电煤供应链库存与运输联合优化分析

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1、华北电力大学硕士学位论文1．1研究背景及意义第1章绪论火力发电在我国电源结构中占据了绝对优势的地位，无论是装机容量还是年发电量都超过了70％。2010年底，我国火电装机容量为7．07亿千瓦，据中电联预测，到2015年将达9．33亿千瓦。未来一段时期内，火电仍将在发电产业格局中占据主要地位。近年来，电煤价格逐渐攀升，但相应的上网电价并未同步上涨，导致发电成本逐渐提高，火力发电企业呈现普遍亏损趋势。“煤电联动"方案只有2005年5月和2006年7月实行过两次，第三次的“煤电联动”至今未见。因此，火力发电企业要想改变亏损的状况，仅仅依靠煤电联动是不够的，设法降低发电成本是另一条途径。我国煤炭资源分

2、布与区域经济呈逆向分布，煤炭的主要产地在山西、陕西和内蒙古西部等地区，就其保有量来看，山西、陕西、内蒙占64％，新疆、甘肃、青海、宁夏占14％，东北、京津冀、华东、华南等占13％，云南、贵州、四川、重庆占9％；而煤炭消费地主要集中于经济发达的东部、南部等一些沿海地区。资源分布与消费空间上的不平衡，导致我国煤炭资源运输呈现出“北煤南运”、“西煤东运”的格局。因此，优化我国的煤炭供应链体系对于我国经济发展具有重大而深远的意义。我国电煤的消耗约占煤炭市场的50％以上，根据煤炭行业“十二五”发展规划预测，到2015年，我国能源需求总量为38．8亿一3．7亿吨标准煤，其中煤炭为37．1亿一2亿吨。近年

3、来，由于火电装机规模不断增长，电煤需求也随之不断增加，但新增煤炭产能投入不足，铁路运力增长有限，导致个别地区在部分时段出现煤炭工业紧张的问题。2008年，由于我国南方发生大面积雨雪天气，全国因缺煤停机达到2555万千瓦，占全国火电装机容量的5％。2011年，湖南多个地区火电厂缺煤停机，全省因缺煤和事故停电的火电机组已达252万千瓦。火电企业为缓解电煤供应紧张的问题，会设置安全库存，但库存的增加势必为导致成本的增高，如何设置合理的库存是火电企业需要不断摸索的问题。如何保障电煤的流通和供应则是电煤供应企业、电煤分销企业及火电企业需要共同思考和解决的问题，电煤的流通和供应问题得到解决，电煤供应紧缺

4、的问题自然也随之化解。电煤的流通和供应，受两方面因素的影响：一是电煤的运输能力，二是电煤供应链物流成本。如果电煤运输通畅，西部电煤供给可顺利到达东部，使电煤的供求会趋于平衡，否则，就会造成供求失衡。电煤供应链物流成本大约能占到总成本的50％，只有降低电煤物流成本，才能确保电煤的流通和供应，保障火电企华北电力大学硕士学位论文业的用煤需求。因此，优化电煤供应链配送环节对于降低电煤物流成本，保障电煤供应具有重要意义。在该环节中，物流成本主要由运输成本和库存成本构成，优化库存成本和运输成本是降低整体物流成本的关键。对于电煤供应链，其运输和库存不同于一般的消费品，电煤的运输涉及公路、铁路和水路等方面的

5、多式联运问题，火电企业需要一定的安全库存，所以从供应链系统的角度来综合考虑电煤库存控制与运输决策有利于降低电煤供应链的总体成本，不仅能在一定程度上缓解火电企业发电成本高涨的问题，而且还能惠及上游的电煤供应企业和中间的电煤分销企业，使供应链上的各节点企业都能降低成本，增强企业的竞争力，增强电煤供应链的协同。1．2库存与运输联合优化国内外研究现状库存控制方面，随着信息技术的飞跃发展以及经济全球化进程的加速，库存控制不仅在理论上而且在实际应用中均取得了突飞猛进的发展，其研究范畴也从当初的确定性库存控制模型扩展到随机性库存模型，从单品种单级库存控制模型发展成现在的多品种多级库存控制模型【IJ。就多级

6、库存控制模型而言，张磊和吴忠以分布式库存策略为分析对象，构建了一个基于供应链协调的二级库存控制模型【2J。蔡建湖等引入了承诺契约的概念，讨论了两级供应链中零售商向供应商提供承诺契约时的决策情形，并分析了供应商向零售商提供价格折扣机制时承诺契约的应用情况【3J。Berman和Kim等分析了货到准时到达的生产．库存系统以及货物延迟的生产．库存系统，解决了最优订货策略问题【4。5】。Khouja研究了三级供应链中一个上游企业对应多个下游顾客时，采用等周期订货、周期整数倍和2的整数幂倍三种不同的策略来使供应链库存总费用最小【6】。IsmailCapar等以一个包含两个配送中心和两个零售商的两级供应链

7、为研究对象，提出了一个库存控制策略，可以最大限度地减少订货总成本，并通过仿真研究证明了该库存控制策略的可行性和优良性¨1。运输调度方面，大部分文献都是以简单的图论、表上作业法等进行优化研究；随着研究的深入，智能算法也被普遍运用到解决运输调度问题的研究中。Vignaux和Michalewicz采用遗传算法求解线性运输问题，分析了遗传算法如何实现以及多种不同结构下的运输调度问题心J。Kleinschmidt和Sc