浅谈商品混凝土运输调度模型

刘文卿（中铁二十一局集团公司，甘肃兰州 730000）

为了降低混凝土运输车调度不佳的状况，而影响到工程的施工质量与进度，混凝土拌和厂必须考虑配送作业流程是否流畅、是否能及时运送混凝土至工地等。但目前混凝土拌和厂的派车排程，大都是依调度人员的经验、主观意识来进行。因为缺乏有效的科学及系统化分析，容易造成混凝土拌和厂损失潜在利润，而且会降低服务质量。因此需要发展出有效且有系统的派遣机制，解决混凝土拌和厂与工地间的作业流程问题，使厂商在能够获利的前提下，同时兼顾混凝土生产配送对环境造成的影响。

1 混凝土运输调配模型

1.1 混凝土运输模型

混凝土运输调配限制条件包含了利润、混凝土质量及运输车使用率，并将限制条件规划成求解目标式以达到弹性满足限制的目的。本研究依照限制式重要性列序如下。配送的

H1安：排混，凝减土少质缓量凝方剂面、，甚是至考添虑加妥水善的规影划响生

产质量的作法（详细求解略）。

H2：成本方面，分成出车成本以及外部成本此两方面，而供应商必须在合法前提之下，尽可能减少运载次数，避免成本不断地增加（详细求解略）。

H3：运输车使用率方面，若集中使用某辆运输车，车体老化、折旧的速度会愈快，车排放的污染浓度愈高，因此混凝土拌和厂各车辆的指派使用要平均并配合定期维修保养，才能降低空气污染量（详细求解略）。

1.2 其它限制条件

由于调度运送车辆属于运输网络分析，在硬式及软式限制式下，亦需要其它限制式，让求得的解更为接近现实状况，以供供应商参考。

2 模型分析及求解

2.1 模型分析

本研究所拿到的数据是在执行新道路交通管理处罚条例之前，当时是使用容积法，运输车最大容量为8～9m3，但现今已回归重量法管理，运输车载重法限制载运数量3.5～4m3。因此，本研究首先针对容积法，求解出最佳解，并比较当时供应商调度运送情况与本研究结果之间的差异。其次针对重量法，进行求解分析，给供应商作为参考，让运输效率达到最大值。

本模型包括顾客的需求量及所在地、顾客需求时间点、运输车容量限制、固定维修日期,通过UrMap 系统进行厂拌混凝土厂和顾客之间的距离量测、以及运输车从混凝土拌和厂至顾客所在地所花的时间，运输车时速设定为50 公里，所以移动时间的长短将以距离来换算。

2.2 模型求解

本研究使用数学软件包进行求解，分别求出容积法管理、重量法管理下的最佳调度模型，通过比较分析，了解调度趟次的运载变化，给供应商参考之用。

3 应用实例

3.1 调度分析

某混凝土拌和厂，其一天共有十个有需求的顾客点，需求量为1.5～128m3不等，进行一日的调度配送，并设定运输车1 进厂维修保养，以确保运输车于平日配送时的安全性以及防止车辆快速老化现象。

运输车调度模型是从混凝土拌和厂至工地再回到混凝土拌和厂，之间的活动时间主要包含：旅行时间(包括去程和回程时间)、需求时间等信息。表1 为每一个工地的营运信息、时间与需求。

表1 工地营运资讯及需求量

在重量管理办法下，由于有装载量限制因素，最高容许运载量为4m3，所以整体调度次数会提升，但拥有15 台厂拌混凝土车，执行重量管理办法下，运载过程中出现车辆不足现象，直至将车辆数加至27 辆时，才能求解出最佳解。因此，厂拌混凝土供应商需租赁或购置车辆，让调度模型符合合理条件，且满足所有顾客需求，增加运输效率。因此本研究设计重量管理办法下，供应商拥有27 辆运输车可用于调度作业。

3.2 不同限制条件下的目标值结果对比

实行优先权目标规划，依据供应商选择，按照目标式的重要性给予优先权。表2 为目标值求解结果。

表2 各模型目标值结果

可以看出，在目标式一混凝土质量方面，容积法和重量法结果相同，换句话说，所有车辆皆可在1.5 小时内将混凝土送达至顾客点。在目标式二成本有所变化，容积管理法成本低重量管理办法，是由于容积管理法允许装载较多的混凝土数量，使得供应商能够减少运载次数，进而降低出车成本以及外部成本。

3.3 调度安排

本研究所拿到的数据是在执行了新道道路交通管理处罚条例之前，也就是实行容积法管理时期。依据供应商所给予的的信息，在人工安排下，大多会装载至8m3，而通过数学规划，求解出来的运送数量也是大部分会装载至8.8m3。容积管理法调度安排可知，一日运载趟次共为35 次。重量管理办法下，运载数量大多会装载至4m3，总运载趟次为66 次。

配合工地订购顺序、需求时间、需求点离工地的距离与时窗限制，通过数学规划软件，可以计算出车辆出发时间点，不但能降低对工地进度的影响，亦能让混凝土拌和厂掌握出车时间点。

4 结论

1)由于厂拌混凝土有其时效性，所以在生产时必须符合拉式（pull）需求，并遵守Just In Time（JIT）规则，才能够维持产品的质量，增加整体工作的效能以及生产的效率，因此需考虑混凝土质量以及工地时窗限制，混凝土品质的维护，从厂内拌和、运输车去程及等待时间的总合不能超过1.5 小时，以维持混凝土质量。

2)在目标式一混凝土质量方面，容积法和重量法结果相同，换句话说，所有车辆皆可在 1.5小时内将混凝土送达至顾客点。

3)在目标式二成本有所变化，容积管理法成本低重量管理办法，是由于容积管理法允许装载较多的混凝土数量，使得供应商能够减少运载次数，进而降低出车成本以及外部成本。

4)目标式为运输车使用率时，不论在容积管理或重量管理办法下，车辆能平均地使用。

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