（载运工具运用工程专业论文）武钢进口铁矿石运输方式的优化研究.pdf

独创性声明 洲 y 1 8 8 0 芎岑。嘈” 本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为 获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与 我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确 的说明并表示了谢意。 。研究生( 签名) ： 关于论文使用授权的说明 日期：勘啊卿臼 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的 全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制 手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有 关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息 服务。 研究生( 签名) ： 吼哗同硼臼 武汉理工大学硕士学位论文 摘要 进入2 1 世纪，随着中国钢铁行业的飞速发展，钢铁企业对铁矿石的需求量 迅速攀升，中国作为全球钢产量最大的国家，铁矿石主要依赖于进口，2 0 0 6 年 国际海运价格和国内沿海运输价格出现持续上涨之后，与钢铁行业有着密切联 系的运输行业才日益被大家所关注。 武钢作为中国特大型钢铁企业之一，由于地处中国中部地区，进口铁矿石 的主要是通过海洋运输和长江内河运输至武汉，具有成本相对较低、流量大的 特点，但是也存在运输距离长、环节多的缺点，为弱化这种地域限制的劣势， 达到进一步降低进口铁矿石运输成本的目的，根据物流及供应链管理理论知识， 结合武钢进口铁矿石运输过程中的实际问题，对其运输方式进行优化研究。本 文的主要工作如下： ( 1 ) 回顾了物流管理的发展历程、存在的问题和现代物流的发展趋势，分 析当前国内外钢铁行业以及武钢的物流现状，阐明了改善武钢进口铁矿石物流 管理的必要性和紧迫性。 ( 2 ) 对武钢未来进口铁矿石的需求和保障情况、近期和未来国际海运市场 的变化趋势和武钢进口铁矿石海运现状进行分析，并对武钢进口铁矿石海运租 船方式和最优船型进行了初步的研究和探讨。 ( 3 ) 对武钢进口铁矿石国内运输的四种方式进行了介绍，对江海直达运输 方式和海江联运运输方式的发展方向进行一定程度的研究，对不同运输方式的 成本情况进行测算分析，根据经济效益最好的标准，确定武钢进口铁矿石国内 运输的最优模式，即海船减载进江，同时采用江海直达和海江联运的运输方式 将卸在海港的铁矿石运输至工业港，采用三程运输方式将减载进江的铁矿石运 输至工业港。 关键词：武钢；进口铁矿石；运输方式；运输方式优化 武汉理工大学硕士学位论文 a b s t r a c t i nt h e21s tc e n t u r y , w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fc h i n a ss t e e li n d u s t r y , i r o n a n ds t e e le n t e r p r i s e sd e m a n d so fi r o no r e r a p i d l yr i s e c h i n ah a sw o r l d sl a r g e s ts t e e l p r o d u c t i o n , b u tm o s to fi r o no r ed q ) e ：n d so ni m p o r t i n g , s i n c e2 0 0 6 ，t h ei n t e r n a t i o n a l s h i p p i n gm a r k e ta n dd o m e s t i co c e a n - t r a n s p o r t a t i o nm a r k e th a v e b e e ns o a r i n g , w h i c h m a k e st r a n s p o r t a t i o ni n d u s t r yt h a ti sc l o s ec o n t a c tw i t ht h es t e e li n d u s t r yb eo f c o n c e r nt oe v e r y o n e w i s c oa so n eo fl a r g e s ti r o na n ds t e e le n t e r p r i s ei nc h i n al o c a t e di nc e n t r a l c h i n a , d o m e s t i ct r a n s p o r t a t i o no fi m p o r t e di r o no r em a i