基于模糊聚類分析的大型工程物流分類管理分析

鄭曉云 李夢璐 韓麗娜

(東北林業大學土木工程學院,黑龍江 哈爾濱 150040)

基于模糊聚類分析的大型工程物流分類管理分析

鄭曉云 李夢璐 韓麗娜

(東北林業大學土木工程學院,黑龍江 哈爾濱 150040)

依據影響工程項目物流管理的主要因素建立分類指標體系且對指標權重賦值，運用模糊聚類法對鋼材、混凝土等大型工程主要施工物資進行分類，識別對物流管理影響大的關鍵物資和對物流管理影響小的次要物資，最后提出了大型工程物流管理建議。

大型工程，物流管理，模糊聚類

21世紀以來，我國國民經濟高速增長，綜合國力日益強盛，大型與特大型工程數量與日俱增，如為舉辦奧運會所建設的國家體育場和國家游泳中心；為推動長江三角洲地區合作與交流建設的杭州灣跨海大橋；為促進西部與中東部地區良性互動協調發展所建設的川氣東輸工程等。大型工程的建設在國民經濟和社會發展中占有重要地位，而物流管理又是大型工程建設中的關鍵環節。

近年來，國內外學者對工程項目物流管理的研究主要有對物流過程的組織結構、物流成本效益分析和物流系統運行過程三方面的研究[1]。但在物資分類管理中還存在很多問題，如大型工程項目在管理工程物資時眉毛胡子一把抓，缺乏科學有效的管理方法，不能實現良好的資源配置；本文通過建立大型工程項目物資分類指標體系，對鋼材，混凝土等十四種主要工程物資采用模糊聚類法分類，識別對物流管理影響大的關鍵物資和對物流管理影響小的次要物資并據此配置資源，根據物資物流特點量體裁衣，探索大型工程項目的物流管理方法，為促進大型工程項目物流工作高效完成提供借鑒[2]。

1 大型工程主要物資的分類指標體系

1.1 大型工程物資分類指標體系的建立

大型工程項目的物流管理是指圍繞大型工程項目的物資采購、運輸、裝卸、儲存、現場搬運、生產加工、回收、廢棄處理等具有綜合型復雜內容的全過程物流組織[3]，物資類型主要有結構材料，裝飾材料，專用材料，周轉材料，構配件，施工機械等[4]。大型工程項目物流的主要特點是物流流量大，涉及高新技術和先進設備的探索性使用，存在特殊物流單元—超限物資[5]和施工區域呈線性分布等[6]。本文依據影響工程項目物流管理的主要因素，以科學性與實用性，整體性與層次性，通用性與可比性為原則建立大型工程項目的物資分類指標體系，如圖1所示。

1.2 指標權重賦值

采用G1法[7]依據15份專家所填權重調查表確定各指標權重，權重確定過程如下：

3)通過相對重要程度調查表確定rk值，rk賦值表如表1所示。

表1 rk的賦值表

重要性程度指標x*k-1與x*k同等重要指標x*k-1比x*k稍微重要指標x*k-1比x*k明顯重要指標x*k-1比x*k強烈重要指標x*k-1比x*k極端重要rk11.21.41.61.8

k=m,m-1,m-2,…,3,2。

5)指標權重的確定：

取上述指標權重平均值，得出各指標的最終權重值(見表2)。

2 大型工程主要物資的模糊聚類

2.1 模糊聚類簡介

按確定的標準對客觀事物進行分類的數學方法稱為聚類分析，它是數量統計中多元分析的一個分支，是一種硬劃分，把每個待

辨識的對象嚴格的劃分到某個類中，具有非此即彼的性質[9]。在大型工程物資分類中往往沒有明顯的分類界限，模糊聚類分析的基本思想就是用相似性尺度來衡量事物之間的親疏程度，并以此為分類，因此用模糊理論來進行的聚類分析會更符合客觀實際。

表2 指標權重表

2.2 大型工程主要物資的模糊聚類過程

1)原始矩陣的建立。

a.通過發放調查問卷統計分數，計算各類物資各項分類指標綜合得分。

b.指標預處理：將指標分為“成本型”指標和“效益型”指標，“成本型”指標是指指標取值越小越好的分類指標，“效益型”指標是指指標取值越大越好的指標[10]。文中將不可替代性、作用影響程度、需求量、生產周期、生產難度、使用覆蓋周期、價格、缺貨成本、運輸成本、訂購成本、儲存成本劃分為“成本型”指標，此類指標取值越小越好。將市場流通量、有效使用期劃分為“效益型”指標，此類指標取值越大越好，據此對指標進行預處理。

成本型指標計算公式：

效益型指標計算公式：

c.xij計算完成后乘以各指標的權重ωj，得出原始數據X。

2)模糊相似矩陣的建立。

對于待分類的工程物資X=(x1,x2,…，xn)首先要鑒別元素xi與xj的相似程度，用相似系數rij表示，區間為[0,1]，采用歐幾里得距離法計算相似系數rij：

