基于仓储物流角度的灯浮标出入库动态平衡分析

上海航标处灯浮标仓储成本是其物流成本的重要组成部分，而随市场经济环境的变化，上海地区仓储租金明显增加，这给灯浮标运输、仓储运行成本上带来严峻考验。在灯浮标仓储管理方面，根据相关管理办法要求，航标周转器材的数量配备的标准一般为辖区内标志总数30%，特殊情况可进行增减，但应满足航标维护需要。

堆场存在主要问题是利用率低、效果不明显、规模不确定、使用频率低和现有堆场空间资源不能被充分利用。为了解决上海航标处场地空间有限，灯浮标堆存、车辆停放和运动场地相互掣肘等难题，改变以往“堵”的现状，节约灯浮标仓储物流成本，进一步优化灯浮标物流仓储和配送方案，盘活现有堆场空间资源，纾解灯浮标堆场紧缺难题，以最低的仓储物流成本获取上海航标处灯浮标运行、存储和及时使用最优解。对灯浮标配备比例进行科学探讨，结合灯浮实际周转情况，论证所需最低比例，从而节约航标维护成本。

截至2023年3月初，上海航标处辖区共有航标1 507座(包括代管标、警示牌和管线标)，其中灯塔8座，导标4座、立标11座、灯桩369座、在用灯浮标673座(其中灯船及大型灯浮10座，方位标8座、推荐航道标10座、应急沉船示位标10座，由各所有灯船包含雾钟)、桥梁标志40座、雷应36座、AIS基站67座、AIS航标(实体)128座，AIS虚拟航标158座，DGNSS台站1座、其他类12座。按照30%的配备要求，上海航标处非业主可用灯浮标共计866座，现场库620座，堆场246座，报废库10座（不含）。上海航标处需要在堆放186座灯浮标来满足上海航标处日常灯浮运行管理，目前上海航标处基地堆场，租赁堆场和洋山四期码头堆场备用灯浮标数量在236座，备用数满足相关要求和规定，且可以作出适当的数量减少调整。

截至2023年3月初。现场库中公用标445座，代管标228座，共计673座。其中非业主钢制灯浮474座，非业主塑料灯浮146座，共计620座。堆场共计236座包括：朱家浜134座，租赁堆场91座，洋山港四期堆场11座。现场库非业主灯浮标详情见表1:

由以上数据分析来看，现场库中非业主钢制灯浮474座，非业主塑料灯浮146座，其中两者的占比分别为54.73%和16.86%，其比例约为3:1，钢制灯浮占主要部分；堆场中钢制灯浮218座，塑料灯浮18座，比例约为12:1。按照配备比例要求，尽管堆场塑料灯浮配备数量远少于44座，但考虑到塑料灯浮的耐用性和较长时间内免于维护保养的特性，钢制灯浮在数量和使用性能上可与塑料浮优势互补。

上海航标灯浮标购置年龄阶段分析见表2。

由以上数据分析得知，上海航标处近五年内采购的塑料灯浮是钢制灯浮的2.0倍，占总体数量的18.24%。十年以上灯浮标有394座，占比45.0%。十几年以及下的占比55.0%,20年以上的灯浮标50座，占比5.77%。

灯浮标仓储物流区别于传统仓储物流概念，是一种供应链管理的方式，指的是将灯浮标从采购生产、运输堆存和使用的全过程中，涵盖堆存、管理、调配、使用和返厂维修等环节的一种综合性服务体系。其目的是最大化降低灯浮标运行成本、提高灯浮标使用频率、减少堆积，其各个环节都极为重要，如图1所示。

灯浮标仓储物流在现代供应链管理中的重要性体现在以下几个方面：一是保障灯浮标堆场库存数量，仓储物流能够提供安全、及时的堆场库存储备，确保供应链中各环节的顺畅运转。二是灯浮标运转效率，通过科学合理的仓储分区布局和管理模式，来大幅提升灯浮标在运输、装卸等环节的效率，进而提高灯浮标在整个供应链的运转效率。三是降低成本，仓储物流能够通过减少灯浮标库存积压、提高场地利用率，降低灯浮标运营成本。

根据《东海航海保障中心航标周转器材管理办法》东海航导〔2021〕24号和《上海航标处航标周转器材报废管理实施细则》东海沪标〔2022〕24号，上海航标处灯浮（含灯架）报废条件如下：

钢制灯浮标：（1）使用3年为一个保养周期，经过3次深度保养（喷砂、除锈）回收后。（2）被撞后维修成本超过原价值50%。（3）浮体表面两平方米内有1次修补，再次破损后。（4）浮体被撞破损超过总面积30%。（5）浮体钢板厚度低于使用时厚度的80%。（6）浮体被撞严重变形，难以修复。