n l yd e p e n d s0 1 1y a n g t z e r i v e r s a d v a n t a g e so fl o w - c o s t ，l a r g ef l o w h o w e v e r , m a n yp r o b l e m sa b o u ti t o c c u r r e d s u c ha sl o n gd i s t a n c et r a n s p o r t , l o t so fl i n k s i no r d e rt ow e a k e nt h e d i s a d v a n t a g e so fs u c hg e o g r a p h i c a lr e s t r i c t i o n sa n dr e d u c et h ec o s to fi m p o r t e di r o n o r et r a n s p o r t a t i o n ，c o m b i n i n go ft h et h e o r e t i c a lk n o w l e d g ea n dp r a c t i c a lp r o b l e m s h a p p e n e di nt r a n s p o r t a t i o no fw i s c oi r o na n di r o no r ei m p o r t s ，t h ep a p e rs t u d y l o g i s t i c ss t r a t e g ya n do p t i m u mm o d eo ft r a n s p o r to ft h ew i s c oi r o na n di r o no r e i m p o r t s t h em a i nw o r ki n c l u d e s ： ( 1 ) r e v i e w e dt h ec o u r s eo fd e v e l o p m e n to fl o g i s t i c sm a n a g e m e n t ，p r o b l e m sa n d t r e n d so fm o d e r nl o g i s t i c s ，a n a l y s i so ft h ec u r r e n ti n t e r n a t i o n a ls t a t u so ft h es t e e l i n d u s t r ya n dt h ew i s c oi r o na n ds t e e l ，w i s c oi r o na n di r o no r ei m p o r t ss e to u tt o i m p r o v et h en e c e s s a r yl o g i s t i c sm a n a g e m e n ta n du r g e n c y ( 2 ) w i s c oi r o na n df u t u r ed e m a n df o ri m p o r t e di r o no r ea n ds e c u r i t ys i t u a t i o n ， t h er e c e n ta n df u t u r ec h a n g e si nt h ei n t e r n a t i o n a ls h i p p i n gm a r k e tt r e n d sa n dc u r r e n t s i t u a t i o no fw i s c oi m p o r t so fs e a b o m ei r o no r e ，i r o no r ea n dw i s c oi r o na n ds t e e l a n dt h eb e s tw a yo fs h i p p i n gc h a r t e rs h i pc o n d u c t e dap r e l i m i n a r y s t u d ya n d d i s c u s s i o n ( 3 ) w i s c oi r o na n df o u rd o m e s t i ct r a n s p o r t a t i o no fi m p o r t e di r o no r el o g i s t i c s m o d e lw a si n t r o d u c e do nt h ej i a n g - h a id i r e c tr i v e rt r a n s p o r ta n ds e at r a n s p o r tm o d e s n 武汉理工大学硕士学位论文 o ft r a n s p o r tt os o m ee x t e n tt h ed e v e l o p m e n td i r e c