一种钢铁产品船运集配方法
【专利摘要】一种钢铁产品船运集配方法，该方法包括：步骤1：采集钢铁产品船运集配初始信息；步骤2：选定发货船舶；步骤3：为选定的发货船舶分配一个或多个到港站；步骤4：确定备发货产品；步骤5：建立预发货产品的优化目标函数及其工艺约束条件，从备发货产品中确定出预发货产品，得到初始预发货产品集配方案并对该方案优化调整，得到优化预发货产品集配方案；步骤6：操作人员将预发货产品出库、装船。本发明的船舶的装载率由人工集配时的95%左右提高到99%以上；有效降低了产品出库倒垛量，节约了物流成本，同时出库倒垛的减少使产品减少了不必要的磨损，保证了产品的质量；减少了额外的运输和存储费用，提高了运输工具的发运效率。
【专利说明】—种钢铁产品船运集配方法
【技术领域】
[0001]本发明属于物流自动化【技术领域】，具体涉及一种钢铁产品船运集配方法。
【背景技术】
[0002]在钢铁企业中，船运集配是指对于给定的船舶，根据其载重以及产品的到港站、交货期、在库位置、品种和重量等信息，从现有待发货的产品集合中选择适当的产品进行装船。船运集配的效果主要根据以下有关钢铁产品船运的资源利用率指标综合判定:
[0003](I)船舶装载率
[0004]船运集配最主要的目标是将尽可能多的产品装船，但不可以超载。提高船舶的装载率有利于提高资源利用率和产品发货效率、降低库存。
[0005](2)直装产品比率
[0006]钢铁企业生产厂的末端库容量一般都比较小，产出的产品需要及时出库。钢铁产品从其生产末端库运输至岸边装船的过程可以采取两种方式。一种方式是产品从生产末端库出库以后，首先运输到码头堆场进行存放，等待集配指令下达以后，再运到岸边进行装船，这种方式称为场装；另一种方式是产品位于生产末端库中，在接到集配指令以后，直接运输到岸边装载区进行装船，这种方式称为直装。由生产末端库直接发货的产品以准发单据为最小发货单位，因此采取直装方式要求同一准发单据的产品必须同时集配。
[0007]由于直装方式在产品出厂的整个运输过程中省略了中间的存储环节，可以有效降低企业内部物流设备(吊机、卡车等)的工作量和码头堆场的库存管理费用；同时由于减少了入库和出库操作，避免了产品在搬运过程中所受到的不必要的磨损，从而大大降低钢卷的断带率，更好地保持了产品的品质。
[0008](3)到港站个数
[0009]船舶在每个港口停泊都会有相应的停泊费用，降低船舶在一次航行中停泊的到港站个数不但可以节省停泊费用、简化航行路线、节约运作时间，而且有利于进一步制定船舶装载计划时控制船舶的平衡。
[0010](4)出库倒垛次数
[0011]钢卷在堆场中以两层堆放，如果位于下层的钢卷需要出库，而位于它上方的钢卷不需要出库，则必须先将上层的钢卷移动到其他位置，下层的钢卷才能出库。多次搬运可能导致产品质量受损而发生断带，还会增加吊机的工作量，降低设备的作业效率，因此在集配过程中要尽量避免倒垛的发生。
[0012](5)拆分合同的次数
[0013]为了优化库区管理，产品在库区中都是按照合同号堆放的，因此同时选取同一合同的产品，可以简化出库操作，减少吊机的运行距离，达到节能降耗的目的，同时可以为库区留出连续的存储空间，有利于后续产品的入库操作。
[0014](6)交货期紧急程度
[0015]为了保证客户满意度，应该优先选择交货期紧急的产品发货。[0016](7)合同状态优先级
[0017]合同状态优先级越高的产品表示其生产进程越接近可发货状态，选择合同状态优先级高的产品可以保证合同发货的完整性，提高发货效率。
[0018]目前钢铁产品船运集配仍处于靠经验工作的状态，人工集配方法存在以下技术难
占-
^ \\\.[0019](I)产品信息数据规模庞大、合同属性信息繁多，由于集配方案的制定追求多个目标，操作人员在选择时难以兼顾，常常有所疏漏，难以保证其质量。
