越高,每年分摊的折旧越多.从经济的角度说,机械设备运营成本是影响货运站利润、货运站机械设备拥有量的重要因素.简单的说,设备使用的总成本可以理解为单台设备与设备拥有量的乘积.通过对影响成本的因素进行控制,货运站可以在降低拥有量提高利用率的同时,降低总费用.2 机械数量配置的随机线性规划模型确定货运站机械数量配置的目标是在完成货运站生产任务的前提下,达到机械成本最低,从而使装卸机械创造最大的效益.线性规划是解决在一定约束条件下达到规定目标的有效方法,结合货运站机械成本因素

7、中具有随机变量的实际,选择随机线性规划模型来确定流动机械设备数量配置.2.1 Spreadsheet 简介Spreadsheet 方法是一种管理科学教学与应用的有效方法,它为管理科学提供了一种问题描述、数据处理、模型建立与求解的有效工具.其重点不是数学公式的推导与计算,而是注重于如何对复杂的实际系统进行描述与建模,并运用计算机求解,因此避免了大量繁琐的数学公式,使得管理科学的理论方法简明直观,容易理解与应用.Spreadsheet是在 Excel 或其它背景下将所需解决的问题进行描述与展开,然后建立数学模型,并使用 Excel 或其它背景的命令与功能进行预测、决策、优化等运算与分析.2.2 线

8、性规划模型货运站投入生产后,并在货运站管理水平一定的条件下,各类机械经过一段时间的实际运转其生产效率、利用率、完好率等指标相对稳定.同时,货运站经过一定时间的经营,机械设备进行更新,必然造成不同类型机械运行状况的差异.因此,对货运站机械设备数量配置数学模型进行如下基本假设:研究针对经过长时间稳定运营的货运站,对各类型机械设备管理水平、运行使用状况稳定;研究对象为流动机械;货运站对不同类型的货物具有成熟的装卸操作工艺;研究主要针对杂货货运站,且认为同种作业可以采用多种型号的机械设备来完成;货运站装卸的货种结构相对稳定;所配置设备满足生产条件,符合关键因素.货运站装卸机械合理配置所要达到的目标为:

9、满足货运站装卸与仓储等生产任务,装卸机械在决策期内为货运站创造的收益最大.在生产任务一定的条件下,装卸收入一定,降低机械设备运营成本是提高机械设备效益的基本途径.由于营运总成本由固定成本和变动成本两部分组成,因此,目标函数为决策期内运营总成本最小,即:mincost=mi=1Cgixi+mi=1Cbiyi(1)决策变量分为两类:xi第 i 类机械的配置数量;yi第 i 类机械的工作台时;参数解释:Cgi-第 i 类机械固定成本;Cbi-第i 类机械单位工作台时的变动成本.固定成本由设备折旧费、大修理基金、工人工资与福利费构成,即:Cgi=Czi+Cdxi+Cgf(2)式中:Czi-第 i 类机

10、械折旧费用;Cdxi-第 i 类机械大修理基金;Cgf-第 i 类机械工人工资与福利费用.变动成本由保养维修费用、运行材料费用、燃料(电力)费用构成,即:Cbi=Cbxi+Cci+Cri(3)式中:Cbxi-第 i 类机械单位工作台时保养维修费用;Cci-第 i 类机械单位工作台时运行材料费;Cri第i 类机械单位工作台时燃油(电力)费用.约束条件:决策变量非负,机械设备台数为整数.xi,yi0,xi为整数各机型起运量之和等于该类机械的总起运量.mi=1P台时iyi=Q(4)式中:Q 决策期内所研究机械类型总起运量(t);P台时i-第 i 类机械的台时产量.流动机械工作效率能够满足与之配合工作

11、60佳 木 斯 大 学 学 报(自 然 科 学 版)2008 年的固定机械效率需求.mi=1P台时iyinj=1P台时jyj(5)式中:P台时j-第 j 类固定机械的台时产量;yi-第 j 类固定机械的工作台时.机械的利用率控制在一定合理范围内:其上限避免机械工作强度过大,并保证生产高峰期能够完成任务;下限保证利用率为一定水平,并避免机械设备闲置浪费.yi-xiK完i24 365 K完i0yi-xiK完i24 365 K利i0(6)式中:K完i-第 i 类机械的完好率;K利i,K利i-第 i 类机械的完好台时利用率上、下限.满足特殊货物对特定机型的需求.例如某些货物单件重量大,只能由较大吨位机

12、械完成作业.mi=1P台时iyiQz(7)式中:Q-决策期内 z 类特殊货物起运量(t).2.3 随机线性规划模型机械故障的发生具有随机性,导致机械的日常维修费用具有随机性,目标函数中单位台时维修保养费用为随机变量.所以原线性规划模型演化为随机规划期望值模型,其目标函数修正为:mincost=Emi=1Cgixi+Emi=1Cbiyi=mi=1E(Czixi)+mi=1E(Cdxixi)+mi=1E(Cgfixi)+mi=1E(Cbxiyi)+mi=1E(Cciyi)+mi=1E(Criyi)=mi=1Czixi+mi=1Cdxixi+mi=1Cgfixi+mi=1E(Cbxiyi)+mi=1

13、Cciyi+mi=1Criyi(8)以对决策期内货运站机械起运量的预测为前提,模型研究货运站在未来决策期内流动机械的合理拥有量.机械起运量仅考虑决策期内总量,其波动性在模型中不予考虑.对机械全年合理利用率的限制,可以保证机械在生产高峰期通过提高短期内利用率来完成装卸搬运作业.接下来可以以某区域历史数据为基础,对货运站机械合理配置数量随机规划模型进行验证和应用.参考文献:1 李葆文.简明现代设备管理手册 M.北京:机械工业出版社,2004.2 孙焰.现代物流管理技术 建模理论及算法设计 M.上海:同济大学出版社.2004.3 丁以中,JenniferS.Shang.管理科学 运用 Spreads

14、heet 建模和求解 M.北京:清华大学出版社.2003.Creation on Choice Model of Mechanical Equipment Quantityin Freight StationJIANGLi-wei,WU Wan-jiang,WANG Shu-lin(Jiamusi University,Jiamusi 154007,China)Abstract:By discussing the allocation management of mechanical equipment in freight station,the paper ana-lyzes all ki

15、nds of factors which affect freight station mechanical equipment optimization,and adoptsSpreadsheet to de-scribe the questions,establishes freight station equipment quantity optimization and builds random line plan model.Key words:freight;mechanical equipment;line plan;distribution method61第 1 期江丽炜,等:货运站机械设备数量选择模型的建立