成品油物流體系優(yōu)化的系統(tǒng)動力學(xué)思考

劉瓊 楊建華

[摘 要] 成品油物流系統(tǒng)的優(yōu)化不僅關(guān)系到成品油的及時有效供應(yīng)，保障居民生產(chǎn)生活的順利開展，而且關(guān)系到石油企業(yè)物流成本的大小、油庫及加油站的合理使用以及整個物流系統(tǒng)的運行效率?；谀壳拔覈善酚臀锪黧w系存在的現(xiàn)實問題，站在系統(tǒng)的角度思考了成品油物流布局及其優(yōu)化調(diào)整思路，重點預(yù)測分析了我國某地區(qū)成品油物流需求量，并以此指導(dǎo)物流業(yè)的規(guī)劃及相關(guān)投資，可以有效提升整個物流配送的有效性、合理利用資源，為成品油物流體系的構(gòu)建提供思路。

[關(guān)鍵詞] 統(tǒng)思考；成品油；物流需求；路徑優(yōu)化

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2016. 07. 078

[中圖分類號] F252 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2016）07- 0167- 05

1 引 言

成品油物流作為石油系統(tǒng)利潤實現(xiàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對其進行合理的規(guī)劃不僅關(guān)系到成品油的及時、合理供應(yīng)，而且可以降低物流成本，減少中間環(huán)節(jié)，實現(xiàn)現(xiàn)有油庫、加油站及運力的有效配置利用，從而降低企業(yè)的成本進而提升企業(yè)利潤。

系統(tǒng)動力學(xué)以系統(tǒng)論、控制論、信息論等原理為基礎(chǔ)，并以數(shù)學(xué)計算仿真為手段，研究復(fù)雜的社會、經(jīng)濟問題。系統(tǒng)動力學(xué)強調(diào)動態(tài)性、因素間的因果關(guān)系及反饋關(guān)系?，F(xiàn)代物流系統(tǒng)是由多個動態(tài)的、復(fù)雜的社會系統(tǒng)構(gòu)建而成的，系統(tǒng)中包含諸多因素，因素間存在復(fù)雜的關(guān)系，這些復(fù)雜的關(guān)系有些可以通過歷史數(shù)據(jù)進行量化處理，而有些因為數(shù)據(jù)缺乏或獲取不到而無法量化，應(yīng)用系統(tǒng)動力學(xué)解決物流問題，可以發(fā)揮其優(yōu)勢，目前在國內(nèi)外已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用和推廣。

2 成品油物流體系現(xiàn)狀及存在的問題

與國外相比，我國成品油物流體系及配套設(shè)施的建設(shè)比較晚，尤其是在中西部地區(qū)，受運輸基礎(chǔ)設(shè)施落后、信息化普及范圍小等的影響，成品油物流體系仍存在很多問題，配送體系的完善、路徑的優(yōu)化仍待進一步發(fā)展。成品油物流配送需要成熟的物流網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)，并在物流絡(luò)中對物流路徑進行優(yōu)化，我國成品油配送大都涵蓋一次配送和二次配送兩個過程。原油經(jīng)過煉廠加工后，大規(guī)模運輸?shù)接蛶爝M行儲存，此過程為一次配送，從大油庫分撥到小型油庫或直接運往加油站進行銷售，此過程為二次配送，可以說，成品油物流是連接煉廠、油庫、加油站及下游用戶的一個復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，如圖1所示。成品油物流配送的優(yōu)化，需要綜合考慮煉廠、油庫的規(guī)模及地址布置，結(jié)合現(xiàn)有運力進行物流網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，繼而進行優(yōu)化配比，優(yōu)化后的物流網(wǎng)絡(luò)不僅可以滿足各區(qū)域成品油需求，實現(xiàn)資源的合理配置，而且可以實現(xiàn)整個物流成本的節(jié)約，并給予下游用戶采購和使用上的便捷。

圖1顯示了我國較為常見的一種成品油物流配送路徑，成品油從煉廠出來后，會運往各大油庫，此過程需要考慮煉油廠及油庫的布局、各油庫的庫容水平等問題。大型油庫再根據(jù)各區(qū)域需求情況進行二次配送，此過程需要考慮各區(qū)域成品油未來需求量、加油站的布局、油庫與加油站的距離等問題。

