全貨機(jī)裝載優(yōu)化策略研究

引言

近年來(lái)，隨著全球經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)以及電子商務(wù)的迅猛發(fā)展，航空貨運(yùn)市場(chǎng)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢(shì)。作為航空貨運(yùn)的重要組成部分，全貨機(jī)憑借其大運(yùn)量、高速度和專業(yè)化的特點(diǎn)，在國(guó)際物流運(yùn)輸中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。全貨機(jī)的裝載優(yōu)化不僅關(guān)系到貨物的安全運(yùn)輸，還直接影響到飛機(jī)的燃油消耗、飛行性能和運(yùn)營(yíng)效益。因此，深人研究全貨機(jī)裝載優(yōu)化策略具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、全貨機(jī)裝載相關(guān)概述

（一）全貨機(jī)的類型與特點(diǎn)

全貨機(jī)的類型：全貨機(jī)根據(jù)機(jī)身大小和載貨能力可分為大型全貨機(jī)、中型全貨機(jī)和小型全貨機(jī)。大型全貨機(jī)載貨量大，航程遠(yuǎn)，適用于洲際和跨洋運(yùn)輸；中型全貨機(jī)載貨量適中，航程較遠(yuǎn)，適用于中長(zhǎng)途運(yùn)輸；小型全貨機(jī)載貨量較小，航程較短，適用于短途運(yùn)輸和支線運(yùn)輸。

全貨機(jī)的特點(diǎn)：全貨機(jī)與客機(jī)相比，具有以下特點(diǎn)。一是貨艙空間大，可裝載大型貨物和大量散貨；二是載貨能力強(qiáng)，能夠滿足不同客戶的運(yùn)輸需求；三是專業(yè)化程度高，配備了專門的裝卸設(shè)備和貨物固定裝置，能夠確保貨物的安全運(yùn)輸；四是運(yùn)輸效率高，航班時(shí)刻和航線安排更加靈活，能夠快速響應(yīng)客戶需求。

(二)全貨機(jī)裝載的基本要求

第一，安全性要求。全貨機(jī)裝載必須確保飛行安全，嚴(yán)格控制飛機(jī)的重心位置和重量分布。貨物的裝載應(yīng)符合飛機(jī)的載重限制和平衡要求，避免因貨物超重、重心偏移等原因?qū)е嘛w機(jī)飛行性能下降或發(fā)生安全事故。同時(shí)，貨物的固定必須牢固可靠，防止在飛行過(guò)程中發(fā)生移動(dòng)或掉落。第二，空間利用要求。全貨機(jī)的貨艙空間有限，為了提高運(yùn)輸效率和經(jīng)濟(jì)效益，必須最大限度地利用貨艙空間。貨物的擺放應(yīng)合理規(guī)劃，盡量減少空隙，提高貨艙的容積率。同時(shí)，應(yīng)根據(jù)貨物的形狀、尺寸和重量等特點(diǎn)，選擇合適的貨物擺放方式，如直立擺放、水平擺放、交錯(cuò)擺放等。第三，貨物保護(hù)要求。全貨機(jī)運(yùn)輸?shù)呢浳锓N類繁多，性質(zhì)各異，有些貨物對(duì)溫度、濕度、振動(dòng)等環(huán)境因素比較敏感。因此，在裝載過(guò)程中，必須采取相應(yīng)的措施，保護(hù)貨物的質(zhì)量和完整性。

