郑晓云 李梦璐 韩丽娜

(东北林业大学土木工程学院,黑龙江 哈尔滨 150040)

基于模糊聚类分析的大型工程物流分类管理分析

郑晓云 李梦璐 韩丽娜

(东北林业大学土木工程学院,黑龙江 哈尔滨 150040)

依据影响工程项目物流管理的主要因素建立分类指标体系且对指标权重赋值，运用模糊聚类法对钢材、混凝土等大型工程主要施工物资进行分类，识别对物流管理影响大的关键物资和对物流管理影响小的次要物资，最后提出了大型工程物流管理建议。

大型工程，物流管理，模糊聚类

21世纪以来，我国国民经济高速增长，综合国力日益强盛，大型与特大型工程数量与日俱增，如为举办奥运会所建设的国家体育场和国家游泳中心；为推动长江三角洲地区合作与交流建设的杭州湾跨海大桥；为促进西部与中东部地区良性互动协调发展所建设的川气东输工程等。大型工程的建设在国民经济和社会发展中占有重要地位，而物流管理又是大型工程建设中的关键环节。

近年来，国内外学者对工程项目物流管理的研究主要有对物流过程的组织结构、物流成本效益分析和物流系统运行过程三方面的研究[1]。但在物资分类管理中还存在很多问题，如大型工程项目在管理工程物资时眉毛胡子一把抓，缺乏科学有效的管理方法，不能实现良好的资源配置；本文通过建立大型工程项目物资分类指标体系，对钢材，混凝土等十四种主要工程物资采用模糊聚类法分类，识别对物流管理影响大的关键物资和对物流管理影响小的次要物资并据此配置资源，根据物资物流特点量体裁衣，探索大型工程项目的物流管理方法，为促进大型工程项目物流工作高效完成提供借鉴[2]。

1 大型工程主要物资的分类指标体系

1.1 大型工程物资分类指标体系的建立

大型工程项目的物流管理是指围绕大型工程项目的物资采购、运输、装卸、储存、现场搬运、生产加工、回收、废弃处理等具有综合型复杂内容的全过程物流组织[3]，物资类型主要有结构材料，装饰材料，专用材料，周转材料，构配件，施工机械等[4]。大型工程项目物流的主要特点是物流流量大，涉及高新技术和先进设备的探索性使用，存在特殊物流单元—超限物资[5]和施工区域呈线性分布等[6]。本文依据影响工程项目物流管理的主要因素，以科学性与实用性，整体性与层次性，通用性与可比性为原则建立大型工程项目的物资分类指标体系，如图1所示。

1.2 指标权重赋值

采用G1法[7]依据15份专家所填权重调查表确定各指标权重，权重确定过程如下：

3)通过相对重要程度调查表确定rk值，rk赋值表如表1所示。

表1 rk的赋值表

重要性程度指标x*k-1与x*k同等重要指标x*k-1比x*k稍微重要指标x*k-1比x*k明显重要指标x*k-1比x*k强烈重要指标x*k-1比x*k极端重要rk11.21.41.61.8

k=m,m-1,m-2,…,3,2。

5)指标权重的确定：

取上述指标权重平均值，得出各指标的最终权重值(见表2)。

2 大型工程主要物资的模糊聚类

2.1 模糊聚类简介

按确定的标准对客观事物进行分类的数学方法称为聚类分析，它是数量统计中多元分析的一个分支，是一种硬划分，把每个待

辨识的对象严格的划分到某个类中，具有非此即彼的性质[9]。在大型工程物资分类中往往没有明显的分类界限，模糊聚类分析的基本思想就是用相似性尺度来衡量事物之间的亲疏程度，并以此为分类，因此用模糊理论来进行的聚类分析会更符合客观实际。

表2 指标权重表

2.2 大型工程主要物资的模糊聚类过程

1)原始矩阵的建立。

a.通过发放调查问卷统计分数，计算各类物资各项分类指标综合得分。

b.指标预处理：将指标分为“成本型”指标和“效益型”指标，“成本型”指标是指指标取值越小越好的分类指标，“效益型”指标是指指标取值越大越好的指标[10]。文中将不可替代性、作用影响程度、需求量、生产周期、生产难度、使用覆盖周期、价格、缺货成本、运输成本、订购成本、储存成本划分为“成本型”指标，此类指标取值越小越好。将市场流通量、有效使用期划分为“效益型”指标，此类指标取值越大越好，据此对指标进行预处理。

成本型指标计算公式：

效益型指标计算公式：

c.xij计算完成后乘以各指标的权重ωj，得出原始数据X。

2)模糊相似矩阵的建立。

对于待分类的工程物资X=(x1,x2,…，xn)首先要鉴别元素xi与xj的相似程度，用相似系数rij表示，区间为[0,1]，采用欧几里得距离法计算相似系数rij：

