童珮珮 浙江理工大學(xué)

物流中心的資源優(yōu)化配置問題研究

童珮珮 浙江理工大學(xué)

在考慮到物流中心月吞吐量的變化，叉車的可替換性以及工作時間的限制，建立了基于物流中心的叉車年運(yùn)營成本最小化的非線性規(guī)劃的配置模型，并用某物流中心的案例驗證了模型的有效性，同時也得到了該物流中心應(yīng)配置的叉車的數(shù)量。

物流中心 資源優(yōu)化 非線性規(guī)劃模型

物流中心是物流運(yùn)輸過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)，其作業(yè)效率的高低會影響到貨物的時效，從而會影響了客戶滿意度。物流中心的主要作業(yè)流程是裝卸作業(yè)流程，從貨物的到貨卸貨流程和貨物的出貨裝貨流程都需要搬運(yùn)設(shè)備來支持作業(yè)，在搬運(yùn)設(shè)備中用到最多的就是叉車，為了保證物流中心的高效率作業(yè)和貨物的時效，提高客戶滿意度，就需要對叉車進(jìn)行合理的配置。

就目前閱讀的有關(guān)資源優(yōu)化配置的文獻(xiàn)而言，這方面的研究還比較多，但大多數(shù)是從宏觀角度來研究這個問題，他們對資源的定義是廣義的資源，然而資源可以分為廣義的資源和狹義的資源，很多學(xué)者從廣義的方面研究問題，從狹義的角度研究的比較少。宋遠(yuǎn)卓（2008）詳細(xì)分析配送中心的各個作業(yè)流程，確定各個流程所需要的搬運(yùn)設(shè)備的類型，然后建立關(guān)于費(fèi)用和效率的多目標(biāo)的配送中心的搬運(yùn)設(shè)備配置優(yōu)化模型。宮磊（2011）從搬運(yùn)設(shè)備的完好率和維修狀態(tài)率的角度來分析資源優(yōu)化配置問題，以物流中心的運(yùn)營成本為目標(biāo)函數(shù)，建立線性規(guī)劃模型。邱嵐（2013）分析了倉儲中心的五大作業(yè)流程，并確定需要叉車作業(yè)的環(huán)節(jié)和類型，然后采用定額計算的方法確定各個作業(yè)環(huán)節(jié)的叉車的類型以及相應(yīng)的數(shù)量?？v觀以上學(xué)者的研究可知，他們對于資源的配資都是靜態(tài)的，沒有考慮到貨量是動態(tài)變化的.程翱（2015）考慮到生產(chǎn)物流的過程是動態(tài)的，每個月貨量存在很大的變化，利用排隊論建立了關(guān)于生產(chǎn)物流系統(tǒng)的運(yùn)作總成本最小的資源配置模型。

物流中心的吞吐量是在變化的，那么對于叉車就需要進(jìn)行動態(tài)配置了，目前物流中心的叉車的消耗磨損太高了，自主購買叉車不劃算，所以分撥中心都愿意選擇租賃叉車。所以本文就基于這一點(diǎn)，對物流中心的叉車配置問題進(jìn)行研究。

一、問題描述

本文以物流中心的卸貨流程（入庫環(huán)節(jié)）為研究對象，對這一過程中的叉車配置問題進(jìn)行研究。某分撥中心的一年的貨量如下圖1-1.每個月分撥的到達(dá)曲線和出發(fā)曲線是基本吻合的，因此本文只考慮貨物到達(dá)分撥的這個環(huán)節(jié)；圖中物流中心的貨量有高峰期和平緩期以及低谷期，為了降低叉車運(yùn)營成本，就需要按月來配置叉車的數(shù)量。

圖1-1 2016年的貨量信息

二、數(shù)學(xué)模型建立

（一）模型假設(shè)

為了方便本文的建模，因此需要簡化一些條件，分別有：

（1）物流中心的卸貨流程和裝貨流程的叉車的類型和數(shù)量一樣；

（2）物流中心的操作人員能夠熟練的運(yùn)用各種類型的叉車；

（3）物流中心的貨物的結(jié)構(gòu)和類型基本上穩(wěn)定，叉車的類型能夠滿足需要；

（二）模型建立

本模型中一共有j種類型的叉車，一共有i個月，因此每個月所需配備的數(shù)量就是Xij，因為本文所有叉車都是租賃的，所以月租賃成本為Cij。其他參數(shù)說明如下：