（三)影響全貨機(jī)裝載的因素

第一，貨物因素。貨物的形狀、尺寸、重量、性質(zhì)等因素直接影響全貨機(jī)的裝載。不同形狀和尺寸的貨物需要不同的擺放方式和空間占用，不規(guī)則形狀的貨物往往難以充分利用貨艙空間。貨物的重量分布也會(huì)影響飛機(jī)的重心位置和平衡，過(guò)重的貨物應(yīng)合理分布在貨艙的不同位置。此外，考慮到貨物的性質(zhì)如易燃、易爆、易腐等，需要特殊的裝載和運(yùn)輸條件，這也增加了裝載的復(fù)雜性。第二，貨艙因素。全貨機(jī)的貨艙結(jié)構(gòu)和尺寸是影響裝載的重要因素。貨艙的形狀、高度、寬度和長(zhǎng)度等都會(huì)限制貨物的擺放和裝載方式。貨艙內(nèi)的隔艙、支柱、艙門等結(jié)構(gòu)也會(huì)影響貨物的裝載和固定。不同型號(hào)的全貨機(jī)貨艙結(jié)構(gòu)和尺寸不同，需要根據(jù)具體情況進(jìn)行裝載規(guī)劃。

二、現(xiàn)有的全貨機(jī)裝載優(yōu)化方法

(一）啟發(fā)式算法

第一，貪心算法。貪心算法是一種簡(jiǎn)單而常用的啟發(fā)式算法，其基本思想是在每一步選擇中都采取當(dāng)前狀態(tài)下的最優(yōu)解，從而希望得到全局最優(yōu)解。在全貨機(jī)裝載中，貪心算法可以用于貨物的選擇和擺放。貪心算法的優(yōu)點(diǎn)是算法簡(jiǎn)單、計(jì)算速度快，適用于大規(guī)模問題的求解。但受諸多因素限制，如貨物的到貨時(shí)間不定，尺寸申報(bào)不夠準(zhǔn)確等因素，往往只能得到局部最優(yōu)解，而不能保證全局最優(yōu)解。第二，最近鄰算法。最近鄰算法也是一種啟發(fā)式算法，其基本思想是從一個(gè)初始點(diǎn)開始，每次選擇距離當(dāng)前點(diǎn)最近的點(diǎn)作為下一個(gè)點(diǎn)，直到所有點(diǎn)都被訪問為止。在全貨機(jī)裝載中，最近鄰算法可以用于貨物的擺放順序。最近鄰算法的優(yōu)點(diǎn)是算法簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，但只能根據(jù)當(dāng)前信息做出選擇，同樣只能得到局部最優(yōu)解的問題。

(二)智能算法

第一，遺傳算法。遺傳算法是一種基于自然選擇和遺傳機(jī)制的智能算法，通過(guò)模擬生物進(jìn)化過(guò)程來(lái)尋找最優(yōu)解。在全貨機(jī)裝載優(yōu)化中，遺傳算法可以將貨物的裝載方案編碼為染色體，通過(guò)選擇、交叉和變異等操作來(lái)不斷進(jìn)化染色體，最終得到最優(yōu)的裝載方案。遺傳算法的優(yōu)點(diǎn)是能夠在較大的解空間中搜索最優(yōu)解，具有較強(qiáng)的全局搜索能力。但其缺點(diǎn)是計(jì)算復(fù)雜度較高，需要較長(zhǎng)的計(jì)算時(shí)間，并且對(duì)參數(shù)的設(shè)置比較敏感，貨物的數(shù)量和種類增加，計(jì)算難度呈指數(shù)型增長(zhǎng)。第二，模擬退火算法。模擬退火算法是一種基于熱力學(xué)退火原理的智能算法，通過(guò)模擬物質(zhì)退火過(guò)程來(lái)尋找最優(yōu)解。在全貨機(jī)裝載優(yōu)化中，模擬退火算法可以將貨物的裝載方案看作系統(tǒng)的一個(gè)狀態(tài)，通過(guò)不斷地改變狀態(tài)并根據(jù)一定的概率接受新狀態(tài)，最終達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。模擬退火算法的優(yōu)點(diǎn)是能夠避免陷入局部最優(yōu)解，具有較好的全局搜索能力。但其缺點(diǎn)是計(jì)算時(shí)間較長(zhǎng)，并且冷卻參數(shù)的設(shè)置比較關(guān)鍵，更適用于單目標(biāo)優(yōu)化。第三，粒子群優(yōu)化算法。粒子群優(yōu)化算法是一種基于群體智能的優(yōu)化算法，通過(guò)模擬鳥群或魚群的覓食行為來(lái)尋找最優(yōu)解。在全貨機(jī)裝載優(yōu)化中，粒子群優(yōu)化算法可以將每個(gè)貨物的裝載位置看作是一個(gè)粒子，通過(guò)粒子之間的信息共享和相互協(xié)作來(lái)尋找最優(yōu)的裝載方案。粒子群優(yōu)化算法的優(yōu)點(diǎn)是算法簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，具有較快的收斂速度。但其缺點(diǎn)是容易受初始解的影響，易陷入局部最優(yōu)解，對(duì)參數(shù)設(shè)置也比較敏感

