物流配送運(yùn)輸中確定梯隊(duì)合理規(guī)模的數(shù)學(xué)模型

物流配送運(yùn)輸中確定梯隊(duì)合理規(guī)模的數(shù)學(xué)模型

0物流配送運(yùn)輸車道規(guī)模的確定經(jīng)濟(jì)全球化導(dǎo)致的激烈市場競爭使全球商業(yè)部門制定了新的商業(yè)模式，提高了競爭力。有效的方法是將采購、存儲(chǔ)、運(yùn)輸、銷售和其他物流業(yè)務(wù)外包給具有強(qiáng)大和經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)公司，即第三方物流公司。公司通過補(bǔ)充效應(yīng)建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，通過合作合作共同開展物流活動(dòng)，使公司的生產(chǎn)和業(yè)務(wù)更快、更高效?，F(xiàn)在，在汽車、高科技和服裝制造領(lǐng)域，60%-80%的物流業(yè)務(wù)被外包給第三方物流運(yùn)營商。在日本、美國和歐洲，第三方物流公司占其國內(nèi)物流總量的80%以上。對1999年至2001年中國物流市場供求狀況的三次抽樣：在制造企業(yè)的成品物流中，第三方物流的比例為9.1%、16.1%和21%。這一變化直接導(dǎo)致了對可靠和高質(zhì)量配送和運(yùn)輸?shù)男枨蠛鸵蕾?，促進(jìn)了第三方物流市場的繁榮。物流是中國物流企業(yè)在新世紀(jì)發(fā)展的又一新領(lǐng)域和經(jīng)濟(jì)增長率。從整個(gè)國際物流的發(fā)展來看,物流配送經(jīng)歷了以企業(yè)自我服務(wù)為中心的企業(yè)內(nèi)資源的節(jié)約和優(yōu)化配置的過程,政府、零售業(yè)、批發(fā)業(yè)以及生產(chǎn)廠家積極投身于實(shí)現(xiàn)物流共同化、推動(dòng)共同配送之中,專業(yè)化、社會(huì)化、國際化的共同配送顯示了巨大的優(yōu)勢,最大限度地提高了人員、物品、資金、時(shí)間等物流資源的效率,取得了最大的效益.在服務(wù)理念上,改變了以前我能為用戶提供哪些服務(wù),而是更多地考慮客戶需要提供什么樣的服務(wù),從原有的區(qū)域性配送服務(wù)逐漸擴(kuò)展到提供長距離服務(wù),從單一提供配送服務(wù),發(fā)展到可以從事倉儲(chǔ)、進(jìn)出口業(yè)務(wù)的第三方物流公司.配送運(yùn)輸?shù)姆?wù)對象多為同一區(qū)域相關(guān)行業(yè)的客戶,根據(jù)客戶的訂貨要求在配送中心進(jìn)行貨物配備,并以合理的方式按時(shí)送交客戶,因此配送中心需要配備一定規(guī)模和結(jié)構(gòu)的運(yùn)輸車輛來滿足客戶的服務(wù)要求.如何確定一個(gè)配送中心所需運(yùn)輸車隊(duì)的適當(dāng)規(guī)模,使它不僅要滿足目前的需求,而且留有適當(dāng)富余量以滿足用戶需求合理波動(dòng)所產(chǎn)生的額外需求,同時(shí)還要盡量降低運(yùn)輸車隊(duì)運(yùn)營成本,確保運(yùn)輸車隊(duì)所得利潤最大,也就是如何合理地協(xié)調(diào)處理運(yùn)輸規(guī)模、運(yùn)作成本與服務(wù)質(zhì)量之間的關(guān)系就成了所要解決的問題之一,物流配送運(yùn)輸車隊(duì)規(guī)模問題的研究也就應(yīng)運(yùn)而生了.1配送運(yùn)輸全流程再造配送運(yùn)輸作為物流中的一種特殊的綜合活動(dòng),包含了物流中若干功能要素,其成本構(gòu)成了物流總成本的主要部分,實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸過程的優(yōu)化管理、有效實(shí)施運(yùn)輸成本控制對整個(gè)物流成本的控制和降低具有決定性作用.