t i o no fr e s e a r c h ，l o g i s t i c sm e a n s d i f f e r e n te s t i m a t e so ft h ec o s ts i t u a t i o n ，a c c o r d i n gt ot h eb e s to p t i m a ls t a n d a r dc o s tt o d e t e r m i n et h eb e s td o m e s t i ct r a n s p o r t a t i o no fi m p o r t e di r o no r ew i s c ol o g i s t i c s m o d e l ，w h i c hs h i p sl o a ds h e d d i n gi n t ot h er i v e r , w h i l eu s i n gd i r e c to rs e a - f i v e r t r a n s p o r tj i a n g - h a im o d eo ft r a n s p o r t a t i o no f i r o no r ew i l lb eu n l o a d e da tt h eh a r b o r t ob er e t u r n e dt ot h ei n d u s t r yi nh o n gk o n g , at h r e e - w a yw a yt r a n s p o r to fi r o no r e l o a ds h e d d i n gt ob er e t u r n e di n t ot h ef i v e r t ot h ei n d u s t r i a lp o r t k e yw o r d ：w i s c o ；i m p o r t e di r o no r e s ；t r m s p o 砌f i o n ；o p t i n l u n lt r a n s p o r t a t i o nm o d d ； i i i 武汉理工大学硕士学位论文 目录 第1 章绪论1 1 1 选题背景l 1 2 物流、物流管理及运输1 1 2 1 物流及物流管理n 卅1 1 2 2 物流管理目的2 1 2 3 运输在物流中的作用3 1 3 国内外研究现状3 1 3 1 国外研究现状3 1 3 2 国内研究现状4 1 3 3 我国物流发展存在的问题5 1 3 4 现代物流发展趋势7 1 4 论文研究的主要内容及组织形式8 1 4 1 论文研究的主要内容8 1 4 2 论文的组织形式9 第2 章运输方式优化方法分析1 o 2 1 武钢进口铁矿石运输方式介绍1 0 2 1 1 - 水路运输特点。二i 一i ；i ；。i 。；1 0 2 1 2 武钢进口铁矿石水路运输介绍1 0 2 2 船舶运输优化及评价方法介绍1 1 2 2 1 遗传算法1 1 2 2 1 1 遗传算法步骤1 1 2 2 1 2 遗传算法特点1 3 2 2 2 蚁群算法1 4 2 2 3 层次分析法1 4 2 3 武钢进口铁矿石水路运输约束探讨1 5 2 3 1 长江流域主要铁矿石卸货港情况分析1 5 2 3 2 长江航道分析1 8 2 4 武钢进口铁矿石水路运输结构探讨1 8 2 5 本章小结1 9 i v 武汉理工大学硕士学位论文 第3 章武钢进口铁矿石物流系统分析2 0 3 1 武钢进口铁矿石需求情况分析2 0 3 2 武钢进口铁矿石海洋运输系统分析2 1 3 2 1 国际海洋运输市场分析2 l 3 2 2 武钢进口铁矿石海洋运输分析2 3 3 2 3 武钢进口铁矿石海洋运输船型及成本分析2 5 3 3 武钢进口铁矿石长江运输系统分析2 6 3 3 1 长江沿线钢铁产业基本布局2 6 3 3 2 武钢进口铁矿石长江运输的特点分析2 7 3 4 本章小结i 2 8 第4 章武钢进口铁矿石物流成本分析及优化研究2 9 4 1 武钢进口铁矿石运输方式介绍2 9 4 2 江海直达和海江联运3 0 4 2 1 江海直达j 3 0 4 2 2 海江联运3 3 4 3 各种运输方式成本分析及优化研究3 6 4 4 本章小结3 9 第5 章总结与展望4 0 5 1 论文工作总结4 0 5 i2 展望；i 一；。，二一；i 一ii4 0 参考文献4 2 致谢4 5 攻读硕士学位期间发表的论文4 6 v 武汉理工大学硕士学位论文 1 1 选题背景 第1 章绪论 进入2 1 世纪，随着中国钢铁行业的飞速发展，钢铁企业对铁矿石的需求量 迅速攀升，中国作为全球钢产量最大的国家，由于国内9 7 的铁矿石都是贫矿， 铁矿石主要依赖于进口，2 0 1 0 年中国进口铁矿石超过6 亿吨，比重占到世界进 口铁矿石的一半以上，这些铁矿石主要来自巴西、南非、澳大利亚、印度等地 区。长期以来，中国钢铁企业都将主要精力放在了进口铁矿石价格谈判上，对 于运输大多企业都是采用现货操作，作为与钢铁行业有着密切联系的运输行业 从2 0 0 6 年市场持续上涨以后才受到越来越多的关注。 