通过分析3PL物流网络优化运作的特点,构建了3PL物流网络优化问题的基本模型,重点讨论了带有时间窗口的网络优化模型、运输费率折扣下的网络优化模型及多种运输方式可供选择的网络优化模型。基于遗传算法的基本原理,提出了应用遗传算法求解3PL物流网络优化问题的一般步骤和方法,为3PL物流网络的优化运作提供了决策支持。
关键词:第三方物流;物流网络;遗传算法;优化模型
一、引言
进入21世纪以后,我国的物流企业大都已经改变了传统的“点对点”运作模式,通过构建区域性或全国性物流网络,加速向现代物流企业转型。但是,由于对物流网络规划和运营管理缺乏充分的理论研究和实践经验,虽然做出了一些努力和尝试,收效不尽如人意。加强对3PL物流网络规划及物流节点的经营管理有关问题的系统深入研究,对促进我国第三方物流的快速发展,具有重要的理论意义和实用价值。
物流网络优化问题包括商品从原材料供应商到制造商,经过中间库存和配送中心到最终客户的整个流程中所涉及到的各种决策项目,其目的是在满足客户需求的基础上,使得物流网络运营的总费用最小化。物流网络的优化运行对第三方物流企业的运营起着十分重要的作用。本文站在第三方物流企业的角度,重点研究与其物流网络运作密切相关的优化问题。
传统上,物流网络优化的解决方法有许多种,大多数方法都与数学和管理学的相关知识有关。其中比较常见的方法包括[i]线性规划和混合整数规划等方法。作为问题的求解来说,这些方法虽然可以解决问题,但在问题规模较大时,问题的求解将耗费系统巨大的空间与时间资源。研究表明[ii],物流网络的优化问题是一个NP难题,只有在供需点较少时、物流网络较为简单时,才能求得精确解。如何针对3PL物流网络优化问题的特点,构造运算简单、寻优性能优良的优化算法,是一个值得深入研究的课题。
遗传算法的出现为求解3PL物流网络的优化问题提供了新的工具,该算法是由美国的Holland教授于1975年提出,是一种借鉴生物界自然选择和自然遗传机制的随机化搜索方法。它通过模拟自然进化过程,利用简单的编码技术和繁殖机制来解决十分复杂的问题,有很好的并行性、通用性、全局优化性、稳健性、可操作性和简单性,尤其适用于处理传统搜索方法难于解决的复杂和非线性的问题。[iii]因此,本文针对3PL物流网络优化问题的特点,构造了求解该问题的遗传算法。
二、3PL物流网络的优化运作分析
从第三方物流企业具体的业务运作角度来看,在一项物流业务外包给第三方物流企业后,第三方物流企业会根据物流业务的性质和客户的要求,提出物流服务的解决方案。该解决方案需权衡客户服务水平和物流网络运营的总费用。然后,根据解决方案的要求,重新设计企业的物流网络,重新规划物流网络的运作流程。典型的3PL物流网络的结构与运作流程如图1所示。