運籌學在物流領域中的應用

正文:運籌學在物流中的應用PAGE4運籌學在物流中的應用摘要:物流在現(xiàn)代社會當中扮演著非常重要的角色。本文通過運籌學方面的知識來解決物流中出現(xiàn)的問題。最后通過運籌學來解決幾個例題的最優(yōu)解問題。1引言物流(Logistics)是指物品從供應地向接受地的實體流動過程.在現(xiàn)代物流中，物流管理（LogisticsManagement）是指在社會在生產過程中，根據物質資料實體流動的規(guī)律，應用管理的基本原理和方法，對物流活動進行計劃、組織、指揮、協(xié)調、控制和監(jiān)督，使各項物流活動實現(xiàn)最佳的協(xié)調與配合，以降低物流成本，提高物流效率和經濟效益。隨著我國社會經濟的快速發(fā)展,國民經濟和貿易呈現(xiàn)迅猛發(fā)展的態(tài)勢?，F(xiàn)代綜合物流管理中，對采購、包裝、流通加工、儲存保管、配送、裝卸和運輸等物流活動諸要素的管理，對人、財、物、設備、方法和信息等物流系統(tǒng)諸要素的管理,對物流經濟管理、物流質量管理和物流工程經濟管理等物流活動中具體職能的管理都要用到數學知識。運籌學在現(xiàn)代物流企業(yè)的實際應用是一個非常具有意義的課題，借助運籌學的主要研究內容和方法，建立了大致的知識框架體系，它不是枯燥乏味的理論，而是非常實用的學科，生活中幾乎處處都有運籌學，特別是對物流工作更是意義深遠，能幫助物流企業(yè)解決許多實際的問題。運籌學是運用系統(tǒng)化的方法，經由建立數學模型及其測試，協(xié)助達成最佳決策的一門科學。它主要研究經濟活動和軍事活動中能用數量來表達的有關運用、籌劃與管理等方面的問題，它根據問題的要求，通過數學的分析與運算，做出綜合的合理安排，以達到較經濟、有效地使用人力、物力、財力等資源。運籌學與物流學作為正式的學科都始于二戰(zhàn)時期，從一開始,兩者就密切的聯(lián)系在一起，相互滲透和交叉發(fā)展，運籌學應用的案例大都是物流作業(yè)和管理。運籌學作為物流學科體系的理論基礎之一，其作用是提供實現(xiàn)物流系統(tǒng)優(yōu)化的技術與工具，是系統(tǒng)理論在物流應用的具體方法。二戰(zhàn)后，各國都轉向快速恢復工業(yè)和發(fā)展經濟，而運籌學此時正轉向經濟活動的研究，因此極大地引起了人們的注意，并由此進入了各行業(yè)和部門，獲得了長足發(fā)展和廣泛應用，形成了一套比較完整的理論，如規(guī)劃論、存儲論、決策論、和排隊論等.而戰(zhàn)后的物流并沒有像運籌學那樣引起人們及時的關注，直到20世紀60年代，隨著科學技術的發(fā)展、管理科學的進步、生產方式和組織方式等的改變，物流才為管理界和企業(yè)界所重視，因此，相比運籌學，物流的發(fā)展滯后了一些。不過，運籌學在物流領域中的應用卻隨著物流學科的不斷成熟而日益廣泛。隨著科學技術的不斷進步和普及，運籌學所能解決的問題越來越多,廣泛應用于軍事、工業(yè)、農業(yè)、自然科學、社會科學等各個領域，已成為人們?yōu)楹侠砝糜邢拶Y源制定最佳決策的有力工具，它的研究范圍正在不斷擴大。2運籌學與物流2.1運籌學運籌學也稱作業(yè)研究，是運用系統(tǒng)化的方法，經由建立數學模型及其測試，協(xié)助達成最佳決策的一門學科。他主要研究經濟活動和軍事活動中能用數量來表達的有關運用、籌劃與管理等方面的問題。它根據問題的要求，通過數學的分析與運算，作出綜合的合理安排，以達到較經濟地、有效地使用人力、物力、財力等資源。運籌學的主要分支有規(guī)劃論、對策論、排隊論、網絡計劃（即統(tǒng)籌方法）和質量控制等，許多著作把也測技術也作為運籌學的一個分支。2.2物流學物流譯自英文PhysicalDistribution（實體分配）“物的流通”，簡稱PD.簡單的說，早期的物流概念就是指商品的實體存儲與運輸，即商品實體的空間位移。此概念最早源于沒過，20世紀60年代中期為日本所引用，在我國曾一度叫做“商品儲運”。而現(xiàn)代物流則使用Logistics“后勤”這個詞。20世紀80年代物流的概念普遍用Logistics取代PD.1985年沒過物流管理協(xié)會正式從名稱NationalCouncilofPhysicalDistributionManagement改為NationalCouncilofLogisticsManagement，從而標志現(xiàn)代物流觀念的確立,以及對物流戰(zhàn)略管理的統(tǒng)一化。Logistics本來是作為軍事用語，指的是戰(zhàn)時物資補給等后方支持業(yè)務。日本的林周二對物流的定義是這樣描述的：“物流是包括物料的廢棄與還原，聯(lián)結供給主體與需要主體，克服空間與時間距離，并創(chuàng)造一部分形質效幾種不同情況，不同情形套用相應的模型可以求解。3.4對策論、決策論對策論也稱博弈論，對策即是在競爭環(huán)境中做出的決策，決策論即研究決策的問題，對策論可歸屬為決策論，它們最終都是要做出決策。決策普遍存在于人類的各種活動之中，物流中的決策就是在占有充分資料的基礎上，根據物流系統(tǒng)的客觀環(huán)境，借助于科學的數學分析，實驗仿真或經驗判斷，在己提出的若干物流系統(tǒng)方案中，選擇一個合理、滿意方案的決斷行為。