Qi表示第i月份物流中心的到貨的貨量；

yij表示第i月份第j中類型的叉車完成任務(wù)所需要的工作時間，單位：小時；

Tj表示第j種類叉車一般規(guī)定的作業(yè)時間；

Pij表示第i月份第j種類叉車的臺時產(chǎn)量，單位：噸/小時；

K完ij表示第i月份第j種類叉車的完好率；

K利ij表示第i月份第j種類叉車的利用率；

K,利ij表示第i月份第j種類叉車完好時的利用率；

Q,

i表示第i月份內(nèi)特殊貨物的總重量；

r,

j表示第j種類叉車每工作臺時的動力成本；

由于叉車是按月配置的，所以不考慮設(shè)備的維修費(fèi)用，因此叉車的年運(yùn)營成本主要包括叉車的租賃成本和動力成本。模型如下：

（1）表示物流中心叉車的年運(yùn)營總成本；（2）表示所有種類叉車的作業(yè)量等于該物流中心的到貨量；（3）有些特殊貨物需要大噸位的搬運(yùn)設(shè)備來搬運(yùn)；（4）（5）設(shè)備利用合理，保證設(shè)備達(dá)到一定的利用水平；（6）決策變量非負(fù)，且取整數(shù)。

三、案例分析

本文以某快運(yùn)企業(yè)的某物流中心為例。該物流中心位于某市的某路的9號菜鳥基地5號庫，占地面積達(dá)20000多平，平均月吞吐量達(dá)到60000萬噸以上，主要處理重量在50KG以上的家電類，五金類，大理石類，玻璃類，服裝類等。

本文只針對卸貨流程所需的平衡重叉車和電動托盤搬運(yùn)車的數(shù)量配置。這兩類設(shè)備的型號和額定載重量以及相關(guān)的成本，臺時產(chǎn)量等均已知。平衡重叉車和電動托盤搬運(yùn)車的額定荷載均為2噸，月租成本分別為5500元/臺，2400元/臺；其每小時的動力成本分別為1.31元/小時，3.72元/小時。

根據(jù)構(gòu)建的叉車優(yōu)化配置模型，采用LINGO11軟件編程計算，得到了該叉車配置優(yōu)化方案，優(yōu)化后的成本為738542元，其優(yōu)化配置方案如下表1-3.

表1-3 優(yōu)化后的配置方案

四、結(jié)論

叉車應(yīng)該是按照物流中心的月吞吐量動態(tài)變化來配置，這樣能提高叉車的利用率和降低叉車的年運(yùn)營成本，因此建立了關(guān)于叉車年運(yùn)營成本最小化的非線性規(guī)劃模型，并結(jié)合案例，運(yùn)用lingo11對模型求解。該模型可為以后物流中心的叉車數(shù)量配置提供一定的參考。

[1]程翱.基于M-M-N排隊模型的動態(tài)生產(chǎn)物流運(yùn)輸資源優(yōu)化配置方法[D].廣州:廣東工業(yè)大學(xué)，2015.

[2]程翱，屈挺，王宗忠，張婷，羅浩.基于排隊論的生產(chǎn)物流運(yùn)輸資源優(yōu)化配置方法[J].廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2015:83-88.

[3]宮磊.物流中心裝卸搬運(yùn)設(shè)備保有量研究[D].大連:大連海事大學(xué)，2011.

[4]邱嵐.某企業(yè)零配件物流倉儲中心的叉車配置方法及其應(yīng)用研究[D].上海：上海交通大學(xué)，2013.

[5]宋遠(yuǎn)卓.物流配送中心搬運(yùn)設(shè)備配置研究[D].四川:西南交通大學(xué)，2005.

[6]張俊，陳雨青，蔣林飛，李欣.窄巷道立體庫叉車數(shù)量配置模型研究[J].物流科技，2015:123-126.

童珮珮，女 ，漢族，安徽人，浙江理工大學(xué)碩士研究生，研究方向：物流服務(wù)與管理。