進(jìn)藏物資托盤箱配備數(shù)量與成本研究

田潤良，戴金池，張　穎，蘇　楓

(1.軍事交通學(xué)院 汽車指揮系，天津300161； 2.軍事交通學(xué)院 研究生管理大隊，天津 300161； 3.65151部隊，沈陽110000)

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● 軍事物流Military Logistics

進(jìn)藏物資托盤箱配備數(shù)量與成本研究

田潤良1，戴金池2，張穎2，蘇楓3

(1.軍事交通學(xué)院 汽車指揮系，天津300161； 2.軍事交通學(xué)院 研究生管理大隊，天津 300161； 3.65151部隊，沈陽110000)

為構(gòu)建以集裝箱為基礎(chǔ)的軍事物流體系，更好地開展進(jìn)藏物資集裝化示范工程，根據(jù)“進(jìn)藏物資集裝化示范工程”開展情況，介紹目前開展集裝化運輸?shù)默F(xiàn)狀，探討全面開展進(jìn)藏物資托盤箱調(diào)運的相關(guān)理論問題。在考慮經(jīng)濟(jì)性原則下，構(gòu)建以成本為目標(biāo)的進(jìn)藏物資托盤箱配備的數(shù)量模型，并通過實例分析歷年開展進(jìn)藏物資運輸?shù)那闆r，提出現(xiàn)階段進(jìn)藏物資運輸需配備的托盤箱數(shù)量。

集裝箱運輸；空箱調(diào)運；集裝箱配備；成本

我軍每年進(jìn)藏軍需物資達(dá)數(shù)萬噸，主要包括食品、藥材、被裝、油料等。此外，每年還會運輸大量建材，如2014年，汽車部隊通過青藏線共運輸近××萬t水泥。散裝運輸為目前進(jìn)藏物資運輸采用的主要方式，因而存在著大量的反復(fù)裝卸作業(yè)問題，且軍需物資多采用紙箱與編織袋包裝，反復(fù)裝卸，易引起貨損貨差[1]。以從西部戰(zhàn)區(qū)經(jīng)鐵路運達(dá)格爾木，再經(jīng)青藏公路運到拉薩，最后由駐藏汽車部隊組織下送為例，物資一般需進(jìn)行8次左右裝卸，需要大量的裝卸力量，產(chǎn)生高昂的人工裝卸費用。據(jù)測算，1 t水泥裝卸費用在100元左右，年總裝卸費約900萬元，由于反復(fù)裝卸，運往西藏的水泥平均損耗率高達(dá)3%，按在拉薩購買1 t水泥近700元計，每年損耗費達(dá)189萬元。所以，開展集裝化運輸，不但能帶來軍事效益，還能帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益。

為加快現(xiàn)代軍事物流體系建設(shè)，創(chuàng)新運輸投送保障新模式，推動我軍集裝箱運輸發(fā)展，原總后軍事交通運輸部于2015年開始，針對進(jìn)藏物資運輸面臨的一系列問題，開展了“進(jìn)藏物資集裝化示范工程”，希望為構(gòu)建以集裝箱為基礎(chǔ)的現(xiàn)代軍事物流體系打下基礎(chǔ)。

1　進(jìn)藏物資軍事運輸?shù)幕厩闆r

從方向上看，我軍目前公路運輸力量多部署于青藏線、川藏線及新藏線沿線，這些地區(qū)運輸任務(wù)重、運輸條件差，各汽車部隊在完成進(jìn)藏物資運輸任務(wù)等方面一直發(fā)揮著極其重要的作用。

1.1進(jìn)藏物資集裝化運輸現(xiàn)狀

自2015年起，總部機(jī)關(guān)在西藏開始試行“進(jìn)藏物資托盤箱公路運輸”工作。汽車部隊目前大量編配的“ND1626”等運輸車型不能運輸國際標(biāo)準(zhǔn)的20英尺集裝箱，同時部隊缺少標(biāo)準(zhǔn)集裝箱的裝卸載工具，主要還是依靠人工裝卸，因此在“進(jìn)藏物資托盤箱公路運輸”工作中采用了能夠使用現(xiàn)配車型運輸?shù)? t型1 100 mm×1 100 mm×1 300 mm托盤箱?？紤]到邊防部隊沒有很好的裝卸場地，提出了對托盤箱5面可拆卸功能的需求，方便在各種條件下實現(xiàn)人工快速掏箱(如圖1所示)。

1.2進(jìn)藏物資運輸流程

不考慮體制編制調(diào)整的情況下，進(jìn)藏物資托盤箱運輸流程有以下幾步：①需求單位提報計劃，逐級上報，由原軍交運輸部審核后，制訂相應(yīng)的運輸計劃；②原軍交運輸主管部門將制訂好的運輸計劃，逐級下達(dá)到需求單位以及具體負(fù)責(zé)的運輸單位和倉庫；③倉庫之間依據(jù)計劃的運輸量，進(jìn)行托盤箱的調(diào)運；④運輸單位按計劃日期到倉庫裝載物資；⑤將物資運輸?shù)街付ǖ膫}庫并卸載托盤箱；⑥由當(dāng)?shù)刎?fù)責(zé)的運輸單位配送或需求單位自行提取托盤箱。托盤箱的回收過程跟運送過程相反。

