文/楊凱 張虹 孔成 蒲詩(shī)思 劉帥

為了對(duì)上汽大眾長(zhǎng)沙工廠(chǎng)側(cè)卸道口收貨環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，將收貨環(huán)節(jié)流程進(jìn)行拆分整理，并得到該流程6部分負(fù)荷計(jì)算方法，確定各部分影響因子，并最終得到整個(gè)收貨環(huán)節(jié)負(fù)荷計(jì)算模型，基于模型建立了車(chē)隊(duì)側(cè)卸道口規(guī)劃方案評(píng)鑒標(biāo)準(zhǔn)，并利用Python語(yǔ)言搭建迭代計(jì)算模型，輸出最小收貨環(huán)節(jié)負(fù)荷值，基于負(fù)荷最小原則，得到了上汽大眾長(zhǎng)沙工廠(chǎng)車(chē)隊(duì)側(cè)卸道口最優(yōu)規(guī)劃方案。

0.引言。

隨著汽車(chē)行業(yè)迅猛發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)的激烈化，各汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)商物流業(yè)務(wù)也在加速發(fā)展[1]。由于汽車(chē)市場(chǎng)下行以及主機(jī)廠(chǎng)物流模式調(diào)整等因素，汽車(chē)物流面臨著優(yōu)化改善、轉(zhuǎn)型升級(jí)的重大考驗(yàn)[2]。汽車(chē)物流是集運(yùn)輸、保管、包裝、倉(cāng)儲(chǔ)、產(chǎn)品流通等為一體的綜合性管理，是指在大型企業(yè)各專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)間的運(yùn)輸物流或獨(dú)立工廠(chǎng)與材料、配件供應(yīng)廠(chǎng)商之間的物流，車(chē)隊(duì)側(cè)卸道口規(guī)劃方案是非常重要的一環(huán)[3]。車(chē)隊(duì)側(cè)卸道口規(guī)劃是指將各車(chē)隊(duì)規(guī)劃至各大道口進(jìn)行裝卸，車(chē)隊(duì)側(cè)卸道口規(guī)劃方案將影響收貨班組的整體負(fù)荷。上汽大眾各外購(gòu)零件均通過(guò)專(zhuān)線(xiàn)卡車(chē)配送入廠(chǎng)，目前總裝車(chē)間已有15條車(chē)隊(duì)專(zhuān)線(xiàn)，卡車(chē)車(chē)隊(duì)按照設(shè)定的時(shí)間窗口泊入規(guī)劃的各道口進(jìn)行卸貨，并將空料箱料架配送返回供應(yīng)商處，其中道口收貨班組需要完成從滿(mǎn)箱卸貨到空箱裝車(chē)過(guò)程中的多項(xiàng)工作。上汽大眾長(zhǎng)沙工廠(chǎng)物流根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃來(lái)計(jì)算此過(guò)程環(huán)節(jié)中收貨班組的工作負(fù)荷，以確認(rèn)班組崗位數(shù)量。在以往的規(guī)劃中，大多根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行車(chē)隊(duì)側(cè)卸道口規(guī)劃，此方法無(wú)法衡量車(chē)隊(duì)側(cè)卸道口規(guī)劃方案精益性。本文將基于Python語(yǔ)言進(jìn)行迭代計(jì)算，以最低負(fù)荷為評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算得到最優(yōu)車(chē)隊(duì)側(cè)卸道口規(guī)劃方案。

1.上汽大眾長(zhǎng)沙工廠(chǎng)物流收貨負(fù)荷環(huán)節(jié)

上汽大眾長(zhǎng)沙工廠(chǎng)從卡車(chē)進(jìn)入泊位后到卡車(chē)返還的過(guò)程環(huán)節(jié)如圖1所示。在確定的生產(chǎn)計(jì)劃前提下，平均每小時(shí)到貨車(chē)次和各零件到貨箱數(shù)均為計(jì)算得到的確定值，根據(jù)用于上汽大眾負(fù)荷計(jì)算的MTM算法，可以計(jì)算每個(gè)零件各環(huán)節(jié)負(fù)荷，各零件負(fù)荷累加即為總收貨環(huán)節(jié)負(fù)荷。如下流程中，收貨準(zhǔn)備和點(diǎn)檢收貨為非叉車(chē)作業(yè)環(huán)節(jié)，其余環(huán)節(jié)均為叉車(chē)作業(yè)環(huán)節(jié)。

