本文是一篇物流管理论文研究，本文章的研究是结合现代港口发展，根据离散事件理论、Petri 网，结合秦港二公司物流系统的实际情况进行的。首先是对秦港二公司煤炭物流系统进行 Petri 网模建模，之后根据 Petri 网模型建立了秦港二公司物流系统仿真模型，通过与实际数据作为对比，得出主要结论如下。（1）文章首先对港口物流及港口物流效率的定义进行了叙述，港口物流理论在我国虽然起步较晚，但是也得到了飞速的发展。我国的煤炭流向使得我国在渤海湾地区的煤炭港口较为集中，竞争压力较大。秦港二公司作为将煤炭作为主营业务的公司，提升港口物流效率及港口物流质量显得非常重要，针对目前公司的生产作业流程，找出了作业现场中存在的问题以及影响物流效率的因素，对其进行分析解决成为了必然。
第 1 章绪论
1.1 选题背景及研究意义
1.1.1 选题背景
煤炭在我国国民经济中发挥着重要的作用，我国也是煤炭消耗的第一大国，但是我国的煤炭资源产地主要集中在北方，其中绝大部分集中在内蒙、山西地区。而对煤炭需求量较大的江苏、浙江、广东等沿海地区，则几乎没有煤炭产量，但却对煤炭的需求量较大，这就决定了我国的煤炭运输方向为由多煤的西北地区向用煤量大的南方地区运输。因此煤炭港口在整个由产煤地区向用煤地区的煤炭运输中占据重要地位。秦皇岛港自清末就承担着能源输出的重要经济职能，是解放以来为新中国发展贡献巨大力量的现代化国际大港，曾一度被称作国民经济的晴雨表，是我国煤炭运输大通道的重要枢纽港口，担负着我国南方许多省市的煤炭供应。秦皇岛港股份有限公司第二港务分公司（以下简称“秦港二公司”）是秦皇岛港股份有限公司下属的分公司，成立于 1982 年 7 月 23 日，从事港口煤炭装卸作业，拥有 5 万吨级泊位 4 个，2 万吨级泊位 1 个，设计年通过能力 3800 万吨，经过多年技术改造和能力扩充，吞吐能力可达到 5000 万吨/年。2006 年，实现吞吐量 5176 万吨，为秦港二公司成立以来历史最高纪录。秦港二公司与大秦线、京秦线铁路相连接，集疏运条件优越；泊位多、作业线多，装卸台时效率高，可满足顾客的多种需求。秦港二公司的生产设备包括 7 台装船机以及 13 台取料机，可进行单独或交叉复合作业，作业流程灵活多变，有 5 个生产泊位，可停靠 5 千至 6 万吨船舶。共有 5 台翻车机，能够翻卸铁路列车 C61、C63、C64、C76 等多种车型。每台翻车机进出口都安装了轨道衡，可准确计量进车货物重量。进港煤炭在堆场内可以实现单独堆存，堆存的堆存能力达 165 万吨。但是秦港二公司作为煤炭公司中建立最早的分公司，设备、人员老化，管理水平落后、僵化现象十分严重，也同样存在国有企业长期积累的顽疾弊病,导致公司煤炭物流效率低下，吞吐量不能达到峰值。同时周边煤炭港口逐渐增多，且港口功能趋同，各个港口的竞争压力增大，在这种环境下，造成了某些港口的恶性竞争，依靠降低价格或是采用免堆存费的方式来吸引客户，这这终究会将市场带入到恶性循环中，因此提高煤炭物流效率这一公司自身核心竞争力，才能降低企业的运营成本，提升企业竞争优势，提升客户的满意度，才能够谋求持续发展。
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1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.1.1 关于物流理论的研究
国外的船舶贸易开始的较早，因此国外对物流理论的研究以及物流实践的研究开展的也比较早。美国的物流学者 Ladd La Lund 进行了物流的定义，他认为物流是伴随着销售中包含的物质信息和服务从生产地流向消费地的各种经济活动，而物流的动机是为了各地区进行剩余产品的交换[1]。 Donald,David.Logistics 教授指出物流环节中最复杂的是供应链的关系。自从 1950 年左右开始，港口形式更迭，经历了三代的发展，真正意义上形成了港口物流理论体系 [2]。
1.2.1.2 关于物流系统优化的研究
在港口物流系统优化方面，Carter 和 Bruce (2013)分析了物流系统在其各个环节之间的关系，如何优化物流系统[3]；Haynes 和 HsingVL(2015)等认为若想提升港口在物流贸易中的竞争力，必须通过提高港口的作业效率以及物流能力实现，然后通过 DEA 模型进行了实例论证[4] ；
Yang, Wen-shyan(2011)提出港口物流发展的根本问题是要提升服务质量。提升物流设备以及物流操作能力的水平，提高港口物流效率，能从根本上降低港口物流运营成本[5]。Hong-Seung Roh, Chandra S. Lalwani(2013)提出利用设计技术和结构化分析，解释了港口物流贸易的流程 [6]。
