浙江商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 丁榮濤

隨著全球化運(yùn)輸需求不斷增長(zhǎng)，港口物流成為推動(dòng)供應(yīng)鏈整體效率改善和性能提升的重要節(jié)點(diǎn)，集裝箱運(yùn)輸作為港口物流中利潤(rùn)率最高并且增長(zhǎng)最快的業(yè)務(wù)也被倍受關(guān)注。港口物流鏈模式作為一種新型的現(xiàn)代港口物流系統(tǒng)的信息資源配置中心，可以進(jìn)一步優(yōu)化與配置物流資源，通過(guò)合理安排船舶到港時(shí)間、泊位岸線的利用效率以及裝卸設(shè)備的協(xié)同作業(yè)?，F(xiàn)代港口物流鏈即港口全程物流鏈，是根據(jù)客戶需求，由現(xiàn)代港口物流鏈上的主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)港口，負(fù)責(zé)管理現(xiàn)代港口物流鏈起點(diǎn)至終點(diǎn)的全程物流鏈的運(yùn)作，組織和協(xié)調(diào)現(xiàn)代港口物流鏈上下游的各個(gè)節(jié)點(diǎn)——生產(chǎn)商、經(jīng)銷商、鐵路、港口、航運(yùn)、公路、海關(guān)、檢驗(yàn)檢疫等單位相互協(xié)作配合和各種運(yùn)輸方式的有機(jī)銜接。

浙江省處于連接國(guó)際航道和國(guó)內(nèi)支線的良好位置，內(nèi)河航道通航通過(guò)連接長(zhǎng)江流域各省，間接腹地?cái)U(kuò)大至浙贛、宣杭、皖北鐵路沿線地區(qū)和江蘇、安徽、上海、湖北和江西等省市。全省共有5個(gè)主要港口，杭州港屬于內(nèi)河港口，溫州港、嘉興港、臺(tái)州港、寧波—舟山港四個(gè)港口屬于沿海港口，沿海港口正積極打造以寧波—舟山港為主線，溫州臺(tái)州和嘉興港為兩翼的現(xiàn)代港口體系。與國(guó)內(nèi)外主要港口相比，目前我省5個(gè)主要港口都較好地完成了口岸電子信息化工程，但各港口，特別是內(nèi)河港口，港口和臨港物流設(shè)施（物流園區(qū)、物流中心等）的規(guī)劃建設(shè)與經(jīng)營(yíng)基本上是相互割裂，各自獨(dú)立運(yùn)作，缺乏跨組織的流程協(xié)同和信息共享機(jī)制，所以導(dǎo)致耗能大、效率低、成本高、協(xié)調(diào)困難等一系列問(wèn)題。建立多式聯(lián)運(yùn)作業(yè)調(diào)度優(yōu)化下的港口物流鏈控制系統(tǒng)就是希望通過(guò)省內(nèi)各港口建立的合作伙伴關(guān)系，根據(jù)各物流企業(yè)的市場(chǎng)份額和物流能力，采用實(shí)時(shí)響應(yīng)的優(yōu)化調(diào)度策略，使資源組織的速度和規(guī)模滿足企業(yè)的物流業(yè)務(wù)需求。

1 分析港口物流鏈的適應(yīng)性與影響因素

1.1 對(duì)港口物流鏈物流系統(tǒng)的復(fù)雜適應(yīng)性進(jìn)行分析，提出基于多Agent交互的港口物流鏈物流系統(tǒng)動(dòng)態(tài)協(xié)作模型

傳統(tǒng)的港口已擴(kuò)展到了包括業(yè)務(wù)相關(guān)的海運(yùn)、陸運(yùn)物流網(wǎng)絡(luò)，不僅需考慮物流鏈節(jié)點(diǎn)作業(yè)調(diào)度問(wèn)題，同時(shí)要考慮物流在網(wǎng)絡(luò)中的運(yùn)輸過(guò)程中的銜接問(wèn)題，以港口為關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的多式聯(lián)運(yùn)物流系統(tǒng)屬于復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)。以往港口物流鏈系統(tǒng)研究領(lǐng)域只專注于節(jié)點(diǎn)內(nèi)部物流作業(yè)局限性。港口物流鏈?zhǔn)且粋€(gè)調(diào)轉(zhuǎn)混合排隊(duì)非線性開放系統(tǒng)，節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)間屬性橫向協(xié)作和縱向協(xié)作模式，可采用離散事件仿真建模方法進(jìn)行仿真建模求解，克服了數(shù)學(xué)解析方法對(duì)此類問(wèn)題求解的困難。

