車輛配載與調(diào)度方案設(shè)計(jì)

1、第七章 車輛配載與調(diào)度方案設(shè)計(jì)本章學(xué)習(xí)目標(biāo)了解和掌握配送中心車輛 配置數(shù)量方案選擇的方法和步驟； 掌握零擔(dān)貨物車輛配載方案選擇的方法和步驟； 熟練掌握車輛配載動(dòng)態(tài)方案選擇的方法； 熟練掌握配送經(jīng)營(yíng)方案選擇的決策。車輛配載與調(diào)度的業(yè)務(wù)內(nèi)容包括規(guī)劃車輛配置數(shù)量，設(shè)計(jì)車輛的運(yùn)行路線、 運(yùn)行區(qū)域、運(yùn)行時(shí)間表等。，調(diào)查運(yùn)輸任務(wù)的完成情況， 以及分析車輛運(yùn)行規(guī)律， 優(yōu)化路線等。本章將通過車輛配置數(shù)量設(shè)計(jì)、 配載方案選擇以及配送經(jīng)營(yíng)方案選擇決策等， 來介紹車輛配載與調(diào)度的操作方法和內(nèi)容。7.1 車輛配載與調(diào)度方案設(shè)計(jì)基本實(shí)驗(yàn)7.1.1 配送中心車輛配置數(shù)量方案選擇1. 試驗(yàn)?zāi)康?、類型和學(xué)時(shí)(1) 試驗(yàn)?zāi)康模?/p>

2、了解和掌握配送中心車輛配置數(shù)量方案選擇的方法和步驟， 在租車和自備車輛選擇中，如何既保證配送的需要，又降低車輛的運(yùn)營(yíng)成本。(2) 試驗(yàn)類型：設(shè)計(jì)研究。(3) 試驗(yàn)學(xué)時(shí)： 3 課時(shí)。2. 實(shí)驗(yàn)條件準(zhǔn)備(1) 計(jì)算機(jī)基本配置。硬件：2GB內(nèi)存，320GB硬盤，15英寸液晶顯示器， Pentium 43.0GHz CPU;軟件： Windows XP SP2 操作系統(tǒng)， Office 系統(tǒng)。( 2)寬帶上網(wǎng)。( 3) Excel 軟件、 Access 軟件。( 4 )投影儀。3. 實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)準(zhǔn)備( 1 )配送車輛數(shù)量頻率累計(jì)數(shù)。( 2)內(nèi)插法。4. 方案設(shè)計(jì)背景 根據(jù)某連鎖超市配送中心過去一年的日常

3、經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)， 統(tǒng)計(jì)出必要的車輛數(shù)量分析情況，如表 7-1 所示。表7-1配送中心日常車輛分布表車輛數(shù)量（0，10）（11，15）（16，20）（21，25）（26，30）（31，35）（36，40）出現(xiàn)頻率/%101 2025201555頻率累計(jì)/%10：3055759095100已知條件如下：自備車輛每天使用費(fèi)用G=500元，自備車輛每天閑置費(fèi)用G2=300元，租用車輛每天費(fèi)用G3=1000元。5. 方案設(shè)計(jì)要求請(qǐng)為該配送中心設(shè)計(jì)一個(gè)方案，該配送中心應(yīng)該配置多少車輛？6. 方案設(shè)計(jì)參考（1）利用配送車輛數(shù)量頻率累計(jì)數(shù)公式：x' P（y） =（G-Ci） /（G3+G2-Gi）X=1求得

4、：X、p（ y） = （1000 - 500）/（1000 300 - 500） = 62.5%xT（2）根據(jù)頻率累計(jì)數(shù)與表7-1對(duì)比，X取值范圍在（21, 25），進(jìn)一步用內(nèi) 插法可以得到：X=22（輛）。結(jié)論：配送中心最佳車輛配置數(shù)三 22輛。7.1.2 零擔(dān)貨物配載方案選擇1. 試驗(yàn)?zāi)康?、類型和學(xué)時(shí)（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饬銚?dān)貨物車輛配載方案選擇的方法和步驟。在充分保 證貨物質(zhì)量和數(shù)量完好的前提下，盡可能提高車輛在容積和載重兩方面的裝載量， 以提高運(yùn)能運(yùn)力的利用率，降低送貨成本。（2）試驗(yàn)類型：設(shè)計(jì)研究。（3）試驗(yàn)學(xué)時(shí)：3課時(shí)。2. 實(shí)驗(yàn)條件準(zhǔn)備（1）計(jì)算機(jī)基本配置。硬件：2GB內(nèi)存，320

