集装箱配载优化研究[开题报告].doc

1、 毕业论文 （ 设计 ） 开题报告 物流管理 集装箱配载优化研究 一、立论依据 1.研究意义、预期目标 一研究意义 伴随计算机技术的发展和广泛应用，集装箱配载技术得到了新的飞跃。基于世界集装箱配载系统技术的情况，正处于自动和手动相交替使用阶段。按照相关集装箱配载规则要求，集装箱装载须校对核实计算并得到结果。在配载过程中，一般先自动，再人工配载，这样交替进行。因为集装箱配载要考虑多种因素，如：货物装卸的先后，到什么港装什么货，大件物品不压小件物品，集装箱存放货物数量合理等等因素，这都是要经过人工配载。基于上述因素 ，对此研究，其目的主要是寻求一种能解决这些问题，使集装箱配载合理化。虽然集装箱配载

2、问题已经研究很多年了，但是其配载许多方面的问题仍没有得到质的解决，目前仍处于半自动化程度。通过对集装箱船舶传统配载的了解，我们可以知道，对于集装箱运输，其配载是否合理是一项很重要指标体系。 集装箱配载涉及多方效益：物主的效益，货代公司的效益，船公司的效益。其配载关系多方利益，所以我们需要研究其是否合理，物主和货代希望尽量用很少集装箱装很多货，单个集装箱装货价格是有点高，而船公司所希望的是，在没有其他因素影响的情况，尽量多的使用 集装箱，这样他们得到效益就更高，赚的钱就更多。控制好集装箱配载，解决多方矛盾，使各方都获得相应合理的效益，这样不但能增进他们的合作，有效地，合理地利用集装箱，而且还能使

3、我国集装箱配载技术得到全面发展。 二预期目标 为了适应现代物流发展需要，集装箱配载需要一套先进集装箱管理技术软件，通过先进的技术平台，能够确保安全，经济，货物质量完好，实行全自动化集装箱管理。现代集装箱的大型化和高效化使提高集装箱技术管理水平变得有可能，但是工作人员能否适应新的要求则成为其关键，解决人机之间的矛盾，同时提高人员工作效率和工作 质量。如何优化集装箱配载，就必须制定相应的方案。从理论上，解决这些问题其出路在于集装箱配载的智能化和自动化。利用丰富的操作管理技术和先进的计算机技术，通过先进的技术平台，最后使得集装箱配载达到最优化。集装箱配载的柔性化，信息化，自动化，智能化是 21世纪现

4、代物流的发展趋势，其作用日渐明显，在集装箱运输安全、与客户合作、及其服务方面有很大的效益。 本文结合绍兴飞驰进出口公司的集装箱船舶配载实际情况，结合计算机技术，即合理优化方法使其改善，得到一套合理的解决方案。 2.国内外研究现状 这些年来， 集装箱运输不断发 展完善，并发挥自身的优势成为世界货物运输最主要的方式。根据海关的统计信息，世界上 90%的货物以集装箱运输。每年约有 700万 TEU的集装箱货物在美国港口卸货。但是，随着世界船舶运输供应链的发展，对货物运输的实时性、可控性和安全性的要求越来越高，可现有集装箱运输系统存在的缺陷，如无法实现实时作业，无法随时获知货物的情况，无法随时确定集装

5、箱数量和破损情况等，也极大地制约了世界船舶运输供应链的发展。相对于货代公司来说，这也是一个挑战，集装箱配载同样制约了货代公司。无论是联系货主发货，还是货主联系其发货，中间的集装箱 配载环节对货代公司越来越不可或缺，需要做的将会更多，这样才能在商场占有一席之地。 国内研究： 姜义东 、 查建中 、 何大勇 （ 2000） 在集装箱装载矩形货物的布局研究方面：针对集装箱内货物装载布局问题，提出一种利用三叉树结构表达三维矩形物体布局状态空间分解的方法。通过将布局空间依次分割，每次放入相对于当前布局空间来说是满足特定条件的最优布局块，并将该布局块定位于当前布局空间后部的左下角来完成不同大小三维矩形物体

