資源統(tǒng)籌配載系統(tǒng)在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

[摘 要]資源統(tǒng)籌配載應(yīng)用研究的目的在于探究如何通過資源統(tǒng)籌配載技術(shù)，對(duì)物流資源進(jìn)行更加科學(xué)合理的優(yōu)化和調(diào)度，為后勤保障工作提供行之有效的決策依據(jù)。通過系統(tǒng)化地收集、分析和管理后勤資源等信息，建立高效的資源配載系統(tǒng)，可以最大限度地利用有限的資源，降低物流成本，優(yōu)化和提高后勤資源的利用效率和配載效率。基于此，文章分析研究了資源統(tǒng)籌配載系統(tǒng)在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用，以期為后勤保障資源優(yōu)化、統(tǒng)籌配載等提供參考。

[關(guān)鍵詞]后勤保障；資源統(tǒng)籌；統(tǒng)籌配載

中圖分類號(hào)：F275 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1722（2024）11-0031-03

全球化與經(jīng)濟(jì)一體化趨勢(shì)下，現(xiàn)代企業(yè)和組織的生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)活動(dòng)越來越依賴后勤資源的有效供應(yīng)和配置，特別是在海上運(yùn)輸、大規(guī)模活動(dòng)的組織和救援等復(fù)雜和高風(fēng)險(xiǎn)的環(huán)境下，后勤資源的統(tǒng)籌配載問題尤為突出。隨著信息技術(shù)和計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展使船舶和貨物的數(shù)據(jù)在貨運(yùn)各方實(shí)現(xiàn)共享[ 1 ]，資源統(tǒng)籌配載完美涵蓋了海上石油作業(yè)的業(yè)務(wù)場(chǎng)景。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，特別是大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新興技術(shù)的應(yīng)用，后勤資源的統(tǒng)籌配載可以實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、智能化的管理。從提高效率層面來說，研究和優(yōu)化資源統(tǒng)籌配載系統(tǒng)，可以提高后勤資源的使用效率，降低運(yùn)輸和儲(chǔ)存成本，提高服務(wù)質(zhì)量。從增強(qiáng)靈活性層面來說，優(yōu)化后的配載系統(tǒng)能夠更好地適應(yīng)復(fù)雜多變的現(xiàn)實(shí)環(huán)境。從促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步層面來說，資源統(tǒng)籌配載系統(tǒng)的研究將促進(jìn)物流管理、供應(yīng)鏈管理與信息技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和理論發(fā)展。

一、資源統(tǒng)籌配載系統(tǒng)應(yīng)用的研究現(xiàn)狀

截至目前，資源統(tǒng)籌配載系統(tǒng)的研究在全球范圍內(nèi)都已經(jīng)取得了顯著的進(jìn)步。在西方國(guó)家，特別是美國(guó)和歐洲國(guó)家的公司和研究機(jī)構(gòu)，已經(jīng)在配載系統(tǒng)的研究和應(yīng)用上取得了積極進(jìn)展。例如，Amazon、FedEx等公司應(yīng)用了復(fù)雜的資源調(diào)度和配載系統(tǒng)，優(yōu)化他們的后勤運(yùn)營(yíng)。基于大型供應(yīng)鏈的資源統(tǒng)籌配載系統(tǒng)，人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)在優(yōu)化和自動(dòng)化配載中發(fā)揮了重要作用。例如，谷歌的子公司DeepMind展示了如何使用深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)解決復(fù)雜的配載問題，同時(shí)，研究者正在逐步探索如何利用區(qū)塊鏈技術(shù)，提高配載的透明度和效率。

在我國(guó)，配載系統(tǒng)的研究也在加速進(jìn)行。京東、阿里巴巴等電商巨頭使用AI和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，優(yōu)化他們的配載系統(tǒng)，在理論和方法論研究方面提出了粒子群優(yōu)化、蟻群優(yōu)化、遺傳算法等一系列優(yōu)化算法和模型，用于解決復(fù)雜的配載問題。總的來說，資源統(tǒng)籌配載系統(tǒng)的研究已經(jīng)得到了廣泛關(guān)注和應(yīng)用。

