資源統籌配載系統在油田生產中的應用研究

[摘 要]資源統籌配載應用研究的目的在于探究如何通過資源統籌配載技術，對物流資源進行更加科學合理的優化和調度，為后勤保障工作提供行之有效的決策依據。通過系統化地收集、分析和管理后勤資源等信息，建立高效的資源配載系統，可以最大限度地利用有限的資源，降低物流成本，優化和提高后勤資源的利用效率和配載效率。基于此，文章分析研究了資源統籌配載系統在油田生產中的應用，以期為后勤保障資源優化、統籌配載等提供參考。

[關鍵詞]后勤保障；資源統籌；統籌配載

中圖分類號：F275 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1722（2024）11-0031-03

全球化與經濟一體化趨勢下，現代企業和組織的生產和運營活動越來越依賴后勤資源的有效供應和配置，特別是在海上運輸、大規模活動的組織和救援等復雜和高風險的環境下，后勤資源的統籌配載問題尤為突出。隨著信息技術和計算技術的發展，網絡技術的發展使船舶和貨物的數據在貨運各方實現共享[ 1 ]，資源統籌配載完美涵蓋了海上石油作業的業務場景。

隨著信息技術的發展，特別是大數據、云計算、人工智能等新興技術的應用，后勤資源的統籌配載可以實現精細化、智能化的管理。從提高效率層面來說，研究和優化資源統籌配載系統，可以提高后勤資源的使用效率，降低運輸和儲存成本，提高服務質量。從增強靈活性層面來說，優化后的配載系統能夠更好地適應復雜多變的現實環境。從促進技術進步層面來說，資源統籌配載系統的研究將促進物流管理、供應鏈管理與信息技術等多個領域的技術進步和理論發展。

一、資源統籌配載系統應用的研究現狀

截至目前，資源統籌配載系統的研究在全球范圍內都已經取得了顯著的進步。在西方國家，特別是美國和歐洲國家的公司和研究機構，已經在配載系統的研究和應用上取得了積極進展。例如，Amazon、FedEx等公司應用了復雜的資源調度和配載系統，優化他們的后勤運營。基于大型供應鏈的資源統籌配載系統，人工智能和機器學習技術在優化和自動化配載中發揮了重要作用。例如，谷歌的子公司DeepMind展示了如何使用深度強化學習解決復雜的配載問題，同時，研究者正在逐步探索如何利用區塊鏈技術，提高配載的透明度和效率。

在我國，配載系統的研究也在加速進行。京東、阿里巴巴等電商巨頭使用AI和機器學習技術，優化他們的配載系統，在理論和方法論研究方面提出了粒子群優化、蟻群優化、遺傳算法等一系列優化算法和模型，用于解決復雜的配載問題。總的來說，資源統籌配載系統的研究已經得到了廣泛關注和應用。

然而，由于物流配載問題的復雜性和不確定性，目前還存在很多需要研究和解決的問題。如何處理實時變化的需求和環境條件，如何處理大規模的配載問題，如何保證系統的穩定性是資源統籌配載系統的當務之急。資源統籌配載系統的研究主要關注如何優化和改進配載操作，提高效率，降低成本，提高服務質量。具體研究目標和內容包括提高資源利用效率，通過精細化管理和優化算法，最大化每個資源的單位產出；降低運輸成本，通過優化運輸路徑和載貨策略，縮短運輸距離和時間，實現降低運輸成本；在保證效率和成本的前提下，提高配送速度和準時率，提升客戶滿意度；建立能夠在不確定環境下穩定運行的配載系統，提高配載系統應對突發情況的能力。

為此，要建立更優化的模型，根據實際業務需求和環境條件，建立數學模型或仿真模型，描述和解決后勤配載問題；設計和優化算法，如遺傳算法、粒子群優化、深度強化學習等，解決模型的優化問題；加強實證研究，通過實驗或案例研究，驗證優化模型、算法和系統的有效性和實用性。同時，要加快推進大數據、云計算、人工智能、物聯網等新技術在資源統籌配載系統中的應用。

二、資源統籌配載系統的概念

統籌是指將具有一定相似性或聯系的事物進行整合和管理，在有限的資源條件下，合理配置和整合各種資源，以實現效益最大化。統籌工作包括對目標、政策、方法、程序、步驟、資源等各個方面的統一規劃和協調。通常來說，統籌工作主要通過規劃、協調和管理等方式實現。