武钢作为中国钢铁行业的先进代表，通过6 0 年的发展，生产规模稳步提高， 产品种类逐步由普通钢材被桥梁板、汽车板、管线钢、压力容器钢、集装箱用 钢、帘线钢、硅钢片等高附加值的产品替代，慢慢走上了一条“质量效益型” 发展道路。2 0 0 8 年，武钢联合重组鄂钢、柳钢、昆钢后，已成为生产规模超过 3 0 0 0 万吨的特大型企业集团，居世界钢铁行业第四位，2 0 0 9 年，武钢跻身世界 5 0 0 强行列。 经济的飞速发展，国际市场竞争的加剧，铁矿石需求量的迅猛增加，迫切 需要武钢进一步降低铁矿石的运输成本。本论文通过对武钢进口铁矿石的需求 情况、沿江沿海港口、航运公司的发展现状以及各种运输方式的分析研究，探 索科学有效的运输方案，确立运输物流的战略目标，确保武钢在各种复杂的环 境下，将铁矿石及时运输至目的地，满足生产需要，并通过运输方式的优化， 使物流成本达到最低。 1 2 物流、物流管理及运输 1 2 1 物流及物流管理【1 4 】 物流( 1 0 9 i s t i c s ) 是指为了满足客户的需求，以最低的成本，通过运输、保管、 配送等方式，实现原材料、半成品、成品或相关信息进行由商品产地到商品消 武汉理工大学硕士学位论文 费地的计划、实施和管理的全过程。物流包含以下环节：物体的运输、配送、 仓储、包装、搬运装卸、流通加工，以及相关的物流信息等环节。物流活动的 具体内容包括以下几个方面：用户服务、需求预测、定单处理、配送、存货控 制、运输、仓库管理、工厂和仓库的布局与选址、搬运装卸、采购、包装、情 报信息。 物流管理( l o g i s t i c sm a n a g e m e n t ) 是指在社会再生产过程中，根据物质资 料实体流动的规律，应用管理的基本原理和科学方法，对物流活动进行计划、 组织、指挥、协调、控制和监督，使各项物流活动实现最佳的协调与配合，以 降低物流成本，提高物流效率和经济效益。现代物流管理是建立在系统论、信 息论和控制论的基础上的。物流管理的主要特点有【1 4 】： 1 ) 以实现客户满意为第一目标； 2 ) 以企业整体最优为目的； 3 ) 以信息为中心； 4 ) 重效率更重效果。 1 2 2 物流管理目的 以前，实施物流管理的目的就是要在尽可能最低的总成本条件下实现既定 的客户服务水平，即寻求服务优势和成本优势的一种动态平衡，并由此创造企 业在竞争中的战略优势。根据这个目标，物流管理要解决的基本问题，简单地 说，就是把合适的产品以合适的数量和合适的价格在合适的时间和合适的地点 提供给客户。 物流管理强调运用系统方法解决问题。现代物流通常被认为是由运输、存 储、包装、装卸、流通加工、配送和信息诸环节构成。各环节原本都有各自的 功能、利益和观念。系统方法就是利用现代管理方法和现代技术，使各个环节 共享总体信息，把所有环节作为一个一体化的系统来进行组织和管理，以使系 统能够在尽可能低的总成本条件下，提供有竞争优势的客户服务。系统方法认 为，系统的效益并不是它们各个局部环节效益的简单相加。系统方法意味着， 对于出现的某一个方面的问题，要对全部的影响因素进行分析和评价。从这一 思想出发，物流系统并不简单地追求在各个环节上各自的最低成本，因为物流 各环节的效益之间存在相互影响、相互制约的倾向，存在着交替易损的关系。 比如过分强调包装材料的节约，就可能因其易于破损造成运输和装卸费用的上 2 武汉理工大学硕士学位论文 升。因此，系统方法强调要进行总成本分析，以及避免次佳效应和成本权衡应 用的分析，以达到总成本最低，同时满足既定的客户服务水平的目的。 1 2 3 运输在物流中的作用 运输是物流的主要功能之一，是指用设备和工具，将物品从一个地点向另 一个地点运送的物流活动，其中包括集货、分配、搬运、中转、装入、卸下、 分散等一系列操作。运输活动在社会生产生活中具有重要作用【6 , 8 1 ： 1 ) 运输是社会物质生产的必要条件之一 运输是国民经济的基础和先行，是“第四个物质生产部门 ，是生产过程的 继续。运输虽然以生产过程为前提，但如果没有它，生产过程则不能最后完成。 虽然运输这种生产活动和一般生产活动不同，它不创造新的物质产品，不增加 社会产品数量，不赋予产品以新的使用价值，而只变动其所在的空间位置，但 这一变动能使生产继续下去，使社会再生产不断推进，并且是一个价值增殖的 过程，所以将其看成一个物质生产部门。 2 ) 运输可以创造“场所效用” 场所效用的含义是：同种物品由于空间场所不同，其使用价值的实现程度 则不同，其效益的实现也不同。由于改变场所而最大发挥使用价值，最大限度 提高了产出投入比，因而称之为“场所效用”。通过运输，将物品运到场所效用 最高的地方，就能发挥物品的潜力，实现资源的优化配置。 3 ) 运输是“第三方利润源的主要源泉 首先，运输是运动中的活动，它和静止的保管不同，要靠大量的动力消耗 才能实现，而且运输又承担大跨度空间转移的任务，所以活动的时间长、距离 远、消耗大。消耗的绝对数量大，其节约的潜力也就大。