1.2 分析港口物流鏈物流任務(wù)分配的影響因素，提出基于能力約束的物流資源調(diào)度仿真優(yōu)化模型

依據(jù)協(xié)作共贏、快速反應(yīng)等現(xiàn)代物流管理中的核心理念，不僅考慮港口物流鏈?zhǔn)且环N動(dòng)態(tài)性的網(wǎng)絡(luò)型經(jīng)濟(jì)組織物流鏈作業(yè)需求問(wèn)題，同時(shí)考慮了物流節(jié)點(diǎn)的運(yùn)輸能力匹配問(wèn)題，突破以往港口物流鏈資源調(diào)度不同領(lǐng)域調(diào)度優(yōu)化約束目標(biāo)的不一致。港口物流鏈調(diào)度是一個(gè)非線性開放系統(tǒng)，從求解方法上看，運(yùn)用遺傳算法的基本原理，采用二進(jìn)制編碼、大種群尺度和較小交叉概率等方法，對(duì)該模型的算法進(jìn)行了設(shè)計(jì)，提高了調(diào)度運(yùn)算結(jié)果的有效性。

2 港口物流鏈調(diào)度優(yōu)化策略

2.1 港口物流鏈物流需求與資源分配協(xié)作行為基本模式

根據(jù)角度和方向不同，資源分配協(xié)作又可分為橫向協(xié)作和縱向協(xié)作，橫向協(xié)作通過(guò)物流鏈各節(jié)點(diǎn)分?jǐn)偝杀竞头窒硎找鎭?lái)來(lái)滿足物流需求，實(shí)現(xiàn)物流鏈的實(shí)時(shí)響應(yīng)；縱向協(xié)作通過(guò)物流鏈各節(jié)點(diǎn)分?jǐn)偝杀竞头窒硎找鎭?lái)降低成本，擁有成本優(yōu)勢(shì)。在協(xié)作過(guò)程中，合作與競(jìng)爭(zhēng)不可避免，分析物流需求與資源分配協(xié)作過(guò)程中資源的競(jìng)爭(zhēng)與合作行為，從運(yùn)輸層、企業(yè)層和業(yè)務(wù)層三個(gè)層次建立基于CAS理論的物流需求與資源協(xié)作的概念模型。CAS理論的引入，不僅可以從行業(yè)的宏觀角度來(lái)進(jìn)行分析；還可以考慮物流鏈節(jié)點(diǎn)企業(yè)個(gè)體的影響，將企業(yè)的自學(xué)習(xí)能力和主動(dòng)適應(yīng)環(huán)境的特性考慮進(jìn)去，包括企業(yè)與企業(yè)、企業(yè)與環(huán)境之間的交互以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境的激烈復(fù)雜性和隨機(jī)因素等。在多變的外界環(huán)境影響下，企業(yè)為了獲得更大的市場(chǎng)占有率或經(jīng)營(yíng)多元化，內(nèi)部資源配置行為受到影響，對(duì)于每一個(gè)參與協(xié)作博弈的企業(yè)，它們都有兩個(gè)選擇（參加，不參加），通過(guò)預(yù)測(cè)節(jié)點(diǎn)間物流任務(wù)的需求和自身能力約束，可以較準(zhǔn)確地判斷和選擇來(lái)制定自己的分配策略。

2.2 建模港口物流鏈多式聯(lián)運(yùn)過(guò)程

綜合考慮區(qū)域制造企業(yè)集裝箱需求量及港口聯(lián)盟企業(yè)集裝箱轉(zhuǎn)運(yùn)能力的實(shí)際情況，針對(duì)物流鏈海河路多式聯(lián)運(yùn)（船舶、集卡）資源的共性與差異，將離散事件系統(tǒng)建模思想應(yīng)用于各物流配送節(jié)點(diǎn)作業(yè)流程的仿真和資源優(yōu)化配置研究中，采用智能Agent的模式來(lái)描述，通過(guò)建立多主體的CAS模型，盡可能地發(fā)揮港口及第三方物流企業(yè)的物流服務(wù)能力，并對(duì)在運(yùn)集裝箱轉(zhuǎn)運(yùn)數(shù)量進(jìn)行控制，使得港口集裝箱裝卸總量滿足區(qū)域制造企業(yè)所需集裝箱在時(shí)間、重量上的要求，確定集裝箱物流平衡方案。