圖1收貨環(huán)節(jié)流程

收貨環(huán)節(jié)示意圖如圖2所示，除料箱滿(mǎn)箱收貨入庫(kù)到編組區(qū)以及從編組區(qū)空箱出庫(kù)外，其它環(huán)節(jié)均在道口完成。貨物在不同道口到貨，將影響滿(mǎn)箱收貨和空箱出庫(kù)距離，從而影響整體負(fù)荷。

圖2側(cè)卸道口收貨環(huán)節(jié)作業(yè)示意圖

2.上汽大眾長(zhǎng)沙工廠(chǎng)物流收貨環(huán)節(jié)負(fù)荷分析

上汽大眾長(zhǎng)沙工廠(chǎng)物流收貨環(huán)節(jié)的負(fù)荷可分為收貨準(zhǔn)備、點(diǎn)檢收貨、叉車(chē)倒箱、調(diào)節(jié)鏟齒、叉車(chē)轉(zhuǎn)彎和叉車(chē)行使6個(gè)部分，各部分的負(fù)荷分析如下。

1.收貨準(zhǔn)備：指針對(duì)每輛到貨的收貨前期準(zhǔn)備工作。設(shè)單輛車(chē)準(zhǔn)備負(fù)荷為常量λ，z為平均每小時(shí)到貨車(chē)次，則每小時(shí)收貨準(zhǔn)備總負(fù)荷如下，屬于固定值。

點(diǎn)檢收貨：指針對(duì)卸好貨的料箱料架進(jìn)行逐箱掃描收貨及包裝點(diǎn)檢。設(shè)某一零件單小時(shí)到貨箱數(shù)為x，單箱點(diǎn)檢收貨負(fù)荷為常量θ1，則該零件每小時(shí)點(diǎn)檢收貨負(fù)荷如下，屬于固定值。

叉車(chē)倒箱：叉車(chē)進(jìn)行多箱鏟運(yùn)時(shí)會(huì)涉及對(duì)料箱進(jìn)行堆垛和拆垛等作業(yè)，簡(jiǎn)稱(chēng)倒箱。單次倒箱負(fù)荷為常量δ1，某零件單小時(shí)到貨箱數(shù)x，設(shè)定其各環(huán)節(jié)料箱倒箱概率，該概率只與各零件到貨裝載規(guī)劃方案有關(guān)，屬于根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃和前期規(guī)劃而設(shè)定的常量性系數(shù)，其各環(huán)節(jié)倒箱概率之和為φ1x，不同零件φ1x會(huì)有差異，則該零件每小時(shí)倒箱負(fù)荷如下，屬于固定值。

調(diào)節(jié)鏟齒：因不同料箱鏟孔間距不同，會(huì)需要調(diào)整鏟齒。每次調(diào)整鏟齒負(fù)荷為常量δ2，某零件單小時(shí)到貨箱數(shù)x，同樣，設(shè)定其各環(huán)節(jié)調(diào)節(jié)鏟齒概率，該概率亦屬于根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃和前期規(guī)劃而設(shè)定的常量性系數(shù)，各環(huán)節(jié)調(diào)整概率之和為φ2x，不同零件φ2x會(huì)有差異，則該零件每小時(shí)調(diào)節(jié)鏟齒負(fù)荷如下，屬于固定值

叉車(chē)轉(zhuǎn)彎：設(shè)叉車(chē)行使線(xiàn)路上出現(xiàn)的單次轉(zhuǎn)彎負(fù)荷為δ3，某零件單小時(shí)到貨箱數(shù)x，線(xiàn)路長(zhǎng)度差異并不明顯影響拐彎次數(shù)，故各零件收獲環(huán)節(jié)拐彎次數(shù)為固定值φ3，每次鏟運(yùn)箱數(shù)ρ3x，同樣ρ3x屬于根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃和前期規(guī)劃而設(shè)定的常量性系數(shù)，不同零件ρ3x會(huì)有差異，該零件每小時(shí)叉車(chē)轉(zhuǎn)彎負(fù)荷為

