淺談商品混凝土運(yùn)輸調(diào)度模型

劉文卿（中鐵二十一局集團(tuán)公司，甘肅蘭州 730000）

為了降低混凝土運(yùn)輸車調(diào)度不佳的狀況，而影響到工程的施工質(zhì)量與進(jìn)度，混凝土拌和廠必須考慮配送作業(yè)流程是否流暢、是否能及時(shí)運(yùn)送混凝土至工地等。但目前混凝土拌和廠的派車排程，大都是依調(diào)度人員的經(jīng)驗(yàn)、主觀意識來進(jìn)行。因?yàn)槿狈τ行У目茖W(xué)及系統(tǒng)化分析，容易造成混凝土拌和廠損失潛在利潤，而且會降低服務(wù)質(zhì)量。因此需要發(fā)展出有效且有系統(tǒng)的派遣機(jī)制，解決混凝土拌和廠與工地間的作業(yè)流程問題，使廠商在能夠獲利的前提下，同時(shí)兼顧混凝土生產(chǎn)配送對環(huán)境造成的影響。

1 混凝土運(yùn)輸調(diào)配模型

1.1 混凝土運(yùn)輸模型

混凝土運(yùn)輸調(diào)配限制條件包含了利潤、混凝土質(zhì)量及運(yùn)輸車使用率，并將限制條件規(guī)劃成求解目標(biāo)式以達(dá)到彈性滿足限制的目的。本研究依照限制式重要性列序如下。配送的

H1安：排混，凝減土少質(zhì)緩量凝方劑面、，甚是至考添慮加妥水善的規(guī)影劃響生

產(chǎn)質(zhì)量的作法（詳細(xì)求解略）。

H2：成本方面，分成出車成本以及外部成本此兩方面，而供應(yīng)商必須在合法前提之下，盡可能減少運(yùn)載次數(shù)，避免成本不斷地增加（詳細(xì)求解略）。

H3：運(yùn)輸車使用率方面，若集中使用某輛運(yùn)輸車，車體老化、折舊的速度會愈快，車排放的污染濃度愈高，因此混凝土拌和廠各車輛的指派使用要平均并配合定期維修保養(yǎng)，才能降低空氣污染量（詳細(xì)求解略）。

1.2 其它限制條件

由于調(diào)度運(yùn)送車輛屬于運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)分析，在硬式及軟式限制式下，亦需要其它限制式，讓求得的解更為接近現(xiàn)實(shí)狀況，以供供應(yīng)商參考。

2 模型分析及求解

2.1 模型分析

本研究所拿到的數(shù)據(jù)是在執(zhí)行新道路交通管理處罰條例之前，當(dāng)時(shí)是使用容積法，運(yùn)輸車最大容量為8～9m3，但現(xiàn)今已回歸重量法管理，運(yùn)輸車載重法限制載運(yùn)數(shù)量3.5～4m3。因此，本研究首先針對容積法，求解出最佳解，并比較當(dāng)時(shí)供應(yīng)商調(diào)度運(yùn)送情況與本研究結(jié)果之間的差異。其次針對重量法，進(jìn)行求解分析，給供應(yīng)商作為參考，讓運(yùn)輸效率達(dá)到最大值。

本模型包括顧客的需求量及所在地、顧客需求時(shí)間點(diǎn)、運(yùn)輸車容量限制、固定維修日期,通過UrMap 系統(tǒng)進(jìn)行廠拌混凝土廠和顧客之間的距離量測、以及運(yùn)輸車從混凝土拌和廠至顧客所在地所花的時(shí)間，運(yùn)輸車時(shí)速設(shè)定為50 公里，所以移動時(shí)間的長短將以距離來換算。

2.2 模型求解

本研究使用數(shù)學(xué)軟件包進(jìn)行求解，分別求出容積法管理、重量法管理下的最佳調(diào)度模型，通過比較分析，了解調(diào)度趟次的運(yùn)載變化，給供應(yīng)商參考之用。

3 應(yīng)用實(shí)例

3.1 調(diào)度分析

某混凝土拌和廠，其一天共有十個(gè)有需求的顧客點(diǎn)，需求量為1.5～128m3不等，進(jìn)行一日的調(diào)度配送，并設(shè)定運(yùn)輸車1 進(jìn)廠維修保養(yǎng)，以確保運(yùn)輸車于平日配送時(shí)的安全性以及防止車輛快速老化現(xiàn)象。