然而，由于物流配載問題的復(fù)雜性和不確定性，目前還存在很多需要研究和解決的問題。如何處理實(shí)時(shí)變化的需求和環(huán)境條件，如何處理大規(guī)模的配載問題，如何保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性是資源統(tǒng)籌配載系統(tǒng)的當(dāng)務(wù)之急。資源統(tǒng)籌配載系統(tǒng)的研究主要關(guān)注如何優(yōu)化和改進(jìn)配載操作，提高效率，降低成本，提高服務(wù)質(zhì)量。具體研究目標(biāo)和內(nèi)容包括提高資源利用效率，通過精細(xì)化管理和優(yōu)化算法，最大化每個(gè)資源的單位產(chǎn)出；降低運(yùn)輸成本，通過優(yōu)化運(yùn)輸路徑和載貨策略，縮短運(yùn)輸距離和時(shí)間，實(shí)現(xiàn)降低運(yùn)輸成本；在保證效率和成本的前提下，提高配送速度和準(zhǔn)時(shí)率，提升客戶滿意度；建立能夠在不確定環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行的配載系統(tǒng)，提高配載系統(tǒng)應(yīng)對(duì)突發(fā)情況的能力。

為此，要建立更優(yōu)化的模型，根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)需求和環(huán)境條件，建立數(shù)學(xué)模型或仿真模型，描述和解決后勤配載問題；設(shè)計(jì)和優(yōu)化算法，如遺傳算法、粒子群優(yōu)化、深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)等，解決模型的優(yōu)化問題；加強(qiáng)實(shí)證研究，通過實(shí)驗(yàn)或案例研究，驗(yàn)證優(yōu)化模型、算法和系統(tǒng)的有效性和實(shí)用性。同時(shí)，要加快推進(jìn)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)在資源統(tǒng)籌配載系統(tǒng)中的應(yīng)用。

二、資源統(tǒng)籌配載系統(tǒng)的概念

統(tǒng)籌是指將具有一定相似性或聯(lián)系的事物進(jìn)行整合和管理，在有限的資源條件下，合理配置和整合各種資源，以實(shí)現(xiàn)效益最大化。統(tǒng)籌工作包括對(duì)目標(biāo)、政策、方法、程序、步驟、資源等各個(gè)方面的統(tǒng)一規(guī)劃和協(xié)調(diào)。通常來說，統(tǒng)籌工作主要通過規(guī)劃、協(xié)調(diào)和管理等方式實(shí)現(xiàn)。

配載是指能夠充分利用運(yùn)輸工具有限的載重和容積，采用可視化配載的相關(guān)方法，合理合規(guī)地對(duì)貨物進(jìn)行精準(zhǔn)裝載。

三、資源統(tǒng)籌配載系統(tǒng)的架構(gòu)及功能

資源統(tǒng)籌配載系統(tǒng)以微服務(wù)架構(gòu)的形式進(jìn)行開發(fā)，利用PaaS云架構(gòu)技術(shù)體系，基于PaaS云部署，實(shí)現(xiàn)IT資源的統(tǒng)一分配和共享，獨(dú)立部署，互不影響，通過隔離等技術(shù)，提升系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性，可根據(jù)單個(gè)服務(wù)功能，面對(duì)不同的負(fù)荷變化進(jìn)行橫向或縱向擴(kuò)展等。

資源統(tǒng)籌配載系統(tǒng)可執(zhí)行船舶管理、拖航管理、直升機(jī)管理等日常生產(chǎn)調(diào)度任務(wù)。同時(shí)，作為計(jì)劃管理、資源配置、生產(chǎn)調(diào)度的重要信息化管理系統(tǒng)，將著眼于資源調(diào)運(yùn)，發(fā)揮資源統(tǒng)籌協(xié)同和一體化優(yōu)勢(shì)[ 2 ]。

資源統(tǒng)籌配載系統(tǒng)致力于建立可視化、智能化、一體化的系統(tǒng)，充分利用現(xiàn)有外部信息系統(tǒng)，通過接口等對(duì)接生產(chǎn)等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)資源統(tǒng)籌管理，促進(jìn)資源共享、效率提升，滿足降低成本的管理需要。

