物流系統(tǒng)優(yōu)化管理方案(已修改)
2025-05-22 18:01 本頁面
【正文】 物流系統(tǒng)優(yōu)化中的定位—運(yùn)輸路線安排問題（ＬＲＰ）研究評(píng)述* 國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(70031020)摘要 本文概述了物流優(yōu)化問題中的定位—運(yùn)輸路線安排問題（LocationRouting Problems, LRP）的發(fā)展歷程，并對(duì)LRP的分類和解決方法加以評(píng)述，最后就這一問題的發(fā)展方向進(jìn)行簡單地探討。關(guān)鍵詞 LRP 物流 系統(tǒng)優(yōu)化 運(yùn)籌學(xué)1 引言新技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是電子商務(wù)的風(fēng)起云涌，為我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展提供了契機(jī)。目前我國電子商務(wù)得到政府和民眾的支持，發(fā)展勢頭強(qiáng)勁，但是，由于它是一套全新的技術(shù)，同時(shí)還是一種全新的管理理念，所以其發(fā)展過程中必然存在一些難題。在電子商務(wù)“三流”（信息流、物流、資金流）中，隨著網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的成熟、電子商務(wù)網(wǎng)站的蓬勃發(fā)展以及有效利用網(wǎng)絡(luò)資源觀念的普及，信息流的發(fā)展已經(jīng)比較成熟了；而隨著各大銀行紛紛開展網(wǎng)上業(yè)務(wù)，以及支付網(wǎng)關(guān)的建立和加密技術(shù)的成熟，網(wǎng)上支付已經(jīng)在許多網(wǎng)站上成為現(xiàn)實(shí)；然而，我國傳統(tǒng)的物流體系是在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)環(huán)境下建立、發(fā)展起來的，與目前的電子商務(wù)環(huán)境已經(jīng)無法相容。現(xiàn)今物流體系的落后現(xiàn)狀已經(jīng)成為我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的重要制約因素之一。所以對(duì)物流系統(tǒng)優(yōu)化的研究將會(huì)具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。國外許多學(xué)者在電子商務(wù)出現(xiàn)之前就已經(jīng)研究物流系統(tǒng)優(yōu)化的問題了，為各類實(shí)際問題構(gòu)建了優(yōu)化模型，并形成了許多解決問題的算法。依據(jù)實(shí)際問題的不同，可以對(duì)物流系統(tǒng)優(yōu)化問題進(jìn)行分類，比如，運(yùn)輸車輛路線安排問題（VRP）、定位—配給問題（LA）、定位—運(yùn)輸路線安排問題（LRP）等等，其中LRP更貼近目前的物流系統(tǒng)復(fù)雜的實(shí)際特征，所以對(duì)它的研究是十分有意義的。本文先從VRP和LA的集成來探討LRP的由來，然后討論LRP的分類，同時(shí)探討LRP的研究現(xiàn)狀，并對(duì)LRP的解決方法進(jìn)行概述，最后就LRP的未來發(fā)展方向作簡要的討論。2 從VRP、LA到LRP——物流系統(tǒng)的集成依據(jù)實(shí)際問題的不同，可以對(duì)物流系統(tǒng)優(yōu)化問題進(jìn)行分類，比如確定設(shè)施（指的是物品流動(dòng)的出發(fā)點(diǎn)和終到點(diǎn)，如配送中心、倉庫、生產(chǎn)工廠、垃圾回收中心等）位置、運(yùn)輸路線安排、庫存控制等，國內(nèi)外許多學(xué)者就各類問題的特征進(jìn)行了分析，并提出了各類問題的數(shù)學(xué)模型和解決方法。 