6、的布局方案的确定，给出试验结果。经过算例比较，说明其有效性。基于该算法，在大量数值实验的基础上，定量地表达了空间利用率、待装货物总体积和待装货物类型数三 者之间的关系，对集装箱货物运输有一定借鉴作用。 王涛 、 魏凤 （ 2004） 在 求解复杂集装箱装载问题的新方法 研究中指出：提出了一种求解复杂集装箱装载问题的新方法，该方法将求解复杂装箱问题分成两步 ：首先，根据一定的启发式规则将集装箱进行体积最大化装载，并在深度方向根据货物将空间分层；然后，用遗传算法将各层进行重心位置最优化调整，使装载方案更加符合实际运输需要。实际应用结果表明，该方法在空间利用率、重心位置以 及计算效率等方面都优于其他

7、同类方法。 陈强，刘佐成，崔莉莉（ 2004）在基于启发式算法的集装箱问题的研究提出 集装箱配载是一个复杂的组合优化问题 ， 属于 NP完全问题 ， 求解难度大 。在考虑实际应用中的约束条件下 ， 采用整体装填 、 空间分割 、 装载间隙合并等策略 ， 提出了一种基于启发式算法的集装箱配载问题的解决方案 。 运用举例和对比分析验证了该算法的有效性 ， 能够直接应用于物资的集装箱配载 。 靳志宏，兰辉，郭贝贝（ 2010）在 基于现实约束的集装箱配载优化以及可视化提出 基于现实约束构建了一个集装箱配载优化问题的混合整数规划 模型 ， 提出了一个基于预分配策略的遗传算法与启发式算法相结合的交互式混

8、合算法 。 该算法在满足复杂约束条件的同时维持较高的空间利用率 。 基于开放式基准测试问题的数值实验表明 ， 提出的配载方案优于国外同类研究的方案 。 并基于 VB实现了配载过程及配载方案的可视化 ， 可为配载方案的直观对比评价等提供实时的辅助决策支持 。 程文明，赵道致（ 2005）在 基于遗传算法的集装箱配载问题研究 提出多约束条件下的集装箱配载优化问题是一个复杂的组合优化问题 ， 属于 NP-hard问题 ， 即使问题规模较小时也很难得到最优解 。 遗传算法作为一种解决复杂 问题的有效优化方法 ,近几年来得到了广泛的实际应用 。 根据运输条件和铁路现场的实际情况 ， 文章首先建立了铁路运

9、输集装箱配载优化问题的数学模型 ， 并详述了基于遗传算法的问题求解方法 。 最后用实例仿真表明了该算法的有效性和实用性 ， 对于实际的集装箱配载优化问题具有一定的借鉴和参考作用 。 国内在对集装箱配载的研究中，其选择方法包括了多目标优化、智能优化和基于启发式算法优化等。这依据绍兴飞驰的实际情况和配送的现状来明确其选择的方法，然后通过最合理的方法来选择适合飞驰企业稳定发展的配载方案。 国外研究： 1969 年， Webster 和 Van Dyke 首次将计算机应用于集装箱配载问题中，人工陪在经验作为启发式算法与计算机进行交互来随机产生配载方案。因为该算法忽略很多约束条件，所以没有获得广泛的实际

10、应用。 1988 年， Martin 等人提出堆场取箱作业的启发式装载方法，在假设条件下进行观察，分析研究，建立模型。 1993 年， Avriel 等人将船舶配载问题看成一个二维堆垛问题，以各个港口倒箱数最少为目标建立的单一 Bay 挂靠多个港口配载模型，并设计了一个悬挂启发式算法。 从 1999 年到 2005 年间，许多人对集装箱船舶配载问题进行深入的研究取得 很多成就。如 Wilson 的配载两步法， Avriel 的基于图着色问题的启发式算法、Ambrosino 的主配载图计划问题和日本 Akio 和 Kaxuya 的整数规划模型等。因为配载问题复杂，无法在可行时间求解，所以如何把数

11、学规划模型与现代启发式算法相结合，是配载问题研究的方向之一。 总结： 这些年来， 集装箱运输不断发展完善，并发挥自身的优势成为世界货物运输最主要的方式。根据海关的统计信息，世界上 90%的货物以集装箱运输。每年约有 700万 TEU的集装箱货物在美国港口卸货。但是，随着世界船舶运输供应链的发展，对货物运 输的实时性、可控性和安全性的要求越来越高，可现有集装箱运输系统存在的缺陷，如无法实现实时作业，无法随时获知货物的情况，无法随时确定集装箱数量和破损情况等，也极大地制约了世界船舶运输供应链的发展。相对于货代公司来说，这也是一个挑战，集装箱配载同样制约了货代公司。无论是联系货主发货，还是货主联系其