如制定投資計劃、生產計劃、物資調運計劃、選擇自建倉庫或租賃公共倉庫、自購車輛或租賃車輛等等。物流決策多種多樣，有復雜有簡單，按照不同的標準可化分為很多種類型，其中按決策問題目標的多少可分為單目標決策和多目標決策。單目標決策目標單一，相對簡單，求解方法也很多，如線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃等。多目標決策相對而言復雜得多。如要開發(fā)一塊土地建設物流中心，既要考慮設施的配套性、先進性，還要考慮投資大小問題等，這些目標有時相互沖突，這時就要綜合考慮。解決這類復雜的多目標決策問題現(xiàn)行用的較多的，行之有效的方法之一是層次分析法，一種將定性和定量相結合的方法。4運籌學軟件及其應用運籌學是應用分析、實驗、量化的方法，對物流工程管理系統(tǒng)中人力、物力、財力等資源進行系統(tǒng)安排，為決策者提供有依據的最佳方案，以實現(xiàn)最有效的管理.通過運籌學的與物流的聯(lián)系，我們能輕易的看到運籌學對于現(xiàn)代物流的重要性，我們在掌握運籌學的基本分析方法之后，可以利用LINGO的軟件分析實際問題。Lingo軟件主要用于求解和分析線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、二次規(guī)劃和整數規(guī)劃等問題，提供了建立最有問題的一種語言。容易建立起約束或目標函數組，能使輸入大規(guī)模問題的過程得到簡化.Lingo軟件包含了Lingo建模語言和許多常用的內部數學函數，可以供使用者建立數學規(guī)劃模型時調用。運籌學中的線性規(guī)劃問題可以用于解決有限的物流工程資源的最佳分配問題，即如何有限的物流工程資源做出最佳方式的調配和最有利的使用，一遍充分地發(fā)揮資源的效能去獲取最佳經濟效益。利用線性規(guī)劃的方法解決實際問題，首先建立數學模型,可以用單純形法或用表上作業(yè)法進行求解，得到結果，并且對結果進行靈敏度分析，對有限資源做出最佳的調配和使用。5.1問題的提出運輸問題有產銷平衡和產銷不平衡兩種，產銷不平衡問題在實際生產中占絕大部分，但是考慮其處理方法和產銷問題類似，這里只就產銷平衡問題的解決方法加以說明，探討出其中所蘊含的數學方法。表上作業(yè)法是求解產銷平衡問題的一種簡便方法，其基本思路是：（1）找出初始基本可行解；（2）在表上計算非基變量的檢驗數，判別是否達到最優(yōu)解（非基變量是和基變量相對的，基變量可簡單理解為能用相同的變量線性表示的那些變量，或者進一步可理解為其系數向量性無關的那些變量）；（3）確定換入變量和換出變量，找出新的基本可行解，在表上用閉回路法進行調整；（4）重復（2）和（3），直到得到最優(yōu)解為止。為便于理解和簡單起見，下面用具體的例子解進行說明。例：某公司有三個加工廠,,生產某產品，每日的產量分別為7t，4t，9t，該公司把這些產品分別運往四個銷售點,,,,各銷售點每日銷量分別為3t，6t，5t，6t。從各工廠到各銷售點的單位運價如5-1表所示。問該公司應如何調運產品，在滿足各銷售點需要量的前提下，使總運費最少？1010101088885555表5-1公司調運產品前提5.2問題的分析因為是產銷平衡問題，所以若記表示從產地到銷地的運量（i=1，2;j=1，2，3，4），則可建立下面數學模型：s.t.（1）表5-2解題表格發(fā)量731131041928974105收量3656表5-2左下角數字表示從工廠到銷地的單位運價。5.3問題的解決考慮到約束方程組（1）的增廣矩陣的秩為6（后面給出推導），因此在下面尋找初始可行解時所選的基變量個數為6。因為目標函數是求最小運費，故初始可行解可從中最小的數字開始逐次確定，且使單位運費小的數值所對應的運量盡可能的大（該運量用加括號的方法表示），同時規(guī)定對同樣小的數值，任取其中一個，當某一行或列對應的發(fā)量或收量已經滿足時，該行或列其余位置處的運量劃“×”。最后得到一個調運方案，如表5-3所示：表5-3調運方案發(fā)量××（4）（3）7311310（3）×（1）×41928×（6）×（3）974105收量3656由上表可知，初始基變量為：,,,,,;非基變量為：,,,,,.該方案的總費用：然后確定打“×”處變量即非基變量所對應的檢驗數，判斷上面解是否最優(yōu)解。此時的判斷方法是用閉回路法或位勢法等簡單方法，但實際上只是單純形法的變式而已，最終只要判斷所有的檢驗數是否全部大于等于0即可（后面給出解釋），若是，則說明已經是最優(yōu)解，否則要重新?lián)Q基。利用閉回路法求得非基變量的檢驗數如表5-4所示（在閉回路法中，檢驗數由回路上的變量對應的單位運價按“+”，“-”相間求和得到）：表5-4檢驗數表格非基變量閉回路檢驗數121-11012其中的檢驗數小于0,故上面的解不是最優(yōu)解。接下來換基，將作為基變量，以作為出發(fā)點找閉回路：（此時，原來的基變量成為非基變量），按“+”“-”相間的方法計算得到調整后的方案如表5-5所示：表5-5調整后的調運方案發(fā)量××（5）（2）7311310（3）××（1）41928×（6）×（3）974105收量3656此時重新計算所有