由此得到模糊相似矩陣：

3)模糊等價矩陣的建立。

根據計算所得的模糊相似矩陣R，不一定具有傳遞性，還需要將R改造成具有傳遞性的模糊等價矩陣R*。用二次方法求R的傳遞閉包t(R)=R8，t(R)就是所求的模糊等價矩陣R*。

4)模糊聚類。

a.將λ取若干不同值(0≤λ≤1)，得若干λ截集，得出物資分類。X1：木材,X2：混凝土,X3：水泥,X4：鋼材,X5：磚石砌塊,X6：玻璃陶瓷,X7：防水材料,X8：保溫材料,X9：建筑門窗,X10：管材,X11：周轉材料,X12：通用機械,X13：超限物資,X14：設備配件。

物資分類表見表3。

表3 物資分類表

b.動態模糊聚類圖見圖2。

c.確定分類。

當λ=0.171 5時，大型工程主要物資分為八類，第一類物資包括混凝土，超限物資，水泥，磚石砌塊，鋼材，周轉材料，保溫材料，此類物資在大型工程的物流工作中起著關鍵影響作用，以物資在物流管理中的重要性、稀缺性、時效性、成本為依據識別此類物資為關鍵物資；第二類物資是玻璃陶瓷，第三類物資是木材，第四類物資是建筑門窗，第五類物資是防水材料，第六類物資是設備配件，第七類物資是通用機械，第八類物資是管材，此七類物資在大型工程的物流工作中影響作用一般，以物資在物流管理中的重要性、稀缺性、時效性、成本為依據來識別此七類物資為一般物資。

3 大型工程主要物資模糊聚類結果分析

3.1 各類物資物流特點

1)關鍵物資。

混凝土，超限物資，水泥，磚石砌塊，鋼材，周轉材料和保溫材料，此類物資在大型工程物流管理中的重要性、稀缺性、時效性、物資成本四方面的特點突出。鋼材和混凝土廣泛應用于大型工程的建筑結構中，鋼材和混凝土共同組成的承重體系是影響建筑結構安全最關鍵的因素，其他材料難以替代二者的特殊工程性質，一旦缺貨會使得施工進度癱瘓，釀成巨大損失，故在工程物流中鋼材和混凝土十分重要。超限物資作為特殊物流單元往往超長超寬或超高超重，如非標準化的特殊大型設備，其生產周期長、生產難度大、市場流通量小，具有一定稀缺性，在工程建設中需求量少但擁有其他設備無法替代的專業功能，在整個工程中起關鍵作用。超限物資的生產地往往距離工程建設地點較遠，運輸路線長、難度大、成本高、影響因素多。水泥的運輸和儲存不能受潮且儲存時間不宜過長，一般情況下自出廠日期起，超過三個月視為過期，使用時必須重新檢驗，故在工程物流中必須注意水泥的儲存環境和時效性管理。磚石砌塊和保溫材料在施工物資中體積較大，運輸儲存過程中需要合理的規劃和管理，在有限的施工場地，磚石砌塊的合理堆放可以避免因現場作業空間狹小和場地交通阻塞造成的施工不便。保溫材料的運輸不同于其他物資采用重量計算方式，保溫材料往往采用體積計算方式，因此運輸成本較高。周轉材料相比其他施工物資，多出一個逆向物流環節，只有妥善的現場物流管理和逆向物流管理才能使周轉材料在周轉中充分發揮其使用價值，降低工程成本。

2)一般物資。

包括玻璃陶瓷，木材，建筑門窗，防水材料，設備配件，通用機械，管材，此類物資在工程物流中市場流通量大，不可替代性較小，作用影響程度中等，生產難度較小，運輸成本、訂購成本、儲存成本、缺貨成本普遍比較小，其物流管理對整個工程的影響程度偏小。

3.2 大型工程物流管理建議

1)關鍵物資與一般物資的物流分類管理。

關鍵物資中鋼材和超限物資等物資的采購需要與優秀的供應商保持長期的戰略合作關系，在降低訂購成本的同時保證物資的供應質量，采購前制定詳細的采購計劃精確所需物資的數量、規格、型號，避免出現二次加工、材料退換、材料大量剩余或庫存補充頻繁等現象，造成不必要的浪費。水泥的超期和受潮嚴重影響其材料性質，應根據施工進度制定采購計劃，避免過早和過量的采購。磚石砌塊，應避免一次性的大批量采購，盡量選擇小批量的頻繁采購方式，在滿足工程建設所需的前提下將磚石砌塊對施工現場空間占用降至最低。關鍵物資的現場管理需注意水泥的儲存應避免受潮和淋雨，管理人員應密切關注水泥的存儲情況并及時向采購人員反映以配合水泥采購計劃的制定，保證水泥在有效期內充分發揮其功能作用。磚石砌塊在有限的施工場地中占用了大量的空間，易引起施工現場交通阻塞和現場混亂等問題，造成施工不便，故施工人員在磚石砌塊進場前應做好施工現場規劃，合理布局磚石砌塊堆放位置，使施工現場整潔，交通流暢的同時方便砌筑工程的取材。鋼材在進場前應做好質量、規格、數量的驗收工作，驗收后的保管工作主要是為了避免鋼材銹蝕和丟失現象。