2.3 港口物流鏈集群模式下的多級(jí)成本核算與控制方法

企業(yè)調(diào)研過(guò)程中發(fā)現(xiàn)目前傳統(tǒng)的物流成本管理體制使得物流鏈內(nèi)的各企業(yè)成本管理視角局限于內(nèi)部流程的成本降低，忽略了外部環(huán)境的變化對(duì)內(nèi)部的物流成本變動(dòng)的影響。港口作為物流鏈中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在與其他各環(huán)節(jié)物流分包商之間的利益競(jìng)爭(zhēng)再分配的同時(shí)，必須有效地組織、控制自有集疏運(yùn)網(wǎng)絡(luò)，建立能實(shí)現(xiàn)物流系統(tǒng)效益全局最優(yōu)化的綜合全面的預(yù)算方法。課題將圍繞物流鏈不同環(huán)節(jié)的諸多制造企業(yè)、沿海和內(nèi)河港口、第三方物流企業(yè)組織，以“供應(yīng)商—客戶”關(guān)系，通過(guò)“信任和承諾”非正式或正式契約方式進(jìn)行連接，形成基于本地一體化的物流鏈。在整個(gè)物流鏈內(nèi)部所發(fā)生的各種資源的耗減與支出，其既包括物流鏈內(nèi)各企業(yè)單獨(dú)所發(fā)生的企業(yè)內(nèi)部成本，也包括物流鏈內(nèi)部各企業(yè)間所發(fā)生的鏈內(nèi)企業(yè)間成本，還包括鏈內(nèi)所有企業(yè)所發(fā)生的共同成本。多級(jí)成本核算與控制方法是以物流鏈及其內(nèi)部各企業(yè)單位為成本管理主體，通過(guò)深入研究復(fù)雜物流鏈環(huán)境下物流活動(dòng)的分解、分配與動(dòng)態(tài)調(diào)度技術(shù)，針對(duì)不同物流業(yè)務(wù)性質(zhì)的特點(diǎn)，分析所包含的主要成本項(xiàng)目及各項(xiàng)成本發(fā)生的成本動(dòng)因，理清這些成本項(xiàng)目之間的流程關(guān)系及相互影響。

2.4 基于協(xié)作能力約束的港口集卡調(diào)度優(yōu)化策略

為實(shí)施了解吊裝設(shè)備和集卡實(shí)時(shí)工作情況，避免了錯(cuò)裝、錯(cuò)卸和錯(cuò)發(fā)等情況，考慮在集裝箱箱體表面和集卡擋風(fēng)玻璃上固定RFID電子標(biāo)簽，采用基于距離的定位機(jī)制，通過(guò)分布在岸吊、場(chǎng)橋和堆場(chǎng)通道上的讀寫器實(shí)時(shí)采集集裝箱及集卡編號(hào)和工作位置。港口集卡調(diào)度優(yōu)化指在滿足某些約束，如任務(wù)時(shí)間、資源能力、規(guī)劃道路等條件下對(duì)具體裝卸任務(wù)進(jìn)行合理分配、安排資源和行走路徑等，使某些目標(biāo)，如物流成本、交貨期、資源利用率等達(dá)到最優(yōu)化。引入資源協(xié)作共享機(jī)制，同時(shí)考慮堆場(chǎng)道路通行能力，在滿足裝卸任務(wù)時(shí)間窗前提下，重點(diǎn)研究場(chǎng)橋吊裝作業(yè)與集卡移動(dòng)的動(dòng)態(tài)同步問(wèn)題。根據(jù)港口物流常規(guī)工作參數(shù)，結(jié)合港口物流成本計(jì)算方法，預(yù)先分配集裝箱裝卸任務(wù)，規(guī)劃轉(zhuǎn)移路線，然后在工作過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)控集卡隊(duì)列行駛位置，設(shè)計(jì)基于能力約束判斷的資源協(xié)作模型，解決吊裝作業(yè)溢出問(wèn)題。

3 信息化實(shí)施與實(shí)現(xiàn)

相對(duì)于沿海港口，內(nèi)河港口沿海港口信息系統(tǒng)建設(shè)還處于較低階段，物流服務(wù)網(wǎng)絡(luò)基本都是企業(yè)內(nèi)網(wǎng)，大部分在用軟件主要面向企業(yè)內(nèi)部物流作業(yè)管理，面向智能決策服務(wù)軟件基本空白。缺乏跨組織的信息共享和流程協(xié)同機(jī)制，目前在整個(gè)物流鏈上通用的只有“船舶綜合監(jiān)管”、“免停靠報(bào)港”、“刷卡繳納規(guī)費(fèi)”等監(jiān)控軟件，但針對(duì)港口物流運(yùn)作中的諸多重要環(huán)節(jié)，如貨物組配方案、最佳運(yùn)輸路線、最優(yōu)庫(kù)存控制等方面，仍以人工化和半人工化決策模式為主，未形成一體化服務(wù)體系。