配載是指能夠充分利用運輸工具有限的載重和容積，采用可視化配載的相關方法，合理合規地對貨物進行精準裝載。

三、資源統籌配載系統的架構及功能

資源統籌配載系統以微服務架構的形式進行開發，利用PaaS云架構技術體系，基于PaaS云部署，實現IT資源的統一分配和共享，獨立部署，互不影響，通過隔離等技術，提升系統穩定性和可靠性，可根據單個服務功能，面對不同的負荷變化進行橫向或縱向擴展等。

資源統籌配載系統可執行船舶管理、拖航管理、直升機管理等日常生產調度任務。同時，作為計劃管理、資源配置、生產調度的重要信息化管理系統，將著眼于資源調運，發揮資源統籌協同和一體化優勢[ 2 ]。

資源統籌配載系統致力于建立可視化、智能化、一體化的系統，充分利用現有外部信息系統，通過接口等對接生產等數據，實現資源統籌管理，促進資源共享、效率提升，滿足降低成本的管理需要。

四、以船舶運輸為例，研究分析資源統籌配載系統的應用

（一）區域資源統籌

船舶區域資源統籌應用是指采用信息技術手段，對港口和航線進行統籌規劃和管理，實現船舶資源的最優化配置，提高港口和航運的效益和海上作業效率。其對于區域資源統籌應用的研究主要包括港口和航線的信息化建設、資源整合和管理、智能化調度和監控等方面，通過建立港口和航線信息庫，實現對港口和航線資源的全面掌握和快速調配。運用預測算法和智能調度技術，實現港口和航線的智能化管理和優化配置。

在具體實踐中，系統自動根據計劃出港時間、物料類型等進行分類，根據已報物料數量和船舶運力情況，遵循就近優先、計劃優先的原則，按需統籌安排區域用船。通過整合資源和結合實際的作業情況實現資源的有效配置和合理利用，達到預期的經濟、社會效益。采用區域資源統籌應用的技術可以提高港口和航線的效益和生產作業能力，減少港口和航線資源的浪費和損失，提高資源的利用率。通過對港口和航線的信息化建設和智能化調度，可以減少貨物滯留和擁堵，提高貨物周轉率和處理能力，為用戶提供更高效的航運服務。

總之，區域資源統籌應用技術在港口和航運行業中具有重要的應用價值，已經被證明是一種經濟、高效、智能的管理模式，可以提高港口和航運的效益和生產作業能力，促進行業的可持續發展。

（二）可視化配載應用

可視化配載技術是基于系統模型的數字化智能技術，對船舶貨物進行快速高效配載的新型技術，通過量化分析和優化計算，實現對船舶貨物的精準配載，提高配載效率和效益。在應用研究中，要對船舶的艙室、貨物、裝卸設備等信息進行建模和管理，實現動態配載和實時監控。采用可視化配載技術可以提高配載效率和效益，減少配載時間和成本，降低配載誤差和損失，避免人工配載過程中產生的錯誤和浪費，提高配載效率和準確率。同時，可視化配載技術能夠實現多船舶、多港口、多貨種的配載任務協調，提高供應鏈的運作效率和質量。

現階段，在碼頭集裝箱貨物運輸的各個流程中，配載作為其中的核心環節之一，對自動化碼頭的作業效率和安全、船舶在港時間及貨方收益等方面都具有直接影響[ 3 ]。可視化智能配載主要包括專用船舶、統籌船舶、面積匹配、重量匹配等，根據船舶結構生成船舶配載順序和物料預配信息，通過計算機自動配載系統，不斷吸納與固化員工的配載作業經驗，將“個人經驗”轉化為“集體智慧”[ 4 ]，有效避免人工因素導致的配載偏差情況。

可視化配載主要依據船舶的甲板面積及可裝載區域甲板長寬，系統自動繪制對應船只的甲板平面示意圖。依據裝船清單上載具的尺寸（長寬）數據，系統顯示出對應長寬尺寸的長方形圖形，將載具名稱顯示在圖形中，依據載具的物料類型（料箱、食品箱、吊籠、藥劑罐等），顯示不同的圖形背景顏色。不規則物料填報的尺寸數據為其最大規則化（長方形）可占面積尺寸，不考慮不規則物資疊放或交叉放置的擺放方式，支持其按最大規則化擺放面積模擬。

船舶可視化配載主要分為預配載階段可視化配載應用、實際裝船階段可視化配載應用兩個部分。

預配載階段可視化配載應用系統可支持依據物資面積計算甲板使用率的計算方式，也支持使用可視化的方式，將生成的長方形物料使用拖拽的方式，在甲板平面上進行物資的模擬配載。船舶已裝面積會隨著在甲板范圍內拖拽物料數量的增減發生改變，同時，甲板使用率也會隨之變化。根據在甲板范圍內的物料內容，可生成排序物料清單（裝載在船舶內的排序順序為，從船頭方向算沿甲板從前到后，順序數值從1開始逐漸增加；不在甲板范圍內的物料，順序在最后，順序數值最大）。

