（管理科學與工程專業(yè)論文）博洛尼物流管理部的配送業(yè)務整合及路徑優(yōu)化研究.pdf

電漢科技大學碩士學位論文第1 頁 摘要 物流作為企業(yè)的“第三利潤源泉”，備受關注。在得知物流業(yè)有可觀的發(fā)展前景之后， 匕到政府下到企業(yè)都紛紛探討如何提高物流利潤，使其成為一個重要的發(fā)展行業(yè)。通過分 斤研究發(fā)現(xiàn)：配送成本在物流的各項成本當中占有相當高的比重，因此對配送中心而言， 理的整合配送業(yè)務流程和優(yōu)化配送路徑不僅可以簡化配送程序、減少配送頻率，而且更 重要的是可以降低配送費用，從而帶來更大的效益，因此物流整合和配送路徑的優(yōu)化選擇 i 起了各界人士的注意。 本論文以一個企業(yè)( 博洛尼) 項目作為研究背景，旨在解決如何整合博洛尼物流配送部 向配送業(yè)務和采取何種有效的方式優(yōu)化配送路徑這兩個問題。論文首先分析了目前國內外 勿流配送路徑優(yōu)化問題的研究現(xiàn)狀，指出國內在路徑優(yōu)化方面存在的問題，針對博洛尼物 ；c 管理部配送業(yè)務的現(xiàn)狀，提出了此項目的擬定方案，包含兩個重要方面：業(yè)務整合和路 圣優(yōu)化。然后根據(jù)博洛尼現(xiàn)狀分析提出了具體的整合措施，對整合后預想的配送模式選取 r 適合實際情況的物流配送路徑優(yōu)化模型，最后運用遺傳算法來對模型進行求解。 本文所做的主要工作之一就是運用物流配送業(yè)務流程整合的理論來對博洛尼物流管理 帑的實際業(yè)務進行重新整合，讓現(xiàn)實的物流和理論上研究的物流結合起來，如信息化物流、 應商管理庫存等；主要工作之二就是針對博洛尼整合后的配送業(yè)務，選取符合要求的路 至優(yōu)化模型，并在求解過程中采用遺傳算法，為了便于求解模型，將遺傳算法做了改進， 吏之更適用于本文的研究。 本文的研究是根據(jù)實際需要確定整合方案和選取應用路徑優(yōu)化模型，不僅從企業(yè)自身 向經濟因素考慮，而且還從顧客對服務要求的角度出發(fā)考慮問題，整合好配送業(yè)務流程并 角定最佳的配送路徑。對物流配送企業(yè)實現(xiàn)計算機配送線路優(yōu)化、降低成本和提高物流經 雪管理水平、更快的響應、最終能顯著的增加企業(yè)的競爭力具有重要的參考價值。 皂鍵詞；物流配送業(yè)務整合路徑優(yōu)化遺傳算法 第頁武漢科技大學碩士學位論文 a b s t r a c t a sah o tt o p i co ft h ee n t e r p r i s e ，t h el o g i s t i c si s t h et h i r dp r o f i t ss o u r c e ”o nb e i n gi n f o r m e d t h a tt h el o g i s t i e si n d u s t r yh a sc o n s i d e r a b l ep r o s p e c t sf o rt h ed e v e l o p m e n t ，t h eg o v e r n m e n ta n d e n t e r p r i s e s a r ea l l b e g i n n i n gt oe x p l o r eh o wt oi m p r o v et h e1 0 9 i s t i e sp r o f i t ，m a k i n g i ta n i m p o r t a n td e v e l o p m e n ti n d u s t r y b ya n a l y z i n ga n ds t u d y i n g , i ti sf o u n dt h a tc o s ti nt h ep h y s i c a l d i s t r i b u t i o no c c u p i e saf a i r l yh i g hp m p o r t i o no ft h et o t a lc o s t ，t h u sf o rt h ed i s t r i b u t i o nc e n t e r ，a r e a s o n a b l ei n t e g r a t i o no fd i s t r i b u t i o nb u s i n e s sp r o c e s sa n dt h er o u t i n go p t i m i z a t i o no fl o g i s t i c d i s t r i b u t i o nc a nn o to n l ys i m p l i f yt h ed i s t r i b u t i o np r o c e s s ，r e d u c ed e l i v e r yf r e q u e n c y ，b u ta l s o m o r ei m p o r t a n t l y , d i s t r i b u t i o nc o s tc a r lb er e d u c e da n db r i n gg r e a t e re f f i c i e n c y , t h e r e f o r e ， l o g i s t i c sb u s i n e s si n t e g r a t i o na n dt h er o u t i n go p t i m i z a t i o no fl o g i s t i cd i s t r i b u t i o nh a v ea t t r a c t e d m o r ea n dm o r es c h o l a r s a t t e n t i o n t h em a i ni d e ao ft h et h e s i si sb a s e do