配送中心優(yōu)化基礎(chǔ)

1、配送中心優(yōu)化基礎(chǔ)第1頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三二、物流系統(tǒng)優(yōu)化的基本思路分析并研究問題明確決策目標(biāo)建立優(yōu)化模型收集數(shù)據(jù)參數(shù)確定計(jì)算方法提出優(yōu)化方案初步運(yùn)行并評(píng)價(jià)修改需要修改運(yùn)行得出最優(yōu)方案第2頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三第二節(jié) 物流優(yōu)化的應(yīng)用領(lǐng)域 一、優(yōu)化方法在選址決策中的應(yīng)用 物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)通?？梢苑譃槿齻€(gè)步驟：第一步要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析。通過網(wǎng)絡(luò)分析，確定網(wǎng)絡(luò)要素和相互的關(guān)系，比如配送中心的位置、分銷地點(diǎn)和數(shù)量、供應(yīng)商的數(shù)量和位置等；第二步是優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用有關(guān)數(shù)學(xué)模型或采用其他方法進(jìn)行優(yōu)化決策分析；第三步是組織實(shí)施網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案。局部物流

2、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) 全局物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)第3頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三二、優(yōu)化方法在物流運(yùn)作管理中的運(yùn)用 運(yùn)輸管理 物料管理運(yùn)輸工具、路線的選擇與調(diào)度采購與供應(yīng)庫存控制的方法與策略。（一）制定最優(yōu)運(yùn)輸計(jì)劃TSP與VRP第4頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三旅行商問題（TSP)（起點(diǎn)和終點(diǎn)重合的問題）BDAECVADCEBVBDCEAVBADCEVadcb201510ADCEBV2015151510202025254040301051353510151305152010251590第5頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三中華地理信息

3、學(xué)會(huì)2000年學(xué)術(shù)發(fā)表會(huì)6VRP求解分析VRP是車輛在依序的服務(wù)地點(diǎn)做收貨 (或，和)送貨的服務(wù)，且必須依照指示依序通過這些服務(wù)地點(diǎn)，開始和結(jié)束在同一個(gè)出發(fā)點(diǎn) (depot or domicile)。VRP問題的分類單一場(chǎng)站、多場(chǎng)站（配送中心）本研究屬于單一場(chǎng)站第6頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三中華地理信息學(xué)會(huì)2000年學(xué)術(shù)發(fā)表會(huì)7VRP問題探討本研究最主要的討論是關(guān)於單一場(chǎng)站與多車輛路線問題之研究，在實(shí)務(wù)應(yīng)用上通常都以單一物流中心，同時(shí)指派多部車輛，來達(dá)到時(shí)效性最高的顧客滿意度。這樣的問題被定義為：在一廣大的區(qū)域散置分布N各節(jié)點(diǎn)或顧客，每個(gè)顧客有其特定的需求量，這

4、些需求量由某一個(gè)特定的中心站來提供，此中心站有多部車輛，每部車輛的裝載量為已知，來求由配送中心到滿足所有N各點(diǎn)的顧客需求的配送路線，并使配送成本達(dá)到最小。 第7頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三中華地理信息學(xué)會(huì)2000年學(xué)術(shù)發(fā)表會(huì)8VRP問題求解模式(1)先分群再排路線(Cluster First-Route second)掃瞄法(Gillett and Miller,1974)-采用及坐標(biāo)角度掃瞄分群。(2)先排路線再分群(Route First-cluster Second)(Bodin and Berman,1979)-分群結(jié)果受先前排列之路進(jìn)影響。(3)節(jié)省法或

5、插入法(Saving or Insertion)節(jié)省法(Clarke and Wright,1964)-叫無彈性，無法視群聚狀況調(diào)整第8頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三中華地理信息學(xué)會(huì)2000年學(xué)術(shù)發(fā)表會(huì)9VRP問題求解模式(4)改善與交換(Improvement or exchange)K-optimal法(Lin and Kernighan,1965)(5)數(shù)學(xué)規(guī)劃法(Mathematical Programming Approaches)(6)最佳解法(Exact Procedures)(7)人機(jī)互動(dòng)法(Interactive Optimization)第9頁，

6、共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三中華地理信息學(xué)會(huì)2000年學(xué)術(shù)發(fā)表會(huì)10VRP問題求解模式分析由于VRP屬于非完全多項(xiàng)式(NP-Complete)問題，(5)數(shù)學(xué)規(guī)劃法、(6)最佳解法兩種方式求解復(fù)雜度隨問題大小呈指數(shù)成長(zhǎng)，近年來學(xué)者紛紛致力于啟發(fā)式解法的開發(fā)。第10頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三中華地理信息學(xué)會(huì)2000年學(xué)術(shù)發(fā)表會(huì)11啟發(fā)式解法基本概念目前學(xué)界研究VRP問題通常采用二階段法；第一階段初始解的產(chǎn)生，例如(1)先分群再排路線、(2)先排路線再分群、(3)節(jié)省法或插入法第二階段則為解的改善，例如(4)改善與交換本研究采用先分群后排路

