不同箱型軍用物資配載優(yōu)化研究

李勤真　苗雨欣　王春剛　霍東芳

摘要：隨著我軍軍用物資集裝化程度的逐漸提高，必然要求集裝箱進(jìn)行配載優(yōu)化設(shè)計(jì)，以提高集裝效率、經(jīng)濟(jì)效益和軍事效益。文章在分析不同箱型軍用物資配載優(yōu)化必要性的基礎(chǔ)上，根據(jù)部隊(duì)作戰(zhàn)物資的種類，確立了配載優(yōu)化的目標(biāo)，建立優(yōu)化配載模型，給出相應(yīng)的求解算法，并進(jìn)行了實(shí)例仿真，驗(yàn)證了配載模型及解算方法的可行性。

關(guān)鍵詞：不同箱型；軍用物資；優(yōu)化配載

中圖分類號(hào)：F224文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract: With the improvement of our military material containerization, it's necessary to optimize the loading of container in order to improve efficiency of loading, economic benefits and military benefits. Base on the analysis on the necessity of loading optimization of military materials in different containers, this paper establlishes the aims and models of loading optimization, offers a solution, and executes a case simulation to validate the feasibility of loading models and algorithm, according to the kinds of unit operational materials.

Key words: different container; military materials; loading optimization

0引言

不同箱型的軍用物資合理配載是軍用物資集裝箱儲(chǔ)運(yùn)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，配載質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到物資運(yùn)送的效率，并將影響到整個(gè)集裝箱運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)作效益。集裝箱的裝載能力包括集裝箱的內(nèi)部幾何容積和凈載重量［1］。在軍用物資集裝箱儲(chǔ)運(yùn)保障工作中，應(yīng)盡量減少集裝箱數(shù)量的使用，合理利用集裝箱裝載能力，最大限度地提高集裝箱的實(shí)際利用程度。軍用集裝箱合理裝載能力的確定，對(duì)于擴(kuò)大軍用集裝箱的使用范圍，提高集裝箱的使用效率，有效地利用集裝箱的內(nèi)容積和凈載重量，在各種運(yùn)輸方式之間實(shí)行多式聯(lián)運(yùn)等，都具有十分重要的作用。1基本條件的確定

1.1基本條件界定

按照我軍現(xiàn)行的物資分類方法，將作戰(zhàn)物資區(qū)分為彈藥、油料、器材（主要包括軍械器材、防化器材和車輛器材等）、藥材、軍需（包括給養(yǎng)、被裝和日用品）、野營物資和其他物資?？紤]到各種物資的特點(diǎn)，物資攜、運(yùn)行量的計(jì)算方法有以下四種模式：（1）采用戰(zhàn)術(shù)單位基本消耗標(biāo)準(zhǔn)（如彈藥的基本消耗標(biāo)準(zhǔn)）；（2）采用部（分）隊(duì)基數(shù)標(biāo)準(zhǔn)（如戰(zhàn)救藥材的師基數(shù)標(biāo)準(zhǔn)）；（3）采用單項(xiàng)裝備基數(shù)標(biāo)準(zhǔn)（如單項(xiàng)器材基數(shù)標(biāo)準(zhǔn)）；（4）采用其他單項(xiàng)消耗標(biāo)準(zhǔn)（如人份、日份、月份等）［2］。

本文在計(jì)算過程中為方便起見直接將各類攜運(yùn)行物資折算為以物資重量或體積計(jì)算。并且在攜運(yùn)行物資中油料暫未定為適箱物資（需專門的油料專用集裝箱），因此油料暫不列入預(yù)儲(chǔ)之列。

1.2基本條件構(gòu)成

假定某部隊(duì)的彈藥、給養(yǎng)、被裝、藥材、軍械器材、車輛器材消耗標(biāo)準(zhǔn)分別為G1、G2、G3、G4、G5、G6噸。軍用集裝箱的選用可依據(jù)國家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB 4361－2002《軍用集裝箱 類型、尺寸和額定質(zhì)量》中所確定的軍用集裝箱尺寸確定，技術(shù)參數(shù)如表1所示。

1.3優(yōu)化的前提條件

因各類軍用物資的物化性能不同，不同類別的物資在此假定不能混裝，但任一類型集裝箱可裝任意一類軍用物資，要求所選用軍用集裝箱數(shù)量最少，且能充分利用集裝箱的裝載能力。將待裝物資分為重類物資和輕類物資，重類物資為：彈藥、軍械器材、車輛器材，裝箱時(shí)可按所裝箱載重量的80%測算；輕類物資為：給養(yǎng)、被裝、藥材，裝箱時(shí)可按所裝箱載重量的50%測算或按容積利用率80%測算，在此按所裝箱載重量的50%測算。