叉車(chē)行使：叉車(chē)駁運(yùn)或者空車(chē)行使過(guò)程均有行使負(fù)荷。在MTM算法中，包括固定行使距離和規(guī)劃行使距離。某零件單小時(shí)到貨箱數(shù)x，固定行駛距離為卸貨和裝車(chē)環(huán)節(jié)叉車(chē)行駛距離，其和為常量s0，數(shù)量級(jí)為十米級(jí)，規(guī)劃行使距離為滿(mǎn)箱入庫(kù)到編組站，并從編組站空箱出庫(kù)的行使距離，其和為sx，屬于百米級(jí)，其數(shù)值與車(chē)隊(duì)側(cè)卸道口規(guī)劃方案相關(guān)，車(chē)隊(duì)卸貨道口離編組站近，則sx小，反之則sx大。叉車(chē)每米行使負(fù)荷為常量δ4，每次鏟運(yùn)箱數(shù)ρ3x，該零件每小時(shí)叉車(chē)行使負(fù)荷為

綜上，在確定生產(chǎn)計(jì)劃和前期規(guī)劃下，只有sx受現(xiàn)場(chǎng)規(guī)劃影響，其余均為常量。對(duì)于零件，其每小時(shí)到貨箱數(shù)x，點(diǎn)檢收貨及叉車(chē)作業(yè)負(fù)荷為Fx=Fdx+F1x+F2x+F3x+F4x=θ1·x+δ1φ1x·x+δ2φ2x·x+δ3φ3·x/ρ3x+δ4·（s0+sx）·x/ρ3x（7）

可以看到，因只有sx受車(chē)隊(duì)側(cè)卸道口規(guī)劃方案影響，屬于規(guī)劃變量，其余因子均為固定常量，針對(duì)每小時(shí)到貨箱數(shù)x的零件，其收貨環(huán)節(jié)負(fù)荷只受叉車(chē)規(guī)劃行使距離sx影響。

3.上汽大眾長(zhǎng)沙工廠(chǎng)物流收貨環(huán)節(jié)負(fù)荷優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1 收貨環(huán)節(jié)負(fù)荷優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

物流路徑優(yōu)化，需要考慮多方面的影響因素，建立合適的模型，并采用相對(duì)應(yīng)的求解算法進(jìn)行求解[4]。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，滿(mǎn)箱入庫(kù)和空箱出庫(kù)過(guò)程中叉車(chē)的行使負(fù)荷可達(dá)收貨環(huán)節(jié)負(fù)荷50%以上。故合理地規(guī)劃車(chē)隊(duì)道口方案，以減小sx，將有效減少收貨環(huán)節(jié)負(fù)荷。本文將基于Python語(yǔ)言進(jìn)行迭代計(jì)算，尋找綜合距離最優(yōu)解的方式，得到最小收貨總負(fù)荷。

對(duì)于每小時(shí)到貨箱數(shù)x的零件，點(diǎn)檢收貨及叉車(chē)作業(yè)負(fù)荷Fx計(jì)算公式中，除sx受車(chē)隊(duì)側(cè)卸道口規(guī)劃方案影響屬于規(guī)劃變量外，其余因子均為固定常量或根據(jù)零件x不同而有差異的常量。針對(duì)所有零件，收貨環(huán)節(jié)總負(fù)荷為各零件點(diǎn)檢即叉車(chē)作業(yè)負(fù)荷總和外加卡車(chē)收貨點(diǎn)檢負(fù)荷，其計(jì)算防范如下

3.2 收貨環(huán)節(jié)負(fù)荷優(yōu)化計(jì)算實(shí)例

目前上汽大眾長(zhǎng)沙工廠(chǎng)倉(cāng)庫(kù)常規(guī)側(cè)卸道口共計(jì)8個(gè)，其中北側(cè)為序號(hào)CL01-CL05的5個(gè)道口，南側(cè)為序號(hào)CL18-CL20的3個(gè)道口，側(cè)卸道口的零件中，大件將流轉(zhuǎn)至倉(cāng)庫(kù)內(nèi)ABC三個(gè)大件編組站，小件將流轉(zhuǎn)至D編組站。各道口至倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的編組站距離分別如表1所示，因滿(mǎn)箱入庫(kù)和空箱出庫(kù)距離相同，道口至倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的編組站距離的2倍即為sx，單位m。

