成品油配送中车辆优化调度问题研究

2022-09-11

石油石化行业中, 建立现代化的成品油配送体系成为该行业的一项重要内容。企业要追求高效益, 就必须利用先进科学的配送制来降低物流费用, 就必须加大投入和改造力度, 积极营造现代化的配送中心。与传统的储运设施功能不同的是, 现代的配送中心更加强调集约化、规模化的管理方式, 可以极大地降低物流成本开销。

1 成品油配送中车辆优化调度的过程分析

在成品油的储运过程中, 最核心最关键之处就是要加强物流配送车辆的优化调度, 要确保物流运输的合理化, 这是控制成本、增强企业竞争力的关键。配送体系是由多个配送中心组成的有机体。物流配送中心车辆调动的过程, 其实就是立足于总体的配送目标, 采用系统原理, 选择交通路线和交通工具, 组织交通运输活动, 争取做到最快速度、最短路径、最少消化以及最少环节。成品油配送中车辆的优化调度其实就是通过对路径、交通路线以及交通运输工具等各个方面的选择来优化调度方案的过程。

2 车辆调度优化的基本方法

在车辆调度优化系统中的调度优化问题较为复杂, 为了降低求解难度, 一般来说, 我们会将技术难题加以分解和转化, 将其转化成为已经研究过的基本问题, 进而加以求解。基本问题包括但是不限于以下问题:分派问题、背包问题、旅行商问题、最短路问题、运输问题以及中国邮路问题等等。常用的方法主要是线性规划法、匹配理论、组合理论、统计分析、经验分析、动态规划法、割平面法等等。

3 物流配送车辆优化目标及调度模型

成品油的汽运过程中, 不同的货运任务, 需要的车辆数量是不同的, 再加上每个货运任务都有其集货点和送货点, 这就需要我们结合具体的情况来确定车辆行驶路线进行车辆优化调度。

首先, 按照货主的要求送货以提高物流服务质量, 这也是我们优化的中心目标之一。其次, 从节约成本和提高经济效益的角度规划物流配送的相关要素, 即追求配送时间准确性的前提下尽可能地追求成本最低化;最后, 追求空载率最低化, 即追求配送车辆的最大载重利用率。

我们会将车辆调动问题整合成各种存在一定关系的模型或者凸轮, 一般来说, 模型主要分为三种:以物流为基础的模型、以车流为基础的模型以及集覆盖模型。

4 车辆优化调度问题的分类研究

4.1 非满载车辆优化调度

当货主要求的成品油数量比运输车辆的容量小时, 车辆在运输过程中是以非满载的状态运行, 此时可以考虑让一辆运输车执行多项任务, 也就是说让不同货主的成品油装载于同一辆运输车进行运输。这里主要包括以下两种情况:

4.1.1 集货或送货单独进行

物流的运输是全部由集货点 (装货点) 或送货点 (卸货点) 车辆空车从车场 (泛指车辆出发地, 可以是车库、货场、仓库、配送中心等) 出发, 去各货主处装满货后返回车场, 或是车辆装满货物去各货主处卸货后返回车场。此时, 成品油运输总量低于一辆运输车的装载量, 完全可以由一辆车来执行多项任务, 称为有容量限制的TPS问题。

4.1.2 集货和送货一体化

集货和送货一体化是指成品油的每一次运输都存在着其集货点和送货点, 车辆一般先统计到集货点进行装货, 进而统一到送货点卸货, 在运输任务完成之后, 车辆要再次回到原先出发的车场。如果集货点和送货点较为分散, 并且货运任务容量较大的情况, 容易造成车辆空驶, 货物难以混装;相反情况, 可以安排一辆车在几个集中点装卸。

4.2 满载车辆优化调度

当货主要求的成品油数量较大, 超过运输车辆的容量时, 进行成品油配送的车辆可能远不止一辆, 为保证货主货物量, 车辆一般为满载运行。满载成品油的货车, 从车场出发到几个集货点装卸后返回车场 (仅有装货) , 或是车辆出发到几个送货点卸货 (仅有卸货) 后返回车场。此时的车辆优化调度按照车场的不同, 可分为单个车场的优化调度与多个车场的优化调度。运输车辆来自同一个车场时, 由于每项任务的货物量较大, 每辆车只能去执行一项任务, 这时, 车辆直接从车场到任务点装货 (或卸货) 后返回车场。运输车辆直接按照出发地与运输地的最短路线运输即可, 不需要对运输线路进行优化。运输车辆来自不同的车场时, 即从多个车场出发的车辆到多个任务点执行运输任务, 这种情况即为运筹学中的一般的运输问题, 一般用表上作业法解决运输问题。首先确定初始基可行解, 按单位运价的大小决定供应的先后, 优先满足单位运价最小者的供销要求, 即从单价中最小运价确定供应量, 逐步次小, 直至得到m+n-1个数字格;其次, 进行解的最优性检验, 通常采用闭回路法计算空格 (非基变量) 的检验数;最后, 进行解的调整, 即从检验数为负值的格出发, 做一条除该空格外其余顶点均为有数字格组成的闭回路, 在这条闭回路上对空格的运量作最大可能的调整。需要指出的是, 运输过程中是以卡车为单位, 车辆不装满的话就不能实现效益最优化, 而整数解性质可以避免运输方案为小数的麻烦。

摘要：车辆优化调度具有很强的工程应用背景, 在节约成本、提高企业经济效益等各个方面都有重大意义。从物流配送过程分析出发, 针对物流配送车辆优化的相关问题展开深入探讨。

关键词：成品油配送,车辆调度,优化