模糊物元法在裝卸搬運設備選型中的研究與應用

魏　波，梁　飛

（湖南現(xiàn)代物流職業(yè)技術學院，湖南　長沙　410131）

模糊物元法在裝卸搬運設備選型中的研究與應用

魏波，梁飛

（湖南現(xiàn)代物流職業(yè)技術學院，湖南長沙410131）

在分析模糊物元法概念及多因素排序具體步驟的基礎上，將模糊物元法應用于物流裝卸搬運設備選型中，針對不同的貨物類型從作業(yè)效率、操作難度、成本等方面進行設備選型決策，最后對某鋼材物流配送中心的案例計算，驗證了采用模糊物元法在物流裝卸搬運設備選型中的可行性。

裝卸搬運；設備選型；模糊物元法

1　引言

物流裝卸搬運是物流系統(tǒng)中的必要活動，是對運輸、保管、包裝、流通加工等物流活動進行銜接的中間環(huán)節(jié)，它直接影響到整個物流系統(tǒng)的運作效率。在物流活動的全過程中，裝卸搬運活動出現(xiàn)的頻率是最多的，也是最容易產生貨損和安全事故的環(huán)節(jié)，同時也是影響物流系統(tǒng)整體效率的主要瓶頸之一。對裝卸搬運活動的管理，主要是對裝卸搬運方式與其機械設備的合理選擇、配置、使用以及裝卸搬運合理化，盡可能提高作業(yè)效率，減少裝卸搬運次數(shù)，節(jié)約物流成本，獲得更好的經(jīng)濟效益。物流裝卸搬運設備價格較高，往往占物流企業(yè)投資總額的較大比重，在完成設備采購后，為了維護設備的正常運轉、發(fā)揮設備效能，還要投入大量資金進行維護保養(yǎng)與維修。并且物流裝卸搬運設備的適用性、通用性和作業(yè)效率直接影響到整個物流系統(tǒng)的整體作業(yè)水平，因此選擇合適的物流裝卸搬運設備有利于提升物流企業(yè)在裝卸搬運環(huán)節(jié)的作業(yè)效率，有效降低物流作業(yè)成本。物流企業(yè)在選購裝卸搬運設備過程中，面對貨物類型、體積、重量、形狀等因素的多樣性，如何選擇一款合適的設備，既能滿足作業(yè)的基本需求，又能體現(xiàn)出較高的性價比，同時還能夠保證作業(yè)的安全和操作的方便性，這是很多物流企業(yè)在采購裝卸搬運設備時亟待解決的問題。本文把模糊物元法應用于物流裝卸搬運設備選型中，針對不同的貨物類型從作業(yè)效率、操作難度、成本等方面進行設備選型決策，最后通過實例進行計算。

2　模糊物元法

物元分析是我國學者蔡文在八十年代初提出的一門介于試驗與數(shù)學間的科學，他把任何事物都用“事物、特征、量值”這三個要素進行描述，以便對事物作定性分析和定量計算。而這三個要素組成的有序三元組來描事物的基本元，就稱為物元。有些事物具有模糊屬性，如果描述物元的某特征量值具有模糊性，此時構成的一個三元有序組實際上是由事物N、特征C和關于模糊特征的量值V組成，這就構成了模糊物元。它比模糊數(shù)學更能進行有關模糊的定量描述和處理，使排序決策結果更具準確性和真實性。下面給出模糊物元多因素排序的具體步驟方法。

第1步：建立排序決策方案的物元矩陣，對其事物、特征以及量值用有序三元組描述，事物就是Mi，特征指標Ci，量值Xij，即構成如下物元：

第2步：確定指標的隸屬度，排序就是對指標衡量標準確定優(yōu)劣，指標分為效益型和成本型指標兩種。效益型指標屬于正向指標，即數(shù)值越大越好，成本型指標屬于逆向型指標，即數(shù)值越小越好。對這兩種指標可以采用如下的方法來確定隸屬度。

其中maxxji與minxji分別表示決策方案里每一項指標對應量值xji的最大值與最小值。

第3步：由隸屬度到關聯(lián)數(shù)變換，將隸屬度轉換成關聯(lián)系數(shù)，由于在物元分析中兩者的值是相等的，因此關聯(lián)系數(shù)δ=Uji（其中j=1，2，…，n；i=1，2，…，m）。

第4步：建立模糊物元排序方案矩陣，即構建關聯(lián)系數(shù)的模糊物元。

第5步：通過變異系數(shù)法確定指標權重系數(shù)。對決策方案中物元的決策矩陣進行計算，其中m表示評價的數(shù)量，n表示評價因素數(shù)量，計算過程如下：