每種零件流入特定的編組站，針對(duì)每小時(shí)到貨箱數(shù)x的某一零件，每個(gè)車(chē)隊(duì)均可規(guī)劃至9個(gè)道口中的某一道口，故該車(chē)隊(duì)對(duì)應(yīng)的零件的sx共有9組不同數(shù)據(jù)可選，本算法將針對(duì)不同sx，計(jì)算，進(jìn)行循環(huán)迭代計(jì)算后，得到變量負(fù)荷最小值，根據(jù)對(duì)應(yīng)的各零件sx，可確定各零件到貨道口編號(hào)，從而確定車(chē)隊(duì)所在的卸貨道口，該方案即為最優(yōu)車(chē)隊(duì)側(cè)卸道口規(guī)劃方案。

表1各道口至倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的編組站距離

在實(shí)際運(yùn)作中，每個(gè)道口到貨因受面積和收貨能力影響，會(huì)有如下固定邊界條件：

（1）每個(gè)道口最多4個(gè)車(chē)隊(duì)；

（2）每個(gè)道口單小時(shí)只允許1臺(tái)車(chē)到貨。

此兩個(gè)邊界條件用于避免某個(gè)道口積壓車(chē)隊(duì)種類(lèi)和數(shù)量過(guò)多，導(dǎo)致超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)或無(wú)法有效運(yùn)轉(zhuǎn)。

本算法的運(yùn)算邏輯如下：

（1）根據(jù)已有的車(chē)隊(duì)配載的零件種類(lèi)和箱數(shù)，計(jì)算在不同道口到貨時(shí)該車(chē)隊(duì)零件的總變量負(fù)荷

（2）根據(jù)負(fù)荷最小原則映射出各車(chē)隊(duì)優(yōu)先選擇的道口方案，并將各道口變量負(fù)荷從大到小定義1～9優(yōu)先級(jí)的道口選項(xiàng)；

（3）不同車(chē)隊(duì)總變量負(fù)荷最小值按照由大到小的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行道口選擇，負(fù)荷最小值較大車(chē)隊(duì)優(yōu)先選擇優(yōu)先級(jí)1的道口，在每個(gè)車(chē)隊(duì)選擇道口后，系統(tǒng)計(jì)算該道口車(chē)隊(duì)數(shù)量以及車(chē)隊(duì)到貨頻次，判斷是超出邊界條件，若存在超出邊界條件情況，則負(fù)荷最小值較小車(chē)隊(duì)改為選擇優(yōu)先級(jí)2的道口，每選擇時(shí)均自動(dòng)計(jì)算并分析是否符合邊界條件，并以此循環(huán)迭代得到負(fù)荷最小解；

最終計(jì)算出的每小時(shí)最優(yōu)變量負(fù)荷為381.03min，相比當(dāng)前方案的412.61min，共計(jì)負(fù)荷減少43.86min，優(yōu)化率7.65%，非變量負(fù)荷為338.53min，無(wú)變化，總負(fù)荷優(yōu)化率為4.20%，如下所示。

表2 Python計(jì)算得到的最優(yōu)方案與當(dāng)前方案對(duì)比

4.結(jié)論

本文以上汽大眾給長(zhǎng)沙工廠(chǎng)物流收貨規(guī)劃為背景，建立了收貨環(huán)節(jié)負(fù)荷計(jì)算模型，該模型將收貨環(huán)節(jié)負(fù)荷拆分為6個(gè)部分，各部分負(fù)荷由變量負(fù)荷或常量負(fù)荷組成，分析了各負(fù)荷的影響因素，基于收貨環(huán)節(jié)負(fù)荷模型得到了車(chē)隊(duì)側(cè)卸道口規(guī)劃方案優(yōu)劣的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，確定了基于收貨環(huán)節(jié)負(fù)荷最小的計(jì)算方法?；诘揽谑肇涍吔鐥l件，利用Pyhton語(yǔ)言，搭建了迭代計(jì)算模型，并計(jì)算出了上汽大眾長(zhǎng)沙工廠(chǎng)物流收貨環(huán)節(jié)負(fù)荷最小值，得到了車(chē)隊(duì)道口最優(yōu)規(guī)劃方案，最優(yōu)方案比原有規(guī)劃方案變量負(fù)荷降低7.65%，總負(fù)荷降低4.20%。該方法基于理論模型計(jì)算，其方法和思路亦可應(yīng)用到后續(xù)其它工廠(chǎng)或其它環(huán)節(jié)物流的規(guī)劃中。