非钢制浮标：（1）使用周期超过15年。（2）浮体被撞后开裂，难以修复。

考虑到采购年限较久的灯浮标，比如：15年及以上的灯浮标，尽管使用周期内外观良好，但存在极大的安全隐患。平衡锤与尾管底部连接处极易受到海浪冲击产生磨损而导致锈蚀、断管的可能。如图2所示，2005年采购的2.4 m钢制灯浮S6压铁丢失，除船舶撞击产生强大的外力，从断裂位置可以看出锈蚀严重、钢材厚度明显低于生产时检测厚度。

为此，提出使用周期内鉴定钢制灯浮报废年限和报废具体条件的行业具体标准，具体可参考船级社对船舶钢板检测的技术要求。

对于非钢制灯浮标，其优点环保、轻便等。但也存在严重的缺陷，比如轻微碰撞后会产生裂痕，发泡棉会缓慢吸水，长时间的浸泡导致浮体倾斜、稳性降低而下沉，甚至沉没，这不仅影响后期肇事船舶查询成功概率，而且很大程度上影响灯浮实际助航性能。

上海航标处灯浮标生产运输及存储经济成本分析，主要包括以下几个方面：一是生产成本，灯浮标生产所需的人力、物力、财力等资源投入等费用。二是运输成本，将灯浮标从生产地运至上海航标处堆场所需的费用，包括运输工具的租赁、燃料、司机工资、保险等各种费用，目前根据灯浮标的尺寸，大型半挂车辆每次能够承载两座灯浮，费用是980元/车次。三是堆存成本，为了保证灯浮标使用的稳定型，需要将其用开阔场地堆存，这就涉及到支付堆存租金、管理成本和车辆运维成本等。

灯浮标堆场存储经济成本主要包括固定成本和变动成本，其中固定成本包括土地租金和日常维护等费用，变动成本包括人工管理和日常维修等费用。按照上海浦东新区2023年平均工业用地租金1.36元/平/天计算，每座灯浮标的宽度2.4 m，高度7.9 m，倾斜堆放倾角15°，地面投影长度7.6 m(7.6m=7.9m*cos15°），占地面积约18.24 m2/座。按照最大化占地，100座灯浮标的占地面积近2 000 m2，根据市场价格来算，每年租赁费用约在100万左右。

这些成本对于商品的价格和市场竞争力都有着重要的影响。每年购入价格起伏不定，这主要受市场大环境影响，导致钢材和高分子聚乙烯成本变动，按照近5年采购情况分析可知，钢制灯浮大概4.6万元/座，塑料灯浮大概9.8万/座。因此，灯浮标在运输、存储数量等方面成本控制非常关键，可以采取提高运输效率、适当减少备用灯浮标、加强仓储管理等措施来降低成本。

钢制和塑料灯浮近5年市场大致价格见表3。

一是模型变量，该模型中，需要确定的变量包括但不限于：灯浮标数量、灯浮标类型、灯浮标采购周期和进出库时间、存储区域位置。这些变量需要结合实际情况，并针对性地确定各自的取值范围。二是模型约束条件，为了确保模型最终能够达到动态平衡状态，在设计数学模型时需要考虑约束条件。例如，灯浮标的进出库操作需要满足安全、稳定和高效等要求。此外，还需要考虑朱家浜堆场容量和运维需求量平的等问题，以便使整个流程更加顺畅和有效。三是模型可行性，在建立数学模型之前，需要首先评估其可行性。通过仿真实验来验证模型是否可以实现解决当前问题。如果模型的结果与真实情况高度一致，可以认定该模型具有较高的可行性，如图3所示。

目前，上海航标处平面堆场可利用面积约为2 200 m2，承载能力期望值为120座，朱家浜码头和洋山港四期堆场分别为6座和11座，船载应急配备方面，海巡167轮和海巡160轮各4座，共计145座。按照理想的承载能力期望值，能够满足上海航标处日常运维的灯浮标配备数值应低于145座，这样方能充分利用现有场地进行存储。

按照每年度计划起吊140座，加上应急起吊任务，平均每月起吊次数约为18次。每月需返修保养灯浮标约为15座，年度返修数量为180～192座，由于使用年限及船舶碰撞而报废约10座。根据每年度工厂保养出库最大值192座和月度起吊平均数量来计算，按照上海航标处航标周转器材的数量配备的标准，备用灯浮标的数量为总数的30%，即库存量需要保持186座，钢制142座，塑料44座。这样可以保障在10个月内没有补给的情况下正常运转，但应考虑后期需要及时保养和适当采购。按照30%的比例进行配备，能够满足上海航标处灯浮标运维实际需求，但应该考虑到临时租赁成本和灯浮标在使用过程中运输成本等问题，为避免不必要的浪费和使用频率不足，我们可以作出假设：即满足上海航标处在7个月没有补给的情况下，也就是说对30%进行适当试探性调整，调整后的比例约为21%，对应维持日常运维灯浮标的数量为130座，满足特殊情况下进行增减来维持航标维护需求。上海航标处灯浮标动态分析图，如图4所示。