運(yùn)輸時(shí)間的長短可以影響甚至決定供應(yīng)鏈上其他企業(yè)的經(jīng)營狀況,如果產(chǎn)品運(yùn)輸速度太慢,高科技產(chǎn)品和其他生命周期較短產(chǎn)品的制造企業(yè)就會(huì)蒙受產(chǎn)品過時(shí)的沉重經(jīng)濟(jì)損失.除運(yùn)輸成本、運(yùn)輸速度外,運(yùn)輸一致性也在相當(dāng)大程度上對物流服務(wù)質(zhì)量產(chǎn)生重大影響.運(yùn)輸速度和運(yùn)輸一致性是運(yùn)輸時(shí)效性和可靠性的反映.運(yùn)輸缺乏時(shí)效性和可靠性就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的物流供應(yīng)障礙,迫使加大安全儲(chǔ)備存貨量,增加物流成本、庫存成本,增大了物流活動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)性.因此,如何實(shí)現(xiàn)在最短的時(shí)間內(nèi)以最低的成本提供最大的價(jià)值,對配送運(yùn)輸企業(yè)本身和供應(yīng)鏈上的其他企業(yè)都是至關(guān)重要的,低成本地為多個(gè)企業(yè)提供準(zhǔn)時(shí)、快速、安全優(yōu)質(zhì)的配送服務(wù)一直是配送運(yùn)輸企業(yè)孜孜以求的經(jīng)營目標(biāo).因此科學(xué)規(guī)劃配送中心的運(yùn)輸規(guī)模,實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)和滿足客戶需求,順暢供應(yīng)鏈的流程,確保供應(yīng)鏈的服務(wù)質(zhì)量,增強(qiáng)客戶對供應(yīng)鏈的滿意度,并且降低配送運(yùn)輸企業(yè)的運(yùn)營成本和供應(yīng)鏈總成本,才能更好地兼顧社會(huì)效益和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益.本文提出的配送運(yùn)輸車隊(duì)規(guī)模問題是在合理配送路線、配送頻率確定的基礎(chǔ)上提出的.針對物流公司從一個(gè)配送中心向多個(gè)分散客戶配送貨物,探討滿足其客戶庫存需求的配送運(yùn)輸車隊(duì)的最優(yōu)規(guī)模和結(jié)構(gòu).2模型1:kr已知一個(gè)配送中心為若干個(gè)客戶提供配送服務(wù),所有為客戶進(jìn)行配送且不超載的配送路線的集合定義為路線集Г,該路線集Г與所有客戶相對應(yīng),其中Φ代表為其中部分客戶提供配送服務(wù)的路線子集,每一路線子集中有r條配送路線.通過以上對配送運(yùn)輸規(guī)模問題的描述,所建立的數(shù)學(xué)模型表達(dá)式為如下.目標(biāo)函數(shù):ΜΙΝ(CΙk?Τ2880+d0?Wk?Τ/30)?Ιk+∑klk∑i[cvk?ΤSΡ(Φr)?xkiΦr]MIN(CIk?T2880+d0?Wk?T/30)?Ik+∑k∑ilk[cvk?TSP(Φr)?xkiΦr]約束條件:∑Φ∑rtΦr≤∑klk∑i(Τ-Τ0)(1)xkiΦr?QΦr≤Wk(2)∑Φ∑r(xkiΦr?tΦr)≤Τ-Τ0(3)(xkiΦr?ΤBΦr-xkiGq?ΤEGq-Τ′)?(xkiΦr?ΤEΦr-xkiGq?ΤBGq)＞0(4)∑klk∑ixkiΦr=1(5)i∈Ιk,Φ∈Γ,G∈Γ,r∈Φ,q∈G(6)∑Φ∑rtΦr≤∑k∑ilk(T?T0)(1)xkiΦr?QΦr≤Wk(2)∑Φ∑r(xkiΦr?tΦr)≤T?T0(3)(xkiΦr?TBΦr?xkiGq?TEGq?T′)?