由此得到模糊相似矩阵：

3)模糊等价矩阵的建立。

根据计算所得的模糊相似矩阵R，不一定具有传递性，还需要将R改造成具有传递性的模糊等价矩阵R*。用二次方法求R的传递闭包t(R)=R8，t(R)就是所求的模糊等价矩阵R*。

4)模糊聚类。

a.将λ取若干不同值(0≤λ≤1)，得若干λ截集，得出物资分类。X1：木材,X2：混凝土,X3：水泥,X4：钢材,X5：砖石砌块,X6：玻璃陶瓷,X7：防水材料,X8：保温材料,X9：建筑门窗,X10：管材,X11：周转材料,X12：通用机械,X13：超限物资,X14：设备配件。

物资分类表见表3。

表3 物资分类表

b.动态模糊聚类图见图2。

c.确定分类。

当λ=0.171 5时，大型工程主要物资分为八类，第一类物资包括混凝土，超限物资，水泥，砖石砌块，钢材，周转材料，保温材料，此类物资在大型工程的物流工作中起着关键影响作用，以物资在物流管理中的重要性、稀缺性、时效性、成本为依据识别此类物资为关键物资；第二类物资是玻璃陶瓷，第三类物资是木材，第四类物资是建筑门窗，第五类物资是防水材料，第六类物资是设备配件，第七类物资是通用机械，第八类物资是管材，此七类物资在大型工程的物流工作中影响作用一般，以物资在物流管理中的重要性、稀缺性、时效性、成本为依据来识别此七类物资为一般物资。

3 大型工程主要物资模糊聚类结果分析

3.1 各类物资物流特点

1)关键物资。

混凝土，超限物资，水泥，砖石砌块，钢材，周转材料和保温材料，此类物资在大型工程物流管理中的重要性、稀缺性、时效性、物资成本四方面的特点突出。钢材和混凝土广泛应用于大型工程的建筑结构中，钢材和混凝土共同组成的承重体系是影响建筑结构安全最关键的因素，其他材料难以替代二者的特殊工程性质，一旦缺货会使得施工进度瘫痪，酿成巨大损失，故在工程物流中钢材和混凝土十分重要。超限物资作为特殊物流单元往往超长超宽或超高超重，如非标准化的特殊大型设备，其生产周期长、生产难度大、市场流通量小，具有一定稀缺性，在工程建设中需求量少但拥有其他设备无法替代的专业功能，在整个工程中起关键作用。超限物资的生产地往往距离工程建设地点较远，运输路线长、难度大、成本高、影响因素多。水泥的运输和储存不能受潮且储存时间不宜过长，一般情况下自出厂日期起，超过三个月视为过期，使用时必须重新检验，故在工程物流中必须注意水泥的储存环境和时效性管理。砖石砌块和保温材料在施工物资中体积较大，运输储存过程中需要合理的规划和管理，在有限的施工场地，砖石砌块的合理堆放可以避免因现场作业空间狭小和场地交通阻塞造成的施工不便。保温材料的运输不同于其他物资采用重量计算方式，保温材料往往采用体积计算方式，因此运输成本较高。周转材料相比其他施工物资，多出一个逆向物流环节，只有妥善的现场物流管理和逆向物流管理才能使周转材料在周转中充分发挥其使用价值，降低工程成本。

2)一般物资。

包括玻璃陶瓷，木材，建筑门窗，防水材料，设备配件，通用机械，管材，此类物资在工程物流中市场流通量大，不可替代性较小，作用影响程度中等，生产难度较小，运输成本、订购成本、储存成本、缺货成本普遍比较小，其物流管理对整个工程的影响程度偏小。

3.2 大型工程物流管理建议

1)关键物资与一般物资的物流分类管理。

关键物资中钢材和超限物资等物资的采购需要与优秀的供应商保持长期的战略合作关系，在降低订购成本的同时保证物资的供应质量，采购前制定详细的采购计划精确所需物资的数量、规格、型号，避免出现二次加工、材料退换、材料大量剩余或库存补充频繁等现象，造成不必要的浪费。水泥的超期和受潮严重影响其材料性质，应根据施工进度制定采购计划，避免过早和过量的采购。砖石砌块，应避免一次性的大批量采购，尽量选择小批量的频繁采购方式，在满足工程建设所需的前提下将砖石砌块对施工现场空间占用降至最低。关键物资的现场管理需注意水泥的储存应避免受潮和淋雨，管理人员应密切关注水泥的存储情况并及时向采购人员反映以配合水泥采购计划的制定，保证水泥在有效期内充分发挥其功能作用。砖石砌块在有限的施工场地中占用了大量的空间，易引起施工现场交通阻塞和现场混乱等问题，造成施工不便，故施工人员在砖石砌块进场前应做好施工现场规划，合理布局砖石砌块堆放位置，使施工现场整洁，交通流畅的同时方便砌筑工程的取材。钢材在进场前应做好质量、规格、数量的验收工作，验收后的保管工作主要是为了避免钢材锈蚀和丢失现象。

