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摘要:在配送网络中,运输方式的选择是在综合考虑运输时间及运输能力的基础上,建立一个最小化运输成本的模型。摒弃传统单节点的算法以及各种运输方式不可理的交汇问题。基于多元网点布局的思想,求解整个配送网络的最佳运输方案。
关键词:配送网络; 运输方案;多元网点布局思想;
中图分类号:[F287.3]
随着配送网络的不断壮大,配送行为已经不单单局限于两个城市间的运输。节点间的最佳运输方式已无法满足整个配送网络的最优化。除此之外,单一的运输方式也在交通运输竞争中逐渐呈现出明显的劣势。各个城市的运输方案,并在规定时间完成配送网络的运输任务,实现目标的最优化成为了物流企业提高竞争力的关键。
企业无论选择何种运输方式,都应遵循安全、迅速、准确、节省、方便的原则1。现有的物流运输有铁路、公路、水路和航空四种运输方式。运输方案的确定不仅要考虑运输成本,还要考虑运输量及时间限量等因素。传统的两个城市间运输方案的确定,只考虑经过节点间运输方式的转换,未考虑其中出现的短驳现象。现实生活中也极少出现四种运输方式的运输路线交叉的现象。
假设物流企业要将一批货物由配送中心运至各个配送点。任意一个配送点至配送中心间存在数种运输方式。由于要保证货物的完整率,所以运输方式的转换次数应越低越好。当发生中转行为时,需要消耗一定的中转时间。基于多元网点的布局问题的系统结构研究思想,需求点可以从设置的网点中转进货,也可以从资源点直接进货2。配送中心可以直接运输到各个配送点或采用多式联运的方式运输至各个配送点。
为了简化研究问题,假设:1)单位运价只与运输方式有关,且为定值;2)只考虑公路运输与水路运输;3)同一节点码头最多进行一次装卸行为;4)任意两个城市间只能使用一种运输方式;5)不考虑中转费用,中转所需时间仅考虑装卸时间;6)不考虑运输方式的风险和运输线路的风险;7)不考虑交通阻塞和道路拥堵;8)货物装卸时间固定;
由于这中间会出现短驳运输,所以不考虑公路运输经过码头节点却不转换运输方式。因此,从配送中心到各个配送点存在三种运输方式,完全公路运输,完全水路运输,多式联运。利用图论知识,将配送网络的运输方式选择问题抽象成网络P={V,C,T},其中, V代表顶点集合,C代表成本集合,T代表时间集合。虚拟配送网络运输如图一所示。
图一 虚拟配送网络运输
除了始发配送中心外,将各个配送城市扩展为3个城市,代表3种运输方式,如Di ’,Di1等;任意两个城市间的配送行为随着运输方式的不同存在两种不同的单位运输成本,如C1 ,C2 。城市间随着距离,运输方式,中转时间的差异从而产生不同的运输时间,如t1ov1 ,t1,2等。
符号假设:
ckij,ij+1为中间节点为j,从城市i 到城市i+1 采用运输方式k 时的运输单价(单位:元/辆*公里);
tkij,ij+1为中间节点为j, k 运输方式运输货物时从节点i 到i+1 所用的时间(单位:天);
tk,j为运输方式由k 转换为j 时的中转所需时间(单位:天);
xkij,i+1∈{0,1}为中间节点城市为j时,从城市i 到城市i+1 进行货物运输采用第k 种运输方式时为1,否则为0;
qk运输方式k的载重量;
ski到配送区域i采用运输方式K的运送量;
Qi配送区域i的需求量;
dkij,i+1为中间节点为j,从城市i到城市i+1运用运输方式k的距离(单位:公里);
C、T0分别表示运载成本、总运输时间限制条件;
建立模型如下:
min C=∑2k=1∑Ii=1(sik,lckxi k,ldO,Vi/qk+ sik,lclx il,kdVi,Dii/ qk+ sikckx ikdO,Di/ qk )