(三)其他方法

第一，數(shù)學(xué)規(guī)劃方法。數(shù)學(xué)規(guī)劃方法是一種基于數(shù)學(xué)模型的優(yōu)化方法，通過(guò)建立目標(biāo)函數(shù)和約束條件來(lái)求解最優(yōu)解。在全貨機(jī)裝載優(yōu)化中，常用的數(shù)學(xué)規(guī)劃方法包括線性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃和混合整數(shù)規(guī)劃等。線性規(guī)劃可以用于解決貨物的重量和體積限制問題；整數(shù)規(guī)劃可以用于解決貨物的數(shù)量和擺放位置問題；混合整數(shù)規(guī)劃則可以同時(shí)考慮貨物的重量、體積、數(shù)量和擺放位置等因素。數(shù)學(xué)規(guī)劃方法的優(yōu)點(diǎn)是能夠得到精確的最優(yōu)解，但其缺點(diǎn)是需要完備的數(shù)據(jù)，對(duì)于數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性要求高，計(jì)算復(fù)雜度高，對(duì)于大規(guī)模問題的求解比較困難。第二，仿真方法。仿真方法是一種通過(guò)建立系統(tǒng)模型并進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)來(lái)分析和優(yōu)化系統(tǒng)性能的方法。在全貨機(jī)裝載優(yōu)化中，仿真方法可以用于模擬貨物的裝載過(guò)程，分析不同裝載方案對(duì)飛機(jī)性能和運(yùn)輸效率的影響。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)，可以比較不同裝載方案的優(yōu)劣，選擇最優(yōu)的裝載方案。仿真方法的優(yōu)點(diǎn)是能夠直觀地展示系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程和性能指標(biāo)，但其缺點(diǎn)是模型的建立和參數(shù)的設(shè)置需要一定的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，并且仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性受到模型的精度和參數(shù)的影響。

三、全貨機(jī)裝載優(yōu)化策略

（一）貨物配載規(guī)劃策略

第一，根據(jù)貨物性質(zhì)配載。不同性質(zhì)的貨物應(yīng)考慮是否需要隔離裝載，最小隔離距離等，以避免相互影響。例如易燃、易爆等危險(xiǎn)貨物應(yīng)遵守危險(xiǎn)品的裝載規(guī)則；易腐貨物應(yīng)關(guān)注其溫度要求及采取的運(yùn)輸模式；有氣味的貨物應(yīng)與對(duì)氣味敏感的貨物分開，防止串味。第二，根據(jù)貨物目的地配載。為了提高裝卸效率，應(yīng)根據(jù)貨物的目的地進(jìn)行配載。將同一目的地的貨物集中放置在貨艙的同一區(qū)域，便于在到達(dá)目的地時(shí)快速裝卸。同時(shí)，應(yīng)考慮貨物的裝卸順序，將先到達(dá)目的地的貨物放置在便于裝卸的位置。第三，根據(jù)貨物重量和體積配載。合理分配貨物的重量和體積，確保飛機(jī)的重心位置和平衡符合要求。將重量較大的貨物放置在貨艙的底部和中心位置，以降低飛機(jī)的重心；將體積較大的貨物放置在貨艙的上部和邊緣位置，以充分利用貨艙空間。同時(shí)，應(yīng)避免貨物超重或超體積，確保飛機(jī)的載重和容積限制得到滿足。

