配送中心優(yōu)化基礎

1、配送中心優(yōu)化基礎第1頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三二、物流系統(tǒng)優(yōu)化的基本思路分析并研究問題明確決策目標建立優(yōu)化模型收集數(shù)據(jù)參數(shù)確定計算方法提出優(yōu)化方案初步運行并評價修改需要修改運行得出最優(yōu)方案第2頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三第二節(jié) 物流優(yōu)化的應用領(lǐng)域 一、優(yōu)化方法在選址決策中的應用 物流網(wǎng)絡設計通常可以分為三個步驟：第一步要進行網(wǎng)絡分析。通過網(wǎng)絡分析，確定網(wǎng)絡要素和相互的關(guān)系，比如配送中心的位置、分銷地點和數(shù)量、供應商的數(shù)量和位置等；第二步是優(yōu)化設計，采用有關(guān)數(shù)學模型或采用其他方法進行優(yōu)化決策分析；第三步是組織實施網(wǎng)絡設計方案。局部物流

2、網(wǎng)絡設計 全局物流網(wǎng)絡設計第3頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三二、優(yōu)化方法在物流運作管理中的運用 運輸管理 物料管理運輸工具、路線的選擇與調(diào)度采購與供應庫存控制的方法與策略。（一）制定最優(yōu)運輸計劃TSP與VRP第4頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三旅行商問題（TSP)（起點和終點重合的問題）BDAECVADCEBVBDCEAVBADCEVadcb201510ADCEBV2015151510202025254040301051353510151305152010251590第5頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三中華地理信息

3、學會2000年學術(shù)發(fā)表會6VRP求解分析VRP是車輛在依序的服務地點做收貨 (或，和)送貨的服務，且必須依照指示依序通過這些服務地點，開始和結(jié)束在同一個出發(fā)點 (depot or domicile)。VRP問題的分類單一場站、多場站（配送中心）本研究屬于單一場站第6頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三中華地理信息學會2000年學術(shù)發(fā)表會7VRP問題探討本研究最主要的討論是關(guān)於單一場站與多車輛路線問題之研究，在實務應用上通常都以單一物流中心，同時指派多部車輛，來達到時效性最高的顧客滿意度。這樣的問題被定義為：在一廣大的區(qū)域散置分布N各節(jié)點或顧客，每個顧客有其特定的需求量，這

4、些需求量由某一個特定的中心站來提供，此中心站有多部車輛，每部車輛的裝載量為已知，來求由配送中心到滿足所有N各點的顧客需求的配送路線，并使配送成本達到最小。 第7頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三中華地理信息學會2000年學術(shù)發(fā)表會8VRP問題求解模式(1)先分群再排路線(Cluster First-Route second)掃瞄法(Gillett and Miller,1974)-采用及坐標角度掃瞄分群。(2)先排路線再分群(Route First-cluster Second)(Bodin and Berman,1979)-分群結(jié)果受先前排列之路進影響。(3)節(jié)省法或

5、插入法(Saving or Insertion)節(jié)省法(Clarke and Wright,1964)-叫無彈性，無法視群聚狀況調(diào)整第8頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三中華地理信息學會2000年學術(shù)發(fā)表會9VRP問題求解模式(4)改善與交換(Improvement or exchange)K-optimal法(Lin and Kernighan,1965)(5)數(shù)學規(guī)劃法(Mathematical Programming Approaches)(6)最佳解法(Exact Procedures)(7)人機互動法(Interactive Optimization)第9頁，

6、共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三中華地理信息學會2000年學術(shù)發(fā)表會10VRP問題求解模式分析由于VRP屬于非完全多項式(NP-Complete)問題，(5)數(shù)學規(guī)劃法、(6)最佳解法兩種方式求解復雜度隨問題大小呈指數(shù)成長，近年來學者紛紛致力于啟發(fā)式解法的開發(fā)。第10頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三中華地理信息學會2000年學術(shù)發(fā)表會11啟發(fā)式解法基本概念目前學界研究VRP問題通常采用二階段法；第一階段初始解的產(chǎn)生，例如(1)先分群再排路線、(2)先排路線再分群、(3)節(jié)省法或插入法第二階段則為解的改善，例如(4)改善與交換本研究采用先分群后排路

