【正文】 分散在丹東、大連、營(yíng)口、錦州、秦皇島、天津、煙臺(tái)、青島、日照、連云港等10個(gè)港接卸。黃河流域和東北地區(qū)有二十多家需要進(jìn)口礦砂的鋼鐵企業(yè)，總進(jìn)口量超過5000萬噸，主要來自于澳洲和印度，其次是南非，南美礦很少。前港主要從事煤炭、礦石兩大貨種裝卸作業(yè)，設(shè)計(jì)年通過能力為3820萬噸。南方港口群：蛇口港、黃埔港、湛江港、防城港。這些鋼鐵企業(yè)從分布上來看，有的緊鄰礦山，比如鞍鋼，有的緊靠沿海，比如寶鋼，但從總體上說，我國(guó)的鋼鐵企業(yè)大多分布在東部沿海地區(qū)，這與我國(guó)的鐵礦石很大一部分靠進(jìn)口有關(guān)。近兩年的沿海市場(chǎng)走勢(shì)趨好，沿海運(yùn)力不減反增，至2003年9月底，參與沿海運(yùn)輸?shù)?萬噸級(jí)以上的運(yùn)力共計(jì)約950～1000萬噸，比2001年同期增加80萬～120萬噸，增幅約為12％。[4] 海瀾， 2003年沿海散貨運(yùn)輸市場(chǎng)回顧與2004年展望 海運(yùn)情報(bào)，2003年第4期；第三章 物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)及模型構(gòu)建物流網(wǎng)絡(luò)是指物流過程中相互聯(lián)系的組織和設(shè)施的集合。其中，在線路上進(jìn)行的活動(dòng)主要是運(yùn)輸及配送等，而物流功能要素中的包裝、裝卸搬運(yùn)、保管、流通加工等，一般都是在節(jié)點(diǎn)完成。要用系統(tǒng)的理論和系統(tǒng)工程的方法，綜合考慮物資的供給、需求情況，運(yùn)輸條件，自然條件等因素，對(duì)物流網(wǎng)點(diǎn)的位置設(shè)置、規(guī)模、供貨范圍等進(jìn)行研究及設(shè)計(jì)。運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的目的是建立一個(gè)框架結(jié)構(gòu)，以便在其中做出有關(guān)運(yùn)輸線路和運(yùn)輸時(shí)間安排的營(yíng)運(yùn)決策，從而對(duì)整條供應(yīng)鏈的有效運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生良好的影響。遠(yuǎn)洋船舶在寧波或馬跡山港卸礦后，經(jīng)過一系列中轉(zhuǎn)或江海直達(dá)的運(yùn)輸方式可運(yùn)抵武漢，同時(shí)又可利用北煤南運(yùn)的戰(zhàn)略運(yùn)輸方式，使煤炭運(yùn)輸?shù)幕爻檀瑸楸狈降貐^(qū)運(yùn)輸中轉(zhuǎn)礦石，還可以考慮在青島港的二程水運(yùn)中轉(zhuǎn)，特別是向渤海地區(qū)的小型港口的中轉(zhuǎn)。這都可以大大減少交易環(huán)節(jié)，節(jié)省交易成本。（2）進(jìn)口鐵礦石的運(yùn)輸是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，對(duì)于物流服務(wù)商而言，幾乎隨時(shí)隨地都要作出決策，因此本文所涉及的變量，是帶有時(shí)間標(biāo)志的。雖然在航運(yùn)市場(chǎng)上有著噸位、船齡、國(guó)籍等各不相同的很多種干散貨船舶，但隨著遠(yuǎn)洋船舶大型化的進(jìn)一步發(fā)展，capsize船型在長(zhǎng)距離遠(yuǎn)洋運(yùn)輸中體現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)十分明顯；而在沿海運(yùn)輸中，handy船型在實(shí)踐中也體現(xiàn)出很好的經(jīng)濟(jì)效果?！