2模型的建立與求解

2.1模型的建立

對(duì)于軍用物資進(jìn)行合理選箱和優(yōu)化裝載，使所選用集裝箱數(shù)量最少，可最終反映為所選軍用集裝箱的箱底面積之和達(dá)到最小值。其模型為：

S=XS

模型應(yīng)滿足以下約束條件：

（1）所選某類軍用集裝箱的箱數(shù)總量：Xi≤GjTi；

（2）所選箱型、箱數(shù)應(yīng)能裝下對(duì)應(yīng)的軍用物資：

XiTi≥Gj

S——所選軍用集裝箱的底面積之和，單位為m2

Xi——所選某類軍用集裝箱的箱數(shù)，某中i=1,2,…,7；依次代表1C、JY7、JY10、JY7X、JY5、JY10X、JY1型

軍用集裝箱

Si——所選箱體底面積，單位為m2 （i=1,2,…,7）

Gj——某類軍用物資的總重量，單位為噸，（j=1,2,…,6）

——載重量利用率，重類物資取80%，輕類物資取50%

Ti——某一箱型軍用集裝箱凈載重量，單位為噸；（i=1,2,…,7）

ceiling（）——表示進(jìn)位取整，在此用于對(duì)Xi計(jì)算

2.2模型的求解

此模型屬于線性規(guī)劃中的整數(shù)規(guī)劃問題，可采用輔助軟件LINDO來計(jì)算。在此，以彈藥裝箱優(yōu)化為例，進(jìn)行計(jì)算方法演示。

將彈藥總量、集裝箱尺寸初始值代入模型可得目標(biāo)函數(shù)：

S=14.77X+4.8X+9.78X+4.8X+3.55X+8.43X+1.17Xmin

結(jié)束條件：

X≤G80%×20X≤G80%×6X≤G80%×8X≤G80%×2.5X≤G80%×4X≤G80%×4X≤G80%×0.980%20X+6X+8X+2.5X+4X+4X+0.9X≥G

利用輔助軟件LINDO可計(jì)算S和Xi的值，然后計(jì)算ceilingX，得到所需各類型軍用集裝箱數(shù)量。

3配載優(yōu)化實(shí)例仿真

3.1基本條件構(gòu)成

假定某戰(zhàn)役后勤倉庫有一批軍用物資分別為：彈藥、給養(yǎng)、被裝、藥材、軍械器材、車輛器材，其重量為3 796.0噸、256.0噸、87.5噸、7.8噸、42.0噸、170.0噸。選用表1所示幾種軍用集裝箱進(jìn)行裝載，要求在各種物資不能混裝的情況下，所選用軍用集裝箱數(shù)量最少，且能充分利用集裝箱的裝載能力。

3.2模型的建立與求解

在此我們直接采用2.1中所建立的模型和2.2中模型的求解方法進(jìn)行處理。此模型屬于線性規(guī)劃中的整數(shù)規(guī)劃問題，可采用輔助軟件LINDO來計(jì)算。在此，以彈藥裝箱優(yōu)化為例，進(jìn)行計(jì)算方法演示。

將彈藥總量、集裝箱尺寸初始值代入模型可得目標(biāo)函數(shù)：

S=14.77X+4.8X+9.78X+4.8X+3.55X+8.43X+1.17Xmin

結(jié)束條件：

X≤G80%×20≤238X≤G80%×6≤791X≤G80%×8≤594X≤G80%×2.5≤1 899X≤G80%×4≤1 187X≤G80%×4≤1 187X≤G80%×0.9≤5 27380%20X+6X+8X+2.5X+4X+4X+0.9X≥3 796

利用輔助軟件LINDO可計(jì)算S和Xi的值，然后計(jì)算ceilingX，得到所需各類型軍用集裝箱數(shù)量。

解得：

S=XS=3 505.29, X1=237，X2=1，X3=X4=X5=X6=X7=0

同理可得其余各種物資所需各類型軍用集裝箱的數(shù)量，裝箱優(yōu)化結(jié)果見表2。

3.3計(jì)算結(jié)果分析

從模擬裝載優(yōu)化結(jié)果可知，箱型選擇時(shí)，大型箱利用數(shù)量較多，以1C為主；小型箱利用數(shù)量較小，但合理使用小型箱是優(yōu)化的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)：

[1]索占鴻,等． 集裝運(yùn)輸[M]． 北京: 中國鐵道出版社, 2005:136．

[2]田潤良, 李勤真,等． 軍用集裝箱運(yùn)輸[M]． 北京: 解放軍出版社, 2003:43．