7、線的方法第11頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三中華地理信息學會2000年學術(shù)發(fā)表會12研究假設單一場站多部車輛道路的特性初期考慮對稱性路網(wǎng)，日后研究在考慮實際路網(wǎng)配送點特性限制由一部車服務需求皆不超過一部車容量車輛的限制型態(tài)容量的限制單一車種，多部車輛行車距離的限制第12頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三中華地理信息學會2000年學術(shù)發(fā)表會13研究假設時窗(Time Window)的限制不考慮時窗限制客戶區(qū)位特性固定已知的需求產(chǎn)品本身特性以數(shù)量考慮，視為一種商品第13頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三制定最優(yōu)配送計劃車輛

8、行程安排問題（VRP） 基本思路：a+bc第14頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三三、物流優(yōu)化的其他應用領(lǐng)域第一層次：配送中心的產(chǎn)品進貨計劃第二層次：營銷策略與產(chǎn)品的市場需求特征第三層次：產(chǎn)品的進貨價格第15頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三第三節(jié) 物流優(yōu)化的基礎理論與計算方法 一、規(guī)劃論 例2-1：運輸問題的數(shù)學模型 大宗物資調(diào)運，如原材料等在全國有若干生產(chǎn)基地，根據(jù)以后的交通網(wǎng)絡，制訂調(diào)運方案，將這些物資運到各消費地點，且總運費最小。用數(shù)學語言描述如下： 已知有m個生產(chǎn)基地，Ai （i=1,2,m）可供應某種物資，其供應量分別為ai（i=1,

9、2,m）,有n 個銷地Bj (j= i=1,2,n), 其需要量分別為bj ( i=1,2,n)，從Ai至Bj 運輸單位物資的運價（單價）為cij ,這些數(shù)據(jù)匯總于產(chǎn)銷平衡表和單位運價表中。第16頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三 產(chǎn)銷平衡表 單位運價表若用 表示從Ai到Bj的運量，在產(chǎn)銷平衡的條件下，要求得到總運費最小的調(diào)運方案，可求解以下數(shù)學模型：這就是運輸問題的數(shù)學模型。可用單純行法的簡化方法表上作業(yè)法來解答第17頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三例題（多個起點多個終點問題）銷地產(chǎn)地B1B2B3B4庫存B1B2B3B4A17311312A2

10、41928A3974105銷量365620運價表（單位元/噸）第18頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三銷地產(chǎn)地B1B2B3B4庫存B1B2B3B4A17311312A2 41928A3974105銷量365620第19頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三銷地產(chǎn)地B1B2B3B4庫存B1B2B3B4A17311312A2 41928A3974105銷量365620第20頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三銷地產(chǎn)地B1B2B3B4庫存B1B2B3B4A17311312A23 41928A3974105銷量365620第21頁，共5

11、0頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三銷地產(chǎn)地B1B2B3B4庫存B1B2B3B4A17311312A23 41928A3974105銷量365620第22頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三銷地產(chǎn)地B1B2B3B4庫存B1B2B3B4A17311312A23 141928A3974105銷量365620第23頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三銷地產(chǎn)地B1B2B3B4庫存B1B2B3B4A1 7311312A23141928A3974105銷量365620第24頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三銷地產(chǎn)地B1B2B

12、3B4庫存B1B2B3B4A147311312A23141928A3974105銷量365620第25頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三銷地產(chǎn)地B1B2B3B4庫存B1B2B3B4A147311312A23141928A3974105銷量365620第26頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三銷地產(chǎn)地B1B2B3B4庫存B1B2B3B4A147311312A23141928A36974105銷量365620第27頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三銷地產(chǎn)地B1B2B3B4庫存B1B2B3B4A147311312A23141928

