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为实现物流系统整体优化，考虑失灵风险、随机需求、设施容量约束、提前期等因素，以系统总成本最小与客户满意度最高为目标，建立一个两级物流网络的随机多目标定位-库存问题模型。该模型是一个双目标的非线性离散混合整数规划模型。在此基础上，设计一种改进的基于小生境技术的非支配排序多目标遗传算法。实验结果表明，该算法可得模型的Pateto前沿解集，与标准非支配排序遗传算法相比，改进算法在收敛代数及解的数量和分布上均具有明显优势。在实际应用中，决策者可根据需要及偏好在Pateto候选解中选择合适的优化决策方案。