通過歸一化處理變異系數(shù)，即可得到對應排序指標的權重值。

第6步：關聯(lián)度計算并確定最終優(yōu)劣排序。關聯(lián)度表示方案之間的關聯(lián)性大小，并根據(jù)其值進行優(yōu)劣排序，即可得到最終結果Rk=wRδ。其中w為排序指標的權重值向量，Rδ為關聯(lián)系數(shù)的模糊物元。

3　實例計算

現(xiàn)有某鋼材物流配送中心，主要經(jīng)營品種包括線材、型材、薄板材、卷板材、管棒材等。物流中心將為客戶提供包括鋼材剪切、粗加工以及倉儲、運輸、裝卸搬運、配送、貿易、信息處理、金融等多功能服務。該物流配送中心需要各種裝卸搬運設備以滿足各種類型的鋼材貨物，而對于這類體積、重量差別較大的貨物，其裝卸搬運設備主要包括各種型號的起重機和叉車等?，F(xiàn)需要針對不同的貨物特性從以上幾種設備中選擇一個合適的。本算例中所選擇的鋼材種類為鋼筋，其特點是尺寸較長，不宜集裝，在裝卸搬運過程中容易掉落，有一定的危險性。其考慮的選擇指標包括作業(yè)效率、操作方便性、操作安全性、價格、運營成本、維護成本等六個方面。具體指標見表1。

表1　裝卸搬運設備選擇指標及評價值

由表1可建立裝卸搬運設備評價的物元方案：

在指標中，作業(yè)效率、操作方便性、操作安全性為效益型指標，價格、運營成本、維護成本為成本型指標，則可通過計算得到裝卸搬運設備選型評價的模糊物元：

經(jīng)過變異系數(shù)法確定的權重向量為：

把權重向量帶入復合模糊物元進行計算可得關聯(lián)度向量：

根據(jù)關聯(lián)度大小，得到這3種裝卸搬運設備的綜合排序結果為M1＞M2＞M3。因此，對于鋼筋這種類型的貨物，在作業(yè)效率、采購與維護保養(yǎng)成本、安全性、方便程度等方面，龍門起重機相對叉車而言，更適合作為裝卸搬運設備。

4　結論

本文結合物元理論和模糊數(shù)學，針對貨物對象提供了裝卸搬運設備選擇的一種方法。該方法簡便，能從主觀和客觀兩個角度考慮評價指標，使物流裝卸搬運設備選型更具科學性和合理性。通過對某鋼材物流配送中心的案例計算，驗證了模糊物元法在物流裝卸搬運設備選型中的可行性。

［1］蔡文.物元分析［M］.廣州:廣東高等教育出版社，1987.

［2］安改娣.物流機械設施和設備的優(yōu)化探析［J］.物流技術，2012，31（4）:60-62.

［3］李宏艷.帶有模糊信息的多目標決策問題的改進灰模糊算法［J］.數(shù)學的實踐與認識，2003，33（4）.

［4］劉代平，雍岐東，肖芳淳.模糊物元分析［M］.北京:石油工業(yè)出版社，1997.

［5］劉代平，徐菱.鋼鐵物流園區(qū)裝卸搬運設備優(yōu)化配置研究［J］.物流技術，2013，（12）:237-240.

［6］秦壽康.綜合評價原理與應用［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2003.

［7］周曉光.基于熵權的模糊物元決策［J］.系統(tǒng)管理學報，2009，18（4）:454-458.

［8］Hong D H，Choi C H.Multicriteria fuzzy decision-making problems based on vague set theory［J］.Fuzzy Sets and Systems，2000，114:103-113.

［9］Bustince H，Burillo P.Vague sets are intuitionistic fuzzy sets［J］. Fuzzy Sets and Systems，1996，79:403-405.

［10］Wen Cai，Yang Chunyan，Wang Guanghua.A new cross disci-pline-Extenics［J］.Science Foundation in China，2005，13（1）: 55-61.

Study and Application of Fuzzy Matter-element Method in Selection of Loading/unloading and Handling Equipment

Wei Bo，Liang Fei
（Hunan Vocational College of Modern Logistics，Changsha 410131，China）

In this paper，on the basis of the concept of the fuzzy matter-element method and the specific step for multi-factor ordering，we applied the method in the selection of the loading/unloading and handling equipment，based the decision-making process on activity efficiency，operational difficulty and cost，etc.，and at the end，in connection with a case study，verified the feasibility of the method in this respect.

loading/unloading and handling；equipment selection；fuzzy matter-element method

F252；F224

A

1005-152X（2016）06-0126-03

10.3969/j.issn.1005-152X.2016.06.030

2016-05-07

湖南省教育廳資助科研項目（11C0925）

魏波（1979-），男，湖南現(xiàn)代物流職業(yè)技術學院講師，研究方向：物流技術與設備、物流系統(tǒng)規(guī)劃與設計。