發布時間：2019-06-05所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：建設智能電網，加強配網建設是重中之重。要確保配網安全、經濟、高效運行，就必須保證配網物資的及時供應。配網物資主要用于已經建設好的電網維護和新建設工程項目，而新建項目由于工程頻繁變更導致所需物資需求變化較快，出現物資積壓或短缺現象不可
摘要：建設智能電網，加強配網建設是重中之重。要確保配網安全、經濟、高效運行，就必須保證配網物資的及時供應。配網物資主要用于已經建設好的電網維護和新建設工程項目，而新建項目由于工程頻繁變更導致所需物資需求變化較快，出現物資積壓或短缺現象不可避免。基于約束理論，對國家電網Z省電力物資采購配送業務現狀及流程進行分析發現，其中存在著采購周期過長、車輛裝載率過低、配送路徑不合理、查驗周期超長等問題。為了提高電力物資企業的物資管理水平和物流效率，增強其核心競爭力，實現良好的經濟效益和社會效益，應建立電力物資采購鏈信息平臺，減小采購批量，縮短采購周期，徹底消除采購周期過長瓶頸;建立車輛配載模型、車輛路徑規劃模型和電力物資裝載配送平臺，通過裝載可視化、配送智能化，提升車輛裝載率和配送效率，縮短查驗周期，建設高效、智能的電力物資采購配送系統。
關鍵詞：電力物資;約束理論;采購周期;車輛裝載;配送路徑
一、引言
隨著我國城市建設的飛速發展，電力用戶對提高配網供電可靠性、電能質量、工作效率和服務水平等方面都提出了更高的要求。國家電網公司提出建設智能電網，加強配網建設是重中之重。配網是整個電力系統的網絡末端，是電網的重要組成部分，肩負著向社會居民和中小型企業提供優質、合格、可靠電能的重任，直接反映了電網企業的供電質量、供電能力和供電服務水平。配網的建設和運行與電力物資公司的社會責任、企業形象、經濟效益以及客戶的利益密切相關。
要確保配網安全、經濟、高效地運行，就必須保證配網物資的及時供應。因此，加強配網生產過程中所需的各種物資的選購、運輸、儲備、供應，提高物資管理水平，對保證配網生產的安全經濟運行、提高公司經濟效益和社會效益，都有著積極的意義。配網物資主要用于已經建設好的電網的維護和新建設工程項目。其中，已經建設好的電網維護所需物資比較穩定，需求預測可以做到比較準確，不是本研究關注的重點。而新建設工程項目由于工程頻繁變更而導致所需物資需求變化較快，出現物資積壓或短缺現象不可避免，這正是本文研究的主要問題。
本文以Z省電力有限公司為例，研究配網電力物資采購配送情況。雖然該省電力物資采購配送管理走在全國前列，但還存在一些問題，旨在通過本研究，為該省提升配電網物資供應水平提供幫助。約束理論(TheoryofConstraints，TOC)既是一種管理理論，也是一種生產管理方式。它強調把企業看作一個整體系統，注重提高整體效益，致力于消除系統瓶頸;允許企業存在合理的庫存和運作費用，并不提倡一味降低成本。本研究將TOC理論應用到配電網物資的采購配送體系中，解決Z省電力公司在物資采購配送時存在的采購周期及查驗周期長、配送車輛裝載率和配送效率過低等問題。
二、文獻綜述
(一)TOC理論應用研究
TOC理論，即瓶頸理論或者約束理論，是由以色列物理學家高德拉特博士提出的，與精益生產、六西格瑪并稱為全球三大管理理論。國外學者對約束理論的研究主要從其開創者高德拉特博士開始。1984年高德拉特博士的論著《目標》(TheGoal)出版，書中詳細介紹了約束理論的原理和應用方法，并將其應用于制造業環境下，取得了很好的成效，成功地使優尼公司起死回生。20世紀80年代后期，TOC提出運用有效產出(Throughput)、存貨(Inventory)和營運費用(OperatingExpenses)三個指標來衡量企業的經營狀況。