通過(guò)引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，如EDI（電子數(shù)據(jù)交換）、VTS（船舶交通服務(wù)系統(tǒng)）以及堆場(chǎng)智能化管理等，內(nèi)河港口正逐漸使自己的業(yè)務(wù)逐步向?qū)I(yè)化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化邁進(jìn)。系統(tǒng)仿真技術(shù)與優(yōu)化搜索技術(shù)及其相結(jié)合成功地被應(yīng)用于為物流系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)和營(yíng)運(yùn)管理提供決策信息。構(gòu)建仿真平臺(tái)時(shí)，綜合考慮區(qū)域制造企業(yè)集裝箱需求量及港口聯(lián)盟企業(yè)集裝箱轉(zhuǎn)運(yùn)能力的實(shí)際情況，遵循系統(tǒng)化、簡(jiǎn)單化、多方位化、規(guī)范化等規(guī)則，確定多式聯(lián)運(yùn)仿真模型的抽象粒度。開展多式聯(lián)運(yùn)仿真模型的Agent分析與設(shè)定將每個(gè)主體定義成獨(dú)立的Agent，采集各主體的在用和可用物流資源數(shù)據(jù)。通過(guò)控制港口物流鏈在運(yùn)集裝箱轉(zhuǎn)運(yùn)數(shù)量，盡可能地發(fā)揮物流鏈物流服務(wù)能力，使得港口集裝箱裝卸總量滿足區(qū)域制造企業(yè)所需集裝箱在時(shí)間、重量上的要求，確定集裝箱物流平衡的優(yōu)化建模方案。每個(gè)仿真節(jié)點(diǎn)都可能因?yàn)槲锪麈溇植宽憫?yīng)的變化而引發(fā)再分配問(wèn)題。建立物流資源調(diào)度中運(yùn)載工具追蹤與落實(shí)的元模型，采集倉(cāng)儲(chǔ)配送任務(wù)，船舶裝貨卸貨情況，場(chǎng)橋吊裝計(jì)劃、貨代實(shí)時(shí)貨載信息，航道設(shè)施和道路設(shè)施在用情況，航運(yùn)交通和道路交通突發(fā)狀況等數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)中發(fā)生的離散事件當(dāng)作狀態(tài)變量，采用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，將連續(xù)/離散響應(yīng)混合系統(tǒng)仿真元數(shù)據(jù)生成問(wèn)題歸化為特殊的高維數(shù)據(jù)擬合問(wèn)題，通過(guò)帶趨勢(shì)補(bǔ)償?shù)慕M合元方法杜絕仿真單元間數(shù)據(jù)擬合滯后現(xiàn)象。

港口物流鏈的獨(dú)立成員具有不同的經(jīng)營(yíng)目標(biāo)，擁有不同的資源水平，組織沖突不可避免。根據(jù)各節(jié)點(diǎn)物流能力建立柔性資源調(diào)度監(jiān)控仿真模型，該仿真模型將用于監(jiān)測(cè)整個(gè)物流生命周期中物流組織的環(huán)境變量數(shù)據(jù)變化情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常的沖突信號(hào)，建立沖突信息數(shù)據(jù)庫(kù)，然后根據(jù)組織沖突的不同類型運(yùn)用博弈論中的合作對(duì)策理論和談判對(duì)策理論解決共同體參與成員資源再分配問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，因?yàn)槿狈τ行У木W(wǎng)絡(luò)協(xié)作平臺(tái)，我省絕大部分物流企業(yè)、尤其是港口物流企業(yè)與陸運(yùn)物流企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)作水平較低。以海河聯(lián)運(yùn)和河路聯(lián)運(yùn)物流鏈的物流活動(dòng)為主線，以資源調(diào)度優(yōu)化為目標(biāo)，在比較主流物流仿真軟件的技術(shù)特點(diǎn)基礎(chǔ)上，針對(duì)浙江省內(nèi)河港口集裝箱物流產(chǎn)業(yè)信息化發(fā)展的特點(diǎn)，在虛擬空間建立以港口為節(jié)點(diǎn)的全部物流據(jù)點(diǎn)間相互對(duì)應(yīng)的連帶關(guān)系，采用仿真技術(shù)研發(fā)基于能力約束下的物流資源協(xié)作關(guān)鍵技術(shù)可以增強(qiáng)腹地的制造行業(yè)和物流企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)民族工業(yè)的發(fā)展。系統(tǒng)實(shí)施后，內(nèi)河港口通航能力可提高20%以上。

[1] 李向文.我國(guó)港口物流信息化建設(shè)現(xiàn)狀調(diào)查[J].中國(guó)物流與采購(gòu),2007(16).

[2] 任偉.基于運(yùn)動(dòng)傳感器的遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)研究[J].計(jì)算機(jī)科學(xué),2011,38(11).

[3] 梁子婧.港口物流創(chuàng)新發(fā)展模式的對(duì)策探究——以徐州港口物流為例[J].中國(guó)商貿(mào),2010(22).