7、線的方法第11頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三中華地理信息學(xué)會(huì)2000年學(xué)術(shù)發(fā)表會(huì)12研究假設(shè)單一場(chǎng)站多部車輛道路的特性初期考慮對(duì)稱性路網(wǎng)，日后研究在考慮實(shí)際路網(wǎng)配送點(diǎn)特性限制由一部車服務(wù)需求皆不超過一部車容量車輛的限制型態(tài)容量的限制單一車種，多部車輛行車距離的限制第12頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三中華地理信息學(xué)會(huì)2000年學(xué)術(shù)發(fā)表會(huì)13研究假設(shè)時(shí)窗(Time Window)的限制不考慮時(shí)窗限制客戶區(qū)位特性固定已知的需求產(chǎn)品本身特性以數(shù)量考慮，視為一種商品第13頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三制定最優(yōu)配送計(jì)劃車輛

8、行程安排問題（VRP） 基本思路：a+bc第14頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三三、物流優(yōu)化的其他應(yīng)用領(lǐng)域第一層次：配送中心的產(chǎn)品進(jìn)貨計(jì)劃第二層次：營(yíng)銷策略與產(chǎn)品的市場(chǎng)需求特征第三層次：產(chǎn)品的進(jìn)貨價(jià)格第15頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三第三節(jié) 物流優(yōu)化的基礎(chǔ)理論與計(jì)算方法 一、規(guī)劃論 例2-1：運(yùn)輸問題的數(shù)學(xué)模型 大宗物資調(diào)運(yùn)，如原材料等在全國有若干生產(chǎn)基地，根據(jù)以后的交通網(wǎng)絡(luò)，制訂調(diào)運(yùn)方案，將這些物資運(yùn)到各消費(fèi)地點(diǎn)，且總運(yùn)費(fèi)最小。用數(shù)學(xué)語言描述如下： 已知有m個(gè)生產(chǎn)基地，Ai （i=1,2,m）可供應(yīng)某種物資，其供應(yīng)量分別為ai（i=1,

9、2,m）,有n 個(gè)銷地Bj (j= i=1,2,n), 其需要量分別為bj ( i=1,2,n)，從Ai至Bj 運(yùn)輸單位物資的運(yùn)價(jià)（單價(jià)）為cij ,這些數(shù)據(jù)匯總于產(chǎn)銷平衡表和單位運(yùn)價(jià)表中。第16頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三 產(chǎn)銷平衡表 單位運(yùn)價(jià)表若用 表示從Ai到Bj的運(yùn)量，在產(chǎn)銷平衡的條件下，要求得到總運(yùn)費(fèi)最小的調(diào)運(yùn)方案，可求解以下數(shù)學(xué)模型：這就是運(yùn)輸問題的數(shù)學(xué)模型。可用單純行法的簡(jiǎn)化方法表上作業(yè)法來解答第17頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三例題（多個(gè)起點(diǎn)多個(gè)終點(diǎn)問題）銷地產(chǎn)地B1B2B3B4庫存B1B2B3B4A17311312A2

10、41928A3974105銷量365620運(yùn)價(jià)表（單位元/噸）第18頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三銷地產(chǎn)地B1B2B3B4庫存B1B2B3B4A17311312A2 41928A3974105銷量365620第19頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三銷地產(chǎn)地B1B2B3B4庫存B1B2B3B4A17311312A2 41928A3974105銷量365620第20頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三銷地產(chǎn)地B1B2B3B4庫存B1B2B3B4A17311312A23 41928A3974105銷量365620第21頁，共5

11、0頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三銷地產(chǎn)地B1B2B3B4庫存B1B2B3B4A17311312A23 41928A3974105銷量365620第22頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三銷地產(chǎn)地B1B2B3B4庫存B1B2B3B4A17311312A23 141928A3974105銷量365620第23頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三銷地產(chǎn)地B1B2B3B4庫存B1B2B3B4A1 7311312A23141928A3974105銷量365620第24頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三銷地產(chǎn)地B1B2B

12、3B4庫存B1B2B3B4A147311312A23141928A3974105銷量365620第25頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三銷地產(chǎn)地B1B2B3B4庫存B1B2B3B4A147311312A23141928A3974105銷量365620第26頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三銷地產(chǎn)地B1B2B3B4庫存B1B2B3B4A147311312A23141928A36974105銷量365620第27頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三銷地產(chǎn)地B1B2B3B4庫存B1B2B3B4A147311312A23141928

13、A36974105銷量365620第28頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三銷地產(chǎn)地B1B2B3B4庫存B1B2B3B4A147311312A23141928A363974105銷量365620第29頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三銷地產(chǎn)地B1B2B3B4庫存B1B2B3B4A147311312A23141928A363974105銷量365620第30頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三銷地產(chǎn)地B1B2B3B4庫存B1B2B3B4A1437311312A23141928A363974105銷量365620第31頁，共50頁

