基于本质安全理论的危险化学品库存控制与路径优化研究

Hazardous chemicals is a typical process industry. Materials and products in this industry are dangerous. The operational costs and safety risk level of this industry is relatively high. Due to the two characteristics, hazardous chemical supply chain faces a double challenge to reduce cost and ensure safety. Based on the inherent safety method and considering the characteristic of process industry, this project explores how to reduce safety risk economically rather than control risk by routing optimization and inventory management to reduce hazardous substances that exist in the process or the number of dangerous operation. First, based on the theory of inherent safety, this project generalizes the inherent safety risk analysis methods in fixed facility to transportation and explores the evolution mechanism of the safety accident in the hazardous chemical supply chain. Then, this project explores the optimization theories and methods for routing problem and inventory management of hazardous chemical to trade off between the cost and safety risk in this process industry. Finally, based on the above results, this project investigates inventory-routing problem of a three-stage supply chain hazardous chemicals to trade of between the cost and dangerous of the whole supply chain. This project aims to develop the theories and methods of inventory-routing of hazardous chemicals supply chain. The main significance of this project consists in three-fold: (1) Laid a theoretical foundation to reduce the hazardous chemical safety accident economically; (2) Provide a reference for process industry supply chain risk management; (3) Propose some useful management suggestions for governmental departments of safety management and enterprises.

危险化学品行业作为典型的流程工业，其物质本身危险性高，具有安全风险大、运营成本高的特点，面临保证安全和降低成本的双重挑战。本项目基于本质安全理论，在分析危险化学品自身安全风险特性基础上，考虑流程工业特点，通过库存控制和路径优化，减少危险化学品供应链中存在的危险物质和危险操作的数量，达到以合理的成本从源头上减少安全风险的目的。具体来讲，首先借鉴固定装置中的方法，建立运输环节本质安全风险的分析方法，揭示安全事故在危险化学品供应链中的演化机理；在此基础上，考虑流程工业特点，研究危险化学品的路径优化和库存控制问题，权衡运输和库存环节的成本与危险；最后，研究危险化学品三级供应链中的库存路径集成优化问题。本项目拟构建以本质安全理论为基础危险化学品库存控制与路径优化的理论与方法，可为危险化学品企业经济地减少安全风险奠定理论基础，为流程工业供应链风险管理提供参考，为安全管理部门和企业的决策提供管理建议。

化学工业是中国国民经济重要支柱产业。尽管中国的危险化学品安全管理水平在不断提高，然而形势依然严峻，特别是危险化学品库存和运输管理由于涉及风险因素而备受关注。本文从供应链的角度出发对危险化学品的库存路径问题进行了深入研究。除了考虑利润、成本和服务时间之外，还考虑了危险化学品的本质安全，将安全风险作为重要目标纳入其中。. . 主要研究内容包括本质安全理论基础、危化品库存控制与路径优化的理论与方法和案例应用研究三大部分。（1）本质安全理论基础：统计了我国危险化学品的事故并对事故原因和后果进行了分析；基于危险化学品的本质安全属性，提出了一种新的风险度量方法；对危化品事故应急能力进行了评估；基于贝叶斯网络刻画了危险化学品事故的多级多米诺效应的演化机理和计算方法。（2）危化品库存控制与路径优化的理论与方法：研究了危险化学品库存管理、设施选址、废物回收等单个优化问题；研究了危险化学品库存路径、选址路径、车辆路径等联合优化问题；研究了三级供应链的危险化学品单周期库存路径、多周期库存路径以及成品油的二次配送等供应链层次上的优化问题。（3）案例应用研究：参与了湖南长沙图灵危化品储运安全技术研究院的危化品自备车智慧运营平台建设，取得显著成果；正在参与某军工项目，负责其中的XXX危险品运输系统风险计算及路径优化部分。. . 本项目已经全面完成预定研究计划，取得了如下形式的研究成果：发表期刊论文36篇，其中SCIE/SSCI论文17篇，EI论文3篇，北大中文核心期刊15篇，CSSCI论文3篇；即将出版中文专著1部；培养博士生1名，硕士生12名；举办国内会议5次；获得四川省科技进步奖二等奖1项。. . 本项目构建了以本质安全理论为基础危险化学品库存控制与路径优化的理论与方法，可为危险化学品企业经济地减少安全风险奠定理论基础，为流程工业供应链风险管理提供参考，为安全管理部门和企业的决策提供管理建议。