引力模型在電網(wǎng)公司物流網(wǎng)絡(luò)節(jié)點布局優(yōu)化中的應(yīng)用研究

文/馮曉倩

關(guān)鍵字：物流網(wǎng)絡(luò)節(jié)點布局；引力模型

一、引言

電力行業(yè)是關(guān)乎國計民生的基礎(chǔ)性行業(yè)，其發(fā)展對我們的日常生活和國家的經(jīng)濟建設(shè)有著至關(guān)重要的作用。作為傳統(tǒng)的國有壟斷企業(yè)，電網(wǎng)公司的物資管理仍處于原始、落后、低效的狀態(tài)，電力物流的服務(wù)能力還有待提高，而這些都基于電網(wǎng)公司物流網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點布局。電網(wǎng)公司的物流網(wǎng)絡(luò)節(jié)點指的是存儲電力物資的倉庫，我國電網(wǎng)公司的物資倉庫由于歷史沿革等原因，大部分隸屬當(dāng)?shù)毓╇娋郑ㄋ┕茌牐嬖谛姓趬?、物資配送、信息調(diào)撥成本高效率低等問題，無法發(fā)揮物流的規(guī)?；⒓s化和標準化作用。因此，對電網(wǎng)公司物流網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進行優(yōu)化，是提高電網(wǎng)公司的物流服務(wù)水平的前提和基礎(chǔ)。

引力模型[1]源自于牛頓的“萬有引力”模型，后經(jīng)1880年英國人口學(xué)家雷文茨坦引入社會科學(xué)領(lǐng)域后獲得了廣泛而成功的應(yīng)用。20世紀20～30年代，美國學(xué)者發(fā)現(xiàn)了人文地理學(xué)領(lǐng)域三個方面的引力模型，即農(nóng)民的移動、商品的流動和婚姻距離，掀起了引力模型研究應(yīng)用的一次高潮?，F(xiàn)如今，引力模型被廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟學(xué)領(lǐng)域，多用來研究區(qū)域或城市層面的物流行業(yè)空間吸引范圍的確定和劃分，較少涉及物流節(jié)點。根據(jù)電網(wǎng)公司的物流特性，可以對萬有引力模型中的質(zhì)量因子和距離因子進行改進，構(gòu)建適合電網(wǎng)公司的引力模型，并將其應(yīng)用于研究物流節(jié)點的空間吸引范圍，從而對電網(wǎng)公司物流網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點布局進行優(yōu)化。

本文的研究重點即為電網(wǎng)公司物流網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的布局優(yōu)化，就現(xiàn)有電網(wǎng)公司物流網(wǎng)絡(luò)節(jié)點布局的現(xiàn)狀和存在的問題進行分析，建立電網(wǎng)公司物流網(wǎng)絡(luò)節(jié)點布局的引力模型，并以某電網(wǎng)公司為例論證模型的合理性和有效性。

二、電網(wǎng)公司物流網(wǎng)絡(luò)節(jié)點布局的現(xiàn)狀和存在的問題

目前我國電網(wǎng)公司的物資倉庫實行分級管理，采取“一級倉+二級倉+急救包”的層級模式[2]，主要存在以下幾個問題：

1.電網(wǎng)公司物流網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的選址受限于供電局。大部分一、二級倉依托于電網(wǎng)公司的供電局網(wǎng)點，而急救包設(shè)置在供電所中。此布局方式，使得倉庫設(shè)施靠近生產(chǎn)需求生成地，對保證生產(chǎn)效率有一定的作用。但忽略了物流節(jié)點分布原則，無法充分發(fā)揮物流的規(guī)模化、集約化、標準化的特點。

2.各地區(qū)網(wǎng)絡(luò)成熟度不均衡。目前我國電網(wǎng)公司的物資倉庫網(wǎng)點布局普遍存在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)物流網(wǎng)絡(luò)節(jié)點布局比較成熟，管理模式有效，運作效率高，有效地支持了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展。在經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)，由于物流需求相對較少，時效性要求相對較低，管理模式還停留在摸索階段，存在運作效率比較低的問題，網(wǎng)絡(luò)布局有待進一步完善。

3.網(wǎng)絡(luò)資源區(qū)域自管，無法實現(xiàn)系統(tǒng)整體最優(yōu)。各網(wǎng)省電網(wǎng)公司沒有起到統(tǒng)籌管理的帶頭作用，沒有更好地履行物資統(tǒng)一調(diào)撥這一職責(zé)，從而使得其下轄子公司、分公司之間物資調(diào)撥存在障礙。這一問題的存在，使得各省電網(wǎng)物資無法在全省區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)資源共享。在出現(xiàn)自然災(zāi)害等重大事故時，無法做到快速統(tǒng)一調(diào)撥，無法快速響應(yīng)物資需求，將會嚴重影響事故問題的解決。

三、優(yōu)化模型

本文將引力模型應(yīng)用到電網(wǎng)公司物流網(wǎng)絡(luò)中表示節(jié)點與節(jié)點之間的物流需求引力，用電網(wǎng)物資需求量表示影響節(jié)點間物流需求引力的作用因素，用運輸距離和運輸費率表示節(jié)點間的經(jīng)濟距離，更加合理有效地優(yōu)化電網(wǎng)公司物流網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點布局。改進后的引力模型公式：。其中，F(xiàn)表示電力物資需求引力；r表示倉庫的物資需求量；d表示運輸距離；c表示運輸費率；表示倉庫之間連接的0～1指標。

當(dāng)電網(wǎng)公司物流網(wǎng)絡(luò)總體物資需求引力達到最大時，區(qū)域聚合最佳，即：

圖1 某省電網(wǎng)公司物流網(wǎng)絡(luò)節(jié)點布局圖

表1 區(qū)域聚合模型所需參數(shù)的參數(shù)值

其中：Z表示電網(wǎng)公司物流網(wǎng)絡(luò)總體物資需求引力；M表示一級倉的備選點集合；表示倉庫是否為聚合中心的0～1指標；A表示聚合后的物流區(qū)域個數(shù)；r1和r2分別表示區(qū)域的物流需求總量閾值；a1和a2分別表示物流區(qū)域個數(shù)的閾值；表示倉庫是否為聚合中心的0～1指標。

圖2 優(yōu)化的物流網(wǎng)絡(luò)節(jié)點布局圖

圖3 物流網(wǎng)絡(luò)總體物資需求引力變化圖

四、案例分析

某省位于中國南部，該省電網(wǎng)公司在省內(nèi)共有19個物資倉庫，其中1個區(qū)域物流平臺，4個一級混合儲備倉和14個二級倉，具體分布如圖1所示。

由于該省電網(wǎng)公司的各物資倉庫定位不清，故本文擬將該省區(qū)域內(nèi)的19個倉庫全部作為一級倉的備選節(jié)點。該模型所需設(shè)定的參數(shù)值見表1。

使用混合粒子群算法對模型進行求解，得出優(yōu)化后的物流網(wǎng)絡(luò)節(jié)點布局如圖2所示，該省電網(wǎng)公司物流網(wǎng)絡(luò)總體物資需求引力變化如圖3所示。

五、總結(jié)

通過以上對某省電網(wǎng)公司物流網(wǎng)絡(luò)節(jié)點布局的優(yōu)化案例分析，可以看出優(yōu)化后的物流網(wǎng)絡(luò)的物資需求引力在省內(nèi)達到最大，有效提高了該省電網(wǎng)公司的物流服務(wù)能力。進一步論證了引力模型在電網(wǎng)公司物流網(wǎng)絡(luò)節(jié)點布局優(yōu)化中的可行性和適用性。