1991年，約束理論又衍生出思維流程(ThinkingProcesses)，使TOC的理論體系日臻完善[1]。古普塔(Gupta)[2]認為，約束理論從管理的范疇和覆蓋行業來看包括很多方面，通過對組織進行整體思考可以有效提高投資收益。目前，國內專家學者對約束理論的研究也比較可觀。陳啟申[3]提出了傳統物料需求計劃(Ma⁃terialRequirementPlanning，MRP)和制造資源計劃(ManufacturingResourcePlanning，MRPⅡ)的不足之處，介紹了約束理論的基本要點，包括三個指標、DBR排程法(Drum-Buffer-Rope，DBR)、五步驟工作法等，并指出TOC軟件在處理功能上的特點。
唐帥[4]通過對約束理論和流程管理的關聯性進行分析，將約束理論應用于現代企業流程管理中，并指出其獨特優勢。劉輝[5]以作業指標體系、瓶頸資源等為前提，對約束理論的管理思想和管理工具進行了細致的分析，并將其應用于物流企業中。而后，孟輝[6]、宋斌等[7]構建基于約束理論、制造資源計劃推動體系和即時(JustInTime，JIT)生產控制拉動體系結合的集成化生產計劃與控制模型，使得整個系統大大節省編制時間，過程實現動態調整，計劃可以準確有效地實施。
集成后的系統提高了生產系統的敏捷性，能快速響應客戶需求。陳子順等[8]深入分析了TOC五大核心步驟在應用過程中存在的障礙，提出將發明問題解決理論(TheoryoftheSolutionofInventiveProb⁃lems，TRIZ)與精益生產應用到TOC五大核心步驟之中，利用模型中的TRIZ工具識別出潛力約束并解決存在的沖突，進一步合理配置非約束環節的工藝資源，并維持改進成果的穩定性。同時，江志斌和周利平[9]將精益管理、六西格瑪、TOC理論通過組合、整合以及融合三種方式，優劣互補提高企業經濟效益。夏燦明等[10]以生產制造企業為例，對公司生產系統進行改進，改變排產方式、提升瓶頸工序產能等，使公司的生產效率有了明顯的改善。
(二)車輛裝載問題研究
車輛裝載問題(VehicleFillingProblem，VFP)一般是指在一些約束條件下，將一批貨物按照恰當的裝載方法裝入適合車型的車廂中，滿足配送要求的同時，使得車輛裝載率達到最高。車輛裝載問題是物流中公認的一個NP難題(Non-Deter⁃ministicPolynomialProblems，NPC)，一般都被歸結為經典的裝箱問題或背包問題來考慮[11-12]。
國外有關裝載問題方面的研究成果主要有：阿卜杜和馬斯利(Abdou&El-Masry)[13]提出了混裝并符合穩定性要求的三維貨板裝載算法;雷和孫(Lei&Sun)[14]結合貪心算法與啟發式算法，設計了求解多品種裝箱問題的貪心啟發式算法;洛(Loh)等[15]設計了求解帶有重量約束的一維裝箱問題的模擬退火啟發式算法;卡洛(Carlo)[16]設計了近似算法來求解總質量一定而物品數目不定的一維裝箱問題;弗朗索瓦(Francois)等[17]將兩種精確算法演變成了新的精確算法，求解了傳統的二維裝填問題。
在國內，井祥鶴等[18]對集裝箱的裝載問題進行了研究，在基本遺傳算法(GeneticAlgorithm)和三維自由變形算法(Free-FormDeformation，FFD)的基礎上，提出了一種求解鐵路多車型平車裝載問題的混合遺傳算法。陳晨[19]、許光濘等[20]、張德富等[21]分別采用自適應遺傳算法、模擬退火算法、混合遺傳算法等啟發式方法，對集裝箱和軍用物資的裝載問題進行了研究。