四、以船舶運(yùn)輸為例，研究分析資源統(tǒng)籌配載系統(tǒng)的應(yīng)用

（一）區(qū)域資源統(tǒng)籌

船舶區(qū)域資源統(tǒng)籌應(yīng)用是指采用信息技術(shù)手段，對(duì)港口和航線進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃和管理，實(shí)現(xiàn)船舶資源的最優(yōu)化配置，提高港口和航運(yùn)的效益和海上作業(yè)效率。其對(duì)于區(qū)域資源統(tǒng)籌應(yīng)用的研究主要包括港口和航線的信息化建設(shè)、資源整合和管理、智能化調(diào)度和監(jiān)控等方面，通過建立港口和航線信息庫(kù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)港口和航線資源的全面掌握和快速調(diào)配。運(yùn)用預(yù)測(cè)算法和智能調(diào)度技術(shù)，實(shí)現(xiàn)港口和航線的智能化管理和優(yōu)化配置。

在具體實(shí)踐中，系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)計(jì)劃出港時(shí)間、物料類型等進(jìn)行分類，根據(jù)已報(bào)物料數(shù)量和船舶運(yùn)力情況，遵循就近優(yōu)先、計(jì)劃優(yōu)先的原則，按需統(tǒng)籌安排區(qū)域用船。通過整合資源和結(jié)合實(shí)際的作業(yè)情況實(shí)現(xiàn)資源的有效配置和合理利用，達(dá)到預(yù)期的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。采用區(qū)域資源統(tǒng)籌應(yīng)用的技術(shù)可以提高港口和航線的效益和生產(chǎn)作業(yè)能力，減少港口和航線資源的浪費(fèi)和損失，提高資源的利用率。通過對(duì)港口和航線的信息化建設(shè)和智能化調(diào)度，可以減少貨物滯留和擁堵，提高貨物周轉(zhuǎn)率和處理能力，為用戶提供更高效的航運(yùn)服務(wù)。

總之，區(qū)域資源統(tǒng)籌應(yīng)用技術(shù)在港口和航運(yùn)行業(yè)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值，已經(jīng)被證明是一種經(jīng)濟(jì)、高效、智能的管理模式，可以提高港口和航運(yùn)的效益和生產(chǎn)作業(yè)能力，促進(jìn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

（二）可視化配載應(yīng)用

可視化配載技術(shù)是基于系統(tǒng)模型的數(shù)字化智能技術(shù)，對(duì)船舶貨物進(jìn)行快速高效配載的新型技術(shù)，通過量化分析和優(yōu)化計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶貨物的精準(zhǔn)配載，提高配載效率和效益。在應(yīng)用研究中，要對(duì)船舶的艙室、貨物、裝卸設(shè)備等信息進(jìn)行建模和管理，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)配載和實(shí)時(shí)監(jiān)控。采用可視化配載技術(shù)可以提高配載效率和效益，減少配載時(shí)間和成本，降低配載誤差和損失，避免人工配載過程中產(chǎn)生的錯(cuò)誤和浪費(fèi)，提高配載效率和準(zhǔn)確率。同時(shí)，可視化配載技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)多船舶、多港口、多貨種的配載任務(wù)協(xié)調(diào)，提高供應(yīng)鏈的運(yùn)作效率和質(zhì)量。

現(xiàn)階段，在碼頭集裝箱貨物運(yùn)輸?shù)母鱾€(gè)流程中，配載作為其中的核心環(huán)節(jié)之一，對(duì)自動(dòng)化碼頭的作業(yè)效率和安全、船舶在港時(shí)間及貨方收益等方面都具有直接影響[ 3 ]。可視化智能配載主要包括專用船舶、統(tǒng)籌船舶、面積匹配、重量匹配等，根據(jù)船舶結(jié)構(gòu)生成船舶配載順序和物料預(yù)配信息，通過計(jì)算機(jī)自動(dòng)配載系統(tǒng)，不斷吸納與固化員工的配載作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，將“個(gè)人經(jīng)驗(yàn)”轉(zhuǎn)化為“集體智慧”[ 4 ]，有效避免人工因素導(dǎo)致的配載偏差情況。