na ne n t e r p r i s e ( b o l o n i ) p r o j e c t ，s t u d i e st h ei n t e g r a t i o n o fp h y s i c a ld i s t r i b u t i o na n dt h eo p t i m i z i n go fr o u t i n gp r o b l e ma b o u tt h el o g i s t i c sm a n a g e m e n t d e p a r t m e n to fb o l o n i f i r s ti ta n a l y s e st h ec u r r e n td o m e s t i ca n di n t e r n a t i o n a ls t a t u sq u oa b o u t l o g i s t i cd i s t r i b u t i o na n do p t i m i z i n gv e h i c l er o u t ep r o b l e m ，p o i n t so u tt h a t d o m e s t i ce x i s t i n g p r o b l e m so no p t i m i z i n gm u t e ，a sat h e o r e t i c a lb a s i sf o rl o g i s t i c sm a n a g e m e n td e p a r t m e n to f b o l o n i ，m a d eap r o j e c tg r o u p ，c o m p l e t e l yw o r k i n gf o rt h i sn e wp r o j e c ta b o u tl m do fb o l o n i ， i n c l u d e sm a i n l yt w oa s p e c t s ：b u s i n e s si n t e g r a t i o na n do p t i m i z i n gm u t e a c c o r d i n gt os t a t u sq u o a n a l y s i so fb o l o n i ，t h es p e c i f i ci n t e g r a t i o nm e a s u r e sw i l lb em a d e ，a n dan e wo p t i m i z i n gr o u t e m o d e lw i l lb es e l e c tf o re x p e c t e dd i s t r i b u t i o nm o d e la f t e rb u s i n e s si n t e g r a t i o n ，f i n a l l y , t h em o d e l w i l lb ev e r i f i e dt h r o u g he m p i r i c a la n a l y s i si no r d e rt op r o v ei t sr e a s o n a b l e n e s s o n eo ft h ei n n o v a t i o n so ft h i st h e s i si st oc o m b i n et h ea c t u a ld e m a n do fb o l o n ia n du s e a d v a n c e dt h e o r yt os o l v ep r a c t i c a lp r o b l e m s ，s u c ha si n f o r m a t i o n - b a s e dl o g i s t i c s ，v m l ( v e n d o r m a n a g e m e n ti n v e n t o r y ) ；a n o t h e ri n n o v a t i o ni st ou s eg e n e t i ca l g o r i t h mt os o l v et h em o d e l ，a n d i m p r o v et h ep r i m a r yg a i no r d e rt om a k ei tm o r ea p p l i c a b l et ot h i ss t u d ya n ds o l v et h em o d e l m o r ec o n v e n i e n t l y s ow ec a l ls a y , t h i ss t u d yh a ss t r o n gt h e o r e t i c a la n dp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c e t h et h e s i ss e t su pt h ei n t e g r a t i o nb l u ep r i u ta n dt h em o d ea c c o r d i n gt ot h er e a l i t ya n dd e f i n e s t h eb e s tp h y s i c a ld i s t r i b u t i o nb u s i n e s sa n dt h eb e s tr o u t ef r o mt h ea s p e c t so fe c o n o m i c a lf a c t o r s a n dc u s t o m e rs e r v i c e i tc a r lc o m p u t e r i z eh o wt oo p t i m i z et h er o u t eo f d i s t r i b u t