- 相關(guān)推薦
簡議汽車零部件入廠物流循環(huán)取貨路徑優(yōu)化的模型及算法論文
1背景
隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，零部件入廠的效率和成本問題日益引起關(guān)注。根據(jù)國外先進(jìn)汽車企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，將入廠物流外包給第三方物流企業(yè)，以循環(huán)取貨(Milk-run)模式設(shè)計(jì)優(yōu)化的運(yùn)輸路線進(jìn)行零部件配送，可以有效地解決庫存減少與運(yùn)輸成本升高之間的矛盾，有效地降低運(yùn)輸費(fèi)用和包裝費(fèi)用，從而降低整個(gè)供應(yīng)鏈的成本。循環(huán)取貨的關(guān)鍵目標(biāo)之一就是降低企業(yè)物流的成本，而合理的路徑規(guī)劃是決定企業(yè)能否實(shí)現(xiàn)以最小的成本在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)將零部件送到企業(yè)的組裝車間的關(guān)鍵。
B汽車制造企業(yè)的物流主要外包給了一家名為Z的第三方物流企業(yè)，由其負(fù)責(zé)主機(jī)廠的循環(huán)取貨。Z物流公司負(fù)責(zé)按照預(yù)先設(shè)定的取貨路徑和取貨時(shí)間分別去各供應(yīng)商處輪流取貨，取貨完成之后再通過JIT配送將零部件送往主機(jī)廠線邊。在該過程中，最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)在于制定合理的循環(huán)取貨方案。循環(huán)取貨的一個(gè)主要特征就是定線、定時(shí)地完成取貨操作。由于主機(jī)廠的生產(chǎn)計(jì)劃排程提前期一般在一個(gè)月左右，理想狀態(tài)下，B公司的循環(huán)取貨應(yīng)該按照事先排定好的模版直接執(zhí)行。目前B公司和Z物流公司已經(jīng)有專門的MIS系統(tǒng)協(xié)助進(jìn)行Milk-run的調(diào)度安排和監(jiān)控，但尚沒有實(shí)現(xiàn)軟件制訂路線模版，而是靠傳統(tǒng)的手工排定來確定循環(huán)取貨的路徑方案。因此B公司急需一個(gè)科學(xué)的模型和合理的算法來幫助其進(jìn)行循環(huán)取貨的路徑規(guī)劃，從而使開發(fā)軟件進(jìn)行路徑選擇變?yōu)榭赡堋?/p>
針對(duì)循環(huán)取貨路徑規(guī)劃這樣一個(gè)經(jīng)典的車輛路徑問題(VRP)，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了許多研究，一是根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的情況，為VRP設(shè)定不同的約束條件和優(yōu)化目標(biāo)，從而衍生出許多特定的VRP;另一個(gè)是運(yùn)用不同的算法以求更好更快地求解VRP。
2循環(huán)取貨路徑優(yōu)化模型
根據(jù)B汽車企業(yè)循環(huán)取貨的實(shí)際運(yùn)作模式，本文將傳統(tǒng)的車輛路徑問題抽象為:在一個(gè)存在供需關(guān)系的大系統(tǒng)中，以配送中心為需求點(diǎn)，多臺(tái)取貨車輛從配送中心出發(fā)，分別到不同供應(yīng)商處取貨。要求在給定的時(shí)間約束和庫存約束條件下合理安排取貨車輛的行走路徑，使得總的取貨成本最小。基于上述分析，本文所研究的循環(huán)取貨車輛路徑問題可做如下界定:
�、倥渌椭行�:存在唯一的配送中心，且配送中心的地理位置已知;配送中心在主機(jī)廠附近且配送中心的貨物均以JIT的形式送至主機(jī)廠生產(chǎn)線或主機(jī)廠倉庫。
�、谲囕v:車輛的數(shù)量沒有限制;所有車輛都必須從配送中心出發(fā)且最終返回配送中心;所有的車輛都不超過最大裝載量;所有車輛的規(guī)格相同，行駛速度相同。
③供應(yīng)商:所有供應(yīng)商的地理位置已知;各供應(yīng)商的需求量已知;各供應(yīng)商的取貨時(shí)間滿足所設(shè)定的取貨時(shí)間窗。
