物流系統(tǒng)工程課件

物流系統(tǒng)工程蔣長(zhǎng)兵編著內(nèi)容提要第一篇物流系統(tǒng)篇第二篇物流工程篇第三篇軟件應(yīng)用篇物流工程篇物流庫(kù)存問(wèn)題物流運(yùn)輸問(wèn)題物流配送問(wèn)題物流節(jié)點(diǎn)選址與網(wǎng)絡(luò)布局物流系統(tǒng)設(shè)施布局內(nèi)容概要物流運(yùn)輸問(wèn)題7.2運(yùn)輸方式選擇問(wèn)題7.3車輛配載問(wèn)題7.1物資調(diào)運(yùn)問(wèn)題7.4車輛路徑問(wèn)題7.5車輛調(diào)度問(wèn)題7.6案例：天通磁心公司運(yùn)輸部的完美轉(zhuǎn)身7.1.1運(yùn)輸問(wèn)題的模型和特征數(shù)學(xué)模型：7.1.1運(yùn)輸問(wèn)題的模型和特征運(yùn)輸問(wèn)題的特征：

①在產(chǎn)銷平衡時(shí)，運(yùn)輸問(wèn)題一定有可行解，且有最優(yōu)解。②當(dāng)產(chǎn)量與銷量均為整數(shù)時(shí)，必存在決策變量為整數(shù)的最優(yōu)解。③決策變量的系數(shù)只有0和1，系數(shù)矩陣A有m+n行、m*n列，秩為m+n-1，從而有m+n-1個(gè)基變量。④運(yùn)輸問(wèn)題的m+n-1個(gè)基變量不構(gòu)成閉回路；⑤運(yùn)輸問(wèn)題可以采用運(yùn)籌學(xué)的線性規(guī)劃求解，一般可以采用表上作業(yè)法。7.1.2用表上作業(yè)法求解運(yùn)輸問(wèn)題基本步驟:(1)編制初始調(diào)運(yùn)方案(即確定初始基本可行解，西北角法/最小元素法)(2)最優(yōu)性檢驗(yàn)(即求出相應(yīng)的檢驗(yàn)數(shù)，閉回路法/位勢(shì)法)(3)解的改進(jìn)根據(jù)檢驗(yàn)數(shù)確定方案是否最優(yōu)，是則終止，否則采用閉回路法調(diào)整，再返回到第2步，直至最優(yōu)。7.1.2用表上作業(yè)法求解運(yùn)輸問(wèn)題例7-1，現(xiàn)由A1、A2、A3三個(gè)供應(yīng)地向B1、B2、B3、B4四個(gè)需求地供應(yīng)商品，各供應(yīng)點(diǎn)的供應(yīng)量、需求點(diǎn)的需求量、以及從供應(yīng)點(diǎn)到需求點(diǎn)的單位(包括設(shè)備交通)費(fèi)用如表7-2所示，問(wèn)如何安排可使總費(fèi)用最?。?.1.2用表上作業(yè)法求解運(yùn)輸問(wèn)題解：1)西北角法，如表7-32)最小費(fèi)用法，如表7-4(1)編制初始調(diào)運(yùn)方案3)以上兩種方法在求初始基可行解時(shí)，均會(huì)遇到一些特殊情況，一般稱為“退化”。7.1.2用表上作業(yè)法求解運(yùn)輸問(wèn)題解：(2)最優(yōu)性檢驗(yàn)1)閉回路法2)位勢(shì)法7.1.2用表上作業(yè)法法求解運(yùn)輸問(wèn)問(wèn)題解：(3)用閉回路法調(diào)調(diào)整運(yùn)輸方案案——改進(jìn)基可行解解7.1.3其它運(yùn)輸問(wèn)題題的處理具體參考例9-4內(nèi)容概要物流運(yùn)輸問(wèn)題7.2運(yùn)輸方式選擇擇問(wèn)題7.3車輛配載問(wèn)題題7.1物資調(diào)運(yùn)問(wèn)題題7.4車輛路徑問(wèn)題題7.5車輛調(diào)度問(wèn)題題7.6案例：天通磁磁心公司運(yùn)輸輸部的完美轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)身7.2.1因素分析法步驟：(1)因素分析法首首先對(duì)所要進(jìn)進(jìn)行選擇的運(yùn)運(yùn)輸方式，按按重要性因素素或其它尺度度進(jìn)行標(biāo)定(2)按各種不同標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，分別給給各種運(yùn)輸工工具打分(3)對(duì)每種運(yùn)輸工工具計(jì)算其總總分(4)選擇出總分最最高的運(yùn)輸方方式模型：7.2.2加權(quán)因素分析析法加權(quán)因素分析析法是因素分分析法的一種種改進(jìn)，主要要改進(jìn)的地方方是對(duì)不同的的準(zhǔn)則按其重重要性分別給給予不同的權(quán)權(quán)重?