5、GB硬盤，15英寸液晶顯示器， Pen tium 43.0GHz CPU;軟件：Windows XP SP2操作系統(tǒng)，Ofice系統(tǒng)。（2）寬帶上網(wǎng)。（3）Excel 軟件、Access 軟件。3. 實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)準(zhǔn)備（1）車輛集裝配載技術(shù)。（2）裝載質(zhì)量最大化。3）裝載容積最大化4. 方案設(shè)計(jì)背景某配送中心有五批貨物， 需要通過鐵路裝載運(yùn)輸， 這五批貨物的質(zhì)量分別為 20t 、32t 、18t 、10t 、32t ，其相應(yīng)的貨物體積分別為： 30m3、24m3、22m3、15m3、 60m3,用鐵路棚車裝運(yùn)，該鐵路棚車的最大裝運(yùn)質(zhì)量是 60t，即W=60t,最大裝運(yùn) 體積為120nn，即V）=1

6、20ni,分別按不同的優(yōu)化目標(biāo)配裝。5. 方案設(shè)計(jì)要求（1 ）以貨車靜載重最大為優(yōu)化目標(biāo)，如何裝載？（2）以貨車裝載容積最大為優(yōu)化目標(biāo)，如何裝載？（3）對(duì)比以上兩種配載方式，那種方式更優(yōu)？6. 方案設(shè)計(jì)參考（1）以貨車裝載質(zhì)量最大為優(yōu)化目標(biāo)將五批貨物的質(zhì)量按輸入順序賦予變量 XX5,，配裝模型為：Maxz=20x2+32x3+18x3+10x4+32x52OX1+32X2+I8X3+IOX4+32X5W 60 30x1+24x2+22x3+15x4+60x5w 120Xi=0或 1, i=1 , 2, 3, 4, 5運(yùn)行結(jié)果：選擇的物品為物品 2、物品 3、物品 4。 最優(yōu)結(jié)果顯示：總體積 6

7、1m3, 總質(zhì)量 60t 。則最優(yōu)解為：X>=X5=Xi=1, X=X5=0,即選擇質(zhì)量為32t、18t、10t的貨物裝 車，配成整零車的靜載重為60t、體積為61n。（2）以貨車裝載容積最大為優(yōu)化目標(biāo)建立模型：將五批貨物按體積由小到大排列,并賦予變量X1 X5, 配裝模型為：Maxz=30x1+24x2+22x3+15x4+60x520x1+32x2+18x3+10x4+32x5w 6030x1+24x2+22x3+15x4+60x5w 120X! =0 或 1, i=1 , 2, 3, 4, 5運(yùn)行結(jié)果：選擇的物品為物品 3、物品 4、物品 5。 最優(yōu)結(jié)果顯示：總質(zhì)量 60t, 總體

8、積 97m3。則最優(yōu)解為：X3=X=X5=1,X1=X=0,即選擇體積為22用、15用、60用的貨物裝車， 配成整零車的體積為97斥、靜載重為60t。（3）兩種方案對(duì)比 一般來說,貨物配裝時(shí)優(yōu)先考虐提高零擔(dān)車靜載重或載質(zhì)量利用率是正確的。但有時(shí)載質(zhì)量相差不大, 貨車容積卻能得到充分利用, 則采用充分利用貨車容積 的方案才是合理的。7.1.3 車輛配載的動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、類型和學(xué)時(shí)（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私廛囕v配載動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型的設(shè)計(jì)方法和步驟。在裝運(yùn)很 多種商品的情況下, 提高盡可能根據(jù)商品特點(diǎn)和商品的價(jià)值系數(shù)安排車輛的裝運(yùn), 以提高車輛的裝載價(jià)值量和運(yùn)能運(yùn)力的利用率,降低配送成本。（2）實(shí)

9、驗(yàn)類型：設(shè)計(jì)研究。（3）實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)： 3 課時(shí)。2. 實(shí)驗(yàn)條件準(zhǔn)備（1）計(jì)算機(jī)基本配置。硬件：2GB內(nèi)存，320GB硬盤，15英寸液晶顯示器，Pen tium 43.0GHz CPU;軟件：Windows XP SP2操作系統(tǒng)，Ofice系統(tǒng)。（2）寬帶上網(wǎng)。（3）Excel 軟件、Access 軟件。3. 實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)準(zhǔn)備（1）車輛集裝配載技術(shù)。（2）動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型配載方案（3）裝載價(jià)值最大化。4. 方案設(shè)計(jì)背景某配送中心送貨車輛的載質(zhì)量為 8t,現(xiàn)在需要運(yùn)輸四種機(jī)電產(chǎn)品，其質(zhì)量分別為3t、3t、4t、5t,其價(jià)值系數(shù)分別也是3、3、4、5,如表7-2所示7-2配送貨物內(nèi)容貨物編號(hào)質(zhì)量/t價(jià)值系數(shù)