�、苈窂�:每家供應(yīng)商只有一條路徑經(jīng)過，并且路徑上所有點(diǎn)的取貨頻次相同。
⑤庫存:主機(jī)廠的最大允許庫存水平和最小允許庫存水平已知，循環(huán)取貨的單次取貨量以及取貨頻次滿足主機(jī)廠線邊庫存控制策略。
�、迺r(shí)間窗:實(shí)際循環(huán)取貨過程中的時(shí)間約束為軟時(shí)間窗約束，即如果配送車輛到達(dá)供應(yīng)商i的時(shí)間不在所規(guī)定的時(shí)間窗內(nèi)，則配送車輛要付出一定的時(shí)間成本。
3算法分析
在求解循環(huán)取貨路徑優(yōu)化問題的主要算法中主要可以分為精確算法和啟發(fā)式方法。精確算法由于引入嚴(yán)格的數(shù)學(xué)方法，只能解決較小規(guī)模的循環(huán)取貨路徑優(yōu)化問題。本文根據(jù)循環(huán)取貨路徑優(yōu)化問題的具體約束條件設(shè)置，采用了啟發(fā)式算法中有效性和實(shí)用性比較高的蟻群算法作為核心算法，并根據(jù)實(shí)際情況改進(jìn)了蟻群算法的信息素更新規(guī)則，即使用改進(jìn)的蟻群算法進(jìn)行求解。蟻群算法中用螞蟻代替配送車輛依次前往各供應(yīng)商處取貨，需要考慮的因素為路徑的可見度和環(huán)境的信息素強(qiáng)度。
本文的初始解是根據(jù)時(shí)間窗下限產(chǎn)生的，即從目前路徑最后一個(gè)供應(yīng)商出發(fā)，對(duì)時(shí)間窗要求最早的那個(gè)供應(yīng)商進(jìn)行訪問，如果訪問時(shí)間不在這個(gè)供應(yīng)商時(shí)間窗口內(nèi)，則需要重新開始一條路徑。
�、俪跏蓟窂�;
②集合C中放入未被訪問過的供應(yīng)商;
�、跜中的元素按照如下規(guī)則排列:對(duì)任意的i≤j，滿足W(ci，cL)≤W(cj，cL)，其中cL為當(dāng)前路徑的最后一個(gè)供應(yīng)商;
�、苋绻螩為空，則終止算法;
�、萑绻鸚(cr，cm)=T，則保存當(dāng)前路徑R;并從未訪過的供應(yīng)商集合中隨機(jī)選擇一個(gè)客戶ck作為新路徑的出發(fā)點(diǎn);C=C-ck;跳轉(zhuǎn)到第三步;
�、奕绻⿷�(yīng)商cr為目前路徑R的合法供應(yīng)商，將cr加入到R中;C=C-ck;k=k+1;返回到第④步;
�、咚惴ńK止，并輸出結(jié)果。
4結(jié)論
本文以B汽車制造企業(yè)零部件入廠物流的實(shí)際運(yùn)作情況為例，對(duì)其循環(huán)取貨路徑優(yōu)化問題進(jìn)行了界定，建立了新的車輛路徑模型。在該模型中，本文以實(shí)際操作中企業(yè)最關(guān)心的時(shí)效性和庫存合理性為出發(fā)點(diǎn)，一方面通過對(duì)單次取貨量的總占用庫存進(jìn)行限制，來達(dá)到小批量、高頻次的取貨目的。一方面供應(yīng)商的取貨任務(wù)必須在特定的時(shí)間窗內(nèi)完成，并為其設(shè)定了帶有懲罰成本的軟時(shí)間窗約束，更加符合B企業(yè)的實(shí)際運(yùn)作情況�？紤]到取貨的平準(zhǔn)性以及各種復(fù)雜約束，本文針對(duì)模型的特征設(shè)計(jì)了改進(jìn)的蟻群算法進(jìn)行求解，對(duì)傳統(tǒng)蟻群算法的轉(zhuǎn)移規(guī)則和更新規(guī)則進(jìn)行了改進(jìn)，使算法的全局搜索能力得到增強(qiáng)。本文的模型和算法有助于B企業(yè)利用軟件自動(dòng)生成循環(huán)取貨路徑方案，并對(duì)同行業(yè)的其他汽車企業(yè)也有借鑒意義。
【簡議汽車零部件入廠物流循環(huán)取貨路徑優(yōu)化的模型及算法論文】相關(guān)文章：
改進(jìn)logit多路徑分配模型及其求解算法研究07-23
快速消費(fèi)品配送中心選擇優(yōu)化的模型與算法07-16
冷鏈物流多溫配送路徑優(yōu)化研究10-23
我國汽車零部件產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力提升路徑09-25
網(wǎng)絡(luò)證券投資模型優(yōu)化08-28
戰(zhàn)國楚簡“視日”補(bǔ)議10-23
基于DSP的信道譯碼算法優(yōu)化10-13