k,l=1,2;k≠l;(1)
. 约束条件:
Max{ xi k,ldO,Vi/v1+ x ik,ldVi,Dii/v2+xi k,ltk,l, x ikdO,Di/vk } <=T0 i=1,2……I(2)
∑2k=1 (sik,lxi k,l + sikx ik)>=Qi (3)
∑2k=1 x kij.ij+1>=1; (4)
t 1,2i=0.5;t 2,1i=1; (5)
x kij.ij+1=0,1;
上述模型中,目标函数(1)为配送网络的总运载成本;约束条件(2)为整个网络完成配送的时间不超过T0;(3)为配送点的运送量要大于配送点的需求量;约束(4)表示在两个城市间可选择一种以上的运输方式;约束(5)公路转水路的中转时间和水路转公路的中转时间。
实例分析
已知以下配送网络,由O配送中心送至A,B,C三个配送点。相邻的两个节点间存在两种运输方式。节点间的距离及配送点的需求量已知。两种运输方式的费用装载量及速度也已知。中转时间为:天/次,由于轮船的开航时间固定,所以中转时间不一致,其中水路转公路的中转时间为0.5,公路转水路的中转时间为1。求解在不同时间限制条件下,最佳的运输路线及运输总成本。
由此可见:成本随着时间范围的降低呈现 上升趋势,并且形成逐渐由水路运输转换为公路运输的过程,此优化模型描述了不同运输方式转化的临界点,具有较强的实用性。
结束语
结合不同运输方式的搭配,研究配送网络的最佳运输路线和运输方式问题,从而实现不同时间限制下的最佳成本。与既有的方法相比,建立了一套不仅适用于单点运输,甚至于整个网络的配送模型。在综合考虑同时运至多个配送点的基础上,网络运输选择问题的优化模型,对整个配送网络运输路线和运输方式的选择问题具有较为符合实际的描述以及模型分析。
参考文献:
[1]王雪峰。国际物流运输[M]。化学工业出版社,2003
[2]贾争现等。物流配送中心规划与设计。机械工业出版社,2004
关键词:配送网络; 运输方案;多元网点布局思想;
中图分类号:[F287.3]
随着配送网络的不断壮大,配送行为已经不单单局限于两个城市间的运输。节点间的最佳运输方式已无法满足整个配送网络的最优化。除此之外,单一的运输方式也在交通运输竞争中逐渐呈现出明显的劣势。各个城市的运输方案,并在规定时间完成配送网络的运输任务,实现目标的最优化成为了物流企业提高竞争力的关键。
企业无论选择何种运输方式,都应遵循安全、迅速、准确、节省、方便的原则1。现有的物流运输有铁路、公路、水路和航空四种运输方式。运输方案的确定不仅要考虑运输成本,还要考虑运输量及时间限量等因素。传统的两个城市间运输方案的确定,只考虑经过节点间运输方式的转换,未考虑其中出现的短驳现象。现实生活中也极少出现四种运输方式的运输路线交叉的现象。
假设物流企业要将一批货物由配送中心运至各个配送点。任意一个配送点至配送中心间存在数种运输方式。由于要保证货物的完整率,所以运输方式的转换次数应越低越好。当发生中转行为时,需要消耗一定的中转时间。基于多元网点的布局问题的系统结构研究思想,需求点可以从设置的网点中转进货,也可以从资源点直接进货2。配送中心可以直接运输到各个配送点或采用多式联运的方式运输至各个配送点。
为了简化研究问题,假设:1)单位运价只与运输方式有关,且为定值;2)只考虑公路运输与水路运输;3)同一节点码头最多进行一次装卸行为;4)任意两个城市间只能使用一种运输方式;5)不考虑中转费用,中转所需时间仅考虑装卸时间;6)不考虑运输方式的风险和运输线路的风险;7)不考虑交通阻塞和道路拥堵;8)货物装卸时间固定;
