摘要：根据《国务院关于煤炭行业化解过剩产能实现脱贫发展意见》的要求，从2016年开始，用3到5年的时间，再退出产能5亿吨左右、减量重组5亿吨左右，较大幅度压缩煤炭产能，适度减少煤矿数量，煤炭行业过剩产能得到有效化解，市场供需基本平衡，产业结构得到优化，转型升级取得实质性进展。煤炭企业积极推进矿井产能退出，合理安排效率低下矿井退出。

以N矿业集团为例，分别制定了下属的X1矿、X2矿浅部井、X3深部井、X4矿、X5矿退出时间表。各矿井的相继退出，原有的Y1物流配送中心已经不能高效的满足现有矿井的需求。在此背景下，为了实现各矿区物料配送优化升级，降低物流成本，对N矿业集团物流配送中心选址问题进行了分析。

本文的研究过程中，采用了改进启发式算法的量化分析方式，构建起N矿业集团物流配送中心选址模型，并且以配送的具体成本最小化，讨论了单一物流配送中心的具体选址问题和相关处理方式。

关键词：矿业，配送中心，选址，改进启发算

一、研究背景及意义

（一）研究背景

根据2016年初所发布的《国务院关于煤炭行业化解过剩产能实现脱贫发展意见》的具体要求，我国煤炭能源的生产规模在2016年至2021年间逐步降低，实现产能退出规模达到5亿吨左右。同时整体能源结构中煤炭开采规模降低，缓解能源市场当中的供求不平衡问题，从而按照供给侧结构性改革的要求实现煤炭产业结构优化和矿业企业的转型升级。

在此过程当中，N矿业集团对于煤炭产能过剩处置规范以及去产能积极响应，对于自身产业集团当中存在的产能过剩问题进行及时调整与转型，其中便涉及到了分别为N矿业集团X1矿、X2矿浅部井、X3深部井、X4矿、X5矿。因为在此过程中需要对于N矿业各矿不同退出时间进行确定，由于此过程当中涉及到的矿过多且产生集中，不同的矿井调整有着自身特征，使得原有Y1物流配送中心无法较好地满足目前N矿业已有矿井的配送需求。为此本文以N矿业集团的物流配送中心为研究对象，以量化分析的方式，对单一配送物流中心的具体选址问题进行了分析和研究。

（二）研究的意义

由于N矿业集团公司煤炭生产在生产运营过程当中，对于不同原材料、对矿井运送的开采设备配件需求量十分巨大，在煤炭公司的成本体系结构当中物流配送成本占据了整体成本较大比重。物流配送中心的有效合理的选址、规划与布局，首先能够较好的降低N矿业集团运输成本，从而推运输费用和相关成本结构最优化调整目标。

二、N矿业集团物流配送中心网络现状分析

（一）N矿业集团概述
     N矿业集团是中国企业500强，企业以煤、电、气三大能源为主业，综合能源服务、港口物流服务、科研技术服务、金融服务等多产业协同发展。拥有现代化大型矿井12座，其中在N地区9座、其它地区3座，2018年产量8000万吨。

（二）现有物流配送中心分析

集团公司的仓储体系划分为中心库、片区库和供应站库三级储备，中心库包括Z1、Z2、Z3、Y1四个仓库，其中Z1仓库拆迁，Z3库与设备租赁公司合用，其它两个仓库的基本情况如下：

1.Y1物流配送中心

目前，Y1库设置有7个库房，库区内建有1条铁路专用线。现有库房面积7083m2，货场面积21150m2，室外大棚3500 m2。

2.Y2物流配送中心

Y2物流配送中心主要设施包括1个大型设备库（目前主要存放集团公司全部矿井的备用钢丝绳）、1个立体自动化配件库、1个木材加工车间，还建有钢材棚、木材成品棚、木材露天堆场、钢材露天堆场等。库区内建有1条铁路专用线。

（三）N矿业物流结构分析

1.N矿业物流配送网络结构

N矿业集团现有两个物流配送中心，供应商根据采购部门的指令将物资送至两个物流配送中心，两个物流配送中心根据需求，将物资配送至各矿及使用单位，见图3-1

第一阶段：供应商根据N矿业集团物资供销分公司采购部门的送货单指令将需求物资送至指定物流配送中心。

第二阶段：物流配送中心根据各矿及使用单位的需求进行配送。

2.现有物流配送中心

N矿业集团现有两个物流配送中心，Y2物流配送中心主要辐射矿1、矿2、矿3等使用单位，Y1物流配送中心主要辐射矿4、矿5、矿6等使用单位。

3.存在的问题分析

随着响应国家煤炭去产能政策，N矿业集团X1矿、X2矿浅部井、X3深部井、X4矿、X5矿相继退出，Y1物流配送中心设备自动化程度低，配送距离较长，配送速度慢，配送费用高，已经不能快速响应物资使用单位的需求，物流配送中心的重新选址建设迫在眉睫。