其次，从运费来看， 它在物流总成本中占据最大的比例，一般综合分析计算社会物流费用，运输费 在其中占近5 0 的比例，有些产品运费高于其生产成本。所以，节约的潜力非 常的大。再次，由于运输总里程远，运输总量大，通过运输合理化可大大缩短 运输吨千米数，从而获得比较大的节约。 1 3 国内外研究现状 1 3 1 国外研究现状 从宏观来看，当前国外钢铁物流呈现以下几个特点： 3 武汉理工大学硕士学位论文 1 ) 钢铁物流需求的规模远远大于世界钢铁产量 根据国际钢铁协会发布的年度数据，全球钢产量在最近几十年呈现稳步上 升趋势，2 0 0 9 年全球钢产量首次超过1 2 2 亿吨。从世界范围来看，在发达地区 和国家，如北美、欧盟、日本等地区和国家钢铁的物流量往往是生产量的数倍。 作为生产原料的铁矿石方面，中国、日本和欧盟是世界上三大铁矿石进口国和 进口地区，而北美、中美、南美、非洲、大洋洲及印度则是主要的铁矿石出口 地区。 2 ) 钢铁物流运输模式以水路运输和陆路运输方式为主 世界上的主要铁矿石进出口地区的港口经过多年的发展已经非常成熟，如 主要发货港澳大利亚黑德兰港、丹皮儿港、南非萨丹哈贝港、巴西p d m 港以及 中国主要进口港宁波港、青岛港、日照港、防城港和可门港等，这些港口依靠 着巨大市场，定位于货物集散、大进大出的物流分拨功能，在钢铁物流的运输 中发挥着很大作用。而中国国内铁矿石、煤炭和钢材运输主要以铁路运输为主， 国内矿山和钢厂以及钢材用户之间建立了十分发达的铁路、公路网络。 3 ) 物流外包和物流共同化是主导的物流组织形式 国外发达国家和地区钢铁物流的组织形式与我国有些不同，他们很少有使 用自有设施承担物流作业，而是把物流业务外包给独立物流公司。一般专业做 钢铁物流的企业往往其前身是大型钢铁企业的物流部门。像在美国、日本、欧 盟等国家和地区，一些钢铁物流企业是从钢铁公司剥离出来的，比如美国钢铁 集团旗下的美国钢铁物流公司，日本最大的钢铁物流公司日铁物流株式会 社也是日本钢铁集团旗下的。另外，在物流行业发展相对比较成熟的地区，往 往有较大的第三方物流企业和航运企业。这些企业运作规范、网络健全，并掌 握了相当数量的运力，可以形成一定规模经济效应。此外，物流组织形式方面 也越来越重视应用物流共同化，即不同企业之间的运输合并和设施共用，以更 有效地利用物流资源。 1 3 2 国内研究现状 对于我国钢铁行业来说，传统的物流模式正在逐渐改变，一些大型钢铁生 产企业的物流建设已呈现出“升级换代”迹象，虽然距离真正意义上的现代物 流还较远，但确实已经取得了实质性的进展。钢铁业的物流建设，其中亮点之 一莫过于上下游行业间“供应链”的形成和扩大，这己成为钢铁生产企业实现 4 武汉理工大学硕士学位论文 传统物流向现代物流转化、确保物资供应和输送畅通、降低物流成本的一个主 要途径。 从宏观来看，当前国内钢铁物流呈现以下几个特点： 1 ) 当前我国物流的成本相当高。虽然社会物流总成本占g d p 的比例在继 续下降，但比重仍然偏高，当前约占g d p 的2 5 左右。据统计显示，2 0 0 9 年， 全国社会物流总成本为2 4 9 7 4 亿元，同比增长1 3 6 。其中，运输成本为1 4 0 2 8 亿元，同比增长1 5 1 ；保管成本为7 3 7 6 亿元，同比增长1 5 1 ；管理成本为 3 5 7 0 亿元，同比增长7 3 。 2 ) 钢铁行业的物流成本占社会物流成本很大的比重。钢铁企业的物流量大， 各类原燃料和设备材料的采购、成品钢材的输送等所涉及的物流量钢铁产量的 好几倍。 3 ) 随着我国逐渐进入重化工业时代，钢铁企业在降低生产成本、改善产品 品质和扩大销售方面的管理已经相当成熟，在生产领域进一步挖掘利润的空间 十分有限。在这种情况下，很多钢铁企业开始把目光转向对传统物流模式的改 革上。因此，供应链管理和现代物流体系建设尤其令人关注。这是因为高效率 供应链和合理物流相结合，可以使整个生产流通结构得到改善，为企业获得竞 争优势提供有力支持，并可大大降低物流成本，为企业带来可观的经济效益。 4 ) “跨行业结盟，打造最优供应链 ，也是时下钢铁企业实施现代物流体系 建设的一个重要内容，是钢铁业对传统物流模式的一大变革。然而，从目前钢 铁业物流建设情况来看，在物流发展中存在的诸如市场需求、管理体制、思想 观念、基础设施、环境建设、人才培养等问题，虽然有不同程度的缓解，但依 然制约着我国钢铁行业现代物流的发展。 1 3 3 我国物流发展存在的问题 我国物流行业发展至今，已取得较好的成绩，但同时也暴露了一些问题1 4 j ： 1 ) 物流系统效率低，物流成本高 我国与发达国家在物流成本方面、周转速度方面以及产业化方面存在较大 差距，服务水平和效率方面都比较低。我国目前每万元g d p 产生的运输量为4 9 7 2 吨公里，而美国和日本的这一指标分别为8 7 0 吨公里和7 0 0 吨公里。 我国物流系统各环节的衔接较差，运转效率不高，反映为货物在途时间、 储存时间、基础设施劳动生产率等方面均有较大改善和提高的余地。