實例五：海洋石油后勤基地海智能排程系統開發與應用目錄1研究背景1.1公司定位1.2戰略背景1.3行業對標2問題分析2.1核心問題2.2現實問題2.3資源情況分析2.4問題分析2.5主要影響2.6問題小結3解決方案3.1解決思路3.2數字化信息采集3.3明確關鍵路徑3.4識別作業態勢3.5數學模型構建3.6模型求解3.7輸出結果4預期效果4.1輸出對比4.2數據對比5推廣價值5.1經濟效益5.2社會效益5.3推廣價值1研究背景1.1公司定位聯通陸地——海上生產供應鏈的物流樞紐保障海上生產的核心要塞中國海油1.2戰略背景國家集團公司“找礦增儲”的資源保障戰略中國海油增儲上產“七年行動計劃”中海油物流公司改革轉型的十字路口“七年行動計劃”1.3行業對標港口類型貨物船只吞吐量數字化調度張家港港口件雜貨◆貿易物資

◆大批量

◆種類少◆萬噸級船只

◆物資單一6000萬噸作業鏈條數字化數字化調度海油惠州基地件雜貨◆海上生產用料

◆小批量

◆種類多◆三用工作船

◆物資多樣48萬噸作業鏈條部分數字化人工經驗排程張家港數字化技術應用帶來管理決策精準高效，作業效率提升9.6%海油物流港對比人工經驗排程，數字化能夠有效解決粗放式調度管理存在的問題VS2問題分析2.1核心問題：復雜任務調度8000+家供應商200+海上作業平臺16萬種生產物資2.2現實問題各項生產數據均創歷史新高，單靠傳統的人海戰術，就能提升作業時效嗎？↑24%↑26%↑17%↑

25.9%↑

36.5%↑

5.1萬噸2.3資源情況分析人機料法環班組名稱人數（人）機具名稱數量（EA）流通物料周轉量占比作業線名稱作業量占比場地名稱量化指標裝卸班組45叉車69MRO物資15%裝箱集港25%基地總面積100萬㎡倉儲班組39拖車12設備備件5%裝船作業30%辦公面積30萬㎡油庫班組26吊車12一般危化品5%加油作業5%現場作業面積70萬㎡物料班組11門機4工業氣瓶5%輸灰作業5%庫房60個/9.8萬㎡堆場班組57高空作業車1化學藥劑5%接電作業3%港岸線長795延米叉車班組26

大宗料35%供水作業3%泊位9個拖車班組11

管材鋼材30%解系纜作業1%加油泊位2個/1-2號吊車班組11

放射源出庫1%裝卸船/加水泊位7個/3-9號門機班組6

放射源入庫1%輸漿泊位1個/8號碼頭班組30

卸船作業14%輸灰泊位6-7號/2個輸灰班組12

移泊作業12%堆場總面積37.2萬㎡理貨班組2

料棚6個/0.39萬㎡調度班組8

資源有限無法改變優化重點人力資源：存在限制成本壓力問題機具資源：存在互斥與效率問題環境資源：客觀無法改變的事實2.4問題分析末端要因——人工經驗排程2.5主要影響2.5主要影響要因主要影響：物資集港與裝卸船作業鏈條排程效率2.6問題小結多路徑多目標任務存在識別偏差識別偏差作業狀態關系與邏輯無法有效區分邏輯不清作業計劃常調整，船舶停泊等待時間長船舶作業等待久人工排程資源時常出現波峰波谷，利用率不高資源利用率低直接影響間接影響優化方向明確關鍵路徑識別作業態勢優化目標明確關鍵路徑識別作業態勢3解決方案3.1整體思路核心問題分解目標優化方向理論應用船舶等待時間最(時間維度)明確關鍵路徑(時間最優)工程網絡進度資源利用率最大(空間維度)識別作業態勢（空間最優）PetriNet模型數學建模人工智能“環”——FCFS/LCFS/最早離港/最短作業原則“機”、“料”——資源均衡原則模型求解算法驗證多目標調度優化模型遺傳算法求解預期輸出相對偏差對比算法迭代優化船舶作業計劃圖設備設施作業計劃圖數字化信息采集智能排程系統構建輸出計劃決策管理實現步驟3.2數字化信息采集基礎設施部署智能排程系統規劃3.2數字化信息采集智能排程系統規劃采用北斗定位技術及差分定位服務對人、機、材進行精準定位利用“電眼電腦”替代“人眼人腦”完成對作業動態記錄與識別通過5G+NB-IoT綜合組網技術實現港口作業要素數據采集回傳數據中心3.3