(二）空間利用優(yōu)化策略

第一，合理規(guī)劃貨物擺放方式。根據(jù)貨物的性質(zhì)，如電商貨物、普通貨物可以在收運(yùn)前給出相應(yīng)的包裝規(guī)格建議，確保在后續(xù)組板過(guò)程中能充分利用集裝器的空間。選擇合適的組板輔材，根據(jù)貨物的包裝材料，選擇與之相匹配的墊板材料，以穩(wěn)固貨物。第二，使用貨物托盤和包裝。貨物托盤和包裝可以將零散的貨物組合成一個(gè)整體，便于貨物的搬運(yùn)和擺放。同時(shí)，貨物托盤和包裝的尺寸應(yīng)與貨艙的尺寸相匹配，以充分利用貨艙空間。例如采用標(biāo)準(zhǔn)尺寸的貨物托盤，可以提高貨物的裝載效率和空間利用率。第三，優(yōu)化貨艙布局。根據(jù)貨物的特點(diǎn)和運(yùn)輸需求，優(yōu)化貨艙的布局。例如：對(duì)于大型貨物，可以設(shè)置專門的大型貨物區(qū)域；對(duì)于易碎貨物，可以設(shè)置防震、防摔的保護(hù)裝置；對(duì)于易腐貨物，可以設(shè)置冷藏區(qū)域。通過(guò)優(yōu)化貨艙布局，可以提高貨艙的空間利用率和貨物的運(yùn)輸安全性。

(三)重量平衡控制策略

第一，精確計(jì)算貨物重量和重心位置。在裝載貨物之前，要對(duì)貨物凈重進(jìn)行復(fù)磅，有精確數(shù)據(jù)的，在裝載貨物之后，要對(duì)裝載有貨物的集裝器進(jìn)行復(fù)磅，并根據(jù)該數(shù)據(jù)，確定每個(gè)集裝器在飛機(jī)上的裝載位置。第二，合理分配貨物重量。根據(jù)貨物的重量和重心位置，合理分配貨物在貨艙中的位置。將重量較大的貨物放置在貨艙的底部和中心位置，將重量較小的貨物放置在貨艙的上部和邊緣位置。同時(shí)，應(yīng)注意貨物的重量分布應(yīng)盡量均勻，避免出現(xiàn)重心偏移的情況。第三，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整重量平衡。在裝載過(guò)程中，應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)飛機(jī)的重量和重心位置，根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整貨物的擺放位置和重量分配。同時(shí)，在飛行過(guò)程中，也應(yīng)定期監(jiān)測(cè)飛機(jī)的重量和重心位置，確保飛機(jī)的飛行安全。

（四）裝卸流程優(yōu)化策略

第一，制定合理的裝卸計(jì)劃。在裝載貨物之前，根據(jù)航司給出的貨物的訂艙計(jì)劃，貨物申報(bào)尺寸，現(xiàn)場(chǎng)的到貨情況，貨物的實(shí)際尺寸，有無(wú)特殊裝載要求等情況，合理安排貨物的裝載。第二，提高貨物的裝機(jī)效率。在裝載貨物的集裝器完成復(fù)重工序后，迅速啟動(dòng)全面且精準(zhǔn)的分析評(píng)估。依據(jù)集裝器的實(shí)際重量、具體板型特征以及明確的目的地信息等關(guān)鍵因素，進(jìn)行合理且高效的裝機(jī)艙位規(guī)劃。與此同時(shí)，精心制作詳細(xì)、規(guī)范的裝機(jī)單，該單據(jù)包含精確的板位信息，為后續(xù)操作提供清晰、可靠的指引。第三，庫(kù)區(qū)的裝卸操作人員應(yīng)嚴(yán)格遵循裝機(jī)單上的板位信息，按照既定的科學(xué)順序?qū)b板進(jìn)行有條不紊的串聯(lián)操作。第四，優(yōu)化裝卸設(shè)備的配置和使用。合理配置裝卸設(shè)備，提高裝卸設(shè)備的使用效率。根據(jù)貨物的重量和體積，選擇合適的裝卸設(shè)備。同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)裝卸設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)，確保裝卸設(shè)備的正常運(yùn)行。第五，加強(qiáng)裝卸人員的培訓(xùn)和管理。裝卸人員的技能水平和工作效率直接影響裝卸過(guò)程的質(zhì)量和效率。因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)裝卸人員的培訓(xùn)，提高他們的操作技能和安全意識(shí)。

