進藏物資托盤箱配備數量與成本研究

田潤良，戴金池，張　穎，蘇　楓

(1.軍事交通學院 汽車指揮系，天津300161； 2.軍事交通學院 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

進藏物資托盤箱配備數量與成本研究

田潤良1，戴金池2，張穎2，蘇楓3

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

為構建以集裝箱為基礎的軍事物流體系，更好地開展進藏物資集裝化示范工程，根據“進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的現狀，探討全面開展進藏物資托盤箱調運的相關理論問題。在考慮經濟性原則下，構建以成本為目標的進藏物資托盤箱配備的數量模型，并通過實例分析歷年開展進藏物資運輸的情況，提出現階段進藏物資運輸需配備的托盤箱數量。

集裝箱運輸；空箱調運；集裝箱配備；成本

我軍每年進藏軍需物資達數萬噸，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。散裝運輸為目前進藏物資運輸采用的主要方式，因而存在著大量的反復裝卸作業問題，且軍需物資多采用紙箱與編織袋包裝，反復裝卸，易引起貨損貨差[1]。以從西部戰區經鐵路運達格爾木，再經青藏公路運到拉薩，最后由駐藏汽車部隊組織下送為例，物資一般需進行8次左右裝卸，需要大量的裝卸力量，產生高昂的人工裝卸費用。據測算，1 t水泥裝卸費用在100元左右，年總裝卸費約900萬元，由于反復裝卸，運往西藏的水泥平均損耗率高達3%，按在拉薩購買1 t水泥近700元計，每年損耗費達189萬元。所以，開展集裝化運輸，不但能帶來軍事效益，還能帶來很大的經濟效益。

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

1　進藏物資軍事運輸的基本情況

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，這些地區運輸任務重、運輸條件差，各汽車部隊在完成進藏物資運輸任務等方面一直發揮著極其重要的作用。

1.1進藏物資集裝化運輸現狀

自2015年起，總部機關在西藏開始試行“進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準的20英尺集裝箱，同時部隊缺少標準集裝箱的裝卸載工具，主要還是依靠人工裝卸，因此在“進藏物資托盤箱公路運輸”工作中采用了能夠使用現配車型運輸的1 t型1 100 mm×1 100 mm×1 300 mm托盤箱。考慮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人工快速掏箱(如圖1所示)。

1.2進藏物資運輸流程

不考慮體制編制調整的情況下，進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，逐級下達到需求單位以及具體負責的運輸單位和倉庫；③倉庫之間依據計劃的運輸量，進行托盤箱的調運；④運輸單位按計劃日期到倉庫裝載物資；⑤將物資運輸到指定的倉庫并卸載托盤箱；⑥由當地負責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　配備與調運問題的理論分析

分析影響托盤箱配備與調運問題的相關因素，對比目前部隊集裝箱運輸的管理體制和運輸流程，提出合理的配備與調運模型，是正確理解配備與調運問題的關鍵。

2.1模型流程描述

從進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運問題，因此可簡化托盤箱的流程[2]：進藏物資運輸主要涉及四川、青海、西藏3個地區及各倉庫，以成都、格爾木、拉薩作為3個節點(三角形)，假設所有進入該地區的物資需先經過這3個節點，它們各自下轄有若干倉庫(圓形)，調運過程主要在它們之間進行(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，則周轉效率低下，甚至影響任務按時完成；配箱太多，則成本過高。③運輸成本。運輸成本太高時，通過調運解決需求便不如增配空箱經濟。④存儲成本。如果需求量與供給量失衡，會產生很大的空箱閑置成本。⑤周轉效率。周轉效率的高低直接影響需要的托盤箱數量，更高的周轉效率意味著更少的配箱量[4]。

2.3參數設定

(1)節點參數。設R為虛擬節點集合，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節點與m倉庫的關系，0-1變量：αim=1，m倉庫在i節點的覆蓋范圍內；αim=0，m倉庫不在i節點的覆蓋范圍內。βmn為m倉庫與n倉庫的關系，0-1變量：βmn=1，m倉庫與n倉庫可以實施調運；βmn=0，m倉庫與n倉庫不可以實施調運。

(3)其他參數。設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節點到j節點的空箱調運能力，i≠j；Kmnt為t時期m節點到n節點的空箱調運能力，m≠n；Kimt為t時期i節點到m倉庫的箱調運能力；Vij為i節點到j節點的運輸時間，i≠j；Vmn為m倉庫到n倉庫的運輸時間，m≠n；Vim為i節點到m倉庫的運輸時間。

(4)模型決策變量。設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節點到j節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量[5]。

3　模型構建與求解

依據之前對進藏物資運輸流程的分析，在合理假定條件的基礎上，確定目標函數與約束條件，并對模型進行求解。

3.1模型假設

(1)假設一類節點，其需求由覆蓋范圍內所有倉庫的需求決定，本身不產生托盤箱的供給和需求，同時其周轉效率很高，不存在空箱堆積和存儲費用，是一個虛擬的收發節點。

(2)每個節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)所有節點的需求都必須被滿足，并且優先滿足自身。

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

(5)各倉庫的空箱存儲費用已知。

(6)各節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目標函數

總成本最優：

式中：i,j∈R；m,n∈Q；t∈T。該函數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)表示自身的需求優先被滿足；式(4)～式(6)分別表示對空箱調運能力的限制；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、R3三個地區之間開展。R1區域內主要涉及2個倉庫Q1與Q2，R2區域內主要涉及2個倉庫Q3與Q4，R3區域主要涉及3個倉庫Q5、Q6、Q7，總運輸任務為12萬t。

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

表1　各節點(i)、倉庫(m)的覆蓋關系(αim)

(2)βmn取值。當m=n時，βmn=0；當m≠n時，βmn=1。

(3)T取值。選取的調運計劃周期為4。

(4)空箱運輸成本。各節點、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調運周期內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%。

結合數據，利用Lingo 9.0對模型求解，經計算后得到使調運期內相關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　語

由以上可知，如果進藏物資運輸全部采用自備托盤箱形式，一年總運輸任務為12萬t物資，分為4個周期進行的調運過程中，大約需配備托盤箱22 400個，總的空箱調運總成本最優為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900萬元，損耗費用189萬元，平均每年節省約1 000萬元的經費，5年內即可收回成本。

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

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

[3]施亞萍，陳兵.鐵路集裝箱空箱調運最優化方案研究[J].鐵道經濟研究，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，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，碩士研究生導師．

10．16807/j.cnki.12-1372/e.2016.07.011

U169.72

A

1674-2192(2016)07- 0048- 04