也有学者对物流流程中设备合理分配利用进行了研究，E.Kozan & P.Preston (1999)通过对现场的装卸机械的使用分配以及堆场的堆存方式进行重新分配优化，建立模型，以实现船舶作业时间的最小化 [7]。Kap Hwan Kim & Ki Yong Kim (1999)通过运用模型规划使得运输车辆在堆场中的运输时间达到最小化[8]。Richard J.Linn &Chu-qian Zhang（2003）以降低集装箱的倒运率为目标，进行模拟假设，通过对龙门吊进行合理配置规划调度进行实现 [9]。Türko?ullar（2016）通过数学方法得到船舶停靠港机调度的最优解，平面切割算法求出泊位分配以及设备调度的最优化[10]。 Menezes（2016）对通过对散货码头的作业流程进行分析，提出了一个能够解决码头生产调度方式的模型，用启发式算法进行求解，当发现原有的生产作业计划不合理时，可以根据模型重新调整调度计划[11]。
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第 2 章相关理论概述
2.1 港口物流系统及物流效率的定义
港口从古至今都是重要的贸易中转站，是路上交通与水上交通的连接点，为各种贸易运输缩短了运输的路程节省了时间，港口物流功能也在逐渐变革，第一代港口的功能是货物的装卸及仓储中心，货物从一个运输方式经过港口转移到另一个运输方式上，第二代港口除了具有第一代港口的功能，还具有一定的增值功能，增加了商业及工业活动，第三代港口除了具备第一代港口的装卸储运功能、第二代港口的增值功能外，还具有包括技术、资本、信息等无形货物于一体的物流功能。港口的功能在不断的增强，原始的港口逐渐演变成了一种新的产业形态：港口物流系统。
物流效率是指物流系统的工作能力是否能够满足使用需求，是对物流系统的整体构建，对物流效率的评价是一件较为复杂的事情，需要根据物流活动的类型的差异，应用特定的指标进行物流效率的分析。由于港口煤炭物流系统的特殊性，我们通常依靠港口内装卸机械设备的利用率以及堆场利用率来体现煤炭港口的物流效率。
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2.2 煤炭码头物流系统相关理论
我国是煤炭消耗的第一大国，但是我国的煤炭资源分布不平衡，煤炭产地主要集中在北方，其中绝大部分集中在内蒙、山西等地区。而对煤炭需求量较大的江苏、浙江、广东等沿海地区，则几乎没有煤炭产量，但却对煤炭的需求量较大，这就决定了我国的煤炭运输方向为由多煤的西北地区向用煤量大的南方地区运输。因此煤炭港口主要集中在北方（环渤海地区），作为煤炭的主要下水港。将通过铁路、汽车等运输来的煤炭经过港口运送至需求地区。
2.2.1 煤炭码头的基本设施
煤炭码头的基本设施包括大型装卸设备及地面的基础辅助设施，其中主要的基础设施包括：坝基、机械设备行走轨道、转接机房、栈桥、码头靠泊礅等，主要的装卸设备包括：装船机、取料机、皮带机、堆料机、翻车机等。同时还包括一些辅助设施，包括干式除尘器、静电除尘器、洒水喷枪站等环保除尘设备、轨道衡电子秤等计量设备、休息架锚定坑等防风安全设备等设施。
2.2.2 煤炭码头的作业流程及调度
在煤炭从产地到使用地点的整个流程上来看，港口是整个流程中的一个环节，提升港口的物流效率就能够提升整个流程的效率。港口通过对作业流程以及作业工艺的设计，将现场的机械设备按照规范，根据上下游以及堆场堆存情况的信息进行合理的调度，进行有效的生产组织活动，作业流程分为装船作业、取料作业、堆料作业、翻车作业等环节。
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第 3 章秦港二公司煤炭物流分析 ....................................... 14
3.1 秦港二公司物流现状 .................................. 14
3.1.1 秦港二公司物流设备介绍 ................................ 14
3.1.2 秦港二公司物流流程 ............................. 14
第 4 章秦港二公司物流系统建模 .................................... 19
4.1 秦港二公司物流系统的层次模型 ................................ 19
4.2 秦港二公司煤炭物流系统的 Petri 网模型 .............................. 21
第 5 章秦港二公司煤炭物流效率仿真实验及提升策略 ......................... 33
5.1 秦港二公司物流系统分析及仿真目标 ............................ 33
5.1.1 秦港二公司物流系统分析 ..................