一般物资种类多，数量大，易产生较多管理费用，故主要以管理成本最小化为目的。基于一般物资可替代性较强，市场流通量大，供应商竞争激烈等特点，采购时主要考虑成本因素。较低的缺货成本允许偶尔缺货，故应将库存量压到最低水平，以减少对资金和空间的占用，降低成本。与供应商及第三方物流建立一般合作交易关系，降低采购成本。现场物流中，在保证物资质量的前提下设置合理的储存条件，避免材料的丢失和破坏，配合工程的正常施工。

2)合理利用有效社会资源。

超限物资的运输往往涉及诸多专业难题，相对于自行运输，企业可充分利用有效社会资源将任务委托于富有经验和专业性较强的第三方物流，有效降低物流成本和物流风险的同时集中资源发展核心竞争力。在保证材料供应品质的基础上充分利用当地资源，就近选择供应商以降低成本，带动当地经济发展。

3)制定物流绩效评价机制。

大型工程项目的物流工作需要建立合理的绩效考核来评价物流工作的管理水平，通过绩效考核寻找物流工作中效率低下的管理环节，分析导致管理效率低下的主要原因，针对主要原因进行改造，不断完善物流管理体系。

4 结语

本文对钢材，混凝土等十四种大型工程主要施工物资，凭借分类指标体系运用模糊聚类法进行分类，在数量庞大种类繁多的大型工程物资中识别对工程影响较大的关键物资和对工程影响较小的一般物资，并据此对有限的资源进行合理的配置，集中资源严格控制对工程物流影响较大的关键物资，降低物流风险，去繁从简轻巧管理对工程物流影响较小的次要物资降低物流成本，探索与各类物资物流特性相适应的管理方法实施分类管理，配合工程质量、成本、进度管理，使得大型工程项目的物流工作在最短时间，最低成本和最小风险的情况下顺利完成，在大型工程的物流管理研究方面具有一定的前瞻性和借鉴性。本文在指标体系的建立和分类对象的选择上具有一定的局限性，且基于物资分类所提出的管理方法需进一步研究，提出更科学高效的大型工程物流分类管理方法。

[1] 吕雪峰.建筑业物流管理关键环节优化研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学,2007.

[2] 都基娜.浅谈施工企业的物流成本管理[J].物流科技,2008,30(12):106-107.

[3] 郑晓云,王 瑛.施工项目物流成本控制分析[J].低温建筑技术,2005(4):117-118.

[4] 马 赟.加强建筑施工过程中建筑材料管理的具体策略分析[J].科技与企业,2014(20):52.

[5] 陈 思.大型土木工程项目物流运作管理研究[D].成都：西南交通大学硕士学位论文,2007.

[6] 刘玉明,王耀球.大型工程建设项目的供应物流模式选择研究[J].物流技术,2007,26(2):76-78.

[7] 乔洪波.应急物资需求分类及需求量研究[D].北京：北京交通大学硕士学位论文,2009.

[8] 张永领.基于模糊聚类的应急物资分类储备研究[J].灾害学,2012,27(1):130-134.

[9] 刘合香.模糊数学理论及其应用[M].北京：科学出版社,2012.

[10] 薛会琴.多属性决策中指标权重确定方法的研究[D].兰州:西北师范大学,2008.

Analysis of large engineering logistics classification based on the fuzzy clustering theory

Zheng Xiaoyun Li Menglu Han Lina

(SchoolofCivilEngineering,NortheastForestryUniversity,Harbin150040,China)

Based on the main factors affecting the project logistics management, this paper establishes the classification index system and weight value of index. Then it uses fuzzy clustering method to classify large engineering major construction materials， such as steel and concrete, and identifies the important materials making the big impact on the logistics management and the secondary ones. Finally, it puts forward the suggestion for the logistics management of large scale engineering project.

large engineering, logistics management, fuzzy clustering

1009-6825(2015)32-0229-04

2015-09-07

郑晓云(1972- )，女，硕士生导师，副教授; 李梦璐(1990- )，女，在读硕士; 韩丽娜(1991- )，女，在读硕士

F530.82

A