:本文分析了配送中心的配送模式,并由此建立了配送中心LRP(Location and Routing Problem)模型,即选址和路线的组合模型。并且针对该模型引入了遗传算法和禁忌搜索算法,通过合理选择算法中各算子及参数设置,设计了求解该模型的算法程序,最后通过具有一定规模的实例计算,证明了该算法在求解LRP中的实用可行性和科学有效性。
关键词:物流;配送中心;LRP;遗传算法;禁忌搜索
配送中心是货物从制造厂商至零售商之间的储存点,是集中和分散物资、促进货物迅速流转的仓库。不同地区、不同品种的货物通过配送中心的调节,按不同需求重新组合,发往收货者手中。配送中心的合理选址(Location)以及车辆路线(Vehicle Routing Problem)的合理安排,既能缩短配送距离、提高配送速度、减少配送费用,又可以促进生产和消费两种物流的有机协调与配合,使整个物流系统处于平衡发展的状态。
1.配送中心配送模式分析
配送中心的模式是首先从生产企业把货物送到配送中心,通过配送中心进行一系列的物流功能,如仓储、加工、包装等,然后再把货物送到其服务区内的客户点。在上一级的货物运输中,即从生产企业到配送中心的货物运输中,由于车辆都是满载,则要解决的是配送中心选址问题,即从这些物流网络节点到配送中心的最短路径问题;在下一级货物运输中,即从配送中心到客户点(超市、门店等)时,由于各个客户所需的货物通常都装不满一辆车,所以在这一级的配送中,则要求解的是经典的VRP问题,二者综合在一起则组成两级带有LRP(Location Routing Problem)和最短路问题。这个货物运输的过程如图1所示。
客户点集合J |
生产企业 |
配送中心 |
配送点(客户) |
配送中心集合I |
生产企业集合M |
图1配送中心配送模式
Figure 1 distribution model of distribution center
本文在构造配送中心LRP模型时,不仅考虑了配送中心把货物配送到配送点的费用(距离)问题,而且同时还考虑了配送中心和生产企业在地理位置上的关系。为了简化问题的求解难度,不限制配送中心的能力,其建设费用设为与其服务的客户需求量呈线性函数。
2.物流配送中心LRP模型
由上述分析本文提出如下模型。
首先定义标记:
I 表示潜在配送中心位置集合;
J 表示配送客户点集合;
M 表示生产企业集合;
K 表示车辆集合;
N 表示客户点数量;
表示点i,j之间的距离(或费用);
表示建立配送中心i的固定费用;
表示客户j的需求;
表示生产企业与配送中心之间的流量;
表示车辆k的容量;
;
;
为子巡回约束的辅助变量。
数学模型如下:
目标函数 (1)
在上述模型中,目标函数(1)是使站点建设费用、车辆行驶费用(配送费用)和生产企业与配送中心之间的距离三者之和最小;公式(2)保证每个客户点只能被访问一次;公式(3)是车辆容量限制;公式(4)是子巡回约束;公式(5)是流守恒公式;公式(6)保证在每条路线中只能包含一个配送中心;公式(7)保证客户分配给配送中心,即保证客户在配送中心的服务区内;公式(8)、(9)表示决策变量为0、1变量;公式(10)表示中间变量取值范围,指路线回路中节点的序号。配送中心是货物从制造厂商至零售商之间的储存点,是集中和分散物资、促进货物迅速流转的仓库。不同地区、不同品种的货物通过配送中心的调节,按不同需求重新组合,发往收货者手中。配送中心的合理选址(Location)以及车辆路线(Vehicle Routing Problem)的合理安排,既能缩短配送距离、提高配送速度、减少配送费用,又可以促进生产和消费两种物流的有机协调与配合,使整个物流系统处于平衡发展的状态。
1.配送中心配送模式分析
配送中心的模式是首先从生产企业把货物送到配送中心,通过配送中心进行一系列的物流功能,如仓储、加工、包装等,然后再把货物送到其服务区内的客户点。在上一级的货物运输中,即从生产企业到配送中心的货物运输中,由于车辆都是满载,则要解决的是配送中心选址问题,即从这些物流网络节点到配送中心的最短路径问题;在下一级货物运输中,即从配送中心到客户点(超市、门店等)时,由于各个客户所需的货物通常都装不满一辆车,所以在这一级的配送中,则要求解的是经典的VRP问题,二者综合在一起则组成两级带有LRP(Location Routing Problem)和最短路问题。这个货物运输的过程如图1所示。
客户点集合J |
生产企业 |
配送中心 |
配送点(客户) |
配送中心集合I |
生产企业集合M |
图1配送中心配送模式
本文在构造配送中心LRP模型时,不仅考虑了配送中心把货物配送到配送点的费用(距离)问题,而且同时还考虑了配送中心和生产企业在地理位置上的关系。为了简化问题的求解难度,不限制配送中心的能力,其建设费用设为与其服务的客户需求量呈线性函数。
2.物流配送中心LRP模型
由上述分析本文提出如下模型。
首先定义标记:
I 表示潜在配送中心位置集合;
J 表示配送客户点集合;
M 表示生产企业集合;
K 表示车辆集合;
N 表示客户点数量;
表示点i,j之间的距离(或费用);
表示建立配送中心i的固定费用;
表示客户j的需求;
表示生产企业与配送中心之间的流量;
表示车辆k的容量;
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为子巡回约束的辅助变量。
数学模型如下:
目标函数 (1)
在上述模型中,目标函数(1)是使站点建设费用、车辆行驶费用(配送费用)和生产企业与配送中心之间的距离三者之和最小;公式(2)保证每个客户点只能被访问一次;公式(3)是车辆容量限制;公式(4)是子巡回约束;公式(5)是流守恒公式;公式(6)保证在每条路线中只能包含一个配送中心;公式(7)保证客户分配给配送中心,即保证客户在配送中心的服务区内;公式(8)、(9)表示决策变量为0、1变量;公式(10)表示中间变量取值范围,指路线回路中节点的序号。