2　配備與調(diào)運問題的理論分析

分析影響托盤箱配備與調(diào)運問題的相關(guān)因素，對比目前部隊集裝箱運輸?shù)墓芾眢w制和運輸流程，提出合理的配備與調(diào)運模型，是正確理解配備與調(diào)運問題的關(guān)鍵。

2.1模型流程描述

從進(jìn)藏物資集裝化運輸流程來看，可將其看為各地、各倉庫之間的托盤箱的調(diào)運問題，因此可簡化托盤箱的流程[2]：進(jìn)藏物資運輸主要涉及四川、青海、西藏3個地區(qū)及各倉庫，以成都、格爾木、拉薩作為3個節(jié)點(三角形)，假設(shè)所有進(jìn)入該地區(qū)的物資需先經(jīng)過這3個節(jié)點，它們各自下轄有若干倉庫(圓形)，調(diào)運過程主要在它們之間進(jìn)行(如圖2所示)[3]。

圖2　模型示意

2.2影響因素分析

①運輸需求量。運輸需求量在很大程度上可以代表托盤箱的需求量，一般運輸需求量增加時，托盤箱需求量也會增加。②購置成本。配箱太少，則周轉(zhuǎn)效率低下，甚至影響任務(wù)按時完成；配箱太多，則成本過高。③運輸成本。運輸成本太高時，通過調(diào)運解決需求便不如增配空箱經(jīng)濟(jì)。④存儲成本。如果需求量與供給量失衡，會產(chǎn)生很大的空箱閑置成本。⑤周轉(zhuǎn)效率。周轉(zhuǎn)效率的高低直接影響需要的托盤箱數(shù)量，更高的周轉(zhuǎn)效率意味著更少的配箱量[4]。

2.3參數(shù)設(shè)定

(1)節(jié)點參數(shù)。設(shè)R為虛擬節(jié)點集合，i，j∈R。Q為倉庫集合，m，n∈Q。T為計劃周期集合，t∈T。αim為i節(jié)點與m倉庫的關(guān)系，0-1變量：αim=1，m倉庫在i節(jié)點的覆蓋范圍內(nèi)；αim=0，m倉庫不在i節(jié)點的覆蓋范圍內(nèi)。βmn為m倉庫與n倉庫的關(guān)系，0-1變量：βmn=1，m倉庫與n倉庫可以實施調(diào)運；βmn=0，m倉庫與n倉庫不可以實施調(diào)運。

(3)其他參數(shù)。設(shè)Dmt為t時期m倉庫托盤箱空箱需求量，m∈Q；Wmt為t時期m倉庫空托盤箱供給量，m∈Q；Kijt為t時期i節(jié)點到j(luò)節(jié)點的空箱調(diào)運能力，i≠j；Kmnt為t時期m節(jié)點到n節(jié)點的空箱調(diào)運能力，m≠n；Kimt為t時期i節(jié)點到m倉庫的箱調(diào)運能力；Vij為i節(jié)點到j(luò)節(jié)點的運輸時間，i≠j；Vmn為m倉庫到n倉庫的運輸時間，m≠n；Vim為i節(jié)點到m倉庫的運輸時間。

(4)模型決策變量。設(shè)Ym為m倉庫的初始托盤箱配備量；Imt為t時期m倉庫托盤箱庫存量；Xijt為t時期i節(jié)點到j(luò)節(jié)點的空托盤箱運輸量，i≠j；Xmnt為t時期m倉庫到n倉庫的空托盤箱運輸量，m≠n；Ximt為t時期i節(jié)點到m倉庫的空托盤箱運輸量；dmt為t時期m倉庫使用的托盤箱數(shù)量[5]。

3　模型構(gòu)建與求解

依據(jù)之前對進(jìn)藏物資運輸流程的分析，在合理假定條件的基礎(chǔ)上，確定目標(biāo)函數(shù)與約束條件，并對模型進(jìn)行求解。

3.1模型假設(shè)

(1)假設(shè)一類節(jié)點，其需求由覆蓋范圍內(nèi)所有倉庫的需求決定，本身不產(chǎn)生托盤箱的供給和需求，同時其周轉(zhuǎn)效率很高，不存在空箱堆積和存儲費用，是一個虛擬的收發(fā)節(jié)點。

(2)每個節(jié)點下屬有多個倉庫存在，每個倉庫均存在托盤箱的供給、需求。

(3)所有節(jié)點的需求都必須被滿足，并且優(yōu)先滿足自身。

(4)在完成初始托盤箱配置后，在調(diào)運期間不再購置新箱，需求的空缺通過調(diào)運來滿足。

(5)各倉庫的空箱存儲費用已知。

(6)各節(jié)點間運輸費用與運輸能力已知。

(7)不考慮托盤箱的報廢與維修[6]。

3.2目標(biāo)函數(shù)

