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野战仓库军用集装箱装卸机械优化配置

1.引言

在军用物资集装箱储运工作中,军用集装箱的装卸搬运作业是既繁重又重要的工作环节。搞好军用物资集装箱储运工作,充分发挥集装箱运输优势,除了要有相适应的公路、铁路、水路及空运运输设备,还要有性能良好、配置合理的集装箱装卸搬运设备。只有采用先进的集装箱装卸方法,合理编配装卸机械数量,使装卸机械与运达的集装箱达到最佳配合,才能使运载工具和装卸机械停歇时间最短,所需装卸劳动力最少,装卸机械装卸能力得到最大程度的发挥。只有这样,才能提高装运作业效能,真正体现军用物资集装籍储运的优越性【1】。

2 .问题的分析与描述

在野战仓库,由于短时间内军用集装箱流量相对较大,为便于使用和维护,一般野战仓库只装备一种主要的集装箱装卸机械。而所装备的装卸机械数量的多少,除了与其本身的装卸能力有关,还取决于在一段时间内由军用集装箱运输车辆运达的集装箱数量。为提高军用集装箱装卸机械的装卸效率,装卸机械的工作制度和军用集装箱运输车辆的工作制度应协调一致,尽量减少非必要的停歇损失。影响军用集装箱运输车辆与装卸机械工作配合程度的因素很多:装(卸)点同时服务的军用集装箱运输车辆数,军用集装箱收、发点之间的距离,军用集装箱车辆行驶时间的分布,随机变化的装卸机械装卸停歇时间,装卸机械完好率等【2】,可根据以上条件确定野战仓库某型集装箱装卸机械的数量。

3 .仿真模型的建立

根据近似配合条件确定的简便算法对某野战仓库实际需要的军用集装箱装卸机械数量进行分析计算。

在任一连续周期T内,集装箱运输车辆的平均周转时间

(1)

集装箱装卸机械平均每次装(卸)及等车时间

(2)

为使整个系统达到或接近最佳配合,在T时间内应保证两方面的上作节奏相一致,即满足条件

(3)

式中n 集装箱运输车辆在T时间内的周转数

t0i 集装箱运输车辆的第i次周转时间

A 服务于该仓库的集装箱运输车辆数

Nm 装(卸)机械台数

装卸机械完好率

tsi 集装箱运输车辆的第i次装(卸)时间(含等待该车到达的时间)

由于

(4)

式中 集装箱运输车辆在装(卸)点结束装(卸)至返回该点的平均间隔时间

平均装(卸)停歇时间

平均装(卸)停歇时间包括集装箱运输车辆在装(卸)点等待装(卸)平均所需时间及

装(卸)平均所需时间,即

(5)

平均每次的装(卸)及等车时间

(6)

式中t w 装卸机械等待集装箱运输车辆依次进入装卸工位的平均时间

达到最佳配合的条件是,则

(7)

式(3)可改写成

(8)

一般情况下,集装箱运输车辆返回出发点的时间与车辆数无关,考虑条件(4),上式还可改写为

(9)

式中ε 配合条件系数

由此可得

(10)

由式(10)可确定集装箱装卸机械数量。

ε值的选取应符合集装箱运输车辆与装卸机械停歇时间的最佳配合关系。一般当配合条件最有利时,ε l;个别情况下,为保证装卸机械的停歇时间最小,可取ε 1;工作中当车(运输车)、机(装卸机械)充分协调一致时,可达到ε=1【2】。

4 . 实例仿真

野战仓库所编配军用集装箱装卸机械的数量与要求同时服务的军用集装箱运输车辆密切相关,其必须能满足一个运次所到达的最大集装箱运输车辆,尽量达到 车不等机 、 机不等车 的理想状态【2】。由于野战仓库集装箱的发放有时不是连续的,因此这时尽量做到 车不等机 也是比较理想的状态。

假定由某独立汽车营担负某野战仓库的集装箱运输任务,一个运次可运输100TEU,至少需要100台集装箱运输车(如果独立汽车营的运载能力是组合箱的单箱折算值,那么实际所需要的运输车辆更多,可根据独立汽车营的车型进行计算),此处假定为100台。假定这些车辆全部到某野战仓库运载集装箱,仓库某型装卸机械装(卸)1个集装箱平均所需时间为3min(假定集装箱的装卸时间与箱型无关),车辆在仓库结束装载至它返回该仓库的平均间隔时间为1h20min,装卸机械完好率 =0.95,若取ε=0.90,则野战仓库需该型集装箱装卸机械的数量

即该野战仓库需要编配17台该型集装箱装卸机械才能完成装卸任务。

5 . 结论

本文应用排队论的方法,根据野战仓库军用集装箱装运卸的特点,建立了集装箱装卸机械需求数量的相关数学模型,并给出仿真实例。经项目评审专家评定和部队实际工作应用,认为仿真模型能够解决野战仓库单一集装箱装卸机械编配数量问题,其计算方法简便,实用性强,有效地解决了野战仓库集装箱编配数量的难题。

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