可視化配載主要依據(jù)船舶的甲板面積及可裝載區(qū)域甲板長(zhǎng)寬，系統(tǒng)自動(dòng)繪制對(duì)應(yīng)船只的甲板平面示意圖。依據(jù)裝船清單上載具的尺寸（長(zhǎng)寬）數(shù)據(jù)，系統(tǒng)顯示出對(duì)應(yīng)長(zhǎng)寬尺寸的長(zhǎng)方形圖形，將載具名稱顯示在圖形中，依據(jù)載具的物料類型（料箱、食品箱、吊籠、藥劑罐等），顯示不同的圖形背景顏色。不規(guī)則物料填報(bào)的尺寸數(shù)據(jù)為其最大規(guī)則化（長(zhǎng)方形）可占面積尺寸，不考慮不規(guī)則物資疊放或交叉放置的擺放方式，支持其按最大規(guī)則化擺放面積模擬。

船舶可視化配載主要分為預(yù)配載階段可視化配載應(yīng)用、實(shí)際裝船階段可視化配載應(yīng)用兩個(gè)部分。

預(yù)配載階段可視化配載應(yīng)用系統(tǒng)可支持依據(jù)物資面積計(jì)算甲板使用率的計(jì)算方式，也支持使用可視化的方式，將生成的長(zhǎng)方形物料使用拖拽的方式，在甲板平面上進(jìn)行物資的模擬配載。船舶已裝面積會(huì)隨著在甲板范圍內(nèi)拖拽物料數(shù)量的增減發(fā)生改變，同時(shí)，甲板使用率也會(huì)隨之變化。根據(jù)在甲板范圍內(nèi)的物料內(nèi)容，可生成排序物料清單（裝載在船舶內(nèi)的排序順序?yàn)椋瑥拇^方向算沿甲板從前到后，順序數(shù)值從1開始逐漸增加；不在甲板范圍內(nèi)的物料，順序在最后，順序數(shù)值最大）。

在實(shí)際裝船階段，可視化配載應(yīng)用是指船舶主管在系統(tǒng)中可依據(jù)物資實(shí)際裝船位置，將可視化配載系統(tǒng)生成的長(zhǎng)方形物料使用拖拽的方式，在甲板平面上進(jìn)行物資的可視化擺放，最終生成可視化裝載圖。物料圖形上可顯示器具編號(hào)（如錄入編號(hào)數(shù)據(jù)）、物資屬性、目的平臺(tái)等信息。此裝載圖數(shù)據(jù)可供目的平臺(tái)人員、船方、作業(yè)公司等相關(guān)人員查看。

總體來看，配載是船舶運(yùn)營(yíng)中的重要環(huán)節(jié)之一，對(duì)碼頭的裝卸作業(yè)效率和集裝箱班輪運(yùn)輸?shù)臏?zhǔn)點(diǎn)率具有深遠(yuǎn)的影響，對(duì)于集裝箱船舶配載問題的研究具有廣泛的實(shí)際意義[ 5 ]。配載的首要目的是充分利用集裝箱船的裝載能力，因?yàn)樗粌H直接影響船舶公司營(yíng)運(yùn)的經(jīng)濟(jì)效益，而且涉及船舶安全問題。船舶的裝載能力通常采用甲板使用率和載重利用率兩個(gè)指標(biāo)評(píng)估。

然而，在實(shí)際應(yīng)用中，船舶的裝載狀況常常呈現(xiàn)“滿載不滿艙”或“滿艙不滿載”的情況。選擇適當(dāng)?shù)难b載方案時(shí)，需要結(jié)合航線情況，綜合考慮甲板面積、物料分類等情況，找到兩種裝載方式之間的平衡點(diǎn)，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)效益最大化目標(biāo)。