；静讲襟E同因素分分析法。模型：7.2.3層次分析法20世紀(jì)70年代，著名運(yùn)運(yùn)籌學(xué)家薩迪迪(T.L.Saaty)提出適用于那些難難于完全用定定量進(jìn)行分析析的復(fù)雜問(wèn)題題步驟：1)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)構(gòu)的建立2)構(gòu)造兩兩比較較判斷矩陣3)單一準(zhǔn)則下元元素相對(duì)權(quán)重重計(jì)算4)單一準(zhǔn)則下的的一致性檢驗(yàn)驗(yàn)5)層次總排序與與總一致性檢檢驗(yàn)內(nèi)容概要物流運(yùn)輸問(wèn)題7.2運(yùn)輸方式選擇擇問(wèn)題7.3車輛配載問(wèn)題題7.1物資調(diào)運(yùn)問(wèn)題題7.4車輛路徑問(wèn)題題7.5車輛調(diào)度問(wèn)題題7.6案例：天通磁磁心公司運(yùn)輸輸部的完美轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)身7.3.1建立貨車匹配配層次結(jié)構(gòu)圖圖7.3.3一致性檢驗(yàn)7.3.4層次總排序子準(zhǔn)則層各因因索C對(duì)總目標(biāo)A的權(quán)值計(jì)算：：W=(0.24，0.26，0.05，0.32，0.13)T7.3.4層次總排序(1)所有制及車輛輛投保計(jì)分C1采用百分制：：國(guó)營(yíng)60；集體40；個(gè)體20；車保40。(2)出發(fā)日期計(jì)分分C2采用百分制：：出發(fā)日期與與發(fā)貨日期同同天100；出發(fā)日期與與發(fā)貨日期第第二天60；出發(fā)日期與與發(fā)貨日期第第三天20；再以后不予予考慮。(3)噸百公里油耗耗計(jì)分C3設(shè)噸百公里油油耗為X升，C3=100-(X-2)×10(4)行程利用率計(jì)計(jì)分C4C4=行程利用率×100(5)實(shí)載率計(jì)分C5貨物重量≤載載重噸位時(shí)：：C5=實(shí)載率×100；貨物重量>載重噸位時(shí)：：C5=100/實(shí)載率-20(6)總分CC=0.24×C1+0.26×C2+0.05×C3+0.32××C4+0.13×C5總分C最大的即為最最佳匹配內(nèi)容概要物流運(yùn)輸問(wèn)題7.2運(yùn)輸方式選擇擇問(wèn)題7.3車輛配載問(wèn)題題7.1物資調(diào)運(yùn)問(wèn)題題7.4車輛路徑問(wèn)題題7.5車輛調(diào)度問(wèn)題題7.6案例：天通磁磁心公司運(yùn)輸輸部的完美轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)身7.4.1最短路算法模模型1.Dijkstra標(biāo)號(hào)法例7-3，某公公司要要在起起點(diǎn)A和終點(diǎn)點(diǎn)J之間尋尋找一一條運(yùn)運(yùn)輸時(shí)時(shí)間最最短的的路線線。從從A到J有多條條路線線(如圖7-6所示)，圖7-6中凡是是連接接的地地方均均是可可以通通達(dá)的的路線線，其其中每每?jī)蓚€(gè)個(gè)結(jié)點(diǎn)點(diǎn)之間間的運(yùn)運(yùn)輸時(shí)時(shí)間為為圖中中數(shù)字字所示示(單位：：Km)。7.4.1最短路路算法法模型型解：結(jié)論：：最短短路為為A-B-E-I-J，最短短距離離為384Km7.4.2小規(guī)模模路網(wǎng)網(wǎng)最短短路的的Excel求解圖7-7物流運(yùn)運(yùn)輸網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)圖圖(有向圖圖)如圖7-7所示路路線，，車輛輛從V1點(diǎn)出發(fā)發(fā)，到到達(dá)終終點(diǎn)V8，如何何選擇擇行車車路徑徑，使使總的的行車車路徑徑最短短。