（四）物流配送中心选址必要性分析

1.M地区矿区生产需要

集团公司本土煤炭生产的重心已转移至M地区，M地区现有矿4、矿5、矿6、矿7、Y3矿、Y4矿，服务矿井总产量2120万吨/年。

现有的Y1库、Y2仓储配送中心与M矿区的距离较远，物资供应的及时性和便捷性较差，难以对M地区矿井提供及时可靠的物资保障。

2.提高M矿区物资供应效率的需要

按照城市规划要求，Z1仓储中心拆迁后其库存物资没有仓库存放。Y1仓储部库房陈旧，功能不全，消防设施不符合要求。受Y2、Z3中心库库容条件的制约，需中心库储备的采掘、皮带机等配件，只能分布在其他片区寄售库内，造成交叉配送。因此由于仓储布局的不合理使得M地区各矿不能实现集中配送，物资在各矿之间、城市南北之间频繁调运，配送效率低，配送成本高。

3. 弥补供应站仓储能力的需要

一是由于部分供应站仓库划归井口超市管理，二是由于部分供应站仓库受矿井改扩建影响，仓库、木料场场地被占用，造成各驻矿供应站的仓储空间不足。

因此，在M地区建设一个仓储配送中心（中心库），能够靠近生产中心，扩大存储空间，提高保供能力，降低配送费用，实现快捷保供项目建设是必要的。

（五）N矿业集团物流配送中心选址考虑因素

第一，土地使用成本。土地使用成本由单价和面积两个因素决定，即：土地使用成本=土地单价*面积

第二，基础建设成本。基础建设成本作为一项固定投入，基础建设具有一定的使用年限，按照使用年限计提折旧。

第三，配送成本。N矿业集团物流配送中心主要向各矿及使用单位配送物资，配送成本作为一项主要的变动成本。

第四，运输成本。即N矿业集团使用物资的工厂或供货商到物流配送中心的成本，这块成本虽然不需要N矿业集团直接支付，但是运费会加在产品的价格里面，同样是不可忽视的隐形成本。

三、基于启发式算法的N矿业集团物流配送中心选址

（一）模型假设

文章所分析的为N矿业在某一需求点内的具体地址集合当中，选取一定数量的备选仓库作为物流配送中心的选址地址。在此过程当中，以追求N矿业集团运营费用、运输费用等之和为最小为目标，所构建的选址模型，具体假设如下所示。

第一，在进行N矿业集团物流配送中心选址的补充当中，只针对单产品配送的情况即单源配送的方式进讨论；第二，N矿业集团的每天生产能力能够充分的满足各物流配送的最大要求；第三，在给定的范围内考虑N矿业集团物流配送中心的设置；第四，N矿业集团配送物品一次性送清；第五，每一个配送中心仅针对单一需求点进行配送；第六，在N矿业集团配送中心配送的过程当中，所涉及到的费用是与配送距离成正比例关系；第七，进行物流配送中心建设规划所涉及到的固定费用已经确定。在进行多阶段物流配送选址分析过程当中，应当考虑到由工厂到N矿业集团物流配送中心，再到矿井（使用单位）的二级配送体系。

（二）符号说明

表3-1 选址模型符号及相关含义

（三）模型建立

1.模型约束条件

第一，变动费用约束条件

在N矿业集团物流配送中心选址优化的过程当中，所设定的优化目标确定为提升已有物流配送体系的整体服务水平，并降低相关物流配送费用。这要求在进行物流配送中心选址的过程当中，综合考虑多个物流配送中心，并确定物流配送中心具体应当设立在哪一个位置，服务哪些需求点。这次过程当中均涉及到了关于物流配送的整体服务质量和相关费用水平的均衡分析。目前N矿业所拥有的物流配送中心是在进行将产能规划要求之前所确定的，所以在进行分析的过程当中，会面临着未来发展状态与配送服务存在一定的不合理问题。进行物流配送中心的具体选址，属于最优化分析问题，通过物流配送费用最小为目标，其具体的目标函数可以确定为，总费用函数=变动费用+运输费用+固定费用。