受多方面的因素限制，目前，我國成品油物流仍存在很多問題，制約著成品油的合理配送，結(jié)合國內(nèi)主要石油公司在成品油物流配送現(xiàn)狀、油庫布局、運輸特點及銷售網(wǎng)點布局等的實際情況，可以總結(jié)出我國成品油物流體系存在的問題，主要有：

（1）受區(qū)域行政影響，無法進行成品油優(yōu)化調(diào)配。目前，受石油公司組織管理結(jié)構(gòu)的影響，各大石油公司在地方上的分公司或部門隸屬于集團公司，而并不直屬當(dāng)?shù)卣姓芾恚虼耍谂渌陀媱澋闹贫ê蛯嶋H實施過程中就會出現(xiàn)一些協(xié)調(diào)上的弊端，在日常的配送計劃上往往出現(xiàn)按區(qū)域配送及按公司配送的矛盾，從而出現(xiàn)某些地區(qū)加油站過于集中、而其他地區(qū)加油站過少，某些地方成品油配送過多、其他地方的現(xiàn)象[1]。在成品油二次配送過程中，往往受區(qū)域行政影響，導(dǎo)致配送達(dá)不到最優(yōu)化，甚至出現(xiàn)“長鞭效應(yīng)”。

（2）運力的分配及其有效利用率不足。目前，隨著我國成品油物流的不斷發(fā)展，已經(jīng)形成了較強的運力，涵蓋鐵路運輸，車運及船舶運輸?shù)?，物流網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不斷完善。由于計劃執(zhí)行的偏差、實際配送的不準(zhǔn)確、商業(yè)利潤的驅(qū)使等因素的存在，仍存在運力的迂回和反復(fù)，空車、空船，鐵路-公路、船運-公路銜接不當(dāng)?shù)痊F(xiàn)象，造成運力的浪費。

此外，我國的煉廠大都集中在西北、東北地區(qū)，而市場卻往往集中于經(jīng)濟發(fā)展水平較高的華東、華南、東南沿海地區(qū)，導(dǎo)致需求和供給的不合理，華南地區(qū)的成品油需求往往需要從偏遠(yuǎn)的西北地區(qū)用鐵路臥罐進行運輸，成品油運輸距離過長，大大的增加了物流中間環(huán)節(jié)能源的浪費和成本，數(shù)據(jù)顯示，在我國的成品油物流成本中成品油運輸成本占了相當(dāng)大的比重。

（3） 油庫、加油站布局不合理，利用率低下。成品油的油庫及加油站的布局需要考慮很多因素，如戰(zhàn)略因素、需求因素、運輸因素等。戰(zhàn)略因素，即戰(zhàn)略石油儲備基地的選取及量的確定；需求因素，需要根據(jù)各地方的經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r、需求群體大小等確定；運輸因素是指油庫的布局還需要考慮運輸?shù)谋憬菪?。然而，在實際油庫布局中，存在著很多的不合理，首先有歷史因素，油庫布局按照當(dāng)時的需要進行設(shè)計的，但隨著經(jīng)濟發(fā)展，現(xiàn)有的油庫要么庫容過小，要么利用率不足；其次，規(guī)劃不合理，對未來需求的預(yù)測不準(zhǔn)確，現(xiàn)有加油站由于需求量的減少而荒廢，加油站使用年限減少，導(dǎo)致投資回收率低下，在我國很多地區(qū)，布局地點與加油站的銜接不當(dāng)都是普遍存在的。

此外，利用效率低下也是目前成品油物流系統(tǒng)存在的關(guān)鍵問題，油庫建設(shè)并投入使用后，對其進行合理有效的利用方能顯示其價值，但是受管理水平、技術(shù)水平及信息系統(tǒng)的限制，我國大部分油庫的運行效率遠(yuǎn)低于國外，我國加油站密度遠(yuǎn)高于國外發(fā)達(dá)國家，但單個加油站利用率低下，并且加油站的分布存在很多問題，這些都制約著成品油物流業(yè)的發(fā)展。綜合而言，在選址、規(guī)劃及投資前，需要對該區(qū)域成品油的物流需求規(guī)模進行預(yù)測，如此才能更加具體的進行規(guī)劃投資。