10、1332333444555.方案設(shè)計(jì)要求（1）請(qǐng)為公司設(shè)計(jì)一個(gè)合理的配載方案。方案要能充分利用貨車的運(yùn)載能 力。（2）該配載方案貨車的運(yùn)載能力最大是多少噸？6.方案設(shè)計(jì)參考（1）配載方案設(shè)計(jì)。第一步：分階段計(jì)算。第一階段計(jì)算如表7-3所示。表7-3第一階段計(jì)算W012345678X000111222F(W)000333666第二階段計(jì)算如表7-4所示。表7-4第二階段計(jì)算WX2W-WX2聯(lián)+%W-WX)F2( 3 )00r 00+0 01010+002020+0030:3:0+3=3:3103+0=34040+3=331:1r3+0=35050+3=33123+0=36060+6=361P 3

11、3+3=6206+0=67070+6=661P 43+3=6216+0=68080+6=66153+3=6226+0=6第三階段計(jì)算如表7-5所示。表7-5第三階段計(jì)算WX3W-WXaP3Xa+F2(W-WX3)Fa( 3 )0000+0=0P 01010+0=002020+0=003030+3=3P34040+3=34104+0=45050+3=34114+0=46060+6=66124+0=40070+6=67134+3=78080+6=68144+3=7208+0=8第四階段計(jì)算如表7-6所示。表7-6 第四階段計(jì)算WX4W-W4P4% + F3(W-WX4)F4( 3 )0000+0=

12、001010+0=002020+0=003030+4=4P44040+4=445050+45105+0=56060+6=66115+0=57070+7=77125+0=58080+8=88135+3=8第二步：尋找最優(yōu)解方案。 尋找最優(yōu)解方案的次序與計(jì)算順序相反，由第四階段向第一階段進(jìn)行。在第四階段計(jì)算表中，加之最大值 F4(3)=8,對(duì)應(yīng)兩組數(shù)據(jù)，其中一組中 X4=0,另一組中X4=1。當(dāng)X4=1時(shí)，即第四種物品裝入一件。表7-6中第三列數(shù)字 表示其余種貨物的裝載量。當(dāng) X4=1 時(shí)，其他三種貨物裝載質(zhì)量為 3t 。按相反方向，在第三階段計(jì)算表中，查W=3時(shí)得裝載質(zhì)量最大之Fa( 3)=3,

13、 對(duì)應(yīng)X3=0,查表7-5中第三列數(shù)字，當(dāng) W=3寸，其他兩種貨物裝載質(zhì)量為 3t。在第二階段計(jì)算表中，查W=3時(shí)，F(xiàn)2(3)=3,對(duì)應(yīng)兩組數(shù)據(jù)：茨=0或X2=1, 其余量為 3 或 0，即其他(第一種)貨物裝載質(zhì)量為 3t 或 0。再查第一階段計(jì)算表，當(dāng) W=3時(shí)，對(duì)應(yīng)X=1 ;當(dāng)W=C時(shí)，對(duì)應(yīng)Xi=0。 因此得到兩組最優(yōu)解：(A) X1=1， X2=0， X3=0， X4=1;(B) X1=0， X2=1， X3=0， X4=1。裝載質(zhì)量為：F( X) =1x 3+1 x 5=8(t)。如果在第四階段計(jì)算表中取 X4=0,則余項(xiàng)W-W=8;在第三階段計(jì)算表中，查 W=8-欄，F(xiàn)3(W)=8

14、對(duì)應(yīng)Xb=2,因此得到第三組最優(yōu)：(C) X1=0,X2=0,X3=2,X4=0。裝載質(zhì)量為： F(X)=2x 4=8(t) 。( 2)結(jié)論：裝載質(zhì)量為 F( X) =2x 4=8( t) 。7.1.4 配送經(jīng)營(yíng)方案選擇決策1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、類型和學(xué)時(shí)( 1 )實(shí)驗(yàn)?zāi)康模豪脹Q策模型解決配送方案選擇問題。( 2)實(shí)驗(yàn)類型：設(shè)計(jì)研究。(3) 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)： 3課時(shí)。2. 實(shí)驗(yàn)條件準(zhǔn)備(1) 計(jì)算機(jī)基本配置。硬件：2GB內(nèi)存，320GB硬盤，15英寸液晶顯示器， Pentium 43.0GHz CPU;軟件： Windows XP SP2 操作系統(tǒng)， Office 系統(tǒng)。( 2)寬帶上網(wǎng)。( 3) Ex