運(yùn)輸車輛路線安排問題（Vehicle Routing Problems VRP）該問題可定義為：運(yùn)輸車輛從一個(gè)或多個(gè)設(shè)施到多個(gè)地理上分散的客戶點(diǎn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)一套貨物流動(dòng)的運(yùn)輸路線，同時(shí)要滿足一系列的約束條件。該問題的前提條件是設(shè)施位置、客戶點(diǎn)位置和道路情況已知，由此確定一套車輛運(yùn)輸路線，以滿足目標(biāo)函數(shù)（通常，VRP的目標(biāo)函數(shù)是總費(fèi)用最?。?。如圖1所示。圖中，□表示設(shè)施；〇表示客戶；↗表示運(yùn)輸路線圖1 VRP的圖示實(shí)際上，VRP是按如下假設(shè)定義的最小費(fèi)用問題[1]：（1） 所有車輛路線均起始并終止于設(shè)施點(diǎn)。（2） 每個(gè)客戶只接受一個(gè)設(shè)施的貨物。（3） 滿足其他一些約束條件，如：■ 容量限制：每個(gè)客戶點(diǎn)上都有一個(gè)非負(fù)的貨物需求量，但每條車輛路線上的貨物量總和不超過車輛裝載量。如果此約束不滿足，則引入懲罰函數(shù)?！?總時(shí)間限制：每條路線總的長度或總耗時(shí)不超過一個(gè)事先定下的數(shù)值。這項(xiàng)限制旨在滿足客戶對(duì)供貨時(shí)間的要求，以及對(duì)貨物品質(zhì)的保證。 ■ 具體時(shí)間限制：對(duì)某個(gè)客戶點(diǎn)，車輛到達(dá)時(shí)間限制在某一時(shí)間段內(nèi)。此約束在于滿足客戶對(duì)供應(yīng)/回收的特殊要求。 ■ 車輛到達(dá)順序要求：如在到達(dá)i點(diǎn)之前要求先到達(dá)j點(diǎn)。以上列出的約束只是該問題一部分，具體操作時(shí)要視具體情況而定。對(duì)VRP的求解算法可分為精確算法和啟發(fā)式算法兩種。其中精確算法包括樹狀尋優(yōu)算法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃和整數(shù)規(guī)劃。VRP的啟發(fā)式算法多是來源于對(duì)TSP問題的求解算法。比如局部優(yōu)先算法、插值法等可以不用修改地用于一些VRP。 定位—配給問題（LocationAllocation Problems, LA）定位一配給問題可定義為：依據(jù)客戶點(diǎn)的地理分布與貨物分配關(guān)系，確定出某一地理范圍內(nèi)設(shè)施的數(shù)量和位置。如圖2所示。圖中，□表示設(shè)施；〇表示客戶；↗表示運(yùn)輸路線圖2 LA的圖示LA實(shí)質(zhì)上是一個(gè)依據(jù)優(yōu)化路徑的原則來確定在什么地方設(shè)置設(shè)施的過程[2]。例如，在一個(gè)城鎮(zhèn)中設(shè)立一個(gè)急救中心，這個(gè)問題就是一個(gè)典型的LA問題。它的目標(biāo)就是使得全鎮(zhèn)的居民到醫(yī)療中心的路徑（時(shí)間）總體上最短。根據(jù)John Current等學(xué)者對(duì)此問題的綜述研究[3]，把LA問題進(jìn)行了分類。Current的方法是根據(jù)問題的目標(biāo)函數(shù)來分類的，作為分類依據(jù)的目標(biāo)函數(shù)共分四種： (1) 費(fèi)用最小化； (2) 客戶需求導(dǎo)向； (3) 利潤最大化； (4) 其他相關(guān)考慮。 定位一運(yùn)輸路線安排問題（LocationRouting problems,LRP）當(dāng)今物流系統(tǒng)的環(huán)境日趨復(fù)雜，而且物流地理分布也不斷擴(kuò)大。物流系統(tǒng)優(yōu)化問題的各個(gè)子系統(tǒng)（比如設(shè)施定位問題、物品配送問題、運(yùn)輸車輛路線安排問題等）之間的相互影響也越來越大。對(duì)許多實(shí)際問題
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