在實際裝船階段，可視化配載應用是指船舶主管在系統中可依據物資實際裝船位置，將可視化配載系統生成的長方形物料使用拖拽的方式，在甲板平面上進行物資的可視化擺放，最終生成可視化裝載圖。物料圖形上可顯示器具編號（如錄入編號數據）、物資屬性、目的平臺等信息。此裝載圖數據可供目的平臺人員、船方、作業公司等相關人員查看。

總體來看，配載是船舶運營中的重要環節之一，對碼頭的裝卸作業效率和集裝箱班輪運輸的準點率具有深遠的影響，對于集裝箱船舶配載問題的研究具有廣泛的實際意義[ 5 ]。配載的首要目的是充分利用集裝箱船的裝載能力，因為它不僅直接影響船舶公司營運的經濟效益，而且涉及船舶安全問題。船舶的裝載能力通常采用甲板使用率和載重利用率兩個指標評估。

然而，在實際應用中，船舶的裝載狀況常常呈現“滿載不滿艙”或“滿艙不滿載”的情況。選擇適當的裝載方案時，需要結合航線情況，綜合考慮甲板面積、物料分類等情況，找到兩種裝載方式之間的平衡點，力爭實現效益最大化目標。

在可視化配載應用方面，確保船舶安全至關重要，一些事故的發生為從業者提供了寶貴的借鑒。例如，2 013年6月，一艘隸屬于MOL集團（商船三井）的“MOL Comfort”號集裝箱船發生沉船事故。在分析導致沉船事故發生原因時發現，主要原因是船舶設計缺陷，在船體結構載荷計算中忽略了兩種載荷的聯合作用，造成船殼底板結構強度不夠。此外，因為物料配載不均，導致行駛船舶在惡劣天氣條件下出現中拱變形的問題，船舶難以承受重負，最終造成船體斷裂、沉沒。

總之，在各行各業的建設與發展中，效率和效益密不可分，需要統籌兼顧。在確保安全的前提下，提高效率始終是各行業從業者追求的目標。在船舶配載中，提高效率的主要目標是為沿線掛港卸船作業和碼頭裝卸作業提供便利，縮短船舶在港停泊時間，提高物流配載的效率，提高其效益和競爭力，實現企業的可持續發展[ 6 ]。

五、總結與展望

區域資源統籌和可視化配載是在對油氣、航運等行業進行數字化、智能化轉型的大背景下應運而生的，未來將在這些行業、企業中得到更廣泛的應用。

首先，隨著油氣產業的發展和航運業的數字化轉型趨勢不斷加強，油氣公司將更加注重船舶區域資源的統籌和調度，滿足其業務需求。油氣公司可以基于數學模型，運用智能配載系統實現船舶資源的高效利用。

其次，油氣公司的船舶需要進行各種各樣的運輸工作，包括石油、天然氣、化學品等運輸，可視化配載技術可以實現不同類型、不同規格的貨物的快速高效配載。油氣公司可以在船舶可視化配載技術的幫助下實現貨物的自動配載，提高配載效率和準確率，減少人工配載過程中可能產生的錯誤和浪費。

最后，船舶區域資源統籌和可視化配載技術既可以在油氣公司中應用，也適用于其他航運企業，包括港口、貨代和船運代理等。尤其是在船舶區域資源短缺和貨物運輸量增長的情況下，這些技術會發揮更大的作用，提高航運企業的運營效率和質量。

綜上所述，區域資源統籌和可視化配載技術在未來的發展中具有廣泛的應用前景。隨著科技發展和航運業的智能化轉型不斷深入，資源統籌配載系統將為船舶運輸、海上作業帶來更多的便利和機遇。

參考文獻：

[1]楊軍.散貨船自動配載系統研究與實現[D].武漢理工大學，2004.

[2]楊延飛.加強油氣資源統籌 扛牢能源保供職責使命[J].工程科技，2022（06）：17.

[3]丁一，王聰.以自動化碼頭為中心的船舶配載優化[J].計算機應用，2021（11）：3385-3393.

[4]綦曉光，蘇京春，陳慶佳.人工智能+航運：從信息化到智能化[N].第一財經日報，2020-09-24.

[5]郭晶.集裝箱船舶配載優化及可視化研究[D].大連海事大學，2017.

[6]馮澤.規則普通重大件的船舶配載問題研究[D].大連海事大學，2021.