(五)信息管理策略

第一，建立貨物信息管理系統(tǒng)。建立貨物信息管理系統(tǒng)，實(shí)時(shí)記錄貨物的基本信息、運(yùn)輸要求、裝載位置等信息。通過(guò)貨物信息管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)貨物的全程跟蹤和管理，及時(shí)掌握貨物的運(yùn)輸狀態(tài)和裝載情況。第二，利用信息技術(shù)優(yōu)化裝載決策。在現(xiàn)代物流領(lǐng)域，信息技術(shù)對(duì)裝載決策的優(yōu)化作用日益凸顯。物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，能深度分析處理貨物及裝載數(shù)據(jù)，為裝載決策提供有力支撐。大數(shù)據(jù)能綜合考量貨物多方面因素，優(yōu)化配載方案，提高空間利用率；人工智能算法可實(shí)現(xiàn)貨物自動(dòng)裝載規(guī)劃與優(yōu)化，降低人工誤差與成本。集裝器裝卸機(jī)的操作中，準(zhǔn)確性關(guān)乎物流安全。為解決漏裝、錯(cuò)裝問題，實(shí)現(xiàn)操作監(jiān)控并減少人為差錯(cuò)，可引入掃碼匹配技術(shù)。在集裝器裝卸過(guò)程中，掃描其二維碼或條形碼，系統(tǒng)自動(dòng)與裝機(jī)單數(shù)據(jù)精準(zhǔn)比對(duì)。一旦信息不一致，便能及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)裝、漏裝等異常，迅速糾錯(cuò)，確保物流運(yùn)輸安全高效。信息技術(shù)在裝載決策和集裝器操作中的應(yīng)用，提升了物流智能化水平，保障了運(yùn)輸?shù)臏?zhǔn)確性與安全性。第三，加強(qiáng)信息共享和溝通。加強(qiáng)全貨機(jī)運(yùn)營(yíng)企業(yè)與貨主、貨代、機(jī)場(chǎng)等相關(guān)部門之間的信息共享和溝通，及時(shí)了解貨物的運(yùn)輸需求和變化情況。通過(guò)信息共享和溝通，可以實(shí)現(xiàn)貨物的快速調(diào)配和裝載，提高運(yùn)輸效率和服務(wù)質(zhì)量。

結(jié)論與展望

未來(lái)，全貨機(jī)裝載優(yōu)化領(lǐng)域機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。一方面，全球貿(mào)易的持續(xù)增長(zhǎng)和電商行業(yè)的蓬勃發(fā)展，為全貨機(jī)運(yùn)輸帶來(lái)更廣闊的市場(chǎng)空間，也對(duì)裝載效率和質(zhì)量提出更高要求。另一方面，新興技術(shù)如物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等的不斷涌現(xiàn)，為裝載優(yōu)化提供了新的思路與方法。后續(xù)研究應(yīng)進(jìn)一步深化對(duì)實(shí)際問題的剖析，加速新技術(shù)融合應(yīng)用，強(qiáng)化成本效益分析，助力全貨機(jī)運(yùn)營(yíng)企業(yè)提升核心競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)航空貨運(yùn)業(yè)的高效、可持續(xù)發(fā)展。

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[2]黑宏偉，陳薔薇.新疆首架跨境電商全貨機(jī)首航成功[].大陸橋視野，2023(01) : 15.

作者簡(jiǎn)介：胡雪楊(1987.08一），女，漢族，四川彭州人，本科，經(jīng)濟(jì)師，研究方向：運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)。