i o n ，r e d u c et h ec o s t ， a n di m p r o v et h el o g i s t i cm a n a g e m e n t ，r e s p o n s eq u i c k l ya n ds t r e n g t ht h ec o m p e t i t i v ea d v a n t a g e s ot h et h e s i sd o e sm a k es e n s ei nt h e o r ya n dp r a c t i c e k e yw o r d s ：l o g i s t i cd i s t r i b u t i o n b u s i n e s si n t e g r a t i o n r o u t eo p t i m i z a t i o n g e n e t i ca l g o r i t h m 武漢科技大學碩士學位論文第1 頁 1 1 選題背景和研究意義 1 1 1 選題背景 第一章緒論 本文的研究主要以物流配送在博洛尼家居用品有限公司的應用為背景。公司包含北京 三個工廠、華南和華東兩大供應商、及上海、廣州、深圳、南京等四大銷售分公司，經銷 商網(wǎng)點近百個，已經形成了一個基地銷售分公司客戶網(wǎng)點的三級銷售配送網(wǎng)絡。 為了能夠實現(xiàn)快速物流配送，公司擁有自己的車輛，主要負責北京市內的安裝配送和調撥 任務。公司下設物流管理部，管理物流配送中的各種業(yè)務。物流部門設置了專職的計劃調 撥中心，負責每天全國各個經銷商的成品配送和北京至銷售分公司之間的貨物調撥。此外， 公司也設置了兼職調度員，負責優(yōu)化運輸線路，調度車輛運輸客戶貨物。 博洛尼企業(yè)的配送業(yè)務以家居產品為主，產品走的是高端路線，價格昂貴，非常注重 品牌效應和客戶滿意度，因此對物流配送具有較高的要求。另外，因為公司近幾年發(fā)展比 較迅速，銷售量快速增長，后端運營部門面臨著前所未有的壓力，尤其是物流運輸方面， 已經成為企業(yè)快速成長的“瓶頸”。2 0 0 7 年初。搏洛尼企業(yè)流程重組項目正式啟動，此選題 在這樣的背景下確立，兼具了現(xiàn)實意義和研究價值。 1 1 2 研究意義 從業(yè)務流程方面來看，物流作為企業(yè)價值鏈的基礎活動，是企業(yè)取得競爭優(yōu)勢的關鍵， 越來越多的企業(yè)開始在物流配送中的成本和效率方面進行競爭。另外對于一個發(fā)展迅速的 企業(yè)來說，屬于物流配送性質的業(yè)務大大小小會有幾十種，因此，在宏觀角度上整合好各 種配送業(yè)務，然后選擇合適的物流配送模式顯得尤為重要。 從成本方面來看，物流成本的降低取決于運輸成本的降低，運輸成本的降低需要科學 的車輛調度和路徑優(yōu)化作保證。物流配送路徑優(yōu)化，是物流配送優(yōu)化中關鍵的一環(huán)，也是 物流部流程重組不可缺少的內容。對貨運車輛進行路徑優(yōu)化，可以提高物流經濟效益、實 現(xiàn)物流科學化。對貨運車輛路徑優(yōu)化理論與方法進行系統(tǒng)研究是物流集約化發(fā)展、建立現(xiàn) 代調度指揮系統(tǒng)、發(fā)展智能交通運輸系統(tǒng)和開展電子商務的基礎。優(yōu)化配送路徑問題是n p 問題，一般無法給出最優(yōu)解，研究者們努力的目標就是盡量逼近最優(yōu)解。因此優(yōu)化配送路 徑問題是一個十分有應用價值的問題。 近些年來，人們關于如何選擇物流配送模式進行了很多的研究，在用各種優(yōu)化算法解 決現(xiàn)實中的各種組合優(yōu)化問題上也進行了探索，如在生產調度問題中的應用，但在車輛路 徑問題中的應用才剛剛開始。本文根據(jù)項目的需求，首先對博洛尼物流管理部配送業(yè)務現(xiàn) 狀進行分析，然后優(yōu)化整合，選取合適的物流配送模式，最后對物流配送中比較核心的路 徑優(yōu)化問題進行研究，選取模型采用算法求解。遺傳算法是較為成熟的優(yōu)化算法，被廣泛 第2 頁武漢科技大學碩士學位論文 地運用于解決實際組合優(yōu)化問題，所以本論文將多目標遺傳算法運用于物流配送路徑優(yōu)化 問題中，具有較高的研究意義和實用價值。 1 2 選題相關理論的研究現(xiàn)狀分析 1 2 1 現(xiàn)代物流配送新內涵 由于現(xiàn)代配送具有多頻次、小批量、多品種、高效率的特點，配送要準確做到7 r ( r i g h t p r o d u c t , r i g h tc u s t o m e r ，r i g h tt i m e ，r i g h tp l a c e ，r i g h tc o n d i t i o n ，r i g h tq u a n t i t y ，r i g h tc o s t ) ， 如何合理、有效的對配送路線進行優(yōu)化，就成為非?，F(xiàn)實的問題。進行配送路線優(yōu)化時， 必須有明確的目標，遵循基本的原則。配送路線方案目標的選擇可以從以下四個方面來考 慮： ( 1 ) 配送效益最高或配送成本最低 效益是企業(yè)追求的主要目標，可以簡化為用利潤來表示，或以利潤最大化作為目標； 成本對企業(yè)效益有直接的影響，選擇成本最低化作為目標值與前者有著直接的聯(lián)系。當有 關數(shù)據(jù)容易得到和容易計算時，就可以用利潤最大化或成本最低作為目標值。 ( 2 ) 配送里程最短 如果配送成本與配送里程相關性較強，而和其他因素相關性較弱時，配送里程最短的 實質就是配送成本最低。則可考慮用配送里程最短作為目標值，這樣就可以大大簡化線路 選擇和車輛調度方法。當配送成本不能通過里程來反映時，如道路收費、道路運行條件嚴 重地影響成本，單以最短路程作為目標就不適宜。 ( 3 ) 配送服務水準最優(yōu) 如準時配送要求成為第一位時，或需要犧牲成本來確保服務水準時，則應該在成本最 大容忍的限度下，以服務水準為首選目標。