張磊等[22]對車輛路徑及裝載的整合優化問題進行了研究。牟欣[23]將在配送過程中相互聯系、相互制約的車輛裝載問題和車輛路徑問題結合在一起考慮，進行整合問題研究，從而達到同時優化車輛配送路徑與車輛裝載方案的目的。
王超、金淳等[24]在三維裝載約束下的CVRP問題的基礎上，考慮配送數目與路徑總距離兩個目標函數，構建了三維裝載與聯合多目標優化問題模型，并證明其模型是有效的。楊廣全、馬玉坤等[25]針對手工編制集裝箱裝車裝載方案費時、裝載不合理等問題，基于集裝箱和鐵路車輛的參數，考慮集裝箱裝車后鐵路車輛的轉向架承重、左右兩轉向架承重差和重心橫向偏離量幾個方面，建立集裝箱裝載方案的優化模型。
(三)車輛路徑規劃研究
國內外學者發表了大量關于車輛路徑優化問題(VehicleRoutingProblem，VRP)的研究成果。早在1983年，博丁(Bodin)等[26]在長達140多頁的對VRP研究進展進行綜述的文章中，就列舉了699篇相關參考文獻。目前，各國學者對這個問題的研究已較為成熟，國外近年的研究成果主要如下。
貝克(Baker)等[27]用遺傳算法很好地求解了實際應用中的車輛路徑問題;格尼沙(Ganesh)等[28]設計了種群搜索式啟發式算法來求解集送貨一體化車輛路徑問題;威廉(William)等[29]提出了求解多貨點車輛路徑問題的混合遺傳算法;恩里克(En⁃rique)等[30]提出了求解帶有容積約束的車輛路徑問題的細胞遺傳算法;秀城(Hideki)等[31]設計了多次迭代局部搜索算法來求解帶靈活時間窗和訪問次數限制的路徑問題等。
在國內的研究中，邱榮祖等[32]將時間窗這一條件加入了規劃模型，并用地理信息系統(Geo⁃graphicInformationSystem，GIS)與禁忌搜索算法(TabuSearchAlgorithm，TSA)聯合開發農產品物流配送路徑優化系統，為車輛路徑優化問題開辟了數字化和信息化的道路。徐優香[33]重點研究了冷鏈物流配送領域的車輛路徑優化問題，在特殊的環境下分析配送的時間價值和場所價值，具有突出的現實意義。李東寶和王永良[34]分析了在應急物流情況下的配送路徑優化問題。
宋偉剛、張宏霞等[35]針對非滿載率的路徑優化，在單車場單車型情況下，考慮有時間窗，建立車輛路徑優化模型，并利用遺傳算法得到了最優解。李進、傅培華等[36]基于節能減排的新視角，在安排車輛路徑時考慮能耗、碳排放和租車費用，建立了非滿載運輸方式下低碳路徑模型，并利用禁忌算法得到最優解。葛顯龍等[37]基于商業中心相對分散的現狀，提出“多對多”的城市聯合配送機制，考慮運輸距離、實載率等與成本密切相關的油耗成本因素，并以其為優化目標，建立面向城市多區域聯合配送需求的車輛路徑模型。
(四)評述
綜上所述，國內外關于TOC理論的應用研究有一些新的進展，但在電力物資領域并沒有得到很好的應用;關于車輛裝載和路徑優化問題的研究，許多學者均對不同情況做了比較深入的分析，但是在解決采購配送鏈整體思路上還未利用TOC理論。因此，本研究針對電力物資，基于TOC理論，找出采購配送系統的實際問題，并分步提出相應的解決方法，對采購配送系統研究提出一個新的解決問題的思路。
三、浙江省電力采購配送業務現狀分析