堆场存储合理性分析是通过基础数据库系统中现场库灯浮标数量和类型，结合朱家浜仓储堆场空间可利用数据模型进行分析，得到现有2.4 m灯浮标（长7.9 m，浮身宽2.4 m）最合理的堆放方式，使得仅有堆场面积被最大程度利用。

在进行系统数据提取分析时，需要对仓库管理系统中的相关数据进行收集，如灯浮标数量、种类、放置位置、进出库时间等。此外，还需要利用常见数据分析工具，如Excel：对数据进行处理。通过分析数据建模，预估需求量和制定合理分配方案，从而有助于后续的动态平衡调度工作。

仓储堆场调研是为实现灯浮标出入库动态平衡而进行的，主要通过实地考察来寻找最佳的储存策略和调度方案。在进行仓储堆场调研时，可以从以下几个方面进行考虑，如5图所示。

通过实地测量可知，目前朱家浜堆场可利用面积约2 200 m2，其大小和使用的合理性直接决定了存储数量，因此需要根据实际需要进行评估和规划。

目前，在朱家浜堆场的布局设计方面，按照约定，可将其分配为存放区(U)、缓存区(B)和动态准备区(D)三个部分，中间设置6 m宽航标堆场道路方便叉车工作，偏北一侧留有灯器暂存区和短尾灯浮存放区，如图6所示。

(1)U存储区：提供长期稳定存储空间，主要用于库存管理、分类存放和灯浮标周转等方面,期望存放数量为50+20座。

(2)B缓存区：作为短期临时存储，用于暂时存储那些需要频繁取用的灯浮标。通常情况下，缓存区域离工作场地比较近，方便叉车出入和作出堆存位置的适当调整，期望存放数量为25座。

(3)D动态准备区：负责动态处理灯浮标调度需求，主要用于及时处理应对计划内和计划外应急修复任务，期望存放数量为25座。

根据前面作出的期望值假设和数据模型，我们只需要考虑怎样简单地把120座灯浮标合理放入三块区域即可。按照2.4 m灯浮标最大占地面积为18.24 m2/座，顺序摆放肯定会产生现有堆场合理存储数量和配备比例要求之间的矛盾。但存储区的灯浮标进行尾管隐藏堆放，该问题就能迎刃而解。

通过有效利用灯架倾下方空间，使得前面灯浮尾管隐藏至后面灯架之下，如下图7所示。其占地面积为5×2.4=12 m2/座。占地面积节约了6.24 m2/座。根据现场测量结果，航标堆场路道左侧区域（老堆场）尺寸（53 m×21 m）、短尾区(18 m×9 m)；航标堆场路道右侧区域（老篮球场）尺寸（19 m×38 m）。经数据朱家浜基地（不隐藏尾管方式）约100座，远低于期望值120座；而朱家浜基地（隐藏尾管方式）存储数量约150座，远超出期望值120座，相比之下可多堆放30座灯浮标。

当然这些区域的设计各自都有优缺点，灯浮标的堆存应根据具体场地形状、出入库便捷性、灯浮标尺寸和实际工作中的问题等相关因素决定堆存方案。

8.1优化后的灯浮标配备比例约为21%，对应维持日常运维灯浮标的数量为130座，满足特殊情况下进行增减来维持航标维护需求。但配备数量应充分考虑到极端情况下灯浮标实际使用量和灯浮标5个月采购周期。包括台风过境、长江口主汛期情况影响，发生的漂失和船舶报废性碰撞。

8.2目前对上海航标处现有堆场进行最大化利用，即堆场存放约175座灯浮标，完全满足上海航标处日常灯浮标运维。相较于现有配备数量236座，可节省资源61座，按照23年钢制灯浮市场价格，约节省成本350万元左右。

8.3对无使用价值的待报废灯浮应及时处理，节约堆存成本，建议对20年以上的灯浮标进行可使用性评估，不满足要求的应及时报废处理。应对使用后的灯浮标进行及时返厂维修，使得返修厂房始终维持15～16座的库存量。使用过程中也应考虑到灯浮标的使用频率，避免长期存放导致颜色退化或浮身生锈，影响其使用效果。

8.4盘点库存的频率应该根据业务需求和成本效益来决定，一般建议每个季度或半年进行一次。对隐藏尾管式的灯浮标进行重新合理堆存，避免叉车在工作过程中出现取标困难情况。

8.5根据实际使用情况，对动态平衡结果进行为期1～2年的运维成本有效评估。按照实际生产效益，对上海航标处21%比例配备额外的灯浮标进行过渡性消化，使得灯浮标运维成本能够保持合理的范围。