仅以货运 5 武汉理工大学硕士学位论文 汽车的生产率水平为例，美国营运汽车的单车吨年产量约为6 6 万吨公里，而中 国这一指标仅为3 万吨公里左右。目前我国铁路货车的运营速度仅4 6 4 公里左 右，散装、集装箱等高效运输方式比重较低，装卸时间较长；公路货车的运营 速度也不足5 0 公里；内河航运速度更低；原材料、半成品及产成品的在库周转 时间平均在3 - 6 个月左右。 此外，根据调研及有关资料分析，我国许多商品总成本中，物流费用已占 到2 0 - 4 0 ，每年因包装造成的损失约1 5 0 亿元，因装卸、运输造成的损失约5 0 0 亿元，保管不善造成的损失在3 0 亿元上下，公路货运因缺乏合理的物流组织， 空驶率多年来保持在5 0 左右；铁路因能力不足，使相当数量的商品失去销售 机会或无法保证企业提供客户满意的服务；水运因运输组织方式不能适应市场 需求变化，使许多产品失去了低价运输的途径。 2 ) 设施的配套性、兼容性差 总体来看，我国现有的物流基础设施虽然有了很大发展，但是还比较落后。 按国土面积和人口数量计算的运输网络密度，我国仅为1 3 4 4 4 8 公里万平方公 里，而美国为6 8 6 9 3 公里万平方公里，德国为1 4 6 8 0 4 公里万平方公里，印度 为5 4 0 3 9 公里万平方公里。这方面，我们不仅落后于欧美发达国家，与印度等 发展中国家相比也有较大差距，如果按人口计算则差距更大。 在条块分割、多头管理的传统模式影响下，我国各种物流基础设施的规划 和建设缺乏必要的协调，因而物流基础设施的配套性、兼容性差，导致系统功 能不强。各种运输方式之间、不同地区运输系统之间相互衔接的枢纽设施建设 方面缺乏投入，对物流产业发展有重要影响的各种综合性货运枢纽、物流基地、 物流中心建设发展缓慢。 3 ) 标准化建设滞后 物流是跨地区、跨行业的运作系统，标准化程度的高低不仅关系到各种物 流功能、要素之间的有效衔接和协调发展，也在很大程度上影响着全社会物流 效率的提高。我国物流标准化滞后主要表现在缺乏有关的标准及规章制度，同 时在推行标准方面也缺乏必要的力度。例如，各种运输方式之间装备标准不统 一，海运与铁路集装箱标准存在差异，在一定程度上影响着我国海铁联运规模 的扩展，对我国国际航运业务的拓展、港口作业效率的提高以及进出口贸易的 发展都有一定程度的影响。二是产品包装标准与物流设施标准之间缺乏有效的 衔接，虽然目前我国对商品包装已有初步的国家和行业标准，但在与托盘和各 种运输装备、装卸设施、仓储设施相衔接的集装单元化包装标准方面还比较欠 6 武汉理工大学硕士学位论文 缺，这对各种运输工具的装载率、装卸设备的荷载率、仓储设施空间利用率方 面的影响较大。三是信息系统之间缺乏接口标准，工商企业内部物流信息系统 与第三方信息系统之间缺乏有效衔接，运输信息系统、仓储信息系统、物流作 业管理信息系统之间互不沟通，由于没有公共物流信息交流平台，以e d i 互联 网等为基础的物流信息系统难以得到实际应用。 1 3 4 现代物流发展趋势 2 l 世纪的竞争已从市场对市场的竞争转移到供应链与供应链的竞争。物流 管理也从生产、流通企业内部逐渐走向社会化、全球化，物流业务的开展方式 也正在向着协作化、服务化方向发展，逐渐产生现代物流概念。 1 ) 物流网络化 物流网络化的基础是信息化。物流网络化有两层含义：一是物流配送系统 的计算机网络，包括物流配送中心与供货商和制造商的联系要通过计算机网络。 二是组织的网络化，即所谓的组织内部网。例如按照客户订单组织生产，生产 采取分散形式，将产品各零部件外包给世界范围内各供应商，再将各零部件集 中到一个物流配送中心来组装，再由物流中心将产品迅速发给用户。这就需要 高效的物流网络来支捌1 1 j 。 2 ) 物流标准化 物流标准化是指以物流为一个大系统，制定系统内部设施、机械装备包括 专用工具等的技术标准，包装、装卸、运输等各类作业标准，以及作为现代物 流突出特征的物流信息标准，并形成全国以及和国际接轨的标准体系。标准化 对于降低物流成本、提高物流效益具有决定性的作用，能保障物流活动的通畅， 加快流通速度，减少物流环节，最大限度地节省投资和流通费用，保证物流质 量，提高经济效益和服务质量。 3 ) 协作物流 协作物流是指当资源难以满足生产经营活动的需要时，公司与供应商、其 他企业以及相关客户联合起来为有效解决物流需求而开展物流服务协作的基本 方式。协作物流有四个显著特点：管理高度信息化、保证信息的实时性；信息 共享、参与企业可进行调度和分配资源；资源协同调度，协作共迸。 4 ) 现代物流 现代物流不仅单纯的考虑从生产者到消费者的货物配送问题，而且还考虑 7 武汉理工大学硕士学位论文 从供应商到生产者对原材料的采购，以及生产者本身在产品制造过程中的运输、 保管和信息等各个方面，全面地、综合性地提高经济效益和效率的问题。因此， 现代物流是以满足消费者的需求为目标，把制造、运输、销售等市场情况统一 起来考虑的一种战略措施。这与传统物流把它仅看作是“后勤保障系统”和“销售 活动中起桥梁作用”的概念相比，在深度和广度上又有了进一步的含义。 在当今的电子商务时代，全球物流产业有了新的发展趋势。