通過對Z省電力物資進行實地調研可知，目前Z省電網物資配送有三個層級，按順序分別是中心庫、周轉庫、倉儲點。其中有3個中心庫，分別由J電力物資公司、W電力物資公司、X電力物資公司管理。J電力物資公司管轄J市以及周邊幾個地級市，J中心庫位于J市，對于J市，J中心庫也是周轉庫，下設9個縣級倉儲點，用Ai(i=1，2，…，9)表示。
下文主要以J電力物資公司為例，分析Z省電力物資采購配送系統。J電力物資公司遵循“統一受理，一口對外”的原則，對J管轄區域內所有配網物資進行集中招標采購，采購的物資分為統購統配和寄售兩種方式，經過中心庫檢測，然后向周轉庫、倉儲點下撥。而所有物資按照規格可以分為通用類物資和定制定長類物資。其中，通用類物資納入中心庫集中存儲、檢測、配送，定制定長類物資需求由調配室集中審核(平衡利庫)后申報，匹配結果下達后分發各單位，由客服經理跟蹤履約，具體步驟是：第一步，需求計劃及平衡利庫。
首先根據Z省公司下發的物資目錄，結合J中心庫的倉儲物資種類情況，調整物資目錄并將其下發至需求單位。其次，項目單位和倉儲點根據需求上報需求計劃，在中心庫召開的月度供應計劃平衡會上進行討論，會上匯總并審核J中心庫的月度需求計劃，將最終月度需求計劃上報Z省公司調配平臺。第二步，物資履約排產。Z省公司集中分配協議庫存，下達匹配結果;根據需求變化，由調配室協同Z省物資公司配合匹配結果調整，與供應商進行匹配結果確認;供應商確認匹配結果后進行排產，將排產計劃匯總到調配室;調配室通過分析當月物資供需情況，編制月度到貨計劃并下發至倉儲各部門;供應商按照月度到貨計劃發貨，之后中心庫到貨驗收。
第三步，檢測中心集中檢查。跟蹤中心庫實物到貨信息，生成抽檢計劃;由檢測中心進行抽檢送檢，開展集中抽檢，并反饋檢測結果和處理不合格產品。統購統配物資經檢查合格后，可以進行結算。第四步，開展周配送。需求單位上報周領用計劃，經客服經理和調配室審批后，由中心庫配送物資至需求單位。第五步，物資調配消缺與物資結算。需求單位物資接收時發現配送缺陷(物資缺失、損壞等)，中心庫倉儲班根據缺貨承諾書處理配送缺陷。這一環節后，統購統配物資則完成了電力物資全部采購配送流程，寄售類物資需要經過物資結算環節，結算后完成電力物資采購配送流程。
(一)電力物資采購配送實施周期過長通過J電力物資公司提供的資料以及實地調研，繪制了J電力物資公司采購配送業務實施的詳細流程，然后結合流程環節的起止時間，繪制了采購配送環節實施時序表。結合實地調研，在Z省J電力物資公司的中心庫，物資采購配送實施流程(包括結算業務周期)共分為12個環節，涉及6個部門，總耗時達96天，即J中心庫采購配送實施周期為96天。
其中，在這12個環節中，用時超過20天的有4個，分別為中心庫寄存物資收貨流程、收貨后質量問題跟蹤反饋、中心庫配送及倉儲點出入庫、結算業務;用時超過10天(不超過20天)的有2個環節，分別是項目單位需求匯總和配合匹配結果調整;用時超過5天(不超過10天)的有4個環節，分別為中心庫利庫上報、省公司寄存需求分配、供應商匹配結果確認、供應商反饋排產到貨時間計劃表;當天完成的環節只有省公司物資目錄下發和縣公司倉儲點利庫需求上報。
與國內著名企業相比，京東商城實行2-11限時達服務，即當日上午11：00前提交的現貨訂單(以訂單出庫后完成揀貨時間點開始計算)，當日送達;夜里11：00前提交的現貨訂單(以訂單出庫后完成揀貨時間點開始計算)，第二天15：00前送達。在京東商城購物，從采購到配送完成僅需要不到一天的時間。在國際上，7-11便利店物流配送周期更是短得驚人，一般商品，該商店采用一天三次的配送模式。因此，整個電力物資采購配送實施周期則顯得過長，進而導致物資流通速度過慢，而工程項目每天都可能有所變更，進而導致中心庫貨物大量積壓或者短缺。