假設(shè)為為：(1)在網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中選選擇一一條路路，始始于某某源點(diǎn)點(diǎn)終于于目的的地；；(2)連接兩兩個(gè)節(jié)節(jié)點(diǎn)的的連線線叫做做邊(允許向向任一一方向向進(jìn)行行，或或者叫叫雙向向通行行)或弧(只允許許沿一一個(gè)方方向進(jìn)進(jìn)行，，或者者叫單單向通通行)，每條條邊(弧)相關(guān)的的一個(gè)個(gè)非負(fù)負(fù)數(shù)，，叫做做該邊邊的長(zhǎng)長(zhǎng)度；；(3)目標(biāo)是是為了了尋找找從源源點(diǎn)到到目的的地的的最短短路(總長(zhǎng)度度最小小的路路)。7.4.3全國(guó)公公路骨骨干網(wǎng)網(wǎng)最短短路的的PremiumSolver求解截至2005年底，，全國(guó)國(guó)公路路總里里程達(dá)達(dá)到193.05萬(wàn)公里里，路路網(wǎng)結(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)進(jìn)一步步完善善。全全國(guó)公公路總總里程程中，，國(guó)道道132674公里、、省道道233783公里、、縣道道494276公里、、鄉(xiāng)道道981430公里、、專用用公路路88380公里。。特別別是““十五五”和和“十十一五五”的的建設(shè)設(shè)，總總規(guī)模模約3.5萬(wàn)公里里的““五五縱七七橫””國(guó)道道主干干線已已基本本貫通通。這這12條主干干線全全部是是二級(jí)級(jí)以上上的高高等級(jí)級(jí)公路路，其其中高高速公公路約約占總總里程程的76%，一級(jí)級(jí)公路路約占占總里里程的的4.5%，二級(jí)級(jí)公路路占總總里程程19.5%。它們們連接接了首首都、、各省省省會(huì)會(huì)、直直轄市市、經(jīng)經(jīng)濟(jì)特特區(qū)、、主要要交通通樞紐紐和重重要對(duì)對(duì)外開開放口口岸，，覆蓋蓋了全全國(guó)所所有人人口在在100萬(wàn)以上上的特特大城城市和和93%的人口口在50萬(wàn)以上上的大大城市市，是是具有有全國(guó)國(guó)性政政治、、經(jīng)濟(jì)濟(jì)、國(guó)國(guó)防意意義的的重要要干線線公路路。為了方方便在在Excel中建模模，我我們將將骨干干網(wǎng)分分為672段，共共449個(gè)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)。求解出出任何何兩個(gè)個(gè)點(diǎn)之之間的的最短短路。。7.4.3全國(guó)公公路骨骨干網(wǎng)網(wǎng)最短短路的的PremiumSolver求解圖7-23我國(guó)公公路骨骨干網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)容概要物流運(yùn)輸問(wèn)題7.2運(yùn)輸方方式選選擇問(wèn)問(wèn)題7.3車輛配配載問(wèn)問(wèn)題7.1物資調(diào)調(diào)運(yùn)問(wèn)問(wèn)題7.4車輛路路徑問(wèn)問(wèn)題7.5車輛調(diào)調(diào)度問(wèn)問(wèn)題7.6案例：：天通通磁心心公司司運(yùn)輸輸部的的完美美轉(zhuǎn)身身7.5.1車輛調(diào)調(diào)度問(wèn)問(wèn)題的的一般般模型型假設(shè)：：(1)人的數(shù)數(shù)量和和工作作的數(shù)數(shù)量相相等；；(2)每個(gè)人人只能能完成成一項(xiàng)項(xiàng)工作作；(3)每項(xiàng)工工作只只能由由一個(gè)個(gè)人來(lái)來(lái)完成成；(4)每個(gè)人人和每每項(xiàng)工工作的的組合合都會(huì)會(huì)有一一個(gè)相相關(guān)的的成本本；(5)目標(biāo)是是要確確定如如何指指派才才能使使總成成本最最小。。