3 基于系統(tǒng)動力學(xué)的成品油物流需求預(yù)測

運用系統(tǒng)論思想去思考成品油物流體系的構(gòu)建，可以從定性和定量的角度進行動態(tài)分析，挖掘因素間的因果關(guān)系，進行動態(tài)、反饋關(guān)系研究，基于我國成品油物流物流的現(xiàn)狀及存在的問題發(fā)現(xiàn)，對區(qū)域成品油物流量的預(yù)測至關(guān)重要。對區(qū)域成品油物流量進行合理的預(yù)測，可以為油庫、加油站的布局和規(guī)模的確認(rèn)提供依據(jù)，可以充分的利用資源，創(chuàng)造價值。

物流業(yè)與各產(chǎn)業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)，物流鏈往往和產(chǎn)業(yè)鏈相互滲透，相互輔助。成品油作為國民經(jīng)濟發(fā)展的重要物資，為第一、二、三產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供源源不斷的動力，因此，對成品油物流需求進行預(yù)測，首先需要明確各產(chǎn)業(yè)發(fā)展與成品油需求量之間的關(guān)系，然后結(jié)合三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢對某國或某區(qū)域做一動態(tài)預(yù)測[2]。

研究表明，產(chǎn)業(yè)的發(fā)展（產(chǎn)業(yè)GDP）與石油（成品油）的需求量之間存在很強的相關(guān)性。對某區(qū)域成品油的需求進行預(yù)測，需要結(jié)合整個經(jīng)濟發(fā)展形勢，挖掘該區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況（或投資情況），國民經(jīng)濟的發(fā)展與對三產(chǎn)業(yè)的投資存在密切的關(guān)系，而對產(chǎn)業(yè)的投資又會反過來帶動各產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的增加，因此會加大對成品油的需求，成品油需求的增加既創(chuàng)造了產(chǎn)業(yè)增加值，同時也將拉動成品油物流業(yè)甚至整個物流業(yè)的發(fā)展，提升物流業(yè)產(chǎn)業(yè)的增加值，整個過程形成一條正反饋鏈[3]，如圖2所示。

上述成品油物流需求模型包含18個參數(shù)，各參數(shù)間的關(guān)系式可羅列如下：

（1）區(qū)域內(nèi)第一產(chǎn)業(yè)增長量=區(qū)域內(nèi)GDP×區(qū)域第一產(chǎn)業(yè)投資率；

（2）區(qū)域內(nèi)第二產(chǎn)業(yè)增長量=區(qū)域內(nèi)GDP×區(qū)域第二產(chǎn)業(yè)投資率；

（3）區(qū)域內(nèi)第二產(chǎn)業(yè)增長量=區(qū)域內(nèi)GDP×區(qū)域第二產(chǎn)業(yè)投資率；

（4）成品油需求增加量=GDP增加值×單位GDP對成品油的消耗系數(shù)；

由于GDP的增長與成品油的消耗存在相關(guān)性，可以根據(jù)區(qū)域內(nèi)的歷史GDP及成品油需求量數(shù)據(jù)，擬合二者的函數(shù)關(guān)系，得到相應(yīng)的消耗系數(shù)；

（5）區(qū)域GDP=INTEG（GDP增長量，a），其中a為該區(qū)域目前GDP水平。

（6）第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值=INTEG（第一產(chǎn)業(yè)增長量，b），其中b為該區(qū)域目前第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值；

（7）第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值=INTEG（第二產(chǎn)業(yè)增長量，c），其中c為該區(qū)域目前第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值；

（8）第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值=INTEG（第三產(chǎn)業(yè)增長量，d），其中d為該區(qū)域目前第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值；

（9）成品油物流需求增長量=f（成品油需求增加值，第一產(chǎn)業(yè)增加值，第二產(chǎn)業(yè)增加值，第三產(chǎn)業(yè)增加值，e）；其中e為該區(qū)域目前成品油物流需求量。成品油物流需求（可以以物流量的規(guī)模表示）與三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)，在為三產(chǎn)業(yè)提供源源不斷的成品油的過程中產(chǎn)生了成品油的物流，故可根據(jù)歷史數(shù)據(jù)進行因素間的回歸分析，找出成品油物流需求與成品油需求量、三產(chǎn)業(yè)的關(guān)系。

以我國西部地區(qū)某三線城市實際數(shù)據(jù)為例進行分析，首先通過多元線性回歸，結(jié)合成品油物流需求（物流規(guī)模量）得出成品油物流需求和三大產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值（分別用x1、x2、x3表示）的關(guān)系為：

