冷鏈型企業(yè)采購與調(diào)度聯(lián)合優(yōu)化問題研究

1、冷鏈型企業(yè)采購與調(diào)度聯(lián)合優(yōu)化問題研究摘要：一般的生產(chǎn)調(diào)度論文都不考慮原材料采購因素， 但對于某些原材料采購價格變化幅度相對較大的企業(yè)而言， 原材料采購會影響企業(yè)的運營成本，因此這種情況下應(yīng)考慮 原材料采購因素。本文討論了原材料采購時間和生產(chǎn)調(diào)度的 聯(lián)合優(yōu)化問題，假設(shè)原材料凈成本和庫存成本分別是采購時 間和庫存時間的線性增函數(shù)，目標(biāo)在于最小化原材料總成本 與庫存總成本之和。根據(jù)原材料凈成本轉(zhuǎn)換系數(shù)與庫存成本 轉(zhuǎn)換系數(shù)的大小比較，將目標(biāo)函數(shù)分成了四種情況討論，并 分別證明了各種情況題是多項式可解的。關(guān)鍵詞： 單機調(diào)度 采購時間 原材料凈成本 庫存 成本中圖分類號： O221;F406.2;TP30

2、1 文獻標(biāo)識碼： A 一、引言 冷鏈?zhǔn)且环N特殊的供應(yīng)鏈系統(tǒng)，是指易變質(zhì)性產(chǎn)品從原 材料獲得、產(chǎn)品加工、貯藏、運輸、分銷和零售、直到消費 者手中，其各個環(huán)節(jié)始終處于產(chǎn)品所必需的低溫環(huán)境下，以 保證產(chǎn)品質(zhì)量安全，減少損耗，防止污染，一般包括食品冷 鏈、醫(yī)藥冷鏈和化工冷鏈。 隨著我國經(jīng)濟社會的進一步發(fā)展， 人們對各種食品等要求不斷提高，冷鏈行業(yè)得到了空前的發(fā) 展，并具有十分廣闊的發(fā)展前景。由于冷鏈的特殊性，導(dǎo)致 冷鏈產(chǎn)品從原材料采購到產(chǎn)品的生產(chǎn)都需要在一個特定的 低溫環(huán)境下進行，而且在此期間原材料或產(chǎn)成品可能會變質(zhì)， 所以冷鏈型企業(yè)的生產(chǎn)調(diào)度問題對該企業(yè)至關(guān)重要?，F(xiàn)有的冷鏈研究中，多數(shù)都是關(guān)于生產(chǎn)調(diào)

3、度和經(jīng)濟批量 或生產(chǎn)調(diào)度和車輛路徑等方面的研究， 如周泓等人、 Chen 等 人研究了易腐產(chǎn)品的生產(chǎn)調(diào)度和帶時間窗的車輛路徑問題 ; 李娜、王守彬討論了易腐產(chǎn)品的生產(chǎn)調(diào)度和車輛路徑問 題 ;Pedro、Amorim 等人討論了多時間窗的車輛路徑問題，目 標(biāo)是使可變成本、 車輛租賃成本、 司機成本的和最小 ;Nargess、 Shirvani 等人研究了訂單存在釋放時間、尾時間、截止日期 的易腐產(chǎn)品的平行機調(diào)度問題。而在冷鏈型企業(yè)中，生產(chǎn)所需要的原材料隨著時間的推 移，可能會發(fā)生變質(zhì)，導(dǎo)致數(shù)量上的減少或質(zhì)量上的降低， 因此生產(chǎn)時間受到限制，或者為了保證其在一段時間內(nèi)不變 質(zhì)必須在一定條件下進行儲

4、藏?；诖?，原材料對于冷鏈型 企業(yè)的生產(chǎn)調(diào)度有一定的影響。關(guān)于考慮原材料的文獻，劉 凱飛和劉曉的研究對象是一類原材料極易發(fā)生變質(zhì)而成品 在其保質(zhì)期內(nèi)相對穩(wěn)定的易腐食品（如牛奶） ，假設(shè)原材料 的生命周期固定，且變質(zhì)率和單位采購成本已知，提出了庫 存原材料的動態(tài)庫存策略，根據(jù)運作風(fēng)險及庫存策略建立了 生產(chǎn)與配送的隨機規(guī)劃模型。在現(xiàn)實的冷鏈型企業(yè)中，存在某些原材料采購價格變化 幅度相對較大的企業(yè)，原材料采購時間會影響該類企業(yè)的運 營成本。例如，對于某些原材料為初級農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)品，原材 料在收貨季節(jié)的時候價格相對便宜，而過了收貨季節(jié)就會變 貴。且對于采購時間早于開工時間的原材料，為了保證其在 一個調(diào)度