這種成本的損失可能從其它方面彌補回來，如 優(yōu)質服務可以采取較高的價格策略。 ( 4 ) 配送勞動的消耗最小 即以物化勞動和活勞動消耗最小為目標，在許多情況下，如勞動力緊張、燃料緊張、 車輛及設備較為緊張的情況下，限制了配送作業(yè)的選擇范圍，就可以考慮以配送所需的勞 動力、車輛或其它有關資源作為目標值。配送路線方案的目標實際上是多元的，本文充分 考慮了上述較為重要的目標，并將車輛裝載最大化融入配送費用最小化目標模型中，使其 成為多目標優(yōu)化問題，不僅考慮了路徑的合理化，而且還盡量實現(xiàn)車輛滿載化，全面系統(tǒng) 地考慮了路徑優(yōu)化問題的現(xiàn)實性。 1 2 2 國內主要物流配送模式 從供應鏈的角度分析，物流配送處于供應鏈的下游和末端靠近最終消費者。企業(yè)物流 配送戰(zhàn)略的第一步是配送模式的選擇，目前國內的物流配送主要有以下4 種配送模式“1 。 武漢科技大學碩士學位論文第3 頁 ( 1 ) 自營配送模式 自營配送是指企業(yè)物流配送的各個環(huán)節(jié)由企業(yè)本身籌建并組織管理，實現(xiàn)對企業(yè)內部 和外部貨物配送的模式。其優(yōu)點便于各環(huán)節(jié)的協(xié)調配合，且對物流系統(tǒng)運作全過程具有自 控權；加強了配送對象在整個供應鏈上的主導地位；能夠更為迅速地響應各配送對象的需 求，提高顧客服務質量；可以降低交易成本，企業(yè)通過內部行政權力控制采購和銷售，可 不必就相關的運輸、倉儲，配送問題進行談判，減少交易費用：采取此模式可以避免商業(yè) 機密外泄。其缺點是需要企業(yè)首先有強大的資金實力和規(guī)模支撐。 ( 2 ) 供應商配送模式 供應商配送模式是由供應商直接進行商品配送，向供應商發(fā)出訂單，由供應商直接將 訂購的商品在指定的時間范圍內送到各個門店或客戶的一種方式。其優(yōu)點：送貨快速、方 便，便于逆向物流，可大大降低企業(yè)成本和運作的復雜性，有助于企業(yè)集中精力做自己的 主營業(yè)務。其缺點：配送對客戶的響應速度不僅受到供應商物流服務能力的限制，還依賴 于客戶和供應商信息交流的效率高低。同時，采用這個模式需要一個前提，即配送對象與 眾多供應商同處于一個城市或一個經濟區(qū)域。 ( 3 ) 共同化配送模式 這是指各物流配送企業(yè)為了提高配送效率和實現(xiàn)配送合理化所建立的種功能互補的 配送聯(lián)合體。其優(yōu)點：首先，多家企業(yè)聯(lián)合實行共同化配送能夠提高車輛利用率、降低成 本、提高服務，從而提高物流作業(yè)效率，提升物流合理化程度；其次，可實現(xiàn)社會資源的 共享、互補，達到資源充分有效利用。其缺點：多個企業(yè)間協(xié)調管理難度加大，也不易使 各家企業(yè)都達到利益最大化。在國內采用這種模式的企業(yè)還不多見，但目前我國多為中小 型連鎖企業(yè)，規(guī)模小、資金緊張，因此推行共同化配送具有很大的現(xiàn)實意義。 ( 4 ) 第三方物流模式 第三方物流模式就是企業(yè)將其物流配送業(yè)務部分或者全部委托給專業(yè)的物流企業(yè)來運 營的一種運作模式。其優(yōu)點：從戰(zhàn)略層面上，使用第三方物流可以使企業(yè)減少固定資產投 資，規(guī)避經營風險，集中于核心業(yè)務，提高核心競爭力；其次第三方物流借助自身優(yōu)勢， 降低物流復雜性，提高對顧客的響應能力，有效解決企業(yè)物流配送時間和空間管理上的難 題；再者，第三方物流能夠降低企業(yè)物流成本，增強企業(yè)彈性。其缺點：如果服務商自身 經營不善，企業(yè)選擇該模式將面臨連帶經營風險。這種配送模式要求物流服務市場比較成 熟，并且要求企業(yè)信息化程度較高。 配送在我國的蓬勃發(fā)展，不僅促進了商業(yè)的轉變和發(fā)展，而且推進了流通科技的進步。 但對博洛尼來說，配送業(yè)務繁多，業(yè)務流程不暢，如何整合，如何選取一種比較適合企業(yè) 的配送模式，都是本文需要探討研究的問題。所以對國內主要配送模式的了解是進行物流 業(yè)務流程整合優(yōu)化不可或缺的一步。 第4 頁武漢科技大學碩士學位論文 1 2 3 國內物流配送路徑優(yōu)化研究現(xiàn)狀分析 ( 1 ) 國內物流配送路徑優(yōu)化存在的問題 在配送路徑優(yōu)化方面，雖然我國的物流配送現(xiàn)代化步伐正在不斷地加快，但與發(fā)達國 家相比還存在著較大的差距，仍然處于起步或初級階段，其存在的問題主要表現(xiàn)如下嘲： 確定性參數(shù)的模型 目前多數(shù)配送路徑問題的研究都局限于具有確定性參數(shù)的模型，也就是固定路線問題 的研究。實際上，客戶的數(shù)量、需求、位置以及車輛的運輸時間、道路信息等事先并不一 定知道，應把它們當作隨機變量來看。 靜態(tài)模型 現(xiàn)有的配送路徑的研究多為開發(fā)靜態(tài)的模型，很少分析參數(shù)隨時間變化的特性。例如， 燃料費用將隨時間變化，不同階段可能會有所浮動，在一定的時間范圍內，公司需要根據(jù) 情況的變化來重新決策配送中心及銷售網(wǎng)點的分布。因此，在配送路徑優(yōu)化模型中加入動 態(tài)特性，實現(xiàn)實時或在線物流管理，會極大地提高與現(xiàn)實接近的程度。 供應鏈不完整 目前提供物流配送服務的企業(yè)，服務質量不高，服務內容有限，絕大多數(shù)配送企業(yè)只 能提供單項或分段的物流服務，不能形成完整的物流供應鏈。 信息化程度低 是有點無網(wǎng)或有網(wǎng)不暢，信息交換渠道不完善，技術裝備水平落后，專業(yè)人才匾乏等。 ( 2 ) 問題產生的原因 我國產生上述問題的根源主要在于在行業(yè)過去的發(fā)展中沒有糾正思路，在發(fā)展理念上 存在嚴重的錯誤，主要表現(xiàn)在： 對路徑優(yōu)化問題重視不夠 由于我國是在集中計劃經濟體制下發(fā)展起來的，為物資計劃調撥服務的全國性物資儲 運網(wǎng)絡系統(tǒng)是我國物流配送業(yè)發(fā)展和參與國際競爭的特有的物質基礎，因此現(xiàn)在大部分物 流配送中心都是在原有基礎上建立起來的，雖說是配送中心，但實質上就是搞送貨的。思 想意識不夠前沿，停留在配送就是貨物運輸?shù)睦砟钌?，把每一單業(yè)務都看成是簡單的送貨， 很少考慮如何從路徑優(yōu)化上節(jié)約配送成本，提高經濟效益。 路徑優(yōu)化技術落后，研究尚不成熟 路徑優(yōu)化不單單是考慮路徑的最小化問題，隨著發(fā)展的進步，已經上升到更高的層面。 在發(fā)達國家，配送費用的節(jié)約不僅僅通過節(jié)約路程，而是運用技術提高工作效率來實現(xiàn)。 而我國在技術的應用上還較為落后。目前就配送中心而言，國外已經普遍采用了機械化和 自動化作業(yè)，而我國在傳統(tǒng)配送業(yè)務中，整體技術水平落后，企業(yè)規(guī)模小，功能不健全， 網(wǎng)點設置沒有統(tǒng)一布局，機械化水平程度低，設施的技術和設備都比較陳舊，基本上還是 手工輔以叉車和托盤作業(yè)，裝卸單元化程度低；在配送中心對車輛運行效率化的管理上， 國外的企業(yè)基本上已經建立了一個有效的貨車跟蹤系統(tǒng)，即在車輛上安裝一個車載g p s 系 武漢科技大學碩士學位論文第5 頁 統(tǒng)，通過這種終端與配送中心進行通信，一方面對貨物在途情況進行控制，有效地利用空 車信息合理配車；另一方面，客戶可通過客戶接口對自己所購貨物狀態(tài)進行查詢，對貨物 的發(fā)出時間、現(xiàn)在的位置以及到貨時間儆到心中有數(shù)，增加客戶的信任度，從而改善企業(yè) 和顧客的關系，為企業(yè)提高其經濟效益。而我國則是極少數(shù)幾個實現(xiàn)了，絕大部分還處于 人工預測狀態(tài)。另外我國對這方面的研究還不成熟，不能完全適應現(xiàn)實需要。 信息化手段不強，較好的一些優(yōu)化技術無法應用實施 目前國內物流配送企業(yè)的計算機應用程度比較低，仍只限于日常事務管理，對于物流 中的許多重要決策問題，還處于半人工化決策狀態(tài)，信息沒有得到充分地加工和利用，離 信息化還有很大差距。而配送需要強烈依靠信息網(wǎng)絡技術來實現(xiàn)，必須具有發(fā)達的商品經 濟和現(xiàn)代的經營水平才能做好，在商品經濟不發(fā)達的歷史階段，很難按用戶要求實現(xiàn)配貨， 要實現(xiàn)廣泛的高效率的配貨就更加困難，因此一般意義的送貨和配貨存在著時代的差別， 配送是送貨、分貨、配貨等活動的有機結合體，同時還與訂貨系統(tǒng)緊密聯(lián)系，要實現(xiàn)這一 點，就必須依賴現(xiàn)代情報信息，建立和完善整個系統(tǒng)，使其成為一種現(xiàn)代化的作業(yè)系統(tǒng)， 而目前迫切需要解決的問題就是信息化落后問題，只有解決了這個問題才能實現(xiàn)配送中心 對路徑優(yōu)化調度問題的實時控制，提高作業(yè)效率。 一 路徑優(yōu)化的目標屬性不夠充分，與現(xiàn)實的差距較大 目前針對路徑優(yōu)化的研究目標也不一樣，單目標的往往是從某一個角度去考慮問題， 而很少是全面的、系統(tǒng)的考慮，即使有，也是多目標的，相應的增加了計算的復雜度，尤 其是各目標之間的權重分配，極大地影響了尋優(yōu)方案的結果。可以說目標屬性不能貼近現(xiàn) 實，與現(xiàn)實的差距比較大。因此迫切需要一種可以解決上述問題的尋優(yōu)策略和模型。 1 2 4 物流配送路徑優(yōu)化研究的必要性 物流配送與先進的現(xiàn)代信息技術、數(shù)學模型與工具緊密結合，運用各種優(yōu)化方法對配 送中各個環(huán)節(jié)進行管理和決策，使其實現(xiàn)最佳的協(xié)調與配合，以適應現(xiàn)代綜合物流的多頻 次、小批量、多品種、高效率的特點，從而減少流通環(huán)節(jié)，降低物流成木，提高物流效率 和經濟效益，是物流行業(yè)共同追求的目標。 就目前國內企業(yè)現(xiàn)狀麗言，配送成本最低和滿足客戶對時間的高要求是配送中急需解 決的問題，這都需要研究物流配送路徑優(yōu)化模型和算法來解決。 首先，從配送中心到客戶位置的物流配送，是一個十分復雜的調度過程。其中，最難 以解決的就是如何依據(jù)客戶訂單對貨物數(shù)目、到貨時間的要求以最小的成本來合理安排配 送方案，包括：車輛選擇、車輛轉載方案、行車路線的安排、發(fā)車時間決策等等。如果能 通過比較科學的物流配送路徑優(yōu)化模型和算法，來實現(xiàn)企業(yè)的分人工調度和車輛安排，使 物流中心本身運作效率提高，成本控制得當，企業(yè)的效益也會得到不斷的提升。 其次，當今人們對貨物運送的時間要求越來越高，為了提高物流配送服務的質量，配 送公司面臨的壓力越來越大，以往的配送模式大多是客戶等貨，即以配送公司為主，配送 第6 頁武漢科技大學碩士學位論文 公司對客戶的要求頗多，貨物達到的時間多是配送公司制定，這種運作模式往往侵害客戶 的利益，服務質量不高。在現(xiàn)在客戶利益至上的時代，配送公司只能提高服務水平，盡量 按照客戶要求或者配送公司處理訂單時承諾的時間段內把貨送到。這對配送公司的調度工 作要求很高，如果只由調度人員人工作業(yè)，很難完成大規(guī)模的調度工作。這就要求有智能 化的信息系統(tǒng)來自動安排貨物的發(fā)車時間。 綜上所述，現(xiàn)代物流理念追求最低的配送成本、最短的配送里程、最優(yōu)質的配送服務 以及最小的勞動力成本，而這個理念的實現(xiàn)又與物流配送路徑優(yōu)化的研究息息相關，因此 研究路徑優(yōu)化具有重要的研究和現(xiàn)實意義。 