15、cel 軟件、 Access 軟件。( 4 )投影儀。3. 實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)準(zhǔn)備( 1 )非確定決策。( 2)樂觀法。( 3)悲觀法。( 4)最大后悔值法。4. 方案設(shè)計(jì)背景 某配送中心為實(shí)現(xiàn)其配送方案優(yōu)化的決策目標(biāo)，提出了四種配送經(jīng)營(yíng)方案，即：方案 1 為自營(yíng)車輛配送;方案 2 為租賃車輛配送;方案 3 為與客戶互用車輛配送;方案 4 為外包給第三方物流配送。配送中心還面臨著未來市場(chǎng)自然狀態(tài)的不確定性。 公司經(jīng)研究把未來市場(chǎng)變 化的狀態(tài)劃分為四個(gè)等級(jí)，即配送要求程度高、配送要求程度較高、配送要求程 度一般、配送要求程度低。公司把四種方案和四個(gè)自然狀態(tài)的要求進(jìn)行結(jié)合分析， 估算出了各方案對(duì)應(yīng) 各自然

16、狀態(tài)下的效果損益值，有關(guān)資料如表 7-7所示。表7-7個(gè)方案效果值效果矩陣經(jīng)營(yíng)方案自然狀態(tài)配送要求程度 高配送要求程度 較高配送要求程度 一般配送要求程度 低方案1自營(yíng)車 輛配送2148方案2租賃車 輛配送-1236方案3互用車 輛配送3452方案4外包給 第二方4-2365.方案設(shè)計(jì)要求要求運(yùn)用非確定型決策方法中的樂觀法、悲觀法和最大后悔值發(fā)分別做出最優(yōu)決策方案的選擇。6.方案設(shè)計(jì)參考1）樂觀法 求出各經(jīng)營(yíng)方案在各自然狀態(tài)下的最大效果值。MaxA=2，1，4，8=8MaxA=-1 , 2，3，6=6MaxA=3，4，5，2=5MaxA=4，-2， 3， 6=6求出各最大效果值的最大值為8,即

17、8所對(duì)應(yīng)的經(jīng)營(yíng)方案1為應(yīng)選擇的經(jīng)營(yíng)2）悲觀法（1）求出各經(jīng)營(yíng)方案在各自然狀態(tài)下的最下效果值。Mi nA二2，1，4，8=1Mi nA二-1,2,3,6=-1Mi nA二3，4，5，2=2MinA=4，-2，3，6=-2（2） 求出各最小效果值的最大值為 2,即2所對(duì)應(yīng)的經(jīng)營(yíng)方案3為應(yīng)選擇 的經(jīng)營(yíng)方案。3）最大后悔值法計(jì)算結(jié)果如表7-8所示。表7-8各方案的后悔值效果矩陣自然狀態(tài)配送要求程度配送要求程度配送要求程度配送要求程度經(jīng)營(yíng)方案高較高一般低方案1自營(yíng)車 輛配送2310方案2租賃車 輛配送5222方案3互用車 輛配送1006方案4外包給 第二方0622方案1的最大后悔值是3;方案2的最大后悔

18、值是5;方案3的最大后悔值是6;方案4的最大后悔值是6。因此選最下的最大后悔值3對(duì)應(yīng)的方案1為最優(yōu)方案。7.2拓展訓(xùn)練7.2.1車輛配載方案選擇1. 試驗(yàn)?zāi)康?、類型和學(xué)時(shí)（1）試驗(yàn)?zāi)康模毫私廛囕v集裝技術(shù)一一配送車輛的裝貨問題。在裝運(yùn)很多種商品的情況下，盡可能根據(jù)商品的質(zhì)量和體積安排車輛的裝運(yùn)，以提高車輛的裝載總量，從而提高運(yùn)能運(yùn)力的利用率，降低配送成本。（2）試驗(yàn)類型：設(shè)計(jì)研究。（3）試驗(yàn)學(xué)時(shí)：3課時(shí)。2. 實(shí)驗(yàn)條件準(zhǔn)備（1）計(jì)算機(jī)基本配置。硬件：2GB內(nèi)存，320GB硬盤，15英寸液晶顯示器，Pen tium 43.0GHz CPU;軟件：Windows XP SP2操作系統(tǒng)，Ofice系統(tǒng)。（2）寬帶上網(wǎng)。（3）Excel 軟件、Access 軟件。（4）投影儀。3. 實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)準(zhǔn)備（1）車輛集裝配載技術(shù)（2）裝載總量最大化。4. 方案設(shè)計(jì)背景某配送中心某次需運(yùn)輸水泥和玻璃兩種貨物，水泥質(zhì)量體積為0.9m3/t,玻璃 上1.6m3/t，計(jì)劃使用的車輛的載重量為11t，車廂容積為15用。5. 方案設(shè)計(jì)要求如何裝載可使車輛的載重能力和車廂容積都被充分利用？7.2.2車輛調(diào)度方案選擇1. 試驗(yàn)?zāi)康?、類型和學(xué)時(shí)（1）試驗(yàn)?zāi)康模毫私廛囕v調(diào)度方案選擇的方法和步驟。在有很多不同類型 的車