車(chē)輛配載與調(diào)度方案設(shè)計(jì)

1、第七章車(chē)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(chē)輛 配置數(shù)量方案選擇的方法和步驟；掌握零擔(dān)貨物車(chē)輛配載方案選擇的方法和步驟；熟練掌握車(chē)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(chē)輛配載與調(diào)度的業(yè)務(wù)內(nèi)容包括規(guī)劃車(chē)輛配置數(shù)量，設(shè)計(jì)車(chē)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(chē)輛運(yùn)行規(guī)律，優(yōu)化路線等。本章將通過(guò)車(chē)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(lái)介紹車(chē)輛配載與調(diào)度的操作方法和內(nèi)容。7.1車(chē)輛配載與調(diào)度方案設(shè)計(jì)基本實(shí)驗(yàn)配送中心車(chē)輛配置數(shù)量方案選擇1. 試驗(yàn)?zāi)康?、?lèi)型和學(xué)時(shí)（1）試驗(yàn)?zāi)康模毫私夂驼莆张渌椭行能?chē)輛配置數(shù)量

2、方案選擇的方法和步驟，在租車(chē)和自備車(chē)輛選擇中，如何既保證配送的需要，又降低車(chē)輛的運(yùn)營(yíng)成本。（2）試驗(yàn)類(lèi)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(pán)， 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(chē)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(guò)去一年的日常經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)， 統(tǒng)計(jì)出必要的車(chē)輛數(shù)量分析情況，如表

3、7-1 所示。表 7-1 配送中心日常車(chē)輛分布表車(chē)輛數(shù)量（ 0，（11，（16，（ 21，（ 26，（ 31，（36，10）15）20）25）30）35）40）出現(xiàn)頻率 /%102025201555頻率累計(jì) /%103055759095100已知條件如下：自備車(chē)輛每天使用費(fèi)用C1=500 元，自備車(chē)輛每天閑置費(fèi)用 C2=300 元，租用車(chē)輛每天費(fèi)用 C3=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(chē)輛？6. 方案設(shè)計(jì)參考（1）利用配送車(chē)輛數(shù)量頻率累計(jì)數(shù)公式：xp( y)=（ 3-C1）/ （C3+C2-C1）Cx 1求得：xp( y)(1000500) /

4、 (1000300500)62.5%x 1（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(chē)輛配置數(shù)三22 輛。零擔(dān)貨物配載方案選擇1. 試驗(yàn)?zāi)康?、?lèi)型和學(xué)時(shí)（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饬銚?dān)貨物車(chē)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(chē)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(lèi)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(pán)， 15 英寸液晶顯示器， Pentium 4

5、3.0GHz 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 。3. 實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)準(zhǔn)備（1）車(chē)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(guò)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：333330m、24m、22m、15m、360t ，即 W0=60t, 最大裝運(yùn)60m, 用鐵路棚車(chē)裝運(yùn)，該鐵路棚車(chē)的最大裝運(yùn)質(zhì)量是33體積為 120m，即 V0=120m，分別按不同的優(yōu)化目標(biāo)配

6、裝。5. 方案設(shè)計(jì)要求（1）以貨車(chē)靜載重最大為優(yōu)化目標(biāo)，如何裝載？（2）以貨車(chē)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(chē)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X1 X5，, 配裝模型為：Maxz=20x2+32x3+18x3+10x4+32x520x1+32x2+18x3+10x4+32x56030x1+24x2+22x3+15x4+60x5120Xi =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61m3, 總質(zhì)量 60t 。則最優(yōu)解為： X2=X3

7、=X4=1， X1 =X5=0，即選擇質(zhì)量為 32t 、18t 、 10t 的貨物裝車(chē)，配成整零車(chē)的靜載重為 60t 、體積為 61m3。（2）以貨車(chē)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X1X5, 配裝模型為：Maxz=30x1+24x2+22x3+15x4+60x520x1+32x2+18x3+10x4+32x56030x1+24x2+22x3+15x4+60x5120X =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360t, 總體積 97m。33334512的貨物裝車(chē)，則最優(yōu)解為：

8、X =X=X =1,X =X =0, 即選擇體積為22m、15m、60m配成整零車(chē)的體積為397m、靜載重為 60t 。(3) 兩種方案對(duì)比一般來(lái)說(shuō)，貨物配裝時(shí)優(yōu)先考虐提高零擔(dān)車(chē)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(chē)容積卻能得到充分利用， 則采用充分利用貨車(chē)容積的方案才是合理的。車(chē)輛配載的動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹㈩?lèi)型和學(xué)時(shí)（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私廛?chē)輛配載動(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(chē)輛的裝運(yùn)，以提高車(chē)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)驗(yàn)類(lèi)型：設(shè)計(jì)研究。（3）實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)： 3 課時(shí)。2

