盐城悦达物流企业车辆调度问题的分析_毕业论文(设计)(编辑修改稿)

盐城悦达物流企业车辆调度问题的分析_毕业论文(设计)(编辑修改稿)内容摘要：

以清楚知道配送车辆调度的理论知识，了解国内外的现状水平和发展趋势； （ 2）访谈咨询法，在分析和研究的基础上， 同公司相关的工作人员及经理进行访谈，清楚了解具体资料，根据事实情况，提出相应的解决方案。 、研究思路 车辆调度的目标是提高效率和节约成本，在企业现有资源的约束下，以最合理的成本为客户提供期望水平的服务。 在车辆调度中不仅要确保运力和运量的平衡，合理地安排运输，直接组织车辆运行并随时进行监督和检查，而且不能忽视了物流量、流向和季节性的变化等因素。 在研究物流公司的车辆调度时，本文认为应从我 国物流公司的分布情况和市场的竞争趋势入手，结合我国物流业的发展状况和技术更新情况，借鉴现代科学管理一体化的理论与方法，对物流公司车辆调度策略进行详细的分析，从而发现问题，提出车辆调度优化方案。 根据上述分析，其基本思路如图。 图 基本思路图 确定研究目的 查阅文献 分析公司现状 发现存在的问题 0— 1 规划法 节约法 提出优化方案 北京化工大学北方学院毕业设计（论文） 9 第 2 章 物流配送车辆调度概述 第 节 车辆调度的基本理论 、车辆调度的含义 国外将物流配送车辆调度问题归结为 ，飞机、邮政投递问题、水运船舶、公共汽车及铁路车辆的调度问题、电力调度 问题、计算机网络拓扑设计问题、管道铺设问题等都可以抽象为物流配送车辆调度问题。 VRP 问题是对进行物流配送的车辆进行优化调度，物流配送车辆调度问题可以说是对旅行商问题加以一定的限制而形成的，这些限制包含了：客户有一定的货物需求（或供应）数量且要求货物在一定的时间范围内送到（或者取走），配送车辆的装载量限制级一次配送的最大行驶距离限制等，即物流配送车辆调度问题是一个多约束的旅行商问题。 同时物流配送车辆调度问题还可以归结为在每一个配送路线中的旅行商问题。 、车辆调度的构成要素 配送车辆调度问题的主要构 成要素包括以下：物流中心、车辆、约束条件和目标函数、货物、运输网络和客户等。 （ 1）物流中心：也可以称作为物流基地或物流据点，是指进行集货、分货、配货、配装、送货的配送中心、车站、仓库和港口等。 在某个配送系统中，物流中心的数量可以是一个，也可以不止一个，物流中心的位置既可以确定又可不确定，其供应的货物可以是一种，也可以是很多种，而这些供应的货物可以是满足全部的客户需求，也可是部分的需求。 （ 2）车辆：车辆是货物的运载工具。 它的属性大致包括车辆的类型，一次配送的最大行驶的距离、配载量、配送前和配送完的车辆停放 位置。 车辆的类型包括通用车辆和专用车辆，通用车辆一般用于配送普通货物，而专用北京化工大学北方学院毕业设计（论文） 10 车辆通常用于装运一些性质较为特殊的货物。 每台车辆一次配送的最大行驶距离有以下几种情况：无距离限制；有距离限制；有距离限制，但可以不履行，不履行时可通过另付加班费解决。 车辆的装载量是指车辆最大装载的容积和重量，是进行车辆装载决策的依据，在某个配送系统中车辆的装载量可以相同，也可以不同。 车辆配送前的停放位置可以是物流中心或某个停车场，也可以是客户所在地。 车辆配送任务结束后，停放的位置可分为以下几类：必须返回出发点或某停车场；可 以返回任何一个停车场；可停放在任何物流中心、某停车场、客户所在地。 （ 3）约束条件：配送车辆调度要满足的约束条件主要包括所有客户对货物规格、品种和数量的要求；在允许通行的时间内进行配送；客户对货物发到时间的要求；物流中心的现拥有的运力范围内；车辆在配送过程中的实际载货量不得超过规定的载货量。 （ 4）目标函数：目标函数说白了就是车辆调度的最终目标，它可以是一个，也可以是很多个目标的集合。 经常被选用的目标函数分别是以下几个： ①费用最低，实现配送业务经济效益的最基本要求便是降低费用，在运送货物有关的费用包括：车 辆的行驶费用、车辆的管理维护费用、货物卸载费用、有关人员工资费用等。 ②高准时率，为了满足客户对交货时间有较高的要求，为提高配送服务质量，提高准时率也成为了目标函数之一。 ③配送路程最短，这直接与配送车辆的耗油量、磨损程度以及司机的疲劳程度直接挂钩，同时它还决定了运输的成本，这对效益有很大的影响，当然它也是用来衡量的最多的指标。 ④配送车辆的吨位公里数最少，这是将车辆的载重量和配送距离相结合起来考虑的，即以所有配送车辆的吨位数和其行使距离的乘积的总和最少为最优目标。 ⑤消耗最低的劳动力，以运用的司机最少，和 司机的工作时间最少为目标。 ⑥合理利用运力，用较少的车辆完成配送任务，并保证车辆的满载率最高，以充分利用车辆的装载量为目标。 （ 5）货物：货物也就是配送的对象，我们可以将每个客户需求的货物看成是一批货物，而货物本身具有的属性包含体积、重量、包装、品名、要求取走或送达的时间和地点、能否进行分批配送。 北京化工大学北方学院毕业设计（论文） 11 货物的体积和重量是进行车辆调度决策的依据，当某个客户需求货物的重量和体积超过配送车辆规定的最大配载重量或容积，那么该客户需要多个配送车辆进行运送。 货物的包装和品名是选用配送车辆的类型以及决定该批货物能否和其他货 物装载在同一车辆的依据。 比如有的比较特殊的货物需要专用车辆来配送，但由于它的包装比较好，完全可以和其他普通的货物共用一辆普通车辆来进行运输。 货物被取走和送取的时间和地点是制定配送车辆的出行时间和配送路线的依据。 货物的分批运送，是指某个客户的需求货物通过批准允许经过多个车辆分批取走或送达，即使需求量在一个车辆运载量的范围内。 （ 6）运输网络：运输网络是指由顶点（物流中心、停车场、客户）、无向边和有向弧组成的。 边和弧的属性包括权值、方向和交通流量限制等。 运输网络的无向边或有向弧的权值可以表示距离、费用或时 间。 它们的权值变化有以下几种：不随时间和车辆的不同而变化，是固定的；随着时间的不同而进行变化；随着车辆的不同而进行的变化；既随车辆的不同而变化，也随着时间的不同而变化。 对网络权值之间的关系可以要求其满足三角不等式，即两边之和要大于第三边；当然也可以不加限制。 关于运输网络的方向可能只有有向弧或只有无向边，也可能既有有向弧又有无向边。 对运输网络中顶点、边或者弧的交通流量要求分为：无流量限制；边弧限制，就是每条边和弧上同时行驶的车辆数量有限制；顶点的限制，也就是说在物流中心、停车场和客户所在地同时装卸货物的车 辆有限；顶点、无向边和有向弧都有限制。 （ 7）客户：也可称作为用户，包括零售商店和仓库等，客户的本质属性有：需求货物的数量和时间、次数以及满足程度等。 在某配送系统中，某客户的需求数量可能会大于或者小于车辆的最大装载量；而该系统的全部客户的货物需求总量可能超过或者低于所有车辆的装载量。 某个客户的需求货物达到的时间，是指要求货物取走到送达的时间，它有以下几种要求的情况：无时间限制；要求在指定的时间内完成运输的任务；有时间限制，若不遵守，可以通过惩罚来解决。 某个客户需求货物的次数可能是一次，也可能需要进行多 次配送服务。 某个客户对需求货物的满足程度，可以是全部满足，也可能是部分满足，当不满北京化工大学北方学院毕业设计（论文） 12 足时需要受到一定的惩罚。 、车辆调度问题的分类 物流的配送车辆调度问题可以通过其构成要素划分成不同的种类。 （ 1）按物流中心的数目来分，存在单个物流中心问题，也存在着多个物流中心问题。 （ 2）按照车辆的装载状况来分，有满载的问题，例如客户需求的货物大于或等于车辆的装载量，若要完成这个运输任务必须得有一辆或一辆以上的配送车辆，而且配送车辆需要满载运行；也有非满载问题，例如客户需求的货物小于车辆的装载量，多项配送任务可 通过一辆配送车辆就能完成任务，而且车辆在配送过程中经常处于不满载的状态；还有满载和非满载混合的问题，例如一部分客户的需求的货物数量大于或等于车辆的装载量，而另一部分客户的需求货物数量小于车辆的装载量，造成了一些车辆必须满载行驶，还有些车辆经常处于非满载的状态。 （ 3）按照优化的目标来分，有单目标问题，也有多目标问题。 （ 4）按照车辆的类型来分，有单车型问题，也有多车型问题。 （ 5）按照客户对货物取送的时间要求来分，有无时间限制和有时间限制。 有时间限制又可以分为硬时间窗问题，即客户要求在规定的时间内将货物取走 或送达，不能提前也不能拖后；软时间窗问题，即客户要求尽量能在规定的时间内将货物取走或送达，若提前或推迟，要对配送企业进行一定的惩罚措施。 （ 6）按照车辆对车场的所属关系来分，有车辆开放和封闭问题，前者是指车辆配送任务完成后可以不必回到出发车场，后者是指车辆在完成配送任务后必须回到其出发的车场。 （ 7）按照配送任务的特征来分，有纯送货问题和纯取货问题以及取送混合的问题。 我们简单的将纯送货问题和纯取货问题概括为单向车辆配送调度问题，而将取送混合的问题概括为双向车辆配送调度问题。 第 节 车辆调度的方法 、 01 规划法 北京化工大学北方学院毕业设计（论文） 13 01 规划法是一种比较特殊形式的整数规划法，它的决策变量取决于 1 或者 0，而且一个非负的整数也可以用二进制记数法用若干个 01 变量表示，所以我们又叫它二进制变量或 01 变量。 01 规划法可以数量化地描述例如取与舍、有与无、开与关等现象所反映的离散型变量之间的顺序关系、逻辑关系和互斥时的约束条件。 所以说01 规划法在针对工厂选址、旅行购物、人员安排、线路设计、生产计划安排、代码选取、背包问题等问题上都能应用到，并且都能有效的处理和解决。 解决 01规划模型时主要方法是隐枚举法和穷举法 ，前者只需要检查变量的取值组合的一部分，若是这个取值组合的部分集合选的比较恰当，那么计算任务量则会大大下降。 因而这类车辆调度问题的关键在于怎样构造出变量取值组合的部分集合，从而尽可能的减少检查的次数。 穷举法需要检查变量的取值为 1或者 0的每一种组合，并且比较目标函数值。 （ 1）提出问题 设 B0 为物流网点， Bj（ j=1,2,„ ,n）为需求用户，各用户的需求量为 bj（ j=1,2,„ ,n）， 每辆汽车的载重量为 Q，且满足 nj jb1＝≤ Q，这个可行的巡回路线由 n+1段路线构成，以 Xijr（ i=0,1,2,„ ,n； j=0,1,2,„ ,n； r=0,1,2,„ ,n+1,i≠ j） 表示ij段路线作为某巡回路线中第 r段行程的决策变量，当 Xijr=1时表示在巡回路线上，当 Xijr=0时表示该段行程不在巡回路线上。 Cij表示各 点之间的最短距离，要达到总行程路线最短。 （ 2）分析问题 若要使这个方案可行，且能保证巡回路线不会间断，各个路线能够一次衔接，那么ni ijrx0＝ =nk ijrx0 1＝ ＋ （ r=1,2,„ ,n； j=1,2,„ ,n； i≠ j， j≠ k） ,若是要保证发货车离开一个点后只能到另外一个点，并且各点在巡回路线上只出现一次，那么 njnr ijrx010＝＋＝=1（ i=0,1,2,„ ,n,i≠ j） ,这也表示从 i 为 起始点的路段在巡回路线中必须而且只出现一次，从而保证发货车离开 i 点只能到另一个 j点，同时也可以看出以点 j为起始点的路线若作为巡回路线中的 r+1 段行程而存在，那么肯定有以点 j为终点的路段作为r段行程存在于巡回路线中。 这样就能保证各段路线一次衔接且不会间断。 （ 3）建立模型 min F=11 0 0＋＝ ＝ ＝nrninj ijC Xijr 北京化工大学北方学院毕业设计（论文） 14 ni ijrX0＝ =nk ijrX0 1＝ ＋ （ r=1,2,„ ,n； j=1,2,„ ,n； i≠ j， j≠ k） nj nr ijrX0 10＝ ＋＝ =1（ i=0,1,2,„ ,n） 0,ij 作为巡回路线中的第 r 段行程不存在 Xijr = 1， ij作为巡回路线中的第 r段行程存在 、节约法 节约法最初是由怀特和克拉克在 1964 年提出来的，它属于一种启发式的方法，它是车辆调度程序的规划法，也可以称它为节约里程法。 （ 1）基本原理 如图 21 所示，由物流中心 B0 给两个配 送点 B1 ,B2 发货，物流中心到各个配送点的最短的配送距离分别为 C01 和 C02 ，而各个配送点用户的需求量分别是 b1 和b2 ，而两个配送点的最短配送距离是 C12。 当用两辆车分别给两个配送点各自往返发货时，车辆行程的总距离是 C1 =2(C01 +C02 )。 若是改用一两车巡回送货，而且该车的装载量能够负荷这两个配送点的需求量，那么该车总的行程距离为 C2 =C01 +C02 +C12。 第二种方案比第一种方案可以节约的配送里程为△ C12 =C01 +C02 C12 ，而该市就被称为节约量公式，△ C12 就是 B1 ,B2 两者之间的节约量。 显而易见，若是将节约量大的两个配送点连接到一起，采用巡回方式送货，则能获得更多的节约量。 要是在配送中心的供货范围内还有着第三。