[0020](2)不同钢铁产品之间重量差距较大，从大量的数据中挑选适当的产品进行集配的过程要求很高的技巧才能得到最大的船舶装载率。操作人员通过观察数据得到一个满意的集配方案往往需要耗费大量的时间，人工集配时由于受到船舶离港时间的限制通常无法得到高质量的方案。
[0021]因此，人工集配会给产品出厂环节的作业带来很多不利因素，如船舶的装载率低、产品出库倒垛率高、船舶停靠的到港站多、直装比率低等，进而产生不必要的物流费用。
【发明内容】
[0022]针对现有技术存在的不足，本发明提供一种钢铁产品船运集配方法。
[0023]本发明的技术方案:
[0024]一种钢铁产品船运集 配方法，包括如下步骤:
[0025]步骤1:采集钢铁产品船运集配初始信息；
[0026]船运集配初始信息包括待集配产品数据和可用船批数据；待集配产品数据包括:产品的材料号、产品的合同号、产品的准发单据号、产品的到港站、产品的库区、产品的库位、产品的重量、产品的交货期和产品的合同状态；可用船批数据包括:可供使用的船舶的船批号、船名、船舶类型和船舶的载重；
[0027]步骤2:根据空载船舶到港顺序及可用船批数据，按照先进先出的原则，选定发货船舶；
[0028]步骤3:为选定的发货船舶分配一个或多个到港站；
[0029]步骤4:根据待集配产品数据及所述的已分配的到港站确定备发货产品；
[0030]步骤5:根据待集配产品数据和可用船批数据，建立预发货产品的优化目标函数及其工艺约束条件，从备发货产品中确定出预发货产品，得到初始预发货产品集配方案并对该方案优化调整，得到优化预发货产品集配方案；
[0031]步骤5-1:建立预发货产品的优化目标函数，优化目标包括:最小化船舶未满载重量、最大化预发货产品中的直装产品重量、最小化船舶停靠的到港站个数、最小化预发货产品中的场装产品出库倒垛次数和最小化拆分合同次数；
[0032]设M为备发货产品集合；N为备发货产品的到港站集合；1(为备发货产品的合同集合；L为所有直装准发单据集合W1为准发单据号为I的产品集合；以变量Xi的取值表示产品ii e M是否被确定为预发货产品，当Xi取值为I时，产品i被确定为预发货产品；当Xi取值为O时，产品i不是预发货产品；
[0033]所述优化目标如下:
[0034]I)最小化船舶未满载重量[0035]Min —Σιν,Λ:)(1)
[0036]其中，Wi为产品i的净重，顿；W为已选定船舶的额定载重，顿；λ I为最小化船舶未满载重量在优化目标中的权重；
[0037]2)最大化预发货产品中的直装产品重量
[0038]
Max ^2Xu;.(1-/5.)a;(2)
ieM
[0039]其中，参数h为O或I,当IDi = O时,表示产品i位于生产末端库，当h = I时,表示产品i位于码头堆场；λ2为最大化预发货产品中的直装产品重量在优化目标中的权重；
[0040]3)最小化船舶停靠的到港站个数
[0041]Min ΛΣ(η--η!Σν.?)d./eTVieM
[0042]其中，参数au为O或I,当au = I时,表示产品i的到港站是到港站j,当au = O时表示产品i的到港站不是到港站j ; λ 3为最小化船舶停靠的到港站个数在优化目标中的权重；
[0043]4)最小化预发货产品中的场装产品出库倒垛次数
[0044]Min(句
ieM i'&M
[0045]其中，参数Cii,为O或I,当Cii, = I时,表示堆场中产品i'位于产品i上方，当Cii, =0时，表示堆场中产品i'不位于产品i上方；λ 4为最小化预发货产品中的场装产品出库倒垛次数在优化目标中的权重；
[0046]5)最小化拆分合同次数
[0047]Μιη Λ Σ min '(Σ dU--v/ d>', (1 - v/ ))^11(5)
k^K/eM
[0048]其中，参数dik为0或I,当dik = I时表示产品i属于合同k,当dik = O时表示产品i不属于合同k ; λ 5为最小化拆分合同次数在优化目标中的权重；