(xkiΦr?TEΦr?xkiGq?TBGq)＞0(4)∑k∑ilkxkiΦr=1(5)i∈Ik,Φ∈Γ,G∈Γ,r∈Φ,q∈G(6)模型中有關(guān)參數(shù)及變量說明如下:xkiΦr={1k車型第i輛車在Φ路線子集r路線上進(jìn)行配送運(yùn)輸0k車型第i輛車不在Φ路線子集r路線上進(jìn)行配送運(yùn)輸,是決策變量;Ik為配送車隊(duì)中k車型的車輛數(shù),是決策變量;k為用于配送運(yùn)輸?shù)拇x載重量(車型);QФr為Φ路線子集第r路線的配送運(yùn)輸總量(t);CIk為k車型的投資成本(元);cvk為k車型百公里額定耗油量×油價(jià)(元/kg);TSP(Фr)為Ф路線子集r路線的最短配送距離(km);Wk為k車型的額定載重量(t);tФr為Ф路線子集r路線的持續(xù)時(shí)間(含往返運(yùn)行和裝卸時(shí)間)(h);T為路線集的配送周期,為路線集中所有路線子集配送周期的最小公倍數(shù);T0為T周期中汽車必須閑置的時(shí)間(h);TФr為Ф路線子集r-1,r為兩條配送路線發(fā)車的時(shí)間間隔,TФ1是T周期Ф路線子集最后一條路線與下一T周期的第一條配送路線發(fā)車的時(shí)間間隔(d);TBФr為Ф路線子集r路線發(fā)車時(shí)間(d),即ΤBΦr=r-1∑t=1(tΦr+ΤΦr)TEФr為Ф路線子集r路線結(jié)束時(shí)間(d),即ΤEΦr=ΤBΦr+tΦrT′為同一輛車在前后兩次配送中,前一配送路線結(jié)束時(shí)間與后一配送路線發(fā)車時(shí)間之間留有的緩沖時(shí)間(h).模型的目標(biāo)函數(shù)為配送車隊(duì)運(yùn)營成本最小,即一個(gè)配送周期的總成本最小,該成本是指配送周期內(nèi)運(yùn)輸企業(yè)為完成預(yù)定的運(yùn)輸任務(wù)所支出的與車型相關(guān)的全部費(fèi)用,通常可分為固定費(fèi)用和變動(dòng)費(fèi)用兩部分.固定費(fèi)用指企業(yè)為組織運(yùn)輸生產(chǎn)必須支付的各項(xiàng)管理費(fèi)用和業(yè)務(wù)費(fèi)用.固定費(fèi)用包括職工工資、辦公管理費(fèi)用、車輛折舊費(fèi)等,不論車輛工作與否,企業(yè)均須支付的費(fèi)用.由于辦公管理費(fèi)用、職工工資等費(fèi)用與車型的選擇無關(guān),在目標(biāo)函數(shù)中未加考慮,因此固定費(fèi)用主要指車輛在配送周期內(nèi)發(fā)生的折舊費(fèi)用.變動(dòng)費(fèi)用指與車輛行駛有關(guān)的費(fèi)用.變動(dòng)費(fèi)用包括運(yùn)行材料(燃料、潤滑油等)費(fèi)、養(yǎng)路費(fèi)、過路過橋費(fèi)、與車輛行駛有關(guān)的雜項(xiàng)費(fèi)用等.考慮到過路過橋費(fèi)及其他與車輛行駛有關(guān)的雜項(xiàng)費(fèi)用等因隨路況、路線不同而各異,所發(fā)生的費(fèi)用與車型無明顯關(guān)聯(lián)性且在費(fèi)用中所占比重較小,目標(biāo)函數(shù)中也未加考慮.約束條件分別表達(dá)了以下幾個(gè)方面的條件限制:(1)是配送車隊(duì)保證運(yùn)輸任務(wù)完成的約束;(2)是配送車輛運(yùn)輸能力的約束;(3)是配送車輛單車周期內(nèi)運(yùn)輸時(shí)間約束;(4)是配送車輛相鄰兩次配送不沖突的時(shí)間約束,即配送汽車只有完成配送任務(wù)返回配送中心,停留時(shí)間T′后,才可開始下一次配送;(5)配送路線完成并且只能由一輛車完成的惟一性約束;(6)是變量要求.3配送運(yùn)輸規(guī)模模型配送運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展對于物流系統(tǒng)的完善,流通企業(yè)和生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展,以及整個(gè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益的提高,無不具有重要的作用.由于傳統(tǒng)的運(yùn)輸企業(yè)多是隸屬于某個(gè)生產(chǎn)企業(yè),只為本企業(yè)提供運(yùn)輸服務(wù),車輛得不到充分的利用,或者只擁有少數(shù)車輛,零散地提供運(yùn)輸服務(wù),沒有規(guī)模效益,這種以傳統(tǒng)的依據(jù)經(jīng)驗(yàn)投資的決策方法和原則組建配