赵华云
（飞马智科信息技术股份有限公司）
摘要 伴随着国内外汽车、船舶、家电等消费需求逐年提升的影响，汽车板卷、彩涂板等中高端板材的消耗量也逐年递增，有数据显示示，2018年全国冷轧薄板生产量达3003.4万吨，累计增长7.5%。这也导致了中高端钢卷运输需求的快速增长。钢卷运输市场潜力巨大。本文从物流公司的实际需求出发，基于动态规划算法为核心，设计开发了卷材集装箱运输配载优化软件系统。
关键词：集装箱配载；动态规划算法；配载优化软件
1、概述
在钢铁企业生产环节，其核心成本构成就是原料、物流、加工等成本，由于当前钢材原料成本呈现出持续增长之势，相关公司所批量生产的成本也在持续增长。钢铁公司想要对生产费用进行科学控制，进而实现利润的增长，其难度已经日益提升，所以很多相关公司开始将物流成本作为重要的研究对象，通过对其效率进行提升，从而实现这部分成本的降低，进而实现公司利润的增长。为了更好加快钢铁成品的流通，减短产品所对应的发货周期，进一步降低运输成本以及相应成品对存储空间的大量重用，将高品质的产品按照期限、质量交付给用户，则是当前钢铁生产公司急需要深入研究的主题。
1.1系统目标
应物流公司实际需求，开发了卷材集装箱运输优化配载软件。对其目前进行的采用集装箱运输冷轧钢卷的业务进行调研和梳理，改变其人工手动进行集装箱装卷的生产调度作业和全作业流程的管理工作，改为以计算机系统进行调度管理。软件核心是对作业全流程的信息跟踪管理、统计分析，以及对集装箱配装钢卷的装箱调度作业按照事先给出的边际条件，自动进行装箱作业的最优化计算，做到用最少的集装箱装运指定的钢卷。
2、集装箱配载计划问题特点与流程
成品物资的配载装箱问题是物流运输过程中不可或缺的重要环节，一个优秀的配载计划方案在提高运输作业效率的同时能大幅降低企业物流运输成本。这对于现代物流企业，特别是钢铁物流企业有着重要的意义。对提高企业经济效益，提升企业竞争力至关重要。
2.1问题特点
卷材集装箱配载计划是从冷轧卷库区中按照合同计划进行组批，从中选出计划所需钢卷进行装箱的过程。配载计划的编制是为了满足客户需求的前提下，用最少的物流成本完成配送任务。计划中所选的钢卷，需要满足以下约束条件：
①所选钢卷总重不能大于集装箱核定载重；
②所选钢卷总重不能小于集装箱最小发货量；
③所选钢卷体积不能超过集装箱容量。
综上所述，问题的主要目标是用适合的集装箱装载尽量多的钢卷。
2.2配载计划制定流程
（1）配载员根据合同需求，从冷轧库中选出满足需求的钢卷组成组批钢卷。
（2）根据选定钢卷的重量、合同期、集装箱的荷载要求等因素，首先来确定需要集装箱的个数，然后依据确定的集装箱数，来制定装载尽量多的需运送钢卷的配载方案，最后下发配载计划。
（3）若运输部门集装箱数量足够，计划员还需制定相应的集装箱配载计划，以匹配运输部门的最优运输效率。
（4）一般作为备用，组批池钢卷数需要比实际需求的钢卷数多几个，防止配载计划疏漏。
（5）由上一节约束条件可知，集装箱存在最少发货载重的限制，人工制定配载计划时很可能会出现组批钢卷没有选入计划中的现象。针对未选入的剩余钢卷，一般有两种处理方法：
①强制结束（一般由运输部门操作员发起），配载员将计划内剩余的钢卷重新归入到待组批池内；
②不作处理，等待与下一批计划中的组批钢卷合在一起。
3、系统方案
3.1 集装箱运输配载软件系统
应物流公司实际需求，开发了卷材集装箱运输优化配载软件。对其目前进行的采用集装箱运输冷轧钢卷的业务进行调研和梳理，改变其人工手动进行集装箱装卷的生产调度作业和全作业流程的管理工作，改为以计算机系统进行调度管理。软件核心是对作业全流程的信息跟踪管理、统计分析，以及对集装箱配装钢卷的装箱调度作业按照事先给出的边际条件，自动进行装箱作业的最优化计算，做到用最少的集装箱装运指定的钢卷。