5、周期內(nèi)不變質(zhì)或保證其新鮮度，須要一定的儲藏條 件，這無疑會產(chǎn)生庫存成本。該類型的冷鏈型企業(yè)原材料采 購和產(chǎn)品生產(chǎn)需要更強的協(xié)調(diào)性，除考慮常規(guī)的基于時間的 目標(biāo)函數(shù)外，還需要考慮包含原材料凈成本和庫存成本在內(nèi) 的企業(yè)運作成本。本文研究原材料在一個周期內(nèi)不變質(zhì)情況 下采購時間和生產(chǎn)調(diào)度的聯(lián)合優(yōu)化問題，目標(biāo)是對采購時間 和開工時間同時進行優(yōu)化，使得總庫存成本與總原材料凈成 本之和最小，證明了不同情況下用不同算法可以得到該問題 的最優(yōu)解。二、問題描述及模型建立四、結(jié)語及進一步的工作本文討論了考慮原材料采購時間和生產(chǎn)調(diào)度的聯(lián)合優(yōu) 化問題，首先建立了數(shù)學(xué)模型，然后通過對原材料凈成本轉(zhuǎn) 換系數(shù)和庫存成本轉(zhuǎn)換

6、系數(shù)的大小比較，將該模型分成四種 情況進行討論，分別證明了對全部作業(yè)的原材料凈成本轉(zhuǎn)換 系數(shù)大于、等于或小于庫存成本轉(zhuǎn)換系數(shù)以及最一般情況下 （部分作業(yè)的原材料凈成本轉(zhuǎn)換系數(shù)大于，且部分訂單等于， 部分訂單小于庫存成本轉(zhuǎn)換系數(shù)） 這四種情況使用 SPT、SPT、WSPT及從小到大排序可以得到該模型的最優(yōu)解。本文的進一步工作將從如下 2 個方面展開：第一，考慮 原材料數(shù)量減少型變質(zhì)，假設(shè)原材料變質(zhì)導(dǎo)致的數(shù)量損失與 原材料庫存時間之間呈某種函數(shù)關(guān)系，由此推導(dǎo)出原材料的 總成本（凈成本與變質(zhì)成本之和）與時間之間的函數(shù)關(guān)系， 建立原材料采購時間、采購數(shù)量以及生產(chǎn)調(diào)度的聯(lián)合優(yōu)化模 型，平衡原材料采購的價

7、格波動、變質(zhì)成本以及庫存成本之 間的矛盾。第二，原材料數(shù)量質(zhì)量降低型變質(zhì)，對這種情況 下的原材料采購時間、產(chǎn)品選擇以及生產(chǎn)調(diào)度同時進行優(yōu)化， 構(gòu)建相應(yīng)的聯(lián)合優(yōu)化模型，并設(shè)計對應(yīng)的調(diào)度優(yōu)化方法。參考文獻1 周泓，夏曉雯 . 易變質(zhì)產(chǎn)品的生產(chǎn)計劃與作業(yè)排序集 成優(yōu)化研究 J. 計算機工程與應(yīng)用， 2010，46（18）：192-1952 李娜，王守彬 . 不確定需求下易腐產(chǎn)品的生產(chǎn)配送優(yōu)化模型J.計算機應(yīng)用研究，2011 , 28 （3）: 927-9343 劉凱飛，劉曉 . 考慮運作風(fēng)險的易腐產(chǎn)品生產(chǎn)配送隨 機規(guī)劃模型J.工業(yè)工程， 2013，16（ 1）: 38-444 唐恒永， 趙傳立 . 排序引論 M. 北京：科學(xué)出版社，20025 趙傳立， 唐恒永.一類資源約束單機排序問題J.系統(tǒng)工程學(xué)報， 2004， 19（ 5）： 451-4566 李凱，馬華偉，楊善林 .含作業(yè)