運(yùn)輸車調(diào)度模型是從混凝土拌和廠至工地再回到混凝土拌和廠，之間的活動時(shí)間主要包含：旅行時(shí)間(包括去程和回程時(shí)間)、需求時(shí)間等信息。表1 為每一個(gè)工地的營運(yùn)信息、時(shí)間與需求。

表1 工地營運(yùn)資訊及需求量

在重量管理辦法下，由于有裝載量限制因素，最高容許運(yùn)載量為4m3，所以整體調(diào)度次數(shù)會提升，但擁有15 臺廠拌混凝土車，執(zhí)行重量管理辦法下，運(yùn)載過程中出現(xiàn)車輛不足現(xiàn)象，直至將車輛數(shù)加至27 輛時(shí)，才能求解出最佳解。因此，廠拌混凝土供應(yīng)商需租賃或購置車輛，讓調(diào)度模型符合合理?xiàng)l件，且滿足所有顧客需求，增加運(yùn)輸效率。因此本研究設(shè)計(jì)重量管理辦法下，供應(yīng)商擁有27 輛運(yùn)輸車可用于調(diào)度作業(yè)。

3.2 不同限制條件下的目標(biāo)值結(jié)果對比

實(shí)行優(yōu)先權(quán)目標(biāo)規(guī)劃，依據(jù)供應(yīng)商選擇，按照目標(biāo)式的重要性給予優(yōu)先權(quán)。表2 為目標(biāo)值求解結(jié)果。

表2 各模型目標(biāo)值結(jié)果

可以看出，在目標(biāo)式一混凝土質(zhì)量方面，容積法和重量法結(jié)果相同，換句話說，所有車輛皆可在1.5 小時(shí)內(nèi)將混凝土送達(dá)至顧客點(diǎn)。在目標(biāo)式二成本有所變化，容積管理法成本低重量管理辦法，是由于容積管理法允許裝載較多的混凝土數(shù)量，使得供應(yīng)商能夠減少運(yùn)載次數(shù)，進(jìn)而降低出車成本以及外部成本。

3.3 調(diào)度安排

本研究所拿到的數(shù)據(jù)是在執(zhí)行了新道道路交通管理處罰條例之前，也就是實(shí)行容積法管理時(shí)期。依據(jù)供應(yīng)商所給予的的信息，在人工安排下，大多會裝載至8m3，而通過數(shù)學(xué)規(guī)劃，求解出來的運(yùn)送數(shù)量也是大部分會裝載至8.8m3。容積管理法調(diào)度安排可知，一日運(yùn)載趟次共為35 次。重量管理辦法下，運(yùn)載數(shù)量大多會裝載至4m3，總運(yùn)載趟次為66 次。

配合工地訂購順序、需求時(shí)間、需求點(diǎn)離工地的距離與時(shí)窗限制，通過數(shù)學(xué)規(guī)劃軟件，可以計(jì)算出車輛出發(fā)時(shí)間點(diǎn)，不但能降低對工地進(jìn)度的影響，亦能讓混凝土拌和廠掌握出車時(shí)間點(diǎn)。

4 結(jié)論

1)由于廠拌混凝土有其時(shí)效性，所以在生產(chǎn)時(shí)必須符合拉式（pull）需求，并遵守Just In Time（JIT）規(guī)則，才能夠維持產(chǎn)品的質(zhì)量，增加整體工作的效能以及生產(chǎn)的效率，因此需考慮混凝土質(zhì)量以及工地時(shí)窗限制，混凝土品質(zhì)的維護(hù)，從廠內(nèi)拌和、運(yùn)輸車去程及等待時(shí)間的總合不能超過1.5 小時(shí)，以維持混凝土質(zhì)量。

2)在目標(biāo)式一混凝土質(zhì)量方面，容積法和重量法結(jié)果相同，換句話說，所有車輛皆可在 1.5小時(shí)內(nèi)將混凝土送達(dá)至顧客點(diǎn)。

3)在目標(biāo)式二成本有所變化，容積管理法成本低重量管理辦法，是由于容積管理法允許裝載較多的混凝土數(shù)量，使得供應(yīng)商能夠減少運(yùn)載次數(shù)，進(jìn)而降低出車成本以及外部成本。

4)目標(biāo)式為運(yùn)輸車使用率時(shí)，不論在容積管理或重量管理辦法下，車輛能平均地使用。

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