(二)庫存積壓大且同時存在物資短缺現象
目前，Z省電力物資采購采用集中招標形式，物資分為統購統配和寄售兩種方式送至中心庫，然后再由中心庫配送至周轉庫、倉庫點，最后至項目單位。J中心庫(也是J市周轉庫)有9個倉儲點，據統計，截止到2018年8月6日，統購統配類物資比寄售類物資到貨率高。A1、A2、A7三個倉儲點到貨率超過95%，其他地區到貨率均不足95%，這些倉儲點存在個別物資缺貨現象。寄售類物資與統購統配類物資相比，到貨率較低，在9個倉儲點中，A7倉儲點到貨率最高，是79.24%;A8倉儲點到貨率最低，僅為29.67%，表明寄售類物資缺貨現象較為嚴重。
統購統配類物資沒有配送率相關數據，而寄售類物資配送率最高的是A4，為94.23%;最低的是A8，為53.60%，表明寄售類物資在J市周轉庫下的各個縣級倉儲點積壓的庫存較多，增加了其倉儲成本，影響物資使用效率。不難得到上報J市周轉庫匹配物資金額共44900.3185萬元，實際到貨31716.3318萬元，到貨率為70.64%。
其中，統購統配上報匹配23240.1082萬元，到貨20026.6251萬元，到貨率為86.33%;寄售業務上報匹配21660.2103萬元，到貨11653.7076萬元，到貨率為53.80%，完成配送9768.0094萬元，配送率83.82%。總體來說，到貨率不高，很大可能會導致J電力物資公司所負責的區域出現物資短缺的現象;寄售類型完成配送的物資為83.82%，沒有完成配送的則積壓于J市周轉庫中，這就意味著J中心庫有1885.6973萬元的物資積壓。
四、電力物資采購配送瓶頸及措施
TOC理論的核心觀點主要立足于企業系統，通過聚焦于瓶頸問題的改善，達到系統各環節同步與整體改善的目標。TOC提出任何系統都至少存在著一個制約因素，因此要提高一個系統的產出，必須找到該系統的限制因素并打破瓶頸。TOC有一套思考的方法和持續改善的程序，稱為五大核心步驟：第一步，找出系統中的瓶頸;第二步，最大限度地利用瓶頸;第三步，使企業的所有其他活動服從于第二步的決定;第四步，打破瓶頸，提升瓶頸產能;第五步，重返第一步，找出新的瓶頸問題繼續解決。TOC理論的提出，極大地提高了企業的有效產出，降低了企業的生產成本。
以J中心庫為例，整個采購配送周期是69天，其中采購周期為41天，配送周期為28天。在采購周期中，需求計劃制訂最短需要30天，供應商生產供應需要11天時間。基于TOC理論，本研究將以采購配送周期作為主要制約因素，找出瓶頸問題并給出解決措施。
五、結論
綜上所述，基于現狀調研對Z省電力物資采購配送系統進行分析，利用TOC理論，從尋找瓶頸、利用瓶頸、遷就瓶頸、突破瓶頸四個層面，進行了對電力物資采購配送系統的優化。首先，本文詳細地論述了解決采購周期過長這一瓶頸的方法，依據TOC理論，通過減小采購批量、縮短采購周期，建立電力物資采購鏈信息平臺，徹底消除采購周期過長的瓶頸。
其次，針對配送瓶頸提出對策，如建立車輛配載模型、建立車輛路徑規劃模型、建立電力物資裝載配送平臺，實現裝載可視化、配送智能化的目標，為最終建立電力物資綜合管理信息平臺而努力。通過前期的調研和后期的研究，筆者認為，Z省電力物資公司已具備實施智能采購倉儲配送的基本條件，可試點實施并逐步推廣。今后的研究重點應放在確定自營物流運用比例和集中配送比例、提高人員工作效率、減少物流工作環節等方面。
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