明確關鍵路徑第一條路徑：1→2→3→4→7→8→9→13→14→15→16→17（11小時）第二條路徑：1→2→3→4→10→11→12→13→14→15→16→17（11.5小時）第三條路徑：1→5→13→14→15→16→17（9.5小時）第四條路徑：1→6→13→14→15→16→17（6.5小時）縮短關鍵路徑上的時效，即可實現船舶等待作業時間最短目標，達到時間最優工程網絡進度3.4識別作業態勢物資集港作業卸船疏運作業裝船作業★Petri-Net模型：有效解決多節點、復雜系統、任務并發問題通過明確關鍵路徑上的作業動態關系與邏輯，求解資源利用空間最優庫所含義變遷含義P1智能倉庫系統工作T1出庫開始P2出口堆場占用T2出庫結束P3裝箱系統工作T3裝箱開始P4出口堆場空閑T4裝箱結束P5裝箱系統空閑T5集貨車輛到達P6集運系統工作T6卸車開始P7出港堆場占用T7卸車結束P8裝船系統工作T8裝船開始P9集運系統空閑T9裝船結束P10裝船系統空閑T10出港船舶到達P11出港堆場空閑T11進港船舶到達P12出港船舶等待T12卸船開始P13進港船舶等待T13卸船結束P14卸船系統工作T14裝車開始P15進港堆場占用T15裝車結束P16疏運系統工作

P17疏運系統空閑

P18卸船系統空閑

P19進港堆場空閑

P0智能排程系統工作

3.5數學模型構建集合：15個船舶集合B；作業集合S；船舶b作業集合BSb；泊位集合G；門機集合M；拖車集合T；叉車集合C；吊車集合F；作業s所需設備種類集合SV；作業s所需設備種類v可用設備集合Msv；加油泊位集合GB；輸漿泊位集合GC；輸灰泊位集合GD；裝卸泊位集合GE；加水泊位集合GF。

模型定義3.5數學模型構建目標函數目標函數包含船舶靠泊等候時間最小和基地作業資源使用平衡率最大。其中，基地作業資源利用率最大轉變為每個設施或設備作業時長減去所有設施和設備作業時長平均值的絕對值求和，反應資源利用平衡率，其值越小，表明資源利用越平衡。

基于資源均衡理論轉變3.5數學模型構建約束條件

3.5數學模型構建約束條件

3.6模型求解遺傳算法求解過程

3.7輸出結果船舶作業計劃圖設備作業計劃圖4預期效果4.1輸出對比資源充分利用作業量↑時間↓人工經驗排程智能排程VS4.2數據對比時間：對比歷史最優整體提升9%資源：有效工時整體提高37.98%作業時長平均作業時間整體減少35%↓35%關鍵路徑時長關鍵路徑時長縮短22%↓22%機具投入機具投入平均降低30%↓30%人員投入工人投入平均降低20%↓20%時間-作業時長空間-資源利用降低成本提高效率5推廣價值5.1經濟效益當年可為客戶節省約1200萬船舶租賃費用注：船舶租金4250元/小時，選取2021年智能排程同等作業量下與2020年人工排程對比同等作業量減少作業等待時長約4545小時5.2社會效益同等作業量下柴油消耗減少46730kg汽油消耗減少1590kg21年上半年對比20年同期，基地生產用燃料減少計算根據石油化工生產業關于二氧化碳排放核算的標準計算日均減排1.63kg