撹F企業(yè)k所在的航線上船隊(duì)配船數(shù)量。對(duì)于面對(duì)眾多用戶的進(jìn)口鐵礦石海運(yùn)物流系統(tǒng)來講，要以整個(gè)海運(yùn)環(huán)節(jié)的總費(fèi)用最小為系統(tǒng)優(yōu)化的目標(biāo)，這些費(fèi)用中包括遠(yuǎn)洋運(yùn)輸費(fèi)用、港口物流中心庫存費(fèi)用、二程中轉(zhuǎn)費(fèi)用。 物流中心的安全庫存： （49）216。我國(guó)的進(jìn)口鐵礦石運(yùn)輸系統(tǒng)也不例外，只是可以根據(jù)用戶提供的信息可以將各種需求情況基本上確定下來。如果航行時(shí)間偏差不大或者不同時(shí)期船舶的運(yùn)動(dòng)相對(duì)穩(wěn)定的話，不同時(shí)期實(shí)際到達(dá)的船舶數(shù)量和預(yù)計(jì)到達(dá)的船舶數(shù)量近似相等。船舶到達(dá)時(shí)刻的偏差對(duì)模型有兩個(gè)方面的主要影響：第一，如果船舶的到達(dá)時(shí)刻分布在好幾個(gè)時(shí)期的話，網(wǎng)絡(luò)形式無法精確地反映出t時(shí)期由i港發(fā)往j港的超過預(yù)期的船舶的邊際成本，也就是船舶指派的問題。如果t時(shí)期i港的可用船舶數(shù)的方差已知的話，目標(biāo)函數(shù)就可以看作是可派船數(shù)量的凸函數(shù)，可用FrankWolfe算法來求給定方差情況下的網(wǎng)絡(luò)問題的條件型。港口時(shí)間區(qū)間 船隊(duì)規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建圖大多數(shù)運(yùn)輸系統(tǒng)都有著一定的需求周期性。 因此，航次總時(shí)間Stime＝Ts+Tu+ T1+Td （小時(shí)） （414） 航次費(fèi)用，又稱船舶運(yùn)行費(fèi)用，是指船舶在航次運(yùn)行中發(fā)生的費(fèi)用。它只能以分?jǐn)偟男问浇Y(jié)算，各船全年的間接費(fèi)用被分?jǐn)偟矫繝I(yíng)運(yùn)天，再根據(jù)船舶航次營(yíng)運(yùn)天數(shù)得出航次的間接費(fèi)用。I （萬美元） （424） I——基準(zhǔn)收益率，取為12％。 Cmtn＝Rmtn P （萬美元） （426） Rmtn——提取的年度修理費(fèi)比例，％。指航運(yùn)公司機(jī)關(guān)職員的工資、辦公費(fèi)等行政管理費(fèi)用，管理費(fèi)用的分?jǐn)偸且匀甑钠髽I(yè)管理總費(fèi)用，按照船舶的下級(jí)載重噸及在冊(cè)時(shí)間進(jìn)行分?jǐn)?。這樣周而復(fù)始，群體中個(gè)體適應(yīng)度不斷提高，直到滿足一定的條件。此外，還可以通過計(jì)算方法現(xiàn)，其中較典型的幾種方法為適應(yīng)度比例法、期望值法、排位次法等。為了在盡可能大的空間中獲得質(zhì)量較高的優(yōu)化解，必須采用變異操作。對(duì)于一個(gè)需要進(jìn)行優(yōu)化的實(shí)際問題，一般可按下述步驟構(gòu)造遺傳算法：第一步：確定決策變量及各種約束條件，即確定出個(gè)體的表現(xiàn)型X和問題的解空間；第二步：建立優(yōu)化模型，即確定出目標(biāo)函數(shù)的類型及數(shù)學(xué)描述形式或量化方法；第三步：確定表示可行解的染色體編碼方法，即確定出個(gè)體的基因型x及遺傳算法的搜索空間：第四步：確定解碼方法，即確定出由個(gè)體基因型x到個(gè)體表現(xiàn)型X的對(duì)應(yīng)關(guān)系或轉(zhuǎn)換方法。