物流中心的资源优化配置问题研究

童珮珮 浙江理工大学

物流中心的资源优化配置问题研究

童珮珮 浙江理工大学

在考虑到物流中心月吞吐量的变化，叉车的可替换性以及工作时间的限制，建立了基于物流中心的叉车年运营成本最小化的非线性规划的配置模型，并用某物流中心的案例验证了模型的有效性，同时也得到了该物流中心应配置的叉车的数量。

物流中心 资源优化 非线性规划模型

物流中心是物流运输过程中非常重要的一个环节，其作业效率的高低会影响到货物的时效，从而会影响了客户满意度。物流中心的主要作业流程是装卸作业流程，从货物的到货卸货流程和货物的出货装货流程都需要搬运设备来支持作业，在搬运设备中用到最多的就是叉车，为了保证物流中心的高效率作业和货物的时效，提高客户满意度，就需要对叉车进行合理的配置。

就目前阅读的有关资源优化配置的文献而言，这方面的研究还比较多，但大多数是从宏观角度来研究这个问题，他们对资源的定义是广义的资源，然而资源可以分为广义的资源和狭义的资源，很多学者从广义的方面研究问题，从狭义的角度研究的比较少。宋远卓（2008）详细分析配送中心的各个作业流程，确定各个流程所需要的搬运设备的类型，然后建立关于费用和效率的多目标的配送中心的搬运设备配置优化模型。宫磊（2011）从搬运设备的完好率和维修状态率的角度来分析资源优化配置问题，以物流中心的运营成本为目标函数，建立线性规划模型。邱岚（2013）分析了仓储中心的五大作业流程，并确定需要叉车作业的环节和类型，然后采用定额计算的方法确定各个作业环节的叉车的类型以及相应的数量。纵观以上学者的研究可知，他们对于资源的配资都是静态的，没有考虑到货量是动态变化的.程翱（2015）考虑到生产物流的过程是动态的，每个月货量存在很大的变化，利用排队论建立了关于生产物流系统的运作总成本最小的资源配置模型。

物流中心的吞吐量是在变化的，那么对于叉车就需要进行动态配置了，目前物流中心的叉车的消耗磨损太高了，自主购买叉车不划算，所以分拨中心都愿意选择租赁叉车。所以本文就基于这一点，对物流中心的叉车配置问题进行研究。

一、问题描述

本文以物流中心的卸货流程（入库环节）为研究对象，对这一过程中的叉车配置问题进行研究。某分拨中心的一年的货量如下图1-1.每个月分拨的到达曲线和出发曲线是基本吻合的，因此本文只考虑货物到达分拨的这个环节；图中物流中心的货量有高峰期和平缓期以及低谷期，为了降低叉车运营成本，就需要按月来配置叉车的数量。

图1-1 2016年的货量信息

二、数学模型建立

（一）模型假设

为了方便本文的建模，因此需要简化一些条件，分别有：

（1）物流中心的卸货流程和装货流程的叉车的类型和数量一样；

（2）物流中心的操作人员能够熟练的运用各种类型的叉车；

（3）物流中心的货物的结构和类型基本上稳定，叉车的类型能够满足需要；

（二）模型建立

本模型中一共有j种类型的叉车，一共有i个月，因此每个月所需配备的数量就是Xij，因为本文所有叉车都是租赁的，所以月租赁成本为Cij。其他参数说明如下：

Qi表示第i月份物流中心的到货的货量；

yij表示第i月份第j中类型的叉车完成任务所需要的工作时间，单位：小时；

Tj表示第j种类叉车一般规定的作业时间；

Pij表示第i月份第j种类叉车的台时产量，单位：吨/小时；

K完ij表示第i月份第j种类叉车的完好率；

K利ij表示第i月份第j种类叉车的利用率；

K,利ij表示第i月份第j种类叉车完好时的利用率；

Q,

i表示第i月份内特殊货物的总重量；

r,

j表示第j种类叉车每工作台时的动力成本；

由于叉车是按月配置的，所以不考虑设备的维修费用，因此叉车的年运营成本主要包括叉车的租赁成本和动力成本。模型如下：

（1）表示物流中心叉车的年运营总成本；（2）表示所有种类叉车的作业量等于该物流中心的到货量；（3）有些特殊货物需要大吨位的搬运设备来搬运；（4）（5）设备利用合理，保证设备达到一定的利用水平；（6）决策变量非负，且取整数。

三、案例分析

本文以某快运企业的某物流中心为例。该物流中心位于某市的某路的9号菜鸟基地5号库，占地面积达20000多平，平均月吞吐量达到60000万吨以上，主要处理重量在50KG以上的家电类，五金类，大理石类，玻璃类，服装类等。

本文只针对卸货流程所需的平衡重叉车和电动托盘搬运车的数量配置。这两类设备的型号和额定载重量以及相关的成本，台时产量等均已知。平衡重叉车和电动托盘搬运车的额定荷载均为2吨，月租成本分别为5500元/台，2400元/台；其每小时的动力成本分别为1.31元/小时，3.72元/小时。

根据构建的叉车优化配置模型，采用LINGO11软件编程计算，得到了该叉车配置优化方案，优化后的成本为738542元，其优化配置方案如下表1-3.

表1-3 优化后的配置方案

四、结论

叉车应该是按照物流中心的月吞吐量动态变化来配置，这样能提高叉车的利用率和降低叉车的年运营成本，因此建立了关于叉车年运营成本最小化的非线性规划模型，并结合案例，运用lingo11对模型求解。该模型可为以后物流中心的叉车数量配置提供一定的参考。

[1]程翱.基于M-M-N排队模型的动态生产物流运输资源优化配置方法[D].广州:广东工业大学，2015.

[2]程翱，屈挺，王宗忠，张婷，罗浩.基于排队论的生产物流运输资源优化配置方法[J].广东工业大学学报，2015:83-88.

[3]宫磊.物流中心装卸搬运设备保有量研究[D].大连:大连海事大学，2011.

[4]邱岚.某企业零配件物流仓储中心的叉车配置方法及其应用研究[D].上海：上海交通大学，2013.

[5]宋远卓.物流配送中心搬运设备配置研究[D].四川:西南交通大学，2005.

[6]张俊，陈雨青，蒋林飞，李欣.窄巷道立体库叉车数量配置模型研究[J].物流科技，2015:123-126.

童珮珮，女 ，汉族，安徽人，浙江理工大学硕士研究生，研究方向：物流服务与管理。