由于这中间会出现短驳运输,所以不考虑公路运输经过码头节点却不转换运输方式。因此,从配送中心到各个配送点存在三种运输方式,完全公路运输,完全水路运输,多式联运。利用图论知识,将配送网络的运输方式选择问题抽象成网络P={V,C,T},其中, V代表顶点集合,C代表成本集合,T代表时间集合。虚拟配送网络运输如图一所示。
图一 虚拟配送网络运输
除了始发配送中心外,将各个配送城市扩展为3个城市,代表3种运输方式,如Di ’,Di1等;任意两个城市间的配送行为随着运输方式的不同存在两种不同的单位运输成本,如C1 ,C2 。城市间随着距离,运输方式,中转时间的差异从而产生不同的运输时间,如t1ov1 ,t1,2等。
符号假设:
ckij,ij+1为中间节点为j,从城市i 到城市i+1 采用运输方式k 时的运输单价(单位:元/辆*公里);
tkij,ij+1为中间节点为j, k 运输方式运输货物时从节点i 到i+1 所用的时间(单位:天);
tk,j为运输方式由k 转换为j 时的中转所需时间(单位:天);
xkij,i+1∈{0,1}为中间节点城市为j时,从城市i 到城市i+1 进行货物运输采用第k 种运输方式时为1,否则为0;
qk运输方式k的载重量;
ski到配送区域i采用运输方式K的运送量;
Qi配送区域i的需求量;
dkij,i+1为中间节点为j,从城市i到城市i+1运用运输方式k的距离(单位:公里);
C、T0分别表示运载成本、总运输时间限制条件;
建立模型如下:
min C=∑2k=1∑Ii=1(sik,lckxi k,ldO,Vi/qk+ sik,lclx il,kdVi,Dii/ qk+ sikckx ikdO,Di/ qk )
k,l=1,2;k≠l;(1)
. 约束条件:
Max{ xi k,ldO,Vi/v1+ x ik,ldVi,Dii/v2+xi k,ltk,l, x ikdO,Di/vk } <=T0 i=1,2……I(2)
∑2k=1 (sik,lxi k,l + sikx ik)>=Qi (3)
∑2k=1 x kij.ij+1>=1; (4)
t 1,2i=0.5;t 2,1i=1; (5)
x kij.ij+1=0,1;
上述模型中,目标函数(1)为配送网络的总运载成本;约束条件(2)为整个网络完成配送的时间不超过T0;(3)为配送点的运送量要大于配送点的需求量;约束(4)表示在两个城市间可选择一种以上的运输方式;约束(5)公路转水路的中转时间和水路转公路的中转时间。
实例分析
已知以下配送网络,由O配送中心送至A,B,C三个配送点。相邻的两个节点间存在两种运输方式。节点间的距离及配送点的需求量已知。两种运输方式的费用装载量及速度也已知。中转时间为:天/次,由于轮船的开航时间固定,所以中转时间不一致,其中水路转公路的中转时间为0.5,公路转水路的中转时间为1。求解在不同时间限制条件下,最佳的运输路线及运输总成本。
由此可见:成本随着时间范围的降低呈现 上升趋势,并且形成逐渐由水路运输转换为公路运输的过程,此优化模型描述了不同运输方式转化的临界点,具有较强的实用性。
结束语
结合不同运输方式的搭配,研究配送网络的最佳运输路线和运输方式问题,从而实现不同时间限制下的最佳成本。与既有的方法相比,建立了一套不仅适用于单点运输,甚至于整个网络的配送模型。在综合考虑同时运至多个配送点的基础上,网络运输选择问题的优化模型,对整个配送网络运输路线和运输方式的选择问题具有较为符合实际的描述以及模型分析。
参考文献:
[1]王雪峰。国际物流运输[M]。化学工业出版社,2003
[2]贾争现等。物流配送中心规划与设计。机械工业出版社,2004