一般物資種類多，數量大，易產生較多管理費用，故主要以管理成本最小化為目的。基于一般物資可替代性較強，市場流通量大，供應商競爭激烈等特點，采購時主要考慮成本因素。較低的缺貨成本允許偶爾缺貨，故應將庫存量壓到最低水平，以減少對資金和空間的占用，降低成本。與供應商及第三方物流建立一般合作交易關系，降低采購成本。現場物流中，在保證物資質量的前提下設置合理的儲存條件，避免材料的丟失和破壞，配合工程的正常施工。

2)合理利用有效社會資源。

超限物資的運輸往往涉及諸多專業難題，相對于自行運輸，企業可充分利用有效社會資源將任務委托于富有經驗和專業性較強的第三方物流，有效降低物流成本和物流風險的同時集中資源發展核心競爭力。在保證材料供應品質的基礎上充分利用當地資源，就近選擇供應商以降低成本，帶動當地經濟發展。

3)制定物流績效評價機制。

大型工程項目的物流工作需要建立合理的績效考核來評價物流工作的管理水平，通過績效考核尋找物流工作中效率低下的管理環節，分析導致管理效率低下的主要原因，針對主要原因進行改造，不斷完善物流管理體系。

4 結語

本文對鋼材，混凝土等十四種大型工程主要施工物資，憑借分類指標體系運用模糊聚類法進行分類，在數量龐大種類繁多的大型工程物資中識別對工程影響較大的關鍵物資和對工程影響較小的一般物資，并據此對有限的資源進行合理的配置，集中資源嚴格控制對工程物流影響較大的關鍵物資，降低物流風險，去繁從簡輕巧管理對工程物流影響較小的次要物資降低物流成本，探索與各類物資物流特性相適應的管理方法實施分類管理，配合工程質量、成本、進度管理，使得大型工程項目的物流工作在最短時間，最低成本和最小風險的情況下順利完成，在大型工程的物流管理研究方面具有一定的前瞻性和借鑒性。本文在指標體系的建立和分類對象的選擇上具有一定的局限性，且基于物資分類所提出的管理方法需進一步研究，提出更科學高效的大型工程物流分類管理方法。

[1] 呂雪峰.建筑業物流管理關鍵環節優化研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學,2007.

[2] 都基娜.淺談施工企業的物流成本管理[J].物流科技,2008,30(12):106-107.

[3] 鄭曉云,王 瑛.施工項目物流成本控制分析[J].低溫建筑技術,2005(4):117-118.

[4] 馬 赟.加強建筑施工過程中建筑材料管理的具體策略分析[J].科技與企業,2014(20):52.

[5] 陳 思.大型土木工程項目物流運作管理研究[D].成都：西南交通大學碩士學位論文,2007.

[6] 劉玉明,王耀球.大型工程建設項目的供應物流模式選擇研究[J].物流技術,2007,26(2):76-78.

[7] 喬洪波.應急物資需求分類及需求量研究[D].北京：北京交通大學碩士學位論文,2009.

[8] 張永領.基于模糊聚類的應急物資分類儲備研究[J].災害學,2012,27(1):130-134.

[9] 劉合香.模糊數學理論及其應用[M].北京：科學出版社,2012.

[10] 薛會琴.多屬性決策中指標權重確定方法的研究[D].蘭州:西北師范大學,2008.

Analysis of large engineering logistics classification based on the fuzzy clustering theory

Zheng Xiaoyun Li Menglu Han Lina

(SchoolofCivilEngineering,NortheastForestryUniversity,Harbin150040,China)

Based on the main factors affecting the project logistics management, this paper establishes the classification index system and weight value of index. Then it uses fuzzy clustering method to classify large engineering major construction materials， such as steel and concrete, and identifies the important materials making the big impact on the logistics management and the secondary ones. Finally, it puts forward the suggestion for the logistics management of large scale engineering project.

large engineering, logistics management, fuzzy clustering

1009-6825(2015)32-0229-04

2015-09-07

鄭曉云(1972- )，女，碩士生導師，副教授; 李夢璐(1990- )，女，在讀碩士; 韓麗娜(1991- )，女，在讀碩士

F530.82

A