13、A36974105銷量365620第28頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三銷地產(chǎn)地B1B2B3B4庫存B1B2B3B4A147311312A23141928A363974105銷量365620第29頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三銷地產(chǎn)地B1B2B3B4庫存B1B2B3B4A147311312A23141928A363974105銷量365620第30頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三銷地產(chǎn)地B1B2B3B4庫存B1B2B3B4A1437311312A23141928A363974105銷量365620第31頁，共50頁

14、，2022年，5月20日，20點39分，星期三銷地產(chǎn)地B1B2B3B4庫存B1B2B3B4A1437311312A23141928A363974105銷量365620第32頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三排隊常常是件很令人惱火的事情尤其是在我們這樣的人口大國電話亭1978年在北京15%的電話要在1小時后才能接通。在電報大樓打電話的人還要帶著午飯去排隊 銀行窗口，ATM醫(yī)院、理發(fā)、火車售票游樂場的游樂項目?第33頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三在游樂園中的頻頻排隊會極為掃興DisneyLand中的FastPass(QuickPass)系統(tǒng)就是想

15、解決這個問題的第34頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三What is QuickPass?工作原理：到達的顧客將自己的票插入FastPass的slot中FastPass計算出建議顧客返回的時間間隔（time interval）或時間點或時間窗（time window）顧客無需排隊，在指定的時間返回就可持票進入第35頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三怎樣縮短排隊的等待時間？銀行的排隊叫號機 只是有序的組織了顧客，并沒有減少等待時間如果能實現(xiàn)知道輪到自己需要等待多少時間，再選擇合適的時間來，豈不很好？第36頁，共50頁，2022年，5月20日，20點

16、39分，星期三FastPass存在的問題：預知的返回時間間隔存在誤差按時返回卻仍需要排隊建議的返回時間間隔太長如果告訴你4小時以后再回來呢？顧客可能不會完全按照安排的時間返回如果新來的顧客不想使用FastPass系統(tǒng)？現(xiàn)有的Fast Pass真的那么好用嗎？第37頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三我們的目的就是對FastPass系統(tǒng)建立合理的離散統(tǒng)計模型（Distributed Statistical Model），求出最優(yōu)的顧客返回時間。 建模的一般步驟以及：* 模型的改進* 啟發(fā)與待解決的問題第38頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三排隊系統(tǒng)基

17、本組成輸入來源隊 列服務機構(gòu)排隊系統(tǒng)顧客服務完離開排隊系統(tǒng)的三個基本組成部分.輸入過程 (顧客按照怎樣的規(guī)律到達);排隊規(guī)則 (顧客按照一定規(guī)則排隊等待服務);服務機構(gòu) (服務機構(gòu)的設置,服務臺的數(shù)量,服務的方式,服務時間分布等)第39頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三基本排隊模型 輸入過程顧客來源 有限/無限顧客數(shù)量有限無限經(jīng)常性的顧客來源.顧客到達間隔時間: 到下一個顧客到達的時間.服從某一概率分布. (指數(shù)分布)顧客的行為假定為:在未服務之前不會離開; 當看到隊列很長的時候離開；從一個隊列移到另一個隊列。第40頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星

18、期三基本排隊模型隊列/排隊規(guī)則隊列隊列容量有限/無限排隊規(guī)則先來先服務（FCFS）；后來先服務； 隨機服務；有優(yōu)先權(quán)的服務；第41頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三基本排隊模型服務規(guī)則服務機構(gòu)服務設施， 服務渠道與服務臺服務臺數(shù)量服務時間分布:指數(shù), 常數(shù), k級Erlang第42頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三排隊系統(tǒng)常用的輸出參數(shù)平均隊長平均通過系統(tǒng)的時間平均等待時間系統(tǒng)中平均滯留的實體數(shù)第43頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三庫存系統(tǒng)目的：比較各種訂貨策略， 在保證供應的前提下， 降低成本主要特征：補給模式需求模式成本代價第44頁，共50頁，2022年，5月20日，20點39分，星期三庫存系統(tǒng)仿真的參數(shù)保管費訂貨費缺貨損失費總費用=保管費+訂貨費+缺貨損失費第45頁，共50頁，20