在此过程当中所产生的变动费用，指的是在进行物流配送中心配送N矿业集团各项物料过程中所产生的管理费用，目前的变动费用视为线性函数进行处理，这与实际配送状态和费用水平不一致的地方，难以体现出N矿业集团物流配送的实际费用，据此函数求得的N矿业集团物流配送的具体选址方案与实际最优效果存在着差异。尤其是针对煤炭企业在进行物流配送过程当中所具有的小规模、大批量、多层次的配送特征，需要将原有的线性物流配送函数进一步修正，将原来变动费用改为以符合煤矿企业的实际情况。

第二，时间约束条件

煤矿企业在进行物流配送选址过程当中，需要综合考量各项物资的具体需求，需在合适的时间和恰当的物流配送方式将目标物料配送到实际物料需求点。

如何能够在合适的时间范围内，将煤炭企业所生产的各项物料配送到合理的位置，是目前至于这煤炭企业进行进一步发展的重要问题，煤炭矿井使用的实际物料货物必须在规定的范围内送达到需求点。因此，在进行N矿业集团物流配送中心选址的过程当中，采用的是多阶段配送中心时间与数量阶段的处理办法。即保证在工厂到物流配送中心，再到矿井之间的运输时间小于或等于煤矿使用单位对该产品配送时间限制，即

（四）N矿业物流配送中心选址模型

由此进一步根据N矿业集团在进行配送中心选址过程当中的具体特性，采用变动费用和相应的时间配送约束的分析函数，构建起独具特点的物流配送中心选址的模型，并选用合理的模型架构，依据非线性混合0-1规划具体形式所确立的模型如下所示：

在上述构建的N矿业集团物流配送中心选址模型当中，约束条件( 2)表明配送中心能满足用户的需求；约束条件( 3)表明配送中心i的进货量小于配送中心的容量；约束条件( 4)表明选用配送中心的个数不大于最大个数 P；约束条件 ( 5)表明配送中心i的货物进出量相等；约束条件( 6)表明工厂 k 的发运到物流配送中心i的货物量应小于它的生产能力；约束条件( 7)表明工厂到物流配送中心运输时间和物流配送中心到煤矿使用单位运输时间之和应小于或等于煤矿使用单位对该产品配送时间限制。

（五）改进的物流配送中心选址启发式算法

为了能够实际求解,首先实施与实际要求相吻合的分解——过滤处理，筛除了0-1变量，其次，剔除了不可行组合，得出若干可行子问题。这里过滤条件是配送选址中心的数目和时间约束这两个条件。

1.过滤条件在配送中心选址模型应用

考虑模型中，约束条件(3-4)为常数，在m个备选的物流配送中心中每次选p个作组合,共有组合，各组合所含备选物流配送中心的集合用T表示，则过滤步骤为：第一，计算出共有种组合数；第二，对于每个组合，计算是否满足；第三， 如果满足，该组合为可行组合，否则舍去。

经过过滤后，最多可得到T(T≤)个可行子问题。每个可行子问题中仅含lp+pn=p(l+n)个连续变量，不再含有0-1变量，且目标函数中除有一个凹函数项及一个常数型函数外，其余皆为线性函数。

2.启发式算法在子可行问题中应用

注意到每个可行子问题可视为在一个运输模型的目标函数中嵌入了可变费用（可微凹函数）及固定费用（常数型函数）所得，故可用启发式算法求出满意解。

（六）N矿业物流配送中心选址分析

N矿业集团在M区主要矿4、矿5、矿6、矿7、Y3矿、Y4矿，6个矿需要配送产品，有2个矿Y3矿、Y4矿作为物流配送中心备选地，欲从中选出一个作为物流配送中心选址。具体数据详见表3.7到表3.9。

表3.7备选的物流配送中心单位费用

表3.8备选配送中心到配送站要求

表3.9备选配送中心到配送站的单位运费（千元/吨）

经过迭代计算，Y3矿为最优解，应该选址Y3矿为物流配送中心为6个矿供货。

四、结论分析

本文在研究中以N矿业集团配送中心选址方案为研究对象，构建起了N矿业集团物流配送中心选址分析模型。根据N矿业集团在市M区有4矿、5矿、6矿、7矿、Y3矿、Y4矿6个矿需要配送产品，在Y3矿、Y4矿中作为物流配送中心备选地，进行物流配送中心选址的分析。建立模型运用启发式算法对模型进行求解，根据N矿业集团的实际情况进行选址研究。最后，通过使用选址改进型启发算法对结果的进行分析，经过迭代计算，Y3矿为最优解，应该选址Y3矿为物流配送中心为6个矿供货。

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