12、发货，中间的集装箱配载环节对货代公司越来越不可或缺，需要做的将会更多，这样才能在商场占有一席之地。 3.参考文献 1 李金龙，刘海英，宋作玲集装箱物流实务 M 北京：清华大学出版社， 2010 2 王学锋 ，苏同江主编，中国国际货运代理协会会编国际海上货运代理理论与实务M中国商务出版社， 2010 3 陈强 ,刘佐成 ,崔莉莉基于启发式算法的集装箱问题的研究 J 昆明理工大学学报(理工版 ),2004 (6) 4 靳志宏，兰辉，郭贝贝 基于现实约束的集装箱配载优化以及可视化 J系统工程理论与实践 ,2010 (9) 5 王涛 ,魏凤 求解复杂集装箱装载问题的新方法 J.中国工程科学， 2004

13、 (12) 6 顾斐提高港口集装箱配载质量 J集装箱化， 2009 (5) 7 林丽，集装箱配载模式下的仓库管理系统 J机电产品开发与创新， 2005 (4) 8 汪益兵基于现代物流管理理念的集装箱船舶配载系统的应用研究 D 上海：上海海事大学 2004 9 Eric Lui User Group for Shipping Lines and Container Terminals J 10 Lifting industruy values through high standards J Materials Recycling Week 1999 (5) 11 车鉴集装箱船舶配载计划优化研究

14、 D 上海：上海交通大学 ， 2008 12 张丽萍，柴跃廷车辆路径问题的改进遗传算法 J系统工程理论与实践， 2002 (8) 13 喻斌集装箱船舶智能配载方法研究 D武汉：武汉理工 大学， 2007 14 王莉莉集装箱装船顺序优化模型及遗传算法 D大连：大连理工大学， 2007 15 王晓斌集装箱换装方法及设施 P CN93107997 7， 1993-7-17 16 谢玉玲金融危机背景下我国国际货代该如何谋求发展 J科技信息， 2009（ 21） 17 Luca Maria Gambardella and Andrea E Rizzoli THE ROLE OF SIMULATION A

15、ND OPTIMIZATION IN INTERMODAL CONTAINER TERMINALS J Materials Recycling Week 2001 (2) 18 中国航海学会集装箱运输专业委员会 全球经济形势变化与我国集装箱运输发展对策研讨会论文集 C中国航海学会， 2009 二、研究方案 1.主要研究内容（或预期章节安排） 1集装箱与集装箱配载的概述 1.1 集装箱的含 义 1.2 集装箱运输的特点及流程 1.3 集装箱配载的原则 1.4 集装箱配载的注意事项 2集装箱配载优化方法 2.1 集装箱配载过程的数学函数和约束条件分析 2.2 集装箱配载智能优化方法 3绍兴飞驰进出

16、口有限公司的概况 3.1绍兴飞驰进出口有限公司 3.2绍兴飞驰公司现有集装配载存在的问题 4绍兴飞驰进出口有限公司集装箱配载优化 4.1 绍兴飞驰进出口有限公司集装箱配载优化 4.2 绍兴飞驰优化结果分析评价 2.实施方案和进度计划 实施方案： 研究的重点是从飞驰货代的现状出发，通过实地考察及理论数据的方式发现其集装箱配载存在的问题，用定量法测出集装箱配载的送最优选择。 相关的文献将通过中国期刊网、维普、学位论文数据库和 EBSCO等查找；关于论文的一些数据资料主要通过调研、统计年鉴、相关政府部门、统计部门网站等获得。 进度计划： 第 6学期第 19-20周至第 7学期第 1-5周：在指导教师

17、的指导下，广泛搜集、研究相关文献资料，完成毕业论文选 题。 第 7学期第 6-12周：在导师的指导下，完成外文翻译、文献综述和开题报告撰写；参加开题答辩，进一步论证选题价值、确立主要研究内容，论证研究方案的合理性和可行性。 第 7学期第 13-14周：撰写论文详细提纲，交给导师批阅，反复修改，保证论文结构的合理性。 第 7学期第 15-20周：开始写作毕业论文，完成初稿。 第 7学期寒假：结合毕业论文选题开展调查研究。 第 8学期第 1-2周：在导师的指导下进一步写作、完善毕业论文。 第 8学期第 3-6周：在导师的指导下，充分利用毕业实习的机会，结合毕业论文内容开展进一步 的调查研究，完成论文。第 8学期第 7周：在导师的指导下，进一步修改、完善毕业论文；定稿并上交。 第 8学期第 9-11周：参加毕业论文答辩。