[0049]6)最大化预发货产品交货期优先级
[0050]Max 人ΣΑ(6)
i[M
[0051]其中，4为产品i的交货期优先级；λ 6为所述的目标最大化预发货产品交货期优
先级在优化目标中的权重；
[0052]7)最大化预发货产品合同状态优先级
[0053]Max L.^.V；.V.(7)
?&Μ
[0054]其中 < 力产品i的合同状态优先级；λ 7为最大化预发货产品合同状态优先级在
预发货产品的优化目标中的权重；
[0055]所述预发货产品的优化目标Z的函数为:
【权利要求】
1.一种钢铁产品船运集配方法，其特征在于:包括如下步骤: 步骤1:采集钢铁产品船运集配初始信息； 船运集配初始信息包括待集配产品数据和可用船批数据；待集配产品数据包括:产品的材料号、产品的合同号、产品的准发单据号、产品的到港站、产品的库区、产品的库位、产品的重量、产品的交货期和产品的合同状态；可用船批数据包括:可供使用的船舶的船批号、船名、船舶类型和船舶的载重； 步骤2:根据空载船舶到港顺序及可用船批数据，按照先进先出的原则，选定发货船白； 步骤3:为选定的发货船舶分配一个或多个到港站； 步骤4:根据待集配产品数据及所述的已分配的到港站确定备发货产品； 步骤5:根据待集配产品数据和可用船批数据，建立预发货产品的优化目标函数及其工艺约束条件，从备发货产品中确定出预发货产品，得到初始预发货产品集配方案并对该方案优化调整，得到优化预发货产品集配方案； 步骤5-1:建立预发货产品的优化目标函数，该函数的优化目标包括:最小化船舶未满载重量、最大化预发货产品中的直装产品重量、最小化船舶停靠的到港站个数、最小化预发货产品中的场装产品出库倒垛次数和最小化拆分合同次数； 设M为备发货产品集合；N为备发货产品的到港站集合；K为备发货产品的合同集合；L为所有直装准发单据集合軋为准发单据号为I的产品集合；以变量Xi的取值表示产品ii e M是否被确定为预发货产品，当Xi取值为I时，产品i被确定为预发货产品；当Xi取值为O时，产品i不是预发货产品； 所述优化目标如下: 1)最小化船舶未满载重量
2.根据权利要求1所述的钢铁产品船运集配方法，其特征在于:所述步骤5-4按如下步骤进行: 步骤5-4-1:邻域搜索； 采用交换邻域和变深度邻域两种搜索策略对初始预发货产品集配方案进行调整，并将调整得到的多组预发货产品集配方案加入到集配方案集合Qss中构成初始种群； 步骤5-4-2:构造参考集RefSet ； 先从初始种群Qss中选择P组质量最好的预发货产品集配方案，构成质量参考集RefSetl，再从剩下的集合中选择q组分散性最好的预发货产品集配方案构成分散参考集RefSet2，参考集 RefSet=RefSetl U RefSet2 ； 步骤5-4-3:从参考集RefSet中挑选子集； 从参考集RefSet里选择不同的集配方案组成子集,包括质量参考集RefSetl中目标函数值最小的集配方案，并通过组合策略对子集中的集配方案进行组合产生新的集配方案；步骤5-4-4:更新参考集Ref Set ； 采用静态更新策略更新参考集RefSet，即将子集中的集配方案组合生成新的集配方案，直到所有子集都考虑完毕，用最后获得的改进的集配方案替换参考集RefSet里的质量最差的集配方案或者分散性最差的集配方案；如果所有子集中的集配方案都经过组合后，还是无法更新参考集，则执行步骤5-4-3 ； 步骤5-4-5:根据终止规则，判断搜索是否终止，是，则得到最终的预发货产品集配方案，否，则执行步骤5-4-2; 终止准则:参考集未更新次数超过了设定的最大迭代次数，搜索结束。
【文档编号】G06Q50/28GK103489091SQ201310460242
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】唐立新, 袁媛 申请人:东北大学