9、. 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(pán)， 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 。3. 實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)準(zhǔn)備（1）車(chē)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(chē)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)1

10、332333444555. 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(chē)的運(yùn)載能力。（2）該配載方案貨車(chē)的運(yùn)載能力最大是多少?lài)崳?. 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W012345678X1000111222F(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-W2X2P2X2+F1(W-W2X2)F2( )0000+001010+002020+003030+3=33103+0=34040+3=33113+0=35050+3=33123+0=36060+6=3

11、6133+3=6206+0=6070+6=67143+3=66216+0=6080+6=68153+3=66226+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-W3X3P3X3+F2(W-W3X3)F3( )0000+0=001010+0=002020+0=003030+3=334040+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-W4X4P4X4+F3(W-W4X4)F4( )0000

12、+0=001010+0=002020+0=003030+4=444040+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（）=8，對(duì)應(yīng)兩組數(shù)據(jù)，其中一組中X =0，另一組中 X =1。當(dāng) X =1 時(shí)，即第四種物品裝入一件。表 7-6中第三列數(shù)字444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 F（3

13、）=3，對(duì)應(yīng) X3=0，查表 7-5中第三列數(shù)字，當(dāng) W=3時(shí)，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，對(duì)應(yīng)兩組數(shù)據(jù)： X2=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) X1 =1；當(dāng) W=0時(shí)，對(duì)應(yīng) X1 =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） =13+1 5=8(t) 。如果在第四階段計(jì)算表中取 X4=0, 則余項(xiàng) W-W4X4=8; 在第三階段計(jì)算表中， 查W=

14、8一欄， F3(W)=8 對(duì)應(yīng) X3=2，因此得到第三組最優(yōu)：（C） X =0,X2=0,X3=2,X4=0。1裝載質(zhì)量為： F(X)=2 4=8(t) 。（2）結(jié)論：裝載質(zhì)量為F（X）=2 4=8（t) 。配送經(jīng)營(yíng)方案選擇決策1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?lèi)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(wèn)題。（2）實(shí)驗(yàn)類(lèi)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(pán)， 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）Exc

15、el 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(lè)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(chē)輛配送；方案 2 為租賃車(chē)輛配送；方案 3 為與客戶(hù)互用車(chē)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(lái)市場(chǎng)自然狀態(tài)的不確定性。 公司經(jīng)研究把未來(lái)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)各自然狀態(tài)下的效果損益值

16、，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(chē)2148輛配送方案 2 租賃車(chē)-1236輛配送方案 3 互用車(chē)3452輛配送方案 4 外包給4-236第三方5. 方案設(shè)計(jì)要求要求運(yùn)用非確定型決策方法中的樂(lè)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(lè)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。MaxA1=2 ，1，4，8=8MaxA2=-1 ， 2， 3， 6=6MaxA3=3 ，4，5，2=5MaxA4=4 ，-2 ， 3， 6=6求出各最大效果值的最大

17、值為 8，即 8 所對(duì)應(yīng)的經(jīng)營(yíng)方案 1 為應(yīng)選擇的經(jīng)營(yíng)方案。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。MinA1=2 ，1，4，8=1MinA2=-1,2,3,6=-1MinA3=3 ，4，5，2=2MinA4=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(chē)2310輛配送方案 2 租賃車(chē)5222輛配送方案 3 互用車(chē)1006輛配送方案 4

18、外包給0622第三方方案 1 的最大后悔值是 3；方案 2 的最大后悔值是 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)練車(chē)輛配載方案選擇1. 試驗(yàn)?zāi)康?、?lèi)型和學(xué)時(shí)（1）試驗(yàn)?zāi)康模毫私廛?chē)輛集裝技術(shù)配送車(chē)輛的裝貨問(wèn)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(chē)輛的裝運(yùn)， 以提高車(chē)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(lèi)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(pán)， 15 英寸液晶顯示器， P

19、entium 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）車(chē)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33上 1.6m /t ，計(jì)劃使用的車(chē)輛的載重量為11t ，車(chē)廂容積為 15m。5. 方案設(shè)計(jì)要求如何裝載可使車(chē)輛的載重能力和車(chē)廂容積都被充分利用？車(chē)輛調(diào)度方案選擇1. 試驗(yàn)?zāi)康?、?lèi)型和學(xué)時(shí)（1）試驗(yàn)?zāi)康模毫私廛?chē)輛調(diào)度方案選擇的方法和步驟。在有很多不同類(lèi)型的車(chē)輛可以調(diào)度的情況下， 盡可能提高車(chē)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。（2）試驗(yàn)類(lèi)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(pán)， 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。3. 實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)準(zhǔn)備（1）經(jīng)驗(yàn)派車(chē)法。（2）定額比派車(chē)法。4. 方案設(shè)計(jì)背景某建材配送中心，某日需運(yùn)輸水泥 580t,