1 3 論文研究內容和框架 本論文是項目性論文，論文主要是研究博洛尼物流部配送業(yè)務整合以及路徑優(yōu)化的問 題，包含的主要研究內容有： ( 1 ) 研究物流配送路徑優(yōu)化的基本理論、模型和方法，綜述國內外對路徑優(yōu)化問題的 研究現(xiàn)狀，作為本論文的理論基礎。 ( 2 ) 以博洛尼企業(yè)流程重組為大背景，以物流配送理論為基礎，對全公司的配送業(yè)務 進行全面的分析后進行整合和優(yōu)化。 ( 3 ) 以路徑優(yōu)化的模型和算法作為理論基礎，針對博洛尼配送業(yè)務的具體情況提出路 徑優(yōu)化模型，并運用多目標遺傳算法對模型進行求解，基于客戶滿意度和車輛車載最大化 實現(xiàn)。 論文的結構框架如下： 第一章緒論。指出論文的研究背景和意義，并分析了此選題涉及到的相關理論的研究 現(xiàn)狀，提出本文的研究思路和研究內容。 第二章業(yè)務流程整合相關理論和路徑優(yōu)化算法綜述。先對業(yè)務流程和整合的概念做了 解釋，提出了業(yè)務流程整合的一些理論和思想，隨后總結了國內外物流配送路徑優(yōu)化模型 問題，并介紹了各種模型的相關算法，為第三章和第四章的研究打下理論基礎。 第三章博洛尼物流管理部配送業(yè)務整合研究。介紹了啟動此項目的背景和意義，通過 博洛尼物流部配送處業(yè)務現(xiàn)狀分析，擬定了項目實施的初步具體方案。 第四章博洛尼物流管理部配送路徑優(yōu)化問題研究。本章結合實際業(yè)務狀況建立車輛調 度優(yōu)化模型，并運用多目標遺傳算法對建立的模型進行了求解。 第五章本文總結和研究展望，并分析了存在的問題和需要進一步研究的內容。 武漢科技大學碩士學位論文第7 頁 第二章業(yè)務流程整合相關理論和路徑優(yōu)化算法綜述 本論文是應用性項目研究，對博洛尼物流管理部的配送業(yè)務進行整合和優(yōu)化路徑，打破 現(xiàn)有物流業(yè)務流程，在物流管理部內實現(xiàn)流程重組，期望能夠順暢物流配送的操作，使物 流信息化和科學化，盡可能地降低物流成本，為博洛尼的高速發(fā)展輕裝上陣奠定基礎。 2 1 業(yè)務流程整合相關理論 2 1 1 整合、業(yè)務流程和b p i 的概念 ( 1 ) 整合 近年來，“整合”一詞在媒體中出現(xiàn)的頻率越來越高，盡管其表達方式各異，但歸納起 來，不外乎有以下幾層含義： 合作及其過程。重組中的最后一個環(huán)節(jié)。與再造涵義相近但又比再造更重視現(xiàn) 有資源和組織結構的利用。幾種方法交替綜合使用?！罢稀币辉~的概念如下：t 指將兩個 或兩個以上的要素通過相同點或相異點的有效組合、重組直至融合、共生，使現(xiàn)存共有資 源達到良性組合的最優(yōu)化狀態(tài)，即通過動態(tài)的綜合使其系統(tǒng)更加完整與和諧嘲。宏觀方面， 整合是行業(yè)結構優(yōu)化和資源重新配置的一種現(xiàn)象或一個過程。微觀方面，整合是企業(yè)的一 種戰(zhàn)略選擇，一條可供選擇的公司成長路線。 ( 2 ) 業(yè)務流程 業(yè)務流程指為客戶創(chuàng)造價值的、相互聯(lián)系的、有組織的活動( 邁克爾哈默；2 0 0 1 ) ， 它包含以下含義嘲業(yè)務流程是一組活動，而不是一個單獨的活動；客戶價值是由業(yè)務流 程創(chuàng)造的；如完成訂單流程；整個業(yè)務流程中各項活動各有特點，不允許隨意安排；它 們之間相互關聯(lián)，結構嚴密；要以正確的方式做事；業(yè)務流程中的各個活動必須圍繞一 個目標相互聯(lián)系起來；業(yè)務流程是將各個活動整合為一體以實現(xiàn)日標的手段，其本身不 是目的；核心是組織與協(xié)同。哈佛商學院教授m i c h a e lp o r t e r 將企業(yè)的業(yè)務過程描繪成一 個價值鏈，競爭不是發(fā)生在企業(yè)與企業(yè)之間，而是發(fā)生在企業(yè)各自的價值鏈之間。只有對 價值鏈的各個環(huán)節(jié)實行有效管理的企業(yè)才有可能真正獲得市場上的競爭優(yōu)勢。 ( 3 ) b p i 為了處理頻繁的業(yè)務過程調整，企業(yè)需要更加柔性、集成的應用系統(tǒng)，業(yè)內提出了一 種叫做b p i ( b u s i n e s s p r o c e s si n t e g r a t i o n ) 的解決方案。整合是一個系統(tǒng)內元素之間關系的一種 協(xié)調、綜合和統(tǒng)一的狀態(tài)，而業(yè)務流程整合就是要把業(yè)務流程中各個活動協(xié)調、綜合、統(tǒng) 一起來形成一個有機的整體嘲。 第8 頁 武漢科技大學碩士學位論文 2 1 2 物流行業(yè)的整合思想 物流行業(yè)的整合思想可以理解為物流資源高效整合的思想”，這種集成和整合的思想包 括：( 1 ) 整體優(yōu)化，即按照系統(tǒng)論的要求，對各企業(yè)內外供應鏈的各個環(huán)節(jié)進行合理搭配， 取長補短，綜合協(xié)調，使之形成最佳的整體優(yōu)勢，發(fā)揮整體效應“減負增正”或“補 短增長”：( 2 ) 連鎖互動，即利用企業(yè)資源、能力和技術等各要素之間作用和反作用的力量， 相互影響，并發(fā)生連鎖反應，相互推動，從而形成綜合而又巨大的能量，推進企業(yè)發(fā)展。1 。 傳統(tǒng)的資源整合觀。1 更多的是強調對各種不同生產技能與技術流的整合，形成企業(yè)的核心競 爭力( c k p r a h a l a d 和g h a m e l ，1 9 9 0 ) ，這種整合僅僅局限于企業(yè)技術層次，而沒有涉及到 與企業(yè)生產經營活動密不可分的物資流動過程。