拉絲級聚丙烯產(chǎn)品運輸模型研究

常虹周媛賈蕾關(guān)治超

（1．中國石油華東化工銷售公司，上海 200122；2．中國石油西氣東輸管道公司，上海 200122）

拉絲級聚丙烯產(chǎn)品運輸模型研究

常虹1周媛2賈蕾2關(guān)治超1

（1．中國石油華東化工銷售公司，上海 200122；2．中國石油西氣東輸管道公司，上海 200122）

拉絲級聚丙烯是近年來國內(nèi)新增聚丙產(chǎn)能的主要排產(chǎn)產(chǎn)品，同質(zhì)化競爭激烈，產(chǎn)品溢價能力極低，降低成本成為各大聚烯烴生產(chǎn)企業(yè)的迫切需要，為了控制運輸成本，完善資源調(diào)運模式，可以使用Excel規(guī)劃求解工具構(gòu)造數(shù)學(xué)模型來實現(xiàn)這一目標。

物流成本；拉絲級聚丙烯；規(guī)劃求解；物流優(yōu)化模型

近年來，國內(nèi)聚烯烴行業(yè)擴能速度驚人，以煤制、甲醇制烯烴等新工藝路線為主的聚烯烴裝置紛紛投產(chǎn)，國內(nèi)聚丙烯行業(yè)總產(chǎn)能已經(jīng)較2010年翻倍。主要新增產(chǎn)能集中在陜西、內(nèi)蒙、寧夏等西北部地區(qū)，而國內(nèi)聚丙烯產(chǎn)品的目標市場主要集中在環(huán)渤海、長三角和珠三角地區(qū)，跨區(qū)域遠距離運輸不可避免。由于受到聚烯烴工藝的限制，每套聚丙烯裝置的開車牌號都是拉絲級聚丙烯，它也是目前銷售量最大的聚丙烯原料。對拉絲級聚丙烯的物流優(yōu)化研究具有典型意義。

以華東地區(qū)為例，中國石油的供應(yīng)企業(yè)包含大慶石化、大連石化、撫順石化、蘭州石化、四川石化、獨山子石化、錦西石化等，中國石化的供應(yīng)企業(yè)包含上海石化分公司、鎮(zhèn)海煉化分公司、揚子石化分公司、賽科石化、茂名石化分公司、武漢石化分公司、中沙天津等，在華東區(qū)域內(nèi)還包括了臺塑寧波、鴻基、紹興三元等石化裝置，區(qū)域外還有寧煤、榆能化、蒲城清潔等眾多非油制烯烴裝置，這些產(chǎn)品從國內(nèi)各處涌向華東，物流情況異常復(fù)雜。

就中國石油而言，華東區(qū)域的拉絲級聚丙烯產(chǎn)品來自至少7家生產(chǎn)企業(yè)，產(chǎn)地東西北6個省與自治區(qū)，資源分配到長三角地區(qū)至少20個前沿倉庫。由于不同企業(yè)發(fā)往不同倉庫的運費差距巨大，不同的運輸方案將導(dǎo)致很大的總運費差異，EXCEL規(guī)劃求解工具可以實現(xiàn)運輸最優(yōu)方案的求解任務(wù)，從而最大程度的節(jié)省運費。

1 物流優(yōu)化模型構(gòu)建方法[1]

本文采用節(jié)點凈流量法[2]構(gòu)建模型。

（1）已知數(shù)據(jù)

該模型涉及到數(shù)據(jù)包括：各企業(yè)運輸量、倉庫需求已及各企業(yè)到各倉庫的單位運費。

（2）決策

各個企業(yè)向各個倉庫的運輸量

（3）約束

a：企業(yè)發(fā)出產(chǎn)品總量=各企業(yè)發(fā)出量的總和

b：倉庫收到的資源量=各倉庫總需求量

c：產(chǎn)品從企業(yè)向倉庫單向運輸且無轉(zhuǎn)運點

d：某些倉庫對某些企業(yè)資源有特殊需求

（4）數(shù)據(jù)模型

以F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4分別表示4家處于不同地區(qū)的企業(yè)的運輸量，以C1至C20代表20個不同倉庫各自的需求量，以運費P（1,1）至P（4,20）表示由F1運抵C1至由F4運抵C20的噸產(chǎn)品運費，以X（1,1）至X（4,20）表示由F1運抵C1至由F4運抵C20的運輸量。企業(yè)的凈流量為正，倉庫的凈流量為負，正負流量的代數(shù)和為零。

約束條件：

（5）建立Excel規(guī)劃求解模型

按照各企業(yè)到各倉庫運費、各企業(yè)發(fā)出量、各倉庫需求量以及個別倉庫對個別企業(yè)產(chǎn)品的特殊要求建立模型（模型中所涉及數(shù)據(jù)已做處理），并對單元格命名，以方便模型閱讀。

其中Form代表企業(yè)，To代表倉庫，SHIP為可變單元格，Ca?pacity為特定需求情況（0表示沒有特別需求）。

Total cost單元格實現(xiàn)了總運費最低的目標數(shù)據(jù)計算。Net Flow表格是本模型的設(shè)計核心。在ExceL模型格中，生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)出量用正數(shù)表示資源流出，倉庫的接收流量用負數(shù)表示資源流入。企業(yè)發(fā)出和倉庫接收的流量代數(shù)和為零。SUMIF函數(shù)將節(jié)點中符合指定條件的值求累計求和，保證節(jié)點凈流量為零。

建模之后，在Excel規(guī)劃求解工具對話框中輸入“目標單元格”、“可變單元格”與“約束”，如下圖：

“Ship＞=capacity”滿足了約束d，“Net_Flow=Supply_De?mand”滿足了約束a和約束b。

點擊“求解”按鈕，規(guī)劃求解工具自算出最少可能達到的運費（2771800元）和各個企業(yè)發(fā)往各個倉庫的資源數(shù)量，同時還可以生成敏感性報告：

2 結(jié)語

Excel規(guī)劃求解的應(yīng)用，可以解決為復(fù)雜運輸線路設(shè)計最優(yōu)方案的難題，進而降低大宗商品的運輸費用，經(jīng)與以往經(jīng)驗數(shù)據(jù)對比，本例中模型較實際發(fā)生運費可節(jié)約15元/噸，按照每年100萬噸運量計算，即可節(jié)約運費1500萬元，具有很高的實際應(yīng)用意義。

該模型也可以利用插件擴展為“運費-區(qū)域價差”雙維度的模型，對于區(qū)域跨度大、區(qū)域價差明顯的資源運輸調(diào)配有很大幫助。

[1][美]迪米特里斯?伯特西馬斯，羅伯特?M?弗羅因德著．數(shù)據(jù)、模型與決策[M].北京:中信出版社，2007：249—456.

[2]弗雷德里克?S?希李爾，馬克?S?希李爾.數(shù)據(jù)、模型與決策[M].中國財經(jīng)出版社.北京.2004:242-272.