现代物流服务 的核心目标是在物流全过程中以最小的综合成本来满足顾客的需求。 相对于发达国家的物流产业而言，中国的物流产业尚处于起步发展阶段， 其发展的主要特点：一是企业物流仍然是全社会物流活动的重点，专业化物流 服务需求己初露端倪，这说明我国物流活动的发展水平还比较低，加强企业内 部物流管理仍然是全社会物流活动的重点；二是专业化物流企业开始涌现，多 样化物流服务有一定程度的发展。走出以企业自我服务为主的物流活动模式， 发展第三方物流，己是中国物流业发展当务之急。 1 4 论文研究的主要内容及组织形式 1 4 1 论文研究的主要内容 本文围绕武钢进口铁矿石运输方式的优化模型，做了如下几方面的工作： 1 ) 回顾了物流管理的发展历程、存在的问题和现代物流的发展趋势，分析 当前国内外钢铁行业以及武钢的物流现状，阐明了改善武钢进口铁矿石物流管 理的必要性和紧迫性。 2 ) 对武钢未来进口铁矿石的需求和保障情况、近期和未来的国际海运市场 变化趋势和武钢进口铁矿石海运现状进行分析，并对武钢进口铁矿石海运租船 方式和最优船型进行了初步的研究和探讨。 3 ) 对武钢进1 ：3 铁矿石的四种运输方式进行了介绍，对江海直达运输方式和 海江联运运输方式的发展方向进行一定程度的研究，对不同的运输方式的成本 情况进行测算分析，根据经济效益最好的标准，确定武钢进口铁矿石最优运输 方式，即海船减载进江，同时采用江海直达或海江联运的运输方式将卸在海港 的铁矿石运输至工业港，采用三程运输的方式将减载进江的铁矿石运输至工业 港。 8 武汉理工大学硕士学位论文 1 4 2 论文的组织形式 本文章节安排如下： 第1 章介绍了国内外物流行业发展状况，说明了现代物流业发展的趋势。 详细阐述了武钢进口铁矿石运输模式现状，阐明了存在的问题。 第2 章描述了武钢进口铁矿石运输类型及其优点，针对实际情况介绍了 几种优化、评价运输模型的数学方法。对影响水路运输经济性评价的主要约束 条件进行了说明，最后对武钢进口铁矿石水路运输模式评价进行了案例分析。 第3 章分析了武钢进口铁矿石的需求情况和武钢进口铁矿石运输中遇到 海洋运输状况，并就长江内河运输体系进行详细阐述。 第4 章根据武钢进口铁矿石运输方式的演变过程和几种模式的相互比较， 最终得出了经济性较好的“减载+ 江海直达+ 海江联运”的运输方式作为武钢进口 铁矿石运输的最优模式。 第5 章对本文工作的总结和展望。 9 武汉理工大学硕士学位论文 第2 章运输方式优化方法分析 2 1 武钢进口铁矿石运输方式介绍 武钢进口铁矿石运输采用水路运输的方式，本文针对船舶水路运输方式进 行介绍。 2 1 1 水路运输特点 水路运输主要是利用天然水道，进行大批量、长距离的运输。水路运输的 运输能力大，在五种运输方式中( 水路、铁路、公路、航空、管道) ，水路运输 能力最大。水路运输的能耗低，船舶单位能耗低于铁路、更低于公路，其中汽 车能源的消耗约为内河船舶的1 0 倍，铁路的能源消耗约为内河的2 倍。水路运 输的运输成本低，沿海船舶吨位大，运输成本一般较铁路运输低。水路运输除 需要投资购造船舶、建设港口外，在一般情况下，是利用江河湖海等自然资源 行船，沿海航道几乎不需投资建设，内河航道整治也仅仅只有铁路建设费用的 1 5 1 3 。与铁路和公路相比，水运的占用土地较少，基本不占用耕地。沿海运输 的劳动生产率较高，但运输速度慢，在途中的时间长，不能快速地将货物运达 目的地，增加货主流动资金的占有量。水上运输受台风和气候条件影响，货物 送到期限难以准确保证；部分内河航道和海港冬季结冰，不能实现全年通航。 水路运输的可达性差，只能在固定的水路航线上进行运输，常常需要其他运输 方式与之配合和衔接，才能实现“i - j n 门”运输。水路运输是适宜于运距长、运量 大、对送达时间要求不高的大宗货物运输，也适合集装箱运输 5 4 , 5 6 1 。 2 1 2 武钢进口铁矿石水路运输介绍 自从上世纪八十年代以来，武钢进口铁矿石主要是从宁波北仑港进江，通 过二程海船中转，三程驳船运输至武钢工业港，九十年代以后逐步发展了海船 减载进江和江海直达运输方式。武钢进口铁矿石水路运输的主要线路是【矧： 1 ) 采用7 万2 0 万吨级海船将铁矿石从国外装港运输至宁波北仑港，该过 程称之为一程运输。 l o 武汉理工大学硕士学位论文 2 ) 采用2 万5 万吨级海船将铁矿石从宁波北仑港运输至长江沿线港口，该 过程称之为二程运输。 3 ) 采用1 5 0 0 - 6 0 0 0 吨级自航船，将铁矿石从沿江港口运输至武钢工业港， 该过程称之为三程运输。 2 2 船舶运输优化及评价方法介绍 船舶运输优化问题求解的算法属于组合优化算法的一个分支，组合优化的 基本问题有最小树问题、最短路问题以及旅行商问题( t s p ) ，因此我们往往从求 解这些问题的算法当中寻找船舶运输优化问题的求解算法。在实际应用中，船 舶运输优化算法与最短路问题和t s p 问题有很多相似之处，而且遗传算法、模 拟退火算法、禁忌搜索算法等启发式算法也可以在船舶运输优化过程中得到广 泛的应用【5 5 1 。