在可視化配載應(yīng)用方面，確保船舶安全至關(guān)重要，一些事故的發(fā)生為從業(yè)者提供了寶貴的借鑒。例如，2 013年6月，一艘隸屬于MOL集團(tuán)（商船三井）的“MOL Comfort”號(hào)集裝箱船發(fā)生沉船事故。在分析導(dǎo)致沉船事故發(fā)生原因時(shí)發(fā)現(xiàn)，主要原因是船舶設(shè)計(jì)缺陷，在船體結(jié)構(gòu)載荷計(jì)算中忽略了兩種載荷的聯(lián)合作用，造成船殼底板結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不夠。此外，因?yàn)槲锪吓漭d不均，導(dǎo)致行駛船舶在惡劣天氣條件下出現(xiàn)中拱變形的問題，船舶難以承受重負(fù)，最終造成船體斷裂、沉沒。

總之，在各行各業(yè)的建設(shè)與發(fā)展中，效率和效益密不可分，需要統(tǒng)籌兼顧。在確保安全的前提下，提高效率始終是各行業(yè)從業(yè)者追求的目標(biāo)。在船舶配載中，提高效率的主要目標(biāo)是為沿線掛港卸船作業(yè)和碼頭裝卸作業(yè)提供便利，縮短船舶在港停泊時(shí)間，提高物流配載的效率，提高其效益和競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[ 6 ]。

五、總結(jié)與展望

區(qū)域資源統(tǒng)籌和可視化配載是在對(duì)油氣、航運(yùn)等行業(yè)進(jìn)行數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型的大背景下應(yīng)運(yùn)而生的，未來將在這些行業(yè)、企業(yè)中得到更廣泛的應(yīng)用。

首先，隨著油氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和航運(yùn)業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型趨勢(shì)不斷加強(qiáng)，油氣公司將更加注重船舶區(qū)域資源的統(tǒng)籌和調(diào)度，滿足其業(yè)務(wù)需求。油氣公司可以基于數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用智能配載系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)船舶資源的高效利用。

其次，油氣公司的船舶需要進(jìn)行各種各樣的運(yùn)輸工作，包括石油、天然氣、化學(xué)品等運(yùn)輸，可視化配載技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)不同類型、不同規(guī)格的貨物的快速高效配載。油氣公司可以在船舶可視化配載技術(shù)的幫助下實(shí)現(xiàn)貨物的自動(dòng)配載，提高配載效率和準(zhǔn)確率，減少人工配載過程中可能產(chǎn)生的錯(cuò)誤和浪費(fèi)。

最后，船舶區(qū)域資源統(tǒng)籌和可視化配載技術(shù)既可以在油氣公司中應(yīng)用，也適用于其他航運(yùn)企業(yè)，包括港口、貨代和船運(yùn)代理等。尤其是在船舶區(qū)域資源短缺和貨物運(yùn)輸量增長(zhǎng)的情況下，這些技術(shù)會(huì)發(fā)揮更大的作用，提高航運(yùn)企業(yè)的運(yùn)營(yíng)效率和質(zhì)量。

綜上所述，區(qū)域資源統(tǒng)籌和可視化配載技術(shù)在未來的發(fā)展中具有廣泛的應(yīng)用前景。隨著科技發(fā)展和航運(yùn)業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型不斷深入，資源統(tǒng)籌配載系統(tǒng)將為船舶運(yùn)輸、海上作業(yè)帶來更多的便利和機(jī)遇。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊軍.散貨船自動(dòng)配載系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D].武漢理工大學(xué)，2004.

[2]楊延飛.加強(qiáng)油氣資源統(tǒng)籌 扛牢能源保供職責(zé)使命[J].工程科技，2022（06）：17.

[3]丁一，王聰.以自動(dòng)化碼頭為中心的船舶配載優(yōu)化[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2021（11）：3385-3393.

[4]綦曉光，蘇京春，陳慶佳.人工智能+航運(yùn)：從信息化到智能化[N].第一財(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào)，2020-09-24.

[5]郭晶.集裝箱船舶配載優(yōu)化及可視化研究[D].大連海事大學(xué)，2017.

[6]馮澤.規(guī)則普通重大件的船舶配載問題研究[D].大連海事大學(xué)，2021.