在知識經濟時代，信息技術高度發(fā)達的商 業(yè)環(huán)境中，響應時間很大程度上決定著企業(yè)競爭的成敗，而決定時間跨度的個重要方面， 就是企業(yè)的物流作業(yè)。企業(yè)能否運用物流整合的思想，將物流作業(yè)與生產制造活動及戰(zhàn)略 伙伴的經營活動有效整合，直接決定企業(yè)核心競爭能力。 雖然本論文不是基于整個供應鏈管理來進行業(yè)務流程整合，只是對于供應鏈上的一個 環(huán)節(jié)進行業(yè)務流程整合，但本文依然采用的是“整合”的內在思想，結合博洛尼物流配送 業(yè)務的實際情況，通過動態(tài)的整合使流程更加完整與和諧嘞。整合的目的是最有效的利用資 源，使公司的不同業(yè)務流程的連接更加流暢，減少時間延誤，取消冗余行動，降低成本并 減少錯誤，使整個物流配送系統(tǒng)更加完整與和諧，反應敏捷，充滿競爭力嘲。 2 1 3 物流企業(yè)的整合類別 大部分與物流行業(yè)息息相關的企業(yè)都需要進行業(yè)務流程整合，并通過整合策略來最終 實現(xiàn)物流的長遠發(fā)展。所謂物流企業(yè)的整合，是指物流企業(yè)通過資源重新配置和戰(zhàn)略決策 實現(xiàn)企業(yè)的發(fā)展。具體來說，將物流企業(yè)的整合分為兩類“”： 其一，企業(yè)間整合。主要是利用收購、兼并、合并、合資、戰(zhàn)略聯(lián)盟等方式，把價值 鏈中原來屬于其他企業(yè)的資源和能力兼并入自己或者表現(xiàn)為強強聯(lián)合的同行業(yè)中企業(yè)間的 合并。這實質上屬于行業(yè)結構優(yōu)化和資源重新配置的過程。我國大部分物流企業(yè)起點、水 平低，缺乏規(guī)模經濟，彼此之間惡性競爭，這時候需要通過橫向并購、合資的方式，整合 零小規(guī)模的行業(yè)特征，造就行業(yè)領導者，實現(xiàn)物流市場經營的規(guī)模經濟效應。因此，越來 越多的物流企業(yè)把整合當作競爭的手段和發(fā)展的途徑。要在競爭中生存的物流企業(yè)不可能 遠離整合，即：要么整合別人，要么被別人整合。 其二，企業(yè)內部整合。企業(yè)內部整合是企業(yè)的一種戰(zhàn)略選擇，是實施整合的公司確立 一條較長期使用的成長路線的過程。這是一個內部管理和經營戰(zhàn)略選擇的過程。然而，投 身于物流企業(yè)間整合的企業(yè)家需要避免純粹的擴張動機，更要重視企業(yè)間整合后的效益和 效果。面對全球化的競爭，物流企業(yè)在內部整合中，一方面要確定戰(zhàn)略且標。另一方面， 需要將三個內容，即：信息、人員、業(yè)務流程整合起來。戰(zhàn)略目標的信息的整合是將與企 武漢科技大學碩士學位論文第9 頁 業(yè)運營相關的各種信息通過數(shù)據(jù)挖掘、提取等功能，經過數(shù)據(jù)提煉、篩選后為企業(yè)決策提 供支持；在信息整合中，要考慮到對各類信息的充分運用。人員整合是將與企業(yè)運營相關 的人員通過一定方式聯(lián)合起來，從而使人員發(fā)揮高的勞動效率和能動性；業(yè)務流程整合是 指將企業(yè)經營的業(yè)務流程進行設計、重新塑造，并不斷改進原有業(yè)務流程，降低成本，提 高物流服務級別。 物流企業(yè)內部整合是原有企業(yè)改善經營的關鍵，也是實施企業(yè)間整合后保證企業(yè)順利 運營的必要補充。本論文研究的博洛尼物流管理部配送業(yè)務整合也屬于物流企業(yè)內部整合 的一部分，尋求的目的也是希望通過業(yè)務流程整合來不斷的改進原有業(yè)務流程，降低成本， 提高客戶滿意度。 2 2 國內外物流配送路徑優(yōu)化主要模型介紹 2 2 1 旅行商問題( t r a v e l i n gs a l e s m a np r o b l e m ) 研究配送優(yōu)化不得不提到旅行商問題( t s p ) ，最早由美國r a n d 公司于1 9 4 8 年引入， 直接導致線性規(guī)劃這一經典算法的誕生，從此旅行商問題成為配送優(yōu)化里知名而流行的問 題。t s p 問題在物流中的描述是對應一個物流配送公司，欲將r 1 個客戶的訂貨沿最短路線 全部送到，如何確定最短路線。一般解決旅行商問題的方法有枚舉法、鄰接算法、插入算 法。與國外的旅行商問題對應的是同樣經典的中國郵遞員問題，最早是由我國學者管梅谷 教授于1 9 6 2 年提出的這個問題，并給出了一個解法。這種旅行商問題還有一種表現(xiàn)形式： “一筆畫”問題，采用圖論語言的描述方式：平面上有n 個點，用最短的線將全部的點連 起來，稱為。一筆畫”問題( d r a w i n gb yo n el i n e ) ，其實質和單個旅行商問題差不多，用最 短路徑遍歷所有客戶點。隨后又發(fā)展到多重旅行商問題( m u l t i p l et r a v e l i n gs a l e s m a n p r o b l e m ) 。多重旅行商問題是一般旅行商問題的推廣和深化，是指m 個旅行商訪問所有城 市，要求每個城市至少訪問一次，應如何安排旅行路線，使m 個旅行商的總旅行費用最少。 對應于物流配送的過程是指m 輛車從配送中心出發(fā)，每個需求點至少被訪問一次，應如何 安排每輛車的路徑，使m 輛車的總費用最少。多重旅行商問題比一般旅行商問題要復雜， 也是一個n p 問題。近年來，眾多的學者采用遺傳算法進行了多旅行商問題的研究。研究的 結果表明遺傳算法對于解決這類問題具有較好的效果。 2 2 2 車輛路徑問題( v e h i c l er o u t i n gp r o b l e m ，v r p ) 自從d a n t i n gr a l n s e 于1 9 5 9 年提出車輛路徑問題( v l u ) 及相應的數(shù)學規(guī)劃模型和求 解算法以來，由于其應用的廣泛性和經濟上的重大價值，一直受到國內外學者的廣泛關注。 