长江航道维护船艇备件物料供应保障及优化研究

摘要

长江“黄金水道”作为我国最重要的内河水运通道，对沿岸经济发展起到了引领、贯通、辐射和驱动作用。国务院在长江经济带立体交通发展规划中将长江“黄金水道”建设提升到了国家战略层面。然而，长江流域干线航道水文地质情况复杂，尤其是2003年三峡库区蓄水后，中下游部分碍航河段枯水期淤积情况愈发严重且疏浚维护环境复杂，为了保障长江经济带的快速发展，必须确保“黄金水道”的安全畅通，调遣各类型航道疏浚船舶与航道维护船艇应对各种繁杂的维护疏浚任务。由于“黄金水道”疏浚维护工作量大、时间急、施工标准高，对庞杂的船用备件物料供应保障提出了更高的要求，因此，疏浚任务驱动模式下备件物料供应保障及其优化成为重要的研究课题。
　　本研究以解决长江航道维护船艇备件物料供应保障中费用昂贵、时效性不佳以及库存控制方式不完善等问题，以长江航道维护船艇中工程船舶备件物料供应保障作为研究对象，通过分析现行采购与库存方式的优劣，建立相应保障体系及优化方法。以多级库存控制策略、排队论以及随机数学等方法为基础，针对航道疏浚任务等级的不同，分别选取成本费用与时间成本为优化目标，建立优化模型，进行模拟仿真，获得适应不同任务驱动条件下的供应保障方式。
　　本文主要研究工作及结论如下：
　　（1）通过查阅备件物料采购供应与库存管理文献，比较分析生产企业与航道维护船艇的备件物料需求特点，依据航道维护船艇备件物料实际需求，在分析多种采购与库存管理理论的基础上，选取多级库存控制策略与排队论理论对其进行研究。
　　（2）分析船用备件物料市场需求特点，对船用备件物料供应保障体系中竞争机制与合作机制下的供应模式进行对比分析，剖析航道维护船艇备件物料管理现状中存在的问题。
　　（3）针对航道维护船艇备件物料供应保障过程中需求不确定、随机性大、采购批量小、单价高以及采购周期长等特点进行分析，确定供应链中各参与者所处层级，选取整体成本优化为研究目标，建立基于随机需求、随机提前期与多周期的多级库存控制模型，采用分布式控制策略与概率论、随机数学等方法，从采购成本、库存持有成本、运输成本、缺货成本四个角度对航道工程船舶单一备件物料的最佳订货点、最佳订货批量以及最优总库存成本进行研究。
　　（4）剖析航道规划等级、维护任务特点、施工环境以及施工任务中各影响因素，针对航道维护疏浚任务进行等级分类。按照Ⅰ至Ⅳ级航道疏浚任务对备件物料需求紧迫程度进行排序，以时间成本为优化目标，建立基于时间竞争成本最优的多级库存控制模型，采用排队论中强制优先权法进行求解，得出不同任务等级驱动条件下备件物料供应保障的最优时间成本。
　　（5）为了满足航道维护船艇备件物料供应保障工作的高效便捷，对备件物料进行标准化信息编码管理是优化供应保障体系的重要技术手段。针对船舶机务管理信息系统结构、模块组成以及编码规则进行分析，剖析现行服务备件物料供应保障体系中信息编码标准存在的不足，依据长江航道信息编码的要求，保留原代码重要字段的指示性，并考虑新代码兼容性与拓展性，制定符合新标准的备件物料编码与燃润料编码，提出采用二维条码标识备件物料以便增强其可读性与可追溯性。

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第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究目的与意义

1.3 国内外研究现状

1.4 研究内容与技术路线

第2章 船舶备件物料采购供应与库存管理相关理论

2.1 工程船舶备件物料采购管理相关理论

2.2 备件物料库存控制理论

2.3 航道工程船舶备件物料管理

2.4 本章小结

第3章 航道维护任务与备件物料保障

3.1 航道规划等级与工程任务

3.2 工程船舶备件物料供应保障

3.3 航道疏浚任务驱动模式下船舶备件物料供应

3.4 基于疏浚任务驱动的多级库存系统控制策略

3.5 本章小结

第4章 基于费用成本的随机需求多级库存优化控制

4.1 基于随机需求的供应链不确定性因素

4.2 供应链模式下随机需求库存模型类型特点

4.3 随机需求随机提前期下船用备件物料多周期多级库存控制模型

4.4 算例应用

4.5 本章小结

第5章 基于时间竞争成本的多级库存优化控制

5.1 基于时间竞争模式下多级库存控制不确定性

5.2 基于时间竞争成本最优的多级库存控制模型

5.3 算例应用

5.4 本章小结

第6章 服务于库存优化的备件物料信息编码技术

6.1 航道船舶机务管理信息编码规则与存在问题

6.2 船舶机务管理备件物料编码规则与应用

6.3 本章小结

第7章 总结与展望

7.1 结论与创新点

7.2 展望

致谢

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文及参加的科研项目