Lny=2.1+0.49lnx1+0.71lnx2+0.11lnx3 R2=0.989

根據(jù)歷史GDP數(shù)據(jù)與成品油消耗數(shù)據(jù)計算出該地區(qū)單位GDP的成品油消耗系數(shù)為0.078噸/萬元，根據(jù)該地區(qū)政府對于單位GDP能耗的計劃，該地區(qū)計劃逐年降低單位GDP能耗，2020年前，單位GDP能耗以每年1%的速度下降，2020年后，由于下降空間的減少，每年下降速度為0.8%，至2025年結(jié)束，以此數(shù)據(jù)位基礎(chǔ)，對成品油消耗系數(shù)進行界定。同時，結(jié)合該地區(qū)未來三產(chǎn)業(yè)發(fā)展側(cè)重點及相關(guān)的投資結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，對該地區(qū)對三產(chǎn)業(yè)的投資規(guī)模比例趨勢進行界定，建立該地區(qū)成品油需求量及成品油物流規(guī)模的系統(tǒng)動力學(xué)模型。

3.1 成品油需求量預(yù)測

由計算結(jié)果得成品油預(yù)測曲線如圖4所示。

計算結(jié)果顯示，該地區(qū)未來成品油需求有較大增長空間，至2029年達(dá)到最大值，此時成品油需求量較2014年增長近一倍，主要原因是該地區(qū)目前發(fā)展相對落后，工業(yè)化正在逐漸發(fā)展，故而對成品油需求量增長幅度較大，隨著發(fā)展的逐漸推進及能源利用效率的增加，2029年后，該地區(qū)對成品油的需求逐年下降。具體預(yù)測數(shù)據(jù)如表1所示。

圖5顯示，該地區(qū)未來成品油物流需求的增長量經(jīng)歷三個發(fā)展階段，2014-2020年為快速發(fā)展期，成品油物流需求穩(wěn)步增長，相關(guān)的配套設(shè)施和投資逐漸增加，物流規(guī)模逐年加大，2020年后，隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的逐漸完成，對成品油物流需求的增長量逐年放緩，至2030年，需求增長量開始下降，如表2所示。

基于以上結(jié)果可以看出，在對該地區(qū)進行成品油物流體系設(shè)計和投資時，需要結(jié)合該地區(qū)成品油需求量的未來趨勢、單位GDP的成品油消耗系數(shù)情況、三產(chǎn)業(yè)投資變化趨勢等進行綜合分析，如此可以得到動態(tài)的，更加準(zhǔn)確的成品油物流需求量趨勢，以此指導(dǎo)成品油物流相關(guān)投資和配套設(shè)施的，可以為加油站數(shù)量的確定、油庫規(guī)模的選擇等提供參考，既可以減少資金、人力、物力的過多浪費，同時可以充分利用油庫、加油站資源，提高資源利用效率。

4 小 結(jié)

本文站在系統(tǒng)的角度，結(jié)合我國目前成品油配送存在的現(xiàn)實問題，對物流體系的優(yōu)化進行系統(tǒng)分析，重點對區(qū)域成品物流需求量進行了預(yù)測分析，可以得出：

（1）在對區(qū)域進行物流體系配套設(shè)施建設(shè)、投資規(guī)劃前，需要對區(qū)域成品油需求量、成品油物流需求量進行動態(tài)預(yù)測，對需求量的預(yù)測需要結(jié)合區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，同時需要考慮成品油物流過程對國民經(jīng)濟發(fā)展的影響，是一個動態(tài)反饋的過程，與傳統(tǒng)的靜態(tài)分析相比，更具有實際指導(dǎo)意義。

（2）建設(shè)新油庫及加油站時，對選址所在區(qū)域的未來成品油需求量及物流需求量進行合理的預(yù)測，根據(jù)區(qū)域內(nèi)成品油未來需求情況，選取合適的點進行油庫、加油布局，綜合考慮油庫與資源地，油庫到加油站的距離和運費、油庫的經(jīng)營成本、油庫、加油站的使用率等影響因素，建立成本目標(biāo)函數(shù)，可以實現(xiàn)成品油物流投資、油庫、加油站規(guī)模、運輸路徑的優(yōu)化。

（3）在對成品油未來物流需求進行預(yù)測，指導(dǎo)成品油物流投資及成品油油庫、加油站選址問題上，一個重要的前提是需要跳開行政劃分的局限，以更廣闊區(qū)域為系統(tǒng)進行整體思考，如此可減少油庫、加油站閑置，周轉(zhuǎn)率低下，儲存時間過長等問題。

主要參考文獻

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