在經典v r p 的基礎上，配送車輛路徑問題在學術研究和實際應用上產生了許多不同的延伸 和變化型態(tài)，包括帶能力約束的車輛路徑問題( c v 】心) 、帶時間窗的車輛路徑闖題 ( v r p t w ) 、追求最佳服務時間的車輛路徑問題( v r p d t ) 、多車種車輛路徑問題( f s 姬) 、 第1 0 頁武漢科技大學碩士學位論文 車輛多次使用的車輛路徑問題( v r p m ) 、隨機需求車輛路徑問題( v r p s d ) 、動態(tài)車輛路徑 問題( d v r p ) 、滿載非滿載v r p ，雙向v r p p 等“。選取其中比較常見的兩個問題做簡 單的介紹： ( 1 ) 經典擅 c r y 問題在物流中的解釋是對一系列客戶的需求點設計適當?shù)穆肪€，使車輛有序地通 過它們，在滿足一定的約束條件下，如貨物需求量、發(fā)送量、交發(fā)貨時間、車輛載重量限 制、行駛里程限制、時間限制等等，達到一定的優(yōu)化目標，如里程最短、費用最少、時間 最短，車隊規(guī)模最少、車輛利用率高。早在1 9 6 2 年b a l i n s k i 等人首先提出v r p 的集分割，直 接考慮可行解集合，在此基礎上進行優(yōu)化，建立了最簡單的v r p 模型“”。1 9 7 1 年，e i l o n 等 人提出將動態(tài)規(guī)劃法用于固定車輛數(shù)的v r p ，通過遞歸方法求解“”。1 9 7 4 年，w r e n ，g i l l e t 等人提h b s w e e p 算法( 掃描法) 1 4 o1 9 8 1 年，c h r i s t o f i d e s 等人提出了k 度中心樹和相關算法， 對固定車輛數(shù)m 的m - t s p 進行k 度中心樹松弛“”。后來，m l f i s h e 對這種方法做了進一步改進， 可求解有1 3 4 個客戶的v r p “”。1 9 9 1 年，g e n d r e a u 等人將禁忌搜索方法應用于v r p 【1 7 】。它是針 對v r p 比較好的啟發(fā)式算法，可以成功地應用于許多經典的v r p 。其后e t a i u a r d 等人通過按 角度和路徑重心對原問題的空間進行分割，結合禁忌搜索平時模擬退火對子河題求解，實 現(xiàn)了對問題求解的并行化“”。1 9 9 6 年，j l a w r e n c e 將遺傳算法用于v r p 的研究，并可有效求 解帶時間窗限制的v r p “”。 ( 2 ) 帶時間窗的v p p ( v p i t w ) 有時間窗的v r p 是對經典心加上時間窗限制( 即加上客戶要求訪問的時間窗口) ， 可以看作是經典v r p 的一個特殊類。求解主要集中在啟發(fā)式算法上，求得問題的近似最優(yōu) 解( 可行解) 。c l a r k 和w r i g h t 提出c w 算法( 成本節(jié)約法) 以后，c - w 法隨后成為許多專家 和學者針對v r p t w 的研究基礎。1 9 9 1 年t h a n g i a h 和1 9 9 3 年j o e y 分別用遺傳算法求解 v r p t w ，但是都存在“早熟收斂”的問題恤1 啪。1 9 9 4 年，p w a r k 等人提出了重復匹配的方 法，該算法在其模型里同時考慮了時間約束和能力約束，因此適用于這類具有強約束的 v r p 側。2 0 0 0 年，謝秉磊等人將貨運量約束和時間窗約束轉化為目標約束，設計了基于自 然數(shù)編碼的可同時處理軟、硬時間窗約束的遺傳算法，實驗分析獲得了較好的結果啪1 。2 0 0 1 年，周賢偉和李光遠根據(jù)車輛裝載g p s 設備的特性，建立了貨物運輸v r p t w 的數(shù)學模型， 并設計了求解的遺傳算法嘲。2 0 0 2 年，張麗萍等人通過引入新穎交叉算子，構造了一種改 進遺傳算法。該算法擺脫了對群體多樣性的要求，不存在傳統(tǒng)遺傳算法常見的“早熟收斂” 問題，可用于解決v r p t w 哺。2 0 0 3 年，宋厚冰和蔡遠利針對v r p t w ，在標準遺傳算法的 基礎上，將分組信息與每一個染色體結合，并輔以補交換局部搜索技術，構造了一種改進 遺傳算法，使得求解結果更接近最優(yōu)解窿訂。同年，賓松和符卓通過引用一種新的編碼方法 及交叉和變異概率的自適應機制，構造了改進遺傳算法來求解帶軟時間窗的v r p t w 嘲。 ( 3 ) 帶能力約束的v r p c c v p p ) 帶能力約束的沖( c v r p ) 要求車輛的負載能力一定，但車輛數(shù)未給定。兩階段算法， 武漢科技大學碩士學位論文第1 1 頁 可以很好的求解c v r p 。f i s c h e 仕i m a t i c o 利用分枝定界算法求解c v r p ，獲得較好的求解結 果。v i g o d a n i c e 利用啟發(fā)式算法對不對稱c v r p 進行了求解。在我國，張濤等人把聚類和 排序有機地結合起來，用遺傳算法和3 - o p t 算法相結合的混合算法對c v r p 進行求解。1 。 后來，他們又提出用遺傳算法( g a ) 和禁忌搜索算法( t s a ) 相結合求解c v r p 。由于車輛數(shù) 不確定，提出另一目標函數(shù)，即最小車輛數(shù)，與最小距離同為目標函數(shù)建立了雙目標數(shù)學 規(guī)劃模型。在車輛數(shù)不確定的情況下，把聚類和排序有機地結合起來，并以g a 為主，把 t s a 用在g a 的變異操作中，增強算法的爬山能力。實驗結果表明，混合算法獲得的最好 解、平均裝載率和計算成本都比較令人滿意。 ( 4 ) 動態(tài)的v r p ( d v r p ) 動態(tài)的v r p 考慮信息是不確定的，實際當中可能會出現(xiàn)需求不確定、網(wǎng)絡性能不確定、 服務車輛不