以下介绍了几种常用的优化及评价方法： 2 2 1 遗传算法 遗传算法g a ( g e n e t i ca l g o r i t h m s ) 是美国密歇根大学的j h h o l l a n d 教授于 1 9 7 5 年受生物进化的启发而提出来的。g a 是基于“适者生存”的一种高度并行、 随机和自适应的优化算法，它将问题的求解表示成“染色体”的适者生存过程，通 过“染色体”群的一代代不断进化，包括复制、交叉和变异等操作，最终收敛到“最 适应环境”的个体，。从而求得问题的最优解或满意解。g a + 是- 二种通用的优化算 法，其编码技术和遗传操作比较简单，优化不受限制性条件的约束，而其两个 显著特点是：算法进行全空间并行搜索，并将搜索重点集中于性能高的部分， 从而能够提高效率且不易陷入局部极小；算法具有固有的并行性，通过对种群 的遗传处理可处理大量的模式，并且容易并行实现【5 孓删。 2 2 1 1 遗传算法步骤 标准遗传算法的主要步骤可描述如下。 ( 1 ) 随机产生一组初始个体构成初始种群，评价每个个体的适配值；种群数 目的大小影响算法的性能和效率，太小导致算法的优化性能差，太大则会增加 计算量。适配值是对染色体( 个体) 进行评价的一种指标，是g a 进行优化所用的 主要信息，它与个体的目标值存在一种对应关系。 ( 2 ) 判断算法收敛准则是否满足? 若满足则输出搜索结果；否则继续；我们追 武汉理工大学硕士学位论文 求的算法收敛速度与算法操作设计和参数选取有关，实际应用g a 时不允许搜索 无止境的进行，因此需要一定的条件来中止算法的进程。最常用的中止条件是 事先给定一个最大进化步数，或判断最佳优化值是否连续若干步没有明显变化 等。 ( 3 ) 根据适配值大小以一定方式执行选择操作；选择操作使高性能的个体以 更大的概率生存，从而r a n d o m ( 0 , 1 ) 提高全局收敛性和计算效率。 ( 4 ) 按交叉概率c p 执行交叉操作；交叉操作通过交换两父代个体的部分信息 构成新的后代个体，有助于产生优良个体，在解空间中进行有效搜索，同时降 低对有效模式的破坏概率。交叉概率的大小控制交叉操作的频率，概率太大会 使适配值高的个体容易被破坏掉；太小容易使搜索停滞不前。 图2 1 遗传算法标准流程 ( 5 ) 按变异概率m p ，执行变异操作；返回第2 步。变异操作有利于增加种群 的多样性，避免早熟收敛，变异概率是加大种群多样性的重要因素，概率太大 会使g a 成为随机搜索，概率太小则很难产生新的个体。由上述算法可以看出， 1 2 武汉理工大学硕士学位论文 遗传算法的主要任务和目的，是设法产生( 或有助于产生) 优良的个体成员，且这 些成员能够充分表现初始解空间中的解，从而使算法效率提高并避免早熟收敛 现象，这些成员的个数是一个集合而非单个个体，具有隐含并行搜索操作，大 大减小了陷入局部极小的可能。但是，实际应用遗传算法时，往往出现早熟收 敛和性能差等缺点。 2 2 1 2 遗传算法特点 为解决各种优化计算问题，人们提出了各种各样的优化算法，这些优化算 法各有各的长处，各有各的适用范围，也各有各的限制。遗传算法是一类可用 于复杂系统优化计算的鲁棒搜索算法，与其他一些优化算法相比，它主要有以 下几个特剧驯： 1 ) 遗传算法以决策变量的编码作为运算对象 传统的优化算法往往直接利用决策变量的实际值来进行优化计算，但遗传 算法不是直接以决策变量的值，而是以决策变量的某种形式的编码为运算对象。 这种对决策变量的编码处理方式，使得我们在优化计算过程中可以借鉴生物学 中染色体和基因等概念，可以模仿自然界中生物的遗传和进化等机理，也使得 我们可以方便地应用遗传操作算子。特别是对一些无数值概念或很难有数值概 念，而只有代码概念的优化问题，编码处理方式更显示出了其独特的优越性。 2 ) 遗传算法直接以目标函数作为搜索信息 传统的优化算法不仅需要利用目标函数数值，而且往往需要目标函数的导 数值等其他一些辅助信息才能确定搜索方向。而遗传算法仅使用由目标函数值 变换来的适应度函数值，就可确定进一步的搜索方向和搜索范围，无需目标函 数的导数值等其他一些辅助信息。这个特性对很多目标函数是无法或很难求导 数的函数，或导数不存在的函数的优化问题，以及组合优化问题等，应用遗传 算法时就显得比较方便，因为它避开了函数求导这个障碍。再者，直接利用目 标函数数值或个体适应度，也可使得我们可以把搜索范围集中到适应度较高的 部分搜索空间中，从而提高了搜索效率。 3 ) 遗传算法同时使用多个搜索点的搜索信息 传统的优化算法往往是从解空间中的一个初始点开始最优解的迭代搜索过 程。单个搜索点所提供的搜索信息毕竟不多，所以搜索效率不高，有时甚至使 搜索过程陷于局部最优解而停滞不前。遗传算法从由很多个体所组成的一个初 始群体开始最优解的搜索过程，而不是从一个单一的个体开始搜索。对这个群 武汉理工大学硕士学位论文 体所进行的选择、交叉、变异等运算，产生出的乃是下一代的群体，在这之中 包括了很多群体信息。这些信息可以避免搜索一些不必搜索的点，所以实际上 相当于搜索了更多的点，这是遗传算法