總成本最優(yōu)：

式中：i,j∈R；m,n∈Q；t∈T。該函數(shù)表示總成本由空箱運輸成本、存儲成本、購置成本決定。

3．3約束條件

(1)

dmt=Dmt

(2)

(3)

Xijt≤Kijt

(4)

Xmn≤Kmn

(5)

Ximt≤Kim

(6)

(7)

(8)

其中：i,j∈R；m,n∈Q;t∈T；式(1)表示空箱流量守恒；式(2)表示所有運輸需求都必須被滿足；式(3)表示自身的需求優(yōu)先被滿足；式(4)～式(6)分別表示對空箱調(diào)運能力的限制；式(7)、式(8)是運輸線路上的守恒。

4　算例求解

托盤箱運輸在R1、R2、R3三個地區(qū)之間開展。R1區(qū)域內(nèi)主要涉及2個倉庫Q1與Q2，R2區(qū)域內(nèi)主要涉及2個倉庫Q3與Q4，R3區(qū)域主要涉及3個倉庫Q5、Q6、Q7，總運輸任務(wù)為12萬t。

(1)αim取值。根據(jù)運輸節(jié)點示意圖可知各節(jié)點與倉庫之間的覆蓋關(guān)系，αim的取值見表1。

表1　各節(jié)點(i)、倉庫(m)的覆蓋關(guān)系(αim)

(2)βmn取值。當(dāng)m=n時，βmn=0；當(dāng)m≠n時，βmn=1。

(3)T取值。選取的調(diào)運計劃周期為4。

(4)空箱運輸成本。各節(jié)點、倉庫間的空箱運輸單位成本見表2。

表2　空箱運輸成本

(5)托盤箱的購置成本。托盤箱的購置成本為P=2 000元。

(6)倉庫儲存成本。單位倉儲成本Hm固定為15元。

(7)各倉庫托盤箱需求情況見表3。

表3調(diào)運周期內(nèi)各倉庫托盤箱空箱需求

(8)運輸能力和運輸時間占比見表4。運輸時間占比=運輸時間/T×100%。

結(jié)合數(shù)據(jù)，利用Lingo 9.0對模型求解，經(jīng)計算后得到使調(diào)運期內(nèi)相關(guān)總成本最小的配置見表5。

表5　各倉庫托盤箱配備量及總成本

5　結(jié)　語

由以上可知，如果進(jìn)藏物資運輸全部采用自備托盤箱形式，一年總運輸任務(wù)為12萬t物資，分為4個周期進(jìn)行的調(diào)運過程中，大約需配備托盤箱22 400個，總的空箱調(diào)運總成本最優(yōu)為45 367 454元，購箱成本占了其中的主要部分。單就每年的水泥運輸而言，年總裝卸費用高達(dá)900萬元，損耗費用189萬元，平均每年節(jié)省約1 000萬元的經(jīng)費，5年內(nèi)即可收回成本。

[1]趙方庚，石曉燕.加強軍用物資集裝化建設(shè)的策略分析[J].包裝工程，2013(9)：127-130.

[2]魏雪婷.海陸聯(lián)運下可折疊集裝箱配置問題研究[D].大連：大連海事大學(xué)，2014 .

[3]施亞萍，陳兵.鐵路集裝箱空箱調(diào)運最優(yōu)化方案研究[J].鐵道經(jīng)濟(jì)研究，2010(2)：41-45.

[4]劉小偉，楊磊，吳文娟.國外托盤共用模式及對我國的啟示[J].鐵道貨運，2015，33(3)：47-51.

[5]吳建國.班輪公司集裝箱配備總量研究[D].大連：大連海事大學(xué)，2011.

[6]張迅.如何衡量集裝箱配備量[J].集裝箱化，2006(2)：34-36.

(編輯：史海英)

Quantity and Cost of Pallet Containers for Transporting Supplies to Tibet

TIAN Runliang1, DAI Jinchi2, ZHANG Ying2, SU Feng3

(1.Automobile Command Department, Military Transportation University, Tianjin 300161, China；2.Postgraduate Training Brigade, Military Transportation University, Tianjin 300161, China；3.Unit 65151, Shenyang 110000, China )

In order to construct a container-based military logistics system and promote Containerization Demonstration Project of Supplies for Tibet, this paper introduces the current development of containerized transport of our army and elaborates the theories concerning this issue. A cost-based quantity model of the pallet containers for Tibet supplies is built. Case studies are used to analyze the transportation of supplies for Tibet in the past years and the number of pallet containers needed at present for transporting supplies to Tibet is proposed.

container transport; empty container transportation; container equipment; cost

2015-12-08；

2016-01-05．

田潤良(1961—)，男，博士，教授，碩士研究生導(dǎo)師．

10．16807/j.cnki.12-1372/e.2016.07.011

U169.72

A

1674-2192(2016)07- 0048- 04