數(shù)學(xué)模模型：：7.5.2車輛調(diào)調(diào)度規(guī)規(guī)劃的的Excel求解某物流流公司司是浙浙江著著名的的第三三方非非資產(chǎn)產(chǎn)型物物流公公司，，該物物流公公司在在浙江江省可可以調(diào)調(diào)度的的車輛輛超過(guò)過(guò)3，000輛，協(xié)協(xié)議倉(cāng)倉(cāng)庫(kù)超超過(guò)20處(30萬(wàn)平方方米)。該公公司作作為資資源整整合型型第三三方物物流企企業(yè)，，將車車輛的的合理理優(yōu)化化調(diào)度度作為為其核核心競(jìng)競(jìng)爭(zhēng)力力?，F(xiàn)現(xiàn)有一一具體體情況況，公公司接接到4家客戶戶的訂訂單要要求(客戶所所在地地為金金華、、紹興興、麗麗水和和溫州州)，將貨貨物在在4小時(shí)內(nèi)內(nèi)分別別運(yùn)往往諸暨暨、嘉嘉興、、溫嶺嶺和東東陽(yáng)。。該公公司在在接到到訂單單后，，進(jìn)行行了車車貨匹匹配，，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)可以以從杭杭州、、寧波波、衢衢州和和臺(tái)州州調(diào)車車。雖雖然浙浙江的的交通通網(wǎng)絡(luò)絡(luò)相當(dāng)當(dāng)發(fā)達(dá)達(dá)，基基本實(shí)實(shí)現(xiàn)了了省內(nèi)內(nèi)主干干道運(yùn)運(yùn)輸不不超過(guò)過(guò)4小時(shí)，，但想想在客客戶要要求的的時(shí)間間由一一輛車車來(lái)完完成兩兩個(gè)客客戶是是不現(xiàn)現(xiàn)實(shí)的的，也也就是是說(shuō)，，現(xiàn)在在只能能讓每每輛車車負(fù)責(zé)責(zé)一家家客戶戶。具具體的的車輛輛分布布情況況、客客戶分分布情情況和和各地地之間間的路路程(單位為為公里里)都已在在表中中列出出(見(jiàn)表7-24和表7-25)，該公公司的的物流流經(jīng)理理小王王現(xiàn)在在在考考慮，，怎樣樣調(diào)度度這些些車輛輛，方方案最最佳。。7.5.2車輛調(diào)調(diào)度規(guī)規(guī)劃的的Excel求解7.5.3全國(guó)43城市的的車輛輛優(yōu)化化調(diào)度度(PremiumSolver求解)Excel自帶的的Solver工具可可以求求解200個(gè)變量量的規(guī)規(guī)劃求求解問(wèn)問(wèn)題，，對(duì)于于指派派問(wèn)題題，理理論上上可以以求解解14××14的指派派問(wèn)題題。但但對(duì)實(shí)實(shí)際的的指派派問(wèn)題題，可可能會(huì)會(huì)復(fù)雜雜很多多，可可能會(huì)會(huì)有很很大失失誤。。PremiumSolverPlatform可以求求解多多達(dá)2，000個(gè)變量量的規(guī)規(guī)劃求求解問(wèn)問(wèn)題，，事實(shí)實(shí)上可可以求求解多多達(dá)44××44的指派派問(wèn)題題，我我們以以全國(guó)國(guó)主要要的43城市為為例(43×43)，分別別為北北京、、天津津、錦錦州、、沈陽(yáng)陽(yáng)、長(zhǎng)長(zhǎng)春、、哈爾爾濱、、齊齊齊哈爾爾、牡牡丹江江、吉吉林、、丹東東、大大連、、濟(jì)南南、青青島、、徐州州、合合肥、、南京京、上上海、、杭州州、南南昌、、福州州、石石家莊莊、鄭鄭州、、武漢漢、長(zhǎng)長(zhǎng)沙、、株洲洲、廣廣州、、深圳圳、柳柳州、、南寧寧、桂桂林、、西安安、蘭蘭州、、西寧寧、烏烏魯木木齊、、拉薩薩、成成都、、重慶慶、貴貴陽(yáng)、、昆明明、太太原、、呼和和浩特特、銀銀川和和二連連浩特特(地理位位置如如圖7-48所示)。我們需需要通通過(guò)這這43個(gè)城市市之間間的里里程表表來(lái)完完成車車輛調(diào)調(diào)度。。7.5.3全國(guó)