14、，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三銷地產(chǎn)地B1B2B3B4庫存B1B2B3B4A1437311312A23141928A363974105銷量365620第32頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三排隊(duì)常常是件很令人惱火的事情尤其是在我們這樣的人口大國電話亭1978年在北京15%的電話要在1小時(shí)后才能接通。在電報(bào)大樓打電話的人還要帶著午飯去排隊(duì) 銀行窗口，ATM醫(yī)院、理發(fā)、火車售票游樂場(chǎng)的游樂項(xiàng)目?第33頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三在游樂園中的頻頻排隊(duì)會(huì)極為掃興DisneyLand中的FastPass(QuickPass)系統(tǒng)就是想

15、解決這個(gè)問題的第34頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三What is QuickPass?工作原理：到達(dá)的顧客將自己的票插入FastPass的slot中FastPass計(jì)算出建議顧客返回的時(shí)間間隔（time interval）或時(shí)間點(diǎn)或時(shí)間窗（time window）顧客無需排隊(duì)，在指定的時(shí)間返回就可持票進(jìn)入第35頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三怎樣縮短排隊(duì)的等待時(shí)間？銀行的排隊(duì)叫號(hào)機(jī) 只是有序的組織了顧客，并沒有減少等待時(shí)間如果能實(shí)現(xiàn)知道輪到自己需要等待多少時(shí)間，再選擇合適的時(shí)間來，豈不很好？第36頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)

16、39分，星期三FastPass存在的問題：預(yù)知的返回時(shí)間間隔存在誤差按時(shí)返回卻仍需要排隊(duì)建議的返回時(shí)間間隔太長(zhǎng)如果告訴你4小時(shí)以后再回來呢？顧客可能不會(huì)完全按照安排的時(shí)間返回如果新來的顧客不想使用FastPass系統(tǒng)？現(xiàn)有的Fast Pass真的那么好用嗎？第37頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三我們的目的就是對(duì)FastPass系統(tǒng)建立合理的離散統(tǒng)計(jì)模型（Distributed Statistical Model），求出最優(yōu)的顧客返回時(shí)間。 建模的一般步驟以及：* 模型的改進(jìn)* 啟發(fā)與待解決的問題第38頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三排隊(duì)系統(tǒng)基

17、本組成輸入來源隊(duì) 列服務(wù)機(jī)構(gòu)排隊(duì)系統(tǒng)顧客服務(wù)完離開排隊(duì)系統(tǒng)的三個(gè)基本組成部分.輸入過程 (顧客按照怎樣的規(guī)律到達(dá));排隊(duì)規(guī)則 (顧客按照一定規(guī)則排隊(duì)等待服務(wù));服務(wù)機(jī)構(gòu) (服務(wù)機(jī)構(gòu)的設(shè)置,服務(wù)臺(tái)的數(shù)量,服務(wù)的方式,服務(wù)時(shí)間分布等)第39頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三基本排隊(duì)模型 輸入過程顧客來源 有限/無限顧客數(shù)量有限無限經(jīng)常性的顧客來源.顧客到達(dá)間隔時(shí)間: 到下一個(gè)顧客到達(dá)的時(shí)間.服從某一概率分布. (指數(shù)分布)顧客的行為假定為:在未服務(wù)之前不會(huì)離開; 當(dāng)看到隊(duì)列很長(zhǎng)的時(shí)候離開；從一個(gè)隊(duì)列移到另一個(gè)隊(duì)列。第40頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星

18、期三基本排隊(duì)模型隊(duì)列/排隊(duì)規(guī)則隊(duì)列隊(duì)列容量有限/無限排隊(duì)規(guī)則先來先服務(wù)（FCFS）；后來先服務(wù)； 隨機(jī)服務(wù)；有優(yōu)先權(quán)的服務(wù)；第41頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三基本排隊(duì)模型服務(wù)規(guī)則服務(wù)機(jī)構(gòu)服務(wù)設(shè)施， 服務(wù)渠道與服務(wù)臺(tái)服務(wù)臺(tái)數(shù)量服務(wù)時(shí)間分布:指數(shù), 常數(shù), k級(jí)Erlang第42頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三排隊(duì)系統(tǒng)常用的輸出參數(shù)平均隊(duì)長(zhǎng)平均通過系統(tǒng)的時(shí)間平均等待時(shí)間系統(tǒng)中平均滯留的實(shí)體數(shù)第43頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三庫存系統(tǒng)目的：比較各種訂貨策略， 在保證供應(yīng)的前提下， 降低成本主要特征：補(bǔ)給模式需求模式成本代價(jià)第44頁，共50頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)39分，星期三庫存系統(tǒng)仿真的參數(shù)保管費(fèi)訂貨費(fèi)缺貨損失費(fèi)總費(fèi)用=保管費(fèi)+訂貨費(fèi)+缺貨損失費(fèi)第45頁，共50頁，20