3.2系统业务流程分析
本系统是应物流公司实际需求而开发的，系统的实现是结合现场操作需要，并达到物流公司提高作业效率、降低物流成本的业务目标的。其具体的业务主要包含如下内容：
1)建立板卷信息数据库，实现板卷数据的导入、下载、显示、统计、排序、查询已经修改等功能。
2)自动生成集装箱运输配载的计划方案，并生成详细的配载计划表。
3)人工调整配载计划方案，实现人机交互功能。
3.3 系统架构设计
该项目整体架构为B/S结构，在开发时使用uniGUI Web Application Framework框架。该框架的应用，提高开发效率：能非常快捷的在可视化IDE中创建、设计和调试WEB应用；提高了系统部署效率：可以很方便的以独立应用程序的方式部署发布或者以系统服务的方式部署发布或者在WEB服务器中以ISAPI的模式部署发布；提高了用户使用效率：支持多种浏览器，IE9、火狐、UC、360、谷歌、Opera等。用户只需要在自己的电脑上打开网址，无需任何插件，就可以使用随时使用系统；提高了维护效率：整套系统包括开发环境和运行环境，都安装在虚拟机上。可以随时移植、扩展、升级、备份等。
3.4 系统功能设计
根据客户需求，设计开发的卷钢集装箱运输优化配载软件系统主要包括以下六大功能模块，系统管理：用户管理、系统监控；板卷装箱发货：待装箱数据导入、待装箱卷选择边际条件设定、板卷装箱计算、板卷装箱查询六大模块。
（1）系统管理
实现了用户信息管理，主要对用户的ID、姓名、部门、分管业务、权限组等信息管理；部门信息管理，对部门以及其下面的科室信息进行管理；角色信息管理，对平台用户操作权限分角色；系统功能配置，主要是对整个系统的功能画面进行配置；角色功能配置，对角色分配功能，精确到窗口的每个按钮。
（2）板卷数据导入
根据登录用户的权限，页面上的菜单栏会显示可点击形态和不可点击形态。点击待装箱板卷数据导入，进入卷材信息，点击导出按钮生成导入EXCEL模板。点击导入按钮导入EXCEL数据。
（3）装箱卷计算条件
可查询出所有未参与计算的板卷信息，根据实际需要，挑选需要参与计算的板卷信息后，同时录入边际条件，系统自动生成一个计算批。
（4）装箱计算
根据时间或者计算批次号，查找出需要计算的板卷信息，在录入每箱装箱板卷的最大个数和最大重量，点击最优化计算按钮，则系统根据查找出来的板卷的尺寸和重量信息，自动进行最优化的配载计算。同时把显示计算结果。
当结果出来后，可以对某个计算结果进行删除。同时如果对某个计算结果需要根据实际情况进行调整，比如说实际某个板卷存在压库情况，无法正常配箱，则可以对计算结果进行调整。
（5）计算结果查询
根据条件查询出所有的计算结果以及装箱结果。同时可以对系统进行初始化操作。
（6）对计算批次进行修改
根据查询出来的计算批次以及批次里的数据信息，只要是没有参与计算的计算条目或整个批次，可以进行数据的调整以及整个计算批次的删除操作。
4、结束语
本系统是根据客户具体需求并经过长期实地调研，最终开发而成的配载优化系统。从系统在线运行情况来看，本系统能够为用户提供集装箱配载优化方案，实现了计算机自动配载，使得物流运输成本得到明显下降，相应物流作业效率也能得到相应提升，为公司带来较高的经济收益，为物流公司管理层的决策提供有效的数据支撑，在保证生产顺行的情况下，促进企业专业化管理和成本费用控制，为降本增效提供空间，增加了物流公司的盈利能力。
参考文献
[1]杨菲. 钢铁成品水运集配与装载计划建模与优化[D].东北大学,2014.
[2]范明贵. 基于差分进化算法的钢铁成品铁运配载问题研究[D].东北大学,2016.