鐵礦石供應(yīng)商可能由于生產(chǎn)能力的限制，或者是運(yùn)輸能力或其他方面的限制，在一定時(shí)期內(nèi)所能提供的鐵礦石是有限的，這里假定在該時(shí)間段內(nèi)每個(gè)供應(yīng)商的供應(yīng)能力是不變的。系統(tǒng)中進(jìn)口鐵礦石的種類有1種；腹地內(nèi)有鋼鐵企業(yè)（用戶）2個(gè)；可供選擇的供應(yīng)商2個(gè)；以某一個(gè)月的進(jìn)口鐵礦石物流運(yùn)作情況為研究對(duì)象；海運(yùn)階段可采用2種船型Capsize、Handy；各時(shí)段內(nèi)鐵礦石在港口庫存中心的單位庫存費(fèi)用相同，；港口庫存中心的總庫存能力為900萬噸。 （3）遺傳算子：基本遺傳算法使用下述三種遺傳算子：選擇運(yùn)算使用比例選擇算子；交叉運(yùn)算使用單點(diǎn)交叉算子；變異運(yùn)算使用基本位變異算子或均勻變異算子。在染色體以二進(jìn)制編碼的系統(tǒng)中，它隨機(jī)地將染色體的某一個(gè)基因由l變?yōu)?，或由0變?yōu)?。復(fù)制操作可以通過隨機(jī)方法來實(shí)現(xiàn)。第五章 基于遺傳算法的模型求解遺傳算法簡(jiǎn)稱GA（Genetic Algorithms）是1962年由美國(guó)Michigan大學(xué)的Holland教授提出的模擬自然界遺傳機(jī)制和生物進(jìn)化論而成的一種并行隨機(jī)搜索最優(yōu)化方法。 Cin＝（Csal+Ccap＋Cmtn+Cins）／OdSTime／24 （萬美元） （428）Od——船舶年?duì)I運(yùn)天數(shù)。 EXR——美元對(duì)人民幣的匯率（元／美元）， ③ 年度修理費(fèi)Cmtn。ICSR——主機(jī)持續(xù)服務(wù)功率，回歸的公式為：CSR＝（DWT／10000）1/2V s 3 （馬力） （418）② 輔機(jī)與鍋爐燃油費(fèi)用 Cfae=15％Cfme （萬美元）③ 其他費(fèi)用潤(rùn)料費(fèi)取為燃料費(fèi)用的10％，Club＝10％（Cfme+Cfae）（萬美元） （419）④ 總的燃料費(fèi)Cfuel＝Cfme+Cfae+Club （萬美元） （2） 港口費(fèi)，指船舶在航次中進(jìn)出港口時(shí)所發(fā)生的費(fèi)用． ① 西、北歐地區(qū)為： Cport＝+DWT 10－4－DWT210－8 （萬美元） （420）② 亞洲地區(qū)為： Cport＝+DWT 10－4－ DWT210－8 （萬美元） （421）（3）其他費(fèi)用。（1）航行時(shí)間計(jì)算Ts＝D／V （小時(shí)） （411）D——航次距離 （海里）V——航行速度（節(jié)），它與船舶的航次載貨量有關(guān)滿載航行時(shí)取船舶的服務(wù)航速Vs （節(jié)） （節(jié)）（2）船舶停泊時(shí)間計(jì)算： ①船舶實(shí)際載貨量：在方案論證時(shí)，由于數(shù)據(jù)資料不足，對(duì)于遠(yuǎn)洋航線可以取航次的載貨量W為載重量DWT的90％。圖中假設(shè)由j港到I港為干線遠(yuǎn)洋運(yùn)輸，而i港也向其他港口如k港進(jìn)行二程中轉(zhuǎn)運(yùn)輸。一個(gè)是不確定的航次時(shí)間對(duì)派船的影響，一個(gè)是不確定的航次時(shí)間對(duì)船隊(duì)規(guī)模的影響。時(shí)間區(qū)間港口 精確預(yù)期形式所表示的船舶到達(dá)時(shí)刻分布圖從上述兩圖中我們可以看出他們的區(qū)別。在船舶的運(yùn)動(dòng)模型中，假設(shè)船舶在某一航線上按預(yù)期的航次時(shí)間航行的話，我們可以構(gòu)建一個(gè)有代表性的網(wǎng)絡(luò)。動(dòng)態(tài)性：由于需要在不同時(shí)期內(nèi)對(duì)，進(jìn)行決策，因此所產(chǎn)生的決策變量是相當(dāng)多的。 對(duì)某一鋼鐵廠來說，整個(gè)研究期內(nèi)物流中心發(fā)往該用戶的所有運(yùn)量應(yīng)等于該用戶整個(gè)研究期內(nèi)的總需求量。研究遠(yuǎn)洋派船費(fèi)用、沿海派船費(fèi)用以及庫存費(fèi)用的總和最小，就成為本模型的目標(biāo)。多用戶的礦石可以堆放在同一堆場(chǎng)，每個(gè)堆場(chǎng)并不一定是為某一用戶專用，而是多用戶共享。主要是鐵礦石產(chǎn)地到海運(yùn)港口間的距離，以及最終港口到鋼鐵廠之間的距離或遠(yuǎn)或近，都需要一種或幾種運(yùn)輸工具來運(yùn)輸，而這段運(yùn)輸與本文所研究的進(jìn)口鐵礦石海運(yùn)物流關(guān)系不大，因此不予考慮。對(duì)于我國(guó)的進(jìn)口鐵礦石物流系統(tǒng)，由于供應(yīng)商與鋼鐵企業(yè)之間的距離較遠(yuǎn)，運(yùn)費(fèi)昂貴，物流中心（通過對(duì)鐵礦石的轉(zhuǎn)運(yùn)和保管）有利于減少供應(yīng)鏈的成本，通過使進(jìn)貨地點(diǎn)靠近最終目的地，物流中心使進(jìn)口礦石物流鏈獲取了規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益，因?yàn)槊總€(gè)鋼鐵企業(yè)都通過自己所在區(qū)域范圍的物流中心進(jìn)貨，使得物流中心能夠大批量少批次進(jìn)口礦石，同時(shí)由于物流中心只為鄰近地區(qū)鋼鐵企業(yè)轉(zhuǎn)運(yùn)礦石，使得二程轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)用不會(huì)太高。這樣就能在多家鋼廠不同的需求峰谷之間進(jìn)行調(diào)節(jié)，即能發(fā)揮運(yùn)輸上的規(guī)模效應(yīng)，又能使堆存總量保持最低，而這對(duì)于單個(gè)鋼廠來說都是很難做到的。在這種情況下，二程轉(zhuǎn)運(yùn)盡可能多的考慮水運(yùn)來緩解鐵路壓力，又可降低運(yùn)輸成本。所以要根據(jù)各種運(yùn)輸方式的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)，合理組織運(yùn)輸。只有這種節(jié)點(diǎn)才能適應(yīng)鐵礦石物流的大量化和復(fù)雜化，并滿足物流系統(tǒng)簡(jiǎn)化、高效的要求。不同的線路與節(jié)點(diǎn)相互關(guān)系、相對(duì)配置以及其結(jié)構(gòu)、組成、聯(lián)系方式，就形成了不同的物流網(wǎng)絡(luò)。另外，2003～2004年共有50萬噸左右的運(yùn)力被強(qiáng)制報(bào)廢。由此帶動(dòng)我國(guó)的鐵礦石產(chǎn)量和進(jìn)口量大幅增長(zhǎng)，進(jìn)口礦的增長(zhǎng)使得我國(guó)沿海二程中轉(zhuǎn)量也隨著同步增長(zhǎng)。因此，我國(guó)的鐵礦石進(jìn)口運(yùn)輸系統(tǒng)是一個(gè)流向單一，有多個(gè)起運(yùn)港，多個(gè)終點(diǎn)港和多個(gè)中轉(zhuǎn)港的特殊的水路運(yùn)輸系統(tǒng)。長(zhǎng)江航道的吃水限制了到港船舶的船型。天津港、營(yíng)口港（鲅魚圈）等，是北方地區(qū)接卸進(jìn)口鐵礦石的主要港口。%。 ——北方地區(qū)是中國(guó)重要的鋼鐵生產(chǎn)基地 該地區(qū)鋼鐵企業(yè)數(shù)量多、布局分散、規(guī)模相當(dāng)。隨著我國(guó)鐵礦石需求的穩(wěn)步增長(zhǎng)，從上述三國(guó)進(jìn)口的礦石數(shù)量如上圖示也有大幅增長(zhǎng)。因此鐵礦砂運(yùn)輸市場(chǎng)必須借鑒集裝箱運(yùn)輸開展物流服務(wù)的經(jīng)驗(yàn)，引入物流理念，使其業(yè)務(wù)范圍向前向后延伸，開拓運(yùn)輸利潤(rùn)以外的第二利潤(rùn)來源。不少航運(yùn)企業(yè)在實(shí)踐中逐漸認(rèn)識(shí)到：在海洋運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ)上，全面介入物流服務(wù)，積極配合貨主對(duì)運(yùn)輸服務(wù)更高層次的要求，以貨主為中心全面提高門到門運(yùn)輸?shù)姆?wù)水平，將給自身帶來多方面的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，不少國(guó)際知名的航運(yùn)企業(yè)已經(jīng)開始了向物流一體化服務(wù)的積極邁進(jìn)。正如Schenker公司負(fù)責(zé)人介紹經(jīng)營(yíng)之道時(shí)指出的，物流服務(wù)不僅為客戶節(jié)省費(fèi)用，更重要的是降低了洲際間總體成本、提高了服務(wù)的質(zhì)量及可信度。即時(shí)服務(wù)就是及時(shí)受載、運(yùn)送和交貨。具體體現(xiàn)在：一方面，貨主單位為了降低物流成本，減少中轉(zhuǎn)損耗，對(duì)鐵礦石運(yùn)輸提出了包括實(shí)現(xiàn)“門——門”運(yùn)輸服務(wù)在內(nèi)的一系列要求。它包括遠(yuǎn)洋運(yùn)輸、港口裝卸、鐵路、公路、沿海、內(nèi)河、航空等不同運(yùn)輸方式和運(yùn)輸環(huán)節(jié)。當(dāng)一體化物流每個(gè)環(huán)節(jié)同時(shí)又是其他一體化物流系統(tǒng)的組成部分時(shí)，以物流為聯(lián)系的企業(yè)關(guān)系就會(huì)形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，即物流網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)物流范圍相近，而某個(gè)時(shí)間內(nèi)物流量較少時(shí)，幾個(gè)企業(yè)同時(shí)分別進(jìn)行物流操作顯然不經(jīng)濟(jì)。從培養(yǎng)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的角度出發(fā)，無論是貨主企業(yè)，還是航運(yùn)企業(yè)，在物流服務(wù)領(lǐng)域，都面臨著如何進(jìn)一步定位以更好地適應(yīng)物流發(fā)展需要的問題。據(jù)聯(lián)合國(guó)貿(mào)發(fā)會(huì)議（UNCTAD）的調(diào)查表明，約2/3的鐵礦石運(yùn)輸和煤炭運(yùn)輸與跨國(guó)鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)有關(guān)，這些鋼鐵巨頭不僅生產(chǎn)鋼鐵，而且還通過各種方式擁有或控制著煤炭、鐵礦石等礦產(chǎn)資源的生產(chǎn)和供應(yīng)；鋁礬土的運(yùn)輸更是與跨國(guó)公司有關(guān)，因?yàn)殇X加工工業(yè)的橫向一體化程度要大大高于鋼鐵工業(yè)；糧谷貿(mào)易也由少數(shù)幾家跨國(guó)企業(yè)操縱，它們擁有全球的銷售網(wǎng)絡(luò)、專業(yè)化的碼頭和倉儲(chǔ)設(shè)施；磷灰石的生產(chǎn)主要由發(fā)展中國(guó)家的國(guó)有公司掌握，但銷售和運(yùn)輸也由大化肥制造商所控制。這樣，該機(jī)構(gòu)要組織一個(gè)完整的供應(yīng)鏈，并對(duì)其負(fù)責(zé)，包括對(duì)成本支出項(xiàng)目負(fù)責(zé)。比方說，散貨船就比卡車和火車的裝載能力強(qiáng)，但其運(yùn)輸頻率就不如鐵路和公路運(yùn)輸。對(duì)散貨的處理受眾多不同因素的影響而有著不同的特點(diǎn)，這些因素比如糧食的數(shù)量和重量、水分含量、表面黏附性、流動(dòng)性等等。即2004年國(guó)產(chǎn)礦石和進(jìn)口礦石。中國(guó)的鐵礦石進(jìn)口量增長(zhǎng)量最大。[2] Nippon Yusen Kaisha Research Group, Illstrated Reviewamp。粗鋼產(chǎn)量預(yù)期可能增加3000萬噸。從需求角度來看，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速增長(zhǎng)，對(duì)基礎(chǔ)能源物資的消費(fèi)需求大幅增加，特別是以房地產(chǎn)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)為主的國(guó)內(nèi)鋼材需求處于高位，使得我國(guó)鐵礦石的進(jìn)口增長(zhǎng)35%左右。認(rèn)為我國(guó)對(duì)進(jìn)口鐵礦石的物流需求將不斷增大，從而引出了論文開展的現(xiàn)實(shí)意義。鐵礦石的進(jìn)口運(yùn)輸是一個(gè)大的系統(tǒng)工程，由于數(shù)量巨大，涉及到的運(yùn)輸費(fèi)用也很龐大，而我國(guó)的鐵礦石進(jìn)口網(wǎng)絡(luò)又非常復(fù)雜，需要經(jīng)過跨大洋、沿海甚至內(nèi)河等航區(qū)，并涉及到航線、中轉(zhuǎn)方以及船型等諸多不確定因素。第三部分提出了基于最小費(fèi)用的系統(tǒng)模型。二是粗鋼產(chǎn)量走勢(shì)：據(jù)IISI統(tǒng)計(jì)，2002年全球粗鋼產(chǎn)量超過9億噸（本文指的是IISI網(wǎng)站上公布的65個(gè)國(guó)家2002年總產(chǎn)量的總指數(shù)）。我國(guó)，約占全球總量的28％，％。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止2001年底這三家公司已控制了70%以上的世界鐵礦石出口。中國(guó)、南韓及臺(tái)灣的鐵礦石進(jìn)口仍處上升階段。第一章 干散貨物流一體化概述 干散貨物流的特點(diǎn)“散貨”指的是大宗的顆粒狀、塊狀、松散的或粉狀的物質(zhì)。典型的散貨物流系統(tǒng)如圖1－1。由于天氣、不確定性和風(fēng)險(xiǎn)等因素的影響使得實(shí)際營(yíng)運(yùn)上的變數(shù)很大。理想的散貨物流系統(tǒng)是系統(tǒng)中的每個(gè)成員聯(lián)結(jié)的非常緊密，組成一個(gè)高效的整體。干散貨作為生產(chǎn)資料，與消費(fèi)產(chǎn)成品相比，有貨類單一，批次少，批量大，過程簡(jiǎn)單，操作較規(guī)范的特點(diǎn)。 物流在三種一體化物流形式中，目前研究最多、應(yīng)用最廣泛的是垂直一體化物流。顯然，不同商品的物流過程不僅在空間上是矛盾的，而且在時(shí)間上也是有差別的。實(shí)現(xiàn)物流網(wǎng)絡(luò)首先要有一批優(yōu